技術 荷電粒子ビーム描画装置

0001

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置に関し、より詳細には、試料を載置するステージを収納した描画室と、荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段とを備え、ステージを移動させつつ試料にビーム照射手段により荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置に関する。

0002

近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなっている。半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスクまたはレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）を用い、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。こうした微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細パターンを描画可能な電子ビーム描画装置が用いられる。また、レーザビームを用いて描画するレーザビーム描画装置の開発も試みられている。尚、電子ビーム描画装置は、ウェハに直接パターン回路を描画する場合にも用いられる。

0003

電子ビーム描画装置は、利用する電子ビームが荷電粒子ビームであるため本質的に優れた解像度を有し、また、焦点深度を大きく確保することができるので、高い段差上でも寸法変動を抑制できるという利点を有する。特許文献１には、電子ビーム描画装置を用いた半導体集積回路装置の製造方法が開示されている。

0004

特開平１１−３１２６３４号公報

0005

電子ビームは、描画時以外では、ブランキング電極への電圧印加によりブランキングアパーチャでカットされる。一方、描画時には、ブランキング電極への電圧印加が停止され、偏向器によって試料上に電子ビームが照射される。必要な照射時間が過ぎると、再びブランキング電圧の印加により電子ビームはカットされる。このように、通常の描画状態では、電子ビームのカットと照射とが交互に繰り返される。

0006

ステージ連続移動方式の描画では、描画パターンをストライプと呼ばれるいくつかの短冊型の領域に分割して、それぞれの領域についてステージを移動させながら連続して描画する。連続描画領域のデータを全て描画し終えると、電子ビームをカットしてその状態で次の領域描画の準備を行い、ステージを次の描画領域の開始位置まで移動させて待機する。このような動作を全てのストライプが描画されるまで繰り返すことで、目的のパターンを描画する。

0007

上記方式にあっては、ストライプの描画終了から次のストライプの描画開始までの待機時間に、ステージが停止する瞬間が存在する。このとき、成形アパーチャの結像位置も停止するので、ステージの停止時間が長くなると、電子ビーム漏れによって試料が感光し、パターン欠陥となり得る。そこで、電子ビーム描画装置には、ステージを移動させて、試料に電子ビームが照射されないようにする機能が設けられている。しかしながら、かかる機能は、ストライプ描画の合間に描画処理を中断する場合に作動するものであり、それ以外の場合、例えば、何らかの予期せぬ原因で描画処理の進行に影響を及ぼす遅延が発生して描画処理が停止した場合には、上記機能は作動しない。つまり、描画が再開するまでステージは同じ場所に留まることになるため、電子ビーム漏れが問題となっていた。

0008

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、描画処理が一時的に停止した場合に、ステージを移動して電子ビーム漏れによる試料への影響を低減することのできる電子ビーム描画装置を提供することにある。

0009

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

0010

本発明は、試料を載置するステージを収納した描画室と、荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段とを備え、ステージを移動させつつ試料に前記ビーム照射手段により荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
描画を行うためのジョブ登録を受けて描画動作を制御するジョブ制御部と、
ジョブ制御部で準備された描画データを基に、ジョブ制御部からのショット生成開始指示を受けてショットデータを生成するショットデータ生成部と、
ジョブ制御部から描画開始指示を受け取り、ショットデータ生成部へ描画ストライプ情報と描画時間データを要求する描画制御部と、
描画制御部からのショット開始指示にしたがって、ショットデータ生成部から供給されるショットデータの描画を行う偏向制御部と、
ショットデータ生成部から偏向制御部へのショットデータの送信が途切れた場合に、偏向制御部からショット中断信号を受け取る試料面外退避制御部と、
描画制御部からの指示を試料面外退避制御部へ転送し、試料面外退避制御部の指示にしたがってステージを移動させるステージ制御部とを有することを特徴とするものである。

0011

本発明の荷電粒子ビーム描画装置は、試料面外退避制御部がステージを試料面外へ移動させたことを偏向制御部へ知らせる手段として試料面外退避信号を有することが好ましい。

0012

本発明の荷電粒子ビーム描画装置は、試料面外退避制御部が、ステージ制御部から転送されたステージ描画移動指示を受けたとき、ステージが退避済みである場合、または、偏向制御部からのショット中断信号がオンである場合に、ステージ描画移動指示が格納されるステージ描画移動要求格納部を有することが好ましい。

0013

試料面外退避制御部は、ステージ制御部を指示してステージを現在位置から最短距離の試料面外へ退避させることが好ましい。

0014

ステージが停止している場合、試料面外退避制御部は、ステージの位置と、最後にステージの移動を完了してから現在までの経過時間とを監視し、この経過時間が所定の時間に達したらステージを試料面外へ退避させることが好ましい。

0015

本発明によれば、描画処理が一時的に停止した場合に、ステージを移動して電子ビーム漏れによる試料への影響を低減することのできる電子ビーム描画装置が提供される。

0016

本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。
電子ビームによる描画方法の説明図である。
ジョブ制御部、ショットデータ生成部、描画制御部、偏向制御部およびステージ制御部の関係を示す描画シーケンスである。
描画処理が一時停止した場合の描画制御部、ステージ制御部および試料面外退避制御部の動作を示すフローチャートである。
設定時間による退避処理を説明するフローチャートである。
試料面外退避後のステージ位置移動処理を説明するフローチャートである。
試料面外退避後のステージ描画移動処理を説明するフローチャートである。
ステージ位置要求の処理を説明するフローチャートである。
描画移動開始前のショット中断通知の処理を説明するフローチャートである。
描画移動開始前のショット中断通知解除の処理を説明するフローチャートである。
描画移動開始後のショット中断通知の処理を説明するフローチャートである。
描画移動開始後のショット中断通知の処理を説明するフローチャートである。
描画移動中のショット中断通知解除の処理を説明するフローチャートである。

0017

図１は、本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。この電子ビーム描画装置は、試料を載置するステージを収納した描画室と、電子ビームを照射するビーム照射手段とを備えており、ステージを移動させつつ試料にビーム照射手段により電子ビームを照射して所定のパターンを描画するものである。

0018

尚、図１では、本実施の形態を説明する上で必要な構成を記載しているが、電子ビーム描画装置にとって、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、図１では、１段の偏向器を用いているが、これに限られるものではなく、正副２段の多段偏向によって位置偏向を行う構成であってもよい。また、アパーチャと偏向器によって電子ビームの形状と寸法を制御する可変成形型の構成としてもよい。

0019

電子ビーム描画装置において、描画の進行が一時的に止まるケースとしては、上述したストライプ描画の合間に描画処理を一時中断する場合の他、ストライプの先頭に移動後、ショット開始条件が整わないために、ストライプの先端でステージが停止する場合、ストライプ描画を完了後、次のストライプの先頭移動に必要な情報が取得できないために、ストライプの終端でステージが停止する場合がある。また、描画制御部から偏向制御部へショット開始指示が送られたが、ショットデータ生成部での処理の遅れなどによってショットデータが来ていないときにも、描画の進行は一時的に止まる。この場合、ステージは、ストライプ描画移動を開始して移動を終えたところ、すなわち、ストライプの終端で停止する。さらに、ストライプ描画中に、ショットデータ生成部でのショット生成が間に合わず、偏向制御部へのショットデータの送信が途切れたときにも描画は中断する。この場合、ステージは、描画移動を完了したところ、すなわち、ストライプの終端で停止する。

0020

図１に示すように、本実施の形態の電子ビーム描画装置は、試料面外退避制御部１１５を有することを特徴の１つとしている。試料面外退避制御部１１５は、ステージ１０２の位置と停止してからの経過時間を監視し、設定時間が経過したらステージ１０２を移動させて、マスク１０３を電子ビームの照射領域外（本願では、試料面外とも言う。）へ退避させる。

0021

電子ビーム描画装置の描画室１０１内には、試料であるマスク１０３が設置されるステージ１０２が設けられている。マスク１０３は、例えば、石英等のマスク基板上に、遮光膜としてのクロム（Ｃｒ）膜が形成され、さらにこの上にレジスト膜が形成されたものとすることができる。尚、クロム膜に代えてモリブデンシリコン（ＭｏＳｉ）膜などとしてもよい。

0022

ステージ１０２は、ステージ制御部１１４によりＸ方向とＹ方向に駆動される。ステージ１０２の移動位置は、図示しないレーザ測長計等により測定される。

0023

描画室１０１の上方には、ビーム照射手段たる電子鏡筒１００が立設されている。電子鏡筒１００は、電子銃１０８、レンズ１０４、偏向器１０５、１０７およびアパーチャ１０６を有する。電子銃１０８から出射された電子ビーム１０９は、偏向器１０７によって、描画時以外ではビーム全体がアパーチャ１０６で遮蔽されるように偏向され、描画時にはアパーチャ１０６を通過するように偏向される。つまり、アパーチャ１０６を通過した電子ビーム１０９が１回の電子ビームのショットとなる。

0024

図２は、電子ビームによる描画方法の説明図である。描画パターンはストライプ２０２に分割されており、ステージが移動しながら各ストライプ２０２に対し連続して描画が行われる。図２では、符号２０３が始点であり、点線で示す矢印の方向にしたがって描画方向が移動する。そして、１つのストライプ２０２の描画が終了すると、ステージを隣接する次のストライプ２０２の開始位置まで移動して、同様に描画を行う。全てのストライプ２０２の描画を終えた後は、描画領域２０１の外部へステージが移動する。尚、図２において、●は描画の始点または終点を表す。また、符号２０４は試料面外を示す。

0025

図１において、ジョブ制御部１１０は、マスク描画を行うためのジョブ登録を受けて、電子ビーム描画装置の描画動作全体を制御する部分である。具体的には、描画データを準備し、ブランクスを搬送し、ショットデータ生成部１１１にショットデータ生成開始指示を送り、描画制御部１１２に描画開始指示を送る。

0026

ショットデータ生成部１１１は、ジョブ制御部１１０で準備された描画データを基に、ジョブ制御部１１０からのショット生成開始指示を受けてショットデータを生成する。ショットデータとしては、主偏向データ、副偏向データ、成形偏光データおよび照射時間データが挙げられる。生成したショットデータは偏向制御部１１３へ送られる。また、ショットデータ生成部１１１は、描画制御部１１２からのストライプ情報要求を受け、描画制御部１１２へストライプ情報を送る。さらに、連続移動描画の際には、描画制御部１１２からの要求に応じて、ステージ速度を決定するための描画時間分布データを送る。

0027

描画制御部１１２は、ジョブ制御部１１０から描画開始指示を、ショットデータ生成部１１１からストライプ情報と描画時間分布データをそれぞれ受け取り、偏向制御部１１３とステージ制御部１１４へ動作要求を発行しながら、ストライプ描画を繰り返してマスク描画を行う。かかる動作要求は、次の通りである。すなわち、偏向制御部１１３へはショット開始指示を出す。また、ステージ制御部１１４へは、ステージ位置移動指示、ステージ描画移動指示、ステージ位置監視指示、ステージ位置要求および試料面外退避指示を出す。ここで、ステージ位置移動指示は、指定された座標へステージ１０２を移動させるだけの指示であり、ステージ描画移動指示は、ストライプ描画のための移動指示である。

0028

偏向制御部１１３は、描画制御部１１２からのショット開始指示を受けて、ショットデータの描画を行う。そして、ストライプ領域の最後のショットデータに付属するストライプエンドを検出したら、偏向制御部１１３から描画制御部１１２へショット完了報告が送られる。ここで、偏向制御部１１３が描画制御部１１２からショット開始指示を受けたとき、ショットデータ生成部１１１からまだショットデータが来ていないことがある。そこで、本実施の形態では、ステージ制御部１１４に試料面外退避制御部１１５を設け、ショットデータ生成部１１１からのショットデータが途切れた場合に、偏向制御部１１３から試料面外退避制御部１１５へショット中断信号を送る。この信号は、描画制御部１１２から偏向制御部１１３へストライプ描画のショット開始指示が行われた後、ステージ１０２を試料面外へ退避させるタイミングの制御に用いられる。

0029

すなわち、本実施の形態では、描画制御部１１２から偏向制御部１１３へショット開始指示が送られたときに、ショットデータ生成部１１１からショットデータが来ていないと、偏向制御部１１３から試料面外退避制御部１１５へショット中断信号を送り、ショットを開始できる状況ではないことを知らせる。

0030

試料面外退避制御部１１５は、内部データとして以下のものを有することができる。
（ａ）試料面外の設定データである「試料面外情報」
（ｂ）ステージを試料面外に退避させるか否かを自動で行う「ステージ監視スイッチ」
（ｃ）ステージが停止してから自動でステージを試料面外に退避させるまでの待ち時間である「試料面外退避設定時間」
（ｄ）最後にステージの移動が完了した時刻
（ｅ）ステージが試料面外に退避しているか否かを示す「試料面外退避フラグ」
（ｆ）ステージが試料面外に退避する前のステージ座標である「試料面外退避前座標」
（ｇ）偏向制御部からショット中断信号を受けたときに、描画制御部からのステージ描画移動指示を一時的に格納する「描画移動要求格納部」

0031

試料面外退避の設定例としては、図２において、描画領域２０１の外側４方向、すなわち、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向および−Ｙ方向のそれぞれに退避可能な領域を設定し、現在位置から最短距離の領域へ退避させることが挙げられる。また、描画領域２０１の外側２方向、例えば、Ｘ方向および−Ｘ方向またはＹ方向および−Ｙ方向にのみ退避可能な領域を設定し、現在位置から最短距離の領域へ退避させるようにしてもよい。

0032

ステージ制御部１１４は、試料面外退避制御部１１５の判断にしたがってステージ１０２を移動させる。具体的には、描画制御部１１２からのステージ移動要求を受けたら、この信号を試料面外退避制御部１１５へ転送する。そして、試料面外退避制御部１１５の指示にしたがってステージ１０２の移動を行う。ステージ１０２の移動が完了したら、ステージ制御部１１４は、その旨を試料面外退避制御部１１５へ知らせる。試料面外退避制御部１１５は、描画制御部１１３へステージ１０２の移動完了報告を送る。

0033

図３は、ジョブ制御部、ショットデータ生成部、描画制御部、偏向制御部およびステージ制御部の関係を示す描画シーケンスである。

0034

本実施の形態では、試料面外退避制御部１１５がステージ１０２を試料面外へ移動させたことを偏向制御部１１３へ知らせる手段として試料面外退避信号を設ける。この信号は、偏向制御部１１３にストライプ描画のショット開始指示が行われた後に試料面外退避を行ったときの偏向制御部１１３の窓枠判定開始のタイミング制御に用いられる。試料面外退避制御部１１５から偏向制御部１１３へ試料面外退避信号が送られている間、偏向制御部１１３はショットを行わず、信号がオフになるのを待つ。

0035

また、試料面外退避制御部１１５は、ステージ１０２の位置と停止してからの経過時間を監視し、設定時間が経過したらステージ１０２を移動させて、マスク１０３を電子ビームの照射領域外へ退避させる。この後、描画制御部１１２からステージ制御部１１４へステージ移動指示（ステージ描画移動指示）が送られると、この信号は試料面外退避制御部１１５へ転送される。試料面外退避制御部１１５は、かかる指示が実行可能か否かを退避状況から判断する。実行可能である場合には、ステージ制御部１１４へ信号を送り、ステージ１０２を移動させて退避前の位置へ復帰させてから描画のためのステージ移動を実行する。

0036

一方、偏向制御部１１３からのショット中断信号がオンの場合には、試料面外退避制御部１１５は、描画移動要求格納部１１６へ描画移動指示を一旦格納し、描画移動を保留しておく。その後、試料面外へ退避する場合は、試料面外退避信号をオンにして、偏向制御部１１３へ試料面外退避を行うため窓枠判定が行えない状態であることを知らせてから試料面外へ移動する。ショット中断信号がオフになったとき、試料面外へ退避していれば、元の位置へ復帰し、試料面外退避信号をオフにしてから保留中の描画移動を行う。退避していなければ、そのままの状態で保留中の描画移動を行う。

0037

ステージ制御部１１４が描画制御部１１２からの指示にしたがい描画移動を開始した後、偏向制御部１１３からのショット中断信号がオンになった場合には、試料面外退避制御部１１５は、ステージ１０２の描画移動の完了を確認して、ステージ１０２が停止してからの経過時間を監視する。その後、試料面外へ退避する場合は、試料面外退避信号をオンにして、偏向制御部１１３へ試料面外退避を行うため窓枠判定が行えない状態であることを知らせてから試料面外へ移動する。そして、ショット中断信号がオフになったとき、試料面外へ退避していれば、元の位置へ復帰し、試料面外退避信号をオフにするとリカバーが発生して描画処理が継続される。一方、退避していなければ、何もせずにリカバーが発生して描画処理が継続される。

0038

このように、本実施の形態の電子ビーム描画装置では、ステージ制御部１１４から転送された描画制御部１１２からのステージ位置移動指示と、偏向制御部１１３から送られたショット中断信号と、レーザ測長計等により測定されたステージ１０２の位置と、ステージ１０２が停止してからの経過時間とを基に、試料面外退避制御部１１５によりステージ１０２の試料面外退避に関する制御を行う。かかる制御をまとめると、次の通りである。

0039

（１）描画制御部１１２からステージ制御部１１４への動作要求が試料面外退避指示である場合、ステージ制御部１１４は、この情報を試料面外退避制御部１１５へ転送する。試料面外退避制御部１１５は、ステージ制御部１１４を指示し、ステージ１０２を現在位置から最短距離の試料面外へ退避させる。

0040

（２）ステージ１０２が停止している場合、試料面外退避制御部１１５は、ステージ１０２の位置（ＸおよびＹ座標）と、最後にステージ１０２の移動を完了してから現在までの経過時間とを監視する。そして、予め設定した時間に達したら、ステージ１０２を試料面外へ退避させる。

0041

（３）描画制御部１１２からステージ制御部１１４へステージ位置移動指示がされた場合、ステージ制御部１１４は、この情報を試料面外退避制御部１１５へ転送する。試料面外退避制御部１１５は、ステージ１０２の位置からステージ１０２が試料面外へ退避しているか否かを判断し、退避中である場合には、ステージ１０２を退避位置から描画制御部１１２で指定された座標へ移動させる。一方、退避中でない場合には、そのまま指定座標へ移動させる。

0042

（４）描画制御部１１２からステージ制御部１１４へステージ描画移動指示がされた場合、ステージ制御部１１４は、この情報を試料面外退避制御部１１５へ転送する。試料面外退避制御部１１５は、ステージ１０２が試料面外へ退避しているか否かを判断し、退避済みである場合には、ステージ描画移動指示を描画移動要求格納部１１６へ格納する。そして、退避する前の座標へ復帰させてからステージ描画移動指示を実行する。一方、退避中でない場合には、そのままステージ描画移動指示を実行する。

0043

（５）試料面外退避制御部１１５が、ステージ制御部１１４から転送されたステージ描画移動指示を受けたとき、偏向制御部１１３からのショット中断信号がオンであった場合、ステージ描画移動指示は描画移動要求格納部１１６へ格納される。一方、最後にステージ１０２の移動を完了してからの経過時間が（２）で設定した時間に達したら、試料面外退避信号をオンにして、ステージ１０２を試料面外へ退避させる。

0044

（６）ショット中断信号がオンからオフに変わったとき、描画移動要求格納部１１６にステージ描画移動指示が格納されていた場合、試料面外退避制御部１１５は、次のような制御を行う。すなわち、このとき、ステージ１０２が試料面外へ退避している場合には、試料面外へ退避する前の座標に復帰させてから、試料面外退避信号をオフにしてステージ描画移動指示を実行する。一方、ステージ１０２が試料面外へ退避してない場合には、そのままステージ描画移動指示を実行する。

0045

（７）ショット中断信号がオフからオンに変わったとき、描画移動要求格納部１１６にステージ描画移動指示が格納されていない場合であって、ステージ１０２の移動が完了していた場合には、最後にステージ１０２の移動を完了してからの経過時間が（２）で設定した時間に達した後、試料面外退避信号をオンにして、ステージ１０２を試料面外へ退避させる。

0046

（８）ショット中断信号がオンからオフに変わったとき、描画移動要求格納部１１６にステージ描画移動指示が格納されていない場合、試料面外退避制御部１１５は、次のような制御を行う。すなわち、このとき、ステージ１０２が試料面外へ退避している場合には、試料面外へ退避する前の座標に復帰させてから、試料面外退避信号をオフにしてリカバーを発生させる。一方、ステージ１０２が試料面外へ退避してない場合には、そのままリカバーを発生させる。

0047

次に、本実施の形態の電子ビーム描画装置の動作について、図１を参照しながら説明する。

0048

まず、ジョブ制御部１１０からショットデータ生成部１１１へショット生成開始指示が送られ、ショットデータ生成部１１１にてショットの生成処理が開始される。

0049

次に、ジョブ制御部１１０から描画制御部１１２へ描画開始指示が送られ、描画制御部１１２にて描画処理が開始される。具体的には、描画制御部１１２が描画開始指示を受けると、描画制御部１１２は、ショットデータ生成部１１１へ描画ストライプ情報要求を送り、ショットデータ生成部１１１から描画ストライプ情報を受け取る。さらに、描画制御部１１２は、ショットデータ生成部１１１に対し、描画ストライプ情報を取得したストライプの描画時間分布データ要求を送り、ショットデータ生成部１１１から描画時間分布データを受け取る。これらの処理は、全ての描画ストライプ情報と描画時間分布データの取得を終えるまで描画の進行中も並行して繰り返し行われる。また、描画制御部１１２は、ストライプ描画を行う際には、偏向制御部１１３へショット開始指示を出し、ステージ制御部１１４へステージ描画移動指示を出す。

0050

偏向制御部１１３は、描画制御部１１２からのショット開始指示にしたがって、ショット生成部１１１から供給されるショットデータ、すなわち、主偏向データ、副偏向データ、成形偏向データおよび照射時間データを使ってストライプ描画を行う。しかし、ショット開始指示を受けたにもかかわらずショットデータ生成部１１１からショットデータが来ていない場合、または、ショットデータが途切れた場合には、偏向制御部１１３から試料面外退避制御部１１５へショット中断信号を送って、ストライプ描画を行える状況でないことを知らせる。試料面外退避制御部１１５は、偏向制御部１１３へ試料面外退避信号をオンにして、ステージ１０２が試料面外へ移動することを通知してから、ステージ制御部１１４を通じてステージ１０２を試料面外へ退避させる。ステージ１０２の移動が完了したら、ステージ制御部１１４は、その旨を試料面外退避制御部１１５へ知らせる。偏向制御部１１３は、試料面外退避制御部１１５からの試料面外退避信号がオンの場合には窓枠判定を行わない。

0051

ステージ制御部１１４は、描画制御部１１２からのステージ位置移動指示を試料面外退避制御部１１５へ転送する。そして、試料面外退避制御部１１５の指示にしたがってステージ１０２の移動を行い、移動が完了したらその結果を試料面外退避制御部１１５へ送る。

0052

次に、本実施の形態の特徴となる電子ビーム描画装置の動作について、具体例を挙げながら詳細に説明する。

0053

＜描画一時停止処理＞
図４は、描画処理が一時停止した場合の描画制御部、ステージ制御部および試料面外退避制御部の動作を示すフローチャートである。

0054

図１に示すように、ジョブ制御部１１０から描画制御部１１２へ描画一時停止指示が送られると、ストライプ描画の切れ目のタイミング、すなわち、１つのストライプ描画が終了し隣接するストライプ描画へ移るタイミングで、描画制御部１１２からステージ制御部１１４を経て試料面外退避制御部１１５へ試料面外退避指示が送られる。

0055

試料面外退避制御部１１５は、現在のステージ座標を取得し、この座標が試料面上にあるか否かを判断する。ステージ座標が試料面上にある場合には、試料面外情報からこの座標から最も近い位置にある試料面外退避座標を算出する。そして、試料面外退避要求を生成し、現在の座標を保持するとともに、この指示にしたがってステージ制御部１１４によりステージ１０２を移動させる。移動を終えた後は、試料面外退避フラグを退避済みに設定するとともに、試料面外退避制御部１１５からステージ制御部１１４を介して描画制御部１１２へ試料面外退避完了報告を送る。一方、現在のステージ座標が試料面上にない場合には、ステージ１０２の移動を行わず、上記と同様に、試料面外退避制御部１１５から描画制御部１１２へ試料面外退避完了報告を送る。

0056

＜設定時間による退避処理＞
図１の電子ビーム描画装置では、上記したように、ステージ１０２が停止している場合、試料面外退避制御部１１５は、ステージ１０２の位置（ＸおよびＹ座標）と、最後にステージ１０２の移動を完了してから現在までの経過時間とを監視する。そして、予め設定した時間に達したら、ステージ１０２を試料面外へ退避させる。図５は、この処理を説明するフローチャートである。

0057

試料面外退避制御部１１５は、ステージ監視スイッチがオンで、試料面外退避フラグが退避済み設定されていない場合、ステージ１０２が停止してからの経過時間を監視する。経過時間は、現在の時刻から最後に移動を終えた時刻を差し引くことで求められる。監視している経過時間と試料面外退避設定時間とを比較して退避するか否かを、経過時間が試料面外退避設定時間に達するまで繰り返す。

0058

経過時間が試料面外退避設定時間に達したら、試料面外退避制御部１１５は、現在のステージ座標を取得し、試料面外情報からこの座標から最も近い位置にある試料面外退避座標を算出する。そして、試料面外退避移動要求を生成し、現在の座標を保持するとともに、この要求にしたがってステージ制御部１１４によりステージ１０２を移動させる。移動を終えた後は、試料面外退避フラグを退避済みに設定する。

0059

＜試料面外退避後のステージ位置移動処理＞
図１において、描画制御部１１２からステージ制御部１１４が受け取ったステージ位置移動指示は、試料面外退避制御部１１５へ渡される。すると、試料面外退避制御部１１５は、図６に示すように、退避情報、すなわち、試料面外退避済フラグと試料面外退避前座標をクリアし、ステージ位置移動要求にしたがってステージ１０２を移動させる。ステージ１０２の移動を終えたら最後の移動完了時刻を記録し、ステージ制御部１１４を介して描画制御部１１２へステージ位置移動完了報告を送る。

0060

＜試料面外退避後のステージ描画移動処理＞
図１において、描画制御部１１２からステージ制御部１１４が受け取ったステージ描画移動指示は、試料面外退避制御部１１５へ渡される。ステージ描画移動指示を受け取った試料面外退避制御部１１５は、図７に示すように、これを描画移動要求格納部１１６へ格納する。また、試料面外退避制御部１１５は、ステージ１０２の位置からステージ座標を取得して、ステージ１０２が試料面外へ退避しているか否かを判断する。退避済みである場合には、ステージ１０２の位置からステージ座標を取得し、試料面外退避前座標を用いてステージ移動要求を生成する。そして、退避情報、すなわち、試料面外退避済フラグと試料面外退避前座標をクリアし、ステージ位置移動要求を作成してステージ１０２を移動させる。ステージ１０２の移動を終えたら、描画移動要求格納部１１６からステージ描画移動指示を取り出し、この指示にしたがってステージ描画移動要求を作成し、描画移動を実行する。描画に伴うステージ移動を終えたら、最後の移動完了時刻を記録し、ステージ制御部１１４を介して描画制御部１１２へステージ描画移動完了報告を送る。

0061

＜ステージ位置要求の処理＞
図１において、描画制御部１１２からステージ制御部１１４が受け取ったステージ位置要求は、試料面外退避制御部１１５へ渡される。試料面外退避制御部１１５は、図８に示すように、ステージ位置報告内容を取得する。具体的には、ステージ位置から現在のステージ座標を取得する。また、試料面外退避済フラグを取得し、これが退避済みであれば試料面外退避前座標を取得する。得られた情報は、ステージ制御部１１４を介して描画制御部１１２へステージ位置報告として送る。

0062

＜描画移動開始前のショット中断通知の処理＞
描画移動開始前のショット中断通知の処理とは、図１で描画制御部１１２から偏向制御部１１３へショット開始指示がされたにもかかわらず、ショットデータ生成部１１１から偏向制御部１１３へショットデータが来ていない場合の処理である。この場合、描画制御部１１２からステージ制御部１１４が受け取ったステージ描画移動指示は、試料面外退避制御部１１５へ渡される。試料面外退避制御部１１５は、図９に示すように、偏向制御部１１３からのショット中断信号をチェックする。ショット中断信号がオフの場合には、ステージ描画移動指示にしたがってステージ描画移動要求を作成し、ステージ移動を実行する。ステージ描画移動を終えた後は、ステージ制御部１１４を介して描画制御部１１２へステージ描画移動完了報告を送る。

0063

一方、偏向制御部１１３からのショット中断信号がオンの場合には、ステージ描画移動指示を描画移動要求格納部１１６へ格納する。そして、設定時間による試料面外退避モードに移行し、ステージの停止時間を監視する。具体的には、ステージ監視スイッチがオンである場合には、最後にステージ１０２の移動を完了してから現在までの経過時間を算出し、この時間が試料面外退避設定時間に達したら、ステージ１０２を試料面外へ退避させる。尚、監視している経過時間と試料面外退避設定時間とを比較して退避するか否かの判断は、経過時間が試料面外退避設定時間に達するまで繰り返される。

0064

経過時間が試料面外退避設定時間に達したら、試料面外退避制御部１１５は、現在のステージ座標を取得し、試料面外情報からこの座標から最も近い位置にある試料面外退避座標を算出する。そして、試料面外退避移動要求を生成し、現在の座標を保持するとともに、この要求にしたがってステージ制御部１１４によりステージ１０２を移動させる。また、ステージ１０２を移動させる前に、偏向制御部１１３へ試料面外退避信号をオンにして、試料面外へ退避するため窓枠判定が行えないことを通知しておく。

0065

＜描画移動開始前のショット中断通知解除の処理＞
図１の試料面外退避制御部１１５は、図１０に示すように、偏向制御部１１３からのショット中断信号をチェックし、ショット中断信号がオンの間はこのチェックを繰り返す。ショット中断信号がオフになったら試料面外退避済フラグをチェックし、退避済みならステージ１０２の位置からステージ座標を取得し、試料面外退避前座標を用いてステージ移動要求を生成する。そして、退避情報、すなわち、試料面外退避済フラグと試料面外退避前座標をクリアし、ステージ位置移動要求を作成してステージ１０２を移動させる。ステージ退避前座標へのステージ１０２の移動を終えたら、試料面外退避信号をオフにする。これにより、偏向制御部１１３は窓枠判定を開始する。また、ステージ退避前座標への移動が完了したら、描画移動要求格納部１１６からステージ描画移動要求を取り出し、この要求にしたがってステージ描画移動要求を作成し、描画移動を実行する。描画に伴うステージ移動を終えたら、最後の移動完了時刻を記録し、ステージ制御部１１４を介して描画制御部１１２へステージ描画移動完了報告を送る。

0066

＜描画移動開始後のショット中断通知の処理＞
描画移動開始後のショット中断通知の処理とは、ストライプ描画中に、図１でショットデータ生成部１１１から偏向制御部１１３へのショットデータが途切れた場合の処理である。この場合、試料面外退避制御部１１５は、図１１に示すように、偏向制御部１１３からのショット中断信号をチェックし、ショット中断信号がオフであり、描画制御部１１２からのステージ描画移動指示がオンである場合には、上記した図９の処理に進む。一方、ショット中断信号がオフである場合には、ステージ描画移動要求を作成し、ステージ移動を実行する。ステージ描画移動を終えた後は、ステージ制御部１１４を介して描画制御部１１２へステージ描画移動完了報告を送る。

0067

描画移動開始後に偏向制御部１１３からのショット中断信号がオンになった場合には、図１２の処理に進む。描画移動要求格納部１１６が空であり、ステージ１０２の移動が完了している状態、すなわちステージ１０２が停止中であったら、設定時間による試料面外退避モードに移行し、ステージの停止時間を監視する。具体的には、ステージ監視スイッチがオンである場合には、最後にステージ１０２の移動を完了してから現在までの経過時間を算出し、この時間が試料面外退避設定時間に達したら、ステージ１０２を試料面外へ退避させる。尚、監視している経過時間と試料面外退避設定時間とを比較して退避するか否かの判断は、経過時間が試料面外退避設定時間に達するまで繰り返される。

0068

経過時間が試料面外退避設定時間に達したら、試料面外退避制御部１１５は、現在のステージ座標を取得し、試料面外情報からこの座標から最も近い位置にある試料面外退避座標を算出する。そして、試料面外退避移動要求を生成し、現在の座標を保持するとともに、この要求にしたがってステージ制御部１１４によりステージ１０２を移動させる。また、偏向制御部１１３へ試料面外退避信号をオンにする。移動を終えた後は、試料面外退避済フラグを退避済みに設定する。

0069

＜描画移動開始後のショット中断信号解除の処理＞
図１３に示すように、図１の試料面外退避制御部１１５は、偏向制御部１１３からのショット中断信号をチェックし、ショット中断信号がオンならチェックを繰り返す。ショット中断信号がオフになったら試料面外退避済フラグをチェックし、退避済みならステージ１０２の位置からステージ座標を取得し、試料面外退避前座標を用いてステージ移動要求を生成する。そして、退避情報、すなわち、試料面外退避済フラグと試料面外退避前座標をクリアし、ステージ位置移動要求を作成してステージ１０２を移動させる。ステージ退避前座標へのステージ１０２の移動を終えたら、試料面外退避信号をオフにする。これにより、偏向制御部１１３は窓枠判定を開始する。ステージ１０２の位置が行き過ぎている場合には、リカバーが発生して描画が継続される。一方、試料面外退避済フラグをチェックして退避済みでない場合には、ステージ１０２の位置は移動しない。

0070

以上述べたように、本実施の形態の試料面外退避機能によって、様々なケースにおけるステージの一時停止に対しステージを試料面外へ退避させることができ、電子ビーム漏れによる影響の低減を図れる。また、かかる機能は、何らかの予期せぬ原因により描画処理の進行に影響を及ぼす遅延が発生し、ステージが一か所にと止まった場合に作動するものである。したがって、本実施の形態の試料面外退避機能を導入することによる描画時間の増大は無視することができ、スループットへの影響もない。

0071

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。

0072

例えば、上記実施の形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。

0073

１００電子鏡筒
１０１描画室
１０２ステージ
１０３マスク
１０４レンズ
１０５、１０７偏向器
１０６アパーチャ
１０８電子銃
１０９電子ビーム
１１０ジョブ制御部
１１１ショットデータ生成部
１１２ 描画制御部
１１３偏向制御部
１１４ ステージ制御部
１１５試料面外退避制御部
１１６描画移動要求格納部
２０１ 描画領域
２０２ストライプ
２０４ 試料面外