JP5020745B2 - 描画データの作成方法及び荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents
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Description
本発明は、描画データの作成方法及び荷電粒子ビーム描画装置に関する。例えば、試料にパターンを描画するマルチカラムを搭載した描画装置に関する。
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
図１５は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。まず、第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料に照射される。ステージは、描画中、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動している。このように、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。まず、第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料に照射される。ステージは、描画中、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動している。このように、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
従来、１つの電子鏡筒に１つの光学系カラムを積み込んだシングルカラムから１つのビーム（シングルビーム）を照射する電子ビーム描画装置が採用されていた。このシングルビームを利用した電子ビーム描画装置では、ＬＳＩパターンをストライプ、フレーム、或いはフィールドと呼ばれる領域に仮想分割し、それを順に描画することでＬＳＩパターン全体を描画していた。マスクを載せたステージを連続移動する方式ではその領域をストライプ、或いはフレームと呼ばれる。また、ステップアンドリピートで描画する方式ではフィールドと呼ばれる。これらの領域は、対応する偏向器の最大偏向領域を基に領域サイズが決められ、そのサイズに従って領域が分割されていた。
また、上述したシングルカラム方式の描画装置に対し、１つの電子鏡筒に２つ以上の光学系カラムを積み込んだマルチカラムセル（ＭＣＣ）方式の描画装置が開発されている。そして、各カラムは同じ描画条件に構成され、各カラムでそれぞれ可変成形描画を行なっている（例えば、非特許文献１〜３参照）。このマルチカラム方式を採用した場合、上述したシングルカラム方式での領域の分割方式をそのまま採用することができない。これは、各カラムの光学中心間の距離が装置に固有のものであり、例えば、１．１ｃｍに固定される。そしてその距離がフレーム或いはストライプの位置関係と合わないためである。そのまま描画を強行すると安定した精度で偏向可能な領域からはみ出す領域が存在するために各フレームで範囲外の位置まで偏向させた状態で描画する場合が多発することになる。そのために描画精度が劣化してしまうといった問題があった。
また、マルチカラム方式を採用した場合、各カラム用に描画データが必要となる。そのために必要な演算処理の回数も多くなり、そのための計算機が必要となる。よって、装置自体が肥大化してしまうといった問題もある。そのために、装置のコンパクト化が望まれる。しかしながら従来まだ十分には解決されていなかった。また、マルチカラム方式を採用することで描画時間の短縮も望まれているが従来まだ具体的な手法が提案がなされていなかった。
安田洋、原口岳士 他，"マルチコラムセルＭＣＣ−ＰｏＣ（ｐｒｏｏｆ ｏｆ ｃｏｎｃｅｐｔ）ｓｙｓｔｅｍ評価"，第３回荷電粒子光学シンポジウム，ｐｐ１２５−１２８，平成１５年９月１８−１９日 Ｔ．Ｈａｒａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｓａｋａｚａｋｉ，Ｓ．Ｈａｍａｇｕｃｈｉ ａｎｄ Ｈ．Ｙａｓｕｄａ，"Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｌｅｎｓｅｓ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ"，２７２６，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ２０（６），Ｎｏｖ／Ｄｅｃ ２００２ Ｔ．Ｈａｒａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｓａｋａｚａｋｉ，Ｔ．Ｓａｔｏｈ，Ｍ．Ｎａｋａｎｏ，Ｓ．Ｈａｍａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｋｉｕｃｈｉ，Ｈ．Ｙａｂａｒａ ａｎｄ Ｈ．Ｙａｓｕｄａ，"Ｍｕｌｔｉｃｏｌｕｍｎ ｃｅｌｌ：Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｏｆ ｏｆ ｃｏｎｃｅｐｔ ｓｙｓｔｅｍ"，９８５，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ２２（３），Ｍａｙ／Ｊｕｎ ２００４
安田洋、原口岳士 他，"マルチコラムセルＭＣＣ−ＰｏＣ（ｐｒｏｏｆ ｏｆ ｃｏｎｃｅｐｔ）ｓｙｓｔｅｍ評価"，第３回荷電粒子光学シンポジウム，ｐｐ１２５−１２８，平成１５年９月１８−１９日 Ｔ．Ｈａｒａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｓａｋａｚａｋｉ，Ｓ．Ｈａｍａｇｕｃｈｉ ａｎｄ Ｈ．Ｙａｓｕｄａ，"Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｌｅｎｓｅｓ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ"，２７２６，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ２０（６），Ｎｏｖ／Ｄｅｃ ２００２ Ｔ．Ｈａｒａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｓａｋａｚａｋｉ，Ｔ．Ｓａｔｏｈ，Ｍ．Ｎａｋａｎｏ，Ｓ．Ｈａｍａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｋｉｕｃｈｉ，Ｈ．Ｙａｂａｒａ ａｎｄ Ｈ．Ｙａｓｕｄａ，"Ｍｕｌｔｉｃｏｌｕｍｎ ｃｅｌｌ：Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｏｆ ｏｆ ｃｏｎｃｅｐｔ ｓｙｓｔｅｍ"，９８５，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ２２（３），Ｍａｙ／Ｊｕｎ ２００４
上述したように、マルチカラムの各カラムの光学中心間の距離がフレーム或いはストライプの位置関係と合わないため上述したシングルカラム方式での領域の分割方式をそのまま採用することができないといった問題があった。また、マルチカラム方式の装置において、部品数や演算処理の容量或いは回数のコンパクト化が望まれていた。さらには、描画時間の短縮が望まれていた。
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、マルチカラム方式の装置で使用可能に領域分割された描画データの作成方法を提供すると共に、装置の部品数及び演算処理数を低減させた荷電粒子ビーム描画装置及び描画時間を短縮させた荷電粒子ビーム描画装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の描画データの作成方法は、
荷電粒子ビームを照射する複数のカラムを搭載した描画装置を用いて試料にパターンを描画するための描画データの作成方法であって、
複数のカラムの光学中心間の距離情報を入力する入力工程と、
レイアウトデータを入力し、距離情報が示す距離の整数分の１の幅でレイアウトデータが示す描画領域を複数の小領域に仮想分割する分割工程と、
小領域毎に領域分割されたレイアウトデータを描画装置適応のフォーマットに変換して小領域毎に領域分割された描画データを作成する作成工程と、
描画データを出力する出力工程と、
を備えたことを特徴とする。
荷電粒子ビームを照射する複数のカラムを搭載した描画装置を用いて試料にパターンを描画するための描画データの作成方法であって、
複数のカラムの光学中心間の距離情報を入力する入力工程と、
レイアウトデータを入力し、距離情報が示す距離の整数分の１の幅でレイアウトデータが示す描画領域を複数の小領域に仮想分割する分割工程と、
小領域毎に領域分割されたレイアウトデータを描画装置適応のフォーマットに変換して小領域毎に領域分割された描画データを作成する作成工程と、
描画データを出力する出力工程と、
を備えたことを特徴とする。
かかる構成により複数のカラムの光学中心間の距離の整数分の１の幅で領域分割された描画データが作成される。
よって、上述した描画データを搭載した本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを照射する複数のカラムと、
複数のカラムの光学中心間の距離の整数分の１の幅で描画領域が複数の小領域に仮想分割された描画データを記憶する記憶部と、
荷電粒子ビームが照射される試料を載置するステージと、
を備えたことを特徴とする。
荷電粒子ビームを照射する複数のカラムと、
複数のカラムの光学中心間の距離の整数分の１の幅で描画領域が複数の小領域に仮想分割された描画データを記憶する記憶部と、
荷電粒子ビームが照射される試料を載置するステージと、
を備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
第１のチップの第ｋ番目のフレームデータを一時的に記憶する記憶部と、
記憶部から第ｋ番目のフレームデータを読み込み、第１の荷電粒子ビームの偏向位置を制御する第１の偏向制御部と、
第１の偏向制御部で読み込まれた第ｋ番目のフレームデータに基づいて第１のチップの第ｋ番目のフレーム位置に第１の荷電粒子ビームを照射する第１のカラムと、
第１の偏向制御部による記憶部からの第ｋ番目のフレームデータの読み込み終了後、第ｋ番目のフレームデータが他のデータで書き換えられる前に記憶部から第ｋ番目のフレームデータを読み込み、第２の荷電粒子ビームの偏向位置を制御する第２の偏向制御部と、
第２の偏向制御部で読み込まれた第ｋ番目のフレームデータに基づいて第２のチップの第ｋ番目のフレーム位置に第２の荷電粒子ビームを照射する第２のカラムと、
を備えたことを特徴とする。
第１のチップの第ｋ番目のフレームデータを一時的に記憶する記憶部と、
記憶部から第ｋ番目のフレームデータを読み込み、第１の荷電粒子ビームの偏向位置を制御する第１の偏向制御部と、
第１の偏向制御部で読み込まれた第ｋ番目のフレームデータに基づいて第１のチップの第ｋ番目のフレーム位置に第１の荷電粒子ビームを照射する第１のカラムと、
第１の偏向制御部による記憶部からの第ｋ番目のフレームデータの読み込み終了後、第ｋ番目のフレームデータが他のデータで書き換えられる前に記憶部から第ｋ番目のフレームデータを読み込み、第２の荷電粒子ビームの偏向位置を制御する第２の偏向制御部と、
第２の偏向制御部で読み込まれた第ｋ番目のフレームデータに基づいて第２のチップの第ｋ番目のフレーム位置に第２の荷電粒子ビームを照射する第２のカラムと、
を備えたことを特徴とする。
かかる構成により第２のカラムは、第１のカラムが利用した第ｋ番目のフレームデータを再利用することができる。そのため、第２のカラム用のフレームデータを別途演算する必要を無くすことができる。
また、本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置して、所定の方向に移動するステージと、
所定の方向に沿って順に配置され、それぞれ荷電粒子ビームを用いて試料の描画領域に所望するパターンの１／ｎずつを描画するｎ個のカラムと、
を備えたことを特徴とする。
試料を載置して、所定の方向に移動するステージと、
所定の方向に沿って順に配置され、それぞれ荷電粒子ビームを用いて試料の描画領域に所望するパターンの１／ｎずつを描画するｎ個のカラムと、
を備えたことを特徴とする。
かかる構成によりｎ個のカラムが同程度なパターン密度の領域を同時期に描画することでステージの速度をｎ倍にすることができる。また、一部のカラムが他よりパターン密度の大きい領域を描画する際には、その密度の大きい領域を１つのカラムで描画する場合のｎ倍のステージの速度で描画することができる。
また、本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置して、所定の方向に移動するステージと、
前記所定の方向に沿って順に配置された荷電粒子ビーム描画処理を行なうｎ個のカラムと、
を備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、同じフレーム上にショット数が少ない領域とショット数が多くなる領域とが交互に繰り返されるパターンを描画する際に、少なくとも二つのカラムが、共にショット数が多くなる領域を他の領域よりも優先して描画処理する機能を備えたことを特徴とする。
試料を載置して、所定の方向に移動するステージと、
前記所定の方向に沿って順に配置された荷電粒子ビーム描画処理を行なうｎ個のカラムと、
を備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、同じフレーム上にショット数が少ない領域とショット数が多くなる領域とが交互に繰り返されるパターンを描画する際に、少なくとも二つのカラムが、共にショット数が多くなる領域を他の領域よりも優先して描画処理する機能を備えたことを特徴とする。
かかる構成によりｎ個のカラムが共にパターン密度の大きい領域を描画する場合が優先されることになる。その他の領域としては、パターン密度の大きい領域と小さい領域とに分かれる場合や、共にパターン密度の小さい領域を描画する場合が存在する。パターン密度の大きい領域ではショット数が多くなり、パターン密度の小さい領域ではショット数が少なくなる。
特に、ショット数が多い領域とショット数が少ない領域とにｎ個のカラムの描画位置が分かれた際に、ｎ個のカラムのうち、ショット数が少ない領域に位置するカラムのみ描画処理を行なうと好適である。
本発明の一態様によれば、マルチカラムの各カラムの光学中心間の距離と領域分割された各領域の位置関係とを合わせることができる。よって、描画装置の偏向器で偏向可能な領域にパターンを描画することができる。その結果、高精度な描画を実現することができる。また、本発明の他の態様によれば、演算処理回数を低減することができる。よって、そのための計算機等の設備を搭載する必要を無くすことができる。また、本発明の他の態様によれば、描画時間を短縮することができる。
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。そして、描画装置１００は、試料１０１に所望するパターンを描画する。制御部１６０は、磁気ディスク装置１０９、描画データ処理回路１１０、偏向制御回路１２０，１２２、及びバッファメモリ１３０，１３２を備えている。描画データ処理回路１１０は、複数の計算機１１２ａ〜１１２ｋを有している。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１，３０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３，３０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５，３０５、第２のアパーチャ２０６，３０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８，３０８、及び遮へい筒２１２，３１２が配置されている。ここで、電子銃２０１、第１のアパーチャ２０３、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、遮へい筒２１２、及び偏向器２０８で第１のカラム２２０（＃１）を構成する。また、電子銃３０１、第１のアパーチャ３０３、成形偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、遮へい筒３１２及び偏向器３０８で第２のカラム３２０（＃２）を構成する。電子鏡筒１０２は、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７といったレンズ系をカラム間で共通にして、複数のカラムを搭載している。ここでは、独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムをカラムと呼ぶ。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、試料１０１が配置されている。試料１０１として、例えば、半導体装置が形成されるウェハやウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。また、磁気ディスク装置１０９には、描画データが格納されている。ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。そして、描画装置１００は、試料１０１に所望するパターンを描画する。制御部１６０は、磁気ディスク装置１０９、描画データ処理回路１１０、偏向制御回路１２０，１２２、及びバッファメモリ１３０，１３２を備えている。描画データ処理回路１１０は、複数の計算機１１２ａ〜１１２ｋを有している。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１，３０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３，３０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５，３０５、第２のアパーチャ２０６，３０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８，３０８、及び遮へい筒２１２，３１２が配置されている。ここで、電子銃２０１、第１のアパーチャ２０３、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、遮へい筒２１２、及び偏向器２０８で第１のカラム２２０（＃１）を構成する。また、電子銃３０１、第１のアパーチャ３０３、成形偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、遮へい筒３１２及び偏向器３０８で第２のカラム３２０（＃２）を構成する。電子鏡筒１０２は、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７といったレンズ系をカラム間で共通にして、複数のカラムを搭載している。ここでは、独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムをカラムと呼ぶ。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、試料１０１が配置されている。試料１０１として、例えば、半導体装置が形成されるウェハやウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。また、磁気ディスク装置１０９には、描画データが格納されている。ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
描画データ処理回路１１０は、磁気ディスク装置１０９から描画データを読み出し、複数の計算機１１２で並列処理にて装置固有のフォーマットへデータ変換させる。そして、カラム２２０の位置偏向用のデータをバッファメモリ１３０或いはバッファメモリ１３２に出力する。同様に、カラム３２０の位置偏向用のデータをバッファメモリ１３０或いはバッファメモリ１３２に出力する。そして、一方のバッファメモリ１３０或いはバッファメモリ１３２の偏向用データはカラム２２０用の偏向制御回路１２０に出力される。同様に、他方のバッファメモリ１３２或いはバッファメモリ１３０の偏向用データはカラム３２０用の偏向制御回路１２２に出力される。そして、偏向制御回路１２０からの出力に基づいて偏向器２０８が偏向制御される。同様に、偏向制御回路１２２からの出力に基づいて偏向器３０８が偏向制御される。ここで、偏向制御回路１２０，１２２は、偏向制御部の一例となる。また、バッファメモリ１３０，１３２は、記憶部或いは記憶装置の一例となる。
図２は、実施の形態１における描画装置の動作を説明するための概念図である。
まず、カラム２２０側での動作について説明する。照射部の一例となる電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の開口２１８を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、成形開口２１６によってビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。
まず、カラム２２０側での動作について説明する。照射部の一例となる電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の開口２１８を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、成形開口２１６によってビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。
また、カラム３２０側での動作もカラム２２０側での動作と同様、以下のように動作する。照射部の一例となる電子銃３０１から出た電子ビーム３００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の開口３１８を持つ第１のアパーチャ３０３全体を照明する。ここで、電子ビーム３００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ３０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム３００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ３０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ３０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器３０５によって偏向制御され、成形開口３１６によってビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム３００は成形される。そして、第２のアパーチャ３０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム３００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器３０８により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。
図３は、実施の形態１における描画データ作成装置の構成を示す概念図である。
図３において、描画データ作成装置６００は、磁気ディスク装置６０２，６０４，６０６、制御計算部６１０、入力部６１２、出力部６１８、及びメモリ６２０を備えている。制御計算部６１０内では、仮想分割部６１４、データ変換部６１６といった各機能を有している。制御計算部６１０に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ６２０に記憶される。図３では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画データ作成装置６００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
図３において、描画データ作成装置６００は、磁気ディスク装置６０２，６０４，６０６、制御計算部６１０、入力部６１２、出力部６１８、及びメモリ６２０を備えている。制御計算部６１０内では、仮想分割部６１４、データ変換部６１６といった各機能を有している。制御計算部６１０に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ６２０に記憶される。図３では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画データ作成装置６００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
また、図３では、コンピュータの一例となる制御計算部６１０で、仮想分割部６１４、データ変換部６１６といった各機能の処理を実行するように記載しているがこれに限るものではなく、電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。
ここで、上述した電子ビーム描画を行なうにあたり、まず、半導体集積回路のレイアウトが設計され、レイアウトデータ（設計データ）が生成される。そして、かかるレイアウトデータが描画データ作成装置６００で変換され、描画装置１００に入力される描画データが生成される。磁気ディスク装置６０２には、レイアウトデータが格納されている。また、磁気ディスク装置６０６には、カラム２２０，３２０の光学中心間の距離情報が格納されている。そして、描画データは、以下のように作成される。
まず、入力工程として、入力部６１２は、複数のカラム２２０，３２０の光学中心間の距離情報を入力する。
図４は、実施の形態１における２つのカラムの光学中心間の距離を説明するための概念図である。
図４では、カラム２２０の光学中心２２１とカラム３２０の光学中心３２１との距離がＰである場合を示している。よって、磁気ディスク装置６０６には、カラム２２０，３２０の光学中心間の距離情報として、値Ｐが格納されている。
図４は、実施の形態１における２つのカラムの光学中心間の距離を説明するための概念図である。
図４では、カラム２２０の光学中心２２１とカラム３２０の光学中心３２１との距離がＰである場合を示している。よって、磁気ディスク装置６０６には、カラム２２０，３２０の光学中心間の距離情報として、値Ｐが格納されている。
次に、分割工程として、入力部６１２は、磁気ディスク装置６０２からレイアウトデータを入力する。そして、仮想分割部６１４は、距離情報が示す距離の整数分の１の幅でレイアウトデータが示す描画領域を複数のフレーム（小領域）に仮想分割する。
次に、作成工程として、データ変換部６１６は、フレーム毎に領域分割されたレイアウトデータを描画装置１００適応のフォーマットに変換してフレーム毎に領域分割された描画データを作成する。
そして、出力工程として、出力部６１８は描画データを磁気ディスク装置６０４に出力する。描画データは、フレーム毎にデータファイル化されて格納される。そして、このフレーム毎にデータファイル化された描画データが描画装置１００の磁気ディスク装置１０９に転送されて格納される。
図５は、実施の形態１におけるフレーム分割の仕方を従来と比較しながら説明するための概念図である。
例えば、２つのカラム２２０，３２０の光学中心間の距離Ｐが１０．３ｍｍであった場合に従来と実施の形態１とでのフレーム分割の仕方を示している。まず、従来の手法では距離Ｐに関わらず、例えば、幅１ｍｍでレイアウトデータが示す描画領域１１を複数のフレーム１３に仮想分割していた。そしてその幅で描画データを作成していた。その結果、図５（ｂ）に示すように位置ずれを起こすことになる。図５（ｂ）には、第１のカラムで描画可能な領域３０と第２のカラムで描画可能な領域３２とが示されている。図５（ｂ）に示すように、第１のカラムが第ｎ番目のフレーム１３に描画処理を行なう場合、第２のカラムで描画可能な領域３２は、分割されたフレーム１３と位置関係が合わない。そのため、第２のカラムで描画処理を行なうことができない。或いは、無理に描画を強行すると偏向可能な領域３２からはみ出す領域が存在することになる。そのために各フレームで領域３２の範囲外の位置まで偏向させた状態で描画する場合が多発することになる。そのために描画精度が劣化してしまうことになる。これに対し、実施の形態１では、距離Ｐを整数ｎで割った値をフレーム幅としている。ここで、整数ｎは、計算された商の値が描画可能幅の１ｍｍ＋αを超えない値に設定することが望ましい。図５（ａ）では、値「１１」を用いている。これにより、偏向器２０８，３０８で偏向可能な幅に納めることができる。ここでは、１０．３ｍｍを１１で割った幅０．９３６３ｍｍでレイアウトデータが示す描画領域１０を複数のフレーム１２に仮想分割する。図５（ａ）には、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０と第２のカラム３２０で描画可能な領域２２とが示されている。図５（ａ）に示すように、第１のカラム２２０が第ｎ番目のフレーム１２に描画処理を行なう場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２は、第ｎ＋１１番目のフレーム１２と位置を合わせることができる。そのため、第２のカラム３２０でも描画処理を行なうことができる。
例えば、２つのカラム２２０，３２０の光学中心間の距離Ｐが１０．３ｍｍであった場合に従来と実施の形態１とでのフレーム分割の仕方を示している。まず、従来の手法では距離Ｐに関わらず、例えば、幅１ｍｍでレイアウトデータが示す描画領域１１を複数のフレーム１３に仮想分割していた。そしてその幅で描画データを作成していた。その結果、図５（ｂ）に示すように位置ずれを起こすことになる。図５（ｂ）には、第１のカラムで描画可能な領域３０と第２のカラムで描画可能な領域３２とが示されている。図５（ｂ）に示すように、第１のカラムが第ｎ番目のフレーム１３に描画処理を行なう場合、第２のカラムで描画可能な領域３２は、分割されたフレーム１３と位置関係が合わない。そのため、第２のカラムで描画処理を行なうことができない。或いは、無理に描画を強行すると偏向可能な領域３２からはみ出す領域が存在することになる。そのために各フレームで領域３２の範囲外の位置まで偏向させた状態で描画する場合が多発することになる。そのために描画精度が劣化してしまうことになる。これに対し、実施の形態１では、距離Ｐを整数ｎで割った値をフレーム幅としている。ここで、整数ｎは、計算された商の値が描画可能幅の１ｍｍ＋αを超えない値に設定することが望ましい。図５（ａ）では、値「１１」を用いている。これにより、偏向器２０８，３０８で偏向可能な幅に納めることができる。ここでは、１０．３ｍｍを１１で割った幅０．９３６３ｍｍでレイアウトデータが示す描画領域１０を複数のフレーム１２に仮想分割する。図５（ａ）には、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０と第２のカラム３２０で描画可能な領域２２とが示されている。図５（ａ）に示すように、第１のカラム２２０が第ｎ番目のフレーム１２に描画処理を行なう場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２は、第ｎ＋１１番目のフレーム１２と位置を合わせることができる。そのため、第２のカラム３２０でも描画処理を行なうことができる。
以上のようにして、電子ビームを照射する複数のカラムを搭載した描画装置１００を用いて試料１０１にパターンを描画するための描画データが作成される。実施の形態１では、複数のカラムの光学中心間の距離の整数分の１の幅で領域分割された描画データが作成されるために、位置ずれを解消することができる。その結果、マルチカラムで同時期に描画処理を行なうことによる描画時間の短縮効果だけではなく、さらに、高精度な描画処理を行なうことができる。以下、適用例について説明する。
図６は、実施の形態１におけるマルチカラムで描画する場合の適用例を従来と比較しながら説明するための概念図である。
図６（ａ）では、従来の手法でウェハ１９上に同じチップ１７ａ〜１７ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１７ａ〜１７ｃの同じ段のフレーム１３を１つのフレームとして描画していくものとする。そして、第１のカラムである段のフレーム１３を描画し、第２のカラムで同じチップ１７ａ〜１７ｃの異なる段のフレーム１３を描画しようとすると以下のように不具合が生じる。すなわち、第１のカラムで描画可能な領域３０をあるフレームの位置に合わせると、第２のカラムで描画可能な領域３２が他の段のフレームと位置が合わなくなってしまう。これに対し、実施の形態１では、図６（ｂ）に示すように位置を合わせることができる。図６（ｂ）では、実施の形態１の手法でウェハ１８上に同じチップ１６ａ〜１６ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１６ａ〜１６ｃの同じ段のフレーム１２を１つのフレームとして描画していくものとする。実施の形態１では、第１のカラム２２０である段のフレーム１２を描画し、同時に第２のカラム３２０で同じチップ１６ａ〜１６ｃの別の段のフレーム１２を描画することができる。すなわち、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０をあるフレーム１２の位置に合わせた場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２を他の段のフレーム１２の位置に合わることができる。そのため、１つのチップの２つのフレームを同時に描画することができる。
図６（ａ）では、従来の手法でウェハ１９上に同じチップ１７ａ〜１７ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１７ａ〜１７ｃの同じ段のフレーム１３を１つのフレームとして描画していくものとする。そして、第１のカラムである段のフレーム１３を描画し、第２のカラムで同じチップ１７ａ〜１７ｃの異なる段のフレーム１３を描画しようとすると以下のように不具合が生じる。すなわち、第１のカラムで描画可能な領域３０をあるフレームの位置に合わせると、第２のカラムで描画可能な領域３２が他の段のフレームと位置が合わなくなってしまう。これに対し、実施の形態１では、図６（ｂ）に示すように位置を合わせることができる。図６（ｂ）では、実施の形態１の手法でウェハ１８上に同じチップ１６ａ〜１６ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１６ａ〜１６ｃの同じ段のフレーム１２を１つのフレームとして描画していくものとする。実施の形態１では、第１のカラム２２０である段のフレーム１２を描画し、同時に第２のカラム３２０で同じチップ１６ａ〜１６ｃの別の段のフレーム１２を描画することができる。すなわち、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０をあるフレーム１２の位置に合わせた場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２を他の段のフレーム１２の位置に合わることができる。そのため、１つのチップの２つのフレームを同時に描画することができる。
図７は、実施の形態１におけるマルチカラムで描画する場合の他の適用例を従来と比較しながら説明するための概念図である。
図７（ａ）では、従来の手法でウェハ１９上に同じチップ１７ａ〜１７ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１７ａ〜１７ｃの同じ段のフレーム１３を１つのフレームとして描画していくものとする。同様に、３つのチップ１７ｄ〜１７ｆの同じ段のフレーム１３を１つのフレームとして描画していくものとする。そして、第１のカラムである段のフレーム１３を描画し、第２のカラムで上段のチップ１７ｄ〜１７ｆのある段のフレーム１３を描画しようとすると以下のように不具合が生じる。すなわち、第１のカラムで描画可能な領域３０をチップ１７ａ〜１７ｃのあるフレームの位置に合わせると、第２のカラムで描画可能な領域３２がチップ１７ｄ〜１７ｆのいずれの段のフレームとも位置が合わなくなってしまう。これに対し、実施の形態１では、図７（ｂ）に示すように位置を合わせることができる。図７（ｂ）では、実施の形態１の手法でウェハ１８上に同じチップ１６ａ〜１６ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１６ａ〜１６ｃの同じ段のフレーム１２を１つのフレームとして描画していくものとする。同様に、３つのチップ１６ｄ〜１６ｆの同じ段のフレーム１３を１つのフレームとして描画していくものとする。実施の形態１では、第１のカラム２２０でチップ１６ａ〜１６ｃのある段のフレーム１２を描画し、同時に第２のカラム３２０でチップ１６ｄ〜１６ｆのある段のフレーム１２を描画することができる。すなわち、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０をチップ１６ａ〜１６ｃのあるフレーム１２の位置に合わせた場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２をチップ１６ｄ〜１６ｆのある段のフレーム１２の位置に合わることができる。そのため、上下２段に並べた２つのチップのフレーム１つずつを同時に描画することができる。
図７（ａ）では、従来の手法でウェハ１９上に同じチップ１７ａ〜１７ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１７ａ〜１７ｃの同じ段のフレーム１３を１つのフレームとして描画していくものとする。同様に、３つのチップ１７ｄ〜１７ｆの同じ段のフレーム１３を１つのフレームとして描画していくものとする。そして、第１のカラムである段のフレーム１３を描画し、第２のカラムで上段のチップ１７ｄ〜１７ｆのある段のフレーム１３を描画しようとすると以下のように不具合が生じる。すなわち、第１のカラムで描画可能な領域３０をチップ１７ａ〜１７ｃのあるフレームの位置に合わせると、第２のカラムで描画可能な領域３２がチップ１７ｄ〜１７ｆのいずれの段のフレームとも位置が合わなくなってしまう。これに対し、実施の形態１では、図７（ｂ）に示すように位置を合わせることができる。図７（ｂ）では、実施の形態１の手法でウェハ１８上に同じチップ１６ａ〜１６ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１６ａ〜１６ｃの同じ段のフレーム１２を１つのフレームとして描画していくものとする。同様に、３つのチップ１６ｄ〜１６ｆの同じ段のフレーム１３を１つのフレームとして描画していくものとする。実施の形態１では、第１のカラム２２０でチップ１６ａ〜１６ｃのある段のフレーム１２を描画し、同時に第２のカラム３２０でチップ１６ｄ〜１６ｆのある段のフレーム１２を描画することができる。すなわち、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０をチップ１６ａ〜１６ｃのあるフレーム１２の位置に合わせた場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２をチップ１６ｄ〜１６ｆのある段のフレーム１２の位置に合わることができる。そのため、上下２段に並べた２つのチップのフレーム１つずつを同時に描画することができる。
図６及び図７では、ウェハ上に直接描画する直描方式の場合を説明したが、マスク上に複数のチップを描画する場合も適用可能であることはいうまでもない。
次に、多重描画する場合の適用例について説明する。
図８は、実施の形態１におけるマルチカラムで多重描画する場合の適用例を従来と比較しながら説明するための概念図である。
図８（ａ）では、描画領域１１を１回目の描画用の複数のフレーム１３と２回目の描画用の位置をずらした複数のフレーム４３とを示している。複数のフレーム１３は実線で示され、複数のフレーム４３は点線で示されている。第１のカラムで描画可能な領域３０をあるフレーム１３の位置に合わせると、第２のカラムで描画可能な領域３２が第１回目の描画用のフレーム１３及び第２回目の描画用のフレーム４３のいずれの段のフレームとも位置が合わなくなってしまう。これに対し、実施の形態１では、図８（ｂ）に示すように位置を合わせることができる。図８（ｂ）では、描画領域１０を１回目の描画用の複数のフレーム１２と２回目の描画用の位置をずらした複数のフレーム４２とを示している。複数のフレーム１２は実線で示され、複数のフレーム４２は点線で示されている。ここで、上述した例では、２つのカラム２２０，３２０の光学中心間の距離Ｐを整数ｎで割った値をフレーム幅とする場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、図８（ｂ）に示すように第１回目の描画用のあるフレーム１２と第２回目の描画用のあるフレーム４２との中心間距離が２つのカラム２２０，３２０の光学中心間の距離Ｐとなるようにフレーム幅を設定しても好適である。このように設定することで、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０を第１回目の描画用のあるフレーム１２の位置に合わせた場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２を第２回目の描画用のある段のフレーム４２の位置に合わることができる。そのため、多重描画用の各フレーム１つずつを同時に描画することができる。
図８は、実施の形態１におけるマルチカラムで多重描画する場合の適用例を従来と比較しながら説明するための概念図である。
図８（ａ）では、描画領域１１を１回目の描画用の複数のフレーム１３と２回目の描画用の位置をずらした複数のフレーム４３とを示している。複数のフレーム１３は実線で示され、複数のフレーム４３は点線で示されている。第１のカラムで描画可能な領域３０をあるフレーム１３の位置に合わせると、第２のカラムで描画可能な領域３２が第１回目の描画用のフレーム１３及び第２回目の描画用のフレーム４３のいずれの段のフレームとも位置が合わなくなってしまう。これに対し、実施の形態１では、図８（ｂ）に示すように位置を合わせることができる。図８（ｂ）では、描画領域１０を１回目の描画用の複数のフレーム１２と２回目の描画用の位置をずらした複数のフレーム４２とを示している。複数のフレーム１２は実線で示され、複数のフレーム４２は点線で示されている。ここで、上述した例では、２つのカラム２２０，３２０の光学中心間の距離Ｐを整数ｎで割った値をフレーム幅とする場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、図８（ｂ）に示すように第１回目の描画用のあるフレーム１２と第２回目の描画用のあるフレーム４２との中心間距離が２つのカラム２２０，３２０の光学中心間の距離Ｐとなるようにフレーム幅を設定しても好適である。このように設定することで、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０を第１回目の描画用のあるフレーム１２の位置に合わせた場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２を第２回目の描画用のある段のフレーム４２の位置に合わることができる。そのため、多重描画用の各フレーム１つずつを同時に描画することができる。
次に、描画データを再利用する場合の適用例について説明する。
図９は、実施の形態１におけるマルチカラムで描画データを再利用する場合の適用例を説明するための概念図である。
図９（ａ）では、ウェハ１８上に同じチップ１６ａ〜１６ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１６ａ〜１６ｃの同じ段のフレーム１２を１つのフレームとして描画していくものとする。同様に、３つのチップ１６ｄ〜１６ｆの同じ段のフレーム１２を１つのフレームとして描画していくものとする。そして、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０を下段に並ぶ３つのチップ１６ａ〜１６ｃの第ｋ−１番目のフレーム１２の位置に合わせた場合に、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２が上段に並ぶ３つのチップ１６ｄ〜１６ｆの第ｋ番目のフレーム１２の位置に合うようにフレーム分割させる。そして、第１のカラム２２０で下段に並ぶ３つのチップ１６ａ〜１６ｃの第ｋ−１番目のフレーム１２を描画し、同時に第２のカラムで上段に並ぶ３つのチップ１６ｄ〜１６ｆの第ｋ番目のフレーム１２を描画する。このように描画する場合、描画装置１００の動作は次のようになる。例えば、バッファメモリ１３０には、第ｋ−１番目のフレームデータが一時的に格納され、バッファメモリ１３２には、第ｋ番目のフレームデータが一時的に格納される。そして、偏向制御回路１２０は、バッファメモリ１３０から第ｋ−１番目のフレームデータを読み込み、電子ビーム２００の偏向位置を制御する。そして、カラム２２０は、偏向制御回路１２０で読み込まれた第ｋ−１番目のフレームデータに基づいて例えばチップ１６ａ（第１のチップ）の第ｋ−１番目のフレーム位置に電子ビーム２００を照射する。他方、偏向制御回路１２２は、バッファメモリ１３２から第ｋ番目のフレームデータを読み込み、電子ビーム３００の偏向位置を制御する。そして、カラム３２０は、偏向制御回路１２２で読み込まれた第ｋ番目のフレームデータに基づいて例えばチップ１６ｄ（第２のチップ）の第ｋ番目のフレーム位置に電子ビーム３００を照射する。
図９は、実施の形態１におけるマルチカラムで描画データを再利用する場合の適用例を説明するための概念図である。
図９（ａ）では、ウェハ１８上に同じチップ１６ａ〜１６ｆを３×２列で６つ並ぶように描画する場合を示している。例えば、３つのチップ１６ａ〜１６ｃの同じ段のフレーム１２を１つのフレームとして描画していくものとする。同様に、３つのチップ１６ｄ〜１６ｆの同じ段のフレーム１２を１つのフレームとして描画していくものとする。そして、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０を下段に並ぶ３つのチップ１６ａ〜１６ｃの第ｋ−１番目のフレーム１２の位置に合わせた場合に、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２が上段に並ぶ３つのチップ１６ｄ〜１６ｆの第ｋ番目のフレーム１２の位置に合うようにフレーム分割させる。そして、第１のカラム２２０で下段に並ぶ３つのチップ１６ａ〜１６ｃの第ｋ−１番目のフレーム１２を描画し、同時に第２のカラムで上段に並ぶ３つのチップ１６ｄ〜１６ｆの第ｋ番目のフレーム１２を描画する。このように描画する場合、描画装置１００の動作は次のようになる。例えば、バッファメモリ１３０には、第ｋ−１番目のフレームデータが一時的に格納され、バッファメモリ１３２には、第ｋ番目のフレームデータが一時的に格納される。そして、偏向制御回路１２０は、バッファメモリ１３０から第ｋ−１番目のフレームデータを読み込み、電子ビーム２００の偏向位置を制御する。そして、カラム２２０は、偏向制御回路１２０で読み込まれた第ｋ−１番目のフレームデータに基づいて例えばチップ１６ａ（第１のチップ）の第ｋ−１番目のフレーム位置に電子ビーム２００を照射する。他方、偏向制御回路１２２は、バッファメモリ１３２から第ｋ番目のフレームデータを読み込み、電子ビーム３００の偏向位置を制御する。そして、カラム３２０は、偏向制御回路１２２で読み込まれた第ｋ番目のフレームデータに基づいて例えばチップ１６ｄ（第２のチップ）の第ｋ番目のフレーム位置に電子ビーム３００を照射する。
そして、図９（ｂ）に示すように、続いて第１のカラム２２０で下段に並ぶ３つのチップ１６ａ〜１６ｃの第ｋ番目のフレーム１２を描画し、同時に第２のカラムで上段に並ぶ３つのチップ１６ｄ〜１６ｆの第ｋ＋１番目のフレーム１２を描画する。このように描画する場合、描画装置１００の動作は次のようになる。偏向制御回路１２０は、偏向制御回路１２２によるバッファメモリ１３２からの第ｋ番目のフレームデータの読み込み終了後、第ｋ番目のフレームデータが他のデータで書き換えられる前にバッファメモリ１３２から第ｋ番目のフレームデータを読み込み、電子ビーム２００の偏向位置を制御する。そして、そして、カラム２２０は、偏向制御回路１２０で読み込まれた第ｋ番目のフレームデータに基づいて例えばチップ１６ａ（第１のチップ）の第ｋ番目のフレーム位置に電子ビーム２００を照射する。他方、バッファメモリ１３０には、描画データ処理回路１１０から出力された第ｋ＋１番目のフレームデータが一時的に格納される。そして、偏向制御回路１２２は、バッファメモリ１３０から第ｋ＋１番目のフレームデータを読み込み、電子ビーム３００の偏向位置を制御する。そして、カラム３２０は、偏向制御回路１２２で読み込まれた第ｋ＋１番目のフレームデータに基づいて例えばチップ１６ｄ（第２のチップ）の第ｋ＋１番目のフレーム位置に電子ビーム３００を照射する。これらの動作を順に行なっていくことで、フレームデータを順次再利用することができる。そのため、カラム２２０用のフレームデータを別途演算する必要を無くすことができる。その結果、そのための計算機等の設備を描画装置１００に搭載する必要を無くすことができる。
上述した例では、異なるフレームを２つのカラム２２０，３２０で同時期に描画する場合について説明したが、１つフレームを２つのカラム２２０，３２０で同時期に描画しても好適である。１つフレームを２つのカラム２２０，３２０で同時期に描画することで描画時間の短縮を図る手法について以下に説明する。
図１０は、実施の形態１におけるマルチカラムで同じフレームを描画する場合の時系列状態を説明するための概念図である。
図１０では、あるフレーム１２について、パターン密度が疎な領域Ａとパターン密度が密な領域Ｂとが同じ長さＬで交互に繰り返すパターンが示されている。そして、このフレーム１２を進行方向の前後に配置された２つのカラム２２０，３２０で同時期に描画する。試料１０１を載置したＸＹステージ１０５が所定の方向（矢印の逆方向）に移動すると、相対的に２つのカラム２２０，３２０が矢印の方向に進むことになる。２つのカラム２２０，３２０は、上述した所定の方向に沿って順に配置される。そして、カラム２２０，３２０は、それぞれ電子ビーム２００，３００を用いて試料１０１の描画領域のフレーム１２に所望するパターンを描画する。領域Ａ，Ｂとカラム２２０，３２０との位置関係は、次の場合が存在する。すなわち、図１０（ａ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ａに位置し、描画方向前方のカラム３２０が隣の領域Ｂに位置する場合がある。また、図１０（ｂ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ａに位置し、描画方向前方のカラム３２０もさらに隣の領域Ａに位置する場合がある。また、図１０（ｃ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ｂに位置し、描画方向前方のカラム３２０も異なる領域Ｂに位置する場合がある。また、図１０（ｄ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ａに位置し、描画方向前方のカラム３２０も異なる領域Ａに位置する場合がある。また、図１０（ｅ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ｂに位置し、描画方向前方のカラム３２０が隣の領域Ａに位置する場合がある。これらの位置関係をもつ場合の描画時間を以下に説明する。ここで、パターン密度が疎な領域Ａをシングルビームで描画する場合のステージ速度をＶ１、パターン密度が密な領域Ｂをシングルビームで描画する場合のステージ速度をＶ２とする。
図１０では、あるフレーム１２について、パターン密度が疎な領域Ａとパターン密度が密な領域Ｂとが同じ長さＬで交互に繰り返すパターンが示されている。そして、このフレーム１２を進行方向の前後に配置された２つのカラム２２０，３２０で同時期に描画する。試料１０１を載置したＸＹステージ１０５が所定の方向（矢印の逆方向）に移動すると、相対的に２つのカラム２２０，３２０が矢印の方向に進むことになる。２つのカラム２２０，３２０は、上述した所定の方向に沿って順に配置される。そして、カラム２２０，３２０は、それぞれ電子ビーム２００，３００を用いて試料１０１の描画領域のフレーム１２に所望するパターンを描画する。領域Ａ，Ｂとカラム２２０，３２０との位置関係は、次の場合が存在する。すなわち、図１０（ａ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ａに位置し、描画方向前方のカラム３２０が隣の領域Ｂに位置する場合がある。また、図１０（ｂ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ａに位置し、描画方向前方のカラム３２０もさらに隣の領域Ａに位置する場合がある。また、図１０（ｃ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ｂに位置し、描画方向前方のカラム３２０も異なる領域Ｂに位置する場合がある。また、図１０（ｄ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ａに位置し、描画方向前方のカラム３２０も異なる領域Ａに位置する場合がある。また、図１０（ｅ）に示すように描画方向後方のカラム２２０が領域Ｂに位置し、描画方向前方のカラム３２０が隣の領域Ａに位置する場合がある。これらの位置関係をもつ場合の描画時間を以下に説明する。ここで、パターン密度が疎な領域Ａをシングルビームで描画する場合のステージ速度をＶ１、パターン密度が密な領域Ｂをシングルビームで描画する場合のステージ速度をＶ２とする。
手法（１）として、ｎ個のカラムがそれぞれ電子ビームを用いて試料１０１の描画領域に所望するパターンの１／ｎずつを描画する。ここでは、一例として、２つのカラム２２０，３２０がそれぞれ電子ビーム２００，３００を用いて試料１０１の描画領域に所望するパターンの１／２ずつを描画する。３つ以上のカラムで描画してももちろん構わない。図１０（ａ）〜図１０（ｅ）の各位置でのステージ速度は次のようになる。図１０（ａ）の位置関係では２Ｖ２、図１０（ｂ）の位置関係では２Ｖ１、図１０（ｃ）の位置関係では２Ｖ２、図１０（ｄ）の位置関係では２Ｖ１、図１０（ｅ）の位置関係では２Ｖ２となる。そのため、フレーム１２の３つの領域Ａと２つの領域Ｂを描画するための描画時間ｔ１は、３Ｌ／２Ｖ２＋２Ｌ／２Ｖ１となる。シングルビームで全て描画するよりは描画時間を短縮することができる。
手法（２）として、ｎ個のカラムが共にショット数が多くなる領域を他の領域よりも優先して電子ビームを用いた描画処理を同時期に行なう。ここでは特に、ショット数が多い領域Ｂとショット数が少ない領域Ａとにｎ個のカラムの描画位置が分かれた際に、ｎ個のカラムのうち、ショット数が少ない領域Ａに位置するカラムのみ描画処理を行なうようにする。すなわち、領域Ａと領域Ｂに分かれた際に、ｎ個のカラムのうち、ショット数が多い領域Ｂに位置するカラムは描画処理を行なわないで素通りするようにする。これも優先事項の１つとなる。ここでも、手法（１）と同様に、一例として、２つのカラム２２０，３２０が共にショット数が多くなる領域を他の領域よりも優先して電子ビームを用いた描画処理を行なう。手法（２）においてももちろん３つ以上のカラムで描画して構わない。図１０（ａ）〜図１０（ｅ）の各位置でのステージ速度は次のようになる。図１０（ａ）の位置関係では２Ｖ１、図１０（ｂ）の位置関係では２Ｖ１、図１０（ｃ）の位置関係ではＶ２、図１０（ｄ）の位置関係では２Ｖ１、図１０（ｅ）の位置関係では２Ｖ１となる。すなわち、図１０（ａ）の位置関係ではカラム３２０は密な領域Ｂでは描画しない。また、図示していないが、同じように領域Ａと領域Ｂが交互になっているとすれば図１０（ａ）の位置関係の前の位置関係には、カラム２２０，３２０が共に領域Ａを描画することになる。そこでは、カラム２２０，３２０が共に領域Ａに所望するパターンの１／２ずつを描画すると最速となる。よって、図１０（ａ）の位置関係では、領域Ａについてカラム３２０により既にパターンの１／２が描画されているので、ここでのステージ速度は最速の２Ｖ１となる。同様に、図１０（ｅ）の位置関係ではカラム２２０は密な領域Ｂでは描画しない。また、カラム３２０は、領域Ａについて図１０（ｄ）の位置関係で既にパターンの１／２を描画しているので、図１０（ｅ）の位置関係でのステージ速度は最速の２Ｖ１となる。また、図１０（ｃ）の位置関係では２つのカラム２２０，３２０が共にショット数が多くなる領域Ｂに位置するのでこの位置関係を優先して描画する。そのため、図１０（ｃ）の位置関係ではカラム２２０，３２０が共にそれぞれの領域Ｂ内の全てのパターンを描画する。よって、図１０（ｃ）の位置関係ではステージ速度がＶ２となる。この結果からフレーム１２の３つの領域Ａと２つの領域Ｂを描画するための描画時間ｔ２は、Ｌ／Ｖ２＋４Ｌ／２Ｖ１となる。
手法（１）でかかる描画時間と手法（２）でかかる描画時間との比をとると、以下のような式（１）が成り立つ。
式（１）：
ｔ１／ｔ２＝（３Ｌ／２Ｖ２＋２Ｌ／２Ｖ１）／（Ｌ／Ｖ２＋４Ｌ／２Ｖ１）
＝（３／２Ｖ２＋２／２Ｖ１）／（１／Ｖ２＋４／２Ｖ１）
＝（３Ｖ１＋２Ｖ２）／（２Ｖ１＋４Ｖ２）
式（１）：
ｔ１／ｔ２＝（３Ｌ／２Ｖ２＋２Ｌ／２Ｖ１）／（Ｌ／Ｖ２＋４Ｌ／２Ｖ１）
＝（３／２Ｖ２＋２／２Ｖ１）／（１／Ｖ２＋４／２Ｖ１）
＝（３Ｖ１＋２Ｖ２）／（２Ｖ１＋４Ｖ２）
また、Ｖ１＝ｋＶ２とする。但し、ｋ＞１とする。この場合、式（１）は、さらに、以下の式（２）のように表わすことができる。
式（２）：
（３Ｖ１＋２Ｖ２）／（２Ｖ１＋４Ｖ２）
＝（３ｋ＋２）／（２ｋ＋４）
＝３／２−４／（２ｋ＋４）
＝３／２−２／（ｋ＋２）
式（２）：
（３Ｖ１＋２Ｖ２）／（２Ｖ１＋４Ｖ２）
＝（３ｋ＋２）／（２ｋ＋４）
＝３／２−４／（２ｋ＋４）
＝３／２−２／（ｋ＋２）
よって、ｋが無限大なら手法（２）は手法（１）に対して１．５倍の高速化を図ることができる。また、ｋが１０なら手法（２）は手法（１）に対して１．３３３倍の高速化を図ることができる。そして、ｋ≧２なら手法（２）は手法（１）に対して高速化を図ることができる。よって、ｋの値によっては、手法（２）は手法（１）に比べてさらに描画時間を短縮することができる。
上述した例では、ステージ速度に基づいて計算したが、次に、各領域の描画時間に基づいてで同様に計算すると以下のようになる。ここで、パターン密度が疎な領域Ａをシングルビームで描画する場合の描画時間をＴ１、パターン密度が密な領域Ｂをシングルビームで描画する場合の描画時間をＴ２とする。
まず、手法（１）では次のようになる。図１０（ａ）の位置関係ではＴ２／２、図１０（ｂ）の位置関係ではＴ１／２、図１０（ｃ）の位置関係ではＴ２／２、図１０（ｄ）の位置関係ではＴ１／２、図１０（ｅ）の位置関係ではＴ２／２となる。そのため、フレーム１２の３つの領域Ａと２つの領域Ｂを描画するための描画時間ｔ１は、３Ｔ２／２＋２Ｔ１／２となる。
そして、手法（２）では次のようになる。図１０（ａ）の位置関係ではＴ１／２、図１０（ｂ）の位置関係ではＴ１／２、図１０（ｃ）の位置関係ではＴ２、図１０（ｄ）の位置関係ではＴ１／２、図１０（ｅ）の位置関係ではＴ１／２となる。そのため、フレーム１２の３つの領域Ａと２つの領域Ｂを描画するための描画時間ｔ２は、Ｔ２＋４Ｔ１／２となる。
そして、手法（１）でかかる描画時間と手法（２）でかかる描画時間との比をとると、以下のような式（３）が成り立つ。
式（３）：
ｔ１／ｔ２＝（３Ｔ２／２＋２Ｔ１／２）／（Ｔ２＋４Ｔ１／２）
＝（３Ｔ２＋２Ｔ１）／（２Ｔ２＋４Ｔ１）
式（３）：
ｔ１／ｔ２＝（３Ｔ２／２＋２Ｔ１／２）／（Ｔ２＋４Ｔ１／２）
＝（３Ｔ２＋２Ｔ１）／（２Ｔ２＋４Ｔ１）
また、Ｔ２＝ｋＴ１とする。但し、ｋ＞１とする。この場合、式（３）は、さらに、以下の式（４）のように表わすことができる。
式（４）：
（３Ｔ２＋２Ｔ１）／（２Ｔ２＋４Ｔ１）
＝３／２−２／（ｋ＋２）
式（４）：
（３Ｔ２＋２Ｔ１）／（２Ｔ２＋４Ｔ１）
＝３／２−２／（ｋ＋２）
よって、ｋが無限大なら手法（２）は手法（１）に対して１．５倍の高速化を図ることができる。また、ｋが１０なら手法（２）は手法（１）に対して１．３３３倍の高速化を図ることができる。そして、ｋ≧２なら手法（２）は手法（１）に対して高速化を図ることができる。よって、ｋの値によっては、手法（２）は手法（１）に比べてさらに描画時間を短縮することができる。以上のように、描画装置１００は、少なくとも二つのカラムが、共にショット数が多くなる領域を他の領域よりも優先して描画処理する機能を備えることで描画時間を短縮することができる。
実施の形態２．
図１１は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。
図１１において、電子鏡筒１０２内では、図１の構成の他に、さらに、遮へい筒４１２，５１２、電子銃４０１，５０１、第１のアパーチャ４０３，５０３、偏向器４０５，５０５、第２のアパーチャ４０６，５０６、及び偏向器４０８，５０８が配置されている。ここで、電子銃４０１、第１のアパーチャ４０３、偏向器４０５、第２のアパーチャ４０６、遮へい筒４１２、及び偏向器４０８で第３のカラム２２２を構成する。また、電子銃５０１、第１のアパーチャ５０３、成形偏向器５０５、第２のアパーチャ５０６、遮へい筒５１２及び偏向器５０８で第４のカラム３２２を構成する。電子鏡筒１０２は、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７といったレンズ系をカラム間で共通にして、複数のカラム２２０，３２０，２２２，３２２を搭載している。ここでも、独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムをカラムと呼ぶ。その他の点は、図１と同様である。装置構成は、図１で示した２つのカラムをさらに２つ追加した場合と同様である。そして、例えば、第１と第２のカラムで１つのストライプ領域を前後の位置で同時期に描画する。そして、第３と第４のカラムで別の１つのストライプ領域を前後の位置で同時期に描画する。また、制御部１６０では、図１の構成の他に、さらに、偏向制御回路１２４，１２６、及びバッファメモリ１３４，１３６を備えている。ここで、図１１では、実施の形態２を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。また、描画データ作成装置６００の構成は、図３と同様である。
図１１は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。
図１１において、電子鏡筒１０２内では、図１の構成の他に、さらに、遮へい筒４１２，５１２、電子銃４０１，５０１、第１のアパーチャ４０３，５０３、偏向器４０５，５０５、第２のアパーチャ４０６，５０６、及び偏向器４０８，５０８が配置されている。ここで、電子銃４０１、第１のアパーチャ４０３、偏向器４０５、第２のアパーチャ４０６、遮へい筒４１２、及び偏向器４０８で第３のカラム２２２を構成する。また、電子銃５０１、第１のアパーチャ５０３、成形偏向器５０５、第２のアパーチャ５０６、遮へい筒５１２及び偏向器５０８で第４のカラム３２２を構成する。電子鏡筒１０２は、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７といったレンズ系をカラム間で共通にして、複数のカラム２２０，３２０，２２２，３２２を搭載している。ここでも、独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムをカラムと呼ぶ。その他の点は、図１と同様である。装置構成は、図１で示した２つのカラムをさらに２つ追加した場合と同様である。そして、例えば、第１と第２のカラムで１つのストライプ領域を前後の位置で同時期に描画する。そして、第３と第４のカラムで別の１つのストライプ領域を前後の位置で同時期に描画する。また、制御部１６０では、図１の構成の他に、さらに、偏向制御回路１２４，１２６、及びバッファメモリ１３４，１３６を備えている。ここで、図１１では、実施の形態２を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。また、描画データ作成装置６００の構成は、図３と同様である。
描画データ処理回路１１０は、磁気ディスク装置１０９から描画データを読み出し、複数の計算機１１２で並列処理にて装置固有のフォーマットへデータ変換させる。そして、カラム２２０の位置偏向用のデータをバッファメモリ１３０、バッファメモリ１３２、バッファメモリ１３４、或いはバッファメモリ１３６に出力する。同様に、カラム３２０の位置偏向用のデータをバッファメモリ１３０、バッファメモリ１３２、バッファメモリ１３４、或いはバッファメモリ１３６に出力する。同様に、カラム２２２の位置偏向用のデータをバッファメモリ１３０、バッファメモリ１３２、バッファメモリ１３４、或いはバッファメモリ１３６に出力する。同様に、カラム３２２の位置偏向用のデータをバッファメモリ１３０、バッファメモリ１３２、バッファメモリ１３４、或いはバッファメモリ１３６に出力する。そして、いずれかのバッファメモリの偏向用データはカラム２２０用の偏向制御回路１２０に出力される。同様に、他のいずれかのバッファメモリの偏向用データはカラム３２０用の偏向制御回路１２２に出力される。同様に、他のいずれかのバッファメモリの偏向用データはカラム２２２用の偏向制御回路１２４に出力される。同様に、他のいずれかのバッファメモリの偏向用データはカラム３２２用の偏向制御回路１２６に出力される。そして、偏向制御回路１２０からの出力に基づいて偏向器２０８が偏向制御される。同様に、偏向制御回路１２２からの出力に基づいて偏向器３０８が偏向制御される。同様に、偏向制御回路１２４からの出力に基づいて偏向器４０８が偏向制御される。同様に、偏向制御回路１２６からの出力に基づいて偏向器５０８が偏向制御される。ここで、偏向制御回路１２０，１２２，１２４，１２６は、偏向制御部の一例となる。また、バッファメモリ１３０，１３２，１３４，１３６は、記憶部或いは記憶装置の一例となる。
カラム２２２やカラム３２２内での動作は、カラム２２０やカラム３２０と同様である。まず、カラム２２２側での動作は以下のように動作する。照射部の一例となる電子銃４０１から出た電子ビーム４００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ４０３全体を照明する。ここで、電子ビーム４００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ４０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム４００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ４０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ４０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器４０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム４００は成形される。そして、第２のアパーチャ４０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム４００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器４０８により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。
同様に、カラム３２２側での動作は以下のように動作する。照射部の一例となる電子銃５０１から出た電子ビーム５００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ５０３全体を照明する。ここで、電子ビーム５００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ５０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム５００は、投影レンズ５０４により第２のアパーチャ５０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ５０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器５０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム５００は成形される。そして、第２のアパーチャ５０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム５００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器５０８により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。
実施の形態２では、図３の磁気ディスク装置６０６にカラム２２０，３２０，２２２，３２２の光学中心間の距離情報が格納されている。そして、描画データは、以下のように作成される。
まず、入力工程として、入力部６１２は、複数のカラム２２０，３２０，２２２，３２２の光学中心間の距離情報を入力する。
図１２は、実施の形態２における４つのカラムの光学中心間の距離を説明するための概念図である。
図１２では、カラム２２０の光学中心２２１とカラム３２０の光学中心３２１との距離がＰ、カラム３２０の光学中心３２１とカラム３２２の光学中心３２３との距離がＰ、カラム３２２の光学中心３２３とカラム２２２の光学中心２２３との距離がＰ、カラム２２２の光学中心２２３とカラム２２０の光学中心２２１との距離がＰである場合を示している。すなわち、４つのカラム２２０，３２０，２２２，３２２が距離Ｐで２行×２列に並んでいる場合を示している。よって、磁気ディスク装置６０６には、カラム２２０，３２０，２２２，３２２の光学中心間の距離情報として、値Ｐが格納されている。
図１２は、実施の形態２における４つのカラムの光学中心間の距離を説明するための概念図である。
図１２では、カラム２２０の光学中心２２１とカラム３２０の光学中心３２１との距離がＰ、カラム３２０の光学中心３２１とカラム３２２の光学中心３２３との距離がＰ、カラム３２２の光学中心３２３とカラム２２２の光学中心２２３との距離がＰ、カラム２２２の光学中心２２３とカラム２２０の光学中心２２１との距離がＰである場合を示している。すなわち、４つのカラム２２０，３２０，２２２，３２２が距離Ｐで２行×２列に並んでいる場合を示している。よって、磁気ディスク装置６０６には、カラム２２０，３２０，２２２，３２２の光学中心間の距離情報として、値Ｐが格納されている。
次に、分割工程として、入力部６１２は、磁気ディスク装置６０２からレイアウトデータを入力する。そして、仮想分割部６１４は、ｘｙ方向について距離情報が示す距離の整数分の１の幅でレイアウトデータが示す描画領域を複数のフレーム（小領域）に仮想分割する。以下、作成工程以降の工程は、実施の形態１と同様である。
図１３は、実施の形態２におけるフレーム分割の仕方を従来と比較しながら説明するための概念図である。
例えば、４つのカラム２２０，３２０，２２２，３２２の光学中心間の縦横の距離Ｐが１０．３ｍｍであった場合に従来と実施の形態２とでのフレーム分割の仕方を示している。まず、従来の手法では距離Ｐに関わらず、例えば、幅１ｍｍ角でレイアウトデータが示す描画領域１１を複数のフレーム１５に仮想分割していた。そしてその幅で描画データを作成していた。その結果、図１３（ｂ）に示すように位置ずれを起こすことになる。図１３（ｂ）には、第１のカラムで描画可能な領域３０と第２のカラムで描画可能な領域３２と第３のカラムで描画可能な領域３４と第４のカラムで描画可能な領域３６とが示されている。図１３（ｂ）に示すように、第１のカラムが（ｎ，ｌ）座標のフレーム１５に描画処理を行なう場合、第２のカラムで描画可能な領域３２は、分割されたフレーム１５と位置関係が合わない。同様に、第３のカラムで描画可能な領域３４は、分割されたフレーム１５と位置関係が合わない。同様に、第４のカラムで描画可能な領域３６は、分割されたフレーム１５と位置関係が合わない。そのため、第２と第３と第４のカラムで描画処理を行なうことができない。或いは、無理に描画を強行するとそれぞれの偏向可能な領域からはみ出す領域が存在することになる。これに対し、実施の形態２では、距離Ｐを整数ｎで割った値を縦横のフレーム幅としている。ここで、整数ｎは、計算された商の値が描画可能幅の１ｍｍ＋αを超えない値に設定することが望ましい。図１３（ａ）では、値「１１」を用いている。これにより、偏向器２０８，３０８，４０８，５０８で偏向可能な幅に納めることができる。ここでは、１０．３ｍｍを１１で割った幅０．９３６３ｍｍでレイアウトデータが示す描画領域１０をメッシュ状の複数のフレーム１４に仮想分割する。図１３（ａ）には、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０と第２のカラム３２０で描画可能な領域２２と第３のカラム２２２で描画可能な領域２４と第４のカラム３２２で描画可能な領域２６とが示されている。図１３（ａ）に示すように、第１のカラム２２０が（ｎ，ｌ）座標のフレーム１４に描画処理を行なう場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２は、（ｎ，ｌ＋１１）座標のフレーム１４と位置を合わせることができる。そして、第３のカラム２２２で描画可能な領域２４は、（ｎ＋１１，ｌ）座標のフレーム１４と位置を合わせることができる。そして、第４のカラム３２２で描画可能な領域２２は、（ｎ＋１１，ｌ＋１１）座標のフレーム１４と位置を合わせることができる。そのため、第２と第３と第４のカラムでも描画処理を行なうことができる。
例えば、４つのカラム２２０，３２０，２２２，３２２の光学中心間の縦横の距離Ｐが１０．３ｍｍであった場合に従来と実施の形態２とでのフレーム分割の仕方を示している。まず、従来の手法では距離Ｐに関わらず、例えば、幅１ｍｍ角でレイアウトデータが示す描画領域１１を複数のフレーム１５に仮想分割していた。そしてその幅で描画データを作成していた。その結果、図１３（ｂ）に示すように位置ずれを起こすことになる。図１３（ｂ）には、第１のカラムで描画可能な領域３０と第２のカラムで描画可能な領域３２と第３のカラムで描画可能な領域３４と第４のカラムで描画可能な領域３６とが示されている。図１３（ｂ）に示すように、第１のカラムが（ｎ，ｌ）座標のフレーム１５に描画処理を行なう場合、第２のカラムで描画可能な領域３２は、分割されたフレーム１５と位置関係が合わない。同様に、第３のカラムで描画可能な領域３４は、分割されたフレーム１５と位置関係が合わない。同様に、第４のカラムで描画可能な領域３６は、分割されたフレーム１５と位置関係が合わない。そのため、第２と第３と第４のカラムで描画処理を行なうことができない。或いは、無理に描画を強行するとそれぞれの偏向可能な領域からはみ出す領域が存在することになる。これに対し、実施の形態２では、距離Ｐを整数ｎで割った値を縦横のフレーム幅としている。ここで、整数ｎは、計算された商の値が描画可能幅の１ｍｍ＋αを超えない値に設定することが望ましい。図１３（ａ）では、値「１１」を用いている。これにより、偏向器２０８，３０８，４０８，５０８で偏向可能な幅に納めることができる。ここでは、１０．３ｍｍを１１で割った幅０．９３６３ｍｍでレイアウトデータが示す描画領域１０をメッシュ状の複数のフレーム１４に仮想分割する。図１３（ａ）には、第１のカラム２２０で描画可能な領域２０と第２のカラム３２０で描画可能な領域２２と第３のカラム２２２で描画可能な領域２４と第４のカラム３２２で描画可能な領域２６とが示されている。図１３（ａ）に示すように、第１のカラム２２０が（ｎ，ｌ）座標のフレーム１４に描画処理を行なう場合、第２のカラム３２０で描画可能な領域２２は、（ｎ，ｌ＋１１）座標のフレーム１４と位置を合わせることができる。そして、第３のカラム２２２で描画可能な領域２４は、（ｎ＋１１，ｌ）座標のフレーム１４と位置を合わせることができる。そして、第４のカラム３２２で描画可能な領域２２は、（ｎ＋１１，ｌ＋１１）座標のフレーム１４と位置を合わせることができる。そのため、第２と第３と第４のカラムでも描画処理を行なうことができる。
以上のようにして、電子ビームを照射する複数のカラムを搭載した描画装置１００を用いて試料１０１にパターンを描画するための描画データが作成される。実施の形態２でも複数のカラムの光学中心間の距離の整数分の１の幅でメッシュ状に領域分割された描画データが作成されるために、位置ずれを解消することができる。その結果、マルチカラムで同時期に描画処理を行なうことによる描画時間の短縮効果だけではなく、さらに、高精度な描画処理を行なうことができる。
また、上述した例では、メッシュ状のフレームに分割する場合について説明したが、実施の形態１と同様、短冊状のフレームに分割してもよい。また、実施の形態１で説明した適用例は、４つのカラムを搭載した描画装置１００でも適用可能であることはいうまでもない。さらに、実施の形態２の描画装置では、４つのカラムのうちそれぞれ２つのカラムを同一のフレーム上に描画方向の前後で配置することでグループ化し、それぞれのグループを別のフレーム上に配置すれば、図６〜図９で説明した適用例のいずれかと図１０で説明した適用例を同時に適用することも可能となる。
以上の説明において、上述した実施の形態１，２で説明したマルチカラムを搭載した描画装置１００は、各電子レンズを共通にする構成となっていたが、これに限るものではない。
図１４は、レンズ系を独立にしたマルチカラムを搭載した描画装置の構成を示す概念図である。
ここでは、一例として、図１に対応する２つのマルチカラム２２０，３２０の場合について示している。また、制御系については、図示していないが図１と同様である。電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、及び絶縁カラム２１４で第１のカラム２２０を構成する。また、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、偏向器３０８、及び絶縁カラム３１４で第２のカラム３２０を構成する。上述した実施の形態２，３では、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７といったレンズ系をカラム間で共通にしていたが、図１３に示すように、電子鏡筒１０２では、レンズ系をカラム毎に独立にして、複数のカラムを搭載しても好適である。そして、絶縁カラム２１４内に、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８を納めている。同様に、絶縁カラム３１４内に、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、及び偏向器３０８を納めている。このように、それぞれ絶縁カラム内に独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムを納めて他方と絶縁することで相手側の電場や磁場の影響を排除することができる。２×２の４つのカラムを搭載する場合にも同様にレンズ系をカラム毎に独立にして、複数のカラムを搭載しても好適である点はいうまでもない。
図１４は、レンズ系を独立にしたマルチカラムを搭載した描画装置の構成を示す概念図である。
ここでは、一例として、図１に対応する２つのマルチカラム２２０，３２０の場合について示している。また、制御系については、図示していないが図１と同様である。電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、及び絶縁カラム２１４で第１のカラム２２０を構成する。また、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、偏向器３０８、及び絶縁カラム３１４で第２のカラム３２０を構成する。上述した実施の形態２，３では、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７といったレンズ系をカラム間で共通にしていたが、図１３に示すように、電子鏡筒１０２では、レンズ系をカラム毎に独立にして、複数のカラムを搭載しても好適である。そして、絶縁カラム２１４内に、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８を納めている。同様に、絶縁カラム３１４内に、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、及び偏向器３０８を納めている。このように、それぞれ絶縁カラム内に独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムを納めて他方と絶縁することで相手側の電場や磁場の影響を排除することができる。２×２の４つのカラムを搭載する場合にも同様にレンズ系をカラム毎に独立にして、複数のカラムを搭載しても好適である点はいうまでもない。
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画方法及び装置は、本発明の範囲に包含される。
１０，１１ 描画領域
１２，１３，１４，１５，４２，４３ フレーム
１６，１７ チップ
１８，１９ ウェハ
２０，２２，２４，２６，３０，３２，３４，３６ 領域
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０９ 磁気ディスク装置
１１０ 描画データ処理回路
１１２ 計算機
１２０，１２２，１２４，１２６ 偏向制御回路
１３０，１３２，１３４，１３６ バッファメモリ
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００，３００，４００，５００ 電子ビーム
２０１，３０１，４０１，５０１ 電子銃
２０２，３０２ 照明レンズ
２０３，３０３，４０３，５０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４，３０４ 投影レンズ
２０５，３０５，４０５，５０５，２０８，３０８，４０８，５０８ 偏向器
２０６，３０６，４０６，５０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７，３０７ 対物レンズ
２１２，３１２，４１２，５１２ 遮へい筒
２１４，３１４絶縁カラム
２１６，３１６ 成形開口
２２０，２２２，３２０，３２２ カラム
２２１，２２３，３２１，３２３ 光学中心
３１８，４１１ 開口
３３０ 電子線
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
６００ 描画データ作成装置
６０２，６０４，６０６ 磁気ディスク装置
６１０ 制御計算部
６１２ 入力部
６１４ 仮想分割部
６１６ データ変換部
６１８ 出力部
６２０ メモリ
１２，１３，１４，１５，４２，４３ フレーム
１６，１７ チップ
１８，１９ ウェハ
２０，２２，２４，２６，３０，３２，３４，３６ 領域
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０９ 磁気ディスク装置
１１０ 描画データ処理回路
１１２ 計算機
１２０，１２２，１２４，１２６ 偏向制御回路
１３０，１３２，１３４，１３６ バッファメモリ
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００，３００，４００，５００ 電子ビーム
２０１，３０１，４０１，５０１ 電子銃
２０２，３０２ 照明レンズ
２０３，３０３，４０３，５０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４，３０４ 投影レンズ
２０５，３０５，４０５，５０５，２０８，３０８，４０８，５０８ 偏向器
２０６，３０６，４０６，５０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７，３０７ 対物レンズ
２１２，３１２，４１２，５１２ 遮へい筒
２１４，３１４絶縁カラム
２１６，３１６ 成形開口
２２０，２２２，３２０，３２２ カラム
２２１，２２３，３２１，３２３ 光学中心
３１８，４１１ 開口
３３０ 電子線
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
６００ 描画データ作成装置
６０２，６０４，６０６ 磁気ディスク装置
６１０ 制御計算部
６１２ 入力部
６１４ 仮想分割部
６１６ データ変換部
６１８ 出力部
６２０ メモリ
Claims (5)
- 荷電粒子ビームを照射する複数のカラムを搭載した描画装置を用いて試料にパターンを描画するための描画データの作成方法であって、
前記複数のカラムの光学中心間の距離情報を入力する入力工程と、
レイアウトデータを入力し、前記距離情報が示す距離の整数分の１の幅で前記レイアウトデータが示す描画領域を複数の小領域に仮想分割する分割工程と、
前記小領域毎に領域分割された前記レイアウトデータを描画装置適応のフォーマットに変換して前記小領域毎に領域分割された描画データを作成する作成工程と、
前記描画データを出力する出力工程と、
を備えたことを特徴とする描画データの作成方法。 - 第１のチップの第ｋ番目のフレームデータを一時的に記憶する記憶部と、
前記記憶部から前記第ｋ番目のフレームデータを読み込み、第１の荷電粒子ビームの偏向位置を制御する第１の偏向制御部と、
前記第１の偏向制御部で読み込まれた前記第ｋ番目のフレームデータに基づいて前記第１のチップの第ｋ番目のフレーム位置に前記第１の荷電粒子ビームを照射する第１のカラムと、
前記第１の偏向制御部による前記記憶部からの前記第ｋ番目のフレームデータの読み込み終了後、前記第ｋ番目のフレームデータが他のデータで書き換えられる前に前記記憶部から前記第ｋ番目のフレームデータを読み込み、第２の荷電粒子ビームの偏向位置を制御する第２の偏向制御部と、
前記第２の偏向制御部で読み込まれた前記第ｋ番目のフレームデータに基づいて第２のチップの第ｋ番目のフレーム位置に前記第２の荷電粒子ビームを照射する第２のカラムと、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 - 試料を載置して、所定の方向に移動するステージと、
前記所定の方向に沿って順に配置された荷電粒子ビーム描画処理を行なうｎ個のカラムと、
を備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、同じフレーム上にショット数が少ない領域とショット数が多くなる領域とが交互に繰り返されるパターンを描画する際に、少なくとも二つのカラムが、共にショット数が多くなる領域を他の領域よりも優先して描画処理する機能を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 - ショット数が多い領域とショット数が少ない領域とに前記ｎ個のカラムの描画位置が分かれた際に、前記ｎ個のカラムのうち、ショット数が少ない領域に位置するカラムのみ描画処理を行なうことを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム描画装置。
- 前記ｎ個のカラムは、それぞれ荷電粒子ビームを用いて前記試料の描画領域に所望するパターンの１／ｎずつを描画することを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム描画装置。
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