WO2018047411A1 - 露光装置および露光データ構造 - Google Patents

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WO2018047411A1
WO2018047411A1 PCT/JP2017/018035 JP2017018035W WO2018047411A1 WO 2018047411 A1 WO2018047411 A1 WO 2018047411A1 JP 2017018035 W JP2017018035 W JP 2017018035W WO 2018047411 A1 WO2018047411 A1 WO 2018047411A1
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data
exposure
grid
column
pattern
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PCT/JP2017/018035
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山田　章夫
達朗 大川
正樹 黒川
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株式会社アドバンテスト
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    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
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    • G03F1/20—Masks or mask blanks for imaging by charged particle beam [CPB] radiation, e.g. by electron beam; Preparation thereof
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    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70508—Data handling in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. handling pattern data for addressable masks or data transfer to or from different components within the exposure apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus and an exposure data structure.
  • Complementary technology that forms a fine circuit pattern by processing an exposure technique using a charged particle beam such as an electron beam into a simple line pattern that has been conventionally formed by an optical exposure technique with a line width of about 10 nm.
  • Lithography is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a multi-beam exposure technique using a plurality of charged particle beams is also known (see, for example, Patent Document 2).
  • a multi-column exposure technique including a plurality of charged particle columns is also known (see, for example, Patent Document 3).
  • the device design data describes, for example, the coordinate values of the vertex positions of individual device patterns under the coordinate system set for the device.
  • the arrangement of data in the device design data depends on the design tool used for the device design, and does not necessarily reflect the exposure order by the exposure apparatus. It has been difficult to create control data for individually controlling a plurality of charged particle beams of a plurality of charged particle columns from device design data.
  • a plurality of samples arranged in a first direction orthogonal to the longitudinal direction of the line pattern while moving the sample in a second direction that is the longitudinal direction of the line pattern previously formed on the sample.
  • An exposure apparatus that irradiates a charged particle beam to form a cut pattern on a sample on which a line pattern is formed, a plurality of column units that generate a plurality of charged particle beams arranged in a first direction, and charged particles
  • a strip-like region having a width of one charged particle beam and extending in the second direction based on a column control unit for individually controlling the irradiation timing of the beam and design data describing arrangement coordinates of the device pattern
  • a conversion unit that converts the exposure data into second data that is divided into exposure data and first data that identifies the second data based on the position in the first direction, and stores the exposure data.
  • 2nd aspect of this invention WHEREIN: It is the structure of the exposure data of the said exposure apparatus, Comprising: 2nd among the patterns contained in the grid which has the width
  • Sub-grid data that specifies the arrangement coordinates of a pattern included in a sub-grid of a certain length in the direction of the grid, grid data that specifies sub-grid data included in a single grid, and a fixed range in the first direction
  • An exposure data structure comprising grid group data for designating grid data belonging to a grid group divided every time is provided.
  • the design data describing the arrangement coordinates of the device pattern is converted into exposure data, and the exposure data is reconfigured in accordance with the exposure order of the column part to control the charged particle beam in the column part.
  • a method of distributing as beam control data is provided.
  • FIG. 1 shows a configuration example of an exposure apparatus 100 according to this embodiment.
  • FIG. 2 shows an example of an irradiable region 200 formed on a part of the surface of the sample 10 by the exposure apparatus 100 according to the present embodiment scanning an array beam.
  • FIG. 3 shows an example of an operation in which the exposure apparatus 100 according to the present embodiment scans the array beam 500 to expose the patterns 410, 420, and 430.
  • FIG. 4 shows an example of an exposure pattern 610 included in the device 600.
  • 5A and 5B show an example of associating the exposure pattern 610 with a grid structure.
  • FIG. 6 shows a configuration example of the first data 164 constituting the exposure data 162.
  • FIG. 7 shows a configuration example of the second data 166 constituting the exposure data 162.
  • FIG. 1 shows a configuration example of an exposure apparatus 100 according to this embodiment.
  • FIG. 2 shows an example of an irradiable region 200 formed on a part of the surface of the sample 10 by the exposure apparatus 100 according to the present embodiment
  • FIG. 8 is an example of a conversion flow for creating the exposure data 162 from the design data 150.
  • FIG. 9 shows an example of the positional relationship between the plurality of devices 600 arranged on the sample 10 and the irradiable region 200.
  • FIG. 10 shows a configuration example of the beam control data 184.
  • FIG. 11 is an example of an exposure flow showing a part of frame exposure.
  • FIG. 12 shows a configuration example of the history data 194.
  • FIG. 1 shows a configuration example of an exposure apparatus 100 according to the present embodiment.
  • the exposure apparatus 100 irradiates a position corresponding to a line pattern formed on a sample based on a predetermined grid with a charged particle beam having an irradiation region corresponding to the grid, and a cut pattern or a via pattern The device pattern is formed.
  • the exposure apparatus 100 includes one stage unit 110 and a plurality of column units 120 on the side close to the sample 10 shown in FIG. Further, the exposure apparatus 100 includes one stage control unit 140 and a plurality of column control units 130 in order to control the one stage unit 110 and the plurality of column units 120. Each of the plurality of column control units 130 individually controls the corresponding column unit 120.
  • the stage control unit 140 detects the position of the stage unit 110 and controls the movement of the stage unit 110 based on the detection result of the position of the stage unit 110.
  • the sample 10 placed on the stage unit 110 is, for example, a semiconductor wafer made of silicon or the like, and a plurality of line patterns parallel to each other are formed on the surface of a conductor such as metal.
  • the exposure apparatus 100 uses a resist applied on the line pattern to perform fine processing (formation of electrodes and wiring by cutting and / or formation of contacts by via holes) on the line pattern. Irradiate a charged particle beam.
  • the first direction for controlling the exposure apparatus 100 represents a direction orthogonal to the longitudinal direction of the line pattern
  • the second direction for controlling the exposure apparatus 100 represents the longitudinal direction of the line pattern. It describes as.
  • the sample 10 is placed on the stage unit 110 so that the longitudinal direction of the line pattern formed on the surface of the sample 10 is substantially parallel to the X-axis direction in the XY plane shown in FIG.
  • the stage unit 110 moves in the X-axis direction during exposure.
  • the stage part 110 under exposure moves the sample 10 in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the line pattern formed on the surface of the sample 10.
  • Each of the plurality of column parts 120 generates a charged particle beam having electrons or ions and irradiates the sample 10 placed on the stage part 110.
  • the number of the column parts 120 is 88 as an example.
  • the plurality of column parts 120 are arranged, for example, at a pitch of approximately 30 mm in the XY plane.
  • the surface of the sample 10, which is a semiconductor wafer having a diameter of about 300 mm, placed on the stage unit 110 is irradiated with an electron beam generated from at least one column unit 120 within the movable range of the stage unit 110.
  • Each of the plurality of column sections 120 generates an array beam composed of a plurality of electron beams arranged in a line at a constant interval.
  • Each column unit 120 is installed around the Z-axis so that the array direction of the array beam substantially coincides with the direction orthogonal to the moving direction of the stage unit 110 during exposure. Since the sample 10 is mounted on the stage 110 so that the moving direction of the stage unit 110 during exposure and the longitudinal direction of the line pattern formed on the surface of the sample 10 substantially coincide with each other, each column unit 120 includes: An array beam composed of a plurality of electron beams with different irradiation positions is generated in the width direction of the line pattern orthogonal to the longitudinal direction of the line pattern.
  • the beam width of the entire array beam is, for example, 60 ⁇ m.
  • the number of electron beams included in the array beam is 4098, for example.
  • the exposure apparatus 100 irradiates the sample 10 with each of a plurality of electron beams having different irradiation positions in the width direction of the line pattern while moving the array beam in the longitudinal direction of the line pattern (ON state) or not (OFF). The state is switched individually, and the pattern is exposed on the sample 10.
  • the exposure apparatus 100 includes a central processing unit (CPU) that controls the entire exposure apparatus 100 in an integrated manner, and a central processing unit and each unit constituting the apparatus.
  • a bus is provided for sending and receiving commands and data.
  • the central processing unit is, for example, a workstation, and also has a terminal function for inputting an operation instruction from a user.
  • the design data 150 is device pattern data input to the exposure apparatus 100.
  • the design data 150 is data indicating the position, size, and / or shape of a device pattern designed using a CAD (Computer-Aided Design) tool.
  • the design data 150 is a coordinate system set in the device, and describes, for example, device pattern arrangement coordinates which are coordinate values of vertex positions of individual device patterns.
  • the design data 150 input to the exposure apparatus 100 is converted into exposure data 162 by the conversion unit 152.
  • the conversion unit 152 is a data conversion device that performs data conversion from the design data 150 to the exposure data 162.
  • the conversion unit 152 may be software having a data conversion function from the design data 150 to the exposure data 162.
  • the exposure data 162 is data representing a pattern content equivalent to the design data 150, but is data converted into an appropriate data format for constituting the beam control data of the exposure apparatus 100 according to the present embodiment.
  • the exposure data 162 includes first data that specifies exposure data in a first direction orthogonal to the longitudinal direction of the line pattern, and second data that specifies exposure data in a second direction parallel to the longitudinal direction of the line pattern.
  • the first data designates exposure data in the direction in which the array beam is arranged.
  • the second data designates exposure data in a direction in which the stage unit 110 moves during exposure. Both the first data and the second data are data corresponding to characteristic directions in the exposure operation of the exposure apparatus 100.
  • the first data and the second data have a hierarchical structure inside the data, and data designating a relatively wide area of the device designates a relatively narrow area included therein.
  • the exposure data 162 is created prior to exposure and stored in the first storage unit 160 of the exposure apparatus 100. Later in this specification, an example of the configuration of the exposure data 162 and an example of a method of creating the exposure data 162 by the conversion unit 152 will be described.
  • the arrangement data 172 shown in FIG. 1 is also determined prior to exposure and stored in the arrangement data storage unit 170 of the exposure apparatus 100.
  • the arrangement data 172 is data relating to the size of the device formed on the surface of the sample 10, the arrangement pitch of the device, the arrangement position of the device, and the like.
  • the arrangement data 172 is determined according to the device design data 150 and the effective exposure range of the semiconductor wafer surface that is the sample 10. Since the data capacity of the arrangement data 172 is sufficiently smaller than the data capacity of the exposure data 162, the exposure apparatus 100 may not have the dedicated storage unit 170 for the arrangement data 172.
  • the arrangement data 172 may be stored in a storage unit of a central processing unit (CPU).
  • CPU central processing unit
  • the distributing unit 180 determines the position of the pattern on the sample 10 by determining the position of the exposure data 162 of the device based on the arrangement data 172. Thereafter, the distribution unit 180 uses the device arrangement data 172 and the measurement result of the positional relationship between the electron beam generated by each of the plurality of column units 120 and the sample 10 to obtain a plurality of columns from the exposure data 162. Beam control data 184 for each of the units 120 is created. The distribution unit 180 extracts and reconstructs data of a portion overlapping the irradiable area of each column 120 from the first data and the second data constituting the exposure data 162 according to the exposure order. The beam control data 184 for each of the column sections 120 is created.
  • the distribution unit 180 distributes different beam control data 184 to each of the column units 120 in response to the plurality of column units 120 exposing different patterns at different positions on the surface of the sample 10 substantially simultaneously.
  • the first data and the second data do not directly include the position coordinate data of each pattern, but are defined as pointers for calling a pattern data group included in a predetermined area to be described later. .
  • the beam control data 184 can be generated at a higher speed than when the position coordinate data of the direct pattern is collected and reconstructed.
  • the beam control data 184 distributed to each column unit 120 is stored in the second storage unit 182 corresponding to each column unit 120.
  • the second storage unit 182 may obtain and store all beam control data 184 for the sample 10 in advance before exposure. Instead, the second storage unit 182 may temporarily store the beam control data 184 for a partial region on the sample 10 that each column unit 120 exposes.
  • each of the second storage units 182 may include at least two storage parts. The two storage portions may alternately store the beam control data 184 for two regions (corresponding to two frames described later) on the sample 10 to which each of the column portions 120 is continuously exposed.
  • One storage portion of the second storage unit 182 temporarily stores the beam control data 184 of the first frame, which is an area exposed by each column unit 120 by one stage movement in the X-axis direction, and the column control unit While being outputted to 130 and exposed, the other storage portion of the second storage unit 182 is a beam for the second frame, which is an area exposed by the next stage movement of the column unit 120 in the X-axis direction.
  • the control data 184 may be received from the distribution unit 180 and read.
  • the column control unit 130 outputs the electron beam for a predetermined time at the timing when the irradiation position arrives at the designated position, and performs pattern exposure.
  • the collection unit 190 collects history data 194 for each of the column units 120 from the connection unit between the second storage unit 182 and the column control unit 130.
  • the collection unit 190 collects a part of the beam control data 184 output from the second storage unit 182 to the column control unit 130 according to the order in which each column unit is exposed.
  • the collection unit 190 stores the collected history data 194 in the third storage unit 192 in association with each of the plurality of column units 120.
  • the history data 194 stored in the third storage unit 192 is data that records during exposure what column unit 120 is exposed in what order with respect to the pattern exposed on the surface of the sample 10. is there. A configuration example of the history data 194 will be described later in the second half of this specification.
  • the exposure apparatus 100 shown in FIG. 1 as described above includes a configuration from the input unit of the design data 150 to the stage unit 110 and the column unit 120 that perform the exposure operation via the conversion unit 152.
  • the exposure apparatus 100 may be configured without the conversion unit 152.
  • the exposure apparatus 100 may be configured from the first storage unit 160 that stores the exposure data 162 to the stage unit 110 and the column unit 120 that perform the exposure operation.
  • the conversion unit 152 may be installed separately from the exposure apparatus 100.
  • the conversion unit 152 converts the design data 150 into exposure data 162 prior to exposure at an appropriate time after the design data 150 is created in the device design process.
  • the conversion unit 152 is connected to, for example, a local area network (LAN) of a facility where the exposure apparatus 100 is installed, and the exposure data 162 is stored in the first storage unit 160 of the exposure apparatus 100 via the local area network. Can be transferred to.
  • LAN local area network
  • the configuration example and creation method of the exposure data 162 Before describing the configuration example and creation method of the exposure data 162, the configuration example and creation method of the beam control data 184, the configuration example of the history data 194, and the like, the exposure operation of the column unit 120, which is the premise thereof, will be described. Will be described next.
  • FIG. 2 shows an example of the irradiable region 200 formed on a part of the surface of the sample 10 by scanning the array beam output from one column unit 120 by the exposure apparatus 100 according to the present embodiment.
  • An example is shown in which the stage control unit 140 moves the stage unit 110 in the X-axis direction substantially parallel to the second direction, which is the longitudinal direction of the line pattern. That is, prior to exposure, the sample 10 is placed with the longitudinal direction of the line pattern aligned with the X-axis direction, which is the continuous movement direction of the stage unit 110.
  • the stage unit 110 can move the sample 10 while maintaining extremely high positional accuracy and speed stability in the continuous movement direction under the control of the stage control unit 130.
  • the irradiation position 210 of the array beam generated by one column part 120 is a region elongated in the Y-axis direction as shown in the figure.
  • the irradiation position 210 moves on the surface of the sample 10 in the + X direction as the stage unit 110 moves.
  • the array beam irradiates the band-like region 220 with the electron beam.
  • the stage control unit 140 moves the stage unit 110 in the ⁇ X direction by a predetermined distance to make the first frame 232 an irradiable region.
  • the first frame 232 has a length of 30 mm in the X-axis direction that is the moving direction of the stage unit 110 and a width (fw) of 60 ⁇ m in the Y-axis direction that is the beam width direction of the array beam. It has an area of 60 ⁇ m.
  • the stage control unit 140 moves the stage unit 110 in the ⁇ Y direction by the beam width of the array beam (width indicated by fw in FIG. 2), and further moves the stage unit 110 in the + X direction so as to return the stage unit 110.
  • the irradiation position 210 of the array beam moves in the ⁇ X direction through the path different from that of the first frame 232 on the surface of the sample 10, and is adjacent to the second frame adjacent to the + Y direction with substantially the same area as the first frame 232.
  • the frame 234 is irradiated.
  • the stage control unit 140 moves the stage unit 110 in the ⁇ Y direction by the beam width of the array beam, and again moves the stage unit 110 in the ⁇ X direction by the predetermined distance, so that the third frame 236 is moved. Irradiate.
  • the stage control unit 140 reciprocates the stage unit 110 in the X-axis direction substantially parallel to the second direction, which is the longitudinal direction of the line pattern, so that the irradiable region 200 that is a predetermined region on the surface of the sample 10 is obtained. Irradiate with one column part 120.
  • the irradiable area 200 can be a square area of approximately 30 ⁇ 30 mm, for example.
  • the size of the irradiable region 200 is determined by the control operation of the stage control unit 140, but if it is set to be approximately the same as the arrangement interval of the column units 120, all the column units 120 can perform exposure in parallel. This is preferable because the entire surface of the sample 10 can be exposed.
  • Each column unit 120 and the column control unit 130 that controls the column unit 120 advance the exposure for each frame. That is, the column control unit 130 acquires the beam control data 184 for the first frame 232 temporarily stored in one storage part of the second storage unit 182 connected to the column control unit 130, and By controlling 120, the first frame 232 is exposed. While the column controller 130 controls the exposure operation of the first frame 232, the other storage part of the second storage unit 182 of the same column unit 120 distributes the beam control data 184 for the second frame 234. Receive from 180 and save.
  • FIG. 3 is a diagram showing in more detail the operation in which the array beam output from one column unit 120 exposes the cut pattern included in one frame 232 of FIG.
  • the second direction which is the longitudinal direction of the line pattern
  • the first direction which is the direction orthogonal to the longitudinal direction of the line pattern
  • a plurality of broken lines that are parallel to the X-axis direction and have a gap g in the Y-axis direction are called grid lines 400.
  • a section elongated in the X-axis direction and having a width g in the Y-axis direction sandwiched between the grid lines 400 is called a grid 401.
  • the width g is the grid width.
  • the line pattern 402 formed in advance on the surface of the sample 10 has a longitudinal direction that coincides with the X-axis direction that is the longitudinal direction of the grid 401.
  • the minimum value in the Y-axis direction width of the line pattern 402 is substantially equal to the grid width g.
  • the pattern exposed by the exposure apparatus 100 according to the present embodiment is designed based on the grid line 400 and the grid 401.
  • rectangles denoted as the first pattern 410, the second pattern 420, and the third pattern 430 indicate examples of the exposure pattern.
  • a value that is an integral multiple (one or more) of the grid width g is used.
  • the length of the first pattern 410 in FIG. 3 in the Y-axis direction is approximately equal to 4 g
  • the length of the second pattern 420 in the Y-axis direction is approximately equal to 2 g
  • the length of the third pattern 430 in the Y-axis direction Is approximately equal to 4 g.
  • the pattern interval in the Y-axis direction between the first pattern 410 and the second pattern 420 is substantially equal to 2g.
  • the exposure pattern may be arranged such that the Y coordinate value in the first direction substantially coincides with the Y coordinate value in the first direction of the grid line 400.
  • the Y coordinate value of the lower end (end in the ⁇ Y direction) of the first pattern 410 substantially coincides with the Y coordinate value of the fifth grid line counted from the lowermost grid line in the figure.
  • the Y coordinate value of the upper end (the end in the + Y direction) substantially matches the Y coordinate value of the ninth grid line counted from the lowest grid line.
  • the Y coordinate value of the lower end of the second pattern 420 substantially matches the Y coordinate value of the lowermost grid line, and the Y coordinate value of the upper end of the second pattern 420 is the third grid counted from the lowermost grid line. It almost coincides with the Y coordinate value of the line.
  • FIG. 3 is an XY plan view showing an example of the positional relationship between the line pattern 402 formed in advance on the surface of the sample 10 and the first pattern 410, the second pattern 420, and the third pattern 430, which are examples of exposure patterns. It is.
  • the first pattern 410 is a pattern that simultaneously cuts two line patterns 402 from the top
  • the second pattern 420 is a pattern that cuts the bottom line pattern 402
  • the third pattern 430 is a central pattern. In this pattern, two line patterns 402 are cut simultaneously.
  • FIG. 3 is an XY plan view showing an example of the positional relationship between the line pattern 402 formed in advance on the surface of the sample 10 and the irradiation region 502 of the array beam 500 output from one column unit 120.
  • the column unit 120 includes a first electron beam group (for example, an electron beam group corresponding to the column of the left irradiation region 502) arranged in a line at a certain interval on the Y axis that is the first direction,
  • the second electron beam group (for example, the irradiation region 502 on the right side) is arranged next to the first electron beam group in parallel in the X-axis direction with a distance of ⁇ and arranged at the same size and pitch as the first electron beam group.
  • the irradiation region 502 of the array beam 500 output from the column unit 120 has moved to the start point of the frame (end on the ⁇ X direction side of the frame) is shown.
  • the array beam 500 output from the column unit 120 moves on the surface of the sample 10 as the stage unit 110 moves to form a frame.
  • the frame has four line patterns 402, and the line width of each line pattern 402 and the interval between adjacent line patterns 402 are both substantially equal to the grid width g.
  • the array beam 500 shows a total of eight electron beams from B1 to B8.
  • B1, B3, B5, and B7 belong to the first electron beam group, and B2, B4, B6, and B8 belong to the second electron beam group.
  • the array beam 500 irradiates each of the plurality of irradiation regions 502 with an electron beam.
  • the beam width in the Y-axis direction of each of the electron beams B1 to B8 is substantially equal to the grid width g. Further, the irradiation positions of the electron beams B1 to B8 are arranged so as to be shifted by a grid width g in the Y-axis direction.
  • the array beam 500 exposes a beam width of approximately 8 g as a whole.
  • the irradiation region 502 of the plurality of electron beams included in the array beam 500 moves along the corresponding grid 401 as the stage unit 110 continuously moves.
  • the irradiation region of the electron beam B1 moves in the first grid from the ⁇ Y direction side
  • the irradiation position of the electron beam B2 moves in the second grid from the ⁇ Y direction side.
  • the column control unit 130 detects the value of the Y coordinate in the first direction of the pattern to be exposed based on the beam control data 184 acquired from the second storage unit 182.
  • the column controller 130 selects an electron beam used for exposure according to the Y coordinate value of the pattern.
  • the second pattern 420 in FIG. 3 will be described as an example.
  • the column control unit 130 The electron beams B1 and B2 whose coordinate value range is the irradiation area are selected.
  • the electron beam B 1 is used to expose a pattern 422 that is a part of the second pattern 420
  • the electron beam B 2 is used to expose a pattern 424 that is a part of the second pattern 420.
  • the column control unit 130 detects the value of the X coordinate in the second direction of the pattern to be exposed based on the beam control data 184 acquired from the second storage unit 182. For each of the electron beams included in the first electron beam group and the second electron beam group constituting the irradiation region 502 in FIG. 3, the column control unit 130 generates an electron beam according to the value of the X coordinate of the pattern.
  • the irradiation timing which switches to ON state or OFF state is set.
  • the column control unit 130 uses the X coordinate value in the second direction of the pattern, the X coordinate value of the reference position preset in the longitudinal direction of the line pattern (see FIG. 3), and the moving speed of the stage unit 110, The elapsed time from when the irradiation region 502 of the array beam 500 passes the reference position until it reaches the X coordinate value of the pattern is set.
  • the column control unit 130 acquires the timing at which the irradiation region 502 of the array beam 500 passes the reference position from the stage control unit 140.
  • the column controller 130 switches the ON / OFF state of the corresponding electron beam after the elapsed time from the time when it passes the reference position.
  • the second pattern 420 in FIG. 3 will be described as an example.
  • the column controller 130 detects the X coordinate values Xc and Xc + Sx at both ends of the second pattern 420 based on the beam control data 184 of the second storage unit 182.
  • the irradiation area 502 of the array beam 500 is scanned at a predetermined speed in the + X direction or the ⁇ X direction, which is the longitudinal direction of the line pattern, by the movement of the stage unit 110.
  • the column control unit 130 When the stage unit 110 moves the irradiation region 502 in the + X direction, the column control unit 130, the elapsed time until the stage unit 110 reaches the X coordinate value Xc of the second pattern 420 from the first reference position in FIG. An elapsed time until the stage unit 110 reaches the X coordinate value Xc + Sx of the second pattern 420 from the first reference position is set.
  • the column control unit 130 obtains the timing at which the irradiation region 502 of the array beam 500 passes the first reference position from the stage control unit 140, and turns on the electron beams B1 and B2 from the OFF state after the elapsed time to reach the X coordinate value Xc. Switch to state.
  • the column controller 130 switches the electron beams B1 and B2 from the ON state to the OFF state after the elapsed time to reach the X coordinate value Xc + Sx. Thereby, an electron beam is irradiated to the range of the 2nd pattern 420 in the longitudinal direction of a line pattern.
  • the column control unit 130 determines the elapsed time until the stage unit 110 reaches the X coordinate value Xc + Sx of the second pattern from the second reference position in FIG. An elapsed time from the second reference position until the stage unit 110 reaches the X coordinate value Xc of the second pattern is set.
  • the column control unit 130 obtains the timing at which the irradiation region 502 of the array beam 500 passes the second reference position from the stage control unit 140, and turns on the electron beams B1 and B2 from the OFF state after the elapsed time to reach the X coordinate value Xc + Sx. Switch to state.
  • the column control unit 130 switches the electron beams B1 and B2 from the ON state to the OFF state after the elapsed time to reach the X coordinate value Xc. Thereby, an electron beam is irradiated to the range of the 2nd pattern 420 in the longitudinal direction of a line pattern.
  • FIG. 3 shows a case where one column unit 120 outputs an array beam having a total of eight electron beams B1 to B8. A similar exposure operation may be performed when one column unit 120 outputs an array beam generally having n electron beams.
  • the exposure apparatus 100 is configured such that the irradiation region of the array beam composed of the first electron beam group and the second electron beam group aligned in the first direction is the longitudinal direction of the line pattern.
  • the pattern existing in the frame having a width of n ⁇ g corresponding to the first to nth grids 401 is exposed.
  • the irradiation region of the electron beam Bk (1 ⁇ k ⁇ n) included in the array beam is set so as to move on the k-th grid 401, and the column control unit 130 sets the Y coordinate value in the first direction of the pattern.
  • an electron beam for exposing the pattern may be selected.
  • the column controller 130 may set an irradiation timing for switching the electron beam to the ON state or the OFF state for each selected electron beam based on the X coordinate value in the second direction of the pattern.
  • the exposure apparatus 100 includes, for example, 88 column units 120.
  • each of the 88 column sections 120 performs the exposure operation shown in FIGS.
  • 88 column sections 120 expose the entire surface of the sample 10 in parallel.
  • the exposure apparatus 100 including 88 column units 120 exposes the entire surface of the sample 10 during the time for each column unit 120 to expose a square irradiable region 200 (see FIG. 2) of approximately 30 ⁇ 30 mm, for example. To do.
  • the exposure apparatus 100 including the plurality of column units 120 can significantly improve the exposure throughput as compared with the exposure apparatus having the single column unit 120. Further, the exposure apparatus 100 can prevent the throughput from being significantly lowered by increasing the number of the column portions 120 even if the sample 10 is a semiconductor wafer having a large diameter exceeding 300 mm in diameter.
  • a configuration example of the exposure data 162, the beam control data 184, and the history data 194 according to the present embodiment, and an example of a method for creating the exposure data 162 and the beam control data 184 will be described.
  • FIG. 4 shows an example of a cut pattern 610 exposed by the exposure apparatus 100 according to the present embodiment.
  • the exposure pattern 610 is obtained by arranging a plurality of rectangles within the range of the device 600.
  • the exposure pattern 610 is an example of a device pattern described by the design data 150 designed using a CAD tool.
  • the arrangement of data in the design data 150 usually does not reflect the exposure order by the exposure apparatus 100. For this reason, the exposure apparatus 100 needs to convert the design data 150 into control data for controlling the exposure apparatus 100 having a plurality of column sections 120 and a plurality of electron beams. However, it is difficult to create control data directly from the design data 150 for the following reasons.
  • the first reason is the problem of the data capacity of the design data 150.
  • the data capacity of the design data 150 depends on the scale of the device 600 and the complexity of the pattern, but the recent device 600 has, for example, 1 to 2 TB (terabyte). It is difficult to carry out the operation of individually reading out the design data 150 having a huge capacity and rearranging the order of the data during the exposure.
  • the second reason is a device size problem.
  • the size of the device 600 to be exposed usually does not match the arrangement pitch of the column part 120. For this reason, the design data 150 of the device 600 cannot be simply distributed to each of the plurality of column units 120.
  • an exposure pattern 610 applied to complementary lithography is combined with a line pattern (a line-and-space pattern having a predetermined width and interval) to cut the line pattern or the line pattern.
  • a via pattern is formed in contact with.
  • each rectangle which comprises the exposure pattern 610 is arrange
  • the width and interval in the direction orthogonal to the longitudinal direction of each rectangular line pattern constituting the exposure pattern 610 is an integral multiple of the minimum value of the line pattern width and interval.
  • the second direction parallel to the longitudinal direction of the line pattern corresponds to the X-axis direction of the coordinate system set in the device 600.
  • a first direction orthogonal to the longitudinal direction of the line pattern corresponds to the Y-axis direction of the coordinate system set in the device 600.
  • a broken line 620 is a straight line extending in the X-axis direction and having an interval g in the Y-axis direction. An interval g between adjacent broken lines 620 matches the minimum width of the line pattern combined with the exposure pattern 610.
  • Each rectangle constituting the exposure pattern 610 is arranged along the broken line 620 in the X-axis direction.
  • Each rectangle constituting the exposure pattern 610 may be arranged so that the end thereof coincides with the Y coordinate value of the broken line 620 in the Y-axis direction. That is, the relationship between the exposure pattern 610 and the broken line 620 in FIG. 4 is equivalent to the relationship between the patterns 410, 420, and 430 and the grid line 400 in FIG. 4 coincides with the grid line 400 of FIG. 3, the exposure pattern 610 of FIG. 4 and the patterns 410, 420, and 430 of FIG. 3 respectively correspond to the broken line 620 of FIG. 4 and the grid line 400 of FIG. Among them, the cut pattern cuts the line pattern arranged so as to overlap with the broken lines and the grid lines arranged in the Y-axis direction.
  • FIG. 5 shows an example of associating the exposure pattern 610 with the grid structure based on the arrangement of the exposure pattern 610 shown in FIG.
  • FIG. 5A shows the whole area of the device 600 in the Y-axis direction divided into a plurality of grids by grid lines.
  • the width g in the Y-axis direction of the grid is about the same as the minimum width of the exposure pattern 610, and is about 10 nm, for example.
  • Each grid includes a rectangle or at least a part thereof that forms an exposure pattern 610 in the range along the X-axis direction. That is, each grid can be associated with the exposure pattern 610 included in the grid.
  • the term “exposure pattern 610” means not only the entire pattern shown in FIG. 4 and individual rectangles constituting the pattern, but also a part thereof.
  • FIG. 5A shows an example in which a plurality of grids adjacent in the Y-axis direction form a grid group.
  • a grid group is defined as a set of, for example, 100 to 1000 adjacent grids.
  • the width of the grid group in the Y-axis direction is, for example, 1 ⁇ m to 10 ⁇ m for the reason described later.
  • the grid group_k which is an arbitrary grid group, includes a plurality of grids belonging to the grid group, that is, grid_1, grid_2,... Grid_m, and grid_M.
  • Each of the exposure patterns 610 shown in FIG. 4 is included in one of the grid group_1, the grid group_2,... The grid group_k, and the grid group_K in the Y-axis direction.
  • the exposure pattern 610 of the device 600 can be associated with any of these grid groups.
  • FIG. 5B shows a configuration example of the exposure pattern 610 inside the grid.
  • a grid_m which is an arbitrary grid, is included in the grid and includes a plurality of subgrids having a predetermined length in the X-axis direction, that is, subgrid_1, subgrid_2,... Subgrid_n,. Composed.
  • the length of the subgrid in the X-axis direction is, for example, 5 ⁇ m to 50 ⁇ m for the reason described later.
  • the exposure pattern 610 inside the grid can be associated with any of these sub-grids.
  • FIG. 5B shows an example in which the pattern_1, pattern_2,..., Pattern_p,..., Pattern_P, which are the exposure patterns 610 inside the grid, are associated with the subgrid_n.
  • the grid group, grid, and subgrid correspond to characteristic areas related to the exposure operation of the exposure apparatus 100 according to the present embodiment.
  • a region occupied by a plurality of grid groups continuous in the Y-axis direction, which is the first direction, corresponds to a frame (see FIG. 2) having the beam width of the array beam output from the column unit 120.
  • Each grid constituting the grid group corresponds to a region where each electron beam included in the array beam can be irradiated by the movement of the stage unit 110.
  • a sub-grid included in the grid extending in the X-axis direction, which is the second direction, designates an exposure pattern for irradiating an electron beam while the stage unit 110 is moving.
  • the exposure data 162 includes second data 166 that is divided into strip-shaped regions having the width of one electron beam included in the array beam and extending in the X-axis direction, which is the second direction, and first data And first data 164 for specifying the second data 166 based on the position in the Y-axis direction that is the direction.
  • FIG. 6 shows a configuration example of the first data 164.
  • the first data 164 is a grid group that divides the device 600 by a certain range in the Y-axis direction that is the first direction, and specifies a plurality of grids that extend in the X-axis direction that is the second direction.
  • grid group data Gridgroup_1 to Gridgroup_K symbols 711 to 719 in FIG. 6 are associated with the grid groups.
  • Arbitrary grid group_k data Gridgroup_k (symbol 715) includes Y-axis position data Position Y of the grid group_k in the device 600 and pointer data Pointer to Grid indicating a plurality of grids constituting the grid group_k. Have.
  • Pointer data Pointer to Grid of grid group data Gridgroup_k designates a plurality of grid data Grid_1 to Grid_M (symbols 721 to 729). Thereby, the grid group_k is associated with grid_1, grid_2,... Grid_m, .. grid_M that further divides the width of the grid group in the Y-axis direction.
  • Arbitrary grid_m data Grid_m (reference numeral 725) indicates the relative position data Position Y of the grid_m in the Y-axis direction in the grid group_k and a plurality of sub-grids constituting the grid_m in the X-axis direction.
  • Pointer data Pointer to Subgrid.
  • FIG. 7 shows a configuration example of the second data 166.
  • the second data is a configuration example of exposure data included in the grid.
  • the grid_m data Grid_m (reference numeral 725 in FIG. 7) designates a plurality of subgrid data Subgrid_1 to Subgrid_N (reference numerals 731 to 739) by the pointer data Pointer to Subgrid.
  • the grid_m is associated with the subgrid_1, subgrid_2,... Subgrid_n,.
  • the data Subgrid_n (reference numeral 735) of an arbitrary subgrid_n is relative position data Position X of the subgrid_n in the X-axis direction in the grid_m and pointer data indicating a plurality of patterns constituting the subgrid_n. Pointer to Pattern.
  • the pointer data Pointer to Pattern of the subgrid data Subgrid_n designates data Pattern_1 to Pattern_P (reference numerals 741 to 749) of a plurality of patterns.
  • the subgrid data includes at least one arrangement coordinate data of patterns included in a subgrid having a certain length in the X-axis direction.
  • the subgrid_n is associated with the pattern_1, pattern_2,... Pattern_p,..., Pattern_P, which are exposure patterns 610 arranged in the subgrid.
  • Arbitrary pattern_p data Pattern_p includes X-axis direction pattern_p relative position data Position X and X-axis direction pattern_p size data Sx in subgrid_n. Further, the data Pattern_p (symbol 745) may have Array Data that designates repetition of the same pattern.
  • the exposure data 162 is composed of first data 164 in the first direction orthogonal to the longitudinal direction of the line pattern.
  • the first data 164 has a hierarchical structure and includes grid group data and grid data.
  • the exposure data 162 includes second data 166 in a second direction parallel to the longitudinal direction of the line pattern.
  • the second data 166 has a hierarchical structure and has subgrid data and pattern data.
  • Grid group data that is a relatively wide area designates grid data that is a relatively narrow area.
  • grid data that is a relatively wide area designates sub-grid data that is a relatively narrow area.
  • the sub grid data that is a relatively wide area designates pattern data that is a relatively narrow area.
  • FIG. 8 is an example of a data conversion flow showing how the conversion unit 152 creates the exposure data 162 from the design data 150.
  • the conversion unit 152 creates exposure data 162 based on the design data 150 by executing the data conversion flow of S800 to S850 shown in FIG.
  • the conversion unit 152 acquires the design data 150 in which the arrangement coordinates of the exposure pattern 610 are defined (S800).
  • the conversion unit 152 has the same width as the minimum width of the line pattern, and designates the layout coordinates of the pattern for each subgrid divided into regions having a certain length in the X-axis direction, which is the second direction.
  • Data is generated (S810).
  • the conversion unit 152 generates grid data that designates sub-grid data belonging to a grid continuous in the X-axis direction, which is the second direction, for each grid (S820).
  • the conversion unit 152 generates grid group data for designating grid data for each grid group obtained by dividing the design data 150 into grid groups having a predetermined length in the Y-axis direction (S830). Further, the conversion unit 152 generates grid group data over the entire area of the design data 150 in the Y-axis direction (S840). Finally, the conversion unit 152 stores the cut pattern arrangement coordinate data, and the sub-grid data, grid data, and grid group data that specify the cut pattern hierarchically in the first storage unit 160 (S850).
  • the exposure data 162 stored in the first storage unit 160 includes first data 164 and second data 166 obtained by converting the design data 150 based on the first direction and the second direction for controlling the exposure apparatus 100.
  • the exposure data 162 includes sub-grid data, grid data, and grid group data that specify hierarchically in addition to pattern data that specifies the arrangement coordinates of the individual exposure patterns 610.
  • the data capacity of the entire exposure data 162 is not so different from the data capacity of the design data 150, and is, for example, 1 to 2 TB (terabyte) in the recent device 600.
  • FIG. 9 shows an example in which a plurality of devices 600 are exposed on the surface of the sample 10.
  • Each of the plurality of devices 600 has the same exposure pattern 610.
  • the plurality of devices 600 are arranged at predetermined positions on the surface of the sample 10 substantially parallel to the XY plane.
  • the arrangement positions of the plurality of devices 600 on the surface of the sample 10 are determined based on arrangement data 172 (see FIG. 1) stored in the arrangement data storage unit 170.
  • FIG. 9 shows an example of an irradiable region 200 (see FIG. 2) set in a part of the surface of the sample 10 corresponding to an arbitrary column part 120.
  • the size of the irradiable region 200 in the X-axis direction is approximately 30 mm, and the size in the Y-axis direction is approximately 30 mm.
  • the irradiable regions 200 corresponding to the plurality of column portions 120 occupy different regions on the surface of the sample 10.
  • the surface of the sample 10 is covered with the irradiable region 200 of the plurality of column parts 120.
  • An area 200 in FIG. 9 shows an irradiable area 200 for any one column unit 120.
  • the sizes of the irradiable region 200 in the X-axis direction and the Y-axis direction do not have to coincide with the sizes of the device 600 in the X-axis direction and the Y-axis direction. This is because the size of the irradiable region 200 is determined depending on the interval between the adjacent column portions 120, and the size of the device 600 is determined depending on the size of the designed device. Therefore, the positions of the four corners on the left, right, top, and bottom of the irradiable region 200 are usually present inside the device 600. In addition, the relative positional relationship between the irradiable area 200 and the device 600 of each of the plurality of column portions 120 differs for each irradiable area 200.
  • FIG. 9 shows an example of the positional relationship between an irradiable area 200 of an arbitrary column section 120 and the exposed device 600.
  • the irradiable area 200 of the arbitrary column part 120 shows an example in which the lower left, lower right, upper right, and upper left corners exist inside the device 600 indicated by reference numerals 600a, 600b, 600c, and 600d, respectively.
  • These devices 600 will be referred to as a device 600a, a device 600b, a device 600c, and a device 600d.
  • the exposure apparatus 100 can irradiate an array beam having a beam width of approximately 60 ⁇ m in the Y-axis direction by expanding the exposure range for each frame from the ⁇ Y side to the + Y side while reciprocating along the frame in the X-axis direction.
  • Area 200 is exposed. That is, in the first frame, for example, the arbitrary column unit 120 starts exposure from the inside of the lower left device 600a, and ends the exposure inside the lower right device 600b. In the final frame, for example, the arbitrary column unit 120 starts exposure from inside the upper right device 600c and ends exposure inside the upper left device 600d.
  • Arbitrary column section 120 crosses the boundary between devices 600a and 600d on the left side and devices 600b and 600c on the right side in the middle of the frame. In addition, the arbitrary column section 120 crosses the boundary between the lower devices 600a and 600b and the upper devices 600d and 600c between the vertically adjacent frames.
  • the exposure data 162 has first data 164 collected in units of grid groups in the Y-axis direction, which is the first direction for controlling the exposure apparatus 100, and is the second direction for controlling the exposure apparatus 100.
  • first data 164 collected in units of grid groups in the Y-axis direction, which is the first direction for controlling the exposure apparatus 100, and is the second direction for controlling the exposure apparatus 100.
  • second data 166 collected in units of subgrids.
  • Grid group_k1, grid group_K, grid group_1 and grid group_k2, and sub-grid_n1, sub-grid_N, sub-grid_1 and sub-grid_n2 shown in FIG. Fig. 5 shows a grid group in the Y-axis direction and a sub-grid in the X-axis direction corresponding to the corners and device boundaries.
  • the beam control data 184 for an arbitrary column unit 120 is created by reconstructing the exposure data 162 as follows. At the end of the first frame on the ⁇ X side, the beam control data 184 for an arbitrary column unit 120 is extracted from the first data 164 in the Y-axis direction. It is configured by grid group data corresponding to the range of the width (frame width fw) and grid data specified by the grid group data. That is, with respect to the Y-axis direction, data overlapping with the irradiable region 200 is extracted in units of grid groups.
  • the beam control data 184 for the arbitrary column unit 120 is in the same position as the subgrid_n1 extracted from the second data 166 in the X-axis direction. It consists of subgrid data in a frame and pattern data specified by the subgrid data. In this way, data overlapping with the irradiable region 200 is extracted in subgrid units with respect to the X-axis direction.
  • the beam control data 184 for an arbitrary column section 120 is obtained from the first data 164 corresponding to the same grid group and grid as the ⁇ X side end of the frame in the Y-axis direction. Composed.
  • the beam control data 184 for the arbitrary column unit 120 includes second data 166 corresponding to the sub-grid and pattern of the device 600 that is updated according to the X coordinate in the X-axis direction.
  • the beam control data 184 for the arbitrary column portion 120 is the first data corresponding to the same grid group and grid as the ⁇ X side end of the frame in the Y-axis direction. 164.
  • the beam control data 184 for the arbitrary column part 120 is obtained from the second data 166 corresponding to the subgrid and pattern in the frame at the same position as the rightmost subgrid_N of the device 600 in the X-axis direction. 600 is configured to switch to the second data 166 corresponding to the subgrid and pattern in the frame at the same position as the leftmost subgrid_1.
  • the beam control data 184 for the arbitrary column unit 120 is composed of first data 164 corresponding to the same grid group and grid as the ⁇ X side end of the frame in the Y-axis direction. Is done.
  • the beam control data 184 for the arbitrary column unit 120 includes second data 166 corresponding to the subgrid and pattern in the frame at the same position as the subgrid_n2 of the device 600 in the X-axis direction.
  • the beam control data 184 for an arbitrary column unit 120 is the exposure included in the first data 164 in units of grid groups in the Y-axis direction according to the exposure order by the array beam. Data is extracted, and data included in the second data 166 is extracted in the sub-grid unit in the X-axis direction.
  • FIG. 10 shows a configuration example of the beam control data 184 obtained by extracting data from the first data 164 and the second data 166 in units of grid groups and subgrids in this way and reconstructing the data.
  • the beam control data 184a is an example of the beam control data 184 for the first frame
  • the beam control data 184b is an example of the beam control data 184 for the second frame.
  • Gridgroup, Grid, Subgrid, Pattern and the like represent grid group data, grid data, subgrid data, and pattern data included in the first data 164 and the second data 166, respectively.
  • Terms such as the X-axis direction, the Y-axis direction, the first frame, the second frame, the grid group, the grid, the subgrid, and the pattern are comments indicating the contents of the data, not the data itself. The same applies to FIG.
  • the beam control data 184a for the first frame in FIG. 10 will be described.
  • the first frame includes grid group_k1 to grid group_kf-1 included in the beam width range of the array beam with the grid group_k1 as the lower end.
  • the beam control data 184a of the first frame has a plurality of grid group data Gridgroup_k1 to Gridgroup_kf-1 in the Y-axis direction.
  • the beam control data 184a of the first frame also includes data representing the designation and designation relationship between the grid group and the grid belonging to the first frame.
  • the grid data specified by the grid group data Gridgroup_k1 to Gridgroup_kf-1 is specified.
  • the beam control data 184a for the first frame has subgrid data Subgrid_n1, k1, Subgrid_n1 + 1, k1,... In the X-axis direction corresponding to the movement of the stage.
  • the subgrid data Subgrid_n1, k1 indicates the n1th subgrid data with respect to the grid data specified by the data Gridgroup_k1.
  • the thick arrow in the figure indicates that the beam control data 184 of the first frame is composed of subgrid data in the order of the thick arrow.
  • the beam control data 184a of the first frame also includes data representing the designation and designation relationship between the subgrids and patterns in the range belonging to the first frame.
  • the pattern data specified by the subgrid data Subgrid_n1, k1, Subgrid_n1 + 1, k1,... Is specified for the grid data specified by the grid group data Gridgroup_k1 to Gridgroup_kf-1.
  • the beam control data 184b of the second frame has a similar configuration example.
  • the beam control data 184b specifies grid data in the Y-axis direction included in the second frame based on grid group data Gridgroup_kf to Gridgroup_kff-1 in the Y-axis direction.
  • the beam control data 184b specifies pattern data for each grid included in the second frame, based on the subgrid data Subgrid_n2, kf, Subgrid_n2-1, kf,.
  • the order of the sub-grid data indicated by the bold arrows is opposite in the beam control data 184a of the first frame and the beam control data 184b of the second frame. This corresponds to the fact that the exposure order by the movement of the stage unit 110 is reversed in the X-axis direction between the first frame and the second frame.
  • the configuration of the beam control data 184 is the same for the third and subsequent frames.
  • the beam control data 184 may be created for each frame, and may be stored in the second storage unit 182 for each frame.
  • the size of the irradiable region 200 may be larger than the interval between adjacent column portions 120. This is because a part of the irradiable region 200 that each of the adjacent column parts 120 is in charge of overlaps each other, so that the entire surface of the sample 10 can be covered without a break.
  • the first data 164 is collected in units of grid groups in a region smaller than the overlapping region of the irradiable region 200, and
  • the data 166 of 2 may be collected in units of subgrids in an area smaller than the overlapping area of the irradiable area 200. That is, the size of the grid group in the Y-axis direction and the size of the sub-grid in the X-axis direction may be set to a size equal to or smaller than the width of the overlapping region of the irradiable region 200 of the adjacent column part 120.
  • the beam control data 184 for the overlapping area of the irradiable area 200 can be reconfigured to include the grid group and sub-grid as a unit in the beam control data 184 of one of the column sections 120.
  • the size of the subgrid in the X-axis direction is preferably 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, for example. This is because the overlapping width of the irradiable areas 200 of the adjacent column portions 120 is set to an appropriate range.
  • the beam control data 184 depends on the angle between the scanning direction of the electron beam in the irradiable region 200 and the X-axis direction that is the longitudinal direction of the line pattern, and the beam control data in the Y-axis direction in units of grid groups. 184 reconstruction may be performed.
  • the beam control data 184 may be reconfigured to switch grid group data to another grid group data in the middle of a frame. Thereby, even when the angle between the scanning direction of the electron beam and the X-axis direction, which is the longitudinal direction of the line pattern, is large, exposure from the right end to the left end of the irradiable region 200 can be performed with one frame.
  • the width of the grid group in the Y-axis direction is preferably 1 ⁇ m to 10 ⁇ m, for example. This is to make the size of the grid group in the Y-axis direction substantially coincide with the deflection width of the array beam by a deflector (not shown) provided in the column unit 120.
  • the positional deviation between the position of the array beam in the Y-axis direction and the position of the line pattern in the Y-axis direction due to non-parallelism between the scanning direction of the electron beam and the longitudinal direction of the line pattern has a change width of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m, for example. Even when the deflection cannot be followed by deflection by the deflector, the exposure apparatus 100 can perform exposure from the right end to the left end of the irradiable region 200 in one frame by switching data in the Y-axis direction in units of grid groups.
  • the data capacity of the beam control data 184 is approximately the same as the capacity of the design data 150 describing the exposure pattern 610 included in one frame.
  • the data capacity of the beam control data 184 is 2 to 4 GB (gigabytes), for example.
  • the capacity of data to be stored by one second storage unit 182 is, for example, 4 to 8 GB.
  • the capacity of data to be stored in the entire second storage unit 182 of the exposure apparatus 100 having 88 column units 120 is, for example, 350 to 700 GB.
  • FIG. 11 shows a part of an exposure flow in which the exposure apparatus 100 exposes the sample 10 for each frame.
  • FIG. 11 includes a flow in which the distribution unit 180 reconstructs exposure data extracted from the first data 164 and the second data 166 in units of grid groups and sub-grids to generate beam control data 184, respectively. Yes.
  • the distribution unit 180 distributes the beam control data 184 obtained by reconstructing the exposure data 162 to each column unit 120 in the flow shown in FIG.
  • the exposure apparatus 100 performs exposure and distribution of the beam control data 184 in parallel for each frame.
  • the exposure apparatus 100 reads the arrangement data 172 stored in the arrangement data storage unit 170 and determines the arrangement of the device 600 on the sample 10 (S1100).
  • the exposure apparatus 100 measures the positional relationship between the electron beam group (array beam) generated by each column unit 120 and the sample 10 using beam position detection means such as mark measurement (S1110).
  • the distribution unit 180 has a Y-axis in the first direction according to the order in which the column unit 120 exposes the first frame with respect to the overlapping region of the first frame with the first frame 232 (see FIG. 2) and the adjacent column unit 120.
  • the exposure data is extracted from the first data 164 in units of grid groups, and with respect to the X-axis direction, which is the second direction, the exposure data is extracted from the second data 166 in units of subgrids.
  • the data is transferred to the second storage unit 182 (S1120).
  • the exposure apparatus 100 sets initial values fn ⁇ 1 and ft ⁇ fn + 1 for the exposure frame number fn and the transfer frame number ft (S1130).
  • the exposure apparatus 100 exposes the fnth frame.
  • the distribution unit 180 determines the first direction in the first direction according to the order in which the column unit 120 exposes the ft frame with respect to the overlapping region of the ft frame with the ft frame and the adjacent column unit 120.
  • the exposure data is extracted from the data 164 in units of grid groups, and the exposure data is extracted from the second data 166 in units of subgrids for the second direction, and the second ft is stored in the second storage unit 182 together with the grid data and pattern data.
  • the frame data is transferred (S1140).
  • the exposure apparatus 100 determines whether exposure of all frames has been completed (S1150). If all the frames have been exposed (S1150; Yes), the exposure operation is terminated. If all the frames have not been exposed (S1150; No), the stage is moved to the start point of the next frame, and fn ⁇ fn + 1 and ft ⁇ fn + 1 are set for the exposure frame number fn and transfer frame number ft (S1160). ). The process returns to the step of exposing the fn frame and transferring the data of the ft frame (S1140).
  • the distribution unit 180 performs extraction of exposure data, creation of beam control data by reconstruction of exposure data, and transfer of data to the second storage unit 182 while the column unit 120 performs frame exposure. Since the first data 164 and the second data 166 are created in advance before exposure, the distribution unit 180 extracts data from the first data 164 and the second data 166 in units of grid groups and sub-grids. Then, it is only necessary to perform data reconstruction and data transfer in accordance with the exposure order for the extracted data. There is no need to rearrange the enormous design data 150, and the exposure apparatus 100 can create the beam control data 184 as the exposure progresses.
  • the distribution unit 180 can generate the beam control data 184 even when the size of the device 600 to be exposed does not match the arrangement pitch of the column unit 120.
  • the distribution unit 180 also includes the first data 164 and the second data in units of grid groups having a size of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m and subgrids of a size of 5 ⁇ m to 50 ⁇ m even when the boundary of the exposure possible region 200 is inside the exposure device 600. This is because the exposure data can be extracted from the data 166.
  • the beam control data 184 is temporarily overwritten and stored in the second storage unit 182 for each frame. At the end of exposure, not all of the beam control data 184 that controls the column unit 120 is left in the second storage unit 182.
  • FIG. 12 is a configuration example of history data 194 that leaves the beam control data 184 used for exposure in the column unit 120 as a history of exposure order.
  • the history data 194 includes only data 195 for distinguishing the column portions 120 and grid group data and sub-grid data 196 in the order in which the column portions 120 are exposed.
  • Data 196 indicates that data specified by a grid group having grid group data Gridgroup_k1 to Gridgroup_kf-1 is exposed in the first direction of the first frame.
  • Data 196 indicates that the pattern specified by the subgrid having subgrid data Subgrid_n1, k1, Subgrid_n1 + 1, k1,... Is exposed in the direction of the thick arrow in the second direction of the first frame.
  • the data 196 indicates that data designated by the grid group having grid group data Gridgroup_kf to Gridgroup_kff-1 is exposed in the first direction of the second frame.
  • Data 196 indicates that in the second direction of the second frame, the pattern specified by the subgrid having subgrid data Subgrid_n2, kf, Subgrid_n2 + 1, kf... Is exposed in the direction of the thick arrow.
  • the history data 194 associates the exposure pattern 610 on the sample 10 with the exposure sequence of the column unit 120 and the column unit 120 that have exposed the pattern. That is, since the history data 194 records the grid group data and the subgrid data 196 in the order of exposure, the history data 194 is compared with the original exposure data 162 so that the plurality of devices 600 formed on the sample 10 are compared. It can be known after exposure that each exposure pattern 610 was exposed in which exposure sequence using which column part 120.
  • the grid group data and the sub grid data 196 remaining in the history data 194 can be obtained by referring to the first data 164 indicating the relationship between the grid group data and the second data 166 indicating the relationship between the sub grid data and the pattern. This is because it can be traced whether the exposure pattern 610 is designated.
  • History data 194 provides useful information when the exposure pattern 610 is inspected after exposure. Since the history data 194 includes only the grid group data and the sub grid data 196, the data capacity is, for example, 50 to 100 MB (megabytes). The data capacity of the history data 194 is sufficiently smaller than the data capacity of the exposure data 162.
  • the history data 194 may store not only the grid group data and the sub grid data 195 arranged in the exposure order, but also data related to the state of the column unit 120.
  • the data relating to the state of the column unit 120 is data relating to the current density, beam size, and / or beam imaging state of the electron beam generated by each column unit 120, for example. Data relating to the state of the column unit 120 may be periodically detected when the frame is switched between frame exposures. Thereby, the history data 194 provides more useful information in the inspection of the exposure pattern 610.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Sample, 100 ... Exposure apparatus, 110 ... Stage part, 120 ... Column part, 130 ... Column control part, 140 ... Stage control part, 150 ... Design data, 152 ... Conversion part, 160 ... First storage part, 162 ... Exposure data, 164 ... first data, 166 ... second data, 170 ... arrangement data storage unit, 172 ... arrangement data, 180 ... distribution unit, 182 ... second storage unit, 184, 184a, 184b ... beam control data , 190 ... collection unit, 192 ... third storage unit, 194 ... history data, 195, 196 ... data, 200 ... irradiable region, 210 ...
  • irradiation position 220 ... region, 232 ... first frame, 234 ... second frame 236 ... third frame, 400 ... grid line, 401 ... grid, 402 ... line pattern, 410 ... first pattern, 412, 414, 16, 418 ... pattern, 420 ... second pattern, 422, 424 ... pattern, 430 ... third pattern, 432, 434, 436, 438 ... pattern, 500 ... array beam, 502 ... irradiation area, 600, 600a, 600b, 600c, 600d ... device, 610 ... exposure pattern, 620 ... broken line, 711, 712, 715, 719 ... grid group data, 721, 722, 725, 729 ... grid data, 731, 732, 735, 739 ... subgrid data, 741, 742, 745, 749... Pattern data.

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Abstract

【課題】複数の荷電粒子ビームを発生する複数のカラム部にビーム制御データを分配する露光装置および露光データ構造を提供する。 【解決手段】第１の方向に配列した複数の荷電粒子ビームを発生する複数のカラム部と、荷電粒子ビームの照射タイミングを個別に制御するカラム制御部と、デバイスパターンの配置座標を記述した設計データをもとに、１本の荷電粒子ビームの幅を有し第２の方向に伸びた帯状の領域に分割してなる第２のデータと第１の方向の位置に基づいて当該第２のデータを特定する第１のデータとよりなる露光データに変換する変換部と、露光データを格納する第１保存部と、露光順序に従って露光データを再構成してカラム部のそれぞれに分配する分配部と、を備える露光装置、およびそのような露光装置用の露光データ構造およびビーム制御データの作成方法を提供する。

Description

露光装置および露光データ構造
　本発明は、露光装置および露光データ構造に関する。
　従来、線幅が十ｎｍ程度の光露光技術で形成した単純なラインパターンに、電子ビーム等の荷電粒子ビームを用いた露光技術を用いて加工することで、微細な回路パターンを形成するコンプリメンタリ・リソグラフィが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、複数の荷電粒子ビームを用いるマルチビーム露光技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、複数の荷電粒子カラムを備えたマルチカラム露光技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２０１３－１５７５４７号公報 特開２０１５－１３３４００号公報 特開２０１５－０１２０３５号公報
　コンプリメンタリ・リソグラフィにおいて、荷電粒子ビームが露光するパターンは、ラインパターンと組み合わせるために、その位置および大きさなどに制限を受ける。このような制限のもとで、デバイスの設計データは、例えば、当該デバイスに設定された座標系のもとで個々のデバイスパターンの頂点位置の座標値を記述する。デバイスの設計データにおけるデータの並びは、デバイスの設計に使用した設計ツールに依存したものであり、必ずしも露光装置による露光順序を反映したものになっていない。デバイスの設計データから、複数の荷電粒子カラムの複数の荷電粒子ビームを個別に制御する制御データを作成するのは困難であった。
　本発明の第１の態様において、試料に予め形成されたラインパターンの長手方向である第２の方向に試料を移動させながら、ラインパターンの長手方向に直交する第１の方向に並んだ複数の荷電粒子ビームを照射して、ラインパターンが形成された試料にカットパターンを形成する露光装置であって、第１の方向に配列した複数の荷電粒子ビームを発生する複数のカラム部と、荷電粒子ビームの照射タイミングを個別に制御するカラム制御部と、デバイスパターンの配置座標を記述した設計データをもとに、１本の荷電粒子ビームの幅を有し第２の方向に伸びた帯状の領域に分割してなる第２のデータと第１の方向の位置に基づいて当該第２のデータを特定する第１のデータとよりなる露光データに変換する変換部と、露光データを格納する第１保存部と、露光順序に従って露光データを再構成してカラム部のそれぞれに分配する分配部と、を備える露光装置を提供する。
　本発明の第２の態様において、前記露光装置の露光データの構造であって、ラインパターンの最小幅と同一の幅を有し第２の方向に延伸するグリッドに含まれるパターンのうち、第２の方向に一定の長さのサブグリッドに含まれるパターンの配置座標を指定するサブグリッドデータと、一本のグリッドに含まれるサブグリッドデータを指定するグリッドデータと、第１の方向に一定の範囲毎に区分されたグリッドグループに属するグリッドデータを指定するグリッドグループデータと、により構成される露光データ構造を提供する。
　本発明の第３の態様において、デバイスパターンの配置座標を記述した設計データを露光データに変換する方法、およびカラム部の露光順序に従って露光データを再構成して、カラム部の荷電粒子ビームを制御するビーム制御データとして分配する方法を提供する。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
図１は、本実施形態に係る露光装置１００の構成例を示す。 図２は、本実施形態に係る露光装置１００がアレイビームを走査して、試料１０の表面の一部に形成する照射可能領域２００の一例を示す。 図３は、本実施形態に係る露光装置１００がアレイビーム５００を走査して、パターン４１０，４２０，４３０を露光する動作の一例を示す。 図４は、デバイス６００に含まれる露光パターン６１０の一例を示す。 図５（Ａ）、（Ｂ）は、露光パターン６１０を、グリッド構造と対応づける一例を示す。 図６は、露光データ１６２を構成する第１のデータ１６４の構成例を示す。 図７は、露光データ１６２を構成する第２のデータ１６６の構成例を示す。 図８は、設計データ１５０から露光データ１６２を作成する変換フローの例である。 図９は、試料１０に配置した複数のデバイス６００と照射可能領域２００との位置関係の例を示す。 図１０は、ビーム制御データ１８４の構成例を示す。 図１１は、フレーム露光の一部を示す露光フローの例である。 図１２は、履歴データ１９４の構成例を示す。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、本実施形態に係る露光装置１００の構成例を示す。露光装置１００は、予め定められたグリッドに基づいて試料上に形成されたラインパターンに応じた位置に、当該グリッドに対応した照射領域を有する荷電粒子ビームを照射して、カットパターンまたはビアパターンなどのデバイスパターンを形成する。
　露光装置１００は、図１に示された試料１０に近い側に、一つのステージ部１１０および複数のカラム部１２０を備える。また、露光装置１００は、これら一つのステージ部１１０と複数のカラム部１２０とを制御するために、一つのステージ制御部１４０と複数のカラム制御部１３０とを備える。複数のカラム制御部１３０のそれぞれは、対応するカラム部１２０を個別に制御する。ステージ制御部１４０は、ステージ部１１０の位置を検出するとともに、ステージ部１１０の位置の検出結果をもとに、ステージ部１１０の移動を制御する。
　ステージ部１１０に載置される試料１０は、一例として、シリコン等で形成された半導体ウエハであり、その表面に金属等の導電体で互いに平行な複数のラインパターンが形成されている。本実施形態に係る露光装置１００は、当該ラインパターンに対して微細な加工（カッテングによる電極や配線の形成、および／またはビアホールによるコンタクトの形成）をすべく、ラインパターン上に塗布されたレジストに荷電粒子ビームを照射する。以下の明細書では、露光装置１００を制御する第１の方向が当該ラインパターンの長手方向と直交する方向を表し、露光装置１００を制御する第２の方向が当該ラインパターンの長手方向を表すものとして記載する。
　試料１０は、図１に示すＸＹ平面内で、試料１０表面に形成されたラインパターンの長手方向がＸ軸方向と略平行になるように、ステージ部１１０上に載置される。また、露光中においてステージ部１１０は、Ｘ軸方向に移動する。これにより、露光中のステージ部１１０は、試料１０表面に形成されたラインパターンの長手方向と略平行な方向に試料１０を移動させる。
　複数のカラム部１２０のそれぞれは、電子またはイオンなどを有する荷電粒子ビームを発生し、ステージ部１１０上に載置された試料１０を照射する。本実施形態において、カラム部１２０が、電子ビームを発生する例を説明する。カラム部１２０の数は、一例として８８である。複数のカラム部１２０は、ＸＹ平面内で、例えば略３０ｍｍピッチで配置されている。ステージ部１１０に載置された直径略３００ｍｍの半導体ウエハである試料１０の表面は、ステージ部１１０の可動範囲において、少なくとも一つのカラム部１２０から発生された電子ビームにより照射される。
　複数のカラム部１２０のそれぞれは、一定の間隔を開けて一列に並んだ複数の電子ビームからなるアレイビームを発生する。それぞれのカラム部１２０は、Ｚ軸回りに、アレイビームの配列方向が露光中のステージ部１１０の移動方向と直交する方向に略一致するように設置される。露光中のステージ部１１０の移動方向と試料１０の表面に形成されたラインパターンの長手方向とが略一致するように試料１０はステージ１１０上に搭載されているので、それぞれのカラム部１２０は、ラインパターンの長手方向と直交するラインパターンの幅方向に、照射位置が異なる複数の電子ビームからなるアレイビームを発生することになる。
　アレイビーム全体のビーム幅は、例えば６０μｍである。アレイビームに含まれる電子ビームの数は、例えば４０９８である。露光装置１００は、アレイビームをラインパターンの長手方向に移動しながら、ラインパターンの幅方向に照射位置が異なる複数の電子ビームのそれぞれを試料１０に照射するか（ＯＮ状態）、否か（ＯＦＦ状態）を個別に切り換えて、試料１０にパターンを露光する。
　図１に露わには記載していないが、露光装置１００は、露光装置１００全体を統合して制御する中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、および中央演算処理ユニットと装置を構成する各ユニットとの間で命令やデータの授受を行うためのバスを備える。中央演算処理ユニットは、例えばワークステーションであり、ユーザからの操作指示を入力する端末の機能も有する。
　図１の左側から右側に向かう露光データの処理の流れに沿った露光装置１００の構成を次に説明する。設計データ１５０は、露光装置１００に入力されるデバイスパターンのデータである。設計データ１５０は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）ツールを用いて設計されたデバイスパターンの位置、大きさ、および／または形状を示すデータである。設計データ１５０は、デバイスに設定された座標系で、一例として個々のデバイスパターンの頂点位置の座標値であるデバイスパターンの配置座標を記述したものである。
　露光装置１００に入力された設計データ１５０は、変換部１５２によって露光データ１６２に変換される。変換部１５２は、設計データ１５０から露光データ１６２へのデータ変換を行うデータ変換装置である。また、変換部１５２は、設計データ１５０から露光データ１６２へのデータ変換機能を有するソフトウェアであってもよい。露光データ１６２は、設計データ１５０と同等なパターン内容を表すデータであるが、本実施形態に係る露光装置１００のビーム制御データを構成するために適切なデータ形式に変換されたデータである。
　露光データ１６２は、ラインパターンの長手方向と直交する第１の方向の露光データを指定する第１のデータと、ラインパターンの長手方向と平行な第２の方向の露光データを指定する第２のデータと、から構成される。第１のデータは、アレイビームが配列する方向の露光データを指定する。第２のデータは、露光中にステージ部１１０が移動する方向の露光データを指定する。第１のデータおよび第２のデータは、ともに露光装置１００の露光動作において、特徴的な方向と対応するデータである。
　第１のデータおよび第２のデータはデータ内部に階層構造を有し、デバイスの相対的に広い領域を指定するデータが、その中に含まれる相対的に狭い領域を指定する。露光データ１６２は、露光に先立って作成され、露光装置１００の第１保存部１６０に保存される。本明細書の後半で後程、露光データ１６２の構成例、および変換部１５２による露光データ１６２の作成方法の例について説明する。
　図１に示される配置データ１７２も露光に先立って決定され、露光装置１００の配置データ保存部１７０に保存される。配置データ１７２は、試料１０の表面に形成されるデバイスの大きさ、デバイスの配置ピッチ、およびデバイスの配置位置などに関するデータである。配置データ１７２は、デバイスの設計データ１５０、および試料１０である半導体ウエハ表面の有効露光範囲などに応じて決定される。尚、配置データ１７２のデータ容量は露光データ１６２のデータ容量と比較すると十分に小さいため、露光装置１００は、配置データ１７２に対する専用の保存部１７０を持たなくてもよい。配置データ１７２は、例えば中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）の記憶部に保存してもよい。
　分配部１８０は、配置データ１７２に基づいてデバイスの露光データ１６２の位置を決定することで、試料１０の上のパターンの位置が確定する。その後、分配部１８０は、上記のデバイスの配置データ１７２および複数のカラム部１２０のそれぞれが生成する電子ビームと試料１０との位置関係の測定結果などを用いて、露光データ１６２から、複数のカラム部１２０のそれぞれに対するビーム制御データ１８４を作成する。分配部１８０は、露光データ１６２を構成する上記の第１のデータおよび第２のデータから各カラム１２０の照射可能領域と重複する部分のデータを、露光の順序に従って抽出して再構成することで、カラム部１２０のそれぞれに対するビーム制御データ１８４を作成する。複数のカラム部１２０が、試料１０表面の異なる位置に異なるパターンを略同時に露光することと対応して、分配部１８０は、カラム部１２０のそれぞれに対して異なるビーム制御データ１８４を分配する。なお、第１のデータおよび第２のデータは個々のパターンの位置座標データを直接的に含むものではなく、後述する所定の領域に含まれるパターンのデータ群を呼び出すポインタとして規定されたものである。これにより、直接パターンの位置座標データを収集して再構成するよりも高速にビーム制御データ１８４を作成できるようになっている。
　カラム部１２０のそれぞれに分配されるビーム制御データ１８４は、カラム部１２０のそれぞれと対応する第２保存部１８２に保存される。第２保存部１８２は、試料１０に対するビーム制御データ１８４を露光前に予めすべて求めて保存しておいてよい。これに代えて、第２保存部１８２は、それぞれのカラム部１２０が露光する試料１０上の一部の領域に対するビーム制御データ１８４を一時的に保存してもよい。ビーム制御データ１８４を一時的に保存する場合、第２保存部１８２のそれぞれは、少なくとも２つの保存部分を備えてよい。２つの保存部分は、カラム部１２０のそれぞれが連続して露光する試料１０上の２つの領域（後程説明する２フレームに相当する）に対するビーム制御データ１８４を交互に保存してよい。
　第２保存部１８２の一方の保存部分が、それぞれのカラム部１２０が１回のＸ軸方向へのステージ移動によって露光する領域である第１フレームのビーム制御データ１８４を一時保存し、カラム制御部１３０に出力して露光している間に、第２保存部１８２の他方の保存部分は、当該カラム部１２０の次回のＸ軸方向へのステージ移動によって露光される領域である第２フレームに対するビーム制御データ１８４を分配部１８０から受け取って読み込んでよい。
　試料１０に対するビーム制御データ１８４を予めすべて求めて保存する場合に比べて、試料１０の一部の領域に対するビーム制御データ１８４を一時的に保存する場合は、第２保存部１８２に保存すべきデータ容量が削減される。本明細書の後半で後程、ビーム制御データ１８４の構成例、および分配部１８０によるビーム制御データ１８４の作成方法の例について説明する。カラム制御部１３０は、第２保存部１８２から出力されたビーム制御データ１８４に従って、照射位置が指定された位置に到着したタイミングで、一定時間電子ビームを出力させてパターンの露光を行う。
　収集部１９０は、第２保存部１８２とカラム制御部１３０との接続部から、カラム部１２０のそれぞれに対する履歴データ１９４を収集する。収集部１９０は、第２保存部１８２からカラム制御部１３０へ出力されるビーム制御データ１８４の一部を、カラム部のそれぞれが露光する順序に応じて収集する。収集部１９０は、複数のカラム部１２０のそれぞれと対応させて、収集した履歴データ１９４を第３保存部１９２に保存する。第３保存部１９２に保存される履歴データ１９４は、試料１０の表面に露光されたパターンについて、どのカラム部１２０が、どのような順序で露光したものであるかを露光中に記録するデータである。本明細書の後半で後程、履歴データ１９４の構成例を説明する。
　以上のような、図１に示す露光装置１００は、設計データ１５０の入力部から、変換部１５２を経て露光動作を行うステージ部１１０およびカラム部１２０までの構成を含んでいる。これに代えて、露光装置１００は、変換部１５２を除いた構成としてもよい。この場合には、露光装置１００は、露光データ１６２を保存する第１保存部１６０から、露光動作を行うステージ部１１０およびカラム部１２０までの構成とすればよい。後者の場合、変換部１５２は、露光装置１００とは切り離して設置すればよい。変換部１５２は、デバイスの設計工程において設計データ１５０が作成された後の適切な時期に、露光に先立って、設計データ１５０を露光データ１６２に変換する。この場合に変換部１５２は、例えば、露光装置１００が設置された施設のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続しておき、ローカルエリアネットワークを介して露光データ１６２を露光装置１００の第１保存部１６０に転送すればよい。
　露光データ１６２の構成例および作成方法の例、ビーム制御データ１８４の構成例および作成方法の例、および履歴データ１９４の構成例などを説明する前に、その前提となる、カラム部１２０の露光動作について次に説明する。
　図２は、本実施形態に係る露光装置１００が一つのカラム部１２０から出力されるアレイビームを走査して、試料１０の表面の一部に形成する照射可能領域２００の一例を示す。ステージ制御部１４０がステージ部１１０をラインパターンの長手方向である第２の方向と略平行なＸ軸方向に移動させる例を示す。すなわち、露光に先立って、試料１０はラインパターンの長手方向をステージ部１１０の連続移動方向であるＸ軸方向に揃えて設置する。ここで、ステージ部１１０は、ステージ制御部１３０の制御の下に、連続移動方向について極めて高い位置精度及び速度安定性を保ちつつ試料１０を移動させることができる。
　一つのカラム部１２０が発生するアレイビームの照射位置２１０は、図示のようにＹ軸方向細長く伸びた領域である。その照射位置２１０は、ステージ部１１０の移動に伴って試料１０の表面を＋Ｘ方向に移動する。これによりアレイビームは、帯状の領域２２０を電子ビームで照射する。ステージ制御部１４０は、ステージ部１１０を予め定められた距離だけ－Ｘ方向に移動させて、第１フレーム２３２を照射可能領域とする。第１フレーム２３２は、一例として、ステージ部１１０の移動方向であるＸ軸方向に３０ｍｍの長さ、アレイビームのビーム幅方向であるＹ軸方向に６０μｍの幅（ｆｗ）を有し、３０ｍｍ×６０μｍの面積を有する。
　ステージ制御部１４０は、次に、－Ｙ方向にステージ部１１０をアレイビームのビーム幅（図２のｆｗで示す幅）だけ移動させ、さらに、ステージ部１１０を戻すように＋Ｘ方向に移動させる。これにより、アレイビームの照射位置２１０は、試料１０の表面を第１フレーム２３２とは異なる経路を通って－Ｘ方向に移動し、第１フレーム２３２と略同一面積で＋Ｙ方向に隣り合う第２フレーム２３４を照射する。同様に、ステージ制御部１４０は、－Ｙ方向にステージ部１１０をアレイビームのビーム幅だけ移動させ、再び、当該予め定められた距離だけ－Ｘ方向にステージ部１１０を移動させて第３フレーム２３６を照射する。
　ステージ制御部１４０は、ラインパターンの長手方向である第２の方向と略平行なＸ軸方向においてステージ部１１０を往復動作させ、試料１０の表面における予め定められた領域である照射可能領域２００を、一つのカラム部１２０で照射する。照射可能領域２００は、例えば略３０×３０ｍｍの正方形状の領域とすることができる。この照射可能領域２００のサイズは、ステージ制御部１４０の制御動作によって決定されるが、カラム部１２０の配置間隔と同程度にしておけば、全カラム部１２０で同時並行して露光を行うことで試料１０表面の全体の露光を行えるので好適である。
　それぞれのカラム部１２０およびそれを制御するカラム制御部１３０は、フレームごとに露光を進める。即ち、カラム制御部１３０は、当該カラム制御部１３０に接続された第２保存部１８２の一方の保存部分に一時的に保存された第１フレーム２３２に対するビーム制御データ１８４を取得して、カラム部１２０を制御することにより、第１フレーム２３２を露光する。カラム制御部１３０が、第１フレーム２３２の露光動作を制御している間に、同じカラム部１２０の第２保存部１８２の他方の保存部分は、第２フレーム２３４に対するビーム制御データ１８４を分配部１８０から受け取り保存する。
　カラム制御部１３０が、第２フレーム２３４の露光動作を制御している間に、同じカラム部１２０の第２保存部１８２の一方の保存部分は、第３フレーム２３６に対するビーム制御データ１８４を分配部１８０から受け取り保存する。第２保存部１８２の一方の保存部分と他方の保存部分とが、少なくとも２フレーム分のビーム制御データ１８４の入力と出力を繰り返すことにより、カラム部１２０およびカラム制御部１３０は、複数のフレームに対して切れ目なく露光動作を進める。
　図３は、一つのカラム部１２０から出力されるアレイビームが、図２の一本のフレーム２３２に含まれるカットパターンを露光する動作を、より詳細に示した図である。図３は、ラインパターンの長手方向である第２の方向がＸ軸方向であり、ラインパターンの長手方向と直交する方向である第１の方向がＹ軸方向である。
　Ｘ軸方向に平行で、Ｙ軸方向には間隔ｇを有する複数の破線は、グリッドライン４００と呼ばれる。グリッドライン４００で挟まれたＹ軸方向に幅ｇを有するＸ軸方向に細長い区画は、グリッド４０１と呼ばれる。幅ｇはグリッド幅である。また、試料１０の表面に予め形成されたラインパターン４０２は、グリッド４０１の長手方向であるＸ軸方向と一致する長手方向を有する。ラインパターン４０２のＹ軸方向幅の最小値は、グリッド幅ｇと略等しい。
　本実施形態に係る露光装置１００が露光するパターンは、グリッドライン４００およびグリッド４０１に基づいて設計される。図３において、第１パターン４１０、第２パターン４２０、および第３パターン４３０と記した矩形は、当該露光パターンの例を示す。露光パターンのＹ軸方向の長さ、およびパターン間のＹ軸方向の間隔は、グリッド幅ｇの（１以上の）整数倍の値が用いられる。
　例えば、図３の第１パターン４１０のＹ軸方向の長さは４ｇに略等しく、第２パターン４２０のＹ軸方向の長さは２ｇに略等しく、第３パターン４３０のＹ軸方向の長さは４ｇに略等しい。また、第１パターン４１０および第２パターン４２０のＹ軸方向のパターン間隔は２ｇに略等しい。
　また、露光パターンは、その第１の方向のＹ座標値がグリッドライン４００の第１の方向のＹ座標値と略一致するように配置されてよい。例えば、第１パターン４１０の下端（－Ｙ方向の端）のＹ座標値は、図の最下端のグリッドラインから数えて５番目のグリッドラインのＹ座標値と略一致し、第１パターン４１０の上端（＋Ｙ方向の端）のＹ座標値は、最下端のグリッドラインから数えて９番目のグリッドラインのＹ座標値と略一致する。第２パターン４２０の下端のＹ座標値は、最下端のグリッドラインのＹ座標値と略一致し、第２パターン４２０の上端のＹ座標値は、最下端のグリッドラインから数えて３番目のグリッドラインのＹ座標値と略一致する。
　図３は、試料１０の表面に予め形成されたラインパターン４０２と、露光パターンの例である第１パターン４１０、第２パターン４２０、および第３パターン４３０との位置関係の一例を示すＸＹ平面図である。第１パターン４１０は、最上部から２本のラインパターン４０２を同時にカットするパターンであり、第２パターン４２０は、最下部のラインパターン４０２をカットするパターンであり、第３パターン４３０は、中央の２本のラインパターン４０２を同時にカットするパターンである。
　図３は、試料１０の表面に予め形成されるラインパターン４０２と、一つのカラム部１２０から出力されるアレイビーム５００の照射領域５０２との位置関係の一例を示すＸＹ平面図でもある。カラム部１２０は、第１の方向であるＹ軸に一定間隔を開けて一列に並んだ第１の電子ビーム群（例えば、左側の照射領域５０２の列に対応する電子ビーム群）と、第１の電子ビーム群の隣にＸ軸方向に距離δ離れて並列して配置され、第１の電子ビーム群と同じサイズ及びピッチで配置された第２の電子ビーム群（例えば、右側の照射領域５０２の列に対応する電子ビーム群）とを生成する。
　カラム部１２０から出力されるアレイビーム５００の照射領域５０２が、フレームの開始点（フレームの－Ｘ方向側の端部）に移動した場合の例を示す。カラム部１２０から出力されるアレイビーム５００は、ステージ部１１０の移動に伴い試料１０表面上を移動してフレームを形成する。図では、フレームは、４本のラインパターン４０２を有し、それぞれのラインパターン４０２のライン幅および隣り合うラインパターン４０２の間の間隔が、共にグリッド幅ｇと略等しい例を示す。
　アレイビーム５００は、Ｂ１からＢ８の合計８の電子ビームが示されている。Ｂ１、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ７が第１の電子ビーム群に属し、Ｂ２、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８が第２の電子ビーム群に属する。アレイビーム５００は、複数の照射領域５０２のそれぞれに電子ビームを照射する。電子ビームＢ１からＢ８それぞれのＹ軸方向ビーム幅はグリッド幅ｇと略等しい。また、電子ビームＢ１からＢ８の照射位置は、Ｙ軸方向においてそれぞれグリッド幅ｇずつずらして配列されている。アレイビーム５００は、全体で略８ｇのビーム幅を露光する。
　アレイビーム５００に含まれる複数の電子ビームの照射領域５０２は、ステージ部１１０の連続移動に伴って、対応するグリッド４０１をそれぞれ移動する。図示の例では、電子ビームＢ１の照射領域は、－Ｙ方向側から１番目のグリッドを移動し、電子ビームＢ２の照射位置は、－Ｙ方向側から２番目のグリッドを移動する例を示す。
　カラム制御部１３０は、第２保存部１８２から取得したビーム制御データ１８４をもとに、露光するパターンの第１の方向のＹ座標の値を検出する。カラム制御部１３０は、パターンのＹ座標値に応じて、露光に用いる電子ビームを選択する。図３の第２パターン４２０を例に説明する。ビーム制御データ１８４をもとに検出した第２パターン４２０のＹ座標値が、－Ｙ方向側から１番目および２番目のグリッド４０１の範囲にあることに応じて、カラム制御部１３０は、当該Ｙ座標値の範囲が照射領域となる電子ビームＢ１およびＢ２を選択する。電子ビームＢ１は、第２パターン４２０の一部であるパターン４２２を露光するのに用いられ、電子ビームＢ２は、第２パターン４２０の一部であるパターン４２４を露光するのに用いられる。
　また、カラム制御部１３０は、第２保存部１８２から取得したビーム制御データ１８４をもとに、露光するパターンの第２の方向のＸ座標の値を検出する。カラム制御部１３０は、図３の照射領域５０２を構成する第１の電子ビーム群および第２の電子ビーム群に含まれる電子ビームのそれぞれに対して、パターンのＸ座標の値に応じて電子ビームをＯＮ状態またはＯＦＦ状態に切り替える照射タイミングを設定する。
　即ち、カラム制御部１３０は、パターンの第２方向のＸ座標値、ラインパターンの長手方向に予め設定した基準位置（図３参照）のＸ座標値、およびステージ部１１０の移動速度を用いて、アレイビーム５００の照射領域５０２が基準位置を通過してからパターンのＸ座標値に到達するまでの経過時間を設定する。カラム制御部１３０は、アレイビーム５００の照射領域５０２が基準位置を通過するタイミングをステージ制御部１４０から取得する。カラム制御部１３０は、基準位置を通過した時点から当該経過時間後に、対応する電子ビームのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える。
　図３の第２パターン４２０を例に説明する。カラム制御部１３０は、第２保存部１８２のビーム制御データ１８４をもとに、第２パターン４２０の両端のＸ座標値ＸｃおよびＸｃ＋Ｓｘを検出する。アレイビーム５００の照射領域５０２は、ステージ部１１０の移動により、ラインパターンの長手方向である＋Ｘ方向または－Ｘ方向に所定の速度で走査される。
　ステージ部１１０が＋Ｘ方向に照射領域５０２を移動させる場合、カラム制御部１３０は、図３の第１基準位置から第２パターン４２０のＸ座標値Ｘｃにステージ部１１０が達するまでの経過時間、および第１基準位置から第２パターン４２０のＸ座標値Ｘｃ＋Ｓｘにステージ部１１０が達するまでの経過時間を設定する。カラム制御部１３０は、アレイビーム５００の照射領域５０２が第１基準位置を通過するタイミングをステージ制御部１４０から得て、Ｘ座標値Ｘｃに達する経過時間後に電子ビームＢ１およびＢ２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える。カラム制御部１３０は、Ｘ座標値Ｘｃ＋Ｓｘに達する経過時間後に電子ビームＢ１およびＢ２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。これにより、ラインパターンの長手方向で第２パターン４２０の範囲に電子ビームが照射される。
　ステージ部１１０が－Ｘ方向に照射領域５０２を移動させる場合、カラム制御部１３０は、図３の第２基準位置から第２パターンのＸ座標値Ｘｃ＋Ｓｘにステージ部１１０が達するまでの経過時間、および第２基準位置から第２パターンのＸ座標値Ｘｃにステージ部１１０が達するまでの経過時間を設定する。カラム制御部１３０は、アレイビーム５００の照射領域５０２が第２基準位置を通過するタイミングをステージ制御部１４０から得て、Ｘ座標値Ｘｃ＋Ｓｘに達する経過時間後に電子ビームＢ１およびＢ２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える。カラム制御部１３０は、Ｘ座標値Ｘｃに達する経過時間後に電子ビームＢ１およびＢ２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。これにより、ラインパターンの長手方向で第２パターン４２０の範囲に電子ビームが照射される。
　図３は、一つのカラム部１２０が、合計８個の電子ビームＢ１からＢ８を有するアレイビームを出力する場合を示した。一つのカラム部１２０が、一般にｎ個の電子ビームを有するアレイビームを出力する場合も同様な露光動作を行ってよい。
　即ち、本実施形態に係る露光装置１００は、第１の方向に並んだ第１の電子ビーム群および第２の電子ビーム群から構成されるアレイビームの照射領域をラインパターンの長手方向である第２の方向に走査することで、１番目からｎ番目までのグリッド４０１に相当するｎ×ｇの幅を有するフレームに存在するパターンを露光する。アレイビームに含まれる電子ビームＢｋ（１≦ｋ≦ｎ）の照射領域は、ｋ番目のグリッド４０１を移動するように設定され、カラム制御部１３０は、パターンの第１の方向のＹ座標値をもとに、当該パターンを露光する電子ビームを選択してよい。また、カラム制御部１３０は、選択した電子ビームのそれぞれに対して、パターンの第２の方向のＸ座標値に基づいて電子ビームをＯＮ状態またはＯＦＦ状態に切り替える照射タイミングを設定してよい。
　さらに、本実施形態に係る露光装置１００は、例えば８８個のカラム部１２０を備える。露光装置１００は、８８個のカラム部１２０のそれぞれが図２および図３で示す露光動作を行う。露光装置１００は、８８個のカラム部１２０が試料１０の表面全体を並行して露光する。それぞれのカラム部１２０が、例えば略３０×３０ｍｍの正方形の照射可能領域２００（図２参照）を露光する時間で、８８個のカラム部１２０を備える露光装置１００は、試料１０表面の全体を露光する。
　これにより、複数のカラム部１２０を備える露光装置１００は、単一のカラム部１２０を有する露光装置に比べて、露光のスループットを大幅に向上することが可能である。また、露光装置１００は、試料１０が直径３００ｍｍを超える大口径の半導体ウエハ等であっても、カラム部１２０の数を増加させることで、スループットが著しく低下することを防止できる。
　本実施形態に係る露光データ１６２、ビーム制御データ１８４および履歴データ１９４の構成例、ならびに露光データ１６２およびビーム制御データ１８４の作成方法の例を説明する。
　（露光データの構成例および露光データの作成方法の例）
　設計データ１５０を変換した露光データ１６２の構成例について説明する。
　図４は、本実施形態に係る露光装置１００が露光するカットパターン６１０の一例を示す。露光パターン６１０は、複数の矩形をデバイス６００の範囲内に配置したものである。露光パターン６１０は、ＣＡＤツールを用いて設計された設計データ１５０が記述するデバイスパターンの一例である。設計データ１５０におけるデータの並びは、通常、露光装置１００による露光順序を反映したものにはなっていない。このため、露光装置１００は、設計データ１５０を複数のカラム部１２０と複数の電子ビームとを有する露光装置１００を制御する制御データに変換する必要がある。しかし、以下の理由により、設計データ１５０から直接に制御データを作成するのは困難である。
　第１の理由は、設計データ１５０のデータ容量の問題である。設計データ１５０のデータ容量は、デバイス６００の規模やパターンの複雑さに依存するが、最近のデバイス６００では例えば１～２ＴＢ（テラバイト）である。膨大な容量を有する設計データ１５０を個別に読み出してデータの順序を組み替える作業を露光中に実施するのは困難である。第２の理由は、デバイスサイズの問題である。露光すべきデバイス６００のサイズは、通常はカラム部１２０の配置ピッチとは一致していない。このため、デバイス６００の設計データ１５０を、複数のカラム部１２０のそれぞれに単純に振り分けることはできない。
　一方、コンプリメンタリ・リソグラフィに適用される露光パターン６１０は、ラインパターン（所定の幅および間隔を有するライン・アンド・スペースパターン）と組み合せることにより、当該ラインパターンを切断するカットパターンや、当該ラインパターンとコンタクトするビアパターンを形成する。このため、露光パターン６１０を構成するそれぞれの矩形は、ラインパターンの長手方向に沿って配置される。露光パターン６１０を構成するそれぞれの矩形のラインパターンの長手方向と直交する方向の幅および間隔は、ラインパターンの幅および間隔の最小値の整数倍の値となっている。
　図４において、ラインパターンの長手方向と平行する第２の方向は、デバイス６００に設定した座標系のＸ軸方向と対応する。ラインパターンの長手方向と直交する第１の方向は、デバイス６００に設定した座標系のＹ軸方向と対応する。破線６２０は、Ｘ軸方向に延伸し、Ｙ軸方向に間隔ｇを有する直線である。隣り合う破線６２０の間隔ｇは、露光パターン６１０と組み合わせるラインパターンの最小幅と一致する。
　露光パターン６１０を構成するそれぞれの矩形は、Ｘ軸方向には、破線６２０に沿って配列されている。露光パターン６１０を構成するそれぞれの矩形は、Ｙ軸方向には、その端部が破線６２０のＹ座標値と一致するように配置してよい。即ち、図４の露光パターン６１０と破線６２０との関係は、その一部を拡大すると、図３のパターン４１０、４２０および４３０とグリッドライン４００との関係と同等である。図４の破線６２０と図３のグリッドライン４００とを一致させると、図４の露光パターン６１０並びに図３のパターン４１０、４２０及び４３０はそれぞれ、図４の破線６２０及び図３のグリッドライン４００のうちＹ軸方向に一つ置きに並んでいる破線及びグリッドラインと重なって配置されるラインパターンを切断するカットパターンとなっている。
　図５は、図４に示す露光パターン６１０の配置をもとに、露光パターン６１０をグリッド構造と対応づける一例を示す。図５（Ａ）は、デバイス６００のＹ軸方向の全域をグリッドラインによって複数のグリッドに分割したものである。グリッドのＹ軸方向の幅ｇは、露光パターン６１０の最小幅と同程度であり、例えば略１０ｎｍである。それぞれのグリッドは、その範囲内に、Ｘ軸方向に沿って並び、露光パターン６１０を構成する矩形または少なくともその一部分を含んでいる。即ち、それぞれのグリッドは、そのグリッドに含まれる露光パターン６１０と対応づけることができる。尚、本明細書において、露光パターン６１０という用語は、図４に示すパターン全体およびそれを構成する個々の矩形だけでなく、その一部分をも意味するものとする。
　図５（Ａ）は、Ｙ軸方向に隣接する複数個のグリッドがグリッドグループを構成する例を示す。グリッドグループは、例えば１００～１０００個の隣接するグリッドの集合として定義される。グリッドグループのＹ軸方向幅は、後程示す理由により、例えば１μｍ～１０μｍである。任意のグリッドグループであるグリッドグループ＿ｋは、そのグリッドグループに属する複数のグリッドであるグリッド＿１、グリッド＿２、・・グリッド＿ｍ、・・グリッド＿Ｍから構成される。
　図４に示す露光パターン６１０のそれぞれは、Ｙ軸方向には、グリッドグループ＿１、グリッドグループ＿２、・・グリッドグループ＿ｋ、・・グリッドグループ＿Ｋのいずれかに含まれる。デバイス６００の露光パターン６１０は、これらのグリッドグループのいずれかと対応づけることができる。
　一方、図５（Ｂ）は、グリッド内部における露光パターン６１０の構成例を示す。任意のグリッドであるグリッド＿ｍは、グリッドに含まれ、Ｘ軸方向に所定の長さを持つ複数のサブグリッド、即ちサブグリッド＿１、サブグリッド＿２、・・サブグリッド＿ｎ、・・サブグリッド＿Ｎから構成される。サブグリッドのＸ軸方向の長さは、後程示す理由により、例えば５μｍ～５０μｍである。
　グリッド内部の露光パターン６１０は、これらサブグリッドのいずれかと対応づけることができる。図５（Ｂ）は、グリッド内部の露光パターン６１０であるパターン＿１、パターン＿２、・・パターン＿ｐ、・・パターン＿Ｐが、サブグリッド＿ｎと対応づけられる例を示す。
　グリッドグループ、グリッド、およびサブグリッドは、本実施形態に係る露光装置１００の露光動作に係る特徴的な領域と対応する。第１の方向であるＹ軸方向に連続する複数のグリッドグループが占める領域は、カラム部１２０から出力されるアレイビームのビーム幅を有するフレーム（図２参照）と対応する。グリッドグループを構成する個々のグリッドは、アレイビームに含まれるそれぞれの電子ビームがステージ部１１０の移動によって照射可能な領域と対応する。第２の方向であるＸ軸方向に延伸するグリッドに含まれるサブグリッドは、ステージ部１１０の移動中に電子ビームを照射する露光パターンを指定する。
　図６および図７は、図５の関係に基づいて構成した露光装置１００用の露光データ１６２の構成例を示す。露光データ１６２は、アレイビームに含まれる１本の電子ビームの幅を有し第２の方向であるＸ軸方向に伸びた帯状の領域に分割してなる第２のデータ１６６と、第１の方向であるＹ軸方向の位置に基づいて前記第２のデータ１６６を特定する第１のデータ１６４とから構成される。
　図６は、第１のデータ１６４の構成例を示す。第１のデータ１６４は、第１の方向であるＹ軸方向に一定の範囲毎にデバイス６００を区分するグリッドグループであって、第２の方向であるＸ軸方向に延伸する複数のグリッドを指定するグリッドグループと対応して、例えば、グリッドグループデータＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿１～Ｇｒｉｄｇｒｏｕｐ＿Ｋ（図６の符号７１１～７１９）を有する。
　任意のグリッドグループ＿ｋのデータＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋ（符号７１５）は、デバイス６００における、Ｙ軸方向のグリッドグループ＿ｋの位置データＰｏｓｉｔｉｏｎ　Ｙと、グリッドグループ＿ｋを構成する複数のグリッドを指示するポインターデータＰｏｉｎｔｅｒ　ｔｏ　Ｇｒｉｄと、を有する。
　グリッドグループデータＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋ（符号７１５）のポインターデータＰｏｉｎｔｅｒ　ｔｏ　Ｇｒｉｄは、複数のグリッドデータＧｒｉｄ＿１～Ｇｒｉｄ＿Ｍ（符号７２１～７２９）を指定する。これによりグリッドグループ＿ｋは、このグリッドグループのＹ軸方向幅をさらに細かく区切るグリッド＿１、グリッド＿２、・・グリッド＿ｍ、・・グリッド＿Ｍと対応付けられる。
　任意のグリッド＿ｍのデータＧｒｉｄ＿ｍ（符号７２５）は、グリッドグループ＿ｋ内における、Ｙ軸方向のグリッド＿ｍの相対的な位置データＰｏｓｉｔｉｏｎ　Ｙと、Ｘ軸方向にグリッド＿ｍを構成する複数のサブグリッドを指示するポインターデータＰｏｉｎｔｅｒ　ｔｏ　Ｓｕｂｇｒｉｄと、を有する。
　図７は、第２のデータ１６６の構成例を示す。第２のデータは、グリッドに含まれる露光データの構成例である。例えばグリッド＿ｍのデータＧｒｉｄ＿ｍ（図７の符号７２５）は、ポインターデータＰｏｉｎｔｅｒ　ｔｏ　Ｓｕｂｇｒｉｄによって、複数のサブグリッドデータＳｕｂｇｒｉｄ＿１～Ｓｕｂｇｒｉｄ＿Ｎ（符号７３１～７３９）を指定する。これによりグリッド＿ｍは、グリッドを構成する複数のサブグリッドであるサブグリッド＿１、サブグリッド＿２、・・サブグリッド＿ｎ、・・サブグリッド＿Ｎと対応付けられることになる。
　任意のサブグリッド＿ｎのデータＳｕｂｇｒｉｄ＿ｎ（符号７３５）は、グリッド＿ｍ内における、Ｘ軸方向のサブグリッド＿ｎの相対的な位置データＰｏｓｉｔｉｏｎ　Ｘと、サブグリッド＿ｎを構成する複数のパターンを指示するポインターデータＰｏｉｎｔｅｒ　ｔｏ　Ｐａｔｔｅｒｎと、を有する。
　サブグリッドデータＳｕｂｇｒｉｄ＿ｎ（符号７３５）のポインターデータＰｏｉｎｔｅｒ　ｔｏ　Ｐａｔｔｅｒｎは、複数のパターンのデータＰａｔｔｅｒｎ＿１～Ｐａｔｔｅｒｎ＿Ｐ（符号７４１～７４９）を指定する。サブグリッドデータは、Ｘ軸方向に一定の長さのサブグリッドに含まれるパターンの配置座標のデータを少なくとも１つ含む。サブグリッド＿ｎは、サブグリッド内に配置される露光パターン６１０であるパターン＿１、パターン＿２、・・パターン＿ｐ、・・パターン＿Ｐと対応付けられることになる。
　任意のパターン＿ｐのデータＰａｔｔｅｒｎ＿ｐ（符号７４５）は、サブグリッド＿ｎ内における、Ｘ軸方向のパターン＿ｐの相対的な位置データＰｏｓｉｔｉｏｎ　Ｘと、Ｘ軸方向のパターン＿ｐのサイズデータＳｘを有する。また、データＰａｔｔｅｒｎ＿ｐ（符号７４５）は、同じパターンの繰り返しを指定するＡｒｒａｙ　Ｄａｔａを有してよい。
　即ち、露光データ１６２は、ラインパターンの長手方向と直交する第１の方向には、第１のデータ１６４から構成される。第１のデータ１６４は、階層構造を有し、グリッドグループデータおよびグリッドデータを有する。また、露光データ１６２は、ラインパターンの長手方向と平行な第２の方向には、第２のデータ１６６から構成される。第２のデータ１６６は、階層構造を有し、サブグリッドデータおよびパターンデータを有する。相対的に広い領域であるグリッドグループデータは、相対的に狭い領域であるグリッドデータを指定する。また、相対的に広い領域であるグリッドデータは、相対的に狭い領域であるサブグリッドデータを指定する。更に、相対的に広い領域であるサブグリッドデータは、相対的に狭い領域であるパターンデータを指定する。
　変換部１５２が、設計データ１５０から露光データ１６２を作成する方法の例を説明する。
　図８は、変換部１５２が、設計データ１５０から露光データ１６２を作成する方法を示すデータ変換フローの例である。変換部１５２は、図８に示すＳ８００ないしＳ８５０のデータ変換フローを実行することにより、設計データ１５０をもとに露光データ１６２を作成する。
　変換部１５２は、露光パターン６１０の配置座標が定義された設計データ１５０を取得する（Ｓ８００）。変換部１５２は、ラインパターンの最小幅と同一の幅を有し、第２の方向であるＸ軸方向に一定の長さの領域に分割したサブグリッド毎にパターンの配置座標を指定するサブグリッドデータを生成する（Ｓ８１０）。次に変換部１５２は、第２の方向であるＸ軸方向に連続したグリッドに属するサブグリッドデータをグリッドごとに指定するグリッドデータを生成する（Ｓ８２０）。
　次に変換部１５２は、設計データ１５０をＹ軸方向に所定の長さの範囲であるグリッドグループに分割したグリッドグループごとに、グリッドデータを指定するグリッドグループデータを生成する（Ｓ８３０）。更に変換部１５２は、設計データ１５０のＹ軸方向の全域にわたってグリッドグループデータを生成する（Ｓ８４０）。最後に、変換部１５２は、カットパターンの配置座標データ、ならびに、それを階層的に指定するサブグリッドデータ、グリッドデータ、およびグリッドグループデータを第１保存部１６０に保存する（Ｓ８５０）。
　第１保存部１６０に保存された露光データ１６２は、露光装置１００を制御する第１の方向および第２の方向に基づいて設計データ１５０を変換した第１のデータ１６４および第２のデータ１６６を有する。露光データ１６２は、個々の露光パターン６１０の配置座標を指定するパターンデータに加えて、それを階層的に指定するサブグリッドデータ、グリッドデータ、およびグリッドグループデータを含んでいる。露光データ１６２全体のデータ容量は、設計データ１５０のデータ容量とそれほど変わらず、最近のデバイス６００では例えば１～２ＴＢ（テラバイト）である。
　（ビーム制御データ１８４の構成例およびビーム制御データ１８４の作成方法の例）
　露光データ１６２を再構成して得られるビーム制御データ１８４の構成例について、次に説明する。
　図９の円形の試料１０は、複数のデバイス６００を試料１０の表面に露光する例を示す。複数のデバイス６００のそれぞれは、すべて同じ露光パターン６１０を有するものとする。複数のデバイス６００は、ＸＹ面と略平行な試料１０の表面に、予め決められた位置に配置される。試料１０の表面上における複数のデバイス６００の配置位置は、配置データ保存部１７０に保存された配置データ１７２（図１参照）に基づいて決定される。
　図９の領域２００は、任意のカラム部１２０に対応して、試料１０表面の一部に設定される照射可能領域２００（図２参照）の一例を示す。照射可能領域２００のＸ軸方向の大きさは略３０ｍｍ、Ｙ軸方向の大きさは略３０ｍｍである。複数のカラム部１２０を有する露光装置１００では、複数のカラム部１２０のそれぞれに対応する照射可能領域２００は、試料１０の表面上の異なる領域を占める。試料１０の表面は、複数のカラム部１２０の照射可能領域２００で覆われることになる。図９の領域２００は、任意の一つのカラム部１２０に対する照射可能領域２００を示すものである。
　照射可能領域２００のＸ軸方向およびＹ軸方向の大きさは、デバイス６００のＸ軸方向およびＹ軸方向の大きさと一致しなくともよい。照射可能領域２００の大きさは、隣接するカラム部１２０間の間隔に依存して決まり、デバイス６００の大きさは、設計されたデバイスの大きさに依存して決まるからである。従って、通常、照射可能領域２００の左右上下の４隅の位置はデバイス６００の内部に存在する。また、複数のカラム部１２０それぞれの照射可能領域２００とデバイス６００との相対的な位置関係は、照射可能領域２００ごとに異なっている。
　図９の破線で囲まれた拡大図は、任意のカラム部１２０の照射可能領域２００と露光されるデバイス６００との位置関係の例を示す。任意のカラム部１２０の照射可能領域２００は、左下、右下、右上、および左上の隅がそれぞれ、符号６００ａ、６００ｂ、６００ｃ、および６００ｄで示すデバイス６００の内部に存在する例を示す。これらのデバイス６００を、デバイス６００ａ、デバイス６００ｂ、デバイス６００ｃ、およびデバイス６００ｄと区別して呼ぶことにする。
　露光装置１００は、Ｙ軸方向に略６０μｍのビーム幅を有するアレイビームを、Ｘ軸方向のフレームに沿って往復させながら、－Ｙ側から＋Ｙ側にフレーム毎に露光範囲を広げることにより照射可能領域２００を露光する。即ち、任意のカラム部１２０は、最初のフレームでは、例えば、左下のデバイス６００ａの内部から露光を開始し、右下のデバイス６００ｂの内部で露光を終了する。任意のカラム部１２０は、最終のフレームでは、例えば、右上のデバイス６００ｃの内部から露光を開始し、左上のデバイス６００ｄの内部で露光を終了する。
　任意のカラム部１２０は、フレーム途中で、左側のデバイス６００ａおよび６００ｄと右側のデバイス６００ｂおよび６００ｃとの間の境界を横切る。また、任意のカラム部１２０は、上下に隣接するフレームの間で、下側のデバイス６００ａおよび６００ｂと、上側のデバイス６００ｄおよび６００ｃとの間の境界を横切る。
　図９をもとに、露光の順序と露光データ１６２との対応関係について説明する。露光データ１６２は、露光装置１００を制御する第１の方向であるＹ軸方向にはグリッドグループ単位にまとめられた第１のデータ１６４を有し、露光装置１００を制御する第２の方向であるＸ軸方向にはサブグリッド単位にまとめられた第２のデータ１６６を有する。
　図９に示すグリッドグループ＿ｋ１、グリッドグループ＿Ｋ、グリッドグループ＿１およびグリッドグループ＿ｋ２、ならびにサブグリッド＿ｎ１、サブグリッド＿Ｎ、サブグリッド＿１およびサブグリッド＿ｎ２は、任意のカラム部１２０の照射可能領域２００の４隅およびデバイスの境界に対応する、Ｙ軸方向のグリッドグループおよびＸ軸方向のサブグリッドを示す。
　最初のフレームでは、任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、露光データ１６２を次のように再構成して作成される。最初のフレームの－Ｘ側の端において、任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、Ｙ軸方向には、第１のデータ１６４から抽出された、グリッドグループ＿ｋ１を下端にしてアレイビームのビーム幅（フレーム幅ｆｗ）の範囲に相当するグリッドグループデータと、そのグリッドグループデータが指定するグリッドデータとによって構成される。つまり、Ｙ軸方向に関して、グリッドグループ単位で照射可能領域２００と重複するデータが抽出される。
　また、最初のフレームの－Ｘ側の端において、任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、Ｘ軸方向には、第２のデータ１６６から抽出された、サブグリッド＿ｎ１と同等の位置にあるフレーム内のサブグリッドデータと、そのサブグリッドデータが指定するパターンデータとによって構成される。このように、Ｘ軸方向に関してサブグリッド単位で照射可能領域２００と重複するデータが抽出される。
　最初のフレームにおける露光の進行に応じて、任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、Ｙ軸方向には、フレームの－Ｘ側端と同じグリッドグループおよびグリッドと対応する第１のデータ１６４から構成される。任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、Ｘ軸方向には、Ｘ座標に応じて更新されるデバイス６００のサブグリッドおよびパターンと対応する第２のデータ１６６から構成される。
　最初のフレームのデバイス６００ａと６００ｂとの境界において、任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、Ｙ軸方向には、フレームの－Ｘ側端と同じグリッドグループおよびグリッドと対応する第１のデータ１６４から構成される。任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、Ｘ軸方向には、デバイス６００の右端のサブグリッド＿Ｎと同等の位置にあるフレーム内のサブグリッドおよびパターンと対応する第２のデータ１６６から、デバイス６００の左端のサブグリッド＿１と同等の位置にあるフレーム内のサブグリッドおよびパターンと対応する第２のデータ１６６に切り替わるように構成される。
　最初のフレームの＋Ｘ側の端において、任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、Ｙ軸方向には、フレームの－Ｘ側端と同じグリッドグループおよびグリッドと対応する第１のデータ１６４から構成される。任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、Ｘ軸方向には、デバイス６００のサブグリッド＿ｎ２と同等の位置にあるフレーム内のサブグリッドおよびパターンと対応する第２のデータ１６６から構成される。
　２番目以降のフレームにおいても、任意のカラム部１２０に対するビーム制御データ１８４は、アレイビームによる露光の順序に応じて、Ｙ軸方向には、グリッドグループの単位で第１のデータ１６４に含まれる露光データを抽出し、Ｘ軸方向にはサブグリッドの単位で第２のデータ１６６に含まれるデータを抽出して構成される。
　図１０は、このようにして第１のデータ１６４および第２のデータ１６６からグリッドグループの単位およびサブグリッド単位でデータを抽出し、再構成したビーム制御データ１８４の構成例を示す。ビーム制御データ１８４ａは、第１フレームに対するビーム制御データ１８４の例であり、ビーム制御データ１８４ｂは、第２フレームに対するビーム制御データ１８４の例である。
　Ｇｒｉｄｇｒｏｕｐ、Ｇｒｉｄ、Ｓｕｂｇｒｉｄ、およびＰａｔｔｅｒｎなどは、それぞれ第１のデータ１６４および第２のデータ１６６に含まれるグリッドグループデータ、グリッドデータ、サブグリッドデータおよびパターンデータを表す。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、第１フレーム、第２フレーム、グリッドグループ、グリッド、サブグリッドおよびパターンなどの用語は、データの内容を示すコメントでありデータそのものではない。図１１も同じである。
　図１０の第１フレームに対するビーム制御データ１８４ａについて説明する。第１フレームは、グリッドグループ＿ｋ１を下端にしてアレイビームのビーム幅の範囲に含まれるグリッドグループ＿ｋ１～グリッドグループ＿ｋｆ－１から構成される。このとき、第１フレームのビーム制御データ１８４ａは、Ｙ軸方向に、複数のグリッドグループデータＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋ１～Ｇｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋｆ－１を有する。
　第１フレームのビーム制御データ１８４ａは、第１フレームに属するグリッドグループとグリッドとの指定および被指定の関係を表すデータも含む。これにより、グリッドグループデータＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋ１～Ｇｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋｆ－１が指定するグリッドデータが特定される。
　第１フレームに対するビーム制御データ１８４ａは、ステージの移動と対応してＸ軸方向に、サブグリッドデータＳｕｂｇｒｉｄ＿ｎ１，ｋ１、Ｓｕｂｇｒｉｄ＿ｎ１＋１，ｋ１・・などを有する。ここで、例えばサブグリッドデータＳｕｂｇｒｉｄ＿ｎ１，ｋ１は、データＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋ１が指定するグリッドデータに対するｎ１番目のサブグリッドデータを示す。
　図の太線矢印は、第１フレームのビーム制御データ１８４が、太線矢印の順序のサブグリッドデータから構成されることを表す。また、第１フレームのビーム制御データ１８４ａは、第１フレームに属する範囲のサブグリッドとパターンとの指定および被指定の関係を表すデータも含む。これにより、グリッドグループデータＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋ１～Ｇｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋｆ－１が指定するグリッドデータに対して、サブグリッドデータＳｕｂｇｒｉｄ＿ｎ１，ｋ１、Ｓｕｂｇｒｉｄ＿ｎ１＋１，ｋ１・・などが指定するパターンデータが特定される。
　第２フレームのビーム制御データ１８４ｂも同様な構成例を有する。ビーム制御データ１８４ｂは、Ｙ軸方向のグリッドグループデータＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋｆ～Ｇｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋｆｆ－１をもとに、第２フレームに含まれるＹ軸方向のグリッドデータを特定する。ビーム制御データ１８４ｂは、Ｘ軸方向のサブグリッドデータＳｕｂｇｒｉｄ＿ｎ２，ｋｆ、Ｓｕｂｇｒｉｄ＿ｎ２－１，ｋｆ・・などをもとに、第２フレームに含まれるそれぞれのグリッドに対するパターンデータを特定する。
　太線矢印で示されているサブグリッドデータの順序は、第１フレームのビーム制御データ１８４ａと第２フレームのビーム制御データ１８４ｂとで逆向きである。ステージ部１１０の移動による露光順序が、第１フレームと第２フレームとでＸ軸方向に逆向きになっていることと対応する。ビーム制御データ１８４の構成は、第３フレーム以降についても同様である。ビーム制御データ１８４は、フレームごとに作成されてよく、フレームごとに第２保存部１８２に保存されてよい。
　照射可能領域２００とビーム制御データ１８４との関係について更に記載する。複数のカラム部１２０を有する露光装置１００において、照射可能領域２００の大きさは、隣接するカラム部１２０どうしの間隔より大きくとってよい。隣接するカラム部１２０のそれぞれが担当する照射可能領域２００の一部が互いに重複しあい、試料１０の表面全体を切れ目なく覆うことができるからである。
　この場合、照射可能領域２００の重複領域に対するビーム制御データ１８４を構成するために、第１のデータ１６４は、照射可能領域２００の重複領域よりも小さな領域のグリッドグループの単位でまとめられるとともに、第２のデータ１６６は照射可能領域２００の重複領域よりも小さな領域のサブグリッドの単位でまとめられてよい。即ち、グリッドグループのＹ軸方向のサイズおよびサブグリッドのＸ軸方向のサイズは、隣接するカラム部１２０の照射可能領域２００の重複領域の幅と同等またはそれ以下のサイズに設定されてよい。
　これにより、照射可能領域２００の重複領域に対するビーム制御データ１８４は、グリッドグループおよびサブグリッドを単位として、どちらかのカラム部１２０のビーム制御データ１８４に含める再構成を行うことができる。サブグリッドのＸ軸方向のサイズは、例えば５μｍ～５０μｍとするのが望ましい。隣接するカラム部１２０の照射可能領域２００の重なり幅を適切な範囲に設定するためである。
　また、ビーム制御データ１８４は、照射可能領域２００における電子ビームの走査方向とラインパターンの長手方向であるＸ軸方向との間の角度に依存して、グリッドグループ単位でＹ軸方向のビーム制御データ１８４の再構成が行われてよい。ビーム制御データ１８４は、グリッドグループのデータをフレームの途中で別のグリッドグループのデータに切り替える再構成が行われてよい。これにより、電子ビームの走査方向とラインパターンの長手方向であるＸ軸方向との間の角度が大きい場合も、照射可能領域２００の右端から左端までを１つのフレームで露光できる。
　グリッドグループのＹ軸方向幅は、例えば１μｍ～１０μｍとするのが望ましい。グリッドグループのＹ軸方向のサイズを、カラム部１２０に備えた偏向器（図示せず）によるアレイビームの偏向幅と略一致させるためである。電子ビームの走査方向とラインパターンの長手方向との非平行性に起因するアレイビームのＹ軸方向位置とラインパターンのＹ軸方向位置との位置ずれが、例えば１μｍ～１０μｍの変更幅を有する当該偏向器による偏向で追随できない場合であっても、露光装置１００は、グリッドグループ単位でＹ軸方向にデータを切り替えることにより、照射可能領域２００の右端から左端までを１つのフレームで露光できる。
　ビーム制御データ１８４のデータ容量は、１フレームに含まれる露光パターン６１０を記述する設計データ１５０の容量と同程度である。ビーム制御データ１８４のデータ容量は、例えば２～４ＧＢ（ギガバイト）である。一つの第２保存部１８２が、２フレーム分のビーム制御データ１８４を保存する場合、一つの第２保存部１８２が保存すべきデータの容量は、例えば４～８ＧＢである。８８個のカラム部１２０を有する露光装置１００の第２保存部１８２全体が保存すべきデータの容量は、例えば３５０～７００ＧＢである。
　分配部１８０が、露光データ１６２を再構成してビーム制御データ１８４を作成する方法の例を説明する。
　図１１は、露光装置１００がフレーム毎に試料１０を露光する露光フローの一部を示す。図１１は、分配部１８０が、第１のデータ１６４および第２のデータ１６６からそれぞれグリッドグループ単位およびサブグリッド単位に抽出した露光データを再構成してビーム制御データ１８４を作成するフローを含んでいる。分配部１８０は、図１１に示すフローの中で、露光データ１６２を再構成したビーム制御データ１８４を各カラム部１２０に分配する。露光装置１００は、フレーム毎に、露光とビーム制御データ１８４の分配とを並列して実施する。
　露光装置１００は、配置データ保存部１７０に保存された配置データ１７２を読み出して試料１０の上におけるデバイス６００の配置を決定する（Ｓ１１００）。露光装置１００は、それぞれのカラム部１２０が生成する電子ビーム群（アレイビーム）と試料１０との位置関係を、マーク測定などのビーム位置検出手段を使って測定する（Ｓ１１１０）。
　分配部１８０は、第１フレーム２３２（図２参照）および隣接カラム部１２０との第１フレームの重複領域について、カラム部１２０が第１フレームを露光する順序に従って、第１の方向であるＹ軸方向に関しては第１のデータ１６４からグリッドグループ単位で露光データを抽出し、第２の方向であるＸ軸方向に関しては第２のデータ１６６からサブグリッド単位で露光データを抽出し、それらのデータが指定するグリッドデータおよびパターンデータとともに、第２の保存部１８２に転送する（Ｓ１１２０）。露光装置１００は、露光フレーム番号ｆｎと転送フレーム番号ｆｔについて、初期値ｆｎ←１、ｆｔ←ｆｎ＋１を設定する（Ｓ１１３０）。
　露光装置１００は、第ｆｎフレームを露光する。これと並行して分配部１８０は、第ｆｔフレームおよび隣接カラム部１２０との第ｆｔフレームの重複領域について、カラム部１２０が第ｆｔフレームを露光する順序に従って、第１の方向に関しては第１のデータ１６４からグリッドグループ単位で露光データを抽出し、第２の方向に関しては第２のデータ１６６からサブグリッド単位で露光データを抽出し、グリッドデータおよびパターンデータとともに第２の保存部１８２に第ｆｔフレームのデータを転送する（Ｓ１１４０）。
　露光装置１００は、全てのフレームを露光終了したかを判断する（Ｓ１１５０）。すべてのフレームを露光しおわっていれば（Ｓ１１５０；Ｙｅｓ）露光動作を終了する。すべてのフレームを露光し終わっていなければ（Ｓ１１５０；Ｎｏ）、次のフレームの始点にステージ移動するとともに、露光フレーム番号ｆｎと転送フレーム番号ｆｔについて、ｆｎ←ｆｎ＋１、ｆｔ←ｆｎ＋１を設定する（Ｓ１１６０）。第ｆｎフレームを露光し、第ｆｔフレームのデータを転送するステップ（Ｓ１１４０）に戻る。
　分配部１８０は、カラム部１２０がフレーム露光中に、露光データの抽出、露光データの再構成によるビーム制御データの作成、および第２の保存部１８２へのデータの転送を行う。第１のデータ１６４および第２のデータ１６６は露光前に予め作成されているため、分配部１８０は、第１のデータ１６４および第２のデータ１６６からグリッドグループ単位及びサブグリッド単位でデータを抽出して、抽出されたデータについて露光順序に沿ったデータの再構成とデータの転送を行えばよい。膨大な設計データ１５０を組み替える必要はなくなり、露光装置１００は、露光の進行に合わせてビーム制御データ１８４を作成できる。
　また、分配部１８０は、露光すべきデバイス６００のサイズがカラム部１２０の配置ピッチと一致していない場合でもビーム制御データ１８４を作成できる。分配部１８０は、露光可能領域２００の境界が露光デバイス６００の内部にある場合にも、サイズ１μｍ～１０μｍのグリッドグループ単位およびサイズ５μｍ～５０μｍのサブグリッド単位で、第１のデータ１６４および第２のデータ１６６から露光データを抽出できるからである。
　（履歴データの構成例）
　履歴データ１９４の構成例について説明する。
　ビーム制御データ１８４は、フレームごとに第２保存部１８２に一時的に上書き保存される。露光終了時点で第２保存部１８２に、カラム部１２０を制御したビーム制御データ１８４のすべては残されていない。
　図１２は、カラム部１２０で露光に使われたビーム制御データ１８４を露光順序の履歴として残す履歴データ１９４の構成例である。履歴データ１９４は、カラム部１２０を区別するデータ１９５とそれぞれのカラム部１２０が露光した順序のグリッドグループデータおよびサブグリッドデータ１９６のみを含んでいる。
　データ１９５がＣＮ１であるカラム部１２０の履歴データ１９４について説明する。データ１９６は、第１フレームの第１の方向には、グリッドグループデータＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋ１～Ｇｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋｆ－１などを有するグリッドグループによって指定されたデータが露光されたことを示す。データ１９６は、第１フレームの第２の方向には、サブグリッドデータＳｕｂｇｒｉｄ＿ｎ１，ｋ１、Ｓｕｂｇｒｉｄ＿ｎ１＋１，ｋ１・・などを有するサブグリッドによって指定されたパターンが太線矢印の向きに露光されたことを示す。
　また、データ１９６は、第２フレームの第１の方向には、グリッドグループデータＧｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋｆ～Ｇｒｉｄｇｒｏｕｐ＿ｋｆｆ－１などを有するグリッドグループによって指定されたデータが露光されたことを示す。データ１９６は、第２フレームの第２の方向には、サブグリッドデータＳｕｂｇｒｉｄ＿ｎ２，ｋｆ、Ｓｕｂｇｒｉｄ＿ｎ２＋１，ｋｆ・・などを有するサブグリッドによって指定されたパターンが太線矢印の向きに露光されたことを示す。
　履歴データ１９４は、試料１０上の露光パターン６１０を、そのパターンを露光したカラム部１２０およびカラム部１２０の露光順序と対応づける。即ち、履歴データ１９４は、露光した順序のグリッドグループデータおよびサブグリッドデータ１９６を記録しているため、もとの露光データ１６２とを対比することによって、試料１０に形成された複数のデバイス６００のそれぞれの露光パターン６１０が、どのカラム部１２０を使ってどの露光順序で露光されたかを露光後に知ることができる。履歴データ１９４に残るグリッドグループデータ及びサブグリッドデータ１９６は、グリッドグループデータ間の関係を示す第１のデータ１６４及びサブグリッドデータとパターンとの関係を示す第２のデータ１６６を参照すれば、どの露光パターン６１０を指定しているかをたどることができるからである。
　履歴データ１９４は、露光パターン６１０を露光後に検査するときに有用な情報を提供する。履歴データ１９４はグリッドグループデータ及びサブグリッドデータ１９６のみであるため、そのデータ容量は、例えば５０～１００ＭＢ（メガバイト）である。履歴データ１９４のデータ容量は、露光データ１６２のデータ容量と比べると十分に小さい。
　履歴データ１９４は、露光順序に並べられたグリッドグループデータおよびサブグリッドデータ１９５を保存するだけでなく、カラム部１２０の状態に係るデータを保存してよい。カラム部１２０の状態に係るデータは、例えば、それぞれのカラム部１２０が生成する電子ビームの電流密度、ビームサイズ、および／またはビームの結像状態などに関するデータである。カラム部１２０の状態に係るデータは、フレーム露光とフレーム露光との間のフレームの切り換わり時に定期的に検出してよい。これによって、履歴データ１９４は、露光パターン６１０の検査においてさらに有用な情報を提供する。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
　特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０…試料、１００…露光装置、１１０…ステージ部、１２０…カラム部、１３０…カラム制御部、１４０…ステージ制御部、１５０…設計データ、１５２…変換部、１６０…第１保存部、１６２…露光データ、１６４…第１のデータ、１６６…第２のデータ、１７０…配置データ保存部、１７２…配置データ、１８０…分配部、１８２…第２保存部、１８４、１８４ａ、１８４ｂ…ビーム制御データ、１９０…収集部、１９２…第３保存部、１９４…履歴データ、１９５、１９６…データ、２００…照射可能領域、２１０…照射位置、２２０…領域、２３２…第１フレーム、２３４…第２フレーム、２３６…第３フレーム、４００…グリッドライン、４０１…グリッド、４０２…ラインパターン、４１０…第１パターン、４１２、４１４、４１６、４１８…パターン、４２０…第２パターン、４２２、４２４…パターン、４３０…第３パターン、４３２、４３４、４３６、４３８…パターン、５００…アレイビーム、５０２…照射領域、６００、６００ａ、６００ｂ、６００ｃ、６００ｄ…デバイス、６１０…露光パターン、６２０…破線、７１１、７１２、７１５、７１９…グリッドグループデータ、７２１、７２２、７２５、７２９…グリッドデータ、７３１、７３２、７３５、７３９…サブグリッドデータ、７４１、７４２、７４５、７４９…パターンデータ。
 

Claims (12)

  1. 　ラインパターンが形成された試料にカットパターンを形成する露光装置であって、
    　第１の方向に一定間隔を開けて一列に並んだ第１の荷電粒子ビーム群と、前記第１の荷電粒子ビーム群の隣に並列して配置され、前記第１の荷電粒子ビーム群と同じサイズ及びピッチで配置された第２の荷電粒子ビーム群と、を生成するカラム部と、
    　前記第１の荷電粒子ビーム群及び第２の荷電粒子ビーム群に含まれる各荷電粒子ビームの照射タイミングを個別に制御するカラム制御部と、
    　前記試料上に形成されるデバイスパターンの配置座標を記述した設計データをもとに、１本の荷電粒子ビームの幅を有し第２の方向に伸びた帯状の領域に分割してなる第２のデータと第１の方向の位置に基づいて前記第２のデータを特定する第１のデータとよりなる露光データに変換する変換部と、
    　前記露光データを格納する第１保存部と、
    　前記ステージの上の試料の位置と前記カラム部との相対的な位置関係に基づいて、前記第１のデータ及び第２のデータよりなる露光データを、前記カラム部が試料に露光する順序に従って再構成して前記各カラム部に対するビーム制御データを作成する分配部と、
    　を備えたことを特徴とする露光装置。
  2. 　さらに、前記カラム部を複数備え、隣接するカラム部はそれぞれが担当する照射可能領域の一部が互いに重複していることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
  3. 　前記第１のデータは、前記カラム部の照射可能領域の重複領域幅よりも小さな第１の方向のサイズを有するグリッドグループの単位でまとめられるとともに、前記第２のデータは、前記カラム部の照射可能領域の重複領域幅よりも小さな第２の方向のサイズを有するサブグリッドごとにまとめられていることを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
  4. 　前記分配部は、前記カラム部と前記試料の位置関係に基づいて、前記第１のデータを前記グリッドグループ単位で再構成するとともに、前記第２のデータを前記サブグリッド単位で再構成することにより、各カラム部に対するビーム制御データを作成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の露光装置。
  5. 　前記カラム部のそれぞれに設けられ、前記分配部が分配した前記ビーム制御データを一時保存する第２保存部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の露光装置。
  6. 　前記第２保存部は、少なくとも２つの保存部分を備え、
    　一方の前記保存部分は、露光中の試料の１回の第２の方向への移動によって露光される領域の前記ビーム制御データを一時保存して露光を行うとともに、他方の前記保存部分は、次回の第２の方向への移動によって露光される領域の前記ビーム制御データを読み込むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の露光装置。
  7. 　前記カラム部のそれぞれと対応させて、前記カラム部が露光する順序に、前記グリッドグループおよび前記サブグリッドのデータからなる履歴データを収集する収集部と、
    　すべてのカラム部に対する前記履歴データを保存する第３保存部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の露光装置。
  8. 　試料に予め形成されたラインパターンの長手方向である第２の方向に試料を移動させながら、前記ラインパターンの長手方向に直交する第１の方向に並んだ複数の荷電粒子ビーム群を照射してカットパターンを形成する露光装置用の露光データ構造であって、
    　前記ラインパターンの最小幅と同一の幅を有し前記第２の方向に延伸するグリッドに含まれるパターンのうち、前記第２の方向に一定の長さのサブグリッドに含まれるパターンの配置座標を指定するサブグリッドデータと、
    　一本の前記グリッドに含まれるサブグリッドデータを指定するグリッドデータと、
    　前記第１の方向に一定の範囲毎に区分されたグリッドグループに属するグリッドデータを指定するグリッドグループデータと、
    　により構成される露光データ構造。
  9. 　前記サブグリッドの前記第２の方向のサイズ及び前記グリッドグループの前記第１の方向のサイズは、隣接するカラムの照射可能領域の重複領域の幅と同等又はそれ以下のサイズに設定されていることを特徴とする請求項８に記載の露光データ構造。
  10. 　試料に予め形成されたラインパターンの長手方向である第２の方向に試料を移動させながら、前記ラインパターンの長手方向に直交する第１の方向に並んだ複数の荷電粒子ビーム群を照射してカットパターンを形成する露光装置用の露光データの作成方法であって、
    　パターン配置が定義された設計データを取得し、ラインパターンの最小幅と同一の幅を有し、前記第２の方向に一定の長さの領域であるサブグリッドに分割して前記サブグリッド毎にカットパターンの配置座標を指定するサブグリッドデータを変換部において生成するステップと、
    　前記第２の方向に連続したグリッドに属するサブグリッドデータをグリッドごとに指定するグリッドデータを変換部において生成するステップと、
    　前記設計データを前記第１の方向に所定の長さの範囲毎に分割するグリッドグループに属するグリッドデータをグリッドグループごとに指定するグリッドグループデータを変換部において生成するステップと、
    　前記設計データの前記第１の方向の全域にわたるグリッドグループデータを変換部において生成するステップと、
    　前記サブグリッドデータ、グリッドデータ、およびグリッドグループデータを第１保存部に保存するステップと、
    　を有することを特徴とする露光データ作成方法。
  11. 　配置データ保存部に保存された配置データを読み出して前記試料の上における露光データの配置を決定するステップと、
    　前記カラム部が生成する前記荷電粒子ビーム群と前記試料との位置関係を測定するステップと、
    　前記分配部が、前記第２の方向への一回のステージ移動で前記カラム部が露光する領域について露光データを抽出するとともに、前記カラム部が露光する順序にしたがって前記ビーム制御データとして再構成するステップと、
    　を有することを特徴とするビーム制御データの作成方法。
  12. 　前記分配部は、前記露光データのうち、前記第１の方向に関しては前記グリッドグループデータ単位で前記第１のデータの抽出を行うとともに、前記第２の方向についてはサブグリッドデータ単位で前記第２のデータの抽出を行い、前記カラム部が担当する範囲の露光データを再構成することを特徴とする、請求項１１に記載のビーム制御データの作成方法。
     
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