JP6459755B2 - マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法に関する。

ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。

電子ビーム描画装置として、例えば、マルチビームを用いて一度に多くのビームを照射し、スループットを向上させたマルチビーム描画装置が知られている。このマルチビーム描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームが、複数の穴を有するアパーチャ部材を通過することでマルチビームが形成され、各ビームがブランキングプレート（ブランキングアパーチャアレイ）においてブランキング制御される。遮蔽されなかったビームが、光学系で縮小され、描画対象のマスク上の所望の位置に照射される。

ブランキングプレートには、複数の穴が形成された基板と、各穴の周囲に形成されたビームを偏向するブランカと、ブランカへの電圧の印加を行う制御回路部とが設けられている。計算機が、ユーザにより作成されたレイアウトデータを描画装置の描画フォーマットに変換し、各ビームをオン／オフ制御するためのブランキング制御データを生成すると、このブランキング制御データは、制御回路部により転送される。ブランカには、転送されてきたブランキング制御データに基づく偏向電圧が印加され、所望の時間ビームがオンになる。

制御回路部によるブランキング制御データの転送処理において、転送エラーが発生するおそれがある。転送エラーが発生すると、ビームのオン／オフが正しく制御されず、描画精度が低下し、パターンエラーが生じ得るという問題があった。

特開２００７−１９２４６号公報 特開平８−３３７０１４号公報

本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、データの転送エラーを検出し、転送エラー発生時にデータを再送するマルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、試料を載置する、連続移動可能なステージと、荷電粒子ビームを放出する放出部と、複数の開口部が形成され、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのオン／オフを切り替えるブランキング偏向を行う複数のブランカが配置されたブランキングプレートと、ブランキング偏向されたビームを、前記ステージの移動に追従して各ビームの描画位置に偏向する偏向器と、ビーム毎に、複数回のショットの各々について、ビームのオン／オフを切り替えるブランキング制御データを生成し、前記ブランキング制御データを前記ブランキングプレートへ送信すると共に、各ビームが対応する描画位置に偏向されるように前記偏向器を制御する制御部と、前記ブランキングプレートへ送信した前記ブランキング制御データを記憶する記憶部と、を備え、前記ブランキングプレートは、各ブランカに対応し、直列接続された複数の第１バッファと、前記第１バッファと、前記第１バッファに対応するブランカとの間で直列接続された複数段の第２バッファと、前記第１バッファ及び各段の第２バッファに格納されているデータのエラー検出を行う誤り検出部と、を有し、前記ブランキング制御データが、前記第１バッファ及び前記第２バッファを介して対応するブランカに転送されるようになっており、前記制御部は、前記誤り検出部によりエラーが検出された場合、該エラーが検出されたショット、及びこのショットよりショット順序が後のショットについて、ブランキング制御データを前記ブランキングプレートへ再送することを特徴とするものである。

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置において、前記制御部は、各ショットのブランキング制御データが、前記第１バッファ、又は前記複数段の第２バッファの何段目まで転送されているかを監視することを特徴とする。

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、前記ブランキング制御データの再送と並行して、前記エラーが検出されたショットよりショット順序が前のショットについての描画を行うことを特徴とする。

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置において、前記制御部は、前記偏向器がビームを所定の描画位置へ偏向できなくなると判定した場合、描画を中断し、ステージ位置を戻すリカバー処理を行うことを特徴とする。

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、荷電粒子ビームによるマルチビームのビーム毎に、複数回のショットの各々について、ビームのオン／オフを切り替えるブランキング制御データをブランキングプレートへ出力する工程と、前記ブランキング制御データを、各ブランカに対応し、直列接続された複数の第１バッファ、及び前記第１バッファと、前記第１バッファに対応するブランカとの間で直列接続された複数段の第２バッファを順次転送させる工程と、ブランカが、前記第１バッファ及び前記第２バッファを介して転送されてきた前記ブランキング制御データに基づいて、ビームのオン／オフ切り替えを行う工程と、前記第１バッファ及び各段の第２バッファに格納されているデータのエラー検出を行う工程と、エラーが検出された場合、該エラーが検出されたショット、及びこのショットよりショット順序が後のショットについて、ブランキング制御データを前記ブランキングプレートへ再送する工程と、を備えるものである。

本発明によれば、データの転送エラーを検出し、転送エラー発生時にデータを再送することで描画精度の低下を防止できる。

本発明の実施形態による描画装置の概略構成図である。 電子ビームによる描画方法を説明する図である。 製品パターン領域及び周縁領域を示す図である。 テストパターンの例を示す図である。 パターン検査装置の概略構成図である。 本発明の実施形態によるエラー検出方法を説明するフローチャートである。 データ再送処理の例を示す図である。 データ再送処理の例を示す図である。 データ再送処理の例を示す図である。 データ再送処理の例を示す図である。 データ再送処理の例を示す図である。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは電子ビームに限るものでなく、イオンビーム等の荷電粒子ビームでもよい。

図１は、本実施形態における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８及び２０９が配置されている。

描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画対象基板となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３２，１３４、ステージ位置検出器１３９、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ステージ位置検出器１３９及び記憶装置１４０は、バスを介して互いに接続されている。記憶装置１４０には、描画データが外部から入力され、格納されている。偏向制御回路１３０には、ＤＡＣアンプ１３２，１３４が接続される。ＤＡＣアンプ１３２は偏向器２０９に接続され、ＤＡＣアンプ１３４は偏向器２０８に接続される。

制御計算機１１０は、描画データ処理部５０、描画制御部５２、再送処理部５４、及びリカバー処理部５６を備える。制御計算機１１０の各部の機能は、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアで実現されてもよい。制御計算機１１０に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。また、メモリ１１２は、後述するブランキング制御データを格納する。メモリ１１２とは異なるメモリにブランキング制御データを格納してもよい。

図２は、アパーチャ部材２０３の構成を示す概念図である。図２に示すように、アパーチャ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図２では、縦横（ｘ，ｙ方向）に５１２×５１２列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、縦横（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２のように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）にずれて配置されてもよい。

図３は、ブランキングプレート２０４の構成を示す断面図である。図３に示すように、ブランキングプレート２０４は、支持台３３上に配置されたシリコン等からなる半導体基板３１を有する。基板３１の中央部は、裏面側から薄く削られ、薄膜のメンブレン領域３０に加工されている。メンブレン領域３０を取り囲む周囲は、厚膜の外周領域３２となる。メンブレン領域３０の上面と外周領域３２の上面とは、（ほぼ）面一になるように形成される。基板３１は、外周領域３２の裏面で支持台３３上に保持される。支持台３３の中央部は開口しており、メンブレン領域３０は、支持台３３の開口部の上方に位置している。

メンブレン領域３０には、図２に示したアパーチャ部材２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビームの各ビームが通過する通過孔２５（開口部）が開口される。そして、メンブレン領域３０上には、各通過孔２５の近傍に、通過孔２５を挟んでビームを偏向するブランキング偏向用の電極２４，２６の組（ブランカ：ブランキング偏向器）が配置される。また、メンブレン領域３０上の各通過孔２５の近傍には、各通過孔２５用の例えば電極２４に偏向電圧を印加する制御回路４１（ロジック回路）が配置される。各ビーム用の２つの電極２４，２６の他方（例えば、電極２６）は、接地される。

各制御回路４１は、後述するブランキング制御データ用の配線や、電源用の配線、制御クロック用の配線等が接続される。マルチビームを構成するそれぞれのビーム毎に、電極２４，２６と制御回路４１とが設けられる。外周領域３２上には、後述する誤り検出回路２８や、外部との信号の送受信のためのパッド２９が配置される。

各通過孔２５を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立に、２つの電極２４，２６に印加される電圧によって偏向される。この偏向によってブランキング制御が行われる。このように、複数のブランカが、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。

図４は、制御回路４１の内部構成を示す概念図である。制御回路４１は、ブランカ毎に設けられており、第１バッファ６０と、複数の第２バッファ６２と、ドライバ６４とを有する。ブランキングプレート２０４では、複数のブランカ、例えば行列状に配列された複数のブランカのうち、同じ行又は同じ列に並ぶ複数のブランカがグループ化される。図４では一行のブランカが１つのグループを構成している。同一グループ内のブランカに対応する第１バッファ６０が直列接続されている。最前段の第１バッファ６０には、パッド２９を介してブランキング制御データが入力される。ブランキング制御データは、クロック信号ＣＬＫ０に基づいて後段側の第１バッファ６０へ順次転送される。

制御回路４１において、第１バッファ６０とドライバ６４との間に、直列接続された複数の第２バッファ６２が設けられている。最前段の第２バッファ６２には第１バッファ６０の出力が入力される。最後段の第２バッファ６２の出力がドライバ６４に入力される。第１バッファ６０から出力されたブランキング制御データは、クロック信号に基づいて複数段の第２バッファ６２を順次転送され、ドライバ６４に入力される。図４は第２バッファ６２が３段設けられる構成を示し、ブランキング制御データはクロック信号ＣＬＫ１〜ＣＬＫ３に基づいて、後段側へ順次転送される。

ドライバ６４は、例えばＡＮＤゲートで構成されており、ブランキング制御データとＢＬＫ信号（ゲート信号）とに基づいて偏向制御電圧がブランカ（電極２４）に印加され、ビームのオン／オフが切り替えられる。これにより、ビームの照射時間（照射量）が制御される。

第１バッファ６０及び第２バッファ６２に格納されているデータ（格納値）は、ブランキングプレート２０４に設けられた誤り検出回路２８へ出力される。誤り検出回路２８は、パリティチェック又はチェックサムの計算により、バッファに格納されているデータの誤りの有無を検出する。誤り検出回路２８は、第１バッファ６０にデータ誤りがあるか、及び何段目の第２バッファ６２にデータ誤りがあるかを検出し、検出結果を制御計算機１１０へ出力する。

図５は、描画動作の一例を説明するための概念図である。図５に示すように、試料１０１の描画領域３０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。かかる各ストライプ領域３２は、描画単位領域となる。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。

第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば−ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は一定速度で例えば連続移動させる。ＸＹステージ１０５の移動速度は、ビームの照射時間や、ＤＡＣアンプの整定時間に基づいて決定される。

第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、−ｘ方向にむかって同様に描画を行う。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、−ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。

但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。１回のショットでは、アパーチャ部材２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、最大で各穴２２と同数の複数のショットパターンが一度に形成される。

図６は、本実施形態における描画方法の要部工程を示すフローチャートである。まず、照射時間算出工程（Ｓ１０２）として、描画データ処理部５０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、試料１０１の描画領域、或いは描画されるチップ領域がメッシュ状に仮想分割された複数のメッシュ領域のメッシュ領域毎にその内部に配置されるパターンの面積密度を算出する。例えば、まず、試料１０１の描画領域、或いは描画されるチップ領域を所定の幅で短冊上のストライプ領域に分割する。そして、各ストライプ領域を上述した複数のメッシュ領域に仮想分割する。メッシュ領域のサイズは、例えば、ビームサイズ、或いは、それ以下のサイズであると好適である。例えば、１０ｎｍ程度のサイズにすると好適である。描画データ内に定義された複数の図形パターンをメッシュ領域に割り当て、メッシュ領域毎に配置される図形パターンの面積密度を算出する。

続いて、描画データ処理部５０は、所定のサイズのメッシュ領域毎に、１ショットあたりの電子ビームの照射時間（ショット時間）Ｔを算出する。多重描画を行う場合には、各階層における１ショットあたりの電子ビームの照射時間Ｔを算出すればよい。基準となる照射時間Ｔは、算出されたパターンの面積密度に比例して求めると好適である。また、最終的に算出される照射時間Ｔは、図示しない近接効果、かぶり効果、ローディング効果等の寸法変動を引き起こす現象に対する寸法変動分を照射量によって補正した補正後の照射量に相当する時間にすると好適である。

照射時間Ｔを定義する複数のメッシュ領域とパターンの面積密度を定義した複数のメッシュ領域とは同一サイズであってもよいし、異なるサイズで構成されても構わない。異なるサイズで構成されている場合には、線形補間等によって面積密度を補間した後、各照射時間Ｔを求めればよい。メッシュ領域毎の照射時間Ｔは、照射時間マップに定義され、照射時間マップが例えばメモリ１１２に格納される。

次に、配列加工工程（ステップＳ１０４）として、描画データ処理部５０は、各ビームが照射するメッシュ領域の照射時間を読み出し、直列接続される複数の第１バッファ６０の図４に示す一行の組毎に、ビームの照射時間に対応するブランキング制御データを、第１バッファ６０によって転送される順に並ぶように加工する。直列接続される複数の第１バッファ６０の組のうち、後段側の第１バッファ６０用のデータから順に並ぶように配列加工する。

データ転送工程（ステップＳ１０６）として、描画制御部５２が、各ビームのショット毎に、直列接続される複数の第１バッファ６０の組に順序が加工されたブランキング制御データを偏向制御回路１３０に出力するとともに、メモリ１１２に格納する。出力されるブランキング制御データには、パリティビット等の誤り検出符号が付加される。偏向制御回路１３０は、ショット毎に、直列接続された第１バッファ６０の最前段へブランキング制御データを出力する。また、偏向制御回路１３０は、描画制御部５２の指示に基づき、データ転送のためのクロック信号ＣＬＫ０〜ＣＬＫ３を出力する。

図４に示すように、第１バッファ６０は、クロック信号ＣＬＫ０に基づいて、ブランキング制御データを後段の第１バッファ６０に転送する。最後段の第１バッファ６０までブランキング制御データが転送された後、クロック信号ＣＬＫ１に基づいて、第１バッファ６０に格納されているデータが、同一の制御回路４１内の最前段の第２バッファ６２に格納される。

その後、クロック信号ＣＬＫ２、ＣＬＫ３に基づいて、ブランキング制御データは後段の第２バッファ６２へ順次転送される。同一段の第２バッファ６２には、同一回のショットに対応するブランキング制御データが格納される。ドライバ６４は、最後段の第２バッファ６２に格納されたブランキング制御データに基づいてブランカの電極２４に電圧を印加する。これにより、ブランキング制御データで示される照射時間の間、ビームをオンにすることができる。

描画工程（ステップＳ１０８）では、マルチビーム２０の各ビームの描画位置をまとめて一緒にＸＹステージ１０５の移動に追従するようにビーム偏向によるトラッキング制御が行われる。具体的には、ステージ位置検出器１３９が、ミラー２１０にレーザを照射して、ミラー２１０から反射光を受光することでＸＹステージ１０５の位置を測長する。測長されたＸＹステージ１０５の位置は、制御計算機１１０に出力される。制御計算機１１０内では、描画制御部５２がＸＹステージ１０５の位置情報を偏向制御回路１３０に出力する。偏向制御回路１３０内では、ＸＹステージ１０５の移動に合わせて、ＸＹステージ１０５の移動に追従するようにビーム偏向するための偏向量データ（トラッキング偏向データ）を演算する。デジタル信号であるトラッキング偏向データは、ＤＡＣアンプ１３４に出力され、ＤＡＣアンプ１３４は、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、増幅して、トラッキング偏向電圧として偏向器２０８に印加する。

描画部１５０は、マルチビームの各ビームの描画位置をまとめて一緒にＸＹステージ１０５の移動に追従するようにビーム偏向によるトラッキング制御を行いながら、予め設定された最大描画時間内のそれぞれ対応する描画時間、各ビームの描画位置にマルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。具体的には以下のように動作する。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直にアパーチャ部材２０３全体を照明する。アパーチャ部材２０３には、矩形の複数の穴（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかるアパーチャ部材２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０が形成される。マルチビーム２０は、ブランキングプレート２０４のそれぞれ対応するブランカ内を通過する。かかるブランカは、ブランキング制御データ及びＢＬＫ信号（ゲート信号）に基づいて、複数の電子ビーム２０のオン／オフを個別に切り替える。

ブランキングプレート２０４を通過したマルチビーム２０は、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングプレート２０４のブランカによってビームＯＦＦとなるように偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート２０４のブランカによってビームオンとなるように偏向された電子ビーム２０は、図１に示すように制限アパーチャ部材２０６の中心の穴を通過する。

このように、制限アパーチャ部材２０６は、個別ブランキング機構によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより、１回分のショットのビームが形成される。

制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０９によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向にまとめて偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの描画位置（照射位置）に照射される。また、ＸＹステージ１０５が例えば連続移動している時、ビームの描画位置（照射位置）がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器２０８によってトラッキング制御される。

偏向器２０９によって偏向可能な領域が主偏向領域であり、偏向器２０８により、この主偏向領域内で、ＸＹステージ１０５の移動に追従しながら複数のショットの位置がトラッキング制御される。１つの主偏向領域における全てのショットが終了すると、ＸＹステージ１０５のトラッキング処理が停止する。そして、次の主偏向領域の位置が決められると、再びトラッキング処理が開始し、ＸＹステージ１０５の移動に追従しながら複数のショットの位置が制御される。

偏向器２０８によるトラッキング可能な範囲には制限があり、１つの主偏向領域内の全てのショットを、そのトラッキング可能範囲内で終える必要がある。ステージ速度は、トラッキング可能範囲、主偏向領域内のショット数、ショット時間、ＤＡＣアンプ１３４のセトリング時間によって決定される。

一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的にはアパーチャ部材２０３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置１００は、描画位置をシフトしながらショットビームを順に照射していく方式で描画を行う。所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームＯＮに制御される。

１回のショットが終了すると、クロック信号ＣＬＫ３に基づいて、２段目の第２バッファ６２に格納されているデータが最後段（３段目）の第２バッファ６２に格納される。最後段の第２バッファ６２に格納されたブランキング制御データを用いて、次の回のショットが行われる。

２段目の第２バッファ６２に格納されているデータが３段目の第２バッファ６２に格納されると、描画中（ビーム照射中）に、クロック信号ＣＬＫ２に基づいて、１段目の第２バッファ６２に格納されているデータが２段目の第２バッファ６２に格納される。

１段目の第２バッファ６２に格納されているデータが２段目の第２バッファ６２に格納されると、クロック信号ＣＬＫ１に基づいて、第１バッファ６０に格納されているデータが１段目の第２バッファ６２に格納される。

第１バッファ６０に格納されているデータが１段目の第２バッファ６２に格納されると、さらに次のショットについてのブランキング制御データが偏向制御回路１３０から出力され、クロック信号ＣＬＫ０に基づいて、第１バッファ６０を順次転送される。

このように、描画中（ビーム照射中）に、次回以降のショットについてのブランキング制御データを転送し、複数段の第２バッファ６２に格納しておくことで、データ転送に伴う遅延を抑制し、ブランキング制御を高速に行うことを可能とする。

描画制御部５２は、クロック信号ＣＬＫ０〜ＣＬＫ３に基づいて、出力されたブランキング制御データがどこまで転送されたか、すなわち第１バッファ６０、及び第２バッファ６２の各段にどのショットについてのブランキング制御データが格納されているかを監視する。また、描画制御部５２は、終了したショットについてのブランキング制御データをメモリ１１２から消去する。

エラー検出工程（ステップＳ１１０）では、誤り検出回路２８が、第１バッファ６０、及び各段の第２バッファ６２の格納値を読み出し、パリティチェックやチェックサムの計算により、ショット毎のブランキング制御データのエラー検出を行う。

エラーが検出された場合（ステップＳ１１２＿Ｙｅｓ）は、ブランキング制御データの再送処理が行われ（ステップＳ１１４）、再送処理部５４が、エラーが検出されたブランキング制御データ、及びそれ以降のショットについてのブランキング制御データをメモリ１１２から取り出して再送する。

データ再送処理の一例を図７〜図１１に示す。なお、図７〜図１１では、説明の便宜上、誤り検出回路２８、誤り検出回路２８への信号線、及びＢＬＫ信号の信号線の図示を省略している。

例えば、図７に示すように、ブランキング制御データＤ１〜Ｄ４（以下、単に「データＤ１〜Ｄ４」と記載する場合がある）が順に出力され、第１バッファ６０及び第２バッファ６２に順次転送されたところ、１段目の第２バッファ６２に格納されているデータＤ３にエラーが検出された場合を考える。

この場合、再送処理部５４は、１段目の第２バッファ６２に格納されるデータＤ３をメモリ１１２から取り出し、ブランキングプレート２０４へ再送する。再送されたデータＤ３は、図８に示すように、第１バッファ６０を順次転送される。最後段の第１バッファ６０までデータＤ３が転送されると、第１バッファ６０から１段目の第２バッファ６２へ転送される。

１段目の第２バッファ６２に正しいデータＤ３が格納されると、図９に示すように、再送処理部５４はデータＤ３の次のショットに対応するデータＤ４を再送する。本実施形態によるブランキングプレート２０４は、第１バッファ６０及び第２バッファ６２をデータが順次転送する構成となっており、エラーが検出されたデータだけでなく、それ以降のショットについてのデータについても再送する必要がある。

再送されたデータＤ４が第１バッファ６０を順次転送されることで、図１０に示すように、ブランキングプレート２０４の全てのバッファに正しいデータが格納される。

データＤ３、Ｄ４の再送処理中に、データＤ１についてのショットが終了した場合は、図１１に示すように、データＤ２が２段目の第２バッファ６２から３段目の第２バッファ６２へ転送され、次のショットが行われる。これにより、データ転送エラー発生に伴うデータ再送が行われていても、描画処理に影響が現れないようにできる。

しかし、例えば、エラーが検出されたデータが、後段側の第２バッファ６２に格納されているデータであり、再送されたデータが目的の第２バッファ６２に格納されるまでに時間がかかる場合、トラッキング可能範囲内で主偏向領域における全てのショットを打ち終わることができず、トラッキングがオーバーフローし、偏向器２０８がビームを所望の描画位置へ偏向できなくなってしまうことがある。このように、トラッキングがオーバーフローしてしまう場合には、事前にショットを停止し、ステージ位置を戻すリカバー処理を行う必要がある。

描画制御部５２は、残りのトラッキング可能量をステージ速度で除して、トラッキングの限界に達するまでの時間（トラッキング限界到達時間）を算出し、このトラッキング限界到達時間と、ショットの停止処理に要する時間とを比較する。ここで、ショットの停止処理に要する時間とは、基準ショット時間と、ショット停止信号を出力してから実際にショットが停止するまでの伝達遅延時間と、マージンとを加算した時間である。基準ショット時間は、１回のショットの最大照射時間、又は別途設定した時間とする。

主偏向領域内のショットが終了していない状態で、トラッキング限界到達時間がショットの停止処理に要する時間以下となった場合、トラッキングがオーバーフローすると判定し（ステップＳ１１６＿Ｙｅｓ）、描画制御部５２がショット停止信号を出力する（ステップＳ１１８）。

リカバー処理部５６は、ショットの停止完了信号を受け取った場合、又はショット停止信号が出力されてから上述のショットの停止処理に要する時間が経過した場合に、リカバー処理を行う（ステップＳ１２０）。

リカバー処理工程において、リカバー処理部５６は、指定位置にステージ位置を戻すように指示を出力する。例えば、ＸＹステージ１０５の加速度に基づいて、描画中のＸＹステージ１０５の移動速度に達するまでに必要な助走距離を求め、この助走距離を確保できる位置までＸＹステージ１０５を戻す。そして、リカバー処理部５６は、この指定位置から再びＸＹステージ１０５の移動を開始させる。ＸＹステージ１０５の移動速度が所定速度となり、ＸＹステージ１０５上の試料１０１がパターン描画可能な位置に到達したら、描画処理を再開させる（ステップＳ１２２）。

描画処理の再開にあたり、偏向制御回路１３０は、トラッキング偏向データを再演算し、ＤＡＣアンプ１３４に出力する。偏向器２０９の偏向感度変化が小さい場合は、偏向器２０９に対する偏向データの演算は省略できる。偏向器２０９の偏向感度変化が大きい場合は、偏向制御回路１３０は、メモリ１１２に記憶されているブランキング制御データを用いて偏向演算を行い、偏向データをＤＡＣアンプ１３２に出力する。

このようなリカバー処理を行うことで、トラッキングがオーバーフローしてしまう場合に、描画処理を中断して、ＸＹステージ１０５の位置を戻し、その後、描画処理を正常に再開させることができる。

描画制御部５２は、全ショットが終了したか否かを判定する。全ショットが終了している場合は（ステップＳ１２４＿Ｙｅｓ）、描画処理を終了し、終了していない場合は（ステップＳ１２４＿Ｎｏ）、配列加工工程（ステップＳ１０４）に戻る。

このように、本実施形態によれば、ブランカ毎に複数段のバッファを設け、ブランキング制御データを順次転送している。描画中（ビーム照射中）に、次回以降の複数ショットについてのブランキング制御データを転送することができるため、データ転送に伴う遅延を抑制し、ブランキング制御を高速に行うことができる。

また、各バッファに格納されているデータのエラー有無を検出し、データ転送エラーが発生していた場合は、正しいデータを再送する。これにより、ビームのオン／オフを正しく制御し、描画精度の低下を抑制し、パターンエラーの発生を防止できる。このデータの再送を描画中（ビーム照射中）に行うことで、描画処理に影響が現れないようにできる。

また、本実施形態では、データ再送後、描画処理中の残りのトラッキング可能量、ステージ速度、及びショットの停止処理に要する時間に基づいて、トラッキングがオーバーフローするか否かを判定し、主偏向領域におけるショットを打ち終わる前にトラッキングがオーバーフローしてしまう場合には、ショットを停止し、リカバー処理を行う。そして、ＸＹステージ１０５の位置を戻してからＸＹステージ１０５の移動を再開し、試料１０１がパターン描画可能領域に入ったら描画を再開する。これにより、トラッキングがオーバーフローすることを防止できる。

図４では、３段の第２バッファ６２を設ける例について説明したが、２段でもよいし、４段以上でもよい。データ転送エラー発生に伴うデータ再送が行われていても、描画処理に影響が現れないようにするために、第２バッファ６２を３段以上設けることが好ましい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

２０ マルチビーム
２４、２６ 電極
２８ 誤り検出回路
４１ 制御回路
６０ 第１バッファ
６２ 第２バッファ
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０４ ブランキングプレート

Claims (5)

1. 試料を載置する、連続移動可能なステージと、
   荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の開口部が形成され、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのオン／オフを切り替えるブランキング偏向を行う複数のブランカが配置されたブランキングプレートと、
   ブランキング偏向されたビームを、前記ステージの移動に追従して前記試料に対応する各ビームの描画位置に偏向する偏向器と、
   ビーム毎に、複数回のショットの各々について、ビームのオン／オフを切り替えるブランキング制御データを生成し、前記ブランキング制御データを前記ブランキングプレートへ送信すると共に、各ビームが前記試料に対応する描画位置に偏向されるように前記偏向器を制御する制御部と、
   を備え、
   前記ブランキングプレートは、
   各ブランカに対応し、直列接続された複数の第１バッファと、
   前記第１バッファと、前記第１バッファに対応するブランカとの間で直列接続された複数段の第２バッファと、
   前記第１バッファ及び各段の第２バッファに格納されている前記ブランキング制御データのエラー検出を行う誤り検出部と、
   を有し、
   前記ブランキング制御データが、前記第１バッファ及び前記第２バッファを介して対応するブランカに転送されるようになっており、
   前記制御部は、前記誤り検出部によりエラーが検出された場合、該エラーが検出されたショット、及びこのショットよりショット順序が後のショットについて、前記ブランキング制御データを前記ブランキングプレートへ再送することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
2. 請求項１において、前記制御部は、各ショットの前記ブランキング制御データが、前記第１バッファ、又は前記複数段の第２バッファの何段目まで転送されているかを監視することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
3. 請求項１又は２において、前記ブランキング制御データの再送と並行して、前記エラーが検出されたショットよりショット順序が前のショットについての描画を行うことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記制御部は、前記偏向器がビームを所定の描画位置へ偏向できなくなると判定した場合、描画を中断し、ステージ位置を戻すリカバー処理を行うことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
5. 荷電粒子ビームによるマルチビームのビーム毎に、複数回のショットの各々について、ビームのオン／オフを切り替えるブランキング制御データをブランキングプレートへ出力する工程と、
   前記ブランキング制御データを、各ブランカに対応し、直列接続された複数の第１バッファ、及び前記第１バッファと、前記第１バッファに対応するブランカとの間で直列接続された複数段の第２バッファを順次転送させる工程と、
   前記ブランカが、前記第１バッファ及び前記第２バッファを介して転送されてきた前記ブランキング制御データに基づいて、ビームのオン／オフ切り替えを行う工程と、
   前記第１バッファ及び各段の第２バッファに格納されているデータのエラー検出を行う工程と、
   エラーが検出された場合、該エラーが検出されたショット、及びこのショットよりショット順序が後のショットについて、前記ブランキング制御データを前記ブランキングプレートへ再送する工程と、
   を備えるマルチ荷電粒子ビーム描画方法。

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