JPWO2006104139A1 - マルチコラム型電子ビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各コラムセルにおける露光電子ビームの変動を無くし精度良く露光することができるマルチコラム型電子ビーム露光装置を提供すること。【解決手段】マルチコラム型電子ビーム露光装置は、一枚のウエハ上に配置され、電子銃と当該電子銃により照射される電子ビームを偏向する偏向手段と露光データを受信する露光データ受信手段とを有する複数のコラムセルと、前記各コラムセルで使用する露光データを算出する補正演算手段４０とを有する。前記補正演算手段４０は、前記コラムセル毎に露光データ制御手段４５と露光データ送信手段４６とを有し、前記露光データ送信手段４６は、前記露光データ制御手段４５で補正した露光データを符号化してシリアルデータに変換し、光信号に変換して送信し、前記露光データ受信手段６１は、前記光信号を電気信号に変換し、前記符号化された露光データを復号化して、パラレルデータに変換する。【選択図】図３

Description

本発明は、電子ビーム露光装置に関し、特に、一つのウエハ上に複数のコラムを設け並列して露光処理をするマルチコラム型電子ビーム露光装置に関する。

近年、半導体装置等の製造におけるリソグラフィ工程において、微細パターンを形成するために、電子ビーム露光装置が使用されるようになってきている。

電子ビーム露光装置は、フォトリソグラフィ装置に比べて分解能が良いという特徴を有しているが、フォトリソグラフィ装置に比べて露光スループットが低いという問題がある。これに対し、電子ビームを照射してレジストにパターンを形成するコラムセルを複数設け、露光スループットを向上させるマルチコラム型電子ビーム露光装置が検討されている。各コラムセルはシングルコラムの電子ビーム露光装置のコラムと同等であるが、マルチコラム全体では並列して処理するため、コラム数倍の露光スループットの増加が可能となる。

これに関する技術として、特許文献１には、各コラムの光軸のずれに応じてパターンデータを補正して１枚のウエハに同時に並行して同一のパターンを露光するマルチコラム型電子ビーム露光装置が開示されている。

しかし、マルチコラム型電子ビーム露光装置では以下に示す問題点がある。

従来のシングルコラム型電子ビーム露光装置において、電子ビームを制御するために必要な露光データの情報量は１８Ｇｂｐｓ程度となっている。この露光データをコラムまで伝送するために、例えば、２５対のツイストペアケーブルを用いて２０ＭＨｚの信号を送るとすると、３６本程度必要となる。

マルチコラム型電子ビーム露光装置についても、コラムはシングルコラム型電子ビーム露光装置のコラムと同等のコラムを使用するため、露光データを各コラムに伝送するには、それぞれ３６本程度のツイストペアケーブルが必要となる。従って、コラム数が、例えば１６の場合には、露光データを伝送するために、６００本程度のツイストペアケーブルが必要となる。

このため、ツイストペアケーブルの重量が増加し、振動が伝搬して各コラムを揺らし、露光電子ビームが変動してしまう場合がある。その結果露光データとは異なるパターンが形成されてしまう。これに対し、ツイストペアケーブルの振動の影響を抑制するために、ツイストペアケーブルをたわませることも考えられる。しかし、その場合には、アナログアンプの伝送負荷が重くなり、露光スループットが悪くなってしまう。

なお、特許文献２には、クリーンルーム内に電子ビーム露光装置本体を設置し、クリーンルーム外にデジタル制御部等を配置して、本体と制御部の間をシリアル転送方式光ケーブルを使用して接続する構成が開示されている。しかし、特許文献２では、シリアル転送方式の具体的手段についての記載はなく、使用する際に発生する問題について考慮されていない。
特開平１１−３２９３２２号公報 特開平５−８２４２９号公報

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、各コラムセルにおける露光電子ビームの変動を無くし、露光データを正確にコラムまで伝送し、精度良く露光することができるマルチコラム型電子ビーム露光装置を提供することである。

上記した課題は、一枚のウエハ上に配置され、電子銃と当該電子銃により照射される電子ビームを偏向する偏向手段と露光データを受信する露光データ受信手段とを有する複数のコラムセルと、前記コラムセルで使用する露光データを算出する補正演算手段とを有するマルチコラム型電子ビーム露光装置であって、前記補正演算手段は、前記コラムセル毎に露光データ制御手段と露光データ送信手段とを有し、前記露光データ送信手段は、前記露光データ制御手段で補正した露光データを符号化してシリアルデータに変換し、当該シリアルデータを光信号に変換して送信し、前記露光データ受信手段は、前記光信号を電気信号に変換し、前記符号化された露光データを復号化して、パラレルデータに変換することを特徴とするマルチコラム型電子ビーム露光装置により解決する。

本発明では、露光データを８Ｂ１０Ｂ符号化してシリアルデータに変換し、光信号に変換して送信している。これにより、露光データの伝送のために使用するケーブル数が減る。例えば、３６本必要であったケーブルが１本で済むようになる。ケーブル数が少なくて済むことにより、ケーブルの振動によって各コラムが揺れ、電子ビームが変動するという現象を防止することができる。

上記の形態に係るマルチコラム型電子ビーム露光装置において、前記露光データ送信手段は、前記符号化を行う前に、前記露光データに対するエラー検出用符号を算出し、前記エラー検出用符号を、予め決められたビット数ごとにまとめてブロックとし、所定の数の該ブロックを多重化したエラー検出用光送信フレームを形成するようにしてもよく、前記エラー検出用符号は、前記露光データを表すブロック毎に算出されるようにしてもよい。さらに、前記露光データ送信手段は、前記エラー検出用符号に対するエラー検出のための符号を算出し、前記エラー検出用光送信フレームに付加するようにしてもよい。

本発明では、露光データを基に伝送時のエラー検出及び訂正を行わせるためのコード（例えばＥＣＣ符号）を算出し、１ビットの伝送エラー訂正を行えるようにしている。さらに、エラー検出及び訂正のためのコード自体が正しく伝送されたか否かを検出する機構を備え、確実に露光データが伝送されるようにしている。これにより、誤った露光データが伝送され、誤った露光処理が行われることを防止し、スループットの低下を防止することができる。

上記の形態に係るマルチコラム型電子ビーム露光装置において、更に、ウエハステージを制御するステージ制御部を有し、前記露光データ送信手段は、前記ステージ制御部から所定の周期の信号を受信し、当該信号に基づいて露光データを送信するようにしてもよい。また、前記露光データ受信手段は、前記露光データ送信手段から所定の周期の信号を受信し、当該信号に基づいて、受信した露光データを読み出すようにしても良い。さらに、前記所定の周期は、前記露光データ送信手段と前記露光データ受信手段の間で発生する露光データ信号系列の伝送遅延時間より長くするようにしてもよい。

本発明では、露光データ送信手段と露光データ受信手段の間で発生する伝送遅延時間より長い周期の信号によって、符号化した露光データの送信及び受信したデータの読み出しをするようにしている。これにより、伝送遅延時間に含まれる、符号化毎に発生する伝送遅延変動時間を吸収することができ、各コラムセルが確実に露光データを受信して、電子ビームを所定の位置に照射することが可能となる。

本発明に係るマルチコラム型電子ビーム露光装置の構成図である。 図１に係る露光装置の１コラムセルの構成図である。 補正演算部とアナログコラム制御部との間の信号の接続関係を示した図である。 デジタル制御部からＤＡＣ部までの露光データの処理の流れを示すブロック図である。 光送信フレーム構成の一例を示す図である。 エラー検出・訂正のための露光データの処理の流れを示すブロック図である。 図７（ａ）は、ビットシフト処理前の光送信フレームの一例を示す図であり、図７（ｂ）は、ビットシフト処理後の光送信フレームの一例を示す図である。 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、１ビットのエラーが複数のブロックに分散される処理を説明する図である。 固定遅延化についての説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

はじめに、マルチコラム型電子ビーム露光装置の構成について説明する。次に、露光データを補正演算部からコラムセル部まで伝送する露光データ伝送部の構成及び動作について説明する。次に、送信される露光データを構成要素とする光送信フレームの構成について説明し、最後に、伝送の固定遅延について説明する。

図１は、本実施形態に係るマルチコラム型電子ビーム露光装置の概略構成図である。
マルチコラム型電子ビーム露光装置は、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に大別される。このうち、電子ビームコラム１０は、同等なコラムセル１１が複数、例えば１６集まって、全体のコラムが構成されている。すべてのコラムセル１１は後述する同じユニットで構成されている。コラムセル１１の下には、例えば３００mmウエハ１２を搭載したウエハステージ１３が配置されている。

一方、制御部２０は、電子銃高圧電源２１、レンズ電源２２、デジタル制御部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を有する。これらのうち、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電源を供給する。レンズ電源２２は電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電磁レンズを駆動させるための電源を供給する。デジタル制御部２３は、コラムセル１１各部をコントロールする電気回路であり、ハイスピードの偏向出力などを出力する。デジタル制御部２３はコラムセル１１の数に対応する分だけ用意される。ステージ駆動コントローラ２４は、ステージ位置センサ２５からの位置情報を基に、ウエハ１２の所望の位置に電子ビームが照射されるようにウエハステージ１３を移動させる。上記の各部２１〜２５は、ワークステーション等の統合制御系２６によって統合的に制御される。

上述したマルチコラム型電子ビーム露光装置では、すべてのコラムセル１１は同じコラムユニットで構成されている。

図２は、マルチコラム型電子ビーム露光装置に使用される各コラムセル１１の構成図である。

各コラムセル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、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０によって構成される。

電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から生成した電子ビームＥＢが第１電磁レンズ１０２で収束作用を受けた後、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを透過し、電子ビームＥＢの断面が矩形に整形される。

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によって露光マスク１１０上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、第１、第２静電偏向器１０４、１０６により、露光マスク１１０に形成された特定のパターンＳに偏向され、その断面形状がパターンＳの形状に整形される。

なお、露光マスク１１０はマスクステージ１２３に固定されるが、そのマスクステージ１２３は水平面内において移動可能であって、第１、第２静電偏向器１０４、１０６の偏向範囲（ビーム偏向領域）を超える部分にあるパターンＳを使用する場合、マスクステージ１２３を移動することにより、そのパターンＳをビーム偏向領域内に移動させる。

露光マスク１１０の上下に配された第３、第４電磁レンズ１０８、１１１は、それらの電流量を調節することにより、電子ビームＥＢを基板上で結像させる役割を担う。

露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３、第４静電偏向器１１２、１１３の偏向作用によって光軸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には、第１、第２補正コイル１０７、１０９が設けられており、それらにより、第１〜第４静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生するビーム偏向収差が補正される。

その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０を構成する遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａを通過し、第１、第２投影用電磁レンズ１１６、１２１によって基板上に投影される。これにより、露光マスク１１０のパターンの像が、所定の縮小率、例えば１／６０の縮小率で基板に転写されることになる。

基板偏向部１５０には、第５静電偏向器１１９と電磁偏向器１２０とが設けられており、これらの偏向器１１９、１２０によって電子ビームＥＢが偏向され、基板の所定の位置に露光マスクのパターンの像が投影される。

更に、基板偏向部１５０には、基板上における電子ビームＥＢの偏向収差を補正するための第３、第４補正コイル１１７、１１８が設けられる。

一方、コラムセル制御部３１は、電子銃制御部２０２、電子光学系制御部２０３、マスク偏向制御部２０４、マスクステージ制御部２０５、ブランキング制御部２０６及び基板偏向制御部２０７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の加速電圧やビーム放射条件等を制御する。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への電流量等を制御して、これらの電磁レンズが構成される電子光学系の倍率や焦点位置等を調節する。ブランキング制御部２０６は、ブランキング電極１２７への印加電圧を制御することにより、露光開始前から発生している電子ビームＥＢを遮蔽板１１５上に偏向し、露光前に基板上に電子ビームＥＢが照射されるのを防ぐ。

基板偏向制御部２０７は、第５静電偏向器１１９への印加電圧と、電磁偏向器１２０への電流量を制御することにより、基板の所定の位置上に電子ビームＥＢが偏向されるようにする。上記の各部２０２〜２０７は、ワークステーション等の統合制御系２６によって統合的に制御される。
（露光データ伝送部の構成及び動作）
図３は、補正演算部４０とアナログコラム制御部５０との間の信号の接続関係を示した図である。ここでは、４つのコラムで構成されるマルチコラム型電子ビーム露光装置を対象に説明する。

補正演算部４０は、各コラムで照射する電子ビームをコントロールするデジタル制御部２３ａ〜２３ｄと各デジタル制御部２３ａ〜２３ｄを統合して制御する統合デジタル制御部４１で構成される。

統合デジタル制御部４１は光受信部４３とＤＭＵＸ（デマルチプレクサ）４４で構成されている。

各デジタル制御部２３ａ〜２３ｄは、露光データ制御部４５ａ〜４５ｄと光送信部４６ａ〜４６ｄで構成されている。

アナログコラム制御部５０は、各コラムセル１１を制御するコラムセル制御部３１ａ〜３１ｄで構成されている。各コラムセル制御部３１ａ〜３１ｄは、光受信機６１ａ〜６１ｄを有している。

各デジタル制御部２３ａ〜２３ｄと各コラムセル制御部３１ａ〜３１ｄは伝送路４８ａ〜４８ｄで接続されている。

このように構成された補正演算部４０とアナログコラムセル制御部５０の間で露光データの信号の伝送は以下のようにして行われる。

統合デジタル制御部４１はステージ位置データを受信し、受信したステージ位置データを各デジタル制御部２３ａ〜２３ｄに配信する。また、統合デジタル制御部４１は、基準クロックをステージ制御部７０から受信し、各デジタル制御部２３ａ〜２３ｄに送信する。

各デジタル制御部２３ａ〜２３ｄは、統合デジタル制御部４１から配信されたステージ位置データを各コラムセルで照射する電子ビームに応じた処理を各露光データ制御部４５ａ〜４５ｄで行い、光送信部４６ａ〜４６ｄを介して各光受信部６１ａ〜６１ｄに送信する。

各コラムセル制御部３１ａ〜３１ｄでは、各デジタル制御部２３ａ〜２３ｄから送信された露光データを、光受信部６１ａ〜６１ｄを介して受信する。

補正演算部４０は、ステージ制御部７０からリファレンスクロックを受信し、各デジタル制御部２３ａ〜２３ｄにリファレンスクロックを分配して同期をとっている。ここで、リファレンスクロックは、パルストランスにより伝送している。１Ｍクロックもリファレンスクロックとして受信している。この１Ｍクロックは、後述するように、光送信―光受信間のデータ遅延の固定遅延化のためのタイミング信号として使用する。

図４は、露光データ制御部４５からアナログコラム制御部５０の偏向信号変換・増幅部８４までの露光データの処理の流れを示すブロック図である。

光送信部４６は、シリアル信号をパラレル信号に変換するＳ／Ｐ部８２ａ、分割された信号を１つにまとめるＭＵＸ部８２ｂ、８ビット分のデータを１０ビットで送るように８Ｂ１０Ｂ符号化を行いパラレル信号をシリアル信号に変換するＳＥＲＤＥＳ(Serialize De-serialize)部８２ｃで構成される。光受信部６１は、１０ビットデータを８ビットデータに１０Ｂ８Ｂ復号化しシリアル信号をパラレル信号に変換するＳＥＲＤＥＳ部８３ａ、マルチプレクサにより多重化した信号を分配するＤＭＵＸ部８３ｂ、ファーストインファーストアウトメモリＦＩＦＯ８３ｃ、パラレル信号をシリアル信号に変換するＰ／Ｓ部８３ｄで構成される。偏向信号変換・増幅部８４は、シリアル信号をパラレル信号に変換するＳ／Ｐ部８４ａと、デジタルデータをアナログデータに変換するＤＡＣ部８４ｂで構成される。

露光データ制御部４５で補正されたショットデータはシリアルデータに変換して光送信部４６に伝送される。光送信部４６では、伝送されたショットデータをＳ／Ｐ部８２ａでシリアルデータからパラレルデータに変換し、ＭＵＸ部８２ｂで分割された信号を光送信フレームにまとめる。その後、ＳＥＲＤＥＳ部８２ｃで８Ｂ１０Ｂ符号化を行い、パラレルデータをシリアルデータに変換する。シリアルデータに変換した後、電気信号を光信号に変換して送信する。

ＳＥＲＤＥＳ部８２ｃでは、８ビット幅のパラレル信号を１０ビットのシリアルデータに変換する。この際に、８Ｂ１０Ｂ符号化によって、連続する８ビットのデータを対応する１０ビットのデータに変換している。この符号化を使用することによって、送信側と受信側との同期をとることができ、誤り訂正をすることができる。なお、この符号化処理の際に符号化毎に異なるクロック数が必要となり、伝送遅延に変動成分が付加されてしまう。

また、８Ｂ１０Ｂ符号化の機能により「０」または「１」の状態が長く続くことが無く、受信側で正しくデータを受け取ることができるようになる。さらに、８Ｂ１０Ｂ符号化は、ある長さのデータについて「０」と「１」の数がほぼ等しくなるように符号化されるため、ＤＣバランスが良いという利点を有している。

光受信部６１では、ＳＥＲＤＥＳ部８３ａにおいて、光送信部４６から送信された光信号を受信して光信号を電気信号に変換し、１０Ｂ８Ｂ復号化で１０ビットのデータを８ビットのデータに復号化し、シリアルデータをパラレルデータに変換する。パラレルデータに変換された信号はＤＭＵＸ部８３ｂで偏向単位のデータに再構成する。再構成されたデータはＦＩＦＯ８３ｃに記憶される。このデータはＰ／Ｓ部８３ｄでシリアルデータに変換された後、偏向信号変換・増幅部８４に転送され、Ｓ／Ｐ部８４ａでパラレルデータに変換され、ＤＡＣ部８４ｂでアナログデータに変換される。その後変換されたアナログデータに基づいて電子ビームを照射し、所望のパターンを形成する。
（光送信フレームの構成）
図５は、光送信フレームの構成の一例を示している。図５は、１２個の光送信フレーム（Ｆ１〜Ｆ１２）を示しており、各光送信フレームのデータは、それぞれ一本の光ファイバーケーブルで送信される。光送信フレームは、ＭＵＸ部８２ｂにおいて露光データやＳＥＲＤＥＳに必要な制御コード等が多重化処理されたものである。各光送信フレームは、８つのブロック（Ｂ１〜Ｂ８）が多重化され、各ブロックは４バイトのデータで構成されている。

例えば、フレームＦ１のブロックＢ１は、ＳＥＲＤＥＳで８Ｂ１０Ｂ符号化を行うときに必要な制御コードで構成され、ブロックＢ２は、光送信フレームを識別する８ビットのフレーム番号（ＦＲＭ）で構成される。また、フレームＦ１のブロックＢ３からＢ８は、偏向器の電圧・電流量を制御するための露光データで構成されている。

このような露光データがデジタル制御部２３からコラムセル制御部３１に確実に伝送されることが重要となる。電子ビーム露光装置において、誤った露光データがコラムセル制御部３１に送信され、誤った露光をしてしまうと、途中まで正常に露光処理が行われていたとしても、はじめから露光処理を行わなければならなくなる。また、露光データの受信側で誤り検出を行うためのデータによって、データ伝送の誤りが検出されたとき、送信側に再送要求をするが、その間、露光処理が停止するため、露光処理のスループットが低下してしまう。さらに、露光データの受信側で誤り検出を行うためのデータが正しく伝送されなかった場合、誤りを検出することができず、誤りとは認識されずに露光処理がされてしまうおそれがある。

このような問題に対処するために、本実施形態では、図６に示すように、露光データを多重化した後、ＳＥＲＤＥＳで８Ｂ１０Ｂ符号化を行う前に、エラー検出・訂正に必要な処理を行っている。

本実施形態の光送信フレームでは、ＥＣＣ演算部８５において、露光データで構成される光送信フレームから、伝送誤りの検出や訂正を行うためのコードを生成し、このコードで構成される誤り検出・訂正用の光送信フレーム（例えば、図５のＦ５，Ｆ１０，Ｆ１２）を形成している。

誤り訂正用のコードは、露光データ用光送信フレームの各ブロック毎に算出し、所定の誤り検出・訂正用光送信フレームの所定のブロックに格納する。例えば、図５のフレームＦ１のブロックＢ３の３２ビットのデータに対し、１バイトのＥＣＣ符号(Error Correcting Code)を算出し、誤り検出・訂正用光送信フレームＦ５のブロックＢ３の１バイト領域（図５の１ＡＡ３の位置）に格納する。ＥＣＣ符号として、例えばハミング符号を使用する。

ＥＣＣ符号を付加することにより、伝送後の露光データが１ビットだけの誤りであれば、その誤りを訂正できることが保証される。

なお、ＥＣＣ符号化によって生成される誤り訂正用の符号（チェックバイト）自体に誤りが発生すると、露光データの誤り訂正を正しく行うことができず、露光精度が低下してしまう。

そのため、本実施形態では、ＥＣＣチェックバイト自体の誤りを検出できるように、更に、チェック機構を設けている。このチェック機構の一つとして、ＥＣＣチェックバイトからＣＲＣ符号を生成する。例えば、本実施形態では、ＥＣＣチェックバイト９バイト分からＣＲＣ１６を生成し、所定のフレーム（Ｆ１２）に格納している。データの受信側では、ＣＲＣ１６符合から誤り検出を行う。ＥＣＣチェックバイトに誤りがなければ、ＥＣＣチェックバイトを用いて露光データが正常に伝送されたか否かをチェックする。露光データに１ビットの誤りが発生したときは、ＥＣＣエラー訂正機能により正しい値に訂正し、露光データに２ビット以上の誤りが発見された場合は、送信側にエラーを通知する。

次に、上述したエラー検出・訂正を有効に機能させるために必要となるビットシフト処理について説明する。

本実施形態の露光データの伝送においては、８Ｂ１０Ｂ符号化を採用している。８Ｂ１０Ｂ符号化を行っているため、伝送路における１０ビット中の１ビットの誤りは、伝送後に１０Ｂ８Ｂ復号化を行うと、必ずビット誤りが発生し、最大で８ビットのバースト誤りとなってしまう。

このような誤りが発生しないように、本実施形態では、８Ｂ１０Ｂ符号化を行う前に露光データを連続するブロックのビット毎にビットをシフトさせて、ブロックを構成するビットの値を一定の規則で変換している。

図７は光送信フレームのビットシフト処理を説明する図である。光送信フレームの各ブロックは３２ビットで構成され、各ブロックはビット位置を合わせて連続して構成されている。図７では、説明の簡略化のために、各ブロックの１バイト分だけに注目している。

図７（ａ）は、ビットシフト部８６に所定のタイミングで入力される光送信フレームを示している。ビットシフトは、連続する光送信フレームをビットシフト部８６に入力し、光送信フレームの連続するブロックのビット位置毎に所定の時間ずつ遅らせるようにしてビットシフトを行い出力する。図７（ａ）の１ビット目の行は０ビット目の行に対して１ブロック分遅らせるように出力する。同様に、図７（ａ）の２ビット目の行は、１ビット目の行に対して１ブロック分遅らせるように出力する。

図７（ｂ）は、ビットシフトを行った後の連続する光送信フレームを示している。図７（ｂ）に示すように、８ビットで構成されるブロックの各ビットの値は、ビットシフトを行うことにより、規則的に複数の他のブロックに分散される。

図８は、露光データが伝送時に１ビットのエラーが発生した場合に、エラーを分散させることを説明する概念図である。

ｎＢｍＢ符号化を採用した場合、伝送されたデータはｍＢｎＢ復号化を行うため、１ビットのエラーによって伝送前のデータとは全く異なるデータに変換されることになる。

図８（ａ）に示すように、伝送時に１ビットＥだけエラーが発生したものと仮定する。
図８（ｂ）では、伝送時に発生したエラービットが含まれるブロックのデータが、ｍＢｎＢ復号化を行って変換した後のビット列に影響を与えることを示している。すなわち、１ビットのエラーであっても、連続したバースト誤りとなってしまう。

このような場合でも、送信側で行ったビットシフトと逆のビットシフトを行うことにより、誤りのない部分は正しいデータに復元され、図８（ｃ）に示すように、バースト誤りの部分のデータは、ビットシフトをすることにより誤りが分散されることになる。従って、誤りが一つのブロックに集中することなく、複数のブロックに１ビットずつ分散されることになる。これにより、各ブロック毎に算出されたＥＣＣ符号によって、誤り訂正をすることが可能になり、露光データを正確に伝送することが可能となる。
（固定遅延について）
次に、伝送遅延の固定遅延について説明する。

図４で説明した露光データの伝送において、伝送遅延時間に符号変換毎に発生する変動成分があると、計測遅れや演算遅れを予測して電子ビームを照射する位置を計算しても、露光データの伝送遅延のために、計算した位置に電子ビームを照射することができなくなってしまう。

これに対して、予め遅延時間を固定化しておけば、そのタイミングで伝送遅延も計算することができるので、電子ビームを所望の位置に照射することが可能となる。この遅延時間の固定化は、考えられる伝送遅延よりも遅い時間に固定することで、伝送遅延変動を吸収することができる。

図４に示した露光データの伝送経路のうち、特に、光送信部４６のＳＥＲＤＥＳ部８２ｃから光受信部６１のＦＩＦＯ８３ｃにかけて、露光データの遅延時間の変動が大きいことがわかった。従って、この区間の遅延時間より遅い時間で遅延させるようにして、伝送遅延時間を吸収し、露光データの伝送遅延を固定化する。

図９は伝送遅延時間の吸収について説明するタイミングチャートである。

図９（ａ）は、１０ＭＨｚクロックを示している。図９（ｂ）は、光受信部６１での１ＭＨｚリファレンスクロックを示している。また、図９（ｃ）は光送信部４６での１ＭＨｚリファレンスクロックを示している。光受信部６１及び光送信部４６は、１ＭＨｚリファレンスクロックをステージ制御部７０から受信するが、光送信部４６はケーブル遅延があるため、光受信部６１よりもタイミングが遅くなっている。

光送信部４６では、図９（ｄ）に示すように、１ＭＨｚタイミング信号の立ち上がりに同期して光送信フレーム中、フレーム番号“０”のデータを組み立て送信する。このデータは光受信部６１のＤＭＵＸ部８３ｂに到達するまでに、遅延が発生する。そのため、光受信部６１では、図９（ｅ）に示すように、データを受信する時間がずれている。受信部６１では、受信したフレーム番号“０”のデータからＦＩＦＯ８３ｃへの書込みを開始する。そして、図９（ｂ）に示す１ＭＨｚクロックの立ち上がりに同期して、読み出しを開始する。このようにして、光送信部４６のＳＥＲＤＥＳ部８２ｃと光受信部６１のＳＥＲＤＥＳ部８３ａの間を、常に、約１μｓの一定遅延とすることができる。

なお、本実施形態のマルチコラム型電子ビーム露光装置では、ウエハステージ位置の測定を１０ＭＨｚのサンプリング周期で行っている。従って、遅延時間を１μｓで一定にすることによりウエハステージの位置を考慮して照射する電子ビームの露光データを補正することが可能となる。

また、本実施形態のマルチコラム型電子ビーム露光装置では、光送信部４６ａ〜４６ｄと光受信部６１ａ〜６１ｄの間及びステージ制御部７０と統合デジタル制御部４１の間で遅延時間が１μｓと固定化され、４つのコラムすべてについて伝送遅延変動を吸収することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態においては、露光データを、８Ｂ１０Ｂ符号化処理をしてシリアルデータに変換して光通信により伝送している。これにより、伝送ケーブル数が減り、パラレルデータを伝送する場合とは異なり、伝送ケーブルの振動による電子ビームの変動を無くすことができる。

また、露光データを基に伝送時のエラー検出及び訂正を行わせるためのコード（例えばＥＣＣ符号）を算出し、１ビットの伝送エラー訂正を行えるようにしている。さらに、エラー検出及び訂正のためのコード自体が正しく伝送されたか否かを検出する機構を備え、確実に正しい露光データが伝送されるようにしている。さらにまた、８Ｂ１０Ｂ符号化を採用した場合であっても、フレームを構成するデータをビットシフトすることにより、露光データがバースト誤りになることを防止している。これにより、誤った露光データが伝送され、誤った露光処理が行われることを防止し、スループットの低下を防止している。

また、光通信による伝送において、光送信部及び光受信部に外部から共通の同期信号を与えている。この同期信号は、光伝送間に発生する遅延時間よりも遅い時間に固定している。これにより、伝送遅延時間に含まれる符号化毎に発生する伝送遅延変動時間を吸収し、電子ビームを照射する位置を正確に算出することが可能になる。

なお、本実施形態では、一定遅延時間を１μｓとしたが、これに限定されるものではなく、例えば１００ｎｓとしてもよい。

Claims (12)

1. 一枚のウエハ上に配置され、電子銃と当該電子銃により照射される電子ビームを偏向する偏向手段と露光データを受信する露光データ受信手段とを有する複数のコラムセルと、
   前記コラムセルで使用する露光データを算出する補正演算手段とを有するマルチコラム型電子ビーム露光装置であって、
   前記補正演算手段は、前記コラムセル毎に露光データ制御手段と露光データ送信手段とを有し、
   前記露光データ送信手段は、前記露光データ制御手段で補正した露光データを符号化してシリアルデータに変換し、当該シリアルデータを光信号に変換して送信し、
   前記露光データ受信手段は、前記光信号を電気信号に変換し、前記符号化された露光データを復号化して、パラレルデータに変換することを特徴とするマルチコラム型電子ビーム露光装置。
2. 前記露光データ送信手段は、前記符号化を行う前に、前記露光データを、予め決められたビット数ごとにまとめてブロックとし、所定の数の該ブロックを多重化した露光データ用光送信フレームを形成することを特徴とする請求項１に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
3. 前記露光データ送信手段は、前記符号化を行う前に、前記露光データに対するエラー検出用符号を算出し、前記エラー検出用符号を、予め決められたビット数ごとにまとめてブロックとし、所定の数の該ブロックを多重化したエラー検出用光送信フレームを形成することを特徴とする請求項１に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
4. 前記エラー検出用符号は、前記露光データを表すブロック毎に算出されることを特徴とする請求項３に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
5. 前記露光データ送信手段は、前記エラー検出用符号に対するエラー検出のための符号を算出し、前記エラー検出用光送信フレームに付加することを特徴とする請求項３又は４に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
6. 前記露光データ送信手段は、所定の数の前記ブロックをビット位置を合わせて連続させた前記露光データを、ビット毎に前記連続するブロックの方向にシフトさせることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
7. 前記エラー検出用符号は、ＥＣＣコードであることを特徴とする請求項３に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
8. 前記エラー検出のための符号はＣＲＣコードであることを特徴とする請求項５に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
9. 更に、ウエハステージを制御するステージ制御部を有し、
   前記露光データ送信手段は、前記ステージ制御部から所定の周期の信号を受信し、当該信号に基づいて露光データを送信することを特徴とする請求項１に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
10. 前記露光データ受信手段は、前記露光データ送信手段から所定の周期の信号を受信し、当該信号に基づいて、受信した露光データを読み出すことを特徴とする請求項１に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
11. 前記所定の周期は、前記露光データ送信手段と前記露光データ受信手段の間で発生する露光データ信号の伝送遅延時間より長いことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
12. 前記補正演算手段は、更に、前記各露光データ制御手段を統合する統合露光データ制御手段を有し、
    前記統合露光データ制御手段は、前記所定の周期の信号を、前記ステージ制御部からパルストランスによって受信し、前記露光データ送信手段に伝送することを特徴とする請求項１１に記載のマルチコラム型電子ビーム露光装置。
    

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