JP5663277B2 - 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

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、描画装置に搭載されるハードディスク装置の異常を検出する描画装置および方法に関する。

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１１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）。

ここで、電子ビーム描画装置には、膨大なデータを高速に処理するために、多数のハードディスク装置が実装される。描画時は、ハードディスク装置の読み書きが頻繁に行われるため、ハードディスク装置の負荷が増大する。負荷の増大は、ハードディスク装置の故障につながる。描画装置では、かかるハードディスク装置の故障が描画処理の異常停止の要因の１つになっていた。従来、描画装置では、異常停止が起こるまで、ハードディスク装置の異常を見つけることが困難であった。

特開２００７−０４３０８３号公報

上述したように、電子ビーム描画装置には、膨大なデータを高速に処理するために、多数のハードディスク装置が実装されるが、異常停止が起こるまで、ハードディスク装置の異常を見つけることが困難であった。描画装置が異常停止してしまうと、復旧までに時間がかかり、その間、描画装置は描画処理を行うことができなくなり、マスク等の試料の生産がストップしてしまう。そのため、異常停止が起こる前にハードディスク装置の異常を検出することが望ましい。しかしながら、従来、かかる問題を解決する十分な手法が確立されていなかった。

そこで、本発明は、かかる問題を克服し、異常停止が起こる前にハードディスク装置等の記憶装置の異常を検出することが可能な描画装置およ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、
記憶装置と、
記憶装置のデータ読み出し処理を行う読み出し処理部と、
記憶装置のデータ読み出し処理における開始時刻と終了時刻とを用いて、記憶装置のデータ読み出し時間を演算する読み出し時間演算部と、
データ読み出し時間が閾値以上か否かを判定する判定部と、
判定の結果、データ読み出し時間が閾値以上の場合に記憶装置が異常であることを示す情報を出力する出力部と、
判定の結果、データ読み出し時間が閾値以上の場合に記憶装置を別の記憶装置と交換した上で別の記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行うデータ処理部と、
データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画部と、
を備え、
前記閾値として、複数の記憶装置の読み出し時間のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均読み出し時間に標準偏差の３倍の値（３σ）を加算した値を用いることを特徴とする。

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
記憶装置と、
テストデータを入力し、記憶装置に前記テストデータの書き込み処理を行う書き込み処理部と、
記憶装置への書き込み処理における書き込み速度を演算する書き込み速度演算部と、
書き込み速度が閾値以下か否かを判定する判定部と、
判定の結果、書き込み速度が閾値以下の場合に記憶装置が異常であることを示す情報を出力する出力部と、
判定の結果、書き込み速度が閾値以下の場合に記憶装置を別の記憶装置と交換した上で別の記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行うデータ処理部と、
データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画部と、
を備え、
前記閾値として、複数の記憶装置の書き込み速度のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均書き込み速度から標準偏差の３倍の値（３σ）を差し引いた値を用いることを特徴とする。

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
記憶装置と、
記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行うデータ処理部と、
データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画部と、
記憶装置へデータ処理されたデータを転送する転送データ量を測定するデータ量測定部と、
記憶装置への転送処理に対するエラーによる訂正回数を測定する訂正回数測定部と、
転送データ量と訂正回数とを用いて、訂正率を演算する訂正率演算部と、
訂正率が閾値以上か否かを判定する判定部と、
判定の結果、訂正率が閾値以上の場合に記憶装置が異常であることを示す情報を出力する出力部と、
を備え、
前記閾値として、複数の記憶装置の訂正率のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均訂正率に標準偏差の３倍の値（３σ）を加算した値を用いることを特徴とする。

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
記憶装置と、
記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行うデータ処理部と、
データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画部と、
記憶装置へデータ処理されたデータを転送する転送速度を測定する転送速度測定部と、
転送速度が閾値以下か否かを判定する判定部と、
判定の結果、転送速度が閾値以下の場合に記憶装置が異常であることを示す情報を出力する出力部と、
を備え、
前記閾値として、複数の記憶装置の転送速度のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均転送速度から標準偏差の３倍の値（３σ）を差し引いた値を用いることを特徴とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
記憶装置のデータ読み出し処理を行う工程と、
記憶装置のデータ読み出し処理における開始時刻と終了時刻とを用いて、記憶装置のデータ読み出し時間を演算する工程と、
データ読み出し時間が閾値以上か否かを判定する工程と、
判定の結果、データ読み出し時間が閾値以上の場合に記憶装置が異常であることを示す情報を出力する工程と、
判定の結果、データ読み出し時間が閾値以上の場合に記憶装置を別の記憶装置と交換した上で別の記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行う工程と、
データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する工程と、
を備え、
前記閾値として、複数の記憶装置の読み出し時間のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均読み出し時間に標準偏差の３倍の値（３σ）を加算した値を用いることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、異常停止が起こる前に記憶装置の異常を検出できる。よって、描画中に記憶装置の故障による異常停止を防止できる。

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における判定閾値を算出する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におけるハードディスク装置の読み出し時間の一例を示す図である。 実施の形態１におけるハードディスク装置の平均読み出し時間と標準偏差の一例を示す図である。 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。 実施の形態１における異常なハードディスク装置の読み出し時間の追跡調査を行った結果の一例を示すグラフである。 実施の形態２における判定閾値を算出する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２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。 実施の形態３における判定閾値を算出する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３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。 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、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、レジストが塗布された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。

制御部１６０は、制御計算機１１０，１２０、メモリ１１２，１１８、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１４、モニタ１１６、制御回路１３０、及び、複数のハードディスク装置（ＨＤ）１４０，１４２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，・・・）（記憶装置の一例）を有している。制御計算機１１０，１２０、メモリ１１２，１１８、Ｉ／Ｆ回路１１４、モニタ１１６、制御回路１３０、及び、複数のハードディスク装置１４０，１４２は、バス１１３を介して互いに接続されている。

また、制御計算機１１０内には、描画データ処理部１０、設定部１１、読み出し処理部１２、読み出し時間演算部１４、判定部１６、出力部１８、書き込み処理部２０、書き込み速度演算部２２、判定部２４、データ量測定部２６、訂正率演算部２８、判定部３０、転送速度測定部３２、判定部３４、及び記録部３６が配置される。描画データ処理部１０、設定部１１、読み出し処理部１２、読み出し時間演算部１４、判定部１６、出力部１８、書き込み処理部２０、書き込み速度演算部２２、判定部２４、データ量測定部２６、訂正率演算部２８、判定部３０、転送速度測定部３２、判定部３４、及び記録部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１１２に記憶される。

また、制御計算機１２０内には、ハードディスク装置（ＨＤ）制御部４０、開始時刻測定部４２、終了時刻測定部４４、及び訂正回数測定部４６が配置される。ハードディスク装置（ＨＤ）制御部４０、開始時刻測定部４２、終了時刻測定部４４、及び訂正回数測定部４６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メモリ１１８に記憶される。

また、ハードディスク装置１４０には、描画データが外部から入力され、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。

ここで、描画されるパターンは、膨大な数の図形パターンの組み合わせで構成され、そのデータは、図形パターンの配置座標、サイズ、図形コード等、膨大なデータで構成される。そして、そのデータ量は年々増加している。そのため、かかるデータを高速に処理するために多数のハードディスク等の記憶装置１４２が必要となる。例えば、数十〜百以上のハードディスク装置が実装される。また、描画履歴や装置運用履歴等のデータベースもハードディスク等の記憶装置１４２に記憶され、かかる描画履歴や装置運用履歴等も運用に伴い増大しているため、ハードディスク装置に負担をかける要因の１つになっている。ここで、ハードディスク装置等の記憶装置１４２に異常があると、データの読み書き処理に影響がでる。例えば、磁性体の劣化磨耗による磁性体の磁力が弱まり、情報が読み取りにくくなり、何回も読み出し動作を繰り返す。かかる繰り返しの分、時間がかかってしまう。また、例えば、サーボ機構の劣化によりヘッドが意図したトラック（記憶領域）に一度の動作で移動できなくなる。実施の形態１における描画装置１００では、データ処理を行いながら描画動作をリアルタイムで進めていくため、データの読み書き処理が正常な状態に比べてある程度遅くなると描画動作が停止してしまう。そこで、実施の形態１では、以下の手法により、描画動作が停止するよりも早い段階でハードディスク装置等の記憶装置１４２の異常を検出する。実施の形態１では、描画していない状態（オフライン）でデータの読み出しを行うことで、ハードディスク装置等の記憶装置１４２の異常を検出する。

図２は、実施の形態１における判定閾値を算出する方法の要部工程を示すフローチャート図である。ここでは、描画装置１００に実装される前の段階でのハードディスク装置を用いるとよい。但し、これに限るものではなく、描画装置１００に実装された後でも構わない。

まず、ハードディスク装置（ＨＤ）設定工程（Ｓ１０２）として、診断対象となるハードディスク装置を設定する。かかるハードディスク装置には、何らかのデータが記憶されていても良いし、まだ、記憶されていなくてもよい。

ＨＤ読み出し工程（Ｓ１０４）として、対象となるハードディスク装置の読み出し処理を行う。ハードディスク装置の全領域にアクセスして、データの読み出しを行う。同一機種、同一記憶容量のハードディスク装置では、回転数が同じであれば、どれも同程度の読み出し時間となる。

読み出し開始時刻、及び終了時刻測定工程（Ｓ１０６）として、データの読み出しを行っているハードディスク装置の読み出し開始時刻、及び終了時刻を測定する。

読み出し時間演算工程（Ｓ１０８）として、ハードディスク装置の読み出し終了時刻から開始時刻を引くことで、かかるハードディスク装置の読み出し時間を算出する。

ハードディスク装置を交換しながら、かかるＨＤ設定工程（Ｓ１０２）から読み出し時間演算工程（Ｓ１０８）までの各工程を繰り返し実行する。以上のようにして、各ハードディスク装置あたり１回ずつ読み出し時間のデータを取得する。

図３は、実施の形態１におけるハードディスク装置の読み出し時間の一例を示す図である。図３では、一例として、記憶容量が７３ＧＢ、回転数が１００００ｍｉｎ^−１（ｒｐｍ）のある同一機種の複数のハードディスク装置のそれぞれの読み出し時間を示している。図３の例では、いずれのハードディスク装置も１時間１８分程度の読み出し時間となっている。

平均値及び標準偏差算出工程（Ｓ１１０）として、得られた複数のハードディスク装置の読み出し時間のサンプルデータを使って、平均読み出し時間ｍと標準偏差σを算出する。

図４は、実施の形態１におけるハードディスク装置の平均読み出し時間と標準偏差の一例を示す図である。図４では、記憶容量、回転数、及び機種が同一である複数のハードディスク装置毎に、平均読み出し時間ｍと標準偏差σを算出する。また、図４の例では、有効サンプル数も示されている。平均読み出し時間ｍは、ハードディスク装置ｉでのデータ読み出し時間Ｘｉ、及びサンプル数ｎを用いて、以下の式（１）で算出できる。
（１） ｍ＝Σ（Ｘｉ／ｎ）

また、標準偏差σは、平均読み出し時間ｍ、データ読み出し時間Ｘｉ、及びサンプル数ｎを用いて、以下の式（２）で算出できる。
（２） σ＝√｛Σ（Ｘｉ−ｍ）^２／（ｎ−１））

３σ算出工程（Ｓ１１２）として、記憶容量、回転数、及び機種が同一である複数のハードディスク装置毎に、標準偏差σの３倍にあたる、読み出し時間の３σの値を算出する。実施の形態１では、かかる３σに相当する読み出し時間ｔ０（ｔ０＝ｍ＋３σ）を基準値として判定閾値に用いる。描画装置１００の生産台数が増えれば、これに応じて実装されるハードディスク装置の数も増えるので、かかる基準値を算出するためのサンプルも増え、より高精度な値を得ることができる。そして、得られた基準値ｔ０（閾値ａ）は、描画装置１００に入力される。或いは、描画装置１００内で演算してもよい。

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、ハードディスク装置（ＨＤ）設定工程（Ｓ１２０）、ＨＤ読み出し工程（Ｓ１２２）、読み出し開始時刻、及び終了時刻測定工程（Ｓ１２４）、読み出し時間演算工程（Ｓ１２６）、判定工程（Ｓ１２８）、出力及び交換工程（Ｓ１３０）、判定工程（Ｓ１３２）、描画データ処理工程（Ｓ１３４）、及び描画工程（Ｓ１３６）といった一連の工程を実施する。

ＨＤ設定工程（Ｓ１２０）として、制御計算機１１０内の設定部１１は、複数のハードディスク装置１４２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，・・・）の中から診断対象となるハードディスク装置１４２を設定する。かかるハードディスク装置には、何らかのデータが記憶されていても良いし、まだ、記憶されていなくてもよい。

ＨＤ読み出し工程（Ｓ１２２）として、制御計算機１１０内の読み出し処理部１２は、対象となるハードディスク装置１４２の読み出し処理を行う。対象となるハードディスク装置の全領域にアクセスして、データの読み出しを行う。読み出し処理部１２からの命令を受けて、制御計算機１２０（ＨＤコントローラの一例である）内のＨＤ制御部４０は、対象となるハードディスク装置１４２の動作を実行する。また、かかる処理でエラーが発生した場合には、記録部３６がエラーメッセージを記録する。

読み出し開始時刻、及び終了時刻測定工程（Ｓ１２４）として、制御計算機１２０内の開始時刻測定部４２は、対象となるハードディスク装置１４２の読み出し処理の開始時刻を測定する。そして、制御計算機１２０内の終了時刻測定部４４は、対象となるハードディスク装置１４２の読み出し終了時刻を測定する。

読み出し時間演算工程（Ｓ１２６）として、読み出し時間演算部１４は、制御計算機１２０から読み出し開始時刻と読み出し終了時刻を入力し、ハードディスク装置の読み出し終了時刻から開始時刻を引くことで、かかるハードディスク装置１４２の読み出し時間ｔを算出する。

判定工程（Ｓ１２８）として、判定部１６は、対象となるハードディスク装置１４２の読み出し時間ｔが基準値ｔ０（３σに相当する読み出し時間ｔ０）以上かどうかを判定する。

出力及び交換工程（Ｓ１３０）として、出力部１８は、判定の結果、対象となるハードディスク装置１４２のデータ読み出し時間ｔが閾値ｔ０以上の場合に、対象となるハードディスク装置１４２が異常であることを示す情報（ＮＧ情報）を出力する。また、記録部３６がデータ読み出し処理でエラーメッセージを記録した場合も、対象となるハードディスク装置１４２が異常であることを示す情報（ＮＧ情報）を出力する。例えば、モニタ１１６に表示する。また、Ｉ／Ｆ回路１１４を介して、ユーザ側に出力する。診断されたハードディスク装置１４２は、異常と判定されたため、別のハードディスク装置に交換する。

判定工程（Ｓ１３２）として、描画装置１００に搭載されているすべてのハードディスク装置１４２について上述した各工程による診断が終了しているかどうかを判定する。そして、すべてのハードディスク装置１４２について終了するまで、ＨＤ設定工程（Ｓ１２０）から出力及び交換工程（Ｓ１３０）までの各工程を繰り返す。

以上により、描画処理を行なう前に、異常なハードディスク装置１４２を正常なハードディスク装置１４２に交換できる。上述したように、描画装置１００では、データ処理と描画動作をリアルタイムで実行していくため、ハードディスク装置１４２が正常な機能を発揮することが求められる。そのため、判定閾値も３σに相当する読み出し時間ｔ０という、正常と言える値を使用すると好適である。但し、これに限るものではなく、描画装置の動作への影響を与えない範囲で、若干の余裕をもって緩くした（ｔ０よりも若干長くした）判定閾値にしても構わない。

描画データ処理工程（Ｓ１３４）として、描画データ処理部１０は、正常なハードディスク装置１４２を用いて、描画データのデータ処理を行う。言い換えれば、描画データ処理部１０は、判定の結果、データ読み出し時間が閾値以上の場合にハードディスク装置１４２を別のハードディスク装置１４２と交換した上でかかる別のハードディスク装置１４２を用いて、描画データのデータ処理を行う。データ読み出し時間が閾値より短い場合はそのまま交換せずに使用して、描画データのデータ処理を行う。描画データ処理部１０は、ハードディスク装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理をおこなって、装置固有のショットデータを生成する。かかる複数段のデータ変換処理を行う際に、ハードディスク装置１４２を用いる。また、生成されたショットデータもハードディスク装置１４２に格納される。

描画工程（Ｓ１３６）として、制御回路１３０は、生成されたショットデータを読み出し、ショットデータに沿って、描画部１５０を制御する。描画部１５０は、データ処理された結果であるショットデータに基づいて、電子ビーム２００を用いて試料１０１にパターンを描画する。描画部１５０は、具体的には、以下のように動作する。

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。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。

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に配置された試料の所望する位置に照射される。例えば、主偏向器２０８で移動するＸＹステージ１０５に追従しながら、副偏向器２０９で偏向可能なサイズで試料１０１の描画領域が仮想分割された複数のサブフィールド（ＳＦ）における所望するＳＦの基準位置に電子ビーム２００を偏向する。そして、副偏向器２０９で当該ＳＦ内の所望する各照射位置に電子ビーム２００を偏向する。かかる多段偏向で電子ビーム２００の描画位置を設定する場合、ドリフト補正は、例えば、主偏向器２０８で偏向するＳＦの基準位置を補正すると好適である。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。

図６は、実施の形態１における異常なハードディスク装置の読み出し時間の追跡調査を行った結果の一例を示すグラフである。縦軸は読み出し時間、横軸は経過時間（週単位）を示している。上述した基準値を超えた読み出し時間のハードディスク装置は、使用し続けると、時間の経過に伴って読み出し時間が長くなり、最終的には故障に至る結果を得た。よって、実施の形態１で説明した読み出し時間による異常検出が有効であることがわかる。

以上のように、実施の形態１では、描画処理を行っていない状態で、読み出し時間を測定することで、異常停止が起こる前に記憶装置の異常を検出できる。よって、描画中に記憶装置の故障による異常停止を防止できる。また、かかる診断は定期的に行うことが望ましい。例えば、描画処理前に毎回行なう、毎日に１回行なう、或いは毎週に１回行う等が望ましい。

実施の形態２．
実施の形態２では、読み出し時間ではなく、書き込み速度でハードディスク装置の異常を検出する構成を説明する。描画装置１００の構成は図１と同様である。また、以下、特に説明しない内容は実施の形態１と同様である。

図７は、実施の形態２における判定閾値を算出する方法の要部工程を示すフローチャート図である。ここでは、描画装置１００に実装される前の段階でのハードディスク装置を用いるとよい。但し、これに限るものではなく、描画装置１００に実装された後でも構わない。

まず、ＨＤ設定工程（Ｓ２０２）として、診断対象となるハードディスク装置を設定する。かかるハードディスク装置には、何らかのデータが記憶されていても良いし、まだ、記憶されていなくてもよい。

テストデータ書き込み工程（Ｓ２０４）として、対象となるハードディスク装置の空き容量へテストデータの書き込み処理を行う。同一機種、同一記憶容量のハードディスク装置では、回転数が同じであれば、どれも同程度の書き込み速度となる。

書き込み速度測定工程（Ｓ２０６）として、テストデータの書き込みを行っているハードディスク装置の書き込み速度を測定する。

ハードディスク装置を交換しながら、かかるＨＤ設定工程（Ｓ２０２）から書き込み速度測定工程（Ｓ２０６）までの各工程を繰り返し実行する。以上のようにして、各ハードディスク装置あたり１回ずつ書き込み速度のデータを取得する。

平均値及び標準偏差算出工程（Ｓ２０８）として、得られた複数のハードディスク装置の書き込み速度のサンプルデータを使って、平均書き込み速度Ｖｍと標準偏差σを算出する。記憶容量、回転数、及び機種が同一である複数のハードディスク装置毎に、平均書き込み速度Ｖｍと標準偏差σを算出する。平均書き込み速度Ｖｍは、ハードディスク装置ｉでの書き込み速度Ｖｉ、及びサンプル数ｎを用いて、以下の式（３）で算出できる。
（３） Ｖｍ＝Σ（Ｖｉ／ｎ）

また、標準偏差σは、平均書き込み速度Ｖｍ、書き込み速度Ｖｉ、及びサンプル数ｎを用いて、以下の式（４）で算出できる。
（４） σ＝√｛Σ（Ｖｉ−Ｖｍ）^２／（ｎ−１））

３σ算出工程（Ｓ２１０）として、記憶容量、回転数、及び機種が同一である複数のハードディスク装置毎に、標準偏差σの３倍にあたる、書き込み速度の３σの値を算出する。実施の形態２では、かかる３σに相当する書き込み速度Ｖ１’（Ｖ１’＝Ｖｍ−３σ）を基準値として判定閾値に用いる。描画装置１００の生産台数が増えれば、これに応じて実装されるハードディスク装置の数も増えるので、かかる基準値を算出するためのサンプルも増え、より高精度な値を得ることができる。そして、得られた基準値Ｖ１’（閾値ｂ）は、描画装置１００に入力される。或いは、描画装置１００内で演算してもよい。

図８は、実施の形態２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、ハードディスク装置（ＨＤ）設定工程（Ｓ２２０）、テストデータ書き込み工程（Ｓ２２２）、書き込み速度測定工程（Ｓ２２４）、判定工程（Ｓ２２８）、出力及び交換工程（Ｓ２３０）、判定工程（Ｓ２３２）、描画データ処理工程（Ｓ２３４）、及び描画工程（Ｓ２３６）といった一連の工程を実施する。

ＨＤ設定工程（Ｓ２２０）として、制御計算機１１０内の設定部１１は、複数のハードディスク装置１４２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，・・・）の中から診断対象となるハードディスク装置１４２を設定する。かかるハードディスク装置には、何らかのデータが記憶されていても良いし、まだ、記憶されていなくてもよい。

テストデータ書き込み工程（Ｓ２２２）として、制御計算機１１０内の書き込み処理部２０は、対象となるハードディスク装置１４２の書き込み処理を行う。対象となるハードディスク装置の空き容量に、テストデータの書き込みを行う。書き込み処理部２０からの命令を受けて、制御計算機１２０（ＨＤコントローラの一例である）内のＨＤ制御部４０は、対象となるハードディスク装置１４２の動作を実行する。また、かかる処理でエラーが発生した場合には、記録部３６がエラーメッセージを記録する。

書き込み速度測定工程（Ｓ２２４）として、制御計算機１１０内の書き込み速度演算部２２は、対象となるハードディスク装置１４２の書き込み速度Ｖ１を演算する。

判定工程（Ｓ２２８）として、判定部２４は、対象となるハードディスク装置１４２の書き込み速度Ｖ１が閾値Ｖ１’ （Ｖ１’＝Ｖｍ−３σ）以下か否かを判定する。

出力及び交換工程（Ｓ２３０）として、出力部１８は、判定の結果、対象となるハードディスク装置１４２の書き込み速度Ｖ１が閾値Ｖ１’以下の場合に、対象となるハードディスク装置１４２が異常であることを示す情報（ＮＧ情報）を出力する。また、記録部３６がデータ書き込み処理でエラーメッセージを記録した場合も、対象となるハードディスク装置１４２が異常であることを示す情報（ＮＧ情報）を出力する。例えば、モニタ１１６に表示する。また、Ｉ／Ｆ回路１１４を介して、ユーザ側に出力する。診断されたハードディスク装置１４２は、異常と判定されたため、別のハードディスク装置に交換する。

判定工程（Ｓ２３２）として、描画装置１００に搭載されているすべてのハードディスク装置１４２について上述した各工程による診断が終了しているかどうかを判定する。そして、すべてのハードディスク装置１４２について終了するまで、ＨＤ設定工程（Ｓ２２０）から出力及び交換工程（Ｓ２３０）までの各工程を繰り返す。

以上により、描画処理を行なう前に、異常なハードディスク装置１４２を正常なハードディスク装置１４２に交換できる。上述したように、描画装置１００では、データ処理と描画動作をリアルタイムで実行していくため、ハードディスク装置１４２が正常な機能を発揮することが求められる。そのため、判定閾値も３σに相当する書き込み速度Ｖ１’という、正常と言える値を使用すると好適である。但し、これに限るものではなく、描画装置の動作への影響を与えない範囲で、若干の余裕をもった判定閾値にしても構わない。

以下、描画データ処理工程（Ｓ２３４）から描画工程（Ｓ２３６）までの各工程の内容は、実施の形態１の描画データ処理工程（Ｓ１３４）から描画工程（Ｓ１３６）までの各工程と同様である。

以上のように、実施の形態２では、描画処理を行っていない状態で、書き込み速度を測定することで、異常停止が起こる前に記憶装置の異常を検出できる。よって、描画中に記憶装置の故障による異常停止を防止できる。また、かかる診断は定期的に行うことが望ましい。例えば、描画処理前に毎回行なう、毎日に１回行なう、或いは毎週に１回行う等が望ましい。

実施の形態３．
実施の形態１，２では、描画動作を行なっていない状態（オフライン）で異常なハードディスク装置の検出を行う場合について説明したが、これに限るものではない。実施の形態３では、描画動作を行ないながら（オンライン）で異常なハードディスク装置の検出を行う場合を説明する。描画装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明しない内容は実施の形態１と同様である。

図９は、実施の形態３における判定閾値を算出する方法の要部工程を示すフローチャート図である。ここでは、描画装置１００に実装される前の段階でのハードディスク装置を用いるとよい。但し、これに限るものではなく、描画装置１００に実装された後でも構わない。

まず、ＨＤ設定工程（Ｓ３０２）として、診断対象となるハードディスク装置を設定する。かかるハードディスク装置には、何らかのデータが記憶されていても良いし、まだ、記憶されていなくてもよい。

データ転送工程（Ｓ３０４）として、対象となるハードディスク装置へテストデータの転送処理を行う。

転送量測定工程（Ｓ３０６）として、テストデータの転送を行っているハードディスク装置への転送量を測定する。

また、並行して、転送速度測定工程（Ｓ３０７）として、テストデータの転送を行っているハードディスク装置への転送速度を測定する。同一機種、同一記憶容量のハードディスク装置では、回転数が同じであれば、どれも同程度の転送速度となる。

訂正回数測定工程（Ｓ３０８）として、データ転送に対してエラーとなった訂正回数を測定する。

訂正率算出工程（Ｓ３１０）として、転送量に対する訂正回数の割合を示す訂正率を算出する。訂正率＝訂正回数／転送量で算出できる。

ハードディスク装置を交換しながら、かかるＨＤ設定工程（Ｓ３０２）から転送速度測定工程（Ｓ３０７）を含む訂正率算出工程（Ｓ３１０）までの各工程を繰り返し実行する。以上のようにして、各ハードディスク装置あたり１回ずつ転送速度のデータと訂正率のデータを取得する。

平均値及び標準偏差算出工程（Ｓ３１２）として、得られた複数のハードディスク装置の訂正率のサンプルデータを使って、平均訂正率Ｍｍと標準偏差σを算出する。記憶容量、回転数、及び機種が同一である複数のハードディスク装置毎に、平均訂正率Ｍｍと標準偏差σを算出する。平均訂正率Ｍｍは、ハードディスク装置ｉでの訂正率Ｍｉ、及びサンプル数ｎを用いて、以下の式（５）で算出できる。
（５） Ｍｍ＝Σ（Ｍｉ／ｎ）

また、標準偏差σは、平均訂正率Ｅｍ、訂正率Ｅｉ、及びサンプル数ｎを用いて、以下の式（６）で算出できる。
（６） σ＝√｛Σ（Ｍｉ−Ｍｍ）^２／（ｎ−１））

また、平均値及び標準偏差算出工程（Ｓ３１３）として、得られた複数のハードディスク装置の転送速度のサンプルデータを使って、平均転送速度Ｖｍ’と標準偏差σを算出する。記憶容量、回転数、及び機種が同一である複数のハードディスク装置毎に、平均転送速度Ｖｍ’と標準偏差σを算出する。平均転送速度Ｖｍ’は、ハードディスク装置ｉでの転送速度Ｖｉ’、及びサンプル数ｎを用いて、以下の式（７）で算出できる。
（７） Ｖｍ’＝Σ（Ｖｉ’／ｎ）

また、標準偏差σは、平均転送速度Ｖｍ’、転送速度Ｖｉ’、及びサンプル数ｎを用いて、以下の式（８）で算出できる。
（８） σ＝√｛Σ（Ｖｉ’−Ｖｍ’）^２／（ｎ−１））

３σ算出工程（Ｓ３１４）として、記憶容量、回転数、及び機種が同一である複数のハードディスク装置毎に、標準偏差σの３倍にあたる、訂正率の３σの値を算出する。実施の形態３では、かかる３σに相当する訂正率Ｍ０（Ｍ０＝Ｍｍ＋３σ）を基準値として判定閾値に用いる。描画装置１００の生産台数が増えれば、これに応じて実装されるハードディスク装置の数も増えるので、かかる基準値を算出するためのサンプルも増え、より高精度な値を得ることができる。そして、得られた訂正率Ｍ０（閾値ｃ）は、描画装置１００に入力される。或いは、描画装置１００内で演算してもよい。

３σ算出工程（Ｓ３１５）として、記憶容量、回転数、及び機種が同一である複数のハードディスク装置毎に、標準偏差σの３倍にあたる、転送速度の３σの値を算出する。実施の形態３では、かかる３σに相当する転送速度Ｖ２’（Ｖ２’＝Ｖｍ’−３σ）を基準値として判定閾値に用いる。描画装置１００の生産台数が増えれば、これに応じて実装されるハードディスク装置の数も増えるので、かかる基準値を算出するためのサンプルも増え、より高精度な値を得ることができる。そして、得られた転送速度Ｖ２’（閾値ｄ）は、描画装置１００に入力される。或いは、描画装置１００内で演算してもよい。

図１０は、実施の形態３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、描画データ処理工程（Ｓ３２０）と、データ転送工程（Ｓ３２２）と、描画工程（Ｓ３２４）と、転送量測定工程（Ｓ３３０）と、転送速度測定工程（Ｓ３３１）と、訂正回数測定工程（Ｓ３３２）と、訂正率算出工程（Ｓ３３４）と、判定工程（Ｓ３３６）と、判定工程（Ｓ３３７）と、ＮＧ出力工程（Ｓ３３８）と、交換工程（Ｓ３４０）といった一連の工程を実施する。

描画データ処理工程（Ｓ３２０）として、描画データ処理部１０は、複数のハードディスク装置１４２を用いて、描画データのデータ処理を行う。データ処理の内容は実施の形態１と同様である。

データ転送工程（Ｓ３２２）として、描画データ処理部１０は、データ処理されたデータを複数のハードディスク装置１４２の少なくとも１つに出力する。データ処理の工程は複数段あるため、その都度、異なるハードディスク装置１４２へ転送してもよい。

描画工程（Ｓ３２４）として、描画部１５０は、データ処理された結果に基づいて、電子ビーム２００を用いて試料１０１にパターンを描画する。

転送量測定工程（Ｓ３３０）として、データ量測定部２６は、ハードディスク装置１４２へデータ処理されたデータを転送する際の転送量（転送データ量）を測定する。

また、並行して、転送速度測定工程（Ｓ３３１）として、転送速度測定部３２は、ハードディスク装置１４２へデータ処理されたデータを転送する際の転送速度Ｖ２を測定する。

訂正回数測定工程（Ｓ３３２）として、訂正回数測定部４６は、ハードディスク装置１４２への転送処理に対するエラーによる訂正回数を測定する。

訂正率算出工程（Ｓ３３４）として、訂正率演算部２８は、転送量（転送データ量）と訂正回数とを用いて、訂正率Ｍを演算する。訂正率Ｍは、転送量に対する訂正回数の割合を示し、訂正率Ｍ＝訂正回数／転送量で算出できる。

判定工程（Ｓ３３６）として、判定部３０は、訂正率Ｍが閾値Ｍ０（Ｍ０＝Ｍｍ＋３σ）以上か否かを判定する。

判定工程（Ｓ３３７）として、判定部３４は、測定された転送速度Ｖ２が閾値Ｖ２’（Ｖ２’＝Ｖｍ’−３σ）以下か否かを判定する。

出力工程（Ｓ３３８）として、出力部１８は、判定の結果、対象となるハードディスク装置１４２の訂正率Ｍが閾値Ｍ０以上の場合に、対象となるハードディスク装置１４２が異常であることを示す情報（ＮＧ情報）を出力する。また、出力部１８は、判定の結果、対象となるハードディスク装置１４２の転送速度Ｖ２が閾値Ｖ２’以下の場合に、対象となるハードディスク装置１４２が異常であることを示す情報（ＮＧ情報）を出力する。また、記録部３６がデータ書き込み処理でエラーメッセージを記録した場合も、対象となるハードディスク装置１４２が異常であることを示す情報（ＮＧ情報）を出力する。例えば、モニタ１１６に表示する。また、Ｉ／Ｆ回路１１４を介して、ユーザ側に出力する。

交換工程（Ｓ３４０）として、描画工程（Ｓ３２４）が終了した後、異常と判定されたハードディスク装置１４２を別のハードディスク装置に交換する。閾値がいずれも正常な場合を用いているので、異常と判定されたからといって直ちに故障するわけではない。そこで、描画処理をしながら異常検出を行う実施の形態３では、描画工程（Ｓ３２４）が終了した後、異常と判定されたハードディスク装置１４２を別のハードディスク装置に交換する。

以上のように、実施の形態３では、描画処理を行っている状態で、転送エラーの訂正率或いは転送速度を測定することで、異常停止が起こる前に記憶装置の異常を検出できる。よって、次回以降の描画中に記憶装置の故障による異常停止を防止できる。また、かかる診断は定期的に行うことが望ましい。例えば、描画処理の際に毎回行なう等が望ましい。

なお、実施の形態３では、転送エラーの訂正率と転送速度とを両方ともに測定したが、どちらか一方を測定するだけでも構わない。そして、測定された一方で異常停止が起こる前に記憶装置の異常を検出してもよい。

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。

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及び方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 描画データ処理部
１１ 設定部
１２ 読み出し処理部
１４ 読み出し時間演算部
１６ 判定部
１８ 出力部
２０ 書き込み処理部
２２ 書き込み速度演算部
２４ 判定部
２６ データ量測定部
２８ 訂正率演算部
３０ 判定部
３２ 転送速度測定部
３４ 判定部
３６ 記録部
４０ ＨＤ制御部
４２ 開始時刻測定部
４４ 終了時刻測定部
４６ 訂正回数測定部
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
１１２，１１８ メモリ
１１３ バス
１１４ Ｉ／Ｆ回路
１１６ モニタ
１３０ 制御回路
１４０，１４２ ハードディスク装置
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

Claims (5)

1. 記憶装置と、
   前記記憶装置のデータ読み出し処理を行う読み出し処理部と、
   前記記憶装置のデータ読み出し処理における開始時刻と終了時刻とを用いて、前記記憶装置のデータ読み出し時間を演算する読み出し時間演算部と、
   前記データ読み出し時間が閾値以上か否かを判定する判定部と、
   判定の結果、前記データ読み出し時間が閾値以上の場合に前記記憶装置が異常であることを示す情報を出力する出力部と、
   判定の結果、前記データ読み出し時間が閾値以上の場合に前記記憶装置を別の記憶装置と交換した上で前記別の記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行うデータ処理部と、
   データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画部と、
   を備え、
   前記閾値として、複数の記憶装置の読み出し時間のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均読み出し時間に標準偏差の３倍の値（３σ）を加算した値を用いることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 記憶装置と、
   テストデータを入力し、前記記憶装置に前記テストデータの書き込み処理を行う書き込み処理部と、
   前記記憶装置への書き込み処理における書き込み速度を演算する書き込み速度演算部と、
   前記書き込み速度が閾値以下か否かを判定する判定部と、
   判定の結果、前記書き込み速度が閾値以下の場合に前記記憶装置が異常であることを示す情報を出力する出力部と、
   判定の結果、前記書き込み速度が閾値以下の場合に前記記憶装置を別の記憶装置と交換した上で前記別の記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行うデータ処理部と、
   データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画部と、
   を備え、
   前記閾値として、複数の記憶装置の書き込み速度のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均書き込み速度から標準偏差の３倍の値（３σ）を差し引いた値を用いることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
3. 記憶装置と、
   前記記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行うデータ処理部と、
   データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画部と、
   前記記憶装置へデータ処理されたデータを転送する転送データ量を測定するデータ量測定部と、
   前記記憶装置への転送処理に対するエラーによる訂正回数を測定する訂正回数測定部と、
   前記転送データ量と前記訂正回数とを用いて、訂正率を演算する訂正率演算部と、
   前記訂正率が閾値以上か否かを判定する判定部と、
   判定の結果、前記訂正率が閾値以上の場合に前記記憶装置が異常であることを示す情報を出力する出力部と、
   を備え、
   前記閾値として、複数の記憶装置の訂正率のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均訂正率に標準偏差の３倍の値（３σ）を加算した値を用いることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
4. 記憶装置と、
   前記記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行うデータ処理部と、
   データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画部と、
   前記記憶装置へデータ処理されたデータを転送する転送速度を測定する転送速度測定部と、
   前記転送速度が閾値以下か否かを判定する判定部と、
   判定の結果、前記転送速度が閾値以下の場合に前記記憶装置が異常であることを示す情報を出力する出力部と、
   を備え、
   前記閾値として、複数の記憶装置の転送速度のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均転送速度から標準偏差の３倍の値（３σ）を差し引いた値を用いることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
5. 記憶装置のデータ読み出し処理を行う工程と、
   前記記憶装置のデータ読み出し処理における開始時刻と終了時刻とを用いて、前記記憶装置のデータ読み出し時間を演算する工程と、
   前記データ読み出し時間が閾値以上か否かを判定する工程と、
   判定の結果、前記データ読み出し時間が閾値以上の場合に前記記憶装置が異常であることを示す情報を出力する工程と、
   判定の結果、前記データ読み出し時間が閾値以上の場合に前記記憶装置を別の記憶装置と交換した上で前記別の記憶装置を用いて、描画データのデータ処理を行う工程と、
   データ処理された結果に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する工程と、
   を備え、
   前記閾値として、複数の記憶装置の読み出し時間のサンプルデータを用いて得られた前記複数の記憶装置の平均読み出し時間に標準偏差の３倍の値（３σ）を加算した値を用いることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

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