JP2000306827A - Charged particle beam drawing apparatus and pattern formation method - Google Patents

Charged particle beam drawing apparatus and pattern formation method

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To draw a micropattern with less proximity effect by providing an auxiliary exposure for irradiating a drawing region on a sample with an exposure amount for an auxiliary exposure figure and a main exposure for irradiating a drawing pattern region in the drawing region on the sample. SOLUTION: In the process for carrying out an auxiliary exposure over the whole surface of a drawing region 502, the drawing region 502 is divided into a plurality of small regions 503, 504 having equal area, and the value of the area to be irradiated by a charged particle beam is calculated for each small region 503, 504, and the calculated area value is modified by subjecting it to weighted addition of the area value of the peripheral small region thereof for each small region 503, 504. Then, a plurality of auxiliary exposure figures are formed for the whole surface of this drawing region 502, and an exposure amount for auxiliary exposure figure thus formed is determined with reference to the value of the modified area. Then, the drawing region 502 on the sample is irradiated by the exposure amount of the auxiliary exposure figure, and a drawing pattern region in the drawing region on the sample is exposed to main exposure irradiation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線によっ
て微細なパターンを描画する荷電粒子線描画装置および
パターン形成方法に関するものであり、特に、極めて集
積度の高い半導体集積回路の製造に好適な荷電粒子線描
画装置およびパターン形成方法を提供するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a pattern forming method for drawing a fine pattern with a charged particle beam, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit having a very high degree of integration. A charged particle beam drawing apparatus and a pattern forming method are provided.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子産業の発展に伴い、半導体集積回路
の回路パターンの微細化は急速である。その微細なパタ
ーンの形成には、より解像度の高い荷電粒子線による描
画方法が用いられるようになってきている。荷電粒子線
による描画は、光を用いてマスクに描かれた回路パター
ンを転写する方法に比べて、速度が遅いという欠点が有
る。しかし、荷電粒子線が特定形状のアパーチャを通過
するようにして断面が特定形状にされた荷電粒子線を用
いて、5マイクロメートルないしは10マイクロメートル
四方程度の微細パターン領域を一括して描画する一括描
画方式が実用化され、速度が遅い欠点も次第に改善され
つつある。
2. Description of the Related Art With the development of the electronics industry, the miniaturization of circuit patterns of semiconductor integrated circuits is rapid. For forming such fine patterns, a drawing method using a charged particle beam with higher resolution has been used. Drawing by a charged particle beam has a disadvantage that the speed is slower than a method of transferring a circuit pattern drawn on a mask using light. However, using a charged particle beam whose cross section has a specific shape so that the charged particle beam passes through an aperture of a specific shape, collectively draws a fine pattern area of about 5 μm or 10 μm square at a time. The drawing method has been put to practical use, and the drawback of low speed has been gradually improved.

【0003】一方、荷電粒子線を用いた回路パターンの
形成方法において、パターンが微細化してくると、大き
な図形と微細な図形に挟まれた微細な幅や間隙,寸法の
急変部分の微細な幅や間隙が、所望の寸法に形成されな
いという現象が現れ、微細パターン形成上の問題になっ
ている。この現象は、荷電粒子線による微細パターン形
成方法における重要な解決すべき課題であり、近接効果
と呼ばれている。この現象の原因は、照射された荷電粒
子線が感光剤(以下、レジストと言う)を通過して半導
体基板中に入り、基板中で後方散乱された荷電粒子の一
部が再びレジスト面に戻って感光させることにある。こ
のような荷電粒子を後方散乱粒子とよぶ。後方散乱粒子
は、広範囲にぼけた描画パターンを薄く露光した場合と
同様な効果を与える。したがって、パターン描画密度の
高い領域の露光は、後方散乱粒子による露光が加わって
過剰露光になるため、前述のように線幅や間隙の幅が変
わる現象として現れる。
On the other hand, in a method of forming a circuit pattern using a charged particle beam, as the pattern becomes finer, a fine pattern and a fine width sandwiched between fine patterns and a fine width of a gap or a portion where sudden changes in dimensions occur. And a phenomenon that gaps and gaps are not formed to desired dimensions appears, which is a problem in forming a fine pattern. This phenomenon is an important problem to be solved in a fine pattern forming method using a charged particle beam, and is called a proximity effect. The cause of this phenomenon is that the irradiated charged particle beam passes through a photosensitive agent (hereinafter referred to as resist) and enters the semiconductor substrate, and a part of the backscattered charged particles in the substrate returns to the resist surface again. Exposure. Such charged particles are called backscattered particles. The backscattering particles have the same effect as when a drawing pattern blurred over a wide area is lightly exposed. Therefore, the exposure of the region having a high pattern writing density is excessively exposed due to the addition of the exposure by the backscattering particles, and appears as a phenomenon in which the line width and the width of the gap change as described above.

【0004】従来、この近接効果の影響を少なくするた
めに、発明者らによる特開平3−225816号公報に
記載されたように、予め描画領域全体を複数の小領域に
分割して小領域ごとの露光面積密度を計算し、露光面積
密度が大きい小領域では露光時間を短めに、露光面積密
度の小さい小領域では露光時間を長めに補正しながら描
画する露光面積密度法が提案されている。
Conventionally, in order to reduce the influence of the proximity effect, as described in JP-A-3-225816 by the present inventors, the entire drawing area is divided into a plurality of small areas in advance and each An exposure area density method has been proposed in which the exposure area density is calculated and the exposure time is shortened in a small area having a large exposure area density, and the exposure time is lengthened in a small area having a small exposure area density.

【0005】また、別の方法として、ジー・オーエン、
ピー・リスマンによる論文、「プロキシミティ・エフェ
クト・コレクション・フォー・エレクトロン・ビーム・
リソグラフィー・バイ・イクアリゼーション・オブ・バ
ックグラウンド・ドーズ」、ジャーナル・オブ・アプラ
イド・フィジックス、第54巻、第6号、3573−3
581ページ(1983年6月)(G.Owen and P.Rissm
an,"proximity effectcorrection for electron beam l
ithography by equalization of backgrounddose",J.Ap
pl.Phys.,Vol.54,No.6,pp.3573-3581(June 1983))に示
されているように、描画パターンの露光部分と非露光部
分とを逆にした反転パターンを焦点がぼけた荷電粒子線
で補助的に露光し、前記の後方散乱による再感光のレベ
ルを露光領域全体で均一にする(これを補助露光とよ
ぶ。)ことによって、近接効果の影響を少なくする補助
露光法と呼ばれる方法が知られている。また、小領域ご
とのパターン面積によって補助露光の強度を決める技術
は特開平5−160010号公報に記載されている。
As another method, G. Owen,
A paper by P. Risman, "Proximity Effect Collection for Electron Beam.
Lithography by Equalization of Background Doses, "Journal of Applied Physics, Vol. 54, No. 6, 3573-3.
581 pages (June 1983) (G. Owen and P. Rissm
an, "proximity effectcorrection for electron beam l
ithography by equalization of backgrounddose ", J.Ap
As shown in pl.Phys., Vol. 54, No. 6, pp. 3573-3581 (June 1983)), the focus is on an inverted pattern in which the exposed part and the unexposed part of the drawing pattern are reversed. Auxiliary exposure for reducing the influence of the proximity effect by auxiliary exposure with a blurred charged particle beam and making the level of re-exposure due to the backscatter uniform over the entire exposure area (this is called auxiliary exposure) A method called a law is known. A technique for determining the intensity of auxiliary exposure based on the pattern area of each small region is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-160010.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記露光面積密度法
は、描画位置によって変化する小領域毎の露光面積密度
の計算値を用いて、露光時間を補正しながら描画するこ
とを原理としている。したがって、ある一定寸法の微細
パターンを一括転写して描画する場合には、各々の一括
転写パターンが一つの小領域中の描画図形であるから、
その小領域中の露光時間は均一に制御される。そうする
と、その周辺の小領域では、実際の露光時間と理想とす
る露光時間とのずれが生じてしまうことがあった。この
現象は、一括転写パターンの寸法が大きい時に顕著であ
り、露光面積密度の急変部で特に大きく現われ、微細パ
ターンの形成寸法が所望の寸法と異なってしまう不具合
を生じさせる原因となっていた。
The principle of the exposure area density method is to draw while correcting the exposure time by using the calculated value of the exposure area density for each small area that changes depending on the drawing position. Therefore, when collectively transferring and drawing a fine pattern of a certain dimension, since each collective transfer pattern is a drawing figure in one small area,
The exposure time in that small area is controlled uniformly. Then, in a small area around the area, a difference between the actual exposure time and the ideal exposure time may occur. This phenomenon is remarkable when the size of the collective transfer pattern is large, and is particularly large in a portion where the exposure area density changes abruptly, causing a problem that the formation size of the fine pattern is different from the desired size.

【0007】また、前述の補助露光法においては、後方
散乱の影響が均一になるように補助的に露光されるの
で、このような形成寸法の不具合は少なくなるが、反転
パターンを露光するために反転パターンに対応する膨大
な描画データを準備する必要があること、荷電粒子線の
焦点をぼかして照射するための新たな装置構成が必要で
あり、このための時間が余計にかかって、ウェハ1枚当
りの所要時間効率であるスループットが低下するなどの
問題があった。さらに、補助露光法には、比較的露光面
積密度が低くても補助露光を何回も必要とするため、鏡
体がチャージアップしてしまうという問題があった。
[0007] In the above-mentioned auxiliary exposure method, auxiliary exposure is performed so that the influence of backscattering becomes uniform, so that such defects in the formed dimensions are reduced. It is necessary to prepare a huge amount of drawing data corresponding to the inversion pattern, and a new apparatus configuration for defocusing and irradiating the charged particle beam is required. There is a problem that the throughput, which is the required time per sheet, is reduced. Further, the auxiliary exposure method has a problem that the mirror body is charged up because the auxiliary exposure is required many times even if the exposure area density is relatively low.

【0008】本発明の目的は、これら露光面積密度法,
補助露光法のそれぞれにある問題点を解決し、微細パタ
ーンを近接効果の影響を少なくして描画できる荷電粒子
線描画装置およびパターン形成方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide an exposure area density method,
An object of the present invention is to provide a charged particle beam lithography apparatus and a pattern forming method which can solve the problems of each of the auxiliary exposure methods and can draw a fine pattern with less influence of a proximity effect.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明の実施態様は、描画領域を面積の等しい複
数の小領域に分割し、各小領域ごとに描画パターンの面
積値を計算し、計算された面積値をその周辺の各小領域
ごとに計算された面積値との重み付け加算によって修正
し、描画領域に対して補助露光図形を生成し、修正され
た面積値を参照して生成された補助露光図形の露光量を
演算し、試料上の描画領域を補助露光図形の露光量で照
射する補助露光と、試料上の描画領域中の描画パターン
の領域を照射するメイン露光とを備えるものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an embodiment of the present invention divides a drawing area into a plurality of small areas having the same area, and calculates the area value of the drawing pattern for each of the small areas. Calculate, correct the calculated area value by weighted addition with the area value calculated for each small area around it, generate an auxiliary exposure figure for the drawing area, and refer to the corrected area value. Auxiliary exposure that calculates the exposure amount of the auxiliary exposure figure generated by the above and irradiates the drawing area on the sample with the exposure amount of the auxiliary exposure figure, and main exposure that irradiates the area of the drawing pattern in the drawing area on the sample It is provided with.

【0010】本発明の他の実施態様によれば、予め描画
すべきパターンを複数の小領域に分割して、小領域ごと
の露光量を計算する計算機と、計算された小領域ごとの
露光量を記憶する記憶装置を持たせる構成とする。例え
ば、この計算機は、実際の描画に先立って予め荷電粒子
線描画装置の制御回路だけを動かしながら、荷電粒子線
の形状を制御する信号によって描画図形ごとの荷電粒子
線の断面積を計算し、その断面積を各小領域ごとに累積
加算することで実現できる。累積加算された断面積は、
小領域ごとの総露光量に相当するが、各小領域の面積が
同一で既知のものであれば、露光面積密度を表現する数
値として解釈することが出来る。通常の荷電粒子線描画
装置では、描画すべきパターンは通常重なりの無い小さ
な露光図形に分解されて露光されるので、正しい露光面
積密度を簡単な付加回路で高速に計算することが出来
る。
According to another embodiment of the present invention, a computer which divides a pattern to be drawn in advance into a plurality of small areas and calculates an exposure amount for each small area, and a calculated exposure amount for each small area Is configured to have a storage device for storing. For example, this computer calculates the cross-sectional area of the charged particle beam for each drawing pattern by a signal that controls the shape of the charged particle beam while operating only the control circuit of the charged particle beam drawing device in advance before actual drawing, This can be realized by cumulatively adding the cross-sectional area for each small area. The cumulatively added cross-sectional area is
This corresponds to the total exposure amount for each small area, but if the area of each small area is the same and is known, it can be interpreted as a numerical value expressing the exposure area density. In a normal charged particle beam drawing apparatus, a pattern to be drawn is usually decomposed into small exposure figures having no overlap and exposed, so that a correct exposure area density can be calculated at high speed by a simple additional circuit.

【0011】各小領域ごとの面積密度が計算されたら、
各小領域の数値を近接効果の及ぶ範囲の近傍小領域の数
値と重み付け平均化処理などにより平滑化(スムージン
グ)し、その結果、近傍小領域との差が小さく修正され
た露光面積密度をその小領域の数値とするように修正す
る。このようにして、基板からの後方散乱によって露光
される焦点がぼかされた描画パターンの傾向を修正され
た露光面積密度に反映させる。
When the area density of each small area is calculated,
The numerical value of each small region is smoothed by weighting and averaging processing with the numerical value of the nearby small region in the range where the proximity effect can be obtained. As a result, the difference between the small region and the neighboring small region is corrected to a small value. Modify to be the numerical value of the small area. In this manner, the tendency of the defocused drawing pattern exposed by the backscatter from the substrate is reflected on the corrected exposure area density.

【0012】実際に描画する時点では、描画図形ごとに
描画制御回路からその位置を読み出してその図形の含ま
れる小領域を検知し、その小領域の露光面積密度が大き
いところでは照射時間が短くなるように、また小さいと
ころでは照射時間を長くするように制御する。露光面積
密度の大きな領域では、後方散乱の影響により過剰に露
光されるので、描画図形の露光時間を小さくすることに
より、適切な露光量が得られることになり、近接効果に
よる図形の形状変化を補償することが出来る。
At the time of actual drawing, the position is read from the drawing control circuit for each drawing figure to detect a small area including the figure, and the irradiation time is shortened when the exposure area density of the small area is large. In such a manner, the irradiation time is controlled to be longer at a small place. In areas where the exposure area density is large, excessive exposure is caused by the influence of backscattering.By reducing the exposure time of the drawn figure, an appropriate amount of exposure can be obtained, and the shape change of the figure due to the proximity effect can be reduced. Can compensate.

【0013】そして、ただ単に描画すべき図形の属する
小領域の露光面積密度を読み出すだけでなく、隣接小領
域の露光面積密度も併せて読み出し、補間演算によって
図形の位置に対応する露光面積密度をより精密に計算す
ることも出来る。このようにすれば、位置の変化に対し
て滑らかで、さらに精密な近接効果補正が可能になる。
In addition to reading out the exposure area density of the small area to which the figure to be drawn belongs, the exposure area density of the adjacent small area is also read out, and the exposure area density corresponding to the position of the figure is calculated by interpolation. It can be calculated more precisely. This makes it possible to perform a smoother and more precise proximity effect correction with respect to a change in position.

【0014】以上の方法は、従来の露光面積密度法に関
するものであり、前述の特開平3−225816号公報
に既に述べられている。本発明では、この露光面積密度
法を拡張し、以下に述べるように新たな補助的な露光方
法を提供する。また、この露光面積密度法に補助的な露
光方法を併用した新しい描画方法を提供する。
The above method relates to a conventional exposure area density method and has already been described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-225816. In the present invention, this exposure area density method is extended to provide a new auxiliary exposure method as described below. Further, the present invention provides a new writing method using an auxiliary exposure method in combination with the exposure area density method.

【0015】本発明における補助露光法は、原則として
描画すべきパターン領域の全面を対象とする。始めに、
描画すべきパターン領域を補助露光パターンと考え、1
度の露光で描画可能な補助露光図形に分解する。次に、
露光面積密度法と同じく、予め描画パターンから計算さ
れた露光面積密度を補助露光図形ごとに参照し、補助露
光図形の位置の露光面積密度が大きければ露光時間が短
くなるように、逆に露光面積密度が小さければ露光時間
が長くなるように補助露光時間を決定する。
The auxiliary exposure method according to the present invention targets the entire pattern region to be drawn in principle. At the beginning,
The pattern area to be drawn is regarded as an auxiliary exposure pattern.
Decomposes into auxiliary exposure figures that can be drawn by multiple exposures. next,
Similar to the exposure area density method, the exposure area density calculated in advance from the drawing pattern is referred to for each auxiliary exposure figure, and if the exposure area density at the position of the auxiliary exposure figure is large, the exposure time is shortened. The auxiliary exposure time is determined so that the exposure time becomes longer when the density is lower.

【0016】このようにすれば、露光面積密度が大きく
後方散乱による露光の強いところでは、相対的に僅かな
補助露光が与えられ、露光面積密度が小さく後方散乱に
よる露光が弱いところでは強い補助露光が与えられるの
で、後方散乱の影響を図形密度によらず均一化する事が
でき、前述の補助露光法とほぼ同様の効果を実現するこ
とが出来る。しかも、露光面積密度が近傍の小領域の露
光面積密度と平滑化されているので、従来の補助露光法
のように荷電粒子線の焦点をぼかして描画する必要が無
く、荷電粒子線の焦点をぼかすための装置を配置する必
要がない。
In this way, a relatively small auxiliary exposure is given where the exposure area density is large and the backscattering exposure is strong, and a strong auxiliary exposure is provided where the exposure area density is small and the backscattering exposure is weak. Is given, the effect of backscattering can be made uniform irrespective of the pattern density, and almost the same effect as the above-described auxiliary exposure method can be realized. In addition, since the exposure area density is smoothed to the exposure area density of a nearby small area, there is no need to defocus and draw the charged particle beam as in the conventional auxiliary exposure method. There is no need to arrange a device for blurring.

【0017】すなわち、本発明によれば、露光面積密度
を用いた新たな補助露光方法を採用することにより、従
来の補助露光法に比べて、荷電粒子線の焦点をぼかして
露光するという新たな手段を設ける必要が無く、さらに
補助露光用の反転パターンデータという多量の描画デー
タを準備する必要も無いので、描画装置を小型化できる
と言う大きな効果がある。
That is, according to the present invention, by adopting a new auxiliary exposure method using the exposure area density, compared to the conventional auxiliary exposure method, a new method of exposing the charged particle beam by defocusing is provided. There is no need to provide any means, and there is no need to prepare a large amount of drawing data such as inverted pattern data for auxiliary exposure, so that there is a great effect that the drawing apparatus can be downsized.

【0018】本発明では、さらに、露光面積密度法に補
助露光を併用し、相対的に照射量の少ない補助露光を露
光面積密度法の補助として用いる新たな描画方法を提供
する。このような併用方式を適用すると、描画図形の露
光面積密度が急変する領域では、露光面積密度の少ない
側で強めの補助露光がなされているので、露光面積密度
法において必要とされる最適照射時間の変化が緩和され
ることになる。その結果、一回の露光で大きな描画図形
を照射したとしても、図形内部での最適照射時間のむら
が小さくなり、図形内部での線幅の所望値とのずれを小
さく押さえることが出来る。一括照射パターンの面積を
大きくすることは描画のスループットを向上する上で重
要であるので、大きな描画図形を精度良く描画できる本
発明の効果は大である。
The present invention further provides a new drawing method using auxiliary exposure in combination with the exposure area density method, and using auxiliary exposure with a relatively small irradiation amount as an auxiliary to the exposure area density method. When such a combined method is applied, in a region where the exposure area density of a drawn figure changes suddenly, a stronger auxiliary exposure is performed on the side where the exposure area density is lower, so that the optimum irradiation time required in the exposure area density method is required. Changes will be mitigated. As a result, even if a large drawing figure is irradiated by one exposure, the unevenness of the optimum irradiation time inside the figure becomes small, and the deviation of the line width inside the figure from the desired value can be suppressed to a small value. Since it is important to increase the area of the collective irradiation pattern in order to improve the drawing throughput, the effect of the present invention that can draw a large drawing figure with high accuracy is great.

【0019】また、補助露光は、従来の補助露光法に比
べて小さい照射時間で済ませることが出来るので、補助
露光によるスループットの悪化を回避するとともに、鏡
体のチャージアップによる描画不良の可能性を少なくす
ることが出来る。さらに、前述のように補助露光のため
に描画パターンの反転パターンに対応する膨大な補助露
光指定データを持つ必要も無く、実用的効果は大きい。
In addition, since the auxiliary exposure can be performed in a shorter irradiation time as compared with the conventional auxiliary exposure method, deterioration of the throughput due to the auxiliary exposure can be avoided, and the possibility of drawing failure due to charge-up of the mirror body can be reduced. Can be reduced. Further, as described above, there is no need to have a large amount of auxiliary exposure designation data corresponding to the reverse pattern of the drawing pattern for the auxiliary exposure, and the practical effect is large.

【0020】さらに本発明を用いれば、描画すべき試料
面に既に異なる材質の下層パターンが形成されている場
合にも、最適な近接効果補正を提供することが出来る。
試料に異なる材質の下層パターンが存在すると、描画時
に下層パターンの密度によって後方散乱の強度が変わる
ため、近接効果補正のための最適な荷電粒子線の照射時
間が変化してしまう。このような場合であっても、描画
パターンの露光面積密度だけでなく、下層パターンの露
光面積密度も予め求めておき、露光面積密度法と補助露
光法のどちらか一方あるいは両方による最適照射時間
を、描画パターンと下層パターンの露光面積密度を参照
して決定することにより、近接効果補正の最適な照射時
間を得ることが出来る。特に、下層パターンが重金属の
薄膜で形成されている時には、下層パターンの有無の影
響が大きいため、本発明は、描画パターン全面における
均一な微細パターンの形成に対して効果が大きい。
Further, according to the present invention, even when a lower layer pattern of a different material is already formed on the surface of a sample to be written, optimum proximity effect correction can be provided.
If an underlayer pattern of a different material is present in the sample, the backscattering intensity changes depending on the density of the underlayer pattern during writing, so that the optimal irradiation time of the charged particle beam for correcting the proximity effect changes. Even in such a case, not only the exposure area density of the drawing pattern but also the exposure area density of the lower layer pattern are obtained in advance, and the optimum irradiation time by one or both of the exposure area density method and the auxiliary exposure method is determined. Optimum irradiation time for proximity effect correction can be obtained by determining with reference to the exposure area density of the drawing pattern and the lower layer pattern. In particular, when the lower layer pattern is formed of a heavy metal thin film, the effect of the presence or absence of the lower layer pattern is great, and thus the present invention is highly effective for forming a uniform fine pattern over the entire drawing pattern.

【0021】なお、小領域ごとのパターン面積によって
補助露光の強度を決める技術は、前述のように、特開平
5−160010号公報に記載されているが、本発明は
面積値を周辺小領域の面積値と重み付け加算するなどし
て修正する手段を持ち、参照すべき面積値の分布が既に
主露光による後方散乱エネルギーの分布を表わすため、
補助露光に当たって前記公知技術のように荷電粒子線を
ぼかす必要が無い。荷電粒子線を後方散乱の形状に正し
くぼかして所定の位置に精密に照射するためには、実用
上多くの補正手段が必要であり、このようなぼかし露光
の必要の無い本発明には、実用上の利点が極めて大き
い。
A technique for determining the intensity of the auxiliary exposure based on the pattern area of each small area is described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-160010, as described above. There is a means to correct by weighting addition with the area value, etc.Because the distribution of the area value to be referred to already represents the distribution of backscattered energy due to main exposure,
In the auxiliary exposure, there is no need to blur the charged particle beam as in the above-described known technique. In order to correctly irradiate a charged particle beam into a predetermined position by accurately blurring the charged particle beam into a backscattered shape, many correction means are necessary in practice, and the present invention which does not require such blur exposure is practically used. The above advantages are extremely large.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図10に本発明を実施する装置の例とし
て、荷電粒子線として電子線を用いた可変成形型荷電粒
子線描画装置の構成を縦断面図で示す。図10におい
て、右側に断面で示した部分は、ウェハやマスク,レチ
クルを描画する荷電粒子線露光ユニットであって、電子
線鏡体1000と呼ぶ。その周囲の四角形は電子線鏡体
1000を制御する機能をブロックで表したものであ
り、各機能を有するユニットの機能は計算機1012で
実行される。試料1008は搬送部1002から電子線
鏡体1000の内部の試料台1001へ搬送される。電
子線鏡体1000の最上部にある電子銃1003から発
射された電子線1004は、電子線鏡体1000内のレ
ンズ1006によって形状が整えられ、さらに電磁偏向
器と静電偏向器からなる偏向器1007によって偏向さ
れ、試料台1001上に配置された試料1008の目標
位置に照射される。照射される電子線1004の断面形
状は複数種類あり、アパーチャ1005を選択すること
によって任意の断面形状を試料1008上に転写するこ
とができる。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a variable-shaped charged particle beam drawing apparatus using an electron beam as a charged particle beam as an example of an apparatus for carrying out the present invention. In FIG. 10, the portion shown in cross section on the right side is a charged particle beam exposure unit for drawing a wafer, a mask, and a reticle, and is called an electron beam mirror 1000. The surrounding rectangle represents the function of controlling the electron beam mirror 1000 by a block, and the function of the unit having each function is executed by the computer 1012. The sample 1008 is transferred from the transfer unit 1002 to the sample table 1001 inside the electron beam mirror 1000. An electron beam 1004 emitted from an electron gun 1003 at the top of the electron beam body 1000 is shaped by a lens 1006 in the electron beam body 1000, and further comprises a deflector comprising an electromagnetic deflector and an electrostatic deflector. The light is deflected by 1007 and irradiates a target position of a sample 1008 arranged on the sample stage 1001. There are a plurality of types of cross-sectional shapes of the electron beam 1004 to be irradiated, and an arbitrary cross-sectional shape can be transferred onto the sample 1008 by selecting the aperture 1005.

【0024】図10の左側の部分は、システム制御の機
能をブロックまたはユニットで表したものであり、シス
テム全体の制御と外部からのインターフェースとを分担
している。ハードディスク1021に保持された描画す
べきパターンデータを計算機1012は伝送する。枠1
011で囲まれたブロック群は、計算機1012から伝
送されたパターンデータを、電子線の偏向データへと連
続的,パイプライン的に、かつ高速に変換する制御系デ
ジタル処理群であって、他の制御部,ユニットとデータ
ラインであるバス1019を介して接続されており、図
示した各処理部では以下の処理を行っている。 (1)図形データ部1023:計算機1012から伝送
される圧縮されたパターンデータを格納する。 (2)図形復元部1024:圧縮されたパターンデータ
を図形データへと復元する。 (3)図形分解部1025:復元された1つ1つの図形
を、電子線で描画可能な形状であるショットに置き換
え、各ショットの位置,形状,露光量のデータを作成す
る。 (4)合わせ補正部1026:電子線照射位置と試料1
008との間の位置ずれや変形をセンサー1009で監
視し、そのずれ,変形に合わせて補正を行う。 (5)近接効果補正部1027:近接効果を補正するた
めの処理を行う。予め描画するパターンの単位面積あた
りの面積マップである露光量マップ1029を求めてメ
モリへ保持し、その値を参照しながらショット単位に露
光量を補正する処理を行う。 (6)追従絶対校正部1028:連続描画を可能にする
ために、測長器1010と試料台位置測長部1020で
測定される試料台1001の位置に基づいて、電子線1
004が試料1008上の目標位置に照射される様に、
電子線偏向位置を計算するとともに、電子線鏡体100
0の偏向歪み量なども補正する。 (7)手順制御部1022:上記各部すなわちユニット
の処理がスムーズに動く様、監視、及び制御を受け持
つ。
The left part of FIG. 10 shows the functions of the system control by blocks or units, and shares control of the entire system and an external interface. The computer 1012 transmits the pattern data to be drawn held in the hard disk 1021. Frame 1
A block group surrounded by “011” is a control digital processing group that converts the pattern data transmitted from the computer 1012 into electron beam deflection data continuously, in a pipeline, and at high speed. The control unit and the units are connected via a bus 1019 which is a data line, and each processing unit illustrated performs the following processing. (1) Graphic data section 1023: Stores compressed pattern data transmitted from the computer 1012. (2) Graphic restoration unit 1024: Restores the compressed pattern data into graphic data. (3) Graphic decomposing unit 1025: Each restored graphic is replaced with a shot that can be drawn by an electron beam, and data on the position, shape, and exposure of each shot is created. (4) Alignment correction unit 1026: electron beam irradiation position and sample 1
The sensor 1009 monitors the displacement and deformation between the position and the position 008, and performs correction in accordance with the displacement and deformation. (5) Proximity effect correction unit 1027: performs processing for correcting the proximity effect. An exposure map 1029, which is an area map per unit area of a pattern to be drawn in advance, is obtained and stored in a memory, and a process of correcting the exposure in shot units is performed with reference to the value. (6) Follow-up absolute calibration unit 1028: In order to enable continuous writing, the electron beam 1 based on the position of the sample stage 1001 measured by the length measuring unit 1010 and the sample stage position measuring unit 1020.
004 irradiates the target position on the sample 1008,
The electron beam deflection position is calculated and the electron beam mirror 100 is calculated.
The deflection distortion amount of 0 is also corrected. (7) Procedure control unit 1022: Responsible for monitoring and control so that the processing of each unit, that is, the unit, moves smoothly.

【0025】以上の枠1011内のユニットからのデー
タは、D/A変換器1013でD/A変換されてビーム
制御部1014へ移り、レンズ1006,偏向器100
7の制御を行う。この他、高圧電源1015は、電子銃
1003の加速電圧を発生し、アパーチャ制御部101
6はアパーチャ交換部1031を制御してアパーチャ1
005の形状を選択し、試料台制御部1017は試料台
1001の移動制御を行い、搬送系制御部1018は試
料1008を試料台1001へ搬送する搬送部1002
を制御する。それぞれのユニット間はデータラインであ
るバス1019で結ばれ、インターフェイスを介して信
号の受け渡しを行う。計算機1012によってこれらの
ユニットの制御を行うこともできる。
The data from the units in the frame 1011 is D / A converted by the D / A converter 1013 and is transferred to the beam controller 1014.
7 is performed. In addition, the high-voltage power supply 1015 generates an acceleration voltage for the electron gun 1003, and the aperture control unit 101
6 controls the aperture exchanging unit 1031 to control the aperture 1
005, the sample stage controller 1017 controls the movement of the sample stage 1001, and the transport system controller 1018 transports the sample 1008 to the sample stage 1001.
Control. Each unit is connected by a bus 1019 which is a data line, and exchanges signals via an interface. The computer 1012 can also control these units.

【0026】次に、図2により、露光面積密度法の原理
に付いて説明する。図2は描画パターンの例と荷電粒子
線による露光のエネルギー量を示すグラフであり、図2
(イ)は描画すべき図形パターン、図2(ニ)(ト)は描
画後のパターンの例、図2(ロ)(ハ)(ホ)(ヘ)
(チ)(リ)(ヌ)は荷電粒子線による露光のエネルギ
ー量を示すグラフである。描画図形は、図2(イ)に示
すように、左側に細い縦長の図形が1個あり、中央から
右側にかけて狭い間隔で同じ図形が5個あるものとす
る。今、これを描画した時の荷電粒子線の露光量をa−
a′の断面で図示すると、もし基板内面からの後方散乱
による再露光が無ければ、一様な露光をしただけなの
で、図2(ロ)に示すように粒子線のぼけの範囲で理想
的に露光される。したがって、蓄積エネルギーレベルθ
で現像するようにすれば、図形を所定の形状に形成する
ことが出来るはずである。
Next, the principle of the exposure area density method will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph showing an example of a drawing pattern and an energy amount of exposure by a charged particle beam.
(A) is a figure pattern to be drawn, FIGS. 2 (d) and (g) are examples of a pattern after drawing, and FIGS. 2 (b) (c) (e) (f)
(H), (L) and (N) are graphs showing the amount of energy of exposure by a charged particle beam. As shown in FIG. 2A, it is assumed that there is one thin vertically elongated figure on the left side and five identical figures at narrow intervals from the center to the right side as shown in FIG. Now, the exposure amount of the charged particle beam when this is drawn is a-
As shown in the cross section of a ', if there is no re-exposure due to backscattering from the inner surface of the substrate, only uniform exposure is performed. Therefore, as shown in FIG. Exposed. Therefore, the stored energy level θ
If developed, the figure should be able to be formed into a predetermined shape.

【0027】しかし、現実には後述するように、基板内
面からの後方散乱による再露光があるので、図2(ハ)
に示すように露光面積密度の大きいところでは過剰露光
が起こることになる。この場合蓄積エネルギーレベルθ
で現像すると、図2(ニ)のようにぼやけた図形が形成
されることになり、もはや微細な図形の形成は困難にな
る。これが近接効果と呼ばれる現象である。
However, in reality, as will be described later, there is re-exposure due to backscattering from the inner surface of the substrate.
As shown in (1), where the exposure area density is large, overexposure occurs. In this case, the stored energy level θ
2 will form a blurred figure as shown in FIG. 2D, and it will be difficult to form a fine figure anymore. This is a phenomenon called a proximity effect.

【0028】露光面積密度法では、この近接効果を補正
するために、まず、描画領域を小領域に分割し、各小領
域内の露光面積密度を計算してそれを平滑化する。平滑
化は、露光面積密度の極大値を有する小領域と極小値を
有する小領域との間で、隣接した小領域間の露光面積密
度の差を小さく修正するものであり、スムージングとも
よばれる。これにより、図2(ホ)のように大まかな露
光面積密度の波形を得る。次に、この波形の露光面積密
度が大きいところでは露光量を少なくし、波形の露光面
積密度が小さいところでは露光量を多くして露光するよ
うにすると、実際の蓄積エネルギー量として、図2
(ヘ)のような波形が得られる。図2(ヘ)のようにな
れば、蓄積エネルギーレベルθで現像した時に、図2
(ト)のようにほぼ所定の線幅の図形パターンを形成す
ることが出来る。
In the exposure area density method, in order to correct the proximity effect, first, the drawing area is divided into small areas, and the exposure area density in each small area is calculated and smoothed. Smoothing corrects the difference in exposure area density between adjacent small areas between a small area having a maximum value of the exposure area density and a small area having a minimum value, and is also called smoothing. As a result, a waveform having a rough exposure area density is obtained as shown in FIG. Next, when the exposure amount is reduced where the exposure area density of the waveform is high, and the exposure amount is increased where the exposure area density of the waveform is low, the actual stored energy amount is calculated as shown in FIG.
The waveform shown in (f) is obtained. 2F, when development is performed at the stored energy level θ, FIG.
As shown in (g), a graphic pattern having a substantially predetermined line width can be formed.

【0029】この露光面積密度法の問題点は、前述のよ
うに描画図形ごとの最適露光量が露光面積密度の場所に
よる大小によって大きく変化するため、一回の荷電粒子
線の照射で露光が可能な描画図形の寸法が大きくなる
と、露光面積密度の急変部において、所望の描画図形の
寸法と異なってしまうという不具合が生じることであ
る。
The problem with the exposure area density method is that, as described above, the optimum exposure amount for each drawing pattern varies greatly depending on the location of the exposure area density, so that exposure can be performed with a single irradiation of a charged particle beam. When the size of a drawn figure becomes large, there is a problem that the dimension of the drawn figure is different from that of a desired drawn figure in a portion where the exposure area density changes abruptly.

【0030】この対策として、図2(ホ)に示される露
光面積密度の波形図を参照して、露光面積密度の小さい
小領域では大きく、露光面積密度の大きい小領域では小
さい露光量で、図2(イ)の図形パターンの露光の前に
補助的に露光する。すなわち、図2(チ)の様な露光量
の波形で補助露光をしてから図2(ロ)の波形で露光す
ると、蓄積エネルギー量は図2(リ)のようになる。こ
の補助露光法では、前述のように、描画パターンの露光
量の反転パターンで補助露光するので、図2(ロ)の左
端のパターンに示すような大きさの露光量が必要なパタ
ーンが、図2(リ)の左端のパターンのように露光量が
図2(ハ)に示すものと同じように小さくなるため、図
2(ニ)の左端のパターンのように所望の幅が得られな
い可能性がある。
As a countermeasure against this, referring to a waveform diagram of the exposure area density shown in FIG. 2E, a small exposure amount is large in a small area having a small exposure area density and a small exposure amount is in a small area having a large exposure area density. An auxiliary exposure is performed before the exposure of the graphic pattern in FIG. That is, when the auxiliary exposure is performed with the waveform of the exposure amount as shown in FIG. 2H and the exposure is performed with the waveform of FIG. 2B, the accumulated energy amount becomes as shown in FIG. In this auxiliary exposure method, as described above, since the auxiliary exposure is performed using a reverse pattern of the exposure amount of the drawing pattern, a pattern requiring an exposure amount of a size as shown in the left end pattern of FIG. Since the exposure amount is reduced as in the pattern at the left end of FIG. 2 (i), as in FIG. 2 (c), a desired width may not be obtained as in the pattern at the left end of FIG. 2 (d). There is.

【0031】本発明は、このような問題点を解決するた
め、図2(ホ)(ヘ)に示した露光面積密度法と、図2
(チ)に示した補助露光法とを一定比率で併用するもの
である。この場合には、図2(ヌ)のような波形のエネ
ルギー蓄積量が得られ、描画図形内部での最適露光量変
化を小さくすることが出来るので、パターン寸法変化を
小さくすることが出来る。そして、図2(イ)の左端の
パターンの露光量も充分確保することができる。
In order to solve such a problem, the present invention employs an exposure area density method shown in FIGS.
The auxiliary exposure method shown in (h) is used at a fixed ratio. In this case, an energy storage amount having a waveform as shown in FIG. 2 (u) is obtained, and a change in the optimum exposure amount inside the drawn figure can be reduced, so that a change in the pattern dimension can be reduced. In addition, the exposure amount of the pattern at the left end in FIG.

【0032】次に、本発明の内容をより具体的に説明す
る。
Next, the contents of the present invention will be described more specifically.

【0033】図2において説明したように、本発明の目
的は、パターンの少ないところとパターンの多いところ
とが、同じ蓄積エネルギーレベルθで描画できるように
することである。これを可能にするためには、パターン
の有るところと無いところの蓄積エネルギーの中央値
が、パターン密度によらず一定になるようにパターンの
露光量を決めれば良い。
As described with reference to FIG. 2, it is an object of the present invention to enable a portion having a small number of patterns and a portion having a large number of patterns to be drawn at the same stored energy level θ. In order to make this possible, the exposure amount of the pattern may be determined such that the median value of the stored energy at the place where the pattern exists and at the place where the pattern does not exist is constant regardless of the pattern density.

【0034】図3は荷電粒子線として電子線を用いた場
合の例であり、電子線1004が照射される試料100
8の縦断面である。電子線1004が、試料1008の
上の感光面に照射された場合を考える。図中の記号は、
Iは荷電粒子線照射量、E1は荷電粒子線の照射による
感光面への蓄積エネルギー量、E2は試料1008から
の後方散乱粒子が再び感光面に戻って感光面に与える蓄
積エネルギー量である。さらに同一の荷電粒子線照射エ
ネルギーIに対するE1,E2の蓄積エネルギー量の比
率をηとする。
FIG. 3 shows an example in which an electron beam is used as a charged particle beam.
8 is a longitudinal section. Consider a case where the electron beam 1004 is irradiated on the photosensitive surface on the sample 1008. The symbols in the figure are
I is the amount of charged particle beam irradiation, E1 is the amount of stored energy on the photosensitive surface due to the irradiation of the charged particle beam, and E2 is the amount of stored energy that the backscattered particles from the sample 1008 return to the photosensitive surface again and give to the photosensitive surface. Further, the ratio of the stored energy amounts of E1 and E2 to the same charged particle beam irradiation energy I is defined as η.

【0035】露光すべき1つ1つのパターンが微小で、
かつそのパターンの露光面積密度が一定値pであったと
すると、後方散乱による蓄積エネルギー量は平均的にp
×E2になるから、露光パターン部での蓄積エネルギー
量U1と非露光パターン部での蓄積エネルギー量U2
は、下式で表わされる。
Each pattern to be exposed is minute,
Further, assuming that the exposure area density of the pattern is a constant value p, the amount of stored energy due to backscattering is p
XE2, the stored energy amount U1 in the exposed pattern portion and the stored energy amount U2 in the non-exposed pattern portion
Is represented by the following equation.

【0036】 U1=E1+p×E2=(1+p×η)×E1 …式(1) U2=p×E2=p×η×E1 …式(2) 補助露光がある場合、補助露光は描画領域全面に薄く露
光されるので、補助露光の入射粒子線による蓄積エネル
ギー量をE3とすると、上記の蓄積エネルギー量は、そ
れぞれ、下式のように表される。
U1 = E1 + p × E2 = (1 + p × η) × E1 Equation (1) U2 = p × E2 = p × η × E1 Equation (2) When there is auxiliary exposure, the auxiliary exposure is performed over the entire drawing area. Since the exposure is thin, if the amount of energy stored by the incident particle beam in the auxiliary exposure is E3, the above-mentioned amount of stored energy is respectively expressed by the following equations.

【0037】 U1=(1+p×η)×E1+(1+η)×E3 …式(3) U2=p×η×E1+(1+η)×E3 …式(4) 実際のパターン形成のためには、露光パターン部の蓄積
エネルギー量U1と非露光パターン部の蓄積エネルギー
量U2の中間値が蓄積エネルギーレベルθに一致すれば
よいから、以下の式を満足するように、描画照射量I1
と補助露光照射量I2とを決めればよいことになる。
U1 = (1 + p × η) × E1 + (1 + η) × E3 Equation (3) U2 = p × η × E1 + (1 + η) × E3 Equation (4) For actual pattern formation, an exposure pattern Since the intermediate value between the stored energy amount U1 of the portion and the stored energy amount U2 of the non-exposed pattern portion only needs to match the stored energy level θ, the drawing irradiation amount I1 is set so as to satisfy the following expression.
And the auxiliary exposure dose I2 may be determined.

【0038】 2θ=U1+U2 =(1+2×p×η)×E1+2×(1+η)×E3 …式(5) この関係を満足する各照射量を求めるには、まず式
(5)を満足する適当なE1とE3の組を次のように決
定する。
2θ = U1 + U2 = (1 + 2 × p × η) × E1 + 2 × (1 + η) × E3 Expression (5) In order to obtain each dose that satisfies this relationship, first, an appropriate amount satisfying Expression (5) is satisfied. The set of E1 and E3 is determined as follows.

【0039】 E1=2×θ/[1+2×η×{(1−α)×p+α}] …式(6) E3=2×θ×{η/(1+η)}×α×(1−p)/[1+2×η×{(1 −α)×p+α}] …式(7) ここで、αは補助露光の比率を決める新たなパラメータ
であり、1より小なる正数である。描画照射量I1と補
助露光照射量I2はそれぞれ蓄積エネルギー量E1,E
3に比例するので、式(6)と式(7)を改めて描画照
射量I1と補助露光照射量I2の式へと書き直すと、以
下の式が得られる。
E1 = 2 × θ / [1 + 2 × η × {(1-α) × p + α}] Equation (6) E3 = 2 × θ × {η / (1 + η)} × α × (1-p) / [1 + 2 × η × {(1−α) × p + α}] (7) where α is a new parameter for determining the ratio of auxiliary exposure, and is a positive number smaller than 1. The drawing irradiation amount I1 and the auxiliary exposure irradiation amount I2 correspond to the stored energy amounts E1, E, respectively.
Therefore, when the equations (6) and (7) are rewritten into the equations of the drawing irradiation amount I1 and the auxiliary exposure irradiation amount I2, the following expression is obtained.

【0040】 I1=I0/[1+2×η×{(1−α)×p+α}] …式(8) I2={η/(1+η)}×I0×α×(1−p)/[1+2×η×{(1 −α)×p+α}] …式(9) ここで、I1は描画パターン部に対する描画照射量、I
2は補助露光照射量、I0は補助露光なしで露光面積密
度0%の部分を最適露光する荷電粒子線照射量である。
I1 = I0 / [1 + 2 × η × {(1-α) × p + α}] Expression (8) I2 = {η / (1 + η)} × I0 × α × (1-p) / [1 + 2 × η × {(1−α) × p + α}] Expression (9) where I1 is the irradiation dose to the drawing pattern portion, and I
Reference numeral 2 denotes an auxiliary exposure irradiation amount, and I0 denotes a charged particle beam irradiation amount for optimally exposing a portion having an exposure area density of 0% without auxiliary exposure.

【0041】上式で、α=0として描画すれば補助露光
の無い露光面積密度法に一致し、α=1として描画すれ
ば補助露光法となり、0<α<1とすれば2種類の照射
を併用した描画となる。式(8),式(9)は式(5)
を満足するように選ばれた組から計算された例である
が、選び方を変えれば、従来の露光面積密度法と補助露
光法の比率を自由に変更することが出来る。
In the above equation, drawing with α = 0 corresponds to the exposure area density method without auxiliary exposure, drawing with α = 1 results in the auxiliary exposure method, and 0 <α <1 results in two types of irradiation. Is used in combination. Equations (8) and (9) are replaced by equation (5)
Is calculated from the set selected so as to satisfy the following condition. However, by changing the selection method, the ratio between the conventional exposure area density method and the auxiliary exposure method can be freely changed.

【0042】また、ここでは簡単のために露光面積密度
pが場所に依存しない一定値であると仮定したが、一般
には描画パターンの場所によって変化する関数である。
露光面積密度pが場所に依存する場合には、pが後方散
乱の影響を反映するようにpをあらかじめ後方散乱の及
ぶ範囲で平滑化(スムージング)しておく必要がある。
平滑化された露光面積密度pは空間的に細かい変化には
あまり影響されないので、露光面積密度pが空間的に変
化したとしても前述の照射量の式を近似的に使用するこ
とが出来る。一方、露光面積密度pが変化する場合の現
象をより詳細にモデル化し、近傍小領域の露光面積密度
を用いて照射量をさらに精密に計算してもよい。
Although it is assumed here that the exposure area density p is a constant value that does not depend on the location for simplicity, it is generally a function that changes depending on the location of the drawing pattern.
When the exposure area density p depends on the place, it is necessary to previously smooth p (smoothing) within the range of the backscatter so that p reflects the influence of the backscatter.
Since the smoothed exposure area density p is not significantly affected by spatially small changes, even if the exposure area density p changes spatially, the above-described expression of the dose can be approximately used. On the other hand, the phenomenon in the case where the exposure area density p changes may be modeled in more detail, and the irradiation dose may be calculated more precisely using the exposure area density of a nearby small region.

【0043】以上、描画パターン密度に基づく近接効果
補正を述べた。本発明は、前述のごとく、描画中のパタ
ーンの密度の影響だけでなく、既に描画された下層のパ
ターンの密度の影響も補正して描画する方法へとさらに
拡張することが出来る。そこで、次に下層パターンの影
響も考慮した近接効果補正について、以下に述べる。
The proximity effect correction based on the writing pattern density has been described above. As described above, the present invention can be further extended to a method of drawing by correcting not only the influence of the density of the pattern being drawn but also the influence of the density of the lower layer pattern already drawn. Therefore, next, the proximity effect correction in consideration of the influence of the lower layer pattern will be described below.

【0044】描画するパターンが半導体ウェハの回路パ
ターンの場合には、描画すべき基板に既に下層のパター
ンが形成され、そのパターン通りに性質の異なる材料が
堆積していることがある。このような場合には、後方散
乱の割合を表す蓄積エネルギー量の比率ηが、通常、下
層パターンの有る領域と無い領域とで大きく異なり、蓄
積エネルギー量の比率ηを場所によらない一定値と仮定
した前述の補正では、全ての領域を正しく補正すること
は出来ない。しかしながら、このような場合にも次に述
べるようにすれば、同様に補正することが出来る。
When a pattern to be drawn is a circuit pattern of a semiconductor wafer, a lower layer pattern may be already formed on a substrate to be drawn, and materials having different properties may be deposited according to the pattern. In such a case, the ratio η of the stored energy amount representing the backscattering ratio is largely different between the region having the lower layer pattern and the region not having the lower layer pattern. In the above-mentioned correction assuming, it is not possible to correct all the areas correctly. However, in such a case, the correction can be similarly performed as described below.

【0045】下層パターンの有無による影響は、前述の
後方散乱の割合を表す蓄積エネルギー量の比率ηに現れ
る。下層パターンが全く無い場合の蓄積エネルギー量の
比率ηをη0、下層パターンが全面に存在する場合の蓄
積エネルギー量の比率ηをη1とすると、下層パターン
の面積密度がp1の場所での蓄積エネルギー量の比率η
は、線形補間により、以下の式で近似できる。
The effect of the presence or absence of the lower layer pattern appears in the ratio η of the amount of stored energy indicating the ratio of the backscattering described above. Assuming that the ratio η of the stored energy amount when there is no lower layer pattern is η0 and the ratio η of the stored energy amount when the lower layer pattern is present on the entire surface is η1, the stored energy amount at a place where the area density of the lower layer pattern is p1 Ratio η
Can be approximated by the following equation by linear interpolation.

【0046】 η=η0+(η1−η0)×p1 …式(10) したがって、この蓄積エネルギー量の比率ηを式(8)
および式(9)に代入して計算すれば、下層パターンの
影響を加味した近接効果補正を実現する最適な粒子線照
射量を求めることが出来る。この時、α=0とすれば露
光面積密度法による二層間近接効果補正となる。
Η = η0 + (η1−η0) × p1 Equation (10) Therefore, the ratio η of the stored energy amount is expressed by Equation (8).
By substituting into equation (9) and calculating, it is possible to obtain the optimum particle beam irradiation amount that realizes the proximity effect correction in consideration of the influence of the lower layer pattern. At this time, if α = 0, the two-layer proximity effect correction is performed by the exposure area density method.

【0047】露光面積密度法による二層間近接効果補正
は、発明者らによる米国特許第5,149,975号に
示されているが、本発明は、新たな二層間近接効果補正
の方法を提供するものである。
The correction of the proximity effect between two layers by the exposure area density method is disclosed in US Pat. No. 5,149,975 by the present inventors, but the present invention provides a new method of correcting the proximity effect between two layers. Is what you do.

【0048】本発明では、補助露光法と露光面積密度法
とを組み合わせた二層間近接効果補正は、α>0の時、
各描画図形、補助露光図形ごとに、その位置での露光面
積密度p,p1を参照し、式(10)のηを代入した式
(8),式(9)によって補正された照射時間を用いて
露光する。また、補助露光法のみの場合であっても、描
画図形露光と補助露光との比率を変えて、例えばη1>
η0の場合には、下式のように式(8),式(9)を定
義し直して用いると、描画図形の露光時間は一定とな
り、補助露光のみでの二層間近接効果補正が実現できる
ことになる。
In the present invention, the two-layer proximity effect correction combining the auxiliary exposure method and the exposure area density method is performed when α> 0.
For each drawing figure and auxiliary exposure figure, reference is made to the exposure area densities p and p1 at that position, and the irradiation time corrected by Equations (8) and (9) where η of Equation (10) is substituted is used. Exposure. Further, even in the case of only the auxiliary exposure method, the ratio between the drawing figure exposure and the auxiliary exposure is changed to, for example, η1>
In the case of η0, if equations (8) and (9) are redefined and used as in the following equation, the exposure time of the drawn figure becomes constant, and the two-layer proximity effect correction can be realized only by the auxiliary exposure. become.

【0049】 I1=I0/[1+2×η1] …式(11) I2=I0×(η1−η×p)/{(1+η)×(1+2×η1)} …式(12) なお、いずれの場合でも、下層パターンの露光面積密度
p1もまた適切な後方散乱範囲で空間的に平滑化されて
いる必要がある。
I1 = I0 / [1 + 2 × η1] Expression (11) I2 = I0 × (η1-η × p) / {(1 + η) × (1 + 2 × η1)} Expression (12) However, the exposure area density p1 of the lower layer pattern also needs to be spatially smoothed in an appropriate backscattering range.

【0050】また、実際の実現方法として、予め式(1
0)の蓄積エネルギー量の比率ηを式(8),式(9)
に代入したものを整理し、次式を満足する新しい擬似露
光面積密度p2,p3を計算しておいてもよい。
As an actual realizing method, the following equation (1) is used.
(8) and (9)
May be arranged, and new pseudo exposure area densities p2 and p3 satisfying the following equation may be calculated.

【0051】 I1=I0/[1+2×η1×p2] …式(13) I2={η1/(1+η1)}×I0×α×(1−p3) …式(14) 予めこの計算を行っておけば、それぞれの式において場
所に依存する変数が擬似露光面積密度p2,p3の一つ
ずつとなるので、実際の露光時に、描画図形,補助露光
図形ごとにその位置での疑似露光面積密度p2、または
擬似露光面積密度p3を読み出し、一対一で粒子線照射
量に変換することができ、回路構成を簡単にすることが
出来る。
I1 = I0 / [1 + 2 × η1 × p2] Equation (13) I2 = {η1 / (1 + η1)} × I0 × α × (1-p3) Equation (14) This calculation has been performed in advance. For example, in each equation, the variable depending on the location is one of the pseudo-exposure area densities p2 and p3. Therefore, during the actual exposure, the pseudo-exposure area densities p2, p2, Alternatively, the pseudo-exposure area density p3 can be read out and converted one-to-one into a particle beam irradiation amount, and the circuit configuration can be simplified.

【0052】次に、以上に述べた近接効果補正処理の具
体的な実施例を説明する。
Next, a specific embodiment of the above-described proximity effect correction processing will be described.

【0053】図1は図10で説明した可変成形型荷電粒
子線描画装置の主要部分の構成を示すブロック図であ
る。制御用計算機1の補助記憶装置2から入力された描
画パターンデータ3は一旦高速のバッファメモリ4に記
憶され、描画時に高速に読み出される。読み出された描
画パターンデータ3は通常多くのデータ圧縮処理が行わ
れているので、まず、その圧縮データを復元回路5で一
つ一つの基本図形データへと復元する。次にその基本図
形を図形分解回路6において1回で露光可能な特定寸法
以下の矩形データの集まりに分解する。この図形分解回
路6からの出力は粒子線照射時間T,矩形図形の縦横寸
法(W,H),位置座標(X,Y)からなっている。近
接効果補正機能の必要の無い従来型の可変成形型描画装
置では、照射時間Tは照射時間生成回路7に入力されて
粒子線の照射/非照射タイミング信号S2に変換され、
縦横寸法(W,H)はDA変換器8に入力されて粒子線
断面形成用のアナログ信号S3に変換され、さらに位置
座標(X,Y)はDA変換器9に入力されて位置偏向用
のアナログ信号S4に変換され、それぞれ荷電粒子線鏡
体部10の描画の制御に用いられている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the main part of the variable-shaped charged particle beam lithography apparatus described with reference to FIG. The drawing pattern data 3 input from the auxiliary storage device 2 of the control computer 1 is temporarily stored in the high-speed buffer memory 4 and is read at high speed during drawing. Since the read drawing pattern data 3 is usually subjected to a lot of data compression processing, the compressed data is first restored by the restoration circuit 5 into individual basic graphic data. Next, the basic graphic is decomposed in the graphic decomposing circuit 6 into a set of rectangular data having a specific size or less that can be exposed at one time. The output from the figure decomposing circuit 6 includes the particle beam irradiation time T, the vertical and horizontal dimensions (W, H) of the rectangular figure, and the position coordinates (X, Y). In the conventional variable shaping type drawing apparatus which does not need the proximity effect correction function, the irradiation time T is input to the irradiation time generation circuit 7 and converted into the particle beam irradiation / non-irradiation timing signal S2.
The vertical and horizontal dimensions (W, H) are input to a DA converter 8 and converted into an analog signal S3 for forming a particle beam cross section, and the position coordinates (X, Y) are input to a DA converter 9 to be used for position deflection. The signal is converted into an analog signal S4, and is used for controlling the drawing of the charged particle beam mirror unit 10, respectively.

【0054】すなわち、図1に示した可変成形型荷電粒
子線描画装置の描画制御回路は、1つの矩形図形を露光
するたびに、矩形図形の位置(X,Y),矩形図形の
縦,横幅(W,H)、さらに荷電粒子を照射する時間T
をその制御データとして出力するように構成されてい
る。従来の露光面積密度法による近接効果補正は、前述
の特開平3−225816号公報に記載されたように、
図1に示す図形分解回路6の後段に、近接効果補正回路
13を新たに付加することによって、小領域ごとの露光
量の計算処理、および描画図形ごとの照射時間の変更を
行う。本発明の内容を説明する前に、まず、この近接効
果補正回路13の処理内容に付いて詳細に説明する。
That is, the drawing control circuit of the variable-shaped charged particle beam drawing apparatus shown in FIG. 1 is configured such that each time one rectangular figure is exposed, the position (X, Y) of the rectangular figure, and the vertical and horizontal widths of the rectangular figure (W, H) and time T for irradiating charged particles
Is output as the control data. Proximity effect correction by the conventional exposure area density method is described in JP-A-3-225816 described above.
The proximity effect correction circuit 13 is newly added to the subsequent stage of the graphic decomposition circuit 6 shown in FIG. 1 to calculate the exposure amount for each small area and change the irradiation time for each drawing graphic. Before describing the contents of the present invention, first, the processing contents of the proximity effect correction circuit 13 will be described in detail.

【0055】図4に図1に示した近接効果補正回路13
の機能ブロック図を、図5(a)に試料面上における描
画図形の例を、図5(b)に記憶回路における露光面積
密度の例を示す。
FIG. 4 shows the proximity effect correction circuit 13 shown in FIG.
FIG. 5A shows an example of a drawing figure on a sample surface, and FIG. 5B shows an example of an exposure area density in a storage circuit.

【0056】図5(a)において、試料面501の面上を
例えば図示のように、15個の小領域502に分けると
する。各小領域502にはそれぞれ異なった形状の描画
図形503が含まれている。各小領域502には、小領
域番号504が付けられる。図5(b)において、図4
に示す記憶回路23のメモリにこの小領域番号504が
付けられる。
In FIG. 5A, it is assumed that the surface of the sample surface 501 is divided into fifteen small regions 502 as shown in FIG. Each small area 502 includes a drawing figure 503 having a different shape. Each small area 502 is assigned a small area number 504. In FIG. 5B, FIG.
The small area number 504 is assigned to the memory of the storage circuit 23 shown in FIG.

【0057】説明を解り易くするために、上述した矩形
図形の位置(X,Y)の位置座標X,Yは0〜1023
の値を取るものと仮定する。このとき、X,Yは各々1
2ビットのデータである。
In order to make the explanation easy to understand, the position coordinates X, Y of the position (X, Y) of the above-mentioned rectangular figure are 0 to 1023.
Assume that it takes the value of At this time, X and Y are each 1
It is 2-bit data.

【0058】まず、Yの上位4ビットを上位とし、Xの
上位4ビットを下位とする8ビットの数値S11を、図
4に示す選択回路22を介して記憶回路23の番地を示
すメモリ領域へ入力する。そして、Yが0〜63でXが
0〜63である小領域が、記憶回路23の0番地に対応
し、Yが0〜63でXが64〜128である小領域が記
憶回路23の1番地に対応するというように、64×6
4毎に区切られた小領域が記憶回路23の1つの番地に
対応するようにする。ここで、図5(a),図5(b)
に示すように、この番地の番号が小領域番号504であ
る。露光動作に先立って、記憶回路23の対応する小領
域は全て“0”が書き込まれているものとする。
First, an 8-bit numerical value S11 having the upper 4 bits of Y as the upper bits and the upper 4 bits of X as the lower bits is transferred to the memory area indicating the address of the storage circuit 23 via the selection circuit 22 shown in FIG. input. A small area where Y is 0 to 63 and X is 0 to 63 corresponds to address 0 of the storage circuit 23, and a small area where Y is 0 to 63 and X is 64 to 128 is 1 in the storage circuit 23. 64x6, corresponding to the address
The small area divided every four corresponds to one address of the storage circuit 23. Here, FIGS. 5A and 5B
As shown in the figure, the number of this address is the small area number 504. Prior to the exposure operation, it is assumed that "0" is written in all the corresponding small areas of the storage circuit 23.

【0059】次に、露光すべき描画図形の矩形データの
1つ1つについて、X,Y座標を記憶回路23の番地と
し、乗算器24によって計算されたW×Hの値S12を
記憶回路23のその番地の読み出された内容S16に加
算器26で加算する。そして、選択回路28を介して再
び記憶回路23に書き込むようにしておく。すなわち、
図5(b)に示すように、メモリ505に露光面積密度
データが小領域504毎に保持される。このようにする
と、全露光データの露光動作が終了した時点では、記憶
回路23の中に各小領域ごとの図形面積の総和が記憶さ
れることになる。
Next, for each of the rectangular data of the drawing figure to be exposed, the X and Y coordinates are set as addresses of the storage circuit 23, and the W × H value S12 calculated by the multiplier 24 is stored in the storage circuit 23. Is added by the adder 26 to the read content S16 at that address. Then, the data is written to the storage circuit 23 again via the selection circuit 28. That is,
As shown in FIG. 5B, the exposure area density data is stored in the memory 505 for each small area 504. In this way, when the exposure operation of all the exposure data is completed, the sum of the graphic areas of the respective small areas is stored in the storage circuit 23.

【0060】厳密に言えば、矩形データが複数の小領域
にまたがることもあるので、この方法で図形面積の総和
を精密に計算できるわけではない。しかし、通常、露光
される矩形の寸法が小領域の寸法に比べて十分に小さい
ので、この図形面積の総和と実際との差は無視できる。
Strictly speaking, since the rectangular data may extend over a plurality of small areas, the total sum of the graphic areas cannot be calculated accurately by this method. However, since the size of the rectangle to be exposed is usually sufficiently smaller than the size of the small area, the difference between the total figure area and the actual figure area can be ignored.

【0061】このようにして記憶回路23の内部に小領
域単位の露光面積が記憶できた。次は、各小領域の数値
をその近傍の小領域の数値を用いて平滑化し、マクロな
露光量分布を計算する。具体的な方法の一つは、各小領
域の数値をその小領域を中心とする5×5個の小領域の
数値の重み付け加算値で置き換えることである。この場
合、パターン領域から外れる小領域は、露光量が0であ
ると仮定して計算する。
In this manner, the exposure area in small area units could be stored in the storage circuit 23. Next, the numerical value of each small area is smoothed using the numerical values of its neighboring small areas, and a macro exposure amount distribution is calculated. One specific method is to replace the numerical value of each small area with a weighted sum of the numerical values of 5 × 5 small areas centered on the small area. In this case, the small area outside the pattern area is calculated on the assumption that the exposure amount is 0.

【0062】後方散乱の強度は、通常、ガウス型の重み
付け平滑化で近似することが出来る。近接効果の及ぶ範
囲が広く、5×5個の小領域よりもさらに広範囲での平
滑化が必要な場合には、5×5個の小領域での平滑化処
理を広範囲にわたって複数回繰り返すことにより、後方
散乱の強度を求める。このような計算は、図4に示すよ
うに、単に記憶回路23の内容を読み出して重み付け加
算し、再び書き込むだけであるから、記憶回路23に計
算回路29を付加するだけで、十分に実施可能である。
すなわち、計算回路29より所望の小領域に対応するア
ドレス信号S13を選択回路22を介して記憶回路23に
入力し、その時の記憶回路23の出力S16を用いて平
滑化計算を行い、その結果のS14を選択回路28を介
して記憶回路23に再び書き込む。
The intensity of backscattering can usually be approximated by Gaussian weighted smoothing. When the range over which the proximity effect reaches is wide and smoothing over a wider area than the 5 × 5 small area is required, the smoothing processing on the 5 × 5 small area is repeated a plurality of times over a wide range. , The intensity of backscattering is determined. As shown in FIG. 4, such calculations are simply performed by reading the contents of the storage circuit 23, adding weights, and writing the data again. Therefore, the calculation can be performed sufficiently only by adding the calculation circuit 29 to the storage circuit 23. It is.
That is, the address signal S13 corresponding to the desired small area is input from the calculation circuit 29 to the storage circuit 23 via the selection circuit 22, and the smoothing calculation is performed using the output S16 of the storage circuit 23 at that time. S14 is rewritten into the storage circuit 23 via the selection circuit 28.

【0063】なお、専用の計算回路を付加せずに、描画
装置の制御用計算機に記憶回路の内容を読み込み、計算
後に再び記憶回路に書き込むようにしてもよい。
It is also possible to read the contents of the storage circuit into the control computer of the drawing apparatus without adding a dedicated calculation circuit, and to write the contents into the storage circuit again after the calculation.

【0064】試料の下層パターンが近接効果を有する場
合は、下層パターンデータを入力することにより、同様
の手順で下層パターンの露光面積密度を作成することが
出来る。図6に、試料の下層パターンが近接効果を有す
る場合の露光面積密度の作成手順のフローチャートを示
す。
When the lower layer pattern of the sample has the proximity effect, by inputting the lower layer pattern data, the exposure area density of the lower layer pattern can be created in the same procedure. FIG. 6 shows a flowchart of a procedure for creating the exposure area density when the lower layer pattern of the sample has the proximity effect.

【0065】始めに、ステップ601で露光面積密度用
記憶装置にデータエリアを3面分用意し、その領域のデ
ータを0にクリアする。次に、ステップ602で描画パ
ターンデータファイル609から描画するパターンデー
タを読み出し、バッファメモリに入力する。次に、ステ
ップ603で描画するパターンデータの露光面積密度を
露光面積密度用記憶装置610の3面のうちの第1面に
作成する。次に、ステップ604で露光面積密度用記憶
装置610から第1面の露光面積密度を読み出し、線形
フィルタにより、隣接する小領域間の面積密度の差が小
さくなるように修正して、スムージングする。次に、ス
テップ605で描画パターンデータファイル609から
下層のパターンデータをバッファメモリに入力する。次
に、ステップ606で下層パターンデータの露光面積密
度を第2面に作成する。次に、ステップ607で第2面
の露光面積密度を線形フィルタによりスムージングす
る。次に、ステップ608で第1面と第2面の露光面積
密度を合成し、第3面に最終露光面積密度を作成する。
このようにして、二層間補正時の露光面積密度が作成さ
れる。
First, in step 601, three data areas are prepared in the exposure area density storage device, and the data in those areas is cleared to zero. Next, in step 602, pattern data to be drawn is read from the drawing pattern data file 609 and input to the buffer memory. Next, in step 603, the exposure area density of the pattern data to be drawn is created on the first surface of the three surfaces of the exposure area density storage device 610. Next, in step 604, the exposure area density of the first surface is read from the exposure area density storage device 610, corrected by a linear filter so as to reduce the difference in the area density between adjacent small areas, and smoothed. Next, in step 605, the lower layer pattern data is input from the drawing pattern data file 609 to the buffer memory. Next, in step 606, the exposure area density of the lower layer pattern data is created on the second surface. Next, in step 607, the exposure area density of the second surface is smoothed by a linear filter. Next, in step 608, the exposure area densities of the first surface and the second surface are combined to create a final exposure area density on the third surface.
Thus, the exposure area density at the time of the two-layer correction is created.

【0066】実際の描画時には、矩形データの位置座標
によって、対応する小領域の修正された露光量を図4に
示す記憶回路23から読み出すことが出来るので、その
信号S16を変換回路32aによって補正係数に変換
し、選択回路34の出力信号S17として乗算器33に
入力する。乗算器33では、矩形データの付属情報であ
る照射時間Tにこの補正係数S17を掛け、新しい照射
時間データT′とする。この実施例では照射時間の変換
に乗算器33を用いているが、照射時間の標準値が既知
の場合には、加減算によって変換しても等価にできる。
また、変換回路32aは、予め適切な値を計算して記憶
させておいた読み出し専用回路で実現することも出来る
し、その都度外部から変換値を書き込むことの出来る記
憶回路で構成し、記憶回路23の出力信号S16をアド
レスとしてその内容を読み出すこともできる。この変換
回路32aでは、露光量の大きいところでは小さい補正
係数を出力するようにし、露光量の小さいところでは大
きな補正係数を出力するようにする。このようにすれ
ば、パターン密度が大きく露光量の多いところでは自然
に照射時間の少ない露光を行うことになり、近接効果の
影響を大幅に小さくすることが出来る。
At the time of actual drawing, the corrected exposure amount of the corresponding small area can be read out from the storage circuit 23 shown in FIG. 4 according to the position coordinates of the rectangular data. And input to the multiplier 33 as the output signal S17 of the selection circuit 34. The multiplier 33 multiplies the irradiation time T, which is the information attached to the rectangular data, by the correction coefficient S17 to obtain new irradiation time data T '. In this embodiment, the multiplier 33 is used to convert the irradiation time. However, if the standard value of the irradiation time is known, the conversion can be made equivalent by addition and subtraction.
Further, the conversion circuit 32a can be realized by a read-only circuit in which an appropriate value is calculated and stored in advance, or is configured by a storage circuit in which a conversion value can be written from outside each time. The contents can also be read using the output signal S16 of 23 as an address. The conversion circuit 32a outputs a small correction coefficient when the exposure amount is large, and outputs a large correction coefficient when the exposure amount is small. In this way, exposure is performed naturally for a short irradiation time in a place where the pattern density is large and the exposure amount is large, and the influence of the proximity effect can be greatly reduced.

【0067】図7に、描画パターンデータを露光する手
順のフローチャートを示す。
FIG. 7 shows a flowchart of a procedure for exposing the drawing pattern data.

【0068】始めに、ステップ701では、描画パター
ンデータファイル709から描画パターンデータを読み
出し、バッファメモリに入力する。次に、ステップ70
2で入力図形データをバッファメモリから読み出し、ス
テップ703で図形データを描画図形データに分解す
る。次に、ステップ704で、描画図形データ位置での
露光面積密度を記憶装置710から読み出す。次に、ス
テップ705で、露光面積密度を用いて描画図形データ
の露光時間を補正する。次に、ステップ706で、試料
面上に描画図形を露光する。次に、ステップ707で全
描画図形データの露光が終了したかどうかを判定し、終
了していない場合はステップ704へ戻り、終了した場
合はステップ708で、全入力図形データの露光が終了
したかどうかを判定し、終了していない場合はステップ
702へ戻り、終了した場合は露光を終了する。
First, in step 701, the drawing pattern data is read from the drawing pattern data file 709 and input to the buffer memory. Next, step 70
In step 2, the input graphic data is read from the buffer memory, and in step 703, the graphic data is decomposed into drawing graphic data. Next, in step 704, the exposure area density at the drawing graphic data position is read from the storage device 710. Next, in step 705, the exposure time of the drawing graphic data is corrected using the exposure area density. Next, in step 706, the drawing figure is exposed on the sample surface. Next, in step 707, it is determined whether or not the exposure of all drawing graphic data has been completed. If not completed, the process returns to step 704. If completed, in step 708, whether or not exposure of all input graphic data has been completed. It is determined whether the exposure has not been completed or not, and the process returns to step 702. If the exposure has been completed, the exposure is terminated.

【0069】また、描画図形の位置での露光量をより精
密に得るために、各小領域の値をその領域の中心位置の
値と考えて、各図形位置の図4に示す露光量の値S16
をその周辺の小領域の露光量の値から線形補間で求め
る。このようにすれば、近接効果の補正が更に木目細か
く実施できることになる。この場合でも、回路は前述の
実施例よりもやや複雑になるが、特別の知識なしで実現
できる。
Further, in order to more accurately obtain the exposure amount at the position of the drawing figure, the value of the exposure amount shown in FIG. S16
Is obtained by linear interpolation from the values of the exposure amounts of the surrounding small areas. In this way, the correction of the proximity effect can be performed more finely. Even in this case, the circuit is slightly more complicated than the above-described embodiment, but can be realized without special knowledge.

【0070】図1中の近接効果補正回路13の詳細は図
4で述べたが、次に、図1中の他の部分について説明す
る。
Although the details of the proximity effect correction circuit 13 in FIG. 1 have been described with reference to FIG. 4, the other parts in FIG. 1 will now be described.

【0071】本発明で採用する補助露光のための図2
(チ)に示した補助露光パターンは、描画領域全体の形
状を表わすパターンであるが、通常は、荷電粒子線の偏
向可能範囲中の大きな一つの矩形パターンである。もち
ろん、描画制御手順の都合によって、描画領域全体をカ
バーするようなより小さな矩形パターンの集まりであっ
ても良い。その補助露光パターンのデータは、順次、選
択回路12によって図形分解回路6に入力され、荷電粒
子線の一回の照射で露光できる補助露光図形へと分解さ
れる。
FIG. 2 for the auxiliary exposure employed in the present invention
The auxiliary exposure pattern shown in (h) is a pattern representing the shape of the entire drawing area, but is usually one large rectangular pattern in the deflectable range of the charged particle beam. Of course, a collection of smaller rectangular patterns that cover the entire drawing area may be used depending on the drawing control procedure. The data of the auxiliary exposure pattern is sequentially input to the graphic decomposition circuit 6 by the selection circuit 12, and is decomposed into auxiliary exposure patterns that can be exposed by a single irradiation of the charged particle beam.

【0072】分解された個々の補助露光図形は、図4の
ところで既に説明したように、その位置データによって
対応する位置の露光面積密度pが記憶回路23から読み
出され、描画図形とは異なる変換回路32bによって露
光面積密度pから補正係数へと変換され、その補正係数
を入力とする乗算器33によって予め定められた照射時
間Tを補正して描画される。この場合の照射時間Tは、
通常補助露光図形に依存しない一定値である。
As described above with reference to FIG. 4, the exposure area density p at the corresponding position is read out from the storage circuit 23 according to the position data of each of the separated auxiliary exposure figures, and the converted auxiliary exposure figure is converted differently from the drawing figure. The exposure area density p is converted into a correction coefficient by a circuit 32b, and a predetermined irradiation time T is corrected by a multiplier 33 which receives the correction coefficient as an input, and is drawn. The irradiation time T in this case is
Usually, it is a constant value that does not depend on the auxiliary exposure figure.

【0073】図8に、補助露光の手順のフローチャート
を示す。始めに、ステップ801では、描画領域データ
ファイル807から描画領域データを補助露光パターン
として読み出す。次に、ステップ802で補助露光パタ
ーンを補助露光図形データに分解する。次に、ステップ
803で、補助露光図形データ位置での露光面積密度を
記憶装置808から読み出す。次に、ステップ804
で、露光面積密度を用いて補助露光図形データの露光時
間を補正する。次に、ステップ805で、試料面上に補
助露光図形を露光する。次に、ステップ806で全補助
露光図形データの露光が終了したかどうかを判定し、終
了していない場合はステップ803へ戻り、終了した場
合は露光を終了する。
FIG. 8 shows a flowchart of the procedure of the auxiliary exposure. First, in step 801, the drawing area data is read from the drawing area data file 807 as an auxiliary exposure pattern. Next, in step 802, the auxiliary exposure pattern is decomposed into auxiliary exposure graphic data. Next, in step 803, the exposure area density at the auxiliary exposure graphic data position is read from the storage device 808. Next, step 804
Then, the exposure time of the auxiliary exposure graphic data is corrected using the exposure area density. Next, in step 805, an auxiliary exposure figure is exposed on the sample surface. Next, in step 806, it is determined whether or not the exposure of all the auxiliary exposure graphic data has been completed. If the exposure has not been completed, the process returns to step 803. If completed, the exposure is completed.

【0074】図4に示した変換回路32a,変換回路3
2bでの変換は、描画図形を露光する時には前述の式
(8)に従い、補助露光図形の露光の時は式(9)に従
うようにする。ここで、pは記憶回路から読み出される
露光面積密度、I0は予め与えられる露光量、η,αは
定数である。したがって、予め露光面積密度pに依存す
る補正データを計算してデータテーブルとして記憶して
おき、露光面積密度pの値によってデータテーブルの中
の該当する値を読み出すようにすると、容易に実現でき
る。
The conversion circuits 32a and 3 shown in FIG.
The conversion in 2b is performed according to the above equation (8) when exposing a drawing figure, and according to equation (9) when exposing an auxiliary exposure figure. Here, p is an exposure area density read from the storage circuit, I0 is an exposure amount given in advance, and η and α are constants. Therefore, it can be easily realized by calculating correction data depending on the exposure area density p in advance and storing it as a data table, and reading out a corresponding value in the data table according to the value of the exposure area density p.

【0075】図4に示した変換回路32a,変換回路3
2bは、それぞれ描画図形と補助露光の補正用である。
α=1の場合には補助露光法と等価な処理が実現でき
る。この時、補助露光のためのパターンデータは単純な
少数の矩形パターンで済み、かつ露光時間も一定値で良
いので、補助露光のために外部から与えるべきデータの
量は極めて少なくて済むという利点がある。
The conversion circuits 32a and 3 shown in FIG.
2b is for correction of a drawing figure and auxiliary exposure, respectively.
When α = 1, processing equivalent to the auxiliary exposure method can be realized. At this time, the pattern data for the auxiliary exposure may be a simple small number of rectangular patterns, and the exposure time may be a fixed value. Therefore, there is an advantage that the amount of data to be externally provided for the auxiliary exposure can be extremely small. is there.

【0076】次に、補助露光を併用した二層間補正時の
露光面積密度の求め方を述べる。下層パターンの影響を
加味した近接効果補正の場合には、予め描画パターンと
下層パターンの露光面積密度p,p1を求め、さらに露
光面積密度p,p1を基に前述の式(13),式(1
4)を満足する疑似露光面積密度p2,p3を図4に示
す計算回路29で計算する。そして、描画図形を露光す
る時にはその位置の疑似露光面積密度p2を読み出して
変換回路32aと乗算器33とで前述の式(13)で荷電
粒子線照射量を求め、照射時間補正を行う。また、補助
露光図形を露光する時にはその位置の疑似露光面積密度
p3を読み出して変換回路32bと乗算器33とで前述
の式(14)で荷電粒子線照射量を求め、照射時間補正
を行う。
Next, a description will be given of a method of obtaining an exposure area density at the time of two-layer correction using auxiliary exposure. In the case of the proximity effect correction taking into account the influence of the lower layer pattern, the exposure area densities p and p1 of the drawing pattern and the lower layer pattern are obtained in advance, and the above-mentioned equations (13) and ( 1
The calculation circuit 29 shown in FIG. 4 calculates the pseudo exposure area densities p2 and p3 satisfying 4). Then, when exposing the drawing figure, the pseudo-exposure area density p2 at that position is read out, the conversion circuit 32a and the multiplier 33 calculate the irradiation amount of the charged particle beam by the above equation (13), and correct the irradiation time. When exposing the auxiliary exposure figure, the pseudo-exposure area density p3 at that position is read out, the conversion circuit 32b and the multiplier 33 calculate the irradiation amount of the charged particle beam by the above equation (14), and correct the irradiation time.

【0077】なお、疑似露光面積密度p2,p3への露
光面積密度変換処理を省略し、露光ごとにその位置の露
光面積密度p,p1を読み出して前述の式(11)、お
よび式(12)の変換を行うことも出来るが、計算処理
回路の規模が大きくなるので、予め疑似露光面積密度p
2,p3を計算しておく方が有利である。
The exposure area density conversion processing to the pseudo exposure area densities p2 and p3 is omitted, and the exposure area densities p and p1 at that position are read out for each exposure, and the above-mentioned equations (11) and (12) are obtained. Can be converted, but the scale of the calculation processing circuit becomes large, so that the pseudo exposure area density p
It is more advantageous to calculate 2, p3.

【0078】この補助露光を併用した二層間補正時の露
光面積密度の作成手順のフローチャートを図9に示す。
始めに、ステップ901で露光面積密度用記憶装置にデ
ータエリアを4面分用意し、その領域のデータを0にク
リアする。次に、ステップ902で描画パターンデータ
ファイル910から描画するパターンデータを読み出
し、バッファメモリに入力する。次に、ステップ903
で描画するパターンデータの露光面積密度pを露光面積
密度用記憶装置911の4面のうちの第1面に作成す
る。次に、ステップ904で露光面積密度用記憶装置9
11から第1面の露光面積密度pを読み出し、線形フィ
ルタにより、隣接する小領域間の面積密度の差が小さく
なるように修正して、スムージングする。次に、ステッ
プ905で描画パターンデータファイル910から下層
のパターンデータをバッファメモリに入力する。次に、
ステップ906で下層パターンデータの露光面積密度p
1を第2面に作成する。次に、ステップ907で第2面
の露光面積密度p1を線形フィルタによりスムージング
する。次に、ステップ908で第1面と第2面の露光面
積密度p,p1を合成し、第3面に疑似露光面積密度p
2を作成する。次に、ステップ909で第1面と第2面
の露光面積密度p,p1を合成し、第4面に疑似露光面
積密度p3を作成する。このようにして、露光面積密度
が作成される。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for creating an exposure area density at the time of two-layer correction using the auxiliary exposure.
First, in step 901, four data areas are prepared in the exposure area density storage device, and the data in those areas is cleared to zero. Next, in step 902, pattern data to be drawn is read from the drawing pattern data file 910 and input to the buffer memory. Next, step 903
The exposure area density p of the pattern data to be drawn is created on the first surface of the four surfaces of the exposure area density storage device 911. Next, in step 904, the exposure area density storage device 9
The exposure area density p of the first surface is read from 11 and corrected by a linear filter so as to reduce the difference in the area density between adjacent small areas, and smoothing is performed. Next, in step 905, the lower layer pattern data is input from the drawing pattern data file 910 to the buffer memory. next,
In step 906, the exposure area density p of the lower layer pattern data
1 is created on the second surface. Next, in step 907, the exposure area density p1 on the second surface is smoothed by a linear filter. Next, in step 908, the exposure area densities p and p1 of the first surface and the second surface are synthesized, and the pseudo exposure area density p
Create 2. Next, in step 909, the exposure area densities p and p1 of the first surface and the second surface are combined to create a pseudo exposure area density p3 on the fourth surface. Thus, an exposure area density is created.

【0079】なお、始めに試料面上の全描画領域につい
て補助露光図形の露光を行い、次に試料面上の全描画領
域について描画図形のメインの露光を行なうと、同じ領
域を露光するために二回の位置合わせが必要である。そ
こで、ひとつの領域について補助露光図形の露光と描画
図形のメインの露光とを行い、次に試料を移動させて次
の領域の補助露光図形の露光と描画図形のメインの露光
とを行えば、位置合わせが一回で済み、時間の節約にな
る。
Note that, first, the auxiliary exposure pattern is exposed for all the drawing areas on the sample surface, and then the main exposure of the drawing pattern is performed for all the drawing areas on the sample surface. Two alignments are required. Therefore, if the exposure of the auxiliary exposure figure and the main exposure of the drawing figure are performed for one area, then the sample is moved, and the exposure of the auxiliary exposure figure and the main exposure of the drawing figure in the next area are performed. Only one alignment is required, saving time.

【0080】特に、従来のような、補助露光処理のため
に焦点をぼかした荷電粒子線を照射する手段と、描画の
ための手段とを切り替える場合には、それぞれの準備の
ための時間がかかるが、本発明による補助露光方法で
は、制御用計算機からの制御信号により補助露光処理と
描画図形露光処理とを切り替えるので、高速で露光を切
り替えることが可能である。
In particular, when switching between a conventional means for irradiating a charged particle beam defocused for auxiliary exposure processing and a means for drawing, it takes time for each preparation. However, in the auxiliary exposure method according to the present invention, since the auxiliary exposure processing and the drawing graphic exposure processing are switched by the control signal from the control computer, the exposure can be switched at high speed.

【0081】さらに、試料を移動させ荷電粒子線を追従
偏向させながら、補助露光図形の露光と描画図形のメイ
ンの露光とを行えば、さらに、時間の節約になる。
Further, if the exposure of the auxiliary exposure pattern and the main exposure of the drawing pattern are performed while moving the sample and deflecting the charged particle beam, the time can be further saved.

【0082】また、補助露光図形の露光と描画図形のメ
インの露光とは、順序をかえても効果は変わらないの
で、補助露光図形の露光の後に描画図形のメインの露光
を行っても、補助露光図形の露光の前に描画図形のメイ
ンの露光を行ってもよい。
Further, since the effect of the exposure of the auxiliary exposure figure and the main exposure of the drawing figure do not change even if the order is changed, even if the main exposure of the drawing figure is performed after the exposure of the auxiliary exposure figure, The main exposure of the drawing figure may be performed before the exposure of the exposure figure.

【0083】また、上記実施例では、矩形断面を持つ可
変成形型荷電粒子線描画装置を取り上げたが、3角形状
や、L字型形状などの任意の断面形状を持つ荷電粒子線
であってもよい。描画装置にはその形状を制御する数値
信号が含まれているので、計算回路によってその断面積
を計算することが可能であり、どのような断面形状を持
つ荷電粒子線であっても、本発明の実施には支障がな
い。
In the above embodiment, a variable-shaped charged particle beam lithography system having a rectangular cross section has been described. However, a charged particle beam having an arbitrary cross-sectional shape such as a triangular shape or an L-shaped shape may be used. Is also good. Since the drawing apparatus includes a numerical signal for controlling the shape thereof, it is possible to calculate the cross-sectional area of the drawing apparatus by a calculation circuit. There is no hindrance to the implementation.

【0084】また、特定回路パターンの形状を選択して
可変成形のためのアパーチャとし、そのパターンを繰り
返して描画する機能を持った描画装置に上記した本発明
を適用する場合は、特定パターンの断面積は予め解って
いるのでその面積をパラメータとし、それぞれのパラメ
ータに対応する露光面積密度を累積加算すればよい。
When the present invention is applied to a drawing apparatus having a function of repeatedly forming a pattern by selecting the shape of a specific circuit pattern and using the selected pattern as an aperture for variable shaping, it is necessary to cut off the specific pattern. Since the area is known in advance, the area may be used as a parameter, and the exposure area density corresponding to each parameter may be cumulatively added.

【0085】また、本発明の実施例は、露光面積密度や
疑似露光面積密度を、描画装置の内部に設けた計算機で
計算する場合であるが、これらを予め別の計算装置で計
算し、描画に先立って描画装置に送信してもよい。
In the embodiment of the present invention, the exposure area density and the pseudo-exposure area density are calculated by a computer provided inside the drawing apparatus. May be transmitted to the drawing apparatus prior to the writing.

【0086】また、本発明の実施例では、描画図形は特
定形状のアパーチャを通過した荷電粒子線の一回の照射
で一括露光されるが、アパーチャが荷電粒子線の断面積
よりも大きく、荷電粒子線がアパーチャを走査して露光
する場合であってもよい。
Further, in the embodiment of the present invention, the drawn figure is collectively exposed by a single irradiation of the charged particle beam passing through the aperture of the specific shape. However, the aperture is larger than the cross-sectional area of the charged particle beam, The case where the particle beam scans the aperture for exposure may be used.

【0087】以上の構成により、従来よりも簡易でかつ
高精度の近接効果補正を実現することができ、荷電粒子
線による極微細なパターンの形成が可能になる。
With the above configuration, it is possible to realize the proximity effect correction more easily and more accurately than in the past, and to form an extremely fine pattern using charged particle beams.

【0088】また、本発明の補助露光方式を用いた近接
効果補正は、補助露光のための大量の補助露光パターン
データおよび露光時間データを必要とせず、荷電粒子線
の焦点をぼかして露光する特別の装置構成を必要としな
いので、描画装置が小型化できる。
The proximity effect correction using the auxiliary exposure method according to the present invention does not require a large amount of auxiliary exposure pattern data and exposure time data for auxiliary exposure, and specially performs exposure by defocusing a charged particle beam. Since the above device configuration is not required, the size of the drawing device can be reduced.

【0089】また、本発明の補助露光方式を用いた近接
効果補正では、従来の補助露光方式では困難だった下層
パターンの影響を加味した二層間補正が可能である。下
層に荷電粒子線の反射率の高い重金属による配線パター
ンなどがあると、配線パターンの上とそうでないところ
では近接効果の補正量が変化し、全ての場所で同時に微
細パターンを形成することが困難であったが、本発明の
補助露光方式を用いればそれが可能になる。これは、半
導体ウェハ上の極微細回路パターンを荷電粒子線で直接
描画して形成する場合に特に有効である。
In the proximity effect correction using the auxiliary exposure method of the present invention, it is possible to perform two-layer correction in consideration of the influence of the lower layer pattern, which is difficult with the conventional auxiliary exposure method. If there is a wiring pattern made of heavy metal with a high reflectance of charged particle beams in the lower layer, the correction amount of the proximity effect changes on the wiring pattern and elsewhere, making it difficult to form a fine pattern simultaneously in all places However, this can be achieved by using the auxiliary exposure method of the present invention. This is particularly effective when an ultrafine circuit pattern on a semiconductor wafer is formed by directly drawing with a charged particle beam.

【0090】また、本発明の露光面積密度法と補助露光
法とを組み合わせた描画方法は、一回の荷電粒子線照射
で露光できる面積が大きくなった時に、単純な露光面積
密度法では、面積密度の急変する部分で露光パターンの
線幅に起こる僅かなずれを、少なくする効果がある。す
なわち、同じ線幅精度でも大きな図形を一括して描画す
ることが可能になり、描画のスループットが向上する。
The drawing method combining the exposure area density method and the auxiliary exposure method according to the present invention, when the area that can be exposed by a single irradiation of the charged particle beam becomes large, requires a simple exposure area density method. This has the effect of reducing the slight shift that occurs in the line width of the exposure pattern in the portion where the density changes rapidly. That is, it is possible to draw a large figure at once with the same line width accuracy, and the drawing throughput is improved.

【0091】また、本発明によれば、従来の荷電粒子線
描画方法に比べて、より高い精度の描画が可能になり、
極めて微細な半導体パターンの形成が可能になる。
Further, according to the present invention, it is possible to perform drawing with higher accuracy as compared with the conventional charged particle beam drawing method.
An extremely fine semiconductor pattern can be formed.

【0092】(付記) 1.荷電粒子線の照射により試料上に描画パターンを露
光する際に、前記試料上のパターン部分を照射する主露
光工程と、前記試料上の描画領域の全面を補助露光する
工程とを含むパターン形成方法であって、前記描画領域
の全面を補助露光する工程は、前記描画領域を面積の等
しい複数の小領域に分割し、各小領域ごとに前記荷電粒
子線を照射する面積値を計算する工程と、前記各小領域
ごとに計算されたその周辺の小領域の面積値との重み付
け加算によって前記計算された面積値を修正する工程
と、前記描画領域の全面に対して複数の補助露光図形を
生成する工程と、前記修正された面積値を参照して前記
生成された補助露光図形の露光量を決定する工程とを備
えたことを特徴とするパターン形成方法。
(Supplementary Note) When exposing a drawing pattern on a sample by irradiation with a charged particle beam, a pattern forming method comprising: a main exposure step of irradiating a pattern portion on the sample; and an auxiliary exposure step of an entire exposure area of a drawing area on the sample. The step of auxiliary exposure of the entire drawing area, dividing the drawing area into a plurality of small areas having the same area, and calculating an area value for irradiating the charged particle beam for each of the small areas; and Correcting the calculated area value by weighted addition with the area value of the peripheral small area calculated for each small area, and generating a plurality of auxiliary exposure figures for the entire drawing area And a step of determining an exposure amount of the generated auxiliary exposure pattern with reference to the corrected area value.

【0093】2.描画すべきパターン領域の全面を対象
とし、描画すべきパターン領域を補助露光パターンと考
えて、1度の露光で描画可能な補助露光図形に分解し、
露光面積密度法と同じく、予め描画パターンから計算さ
れた面積密度を補助露光図形ごとに参照し、補助露光図
形の位置の面積密度が大きければ露光時間が短くなるよ
うに、逆に面積密度が小さければ露光時間が長くなるよ
うに補助露光時間を決定することを特徴とするパターン
形成方法。
2. The entire pattern area to be drawn is targeted, and the pattern area to be drawn is considered as an auxiliary exposure pattern, and it is decomposed into auxiliary exposure figures that can be drawn by one exposure,
Similar to the exposure area density method, the area density calculated in advance from the drawing pattern is referred to for each auxiliary exposure figure, and if the area density at the position of the auxiliary exposure figure is large, the exposure time is shortened. A pattern forming method, wherein the auxiliary exposure time is determined so that the exposure time becomes longer.

【0094】3.さらに、露光面積密度法に補助露光を
併用し、相対的に照射量の少ない補助露光を露光面積密
度法の補助として用いる構成とすることを特徴とするパ
ターン形成方法。
3. Further, a pattern forming method is characterized in that auxiliary exposure is used in combination with the exposure area density method, and auxiliary exposure with a relatively small irradiation amount is used as an auxiliary to the exposure area density method.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、露
光面積密度法,補助露光法の問題点を解決し、微細パタ
ーンを近接効果の影響を少なくして描画できる荷電粒子
線描画装置およびパターン形成方法を提供することがで
きる。
As described above, according to the present invention, the problems of the exposure area density method and the auxiliary exposure method can be solved and a fine particle pattern can be drawn with less influence of the proximity effect. And a method for forming a pattern.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】可変成形型荷電粒子線描画装置の主要部分の構
成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a variable-shaped charged particle beam drawing apparatus.

【図2】描画パターンの例を説明する図と荷電粒子線に
よる露光のエネルギー量を示すグラフ。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a drawing pattern and a graph illustrating an energy amount of exposure by a charged particle beam.

【図3】電子線が照射される試料の縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a sample irradiated with an electron beam.

【図4】近接効果補正回路の機能ブロック図。FIG. 4 is a functional block diagram of a proximity effect correction circuit.

【図5】試料面上における描画図形の例と記憶回路にお
ける露光面積密度の例を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a drawing figure on a sample surface and an example of an exposure area density in a storage circuit.

【図6】試料の下層パターンが近接効果を有する場合の
露光面積密度の作成手順を示すフローチャート。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure for creating an exposure area density when a lower layer pattern of a sample has a proximity effect.

【図7】描画パターンデータを露光する手順を示すフロ
ーチャート。
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for exposing drawing pattern data.

【図8】補助露光の手順を示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of auxiliary exposure.

【図9】補助露光を併用した二層間補正時の露光面積密
度の作成手順を示すフローチャート。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for creating an exposure area density at the time of two-layer correction using auxiliary exposure.

【図10】可変成形型荷電粒子線描画装置の構成を示す
縦断面図。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a variable-shaped charged particle beam drawing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…制御用計算機、2…補助記憶装置、3…描画パター
ンデータ、4…バッファメモリ、5…復元回路、6…図
形分解回路、7…照射時間生成回路、11…補助露光パ
ターン発生回路、12,22…選択回路、13…近接効
果補正回路、23…記憶回路、1004…電子線、10
08…試料、1012…計算機、1027…近接効果補
正部、1029…露光量マップ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control computer, 2 ... Auxiliary storage device, 3 ... Drawing pattern data, 4 ... Buffer memory, 5 ... Restoration circuit, 6 ... Graphic decomposition circuit, 7 ... Irradiation time generation circuit, 11 ... Auxiliary exposure pattern generation circuit, 12 , 22 ... selection circuit, 13 ... proximity effect correction circuit, 23 ... memory circuit, 1004 ... electron beam, 10
08: sample, 1012: computer, 1027: proximity effect correction unit, 1029: exposure map.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】荷電粒子線の照射により試料上の描画領域
に描画パターンを露光するパターン形成方法において、
前記試料上の描画領域を前記荷電粒子線で照射する補助
露光工程と、前記試料上の描画領域中の描画パターンの
領域を前記荷電粒子線で照射するメイン露光工程とを備
え、前記補助露光工程は、前記描画領域を面積の等しい
複数の小領域に分割し、各小領域ごとに前記描画パター
ンの面積値を計算する工程、前記計算された面積値をそ
の周辺の各小領域ごとに計算された面積値との重み付け
加算によって修正する工程、前記描画領域に対して補助
露光図形を生成する工程、前記修正された面積値を参照
して前記生成された補助露光図形の露光量を演算する工
程を備えることを特徴とするパターン形成方法。
1. A pattern forming method for exposing a drawing pattern on a drawing area on a sample by irradiation of a charged particle beam,
An auxiliary exposure step of irradiating a drawing region on the sample with the charged particle beam, and a main exposure step of irradiating a region of a drawing pattern in the drawing region on the sample with the charged particle beam; Dividing the drawing area into a plurality of small areas having the same area, calculating the area value of the drawing pattern for each small area, and calculating the calculated area value for each small area around the drawing pattern. Correcting by a weighted addition with the corrected area value, generating an auxiliary exposure graphic for the drawing area, and calculating an exposure amount of the generated auxiliary exposure graphic with reference to the corrected area value. A pattern forming method, comprising:
【請求項2】請求項1の記載において、前記補助露光工
程は、前記小領域ごとに前記試料上に形成された下層パ
ターンの面積値を演算する工程、前記下層パターンの面
積値を前記各小領域ごとに計算されたその周辺の小領域
の前記下層パターンの面積値で修正する工程を備え、前
記生成された補助露光図形の露光量を演算する工程は、
前記修正された面積値と前記修正された前記下層パター
ンの面積値とを参照して前記露光量を演算する工程を備
えることを特徴とするパターン形成方法。
2. The method according to claim 1, wherein the auxiliary exposure step calculates an area value of a lower layer pattern formed on the sample for each of the small areas, and calculates an area value of the lower layer pattern for each of the small areas. Correcting the area value of the lower layer pattern of the small area around the area calculated for each area, calculating the exposure amount of the generated auxiliary exposure figure,
A step of calculating the exposure amount with reference to the corrected area value and the corrected area value of the lower layer pattern.
【請求項3】請求項1の記載において、前記補助露光工
程は前記メイン露光工程の前に行われることを特徴とす
るパターン形成方法。
3. The pattern forming method according to claim 1, wherein said auxiliary exposure step is performed before said main exposure step.
【請求項4】請求項1の記載において、前記補助露光工
程は前記メイン露光工程の後に行われることを特徴とす
るパターン形成方法。
4. The pattern forming method according to claim 1, wherein said auxiliary exposure step is performed after said main exposure step.
【請求項5】荷電粒子線の照射により試料上の描画領域
に描画パターンを露光する荷電粒子線描画装置におい
て、前記試料上の描画領域を前記荷電粒子線で照射する
補助露光と、前記試料上の描画領域中の描画パターンの
領域を前記荷電粒子線で照射するメイン露光とを行う荷
電粒子線露光ユニット、該荷電粒子線露光ユニットにデ
ータラインを介して接続され、前記描画領域を面積の等
しい複数の小領域に分割し、各小領域ごとに前記描画パ
ターンの面積値を演算し、前記計算された面積値をその
周辺の各小領域ごとに計算された面積値との重み付け加
算によって修正し、前記荷電粒子線露光ユニットによる
前記試料の小領域ごとのメイン露光量を演算し、前記描
画領域に対して補助露光図形を生成し、前記修正された
面積値を参照して前記描画領域を前記生成された補助露
光図形で露光する補助露光量を演算し、該演算された補
助露光量と前記メイン露光量とを前記荷電粒子線露光ユ
ニットへ送信する計算機を備えることを特徴とする荷電
粒子線描画装置。
5. A charged particle beam drawing apparatus for exposing a drawing pattern on a drawing area on a sample by irradiation with a charged particle beam, comprising: an auxiliary exposure for irradiating a drawing area on the sample with the charged particle beam; A charged particle beam exposure unit for performing a main exposure of irradiating the region of the drawing pattern in the drawing region with the charged particle beam, connected to the charged particle beam exposure unit via a data line, and making the drawing regions equal in area It is divided into a plurality of small areas, the area value of the drawing pattern is calculated for each small area, and the calculated area value is corrected by weighted addition with the area value calculated for each small area around the small area. Calculating a main exposure amount for each small area of the sample by the charged particle beam exposure unit, generating an auxiliary exposure figure for the drawing area, and referring to the corrected area value, A calculator that calculates an auxiliary exposure amount for exposing the drawing area with the generated auxiliary exposure figure, and transmits the calculated auxiliary exposure amount and the main exposure amount to the charged particle beam exposure unit. Charged particle beam drawing equipment.
【請求項6】請求項5の記載において、前記計算機によ
って修正された前記面積値を記憶するメモリを備えるこ
とを特徴とする荷電粒子線描画装置。
6. The charged particle beam drawing apparatus according to claim 5, further comprising a memory for storing the area value corrected by the computer.
【請求項7】請求項5の記載において、前記荷電粒子線
露光ユニットは、前記露光量演算ユニットによって演算
された補助露光量に基づく補助露光の後に、前記荷電粒
子線の電気的な偏向可能領域よりも小さな領域ごとに照
射するメイン露光を行うことを特徴とする荷電粒子線描
画装置。
7. The charged particle beam exposure unit according to claim 5, wherein the charged particle beam exposure unit performs an electric deflectable area of the charged particle beam after an auxiliary exposure based on the auxiliary exposure amount calculated by the exposure amount calculation unit. A charged particle beam lithography apparatus for performing main exposure for irradiating each smaller area.
【請求項8】請求項5の記載において、前記荷電粒子線
露光ユニットによる補助露光とメイン露光の後に、前記
試料を載置して移動する試料台を備えることを特徴とす
る荷電粒子線描画装置。
8. The charged particle beam lithography apparatus according to claim 5, further comprising a sample stage on which the sample is placed and moved after the auxiliary exposure and the main exposure by the charged particle beam exposure unit. .
【請求項9】請求項5の記載において、前記荷電粒子線
露光ユニットによる補助露光とメイン露光とともに前記
試料を載置して移動する試料台を備えることを特徴とす
る荷電粒子線描画装置。
9. The charged particle beam lithography apparatus according to claim 5, further comprising a sample stage on which the sample is placed and moved together with the auxiliary exposure and the main exposure by the charged particle beam exposure unit.
【請求項10】請求項5の記載において、前記計算機
は、前記小領域ごとに前記試料上に形成された下層パタ
ーンの面積値を計算し、該計算された前記下層パターン
の面積値をその周辺の小領域ごとに計算された下層パタ
ーンの面積値で修正し、該修正された面積値と前記修正
された前記下層パターンの面積値とを参照して前記補助
露光図形の露光量を決定することを特徴とする荷電粒子
線描画装置。
10. The computer according to claim 5, wherein the calculator calculates an area value of a lower layer pattern formed on the sample for each of the small regions, and calculates the calculated area value of the lower layer pattern in the vicinity thereof. Correcting the area value of the lower layer pattern calculated for each of the small areas, and determining the exposure amount of the auxiliary exposure pattern with reference to the corrected area value and the corrected area value of the lower layer pattern. A charged particle beam drawing apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項11】荷電粒子線の照射により試料上の描画領
域に描画パターンを露光する荷電粒子線描画装置におい
て、前記試料上の描画領域を前記荷電粒子線で照射する
補助露光と、前記試料上の描画領域中の描画パターンの
領域を前記荷電粒子線で照射するメイン露光とを行う荷
電粒子線露光ユニット、前記描画領域が面積の等しい複
数の小領域に分割され、該各小領域ごとに前記描画パタ
ーンの面積値を計算する面積演算ユニット、前記計算さ
れた面積値をその小領域の周辺の小領域の面積値との重
み付け加算によって修正する面積修正ユニット、前記修
正された面積値を記憶する記憶装置、前記面積修正ユニ
ットによって修正された面積値に基づいて前記小領域ご
との露光量を演算するメイン露光量演算ユニット、前記
描画領域に対して補助露光図形を生成する図形生成ユニ
ット、前記メモリに記憶された前記修正された面積値を
参照して前記描画領域を前記図形生成ユニットによって
生成された前記補助露光図形で露光する補助露光量を演
算する補助露光量演算ユニット、前記荷電粒子線露光ユ
ニットへメイン露光量演算ユニットと補助露光量演算ユ
ニットとを接続し、前記小領域ごとの露光量と前記補助
露光量とを送信するデータラインを備えることを特徴と
する荷電粒子線描画装置。
11. A charged particle beam drawing apparatus for exposing a drawing pattern on a drawing area on a sample by irradiation with a charged particle beam, comprising: an auxiliary exposure for irradiating a drawing area on the sample with the charged particle beam; A charged particle beam exposure unit for performing a main exposure of irradiating a region of a drawing pattern in the drawing region with the charged particle beam, the drawing region is divided into a plurality of small regions having the same area, and for each of the small regions, An area calculation unit for calculating the area value of the drawing pattern, an area correction unit for correcting the calculated area value by weighting and adding the area value of a small area around the small area, and storing the corrected area value A storage device, a main exposure amount calculation unit that calculates an exposure amount for each of the small regions based on the area value corrected by the area correction unit, A graphic generating unit for generating an auxiliary exposure graphic, and calculating an auxiliary exposure amount for exposing the drawing area with the auxiliary exposure graphic generated by the graphic generating unit with reference to the corrected area value stored in the memory An auxiliary exposure calculation unit, a main exposure calculation unit and an auxiliary exposure calculation unit connected to the charged particle beam exposure unit, and a data line for transmitting the exposure for each small area and the auxiliary exposure. A charged particle beam drawing apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項12】荷電粒子線の照射により試料上の描画領
域に描画パターンを露光するパターン形成方法におい
て、前記露光される描画パターンの領域を複数の小領域
に分割し、各小領域ごとに前記描画パターンの面積値を
計算する工程、前記計算された面積値をその周辺の各小
領域ごとに計算された面積値との重み付け加算によっ
て、修正する工程、前記修正された面積値に基づいて前
記小領域ごとの露光量を演算する工程、前記描画領域に
対して補助露光図形を生成する工程、前記修正された面
積値に基づいて前記生成された補助露光図形の前記荷電
粒子線の補助露光量を演算する工程、前記演算された補
助露光量に基づいて、前記描画領域を補助露光する工
程、前記演算された前記小領域ごとの露光量に基づい
て、前記試料上の前記描画パターンの領域を前記荷電粒
子線で照射するメイン露光工程を備えることを特徴とす
るパターン形成方法。
12. A pattern forming method for exposing a drawing pattern on a drawing region on a sample by irradiation of a charged particle beam, wherein the region of the drawing pattern to be exposed is divided into a plurality of small regions, and the small region is divided into a plurality of small regions. Calculating the area value of the drawing pattern, correcting the calculated area value by weighted addition with the area value calculated for each small area around the calculated area value, and correcting the calculated area value based on the corrected area value. Calculating an exposure amount for each small area, generating an auxiliary exposure figure for the drawing area, and an auxiliary exposure amount for the charged particle beam of the generated auxiliary exposure figure based on the corrected area value Calculating the auxiliary exposure amount of the drawing area based on the calculated auxiliary exposure amount, and performing the writing on the sample based on the calculated exposure amount for each of the small regions. Pattern forming method characterized in that it comprises a main exposure step of irradiating the region of the turn in the charged particle beam.
【請求項13】荷電粒子線の照射により試料上の描画領
域に描画パターンを露光する荷電粒子線描画装置におい
て、前記試料上の描画領域を前記荷電粒子線で照射する
補助露光と、前記試料上の描画領域中の描画パターンの
領域を前記荷電粒子線で照射するメイン露光とを行う荷
電粒子線露光ユニット、前記試料上の描画領域を分割
し、該分割された小領域ごとの描画パターン領域と非描
画パターン領域との面積比を求め、該面積比が比較的小
さい小領域は大きい小領域に対して、前記補助露光の露
光量を小さく、前記メイン露光の露光量を大きく演算す
る露光量演算ユニットとを備えたことを特徴とする荷電
粒子線描画装置。
13. A charged particle beam drawing apparatus for exposing a drawing pattern on a drawing area on a sample by irradiation with a charged particle beam, comprising: an auxiliary exposure for irradiating a drawing area on the sample with the charged particle beam; A charged particle beam exposure unit for performing a main exposure of irradiating the region of the drawing pattern in the drawing region with the charged particle beam, dividing the drawing region on the sample, and a drawing pattern region for each of the divided small regions; An exposure ratio calculation for calculating an area ratio with a non-drawing pattern region, and for a small region having a relatively small area ratio, a small exposure region for the auxiliary exposure and a large exposure region for the main exposure for a large region. A charged particle beam drawing apparatus comprising: a unit;
【請求項14】請求項13の記載において、前記荷電粒
子線露光ユニットは、前記補助露光の後に前記メイン露
光を行うことを特徴とする荷電粒子線描画装置。
14. A charged particle beam lithography apparatus according to claim 13, wherein said charged particle beam exposure unit performs said main exposure after said auxiliary exposure.
【請求項15】請求項13の記載において、前記荷電粒
子線露光ユニットは、前記補助露光の前に前記メイン露
光を行うことを特徴とする荷電粒子線描画装置。
15. A charged particle beam lithography apparatus according to claim 13, wherein said charged particle beam exposure unit performs said main exposure before said auxiliary exposure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030040074A (en) * 2001-11-15 2003-05-22 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Method for fabrication of patterns and semiconductor devices
JP2005513548A (en) * 2001-12-10 2005-05-12 マイクロニック レーザー システムズ アクチボラゲット Image forming method and apparatus
JP2007110087A (en) * 2005-09-13 2007-04-26 Hitachi High-Technologies Corp Electron beam device and method for creating electron beam irradiation pattern
JP2008034439A (en) * 2006-07-26 2008-02-14 Nuflare Technology Inc Charged particle beam drawing apparatus, and charged particle beam drawing method

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