JP6295035B2 - 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、描画データの転送処理を描画処理の進行に合わせてリアルタイムに行なう描画装置および方法に関する。

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、電子ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）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８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。
可変成形型電子ビーム描画装置は、以下のように動作する。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、第１のアパーチャ４１０の開口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、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口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（ＶＳＢ方式）という。

電子ビーム描画装置では、外部から入力された描画データを所定の計算領域毎に複数の計算機に振り分け、複数の計算機で並列的にデータ変換処理することで、データ変換処理時間を短縮することが行われている（例えば、特許文献１参照）。並列にデータ変換処理されたデータは、転送処理装置に一度入力され、描画順に並び替え偏向制御用の回路へと転送される。そして、かかるデータに沿ってビーム偏向量が決定され、偏向されたビームが試料へと照射される。

特開２００８−２１８７６７号公報

電子ビーム描画装置では、例えば、２台の転送処理装置を使って、一方がデータ変換後のデータを入力する間に、他方が偏向制御回路へと既に入力済のデータを転送するといった動作を交互に繰り返す。これにより、偏向制御回路へのデータ転送を滞りなく行い、描画処理をスムーズに進めることが行われる。ここで、転送処理装置から偏向制御回路へのデータ転送が間に合わず、描画処理が停滞してしまうといった問題がある。

例えば、偏向制御回路に搭載するバッファの記憶容量があまり大きく設定されていない場合が挙げられる。かかる場合、多くの計算領域分のデータを予めデータ転送しておくことができないので、描画処理の進行に合わせて、順次、データ転送を行う必要がある。例えば、１台目の転送処理装置の１回の入力処理にかかる時間に対して、２台目の転送処理装置から偏向制御回路へのデータ転送量が少ないと、２台目の転送処理装置のデータ転送終了までに１台目の転送処理装置のデータ入力が間に合わず、次に１台目の転送処理装置が行う予定のデータ転送処理が停滞してしまうことに繋がる。その結果、転送処理装置から偏向制御回路へのデータ転送が間に合わず、描画処理が停滞してしまうことになる。

その他、例えば、２台目の転送処理装置がデータ転送中に、１台目の転送処理装置がデータ入力を行う際、予定していた１回の入力処理が終わったが、１台目の転送処理装置に搭載されているバッファにまだ余裕があったために２回目の入力処理を開始した場合が挙げられる。かかる場合、２台目の転送処理装置のデータ転送終了までに１台目の転送処理装置の２回目のデータ入力が終了しなかった場合、次に１台目の転送処理装置が行う予定のデータ転送処理が停滞してしまうことに繋がる。その結果、転送処理装置から偏向制御回路へのデータ転送が間に合わず、描画処理が停滞してしまうことになる。

そこで、本発明は、上述した問題点の少なくとも１つを克服し、偏向制御回路へのデータ転送を滞りなく行い、描画処理をスムーズに進めることが可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する複数の変換処理部と、
互いに一方相手がデータ転送処理中に、他方が、データ変換処理された、予め設定されたｎ個の処理領域よりも多いＮ個の処理領域分の処理データを並列に入力し、互いに一方がデータ入力処理中に、他方が（Ｎ−ｎ）個の処理領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、第１の転送処理の終了後に残りのｎ個の処理領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、に分けたデータ転送処理を行い、互いに一方がデータ入力処理を行う際、他方の第１の転送処理中において処理データの入力を開始し、第２の転送処理開始後にはさらなる新たな処理領域分の処理データの入力を行わない、第１と第２の転送部と、
第１と第２の転送部から転送された処理領域毎の処理データに沿って、荷電粒子ビームを偏向する偏向量を制御する偏向制御回路と、
偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する描画部と、
を備え、
上述したｎは、複数の変換処理部の１以上の変換処理部から第１と第２の転送部の一方への１回のデータ入力処理にかかる時間を第１と第２の転送部の他方から偏向制御回路への１つの処理領域分の処理データの転送にかかる時間で割った値以上の値に設定され、
前記複数の処理領域は、前記第１と第２の転送部が前記処理データを並列に入力する場合に、入力処理時間が入力される処理領域数に関わらず一定にできるサイズで分割されることを特徴とする。

本発明の他の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する複数の変換処理部と、
互いに一方が転送処理中に、他方が、データ変換処理された、描画処理順序が連続する予め設定されたｎ個以上の処理領域分の処理データを並列に入力し、互いに一方がデータ入力処理中に、他方が、描画処理順序が連続するｎ個以上の処理領域分の処理データを転送する、第１と第２の転送部と、
第１と第２の転送部から順に転送された処理領域毎の処理データに沿って、荷電粒子ビームを偏向する偏向量を制御する偏向制御回路と、
偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する描画部と、
を備え、
上述したｎは、複数の変換処理部の１以上の変換処理部から第１と第２の転送部の一方への１回のデータ入力処理にかかる時間を第１と第２の転送部の他方から偏向制御回路への１つの処理領域分の処理データの転送にかかる時間で割った値以上の値に設定され、
前記複数の処理領域は、前記第１と第２の転送部が前記処理データを並列に入力する場合に、入力処理時間が入力される処理領域数に関わらず一定にできるサイズで分割されることを特徴とする。

また、第１と第２の転送部は、上述したｎ個の処理領域よりも多いＮ個の処理領域分の処理データを転送する場合に、描画処理順序が連続する（Ｎ−ｎ）個の処理領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、第１の転送処理の終了後に描画処理順序が連続する残りのｎ個の処理領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、の２回に分けたデータ転送処理を行い、
第１と第２の転送部は、互いに一方が第１の転送処理と第２の転送処理とを行う場合に、他方がデータ入力処理を行う際、一方の第１の転送処理中において処理データの入力を開始し、第２の転送処理開始後にはさらなる新たな処理領域分の処理データの入力を行わないように構成すると好適である。

また、試料の描画領域は、短冊状に複数のストライプ領域に分割され、
描画部は、ストライプ領域毎に描画処理を行い、
第１と第２の転送部は、ストライプ領域毎に、当該ストライプ領域の終端の処理領域の処理データを入力が完了した際には、データ入力処理を終了し、
第１と第２の転送部は、ストライプ領域の終端の処理領域の処理データを転送する際には、入力された処理データがｎ個未満であっても転送処理を行うように構成すると好適である。

本発明の他の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
複数の変換処理部を用いて、試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する工程と、
第１の転送部が、データ変換処理された、予め設定されたｎ個の処理領域よりも多いＮ_１個の処理領域分の処理データを並列に入力する工程と、
第１の転送部が、（Ｎ_１−ｎ）個の処理領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、第１の転送処理の終了後に残りのｎ個の処理領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、に分けた偏向制御回路へのデータ転送処理を行う工程と、
第２の転送部が、第１の転送部による第１の転送処理中に、データ変換処理された、予め設定されたｎ個の処理領域よりも多いＮ_２個の処理領域分の処理データの並列入力を開始し、第２の転送処理開始後にはさらなる新たな処理領域分の処理データの入力を行わない工程と、
第２の転送部が、第１の転送部による第２の転送処理終了後、（Ｎ_２−ｎ）個の処理領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、第１の転送処理の終了後に残りのｎ個の処理領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、に分けた偏向制御回路への転送処理を行う工程と、
第１と第２の転送部から転送された処理領域毎の処理データに基づいて、荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する工程と、
を備え、
上述したｎは、複数の変換処理部の１以上の変換処理部から第１と第２の転送部の一方への１回のデータ入力処理にかかる時間を第１と第２の転送部の他方から偏向制御回路への１つの処理領域分の処理データの転送にかかる時間で割った値以上の値に設定され、
前記複数の処理領域は、前記第１と第２の転送部が前記処理データを並列に入力する場合に、入力処理時間が入力される処理領域数に関わらず一定にできるサイズで分割されることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、偏向制御回路へのデータ転送を滞りなく行うことができる。よって、描画処理をスムーズに進めることができる。

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。 実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 比較例におけるデータ入力とデータ転送のタイムチャートの一例である。 比較例におけるデータ入力とデータ転送のタイムチャートの他の一例である。 実施の形態１におけるデータ入力とデータ転送のタイムチャート図の一例である。 実施の形態１におけるデータ入力とデータ転送のタイムチャート図の他の一例である。 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。

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、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。

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である。特に、可変成形型の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、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、主偏向器２０８及び副偏向器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、描画時には描画対象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。

制御部１６０は、複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ、複数のデータ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂ、偏向制御回路１３０（偏向演算ユニット）、制御回路１３２、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ、複数のデータ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂ、偏向制御回路１３０、制御回路１３２、及び記憶装置１４０は、図示しないバスを介して互いに接続されている。

複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ内には、それぞれ、複数のＣＰＵ及び複数のメモリが配置されている。複数のデータ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂ内には、それぞれ、入力部３４、バッファメモリ３０及び転送部３２が配置される。偏向制御回路１３０内には、バッファメモリ４０及び偏向量演算部４２が配置される。

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を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、位置偏向用には、主偏向器２０８と副偏向器２０９の主副２段の多段偏向器を用いているが、１段の偏向器或いは３段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。

記憶装置１４０には、複数の図形パターンの位置およびサイズ等が定義された描画データが外部から入力され、記憶される。

図２は、実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０は、ｘ方向或いはｙ方向に主偏向器２０８で偏向可能な幅で短冊状の複数のストライプ領域２０に仮想分割される。また、各ストライプ領域２０は、ブロック状の複数の計算処理単位領域（ＤＰＢ）３０に分けられる。

図３は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図３において、実施の形態１における描画方法は、データ変換工程（Ｓ１０２）と、データ入力工程（Ｓ１０４）と、データ転送工程（Ｓ１０６）と、偏向量演算工程（Ｓ１２０）と、描画工程（Ｓ１２２）と、いう一例の工程を実施する。データ入力工程（Ｓ１０４ａ）とデータ転送工程（Ｓ１０６ａ）は、並列に実施される。データ入力工程（Ｓ１０４ｂ）とデータ転送工程（Ｓ１０６ｂ）は、並列に実施される。また、データ転送工程（Ｓ１０６ａ）は、その内部工程として、転送処理（１）工程（Ｓ１０８ａ）と転送処理（２）工程（Ｓ１１０ａ）とを実施する。データ転送工程（Ｓ１０６ｂ）は、その内部工程として、転送処理（１）工程（Ｓ１０８ｂ）と転送処理（２）工程（Ｓ１１０ｂ）とを実施する。

データ変換工程（Ｓ１０２）において、複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ（データ変換部或いは変換処理部の一例）は、試料１０１の描画領域１０が複数のＤＰＢ領域３１（処理領域）に仮想分割されたＤＰＢ領域３１毎に描画データを並列にデータ変換処理する。複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ内の各ＣＰＵは、それぞれ、記憶装置１４０からＤＰＢ領域３１単位で対応する描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。このように、並列にデータ処理を行うことで、高速にデータ処理を行うことができる。描画装置１００で図形パターンを描画するためには、１回のビームのショットで照射できるサイズに描画データに定義された各図形パターンを分割する必要がある。そこで、各複数のデータ変換部１１０ａ〜ｎ内の各ＣＰＵは、描画データが示す図形パターンを１回のビームのショットで照射できるサイズに分割してショット図形を生成する。そして、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種、図形サイズ、照射位置、及び照射量といった図形データが定義される。ここで、実施の形態１では、さらに、各ショットデータに描画順序を示す描画順番情報をヘッダに定義する。

各ショットデータでは、そのヘッダに描画順番情報が示される。例えば、ＤＰＢ情報が定義される。かかるＤＰＢ情報によって、描画順序が示される。例えば、ストライプ領域２０毎にＤＰＢ情報が定義される場合には、さらに、ストライプ領域情報も定義される。ＤＰＢ情報として、例えば、ＤＰＢアドレスを用いると好適である。そして、例えば、アドレスが示す位置が若い順のＤＰＢ毎に描画処理は進められる。或いは、例えば、ストライプ領域毎にアドレスが示す位置がストライプ領域の描画開始位置に近い順のＤＰＢ毎に描画処理は進められる。或いは、単に、複数のＤＰＢに対して、それぞれのＤＰＢの描画処理順にあたる番号が定義されてもよい。

そして、ヘッダの後に、例えば、図形種、図形サイズ、照射位置、及び照射量といった図形データが定義される。各データ変換部１１０ａ〜ｎ内の各ＣＰＵで計算されたショットデータは、各ＣＰＵに対応するメモリに記憶される。

各データ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂは、共に、データ入力（ショットデータの入力）とデータ転送（ショットデータの転送）とを交互に繰り返し行う。各データ転送計算機ユニット１２０は、共に、データ入力とデータ転送を同時には実施しない。そのため、２つのデータ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂの一方（例えばデータ転送計算機ユニット１２０ａ）がデータ入力を行っている間は、他方（例えばデータ転送計算機ユニット１２０ｂ）が偏向制御回路１３０へとデータ転送を行う。そして、かかる他方（例えばデータ転送計算機ユニット１２０ｂ）のデータ転送終了後、今度は他方（例えばデータ転送計算機ユニット１２０ｂ）がデータ入力を行っている間に、一方（例えばデータ転送計算機ユニット１２０ａ）が偏向制御回路１３０へとデータ転送を行う。かかる動作を繰り返す。かかる繰り返し動作により、偏向制御回路１３０へ滞りなくデータ転送を行うことができるはずである。しかしながら、偏向制御回路１３０へのデータ転送が間に合わず、描画処理が停滞してしまうといった問題がある。

図４は、比較例におけるデータ入力とデータ転送のタイムチャートの一例である。偏向制御回路に搭載するバッファの記憶容量があまり大きく設定されていない場合、多くのＤＰＢ領域分の処理データを予めデータ転送しておくことができないので、描画処理の進行に合わせて、順次、データ転送を行う必要がある。例えば、データ転送計算機ユニット１２０ａ（転送装置１）によりデータ転送を開始後、データ転送計算機ユニット１２０ｂ（転送装置２）によりデータ入力を開始する。しかし、例えば、データ転送計算機ユニット１２０ｂの１回の入力処理にかかる時間に対して、データ転送計算機ユニット１２０ａから偏向制御回路１３０へのデータ転送量が少ないと、データ転送計算機ユニット１２０ａのデータ転送終了までにデータ転送計算機ユニット１２０ｂのデータ入力が間に合わない。そのため、図４に示すように、データ転送計算機ユニット１２０ａのデータ転送終了からデータ転送計算機ユニット１２０ｂのデータ入力終了までに時間ΔＴのタイムラグが発生する。かかる停滞時間の発生により、描画装置１００ではリカバー動作を行うことになる。言い換えれば、描画処理を一旦停止し、少し手前の位置までステージを戻した上で、再度、データの到着を待って処理を再開する。かかるリカバー動作にかかる時間分、描画処理が停滞してしまうことになる。

図５は、比較例におけるデータ入力とデータ転送のタイムチャートの他の一例である。図５では、データ転送計算機ユニット１２０ａ（転送装置１）がデータ転送中に、データ転送計算機ユニット１２０ｂ（転送装置２）がデータ入力を行う際、予定していた１回の入力処理（第１データの入力処理）が終わったが、データ転送計算機ユニット１２０ｂに搭載されているバッファにまだ余裕があったために２回目の入力処理（第２データの入力処理）を開始した場合を示している。かかる場合、データ転送計算機ユニット１２０ａのデータ転送終了までにデータ転送計算機ユニット１２０ｂの２回目のデータ入力が終了しなかった場合、次にデータ転送計算機ユニット１２０ｂが行う予定のデータ転送処理が停滞してしまうことに繋がる。そのため、図５に示すように、データ転送計算機ユニット１２０ａのデータ転送終了からデータ転送計算機ユニット１２０ｂの第２データ入力終了までに時間ΔＴのタイムラグが発生する。かかる停滞時間の発生により、描画装置１００ではリカバー動作を行うことになる。その結果、データ転送計算機ユニット１２０ｂから偏向制御回路１３０へのデータ転送が間に合わず、描画処理が停滞してしまうことになる。

そこで、実施の形態１では、各データ転送計算機ユニット１２０の１回のデータ入力処理にかかる時間と、各データ転送計算機ユニット１２０から偏向制御回路１３０への１つのＤＰＢ領域３１分の処理データ（ショットデータ）の転送にかかる時間とを考慮する。各データ転送計算機ユニット１２０の１回のデータ入力処理にかかる時間は、ｔ１（ｓｅｃ）かかる。かかる入力処理時間は、複数のＤＰＢ領域３１の処理データの並列入力が可能であるため、入力されるＤＰＢ数に関わらず一定にできる。一方、各データ転送計算機ユニット１２０から偏向制御回路１３０へデータ転送する際の処理データの転送にかかる時間は、ＤＰＢ領域３１毎の直列転送（シリーズ転送）になるので１つのＤＰＢ領域３１あたりｔ２（ｓｅｃ／ＤＰＢ）かかる。よって、複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎのうち１以上の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎからデータ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂの一方への１回のデータ入力処理にかかる時間ｔ１（ｓｅｃ）をデータ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂの他方から偏向制御回路１３０への１つのＤＰＢ領域３１分の処理データの転送にかかる時間ｔ２（ｓｅｃ／ＤＰＢ）で割った値以上の整数値（ｎ個）のＤＰＢ領域３１数の処理データをデータ入力およびデータ転送すれば、データ転送にデータ入力が遅れることはない。よって、描画データの転送処理を描画処理の進行に合わせてリアルタイムに行なうことができる。

また、その後の描画処理を停滞させないようにするため、ｎ個以上のＤＰＢ領域３１数の処理データは、描画処理順序が連続する複数のＤＰＢ領域３１数の処理データにする。整数値ｎは、ｔ１／ｔ２の値の小数点以下を切り上げた整数値に設定すると好適である。

ここで、実施の形態１では、データ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂが例えばｎ個よりも多いＮ個のＤＰＢ領域３１数の処理データをデータ入力およびデータ転送する場合について説明する。例えば、データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂのデータ入力およびデータ転送する処理データのＤＰＢ領域３１数は、ｎ個のＤＰＢ領域３１よりも多いＮ個とする。データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂにおける各Ｎ値は、同じ値であっても良いし、異なってもよい。例えば、Ｎ_１個とＮ_２個でよい。また、Ｎ値は、データ転送計算機ユニット１２０ａがデータ入力する毎に変動してもよい。例えば、Ｎ_１個、Ｎ_３個、・・・でよい。同様に、Ｎ値は、データ転送計算機ユニット１２０ｂがデータ入力する毎に変動してもよい。例えば、Ｎ_２個、Ｎ_４個、・・・でよい。

データ入力工程（Ｓ１０４ａ）において、データ転送計算機ユニット１２０ａ（第１の転送部）が、データ変換処理された、予め設定されたｎ個のＤＰＢ領域３１よりも多いＮ個のＤＰＢ領域３１分の処理データ（ショットデータ）を入力する。ここでは、データ転送計算機ユニット１２０ａ（第１の転送部）の入力部３４ａが、データ変換処理された、予め設定されたｎ個のＤＰＢ領域３１よりも多いＮ個のＤＰＢ領域３１分の処理データを入力する。入力されたＮ個のＤＰＢ領域３１分の処理データはバッファメモリ３０ａに格納される。予め設定される値「ｎ」とは、上述したｎ（ｔ１／ｔ２以上の整数値）である。

図６は、実施の形態１におけるデータ入力とデータ転送のタイムチャート図の一例である。
データ転送工程（Ｓ１０６ｂ）において、データ転送計算機ユニット１２０ａ（第１の転送部）は、その内部工程として、転送処理（１）工程（Ｓ１０８ｂ）と転送処理（２）工程（Ｓ１１０ｂ）とを実施する。

まず、転送処理（１）工程（Ｓ１０８ｂ）（第１の転送処理）において、転送部３２ａは、（Ｎ_１−ｎ）個のＤＰＢ領域分の処理データを順に偏向制御回路１３０に転送する。転送処理（１）工程（Ｓ１０８ｂ）の終了後、続いて、転送処理（２）工程（Ｓ１１０ｂ）（第２の転送処理）において、転送部３２ａは、残りのｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを順に転送する。転送された処理データ（ショットデータ）は、バッファメモリ４０に一時的に格納される。

データ入力工程（Ｓ１０４ｂ）において、データ転送計算機ユニット１２０ｂ（第２の転送部）の入力部３４ｂは、データ転送計算機ユニット１２０ａによる転送処理（１）工程（Ｓ１０８ｂ）中に、データ変換処理された、予め設定されたｎ個の処理領域よりも多いＮ_２個のＤＰＢ領域分の処理データの入力を開始する。その後、入力部３４ｂは、データ転送計算機ユニット１２０ａによる転送処理（２）工程（Ｓ１１０ｂ）開始後にはさらなる新たなＤＰＢ領域分の処理データの入力を行わないようにする。転送処理（２）工程（Ｓ１１０ｂ）においてかかる転送時間は、ｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを転送する時間（ｎ×ｔ２≧ｔ１）なので、少なくとも、その間に、データ転送計算機ユニット１２０ｂは、データ入力時間ｔ１の１回のデータ入力（Ｎ_２個のＤＰＢ領域の処理データ入力）が完了できる。よって、データ転送計算機ユニット１２０ｂは、データ転送計算機ユニット１２０ａのデータ転送終了までに、Ｎ_２個のＤＰＢ領域の処理データのデータ入力を完了させることができる。

続いて、データ転送工程（Ｓ１０６ａ）において、データ転送計算機ユニット１２０ｂ（第２の転送部）は、その内部工程として、転送処理（１）工程（Ｓ１０８ａ）と転送処理（２）工程（Ｓ１１０ａ）とを実施する。具体的には、転送処理（１）工程（Ｓ１０８ａ）（第１の転送処理）において、転送部３２ｂは、（Ｎ_２−ｎ）個のＤＰＢ領域分の処理データを順に偏向制御回路１３０に転送する。転送処理（１）工程（Ｓ１０８ａ）の終了後、続いて、転送処理（２）工程（Ｓ１１０ａ）（第２の転送処理）において、転送部３２ｂは、残りのｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを順に転送する。転送された処理データ（ショットデータ）は、バッファメモリ４０に一時的に格納される。

データ入力工程（Ｓ１０４ａ）において、データ転送計算機ユニット１２０ａ（第１の転送部）の入力部３４ａは、データ転送計算機ユニット１２０ｂによる転送処理（１）工程（Ｓ１０８ａ）中に、データ変換処理された、予め設定されたｎ個の処理領域よりも多いＮ_３個のＤＰＢ領域分の処理データの入力を開始する。その後、入力部３４ａは、データ転送計算機ユニット１２０ｂによる転送処理（２）工程（Ｓ１１０ａ）開始後にはさらなる新たなＤＰＢ領域分の処理データの入力を行わないようにする。転送処理（２）工程（Ｓ１１０ａ）においてかかる転送時間は、ｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを転送する時間（ｎ×ｔ２≧ｔ１）なので、少なくとも、その間に、データ転送計算機ユニット１２０ａは、データ入力時間ｔ１の１回のデータ入力（Ｎ_３個のＤＰＢ領域の処理データ入力）が完了できる。よって、データ転送計算機ユニット１２０ａは、データ転送計算機ユニット１２０ｂのデータ転送終了までに、Ｎ個のＤＰＢ領域の処理データのデータ入力を完了させることができる。

以上のように、データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂは、互いに一方がデータ転送処理中に、他方が、データ変換処理された、予め設定されたｎ個のＤＰＢ領域よりも多いＮ（Ｎ値は、その都度可変で構わない。例えば、Ｎ_１、Ｎ_２、Ｎ_３、・・・）個のＤＰＢ領域分の処理データを入力する。そして、データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂは、互いに一方がデータ入力処理中に、他方が（Ｎ−ｎ）個のＤＰＢ領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、第１の転送処理の終了後に残りのｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、の２回に分けたデータ転送処理を行う。そして、データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂは、互いに一方がデータ入力処理を行う際、他方の第１の転送処理中において処理データの入力を開始し、第２の転送処理開始後にはさらなる新たなＤＰＢ領域分の処理データの入力を行わないようにする。

以上のようにして、データ入力工程（Ｓ１０４ａ）とデータ転送工程（Ｓ１０６ａ）の並列処理と、データ入力工程（Ｓ１０４ｂ）とデータ転送工程（Ｓ１０６ｂ）の並列処理と、を繰り返す。その結果、偏向制御回路１３０のバッファメモリ４０に、滞りなく描画処理順のＤＰＢ領域３１のショットデータを順次格納することができる。

偏向量演算工程（Ｓ１２０）において、偏向量演算部４２は、バッファメモリ４０から描画順に処理データ（ショットデータ）を読み出し、偏向器２０５、主偏向器２０８及び副偏向器２０９で偏向する偏向量をそれぞれ演算する。そして、各偏向器用のそれぞれ図示しないデジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプユニットに偏向量を示すデジタル信号を出力する。図示しない各ＤＡＣアンプユニットでは、偏向制御回路１３０により出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換の上、増幅して、偏向器２０５、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９といった各偏向器の対応する偏向器にそれぞれ偏向電圧として印加することになる。このように、偏向制御回路１３０は、データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂから転送されたＤＰＢ領域３１毎の処理データに沿って、電子ビーム２００を偏向する偏向量を制御する。

描画工程（Ｓ１２２）において、制御回路１３２に制御された描画部１５０は、かかる偏向量に基づいて電子ビーム２００を偏向することによって、試料１０１にパターンを描画する。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により矩形の穴を持つ第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。偏向器２０５によって、かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形させる）ことができる。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、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図１では、位置偏向に、主副２段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器２０８で描画領域を仮想分割したサブフィールド（ＳＦ）の基準位置にステージ移動に追従しながら該当ショットの電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９でＳＦ内の各照射位置にかかる該当ショットのビームを偏向すればよい。

ここで、描画処理は、ストライプ領域２０毎に行われる。そして、データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂは、ストライプ領域２０毎に、当該ストライプ領域２０の終端のＤＰＢ領域３３の処理データの入力が完了した際には、データ入力処理を一旦終了すると好適である。終端のＤＰＢ領域３３の処理データには、終端であることを示すフラグを定義しておけばよい。そして、入力部３４ａ，３４ｂは、終端であることを示すフラグを検出したらそのデータの入力処理が終了した時点で入力処理を終了すればよい。また、データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂは、ストライプ領域２０の終端のＤＰＢ領域３３の処理データを転送する際には、入力された処理データがｎ個未満であっても転送処理を行う。その場合には、１回の転送処理でｎ個未満の処理データを転送すればよい。これにより、ストライプ終端まで描画処理を進めることができる。

次のストライプ領域２０において、最初のＤＰＢ領域３１の描画は、直ぐには開始しない。それは、次のストライプ領域２０でのデータ入力工程（Ｓ１０４ａ）でＮ個のデータ入力を行った後、データ転送工程（Ｓ１０６ａ）を完了させることによって、その後の変更量演算工程（Ｓ１２０）及び描画工程（Ｓ１２２）に進むことができる。よって、データ入力工程（Ｓ１０４ａ）とデータ転送工程（Ｓ１０６ａ）にかかる時間だけ描画開始が遅れることになる。しかし、描画済のストライプ領域２０から次のストライプ領域２０の先頭箇所がビームの偏向範囲になるようにＸＹステージ１０５を移動させる時間に重ねることができるのでその分描画開始を早めることができる。結果として、リカバーを行う場合よりは短時間で済ますことができる。なお、終端のＤＰＢ領域３３の処理データの入力処理を終了後、バッファメモリ３０ａ，ｂの空き容量が十分で、入力された処理データの他に、合計でＮ個となる次のストライプ領域２０の描画処理順序が連続するＤＰＢ領域分の処理データが格納できるようであれば、前の一端データ入力工程を打ち切った（終了せさた）後で、再度、データ入力を行っても構わない。その場合には、次のストライプ領域２０の描画開始を早めることができる。

ここで、上述した例では、データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂは、共に、予め設定されたｎ個のＤＰＢ領域よりも多いＮ個のＤＰＢ領域分の処理データを入力し、転送していたが、これに限るものではない。データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂは、共に、描画処理順序が連続する予め設定されたｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを入力し、転送するようにしてもよい。かかる場合のデータ転送工程（Ｓ１０６）では、転送処理を２回に分ける必要はない。

図７は、実施の形態１におけるデータ入力とデータ転送のタイムチャート図の他の一例である。図７では、データ転送計算機ユニット１２０ａ（転送装置１）のバッファメモリ３０ａには、描画処理順序が連続するｎ個のＤＰＢ領域分の処理データの入力が終了した時点からそれ以降の処理を示している。

データ転送工程（Ｓ１０６ｂ）において、データ転送計算機ユニット１２０ａ（第１の転送部の転送部３２ａは、描画処理順序が連続するｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを順に偏向制御回路１３０に転送する転送処理を開始する。転送された処理データ（ショットデータ）は、バッファメモリ４０に一時的に格納される。

データ入力工程（Ｓ１０４ｂ）において、データ転送計算機ユニット１２０ｂ（第２の転送部）の入力部３４ｂは、データ転送計算機ユニット１２０ａによるデータ転送処理中に、データ変換処理された、描画処理順序が連続する予め設定されたｎ個のＤＰＢ領域域分の処理データの入力を開始する。データ転送工程（Ｓ１０６ｂ）においてかかる転送時間は、ｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを転送する時間（ｎ×ｔ２≧ｔ１）なので、少なくとも、その間に、データ転送計算機ユニット１２０ｂは、データ入力時間ｔ１の１回のデータ入力（ｎ個のＤＰＢ領域の処理データ入力）が完了できる。よって、データ転送計算機ユニット１２０ｂは、データ転送計算機ユニット１２０ａのデータ転送終了までに、ｎ個のＤＰＢ領域の処理データのデータ入力を完了させることができる。

続いて、データ転送工程（Ｓ１０６ａ）において、データ転送計算機ユニット１２０ｂ（第２の転送部）の転送部３２ｂは、描画処理順序が連続するｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを順に偏向制御回路１３０に転送する。転送された処理データ（ショットデータ）は、バッファメモリ４０に一時的に格納される。

データ入力工程（Ｓ１０４ａ）において、データ転送計算機ユニット１２０ａ（第１の転送部）の入力部３４ａは、データ転送計算機ユニット１２０ｂによるデータ転送工程（Ｓ１０６ａ）中に、データ変換処理された、描画処理順序が連続する予め設定されたｎ個のＤＰＢ領域分の処理データの入力を開始する。データ転送工程（Ｓ１０６ａ）においてかかる転送時間は、ｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを転送する時間（ｎ×ｔ２≧ｔ１）なので、少なくとも、その間に、データ転送計算機ユニット１２０ａは、データ入力時間ｔ１の１回のデータ入力（ｎ個のＤＰＢ領域の処理データ入力）が完了できる。よって、データ転送計算機ユニット１２０ａは、データ転送計算機ユニット１２０ｂのデータ転送終了までに、描画処理が連続するｎ個のＤＰＢ領域の処理データのデータ入力を完了させることができる。

以上のように、実施の形態１におけるデータ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂは、互いに一方が転送処理中に、他方が、データ変換処理された、描画処理順序が連続する予め設定されたｎ個以上のＤＰＢ領域３１分の処理データを入力する。データ転送計算機ユニット１２０ａ，１２０ｂは、互いに一方がデータ入力処理中に、他方が、描画処理順序が連続するｎ個以上の処理領域分の処理データを転送する。かかる構成により、データ転送にデータ入力が遅れることはない。

以上のように実施の形態１によれば、偏向制御回路１３０へのデータ転送を滞りなく行うことができる。よって、描画処理をスムーズに進めることができる。

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。上述した例では、データ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂが例えばｎ個よりも多いＮ個のＤＰＢ領域３１数の処理データをデータ入力およびデータ転送する場合と、データ転送計算機ユニット１２０ａ，ｂが例えばｎ個のＤＰＢ領域３１数の処理データをデータ入力およびデータ転送する場合とについて説明した。但し、これに限るものではない。予め設定されたｎ個以上であれば、データ入力およびデータ転送する処理データのＤＰＢ領域数は、ｎ個の場合とｎ個よりも多いＮ個の場合とが多様に混在してもよい。かかる場合、ｎ個よりも多いＮ個のＤＰＢ領域３１数の処理データをデータ転送する場合だけ、（Ｎ−ｎ）個のＤＰＢ領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、第１の転送処理の終了後に残りのｎ個のＤＰＢ領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、の２回に分けたデータ転送処理を行えばよい。ｎ個のＤＰＢ領域３１数の処理データをデータ転送する場合には、１回のデータ転送処理を行えばよい。そして、ｎ個よりも多いＮ個のＤＰＢ領域３１数の処理データをデータ転送する際に並列に行うデータ入力の場合だけ、第２の転送処理開始後に新たなデータ入力は行わないようにすればよい。

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装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。

３０，４０ バッファメモリ
３２ 転送部
３４ 入力部
４２ 偏向量演算部
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機ユニット
１２０ データ転送計算機ユニット
１３０ 偏向制御回路
１３２ 制御回路
１４０ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する複数の変換処理部と、
   互いに一方がデータ転送処理中に、他方が、データ変換処理された、予め設定されたｎ個の処理領域よりも多いＮ個の処理領域分の処理データを並列に入力し、互いに一方がデータ入力処理中に、他方が（Ｎ−ｎ）個の処理領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、前記第１の転送処理の終了後に残りのｎ個の処理領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、に分けたデータ転送処理を行い、互いに一方が前記データ入力処理を行う際、前記他方の前記第１の転送処理中において前記処理データの入力を開始し、前記第２の転送処理開始後にはさらなる新たな処理領域分の処理データの入力を行わない、第１と第２の転送部と、
   前記第１と第２の転送部から転送された処理領域毎の処理データに沿って、荷電粒子ビームを偏向する偏向量を制御する偏向制御回路と、
   前記偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する描画部と、
   を備え、
   前記ｎは、前記複数の変換処理部の１以上の変換処理部から前記第１と第２の転送部の一方への１回のデータ入力処理にかかる時間を前記第１と第２の転送部の他方から前記偏向制御回路への１つの処理領域分の処理データの転送にかかる時間で割った値以上の値に設定され、
   前記複数の処理領域は、前記第１と第２の転送部が前記処理データを並列に入力する場合に、入力処理時間が入力される処理領域数に関わらず一定にできるサイズで分割されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する複数の変換処理部と、
   互いに一方が転送処理中に、他方が、データ変換処理された、描画処理順序が連続する予め設定されたｎ個以上の処理領域分の処理データを並列に入力し、互いに一方がデータ入力処理中に、他方が、描画処理順序が連続するｎ個以上の処理領域分の処理データを転送する、第１と第２の転送部と、
   前記第１と第２の転送部から順に転送された処理領域毎の処理データに沿って、荷電粒子ビームを偏向する偏向量を制御する偏向制御回路と、
   前記偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する描画部と、
   を備え、
   前記ｎは、前記複数の変換処理部の１以上の変換処理部から前記第１と第２の転送部の一方への１回のデータ入力処理にかかる時間を前記第１と第２の転送部の他方から前記偏向制御回路への１つの処理領域分の処理データの転送にかかる時間で割った値以上の値に設定され、
   前記複数の処理領域は、前記第１と第２の転送部が前記処理データを並列に入力する場合に、入力処理時間が入力される処理領域数に関わらず一定にできるサイズで分割されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記第１と第２の転送部は、前記ｎ個の処理領域よりも多いＮ個の処理領域分の処理データを転送する場合に、描画処理順序が連続する（Ｎ−ｎ）個の処理領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、前記第１の転送処理の終了後に描画処理順序が連続する残りのｎ個の処理領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、の２回に分けたデータ転送処理を行い、
   前記第１と第２の転送部は、互いに一方が前記第１の転送処理と前記第２の転送処理とを行う場合に、他方が前記データ入力処理を行う際、前記一方の前記第１の転送処理中において前記処理データの入力を開始し、前記第２の転送処理開始後にはさらなる新たな処理領域分の処理データの入力を行わないことを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記試料の描画領域は、短冊状に複数のストライプ領域に分割され、
   前記描画部は、ストライプ領域毎に描画処理を行い、
   前記第１と第２の転送部は、ストライプ領域毎に、当該ストライプ領域の終端の処理領域の処理データを入力が完了した際には、データ入力処理を終了し、
   前記第１と第２の転送部は、ストライプ領域の終端の処理領域の処理データを転送する際には、入力された処理データがｎ個未満であっても転送処理を行うことを特徴とする請求項２又は３記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 複数の変換処理部を用いて、試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する工程と、
   第１の転送部が、データ変換処理された、予め設定されたｎ個の処理領域よりも多いＮ_１個の処理領域分の処理データを並列に入力する工程と、
   前記第１の転送部が、（Ｎ_１−ｎ）個の処理領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、前記第１の転送処理の終了後に残りのｎ個の処理領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、に分けた偏向制御回路へのデータ転送処理を行う工程と、
   第２の転送部が、前記第１の転送部による前記第１の転送処理中に、データ変換処理された、予め設定されたｎ個の処理領域よりも多いＮ_２個の処理領域分の処理データの並列入力を開始し、前記第２の転送処理開始後にはさらなる新たな処理領域分の処理データの入力を行わない工程と、
   第２の転送部が、前記第１の転送部による前記第２の転送処理終了後、（Ｎ_２−ｎ）個の処理領域分の処理データを順に転送する第１の転送処理と、前記第１の転送処理の終了後に残りのｎ個の処理領域分の処理データを順に転送する第２の転送処理と、に分けた前記偏向制御回路への転送処理を行う工程と、
   前記第１と第２の転送部から転送された処理領域毎の処理データに基づいて、荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する工程と、
   を備え、
   前記ｎは、前記複数の変換処理部の１以上の変換処理部から前記第１と第２の転送部の一方への１回のデータ入力処理にかかる時間を前記第１と第２の転送部の他方から前記偏向制御回路への１つの処理領域分の処理データの転送にかかる時間で割った値以上の値に設定され、
   前記複数の処理領域は、前記第１と第２の転送部が前記処理データを並列に入力する場合に、入力処理時間が入力される処理領域数に関わらず一定にできるサイズで分割されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

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