以下、本発明の荷電粒子ビーム描画装置の第1の実施形態について説明する。図1は第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10の概略的な構成図である。図2は図1に示す制御計算機10b1の詳細図である。第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1に示すように、例えば、マスク(ブランク)、ウエハなどのような試料M上に荷電粒子ビーム10a1bを照射することによって、試料M上に目的のパターンを描画するための描画部10aが設けられている。
第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、荷電粒子ビーム10a1bとして例えば電子ビームが用いられるが、第2の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、代わりに、荷電粒子ビーム10a1bとして例えばイオンビーム等の電子ビーム以外の荷電粒子ビームを用いることも可能である。
第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1に示すように、例えば、荷電粒子銃10a1aと、荷電粒子銃10a1aから照射された荷電粒子ビーム10a1bを偏向する偏向器10a1c,10a1d,10a1e,10a1fと、偏向器10a1c,10a1d,10a1e,10a1fによって偏向された荷電粒子ビーム10a1bによる描画が行われる試料Mを載置する可動ステージ10a2aとが、描画部10aに設けられている。
詳細には、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1に示すように、例えば、描画部10aの一部を構成する描画室10a2に、試料Mが載置された可動ステージ10a2aが配置されている。この可動ステージ10a2aは、例えば、X方向(図1の左右方向)およびY方向(図1の手前側−奥側方向)に移動可能に構成されている。
更に、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1に示すように、例えば、描画部10aの一部を構成する光学鏡筒10a1に、荷電粒子銃10a1aと、偏向器10a1c,10a1d,10a1e,10a1fと、レンズ10a1g,10a1h,10a1i,10a1j,10a1kと、第1成形アパーチャ10a1lと、第2成形アパーチャ10a1mとが配置されている。
具体的には、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、試料M上にパターンを描画するためのJOB登録が例えばオペレータによって行われると、制御部10bの制御計算機10b1のJOB制御部10b1bによって、荷電粒子ビーム描画装置10による描画動作全体の制御が行われる。詳細には、例えば、描画データDが準備され、ショットデータ生成開始指示がJOB制御部10b1bからショットデータ生成部10b1cに送られ、ショットデータ生成部10b1cによって描画データDに基づいてショットデータが生成される。また、例えば、JOB制御部10b1bからの指示に基づき、試料Mが描画室10a2外から描画室10a2内の可動ステージ10a2a上に搬送される。次いで、描画の準備が整うと、例えば、JOB制御部10b1bから描画制御部10b1aに描画開始指示が送られる。
更に、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、制御部10bの制御計算機10b1のショットデータ生成部10b1cによって生成されたショットデータが、偏向制御部10b1eに送られる前に、ショットバッファ10b1dに一時的に格納される。詳細には、例えば、ショットデータ生成部10b1cにより生成されたショットデータによってショットバッファ10b1dが満杯になるように、ショットデータがショットデータ生成部10b1cによって先行して生成される。
また、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、制御部10bの制御計算機10b1によって、後述するストライプSTR1,STR2,STR3,・・(図5参照)に関するストライプ情報が生成される。ストライプ情報には、例えば、ストライプSTR1,STR2,STR3,・・の枠のサイズ、試料M上のストライプSTR1,STR2,STR3,・・の配置座標、ストライプSTR1,STR2,STR3,・・内に最初に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図5参照)のX方向(図5の左右方向)座標、ストライプSTR1,STR2,STR3,・・内に照射される荷電粒子ビーム10a1bの照射時間分布データなどが含まれている。詳細には、ストライプSTR1,STR2,STR3,・・の枠のサイズおよび試料M上のストライプSTR1,STR2,STR3,・・の配置座標は、描画領域のサイズと描画領域をストライプサイズに分割するための描画条件によって決定される。ストライプSTR1,STR2,STR3,・・の枠のサイズおよび試料M上のストライプSTR1,STR2,STR3,・・の配置座標が決定された後、制御部10bの制御計算機10b1によってストライプSTR1,STR2,STR3,・・毎にショットデータが生成される過程で、ストライプSTR1,STR2,STR3,・・内に描画パターンが存在するか否かが判定される。更に、描画パターンが存在するストライプSTR1,STR2,STR3,・・については、ストライプSTR1,STR2,STR3,・・の枠情報、ストライプSTR1,STR2,STR3,・・内に最初に照射される荷電粒子ビーム10a1bのX方向座標、ストライプSTR1,STR2,STR3,・・内に照射される荷電粒子ビーム10a1bの照射時間分布データなどが描画制御部10b1aに送られる。ストライプ情報は、例えば、ストライプ情報要求が描画制御部10b1aからショットデータ生成部10b1cに送られてくるまで、ショットデータ生成部10b1cに蓄えられている。
また、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、制御部10bの制御計算機10b1のJOB制御部10b1bから描画制御部10b1aに描画開始指示が送られると、描画制御部10b1aによって描画処理が開始される。詳細には、例えば、描画制御部10b1aからショットデータ生成部10b1cにストライプ情報要求が送られ、ショットデータ生成部10b1cから描画制御部10b1aにストライプ情報が送られる。例えば、描画制御部10b1aでは、ストライプ情報に基づき、描画中の可動ステージ10a2aの移動速度、その移動速度まで加速するために必要な可動ステージ10a2aの助走距離、各ストライプSTR1,STR2,STR3,・・(図5参照)内に荷電粒子ビーム10a1b(図5参照)が最初に照射される位置などが算出される。
更に、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、動作要求のうちのショット開始要求(図2参照)が、描画制御部10b1aから偏向制御部10b1eに送られる。また、例えば、動作要求のうちの描画移動要求(図2参照)と折り返し移動要求(図2参照)とが、それぞれ単独で描画制御部10b1aからステージ制御部10b1fに送られる。つまり、図1および図2に示す例では、描画制御部10b1aからステージ制御部10b1fに送られる描画移動要求と折り返し移動要求とが分離されている。詳細には、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによって試料M全体にパターンを描画するために、ストライプSTR1,STR2,STR3,・・(図5参照)毎に繰り返して、描画制御部10b1aから偏向制御部10b1eにショット開始要求が送られ、描画制御部10b1aからステージ制御部10b1fに描画移動要求と折り返し移動要求とが送られる。
また、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、制御部10bの制御計算機10b1の描画制御部10b1aから偏向制御部10b1eにショット開始要求が送られると、ショットバッファ10b1dに一時的に格納されていたショットデータが偏向制御部10b1eに送られる。次いで、例えば、ショットデータに基づいて偏向制御部10b1eによって偏向器10a1c,10a1d,10a1e,10a1fが制御され、その結果、荷電粒子銃10a1aからの荷電粒子ビーム10a1bが試料M上の所望の位置に照射される。
詳細には、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、制御部10bの制御計算機10b1のショットデータ生成部10b1cにより生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1eによって偏向制御回路10b2を介してブランキング偏向器10a1cを制御することにより、荷電粒子銃10a1aから照射された荷電粒子ビーム10a1bが、例えば第1成形アパーチャ10a1lの開口10a1l’(図3(A)参照)を透過せしめられて試料Mに照射されるか、あるいは、例えば第1成形アパーチャ10a1lの開口10a1l’以外の部分によって遮られて試料Mに照射されないかが、切り換えられる。つまり、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、ブランキング偏向器10a1cを制御することにより、例えば、荷電粒子ビーム10a1bの照射時間を制御することができる。
また、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、制御部10bの制御計算機10b1のショットデータ生成部10b1cにより生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1eによって偏向制御回路10b3を介してビーム寸法可変偏向器10a1dを制御することにより、第1成形アパーチャ10a1lの開口10a1l’(図3(A)参照)を透過せしめられた荷電粒子ビーム10a1bが、ビーム寸法可変偏向器10a1dによって偏向される。次いで、ビーム寸法可変偏向器10a1dによって偏向された荷電粒子ビーム10a1bの全部または一部が、第2成形アパーチャ10a1mの開口10a1m’(図3(A)参照)を透過せしめられる。つまり、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、ビーム寸法可変偏向器10a1dによって荷電粒子ビーム10a1bが偏向される量、向きなどを調整することにより、試料Mに照射される荷電粒子ビーム10a1bの大きさ、形状などを調整することができる。
図3は第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10において荷電粒子ビーム10a1bの1回のショットで試料M上に描画することができるパターンPの一例を説明するための図である。第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図3(A)に示すように、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上にパターンP(図3(A)参照)が描画される時に、荷電粒子銃10a1a(図1参照)から照射された荷電粒子ビーム10a1bの一部が、第1成形アパーチャ10a1lの例えば正方形の開口10a1l’(図3(A)参照)を透過せしめられる。その結果、第1成形アパーチャ10a1lの開口10a1l’を透過せしめられた荷電粒子ビーム10a1bの水平断面形状が、例えば概略正方形になる。次いで、第1成形アパーチャ10a1lの開口10a1l’を透過せしめられた荷電粒子ビーム10a1bの全部または一部が、第2成形アパーチャ10a1mの開口10a1m’(図3(A)参照)を透過せしめられる。
また、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図3(A)に示すように、例えば、第1成形アパーチャ10a1lの開口10a1l’(図3(A)参照)を透過せしめられた荷電粒子ビーム10a1bを偏向器10a1d(図1参照)によって偏向することにより、第2成形アパーチャ10a1mの開口10a1m’(図3(A)参照)を透過せしめられる荷電粒子ビーム10a1bの水平断面形状を、例えば矩形(正方形または長方形)にしたり、例えば三角形にしたりすることができる。
更に、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図3(A)に示すように、例えば、第2成形アパーチャ10a1mの開口10a1m’(図3(A)参照)を透過せしめられた荷電粒子ビーム10a1bを、試料M上の所定の位置に所定の照射時間だけ照射し続けることにより、第2成形アパーチャ10a1mの開口10a1m’(図3(A)参照)を透過せしめられた荷電粒子ビーム10a1bの水平断面形状と概略同一形状のパターンP(図3(A)参照)を試料M上に描画することができる。
つまり、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図3(A)に示すように、第1成形アパーチャ10a1lの開口10a1l’(図3(A)参照)を透過せしめられた荷電粒子ビーム10a1bが偏向器10a1d(図1参照)によって偏向される量および向きを偏向制御部10b1e(図2参照)によって制御することにより、例えば、図3(B)に示すような最大サイズの概略正方形のパターンP、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)よりも小さい図3(C)、図3(D)および図3(E)に示すような概略矩形(正方形または長方形)のパターンP、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)よりも小さい図3(F)、図3(G)、図3(H)および図3(I)に示すような概略三角形のパターンPなどを、荷電粒子ビーム10a1bの1回のショットで試料M上に描画することができる。
更に、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、制御部10bの制御計算機10b1のショットデータ生成部10b1cにより生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1eによって偏向制御回路10b4を介して主偏向器10a1eを制御することにより、第2成形アパーチャ10a1mの開口10a1m’(図3(A)参照)を透過せしめられた荷電粒子ビーム10a1bが、主偏向器10a1eによって偏向される。
また、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、制御部10bの制御計算機10b1のショットデータ生成部10b1cにより生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1eによって偏向制御回路10b5を介して副偏向器10a1fを制御することにより、主偏向器10a1eによって偏向された荷電粒子ビーム10a1bが、副偏向器10a1fによって更に偏向される。つまり、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、主偏向器10a1eおよび副偏向器10a1fによって荷電粒子ビーム10a1bが偏向される量、向きなどを調整することにより、試料Mに照射される荷電粒子ビーム10a1bの照射位置を調整することができる。
更に、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1および図2に示すように、例えば、制御部10bの制御計算機10b1の描画制御部10b1aからステージ制御部10b1fにステージ移動要求(詳細には、後述する描画移動要求または折り返し移動要求)が送られると、ステージ制御部10b1fによって可動ステージ10a2aの移動が制御される。
図1および図2に示す例では、例えば、半導体集積回路の設計者などによって作成されたCADデータ(レイアウトデータ、設計データ)を荷電粒子ビーム描画装置10用のフォーマットに変換することにより得られた描画データDが、荷電粒子ビーム描画装置10の制御部10bの制御計算機10b1の(詳細には、ディストリビュータ、コンバータなどを介して)ショットデータ生成部10b1cに入力される。一般的に、CADデータ(レイアウトデータ、設計データ)には、多数の微小なパターンが含まれており、CADデータ(レイアウトデータ、設計データ)のデータ量はかなりの大容量になっている。更に、一般的に、CADデータ(レイアウトデータ、設計データ)を他のフォーマットに変換しようとすると、変換後のデータのデータ量は更に増大してしまう。この点に鑑み、荷電粒子ビーム描画装置10の制御部10bの制御計算機10b1のショットデータ生成部10b1cに入力される描画データDでは、データの階層化が採用され、描画データDのデータ量の圧縮化が図られている。
図4は図1および図2に示す描画データDの一例を概略的に示した図である。図4に示す例では、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10に適用される描画データD(図1および図2参照)が、例えば、チップ階層CP、チップ階層CPよりも下位のフレーム階層FR、フレーム階層FRよりも下位のブロック階層BL、ブロック階層BLよりも下位のセル階層CL、および、セル階層CLよりも下位の図形階層FGに階層化されている。
詳細には、図4に示す例では、例えば、チップ階層CPの要素の一部であるチップCP1が、フレーム階層FRの要素の一部である3個のフレームFR1,FR2,FR3に対応している。また、例えば、フレーム階層FRの要素の一部であるフレームFR2が、ブロック階層BLの要素の一部である18個のブロックBL00,・・,BL52に対応している。更に、例えば、ブロック階層BLの要素の一部であるブロックBL21が、セル階層CLの要素の一部である複数のセルCLA,CLB,CLC,CLD,・・に対応している。また、例えば、セル階層CLの要素の一部であるセルCLAが、図形階層FGの要素の一部である多数の図形FG1,FG2,・・に対応している。
第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図1、図2および図4に示すように、描画データD(図1および図2参照)に含まれる図形階層FG(図4参照)の多数の図形FG1,FG2,・・(図4参照)に対応するパターンが、荷電粒子ビーム10a1b(図1参照)によって試料M(図1参照)上に描画される。
図5は描画データDに含まれる図形FG1,FG2,・・に対応するパターンが荷電粒子ビーム10a1bによって描画される描画順序を説明するための図である。図5に示す例では、試料M上の描画領域が例えば6個の短冊状のストライプSTR1,STR2,STR3,STR4,STR5,STR6に仮想分割されている。
図5に示す例では、例えば、荷電粒子ビーム10a1bが、ストライプSTR1内をX軸のプラス側(図5の右側)からマイナス側(図5の左側)に向かって走査され、描画データD(図1および図2参照)に含まれる多数の図形(図示せず)に対応するパターンが荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上のストライプSTR1内に描画される。次いで、例えば、荷電粒子ビーム10a1bが、ストライプSTR2内をX軸のマイナス側(図5の左側)からプラス側(図5の右側)に向かって走査され、描画データD(図1参照)に含まれる多数の図形(図示せず)に対応するパターンが荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上のストライプSTR2内に描画される。次いで、同様に、描画データD(図1参照)に含まれる多数の図形(図示せず)に対応するパターンが荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上のストライプSTR3,STR4,STR5,STR6内に描画される。
詳細には、図5に示す例では、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上のストライプSTR1内にパターンが描画される時、可動ステージ10a2a(図1参照)がX軸のマイナス側(図5の左側)からプラス側(図5の右側)に向かってストライプSTR1の長手方向(図5の左右方向)に移動するように、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)の描画制御部10b1a(図2参照)からの描画移動要求(図2参照)に基づき、ステージ制御部10b1f(図2参照)によってステージ制御回路10b6(図1参照)を介して可動ステージ10a2aが制御される。次いで、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上のストライプSTR2(図5参照)内にパターンが描画される前に、可動ステージ10a2aがY軸のプラス側(図5の上側)からマイナス側(図5の下側)に向かって少なくともストライプSTR1の短手方向(図5の上下方向)に移動するように、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)の描画制御部10b1a(図2参照)からの折り返し移動要求(図2参照)に基づき、ステージ制御部10b1f(図2参照)によってステージ制御回路10b6を介して可動ステージ10a2aが制御される。
次いで、図5に示す例では、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上のストライプSTR2内にパターンが描画される時、可動ステージ10a2a(図1参照)がX軸のプラス側(図5の右側)からマイナス側(図5の左側)に向かってストライプSTR2の長手方向(図5の左右方向)に移動するように、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)の描画制御部10b1a(図2参照)からの描画移動要求(図2参照)に基づき、ステージ制御部10b1f(図2参照)によってステージ制御回路10b6(図1参照)を介して可動ステージ10a2aが制御される。
図6は描画データDに含まれる図形FG1,FG2,・・に対応するパターンP1,P2,・・が荷電粒子ビーム10a1bによって描画される描画順序の一例を詳細に説明するための図である。
図6に示す例では、例えば、試料M(図5参照)のストライプSTR1,STR2,STR3,STR4,STR5,STR6(図5参照)内の領域が、サブフィールドSFn,SFn+1,・・と呼ばれる複数の矩形の仮想領域によって更に分割されている。詳細には、図6に示す例では、例えば、描画データD(図1参照)に含まれる図形FG1(図4参照)に対応するパターンP1が荷電粒子ビーム10a1bによって描画される場合、まず最初に、例えば、荷電粒子ビーム10a1bがサブフィールドSFn内に照射されるように、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)のショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1e(図2参照)によって偏向制御回路10b4(図1参照)を介して主偏向器10a1e(図1参照)が制御される。
次いで、図6に示す例では、例えば、主偏向器10a1e(図1参照)の制御が完了すると(主偏向器10a1eのセトリング時間が経過すると)、荷電粒子ビーム10a1bによってパターンP1が描画されるように、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)のショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1e(図2参照)によって偏向制御回路10b5(図1参照)を介して副偏向器10a1f(図1参照)が制御される。次いで、例えば、副偏向器10a1fの制御が完了した時(副偏向器10a1fのセトリング時間が経過した時)にパターンP1を描画するための荷電粒子ビーム10a1bの照射が開始されるように、制御部10bの制御計算機10b1のショットデータ生成部10b1cによって生成されたショットデータに基づき、制御部10bの制御計算機10b1の偏向制御部10b1eによって偏向制御回路10b2(図1参照)を介してブランキング偏向器10a1c(図1参照)が制御される。
次いで、図6に示す例では、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによるパターンP1の描画が終了すると、荷電粒子ビーム10a1bの照射が停止されるように、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)のショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1e(図2参照)によって偏向制御回路10b2(図1参照)を介してブランキング偏向器10a1c(図1参照)が制御される。次いで、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによってパターンP2が描画されるように、制御部10bの制御計算機10b1のショットデータ生成部10b1cによって生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1eによって偏向制御回路10b5(図1参照)を介して副偏向器10a1f(図1参照)が制御され、パターンP1の描画と同様にパターンP2の描画が実行される。
次いで、図6に示す例では、例えば、サブフィールドSFn内のすべてのパターンP1,P2,・・の描画が終了すると、荷電粒子ビーム10a1bがサブフィールドSFn+1内に照射されるように、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)のショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1e(図2参照)によって偏向制御回路10b4(図1参照)を介して主偏向器10a1e(図1参照)が制御される。
次いで、図6に示す例では、例えば、主偏向器10a1e(図1参照)の制御が完了すると(主偏向器10a1eのセトリング時間が経過すると)、荷電粒子ビーム10a1bによってパターンP11が描画されるように、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)のショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1e(図2参照)によって偏向制御回路10b5(図1参照)を介して副偏向器10a1f(図1参照)が制御され、パターンP1,P2の描画と同様にパターンP11の描画が実行される。
次いで、図6に示す例では、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによるパターンP11の描画が終了すると、荷電粒子ビーム10a1bの照射が停止されるように、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)のショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1e(図2参照)によって偏向制御回路10b2(図1参照)を介してブランキング偏向器10a1c(図1参照)が制御される。次いで、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによってパターンP12が描画されるように、制御部10bの制御計算機10b1のショットデータ生成部10b1cによって生成されたショットデータに基づき、偏向制御部10b1eによって偏向制御回路10b5(図1参照)を介して副偏向器10a1f(図1参照)が制御され、パターンP1,P2,P11の描画と同様にパターンP12の描画が実行される。
図7は描画データDに含まれる図形FG1に対応するパターンP1が荷電粒子ビーム10a1bによって描画される描画順序の一例を示した図である。詳細には、図7は第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10において描画データDに含まれる図形FG1に対応するパターンP1を荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上に描画するために必要な荷電粒子ビーム10a1bのショット数の一例を説明するための図である。
第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば描画データD(図1および図2参照)に含まれる図形FG1(図4参照)に対応するパターンP1(図6参照)が、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)よりも大きい場合などに、図7に示すように、複数回の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットが行われる。換言すれば、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば描画データD(図1および図2参照)に含まれる図形FG1(図4参照)に対応するパターンP1(図6参照)が、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)よりも大きい場合などに、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)のショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって、描画データD(図1および図2参照)に含まれる図形FG1(図4参照)が、パターンP1a,P1b,P1c,P1d,P1e,P1f,P1g,P1h,P1iに対応する複数の小さい図形(図示せず)に描画データ上で分割され、ショットデータが生成される。この分割処理が、一般に、「ショット分割」、「図形分割」などと呼ばれている。
詳細には、図7に示す例では、例えば、まず最初に、図7(A)に示すように、1回目の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットにより、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)と同一形状のパターンP1aが試料M上に描画される。
更に詳細には、図7に示す例では、例えば、荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)をサブフィールドSFn(図6参照)に位置決めするための制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)の偏向制御部10b1e(図2参照)による主偏向器10a1e(図1参照)の制御が完了すると(主偏向器10a1eのセトリング時間が経過すると)、1回目の荷電粒子ビーム10a1bのショットによってパターンP1a(図7(A)参照)が描画されるように、ショットデータに基づいて偏向制御部10b1e(図2参照)によって偏向制御回路10b5(図1参照)を介して副偏向器10a1f(図1参照)が制御される。
次いで、例えば、制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)の偏向制御部10b1e(図2参照)による副偏向器10a1f(図1参照)の制御が完了した時(副偏向器10a1fのセトリング時間が経過した時)にパターンP1a(図7(A)参照)を描画するための荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットが開始されるように、ショットデータに基づいて偏向制御部10b1e(図2参照)によって偏向制御回路10b2(図1参照)を介してブランキング偏向器10a1c(図1参照)が制御される。また、例えば、偏向制御部10b1eによる副偏向器10a1fの制御が完了した時(副偏向器10a1fのセトリング時間が経過した時)にパターンP1aを描画するための水平断面形状を有する荷電粒子ビーム10a1bが照射されるように、ショットデータに基づいて偏向制御部10b1eによって偏向制御回路10b3(図1参照)を介してビーム寸法可変偏向器10a1d(図1参照)が制御される。
次いで、例えば、パターンP1a(図7(A)参照)を描画するための荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)の照射時間が終了すると、荷電粒子ビーム10a1bの照射が停止されるように、ショットデータに基づいて制御部10b(図1参照)の制御計算機10b1(図1参照)の偏向制御部10b1e(図2参照)によって偏向制御回路10b2(図1参照)を介してブランキング偏向器10a1c(図1参照)が制御される。
次いで、図7に示す例では、例えば、図7(B)に示すように、2回目の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットにより、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)と同一形状のパターンP1bが試料M上に描画される。次いで、図7に示す例では、例えば、図7(C)に示すように、3回目の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットにより、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)より小さいパターンP1cが試料M上に描画される。
次いで、図7に示す例では、例えば、図7(D)に示すように、4回目の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットにより、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)と同一形状のパターンP1dが試料M上に描画される。次いで、図7に示す例では、例えば、図7(E)に示すように、5回目の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットにより、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)と同一形状のパターンP1eが試料M上に描画される。次いで、図7に示す例では、例えば、図7(F)に示すように、6回目の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットにより、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)より小さいパターンP1fが試料M上に描画される。
次いで、図7に示す例では、例えば、図7(G)に示すように、7回目の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットにより、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)より小さいパターンP1gが試料M上に描画される。次いで、図7に示す例では、例えば、図7(H)に示すように、8回目の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットにより、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)より小さいパターンP1hが試料M上に描画される。次いで、図7に示す例では、例えば、図7(I)に示すように、9回目の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットにより、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)より小さいパターンP1iが試料M上に描画される。
その結果、図7に示す例では、描画データD(図1および図2参照)に含まれる図形FG1(図4参照)に対応するパターンP1が、荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)によって試料M上に描画される。
図7に示す例では、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)と同一形状のパターンP1a,P1b,P1d,P1eを描画する荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットを4回行っても試料M上にパターンP1を描画することができず、試料M上にパターンP1を描画するためには9回の荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)のショットが必要であることをわかりやすく説明するために、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)と同一形状のパターンP1a,P1b,P1d,P1eを描画する荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)の4回のショットと、最大サイズのパターンP(図3(B)参照)より小さいパターンP1c,P1f,P1g,P1h,P1iを描画する荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)の5回のショットとにショット分割されている。実際の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えばパターンP1i(図7(I)参照)のような微小パターンの描画を回避するように、ショット分割が実行される。つまり、例えば、荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)の9回のショットによってパターンP1(図7(I)参照)を描画する場合には、パターンP1をX方向(図7の左右方向)3列×Y方向(図7の上下方向)3列に9等分したパターンが、荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)の1回のショットによって描画される。
詳細には、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図7(A)〜図7(I)に示すように、描画データD(図1および図2参照)に含まれる図形FG1(図4参照)に対応するパターンP1が、荷電粒子ビーム10a1b(図3(A)参照)によって試料M上のストライプSTR2(図5および図6参照)内に描画されている期間中、例えば、可動ステージ10a2a(図1参照)がX軸のプラス側(図5の右側)からマイナス側(図5の左側)に向かってストライプSTR2の長手方向(図5の左右方向)に移動するように、描画制御部10b1a(図2参照)からステージ制御部10b1f(図2参照)に送られた描画移動要求(図2参照)に基づいて、ステージ制御部10b1fによってステージ制御回路10b6(図1参照)を介して可動ステージ10a2aが制御される。
また、図5に示す例では、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上のストライプSTR1内に多数のパターン(図示せず)が描画されている期間中、例えば、可動ステージ10a2a(図1参照)がX軸のマイナス側(図5の左側)からプラス側(図5の右側)に向かってストライプSTR1の長手方向(図5の左右方向)に移動するように、描画制御部10b1a(図2参照)からステージ制御部10b1f(図2参照)に送られた描画移動要求(図2参照)に基づいて、ステージ制御部10b1fによってステージ制御回路10b6(図1参照)を介して可動ステージ10a2aが制御される。
同様に、図5に示す例では、例えば、荷電粒子ビーム10a1bによって試料M上のストライプSTR3内に多数のパターン(図示せず)が描画されている期間中、例えば、可動ステージ10a2a(図1参照)がX軸のマイナス側(図5の左側)からプラス側(図5の右側)に向かってストライプSTR3の長手方向(図5の左右方向)に移動するように、描画制御部10b1a(図2参照)からステージ制御部10b1f(図2参照)に送られた描画移動要求(図2参照)に基づいて、ステージ制御部10b1fによってステージ制御回路10b6(図1参照)を介して可動ステージ10a2aが制御される。
図8〜図11は図1に示す可動ステージ10a2aの動きを詳細に説明するための図である。図8〜図11において、Aは主偏向器10a1eおよび副偏向器10a1fによって荷電粒子ビーム10a1bを偏向することにより、可動ステージ10a2aに載置された試料M上に荷電粒子ビーム10a1bを照射することができる領域を示している。また、STR1RはストライプSTR1(図5参照)の枠の右端を示しており、STR1LはストライプSTR1の枠の左端を示している。更に、STR2RはストライプSTR2(図5参照)の枠の右端を示しており、STR2LはストライプSTR2の枠の左端を示している。また、STR3RはストライプSTR3(図5参照)の枠の右端を示しており、STR3LはストライプSTR3の枠の左端を示している。更に、STR4RはストライプSTR4(図5参照)の枠の右端を示している。
図5および図8〜図11に示す例では、まず最初に、ストライプSTR1(図5、図8および図9参照)に関する描画移動要求(図2参照)が、描画制御部10b1a(図2参照)からステージ制御部10b1f(図2参照)に発行される。詳細には、荷電粒子ビーム10a1b(図5、図8(B)および図9(A)参照)によるストライプSTR1(図5、図8および図9参照)に対するパターンの描画の開始時までに、ショットデータ生成部10b1c(図2参照)から描画制御部10a1a(図2参照)に送られたストライプSTR1に関するストライプ情報に基づいて、ストライプSTR1内に荷電粒子ビーム10a1b(図8(B)参照)が最初に照射される位置PF1’(図8(A)参照)が算出される。また、荷電粒子ビーム10a1b(図5、図8(B)および図9(A)参照)によるストライプSTR1に対するパターンの描画中の可動ステージ10a2a(図8および図9参照)の移動速度が算出される。更に、その移動速度まで加速するために必要な可動ステージ10a2aの助走距離ΔX1a(図8(A)参照)が算出される。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、荷電粒子ビーム10a1b(図8(B)参照)によるストライプSTR1(図5、図8および図9参照)に対するパターンの描画の開始時に、可動ステージ10a2a(図8(A)参照)が、図8(A)に示すストライプSTR1に関する描画移動開始位置に配置される。つまり、可動ステージ10a2aがストライプSTR1に関する描画移動開始位置に配置されている状態では、領域Aが図8(A)に示す位置に位置する。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、可動ステージ10a2a(図8および図9参照)がX軸のマイナス側(図8の左側)からプラス側(図8の右側)に向かってストライプSTR1(図5、図8および図9参照)の長手方向(図8の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動が開始される。更に、描画制御部10b1a(図2参照)から偏向制御部10b1e(図2参照)に送られたショット開始要求(図2参照)に基づいて、荷電粒子ビーム10a1b(図8(B)および図9(A)参照)をストライプSTR1内に照射するために偏向器10a1c,10a1d,10a1e,10a1f(図1参照)が制御される。詳細には、ストライプSTR1内に最初に照射された荷電粒子ビーム10a1b(図8(B)参照)によって、パターンPF1(図8(B)参照)が試料M(図8(B)参照)上のストライプSTR1内に描画される。
つまり、図5および図8〜図11に示す例では、ストライプSTR1(図5、図8および図9参照)の右端の領域のうち、パターンPF1(図8(C)参照)よりも右側の部分が、NULL領域(パターンが描画されない領域)N1R(図8(C)参照)になる。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、可動ステージ10a2a(図8および図9参照)がX軸のマイナス側(図8の左側)からプラス側(図8の右側)に向かってストライプSTR1(図5、図8および図9参照)の長手方向(図8の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動中に、荷電粒子銃10a1a(図1参照)から照射され偏向器10a1d,10a1e,10a1f(図1参照)により偏向された荷電粒子ビーム10a1b(図1および図5参照)によって、試料M(図5参照)上のストライプSTR1(図5参照)内にパターンが描画される。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、可動ステージ10a2a(図8および図9参照)がX軸のマイナス側(図9の左側)からプラス側(図9の右側)に向かってストライプSTR1(図5、図8および図9参照)の長手方向(図9の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動中に、ストライプSTR1内に最後に照射された荷電粒子ビーム10a1b(図9(A)参照)によって、パターンPL1(図9(A)参照)が試料M(図9(A)参照)上のストライプSTR1内に描画される。
つまり、図5および図8〜図11に示す例では、ストライプSTR1(図5、図8および図9参照)の左端の領域のうち、パターンPL1(図9(B)参照)よりも左側の部分が、NULL領域(パターンが描画されない領域)N1L(図9(B)参照)になる。
詳細には、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、ショットデータ生成部10b1c(図2参照)からショットバッファ10b1d(図2参照)を介して偏向制御部10b1e(図2参照)に送られたストライプSTR1(図5、図8および図9参照)内に最後に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図9(A)参照)のショットデータにストライプエンドデータ(図示せず)が付属されている。
そのため、図5および図8〜図11に示す例では、このストライプエンドデータが偏向制御部10b1e(図2参照)によって検出された時に、偏向制御部10b1eからステージ制御部10b1f(図2参照)にストライプSTR1のストライプエンド信号(図2参照)が通知される。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、偏向制御部10b1e(図2参照)からステージ制御部10b1f(図2参照)に通知されたストライプSTR1(図5、図8および図9参照)のストライプエンド信号(図2参照)に基づき、ストライプSTR1(図9(A)参照)内に最後に照射された荷電粒子ビーム10a1b(図9(A)参照)によってパターンPL1(図9(A)参照)が試料M(図9(A)参照)上のストライプSTR1内に描画された後に、可動ステージ10a2a(図8および図9参照)がX軸のマイナス側(図9の左側)からプラス側(図9の右側)に向かってストライプSTR1の長手方向(図9の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動が、概略図9(A)に示す状態で停止される。
つまり、図5および図8〜図11に示す例では、ストライプSTR1(図9(A)参照)の枠の左端STR1L(図9(A)参照)が領域A(図9(A)参照)内に入るまでX軸のマイナス側(図9の左側)からプラス側(図9の右側)に向かう可動ステージ10a2a(図9(A)参照)の描画移動が継続されるのではなく、ストライプSTR1の枠の左端STR1Lが領域A内に入っていない図9(A)に示す状態で、X軸のマイナス側からプラス側に向かう可動ステージ10a2aの描画移動が停止される。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、X軸のマイナス側(図9の左側)からプラス側(図9の右側)に向かう可動ステージ10a2a(図9(A)参照)の描画移動の停止後に、ステージ制御部10b1f(図2参照)の折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)が参照される。
第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、ストライプSTR1(図8(B)参照)内に最初に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図8(B)参照)のショットデータがショットデータ生成部10b1c(図2参照)からショットバッファ10b1d(図2参照)を介して偏向制御部10b1e(図2参照)に送られる段階で、ストライプSTR2(図5および図9(C)参照)に関する可動ステージ10a2a(図9(C)参照)の仮の描画移動開始位置が設定され、その仮の描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aを折り返し移動させるための折り返し移動要求が、描画制御部10b1a(図2参照)によって発行され、ステージ制御部10b1f(図2参照)の折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)に格納される。
詳細には、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、ストライプSTR2(図9(C)参照)の枠の左端STR2L(図9(C)参照)が領域A(図9(C)参照)よりも右側に位置するように、ストライプSTR2(図5および図9(C)参照)に関する可動ステージ10a2a(図9(C)参照)の仮の描画移動開始位置が設定される。
つまり、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図9(A)に示す状態で可動ステージ10a2a(図9(A)参照)の描画移動が停止され、ステージ制御部10b1f(図2参照)の折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)が参照された段階で、未だ図9(C)に示すストライプSTR2(図5および図9(C)参照)に関する可動ステージ10a2a(図9(C)参照)の描画移動開始位置が確定していない場合には、図9(A)に示すストライプSTR1に関する可動ステージ10a2aの描画移動停止位置から上述したストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの仮の描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動が開始される。
更に、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、図9(A)に示すストライプSTR1(図9(A)参照)に関する可動ステージ10a2a(図9(A)参照)の描画移動停止位置からストライプSTR2(図9(C)参照)に関する可動ステージ10a2aの仮の描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動の実行中に、図9(C)に示すストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が確定し、それに伴って、折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)に格納されている折り返し移動要求が変更(上書き)された場合に、ストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が、仮の描画移動開始位置から図9(C)に示す描画移動開始位置に変更される。
詳細には、この場合には、例えば、変更前の折り返し移動要求に基づいて、仮の描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動が開始され、その折り返し移動の実行中に折り返し移動要求が変更されると、可動ステージ10a2aの折り返し移動が停止され、次いで、変更後の折り返し移動要求に基づいて、図9(C)に示す描画移動開始位置に向かって可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動が開始される。
更に詳細には、図5および図8〜図11に示す例では、例えば、図9(C)に示すストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が確定する段階で、ショットデータ生成部10b1c(図2参照)から描画制御部10a1a(図2参照)に送られたストライプSTR2に関するストライプ情報に基づいて、ストライプSTR2内に荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)参照)が最初に照射される位置PF2’(図9(C)参照)が算出される。また、荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)および図10(B)参照)によるストライプSTR2に対するパターンの描画中の可動ステージ10a2a(図9および図10参照)の移動速度が算出される。更に、その移動速度まで加速するために必要な可動ステージ10a2aの助走距離ΔX2a(図9(C)参照)が算出される。
また、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、可動ステージ10a2a(図8および図9参照)がX軸のマイナス側(図8および図9の左側)からプラス側(図8および図9の右側)に向かってストライプSTR1(図5、図8および図9参照)の長手方向(図8および図9の左右方向)に移動せしめられるストライプSTR1に関する可動ステージ10a2aの描画移動の実行中に、図9(C)に示すストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が確定し、それに伴って、折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)に格納されている折り返し移動要求が変更(上書き)された場合にも、ストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が、仮の描画移動開始位置から図9(C)に示す描画移動開始位置に変更される。
詳細には、この場合には、例えば、変更後の折り返し移動要求に基づいて、図9(A)に示すストライプSTR1に関する可動ステージ10a2aの描画移動停止位置から図9(C)に示すストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動が実行される。更に詳細には、図9に示す例では、例えば、可動ステージ10a2aの折り返し移動の実行中に、可動ステージ10a2aが、ストライプSTR2の幅寸法分ΔY12(図9(C)参照)だけY軸のプラス側(図9の上側)からマイナス側(図9の下側)に向かってストライプSTR2の短手方向(図9の上下方向)に移動せしめられると同時に、ΔX12(図9(C)参照)だけX軸のマイナス側(図9の左側)からプラス側(図9の右側)に向かってストライプSTR2の長手方向(図9の左右方向)に移動せしめられる。
このようにして、図5および図8〜図11に示す例では、荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)参照)によるストライプSTR2(図9および図10参照)に対するパターンの描画の開始時に、可動ステージ10a2a(図9(C)参照)が、図9(C)に示すストライプSTR2に関する描画移動開始位置に配置される。つまり、可動ステージ10a2aがストライプSTR2に関する描画移動開始位置に配置されている状態では、領域Aが図9(C)に示す位置に位置する。例えば、可動ステージ10a2aが図9(C)に示すストライプSTR2に関する描画移動開始位置に配置された時に、折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)に格納されていた折り返し移動要求が削除される。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、例えば、描画制御部10b1a(図2参照)からステージ制御部10b1f(図2参照)に発行されたストライプSTR2(図5、図8および図9参照)に関する描画移動要求(図2参照)に基づいて、可動ステージ10a2a(図9および図10参照)がX軸のプラス側(図9の右側)からマイナス側(図9の左側)に向かってストライプSTR2(図5、図9および図10参照)の長手方向(図9の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動が開始される。更に、描画制御部10b1a(図2参照)から偏向制御部10b1e(図2参照)に送られたショット開始要求(図2参照)に基づいて、荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)および図10(B)参照)をストライプSTR2内に照射するために偏向器10a1c,10a1d,10a1e,10a1f(図1参照)が制御される。詳細には、ストライプSTR2内に最初に照射された荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)参照)によって、パターンPF2(図9(D)参照)が試料M(図9(D)参照)上のストライプSTR2内に描画される。
つまり、図5および図8〜図11に示す例では、ストライプSTR2(図5、図9および図10参照)の左端の領域のうち、パターンPF2(図10(A)参照)よりも左側の部分が、NULL領域(パターンが描画されない領域)N2L(図10(A)参照)になる。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、可動ステージ10a2a(図9および図10参照)がX軸のプラス側(図10の右側)からマイナス側(図10の左側)に向かってストライプSTR2(図5、図9および図10参照)の長手方向(図10の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動中に、荷電粒子銃10a1a(図1参照)から照射され偏向器10a1d,10a1e,10a1f(図1参照)により偏向された荷電粒子ビーム10a1b(図1および図5参照)によって、試料M(図5参照)上のストライプSTR2(図5参照)内にパターンが描画される。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、可動ステージ10a2a(図9および図10参照)がX軸のプラス側(図10の右側)からマイナス側(図10の左側)に向かってストライプSTR2(図5、図9および図10参照)の長手方向(図10の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動中に、ストライプSTR2内に最後に照射された荷電粒子ビーム10a1b(図10(B)参照)によって、パターンPL2(図10(B)参照)が試料M(図10(B)参照)上のストライプSTR2内に描画される。
つまり、図5および図8〜図11に示す例では、ストライプSTR2(図5、図9および図10参照)の右端の領域のうち、パターンPL2(図10(C)参照)よりも右側の部分が、NULL領域(パターンが描画されない領域)N2R(図10(C)参照)になる。
詳細には、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、ショットデータ生成部10b1c(図2参照)からショットバッファ10b1d(図2参照)を介して偏向制御部10b1e(図2参照)に送られたストライプSTR2(図5、図9および図10参照)内に最後に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図10(B)参照)のショットデータにストライプエンドデータ(図示せず)が付属されている。
そのため、図5および図8〜図11に示す例では、このストライプエンドデータが偏向制御部10b1e(図2参照)によって検出された時に、偏向制御部10b1eからステージ制御部10b1f(図2参照)にストライプSTR2のストライプエンド信号(図2参照)が通知される。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、偏向制御部10b1e(図2参照)からステージ制御部10b1f(図2参照)に通知されたストライプSTR2(図5、図9および図10参照)のストライプエンド信号(図2参照)に基づき、ストライプSTR2(図10(B)参照)内に最後に照射された荷電粒子ビーム10a1b(図10(B)参照)によってパターンPL2(図10(B)参照)が試料M(図10(B)参照)上のストライプSTR2内に描画された後に、可動ステージ10a2a(図9および図10参照)がX軸のプラス側(図10の右側)からマイナス側(図10の左側)に向かってストライプSTR2の長手方向(図10の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動が、概略図10(B)に示す状態で停止される。
つまり、図5および図8〜図11に示す例では、ストライプSTR2(図10(B)参照)の枠の右端STR2R(図10(B)参照)が領域A(図10(B)参照)内に入るまでX軸のプラス側(図10の右側)からマイナス側(図10の左側)に向かう可動ステージ10a2a(図10(B)参照)の描画移動が継続されるのではなく、ストライプSTR2の枠の右端STR2Rが領域A内に入っていない図10(B)に示す状態で、X軸のプラス側からマイナス側に向かう可動ステージ10a2aの描画移動が停止される。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、X軸のプラス側(図10の右側)からマイナス側(図10の左側)に向かう可動ステージ10a2a(図10(B)参照)の描画移動の停止後に、ステージ制御部10b1f(図2参照)の折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)が参照される。
第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、ストライプSTR2(図9(D)参照)内に最初に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)参照)のショットデータがショットデータ生成部10b1c(図2参照)からショットバッファ10b1d(図2参照)を介して偏向制御部10b1e(図2参照)に送られる段階で、ストライプSTR3(図5および図10(D)参照)に関する可動ステージ10a2a(図10(D)参照)の仮の描画移動開始位置が設定され、その仮の描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aを折り返し移動させるための折り返し移動要求が、描画制御部10b1a(図2参照)によって発行され、ステージ制御部10b1f(図2参照)の折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)に格納される。
詳細には、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、ストライプSTR3(図10(D)参照)の枠の右端STR3R(図10(D)参照)が領域A(図10(D)参照)よりも左側に位置するように、ストライプSTR3(図5および図10(D)参照)に関する可動ステージ10a2a(図10(D)参照)の仮の描画移動開始位置が設定される。
つまり、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図10(B)に示す状態で可動ステージ10a2a(図10(B)参照)の描画移動が停止され、ステージ制御部10b1f(図2参照)の折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)が参照された段階で、未だ図10(D)に示すストライプSTR3(図5および図10(D)参照)に関する可動ステージ10a2a(図10(D)参照)の描画移動開始位置が確定していない場合には、図10(B)に示すストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動停止位置から上述したストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの仮の描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動が開始される。
更に、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、図10(B)に示すストライプSTR2(図10(B)参照)に関する可動ステージ10a2a(図10(B)参照)の描画移動停止位置からストライプSTR3(図10(D)参照)に関する可動ステージ10a2aの仮の描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動の実行中に、図10(D)に示すストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が確定し、それに伴って、折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)に格納されている折り返し移動要求が変更(上書き)された場合に、ストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が、仮の描画移動開始位置から図10(D)に示す描画移動開始位置に変更される。
詳細には、この場合には、例えば、変更前の折り返し移動要求に基づいて、仮の描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動が開始され、その折り返し移動の実行中に折り返し移動要求が変更されると、可動ステージ10a2aの折り返し移動が停止され、次いで、変更後の折り返し移動要求に基づいて、図10(D)に示す描画移動開始位置に向かって可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動が開始される。
更に詳細には、図5および図8〜図11に示す例では、例えば、図10(D)に示すストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が確定する段階で、ショットデータ生成部10b1c(図2参照)から描画制御部10a1a(図2参照)に送られたストライプSTR3に関するストライプ情報に基づいて、ストライプSTR3内に荷電粒子ビーム10a1b(図11(A)参照)が最初に照射される位置PF3’(図10(D)参照)が算出される。また、荷電粒子ビーム10a1b(図11(A)参照)によるストライプSTR3に対するパターンの描画中の可動ステージ10a2a(図10および図11参照)の移動速度が算出される。更に、その移動速度まで加速するために必要な可動ステージ10a2aの助走距離ΔX3a(図10(D)参照)が算出される。
また、第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、例えば、可動ステージ10a2a(図9および図10参照)がX軸のプラス側(図9および図10の左側)からマイナス側(図9および図10の右側)に向かってストライプSTR2(図5、図9および図10参照)の長手方向(図9および図10の左右方向)に移動せしめられるストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動の実行中に、図10(D)に示すストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が確定し、それに伴って、折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)に格納されている折り返し移動要求が変更(上書き)された場合にも、ストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置が、仮の描画移動開始位置から図10(D)に示す描画移動開始位置に変更される。
詳細には、この場合には、例えば、変更後の折り返し移動要求に基づいて、図10(B)に示すストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動停止位置から図10(D)に示すストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動が実行される。更に詳細には、図10に示す例では、例えば、可動ステージ10a2aの折り返し移動の実行中に、可動ステージ10a2aが、ストライプSTR3の幅寸法分ΔY23(図10(D)参照)だけY軸のプラス側(図10の上側)からマイナス側(図10の下側)に向かってストライプSTR3の短手方向(図10の上下方向)に移動せしめられると同時に、ΔX23(図10(D)参照)だけX軸のプラス側(図10の右側)からマイナス側(図10の左側)に向かってストライプSTR3の長手方向(図10の左右方向)に移動せしめられる。
このようにして、図5および図8〜図11に示す例では、荷電粒子ビーム10a1b(図11(A)参照)によるストライプSTR3(図10および図11参照)に対するパターンの描画の開始時に、可動ステージ10a2a(図10(D)参照)が、図10(D)に示すストライプSTR3に関する描画移動開始位置に配置される。つまり、可動ステージ10a2aがストライプSTR3に関する描画移動開始位置に配置されている状態では、領域Aが図10(D)に示す位置に位置する。例えば、可動ステージ10a2aが図10(D)に示すストライプSTR3に関する描画移動開始位置に配置された時に、折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)に格納されていた折り返し移動要求が削除される。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、例えば、描画制御部10b1a(図2参照)からステージ制御部10b1f(図2参照)に発行されたストライプSTR3(図5、図8および図9参照)に関する描画移動要求(図2参照)に基づいて、可動ステージ10a2a(図10および図11参照)がX軸のマイナス側(図10の左側)からプラス側(図10の右側)に向かってストライプSTR3(図5、図10および図11参照)の長手方向(図10の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動が開始される。更に、描画制御部10b1a(図2参照)から偏向制御部10b1e(図2参照)に送られたショット開始要求(図2参照)に基づいて、荷電粒子ビーム10a1b(図11(A)参照)をストライプSTR3内に照射するために偏向器10a1c,10a1d,10a1e,10a1f(図1参照)が制御される。詳細には、ストライプSTR3内に最初に照射された荷電粒子ビーム10a1b(図11(A)参照)によって、パターンPF3(図11(A)参照)が試料M(図11(A)参照)上のストライプSTR3内に描画される。
つまり、図5および図8〜図11に示す例では、ストライプSTR3(図5、図10および図11参照)の右端の領域のうち、パターンPF3(図11(B)参照)よりも右側の部分が、NULL領域(パターンが描画されない領域)N3R(図11(B)参照)になる。
次いで、図5および図8〜図11に示す例では、可動ステージ10a2a(図10および図11参照)がX軸のマイナス側(図11の左側)からプラス側(図11の右側)に向かってストライプSTR3(図5、図10および図11参照)の長手方向(図11の左右方向)に移動せしめられる可動ステージ10a2aの描画移動中に、荷電粒子銃10a1a(図1参照)から照射され偏向器10a1d,10a1e,10a1f(図1参照)により偏向された荷電粒子ビーム10a1b(図1および図5参照)によって、試料M(図5参照)上のストライプSTR3(図5参照)内にパターンが描画される。
すなわち、図5および図8〜図11に示す例では、例えば、ストライプSTR1(図9(A)参照)内に最後に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図9(A)参照)のショットデータがショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成される前に、つまり、図9(A)に示すストライプSTR1に関する可動ステージ10a2a(図9(A)参照)の描画移動停止位置が確定する前に、荷電粒子ビーム10a1b(図8(B)参照)による試料M(図8(B)参照)上のストライプSTR1内のパターンPF1,・・(図8(B)参照)の描画を開始することができる。
換言すれば、図5および図8〜図11に示す例では、例えば、ストライプSTR2(図9(D)参照)内に最初に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)参照)のショットデータがショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成される前に、つまり、図9(C)に示すストライプSTR2に関する可動ステージ10a2a(図9(C)参照)の描画移動開始位置が確定する前に、ストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの仮の描画移動開始位置を設定し、荷電粒子ビーム10a1b(図8(B)参照)による試料M(図8(B)参照)上のストライプSTR1内のパターンPF1,・・(図8(B)参照)の描画を開始することができる。
同様に、図5および図8〜図11に示す例では、例えば、ストライプSTR2(図10(B)参照)内に最後に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図10(B)参照)のショットデータがショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成される前に、つまり、図10(B)に示すストライプSTR2に関する可動ステージ10a2a(図10(B)参照)の描画移動停止位置が確定する前に、荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)参照)による試料M(図9(D)参照)上のストライプSTR2内のパターンPF2,・・(図9(D)参照)の描画を開始することができる。
換言すれば、図5および図8〜図11に示す例では、例えば、ストライプSTR3(図11(A)参照)内に最初に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図11(A)参照)のショットデータがショットデータ生成部10b1c(図2参照)によって生成される前に、つまり、図10(D)に示すストライプSTR3に関する可動ステージ10a2a(図10(D)参照)の描画移動開始位置が確定する前に、ストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの仮の描画移動開始位置を設定し、荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)参照)による試料M(図9(D)参照)上のストライプSTR2内のパターンPF2,・・(図9(D)参照)の描画を開始することができる。
図12は試料M上のストライプSTR1,STR2,STR3,STR4,STR5,STR6に対して相対移動する図8〜図11に示す領域Aの軌跡を概略的に示した図である。図12において、矢印A1はストライプSTR1に関する可動ステージ10a2a(図1参照)の描画移動中における領域A(図8(A)〜図9(A)参照)の軌跡を示している。矢印A12はストライプSTR1に関する可動ステージ10a2aの描画移動停止位置からストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動中における領域A(図9(A)〜図9(C)参照)の軌跡を示している。矢印A1’はストライプエンド信号(図2参照)が通知されない従来の荷電粒子ビーム描画装置10のストライプSTR1内に荷電粒子ビーム10a1b(図9(A)参照)が最後に照射された後の無駄な可動ステージ10a2aの描画移動中における領域Aの軌跡を示している。
また、図12において、矢印A2はストライプSTR2に関する可動ステージ10a2a(図1参照)の描画移動中における領域A(図9(C)〜図10(B)参照)の軌跡を示している。矢印A23はストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動停止位置からストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動中における領域A(図10(B)〜図10(D)参照)の軌跡を示している。矢印A2’はストライプエンド信号(図2参照)が通知されない従来の荷電粒子ビーム描画装置10のストライプSTR2内に荷電粒子ビーム10a1b(図10(B)参照)が最後に照射された後の無駄な可動ステージ10a2aの描画移動中における領域Aの軌跡を示している。
更に、図12において、矢印A3はストライプSTR3に関する可動ステージ10a2a(図1参照)の描画移動中における領域A(図10(D)参照)の軌跡を示している。矢印A34はストライプSTR3に関する可動ステージ10a2aの描画移動停止位置からストライプSTR4に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動中における領域Aの軌跡を示している。矢印A3’はストライプエンド信号(図2参照)が通知されない従来の荷電粒子ビーム描画装置10のストライプSTR3内に荷電粒子ビーム10a1bが最後に照射された後の無駄な可動ステージ10a2aの描画移動中における領域Aの軌跡を示している。
また、図12において、矢印A4はストライプSTR4に関する可動ステージ10a2a(図1参照)の描画移動中における領域Aの軌跡を示している。矢印A45はストライプSTR4に関する可動ステージ10a2aの描画移動停止位置からストライプSTR5に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動中における領域Aの軌跡を示している。矢印A4’はストライプエンド信号(図2参照)が通知されない従来の荷電粒子ビーム描画装置10のストライプSTR4内に荷電粒子ビーム10a1bが最後に照射された後の無駄な可動ステージ10a2aの描画移動中における領域Aの軌跡を示している。
更に、図12において、矢印A5はストライプSTR5に関する可動ステージ10a2a(図1参照)の描画移動中における領域Aの軌跡を示している。矢印A56はストライプSTR5に関する可動ステージ10a2aの描画移動停止位置からストライプSTR6に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置まで可動ステージ10a2aが移動せしめられる可動ステージ10a2aの折り返し移動中における領域Aの軌跡を示している。矢印A5’はストライプエンド信号(図2参照)が通知されない従来の荷電粒子ビーム描画装置10のストライプSTR5内に荷電粒子ビーム10a1bが最後に照射された後の無駄な可動ステージ10a2aの描画移動中における領域Aの軌跡を示している。
また、図12において、矢印A6はストライプSTR6に関する可動ステージ10a2a(図1参照)の描画移動中における領域Aの軌跡を示している。矢印A6’はストライプエンド信号(図2参照)が通知されない従来の荷電粒子ビーム描画装置10のストライプSTR6内に荷電粒子ビーム10a1bが最後に照射された後の無駄な可動ステージ10a2aの描画移動中における領域Aの軌跡を示している。
図8〜図12に示す例では、可動ステージ10a2a(図1参照)の描画移動要求(図2参照)と可動ステージ10a2aの折り返し移動要求(図2参照)とが分離されている。更に、ストライプSTR1に関する可動ステージ10a2a(図1参照)の描画移動開始時に、ストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの仮の描画移動開始位置を設定することができる。そのため、図8〜図12に示す例では、ストライプSTR2内に最初に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図9(D)参照)のショットデータが生成されておらず、ストライプSTR2に関する可動ステージ10a2aの描画移動開始位置(図9(C)参照)が決定していない状態で、ストライプSTR1に関する可動ステージ10a2aの描画移動を開始することができる。
また、図8〜図12に示す例では、ストライプSTR1内に最後に照射される荷電粒子ビーム10a1b(図9(A)参照)のショットデータにストライプエンドデータが付属されている。更に、そのストライプエンドデータが偏向制御部10b1e(図2参照)によって検出された時にステージ制御部10b1f(図2参照)に通知されるストライプエンド信号(図2参照)に基づき、図12中に矢印A1で示すようにストライプSTR1に関する可動ステージ10a2aの描画移動が停止され、図12中に矢印A12で示すように可動ステージ10a2aの折り返し移動が開始される。そのため、図8〜図12に示す例では、図12中に矢印A1’で示すように無駄なストライプSTR1に関する可動ステージ10a2aの描画移動が継続される場合よりも、可動ステージ10a2aの折り返し移動を早期に開始することができ、その結果、スループットを向上させることができる。
更に、図12に示す例では、図12中に矢印A6で示すストライプSTR6に関する可動ステージ10a2aの描画移動が停止された時に、折り返し移動要求格納部10b1f1(図2参照)に折り返し移動要求が格納されていない。そのため、ストライプSTR6に関する可動ステージ10a2aの描画移動が停止された後に可動ステージ10a2aの折り返し移動は実行されない。
図13は第3の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10の可動ステージ10a2aに載置された試料M上のストライプSTR1,STR2,STR3,STR4,STR5,STR6に対して相対移動する領域Aの軌跡を概略的に示した図である。
第1の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、図12に示すように、領域AがX軸のプラス側(図12の右側)からX軸のマイナス側(図12の左側)に向かってストライプSTR1,STR3,STR5に対して相対移動せしめられ、領域AがX軸のマイナス側(図12の左側)からX軸のプラス側(図12の右側)に向かってストライプSTR2,STR4,STR6に対して相対移動せしめられるが、第3の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置10では、代わりに、図13に示すように、領域AをX軸のマイナス側(図13の左側)からX軸のプラス側(図13の右側)に向かってストライプSTR1,STR2,STR3,STR4,STR5,STR6に対して相対移動させることも可能である。
第4の実施形態では、上述した第1から第3の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。