JP2008300569A - 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

【目的】ビームのサイズ或いは描画位置の誤差を低減させる描画装置及び方法を提供することを目的とする。
【構成】本発明の一態様の描画装置１００は、電子銃２０１と、描画データを記憶する磁気ディスク装置１０９と、電子ビーム２００を偏向させるための初期デジタル偏向量を計算する初期偏向量計算部１２２と、初期デジタル偏向量を第１から第ｎ回目の描画用に少なくとも１つが他とは１違いの値となるように所定の単位でそれぞれ整数化する整数化処理部１２４と、整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換するＤＡＣ１２６と、第１から第ｎ回目の描画時にそれぞれの描画用に対応するアナログ偏向量に基づいて電子ビーム２００を偏向する成形偏向器２０５と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、所定の単位で丸められた誤差を低減させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプへの設定信号誤差に起因するビームサイズやビーム位置の誤差を補正する描画装置及び方法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。

図７は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。まず、第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、開口４１１を通過した電子線４４２を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料に照射される。ステージは、描画中、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動している。このように、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。

ここで、電子ビーム描画装置では、偏向用デジタル信号をＤＡＣアンプでアナログ電圧信号に変換し、増幅したうえで静電偏向器に印加する。そして、静電偏向器の静電作用により電子ビームが偏向され、ビーム寸法やビームの位置が制御される。このＤＡＣアンプに加える信号はデジタル信号なので連続的なものではなくある単位毎の不連続なものとなる。例えば、１単位が１ｎｍの寸法或いは位置の変化に相当する。また、電子ビーム描画装置内では電子光学系の歪み等を補正するための演算が行なわれる。そのため、ＬＳＩパターンが仮に１ｎｍ単位で設計されていても、その演算結果である初期デジタル偏向量がＤＡＣアンプの設定単位となる１ｎｍ単位の値となるとは限らない。そのため、ＤＡＣアンプへ出力する偏向用の初期デジタル偏向量の値は１ｎｍ単位の値でないときには１ｎｍ単位に丸められることになる。例えば、初期デジタル偏向量の値が小数点以下の数値を含む場合、四捨五入等によって丸められる。その結果、実際にＤＡＣアンプに出力される偏向用デジタル信号には±０．５ｎｍ分の誤差が含まれてしまう。その誤差が、ビーム寸法やビーム位置の誤差になってしまうといった問題があった。

また、描画装置では、同じパターンを重複して描画する多重描画が行なわれる。例えば、ステージを移動させてエリアをずらした位置から同じパターンを多重描画する技術が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。この場合でも成形するパターンのサイズは同じなので成形するための偏向量は同じ偏向量となり誤差をもったままとなる。また、同じ位置から多重描画する場合にも位置が同じなので偏向量は同じ偏向量となり誤差をもったままとなる。仮にエリアをずらした位置から多重描画するとしても、ずらした分だけ位置が変わるのでその分だけ偏向器の偏向量も変わるが、エリアをずらした分を除いた元々の偏向量は誤差をもったままとなる。
特開平０９−２１３６０７

上述したように、ＤＡＣアンプへの設定信号がＤＡＣアンプの設定単位に丸められるため設定した時点で誤差が発生する。そのために、成形されるビームのサイズや描画位置にも誤差が発生するといった問題があった。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、ビームのサイズ或いは描画位置の誤差を低減させる描画装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを照射する照射部と、
描画データを記憶する記憶部と、
描画データに基づいて荷電粒子ビームを偏向させるための初期デジタル偏向量を計算する偏向量計算部と、
初期デジタル偏向量を第１から第ｎ回目の描画用に少なくとも１つが他とは１違いの値となるように所定の単位でそれぞれ整数化する整数化処理部と、
整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換する変換部と、
第１から第ｎのアナログ偏向量のうち、第１から第ｎ回目の描画時にそれぞれの描画用に対応するアナログ偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
を備えたことを特徴とする。

かかる構成により、整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量の少なくとも１つが他とは１違いの値となる。そのため、初期デジタル偏向量に小数点以下の値が含まれていた場合に、多重描画を行なうことによってビームサイズ或いは描画位置を仮に初期デジタル偏向量で偏向できた場合のビームサイズ或いは描画位置に近づけることができる。

特に、整数化処理部は、第１から第ｎのデジタル偏向量の平均値が初期デジタル偏向量の値により近づくように初期デジタル偏向量を第１から第ｎのデジタル偏向量に整数化すると好適である。

ここで、上述した初期デジタル偏向量が、荷電粒子ビームを成形するための偏向量であると好適である。

或いは／及び、上述した初期デジタル偏向量は、所望する描画位置に前記荷電粒子ビームを偏向するための偏向量であると好適である。

また、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
描画データを入力し、描画データに基づいて荷電粒子ビームを偏向させるための初期デジタル偏向量を計算する偏向量計算工程と、
初期デジタル偏向量を第１から第ｎ回目の描画用に少なくとも１つが他とは１違いの値となるように所定の単位でそれぞれ整数化する整数化処理工程と、
整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換する変換工程と、
第１から第ｎのアナログ偏向量のうち、第１から第ｎ回目の描画時にそれぞれの描画用に対応するアナログ偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向して、試料に所定のパターンを描画する描画工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、多重描画する際に毎回描画エリアをずらしてその位置から描画位置に偏向する場合には、以下のように構成するとよい。

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを照射する照射部と、
描画データを記憶する記憶部と、
描画データに基づいて第１から第ｎ回目の描画用に荷電粒子ビームを偏向させるための第１から第ｎの初期デジタル偏向量を計算する偏向量計算部と、
第１から第ｎの初期デジタル偏向量を第１の初期デジタル偏向量に基づいて端数の切り上げと切り下げのいずれかを判定して所定の単位でそれぞれ整数化する整数化処理部と、
整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換する変換部と、
第１から第ｎのアナログ偏向量のうち、第１から第ｎ回目の描画時にそれぞれの描画用に対応するアナログ偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
を備えたことを特徴とする。

かかる装置を用いた本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
描画データを入力し、描画データに基づいて第１から第ｎ回目の描画用に荷電粒子ビームを偏向させるための初期デジタル偏向量を計算する偏向量計算工程と、
第１から第ｎ回目の描画用に初期デジタル偏向量を第１の初期デジタル偏向量に基づいて端数の切り上げと切り下げのいずれかを判定して所定の単位でそれぞれ整数化する整数化処理工程と、
整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換する変換工程と、
第１から第ｎのアナログ偏向量のうち、第１から第ｎ回目の描画時にそれぞれの描画用に対応するアナログ偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向して、試料に所定のパターンを描画する描画工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、所定の単位で丸められた誤差を低減させることができる。その結果、描画されるパターンのサイズ或いは位置の誤差を低減させることができる。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。そして、描画装置１００は、試料１０１に所望するパターンを描画する。制御部１６０は、制御回路１０７、描画データ処理部１０８、磁気ディスク装置１０９、偏向制御回路１１０、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１２６，１３６，１４６、及び増幅器（アンプ）１２８，１３８，１４８を備えている。描画部１５０は、電子鏡筒１０２、描画室１０３を有している。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、副偏向器２１２、及び主偏向器２１４が配置されている。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、試料１０１が配置されている。試料１０１として、例えば、ウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。また、磁気ディスク装置１０９には、描画データが格納されている。また、偏向制御回路１１０内では、成形偏向用演算部１１２、副偏向用演算部１１４、及び主偏向用演算部１１６が配置されている。そして、成形偏向用演算部１１２内には、初期偏向量計算部１２２及び整数化処理部１２４が配置されている。副偏向用演算部１１４には、初期偏向量計算部１３２及び整数化処理部１３４が配置されている。主偏向用演算部１１６には、初期偏向量計算部１４２及び整数化処理部１４４が配置されている。また、制御回路１０７は、描画部１５０、描画データ処理部１０８及び偏向制御回路１１０を制御する。特に、成形偏向器２０５、副偏向器２１２、及び主偏向器２１４は、偏向制御回路１１０を介して制御される。ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。

また、初期偏向量計算部１２２及び整数化処理部１２４は、電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、コンピュータとなる成形偏向用演算部１１２で、初期偏向量計算部１２２及び整数化処理部１２４といった機能の処理を実行させてもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組み合わせでも構わない。同様に、初期偏向量計算部１３２及び整数化処理部１３４は、電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、コンピュータとなる副偏向用演算部１１４で、初期偏向量計算部１３２及び整数化処理部１３４といった機能の処理を実行させてもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組み合わせでも構わない。同様に、初期偏向量計算部１４２及び整数化処理部１４４は、電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、コンピュータとなる主偏向用演算部１１６で、初期偏向量計算部１４２及び整数化処理部１４４といった機能の処理を実行させてもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組み合わせでも構わない。

照射部の一例となる電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、成形偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向制御回路１１０に制御された主偏向器２１４及び副偏向器２１２により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。ここで、主偏向器２１４は、描画する図形が含まれる主偏向領域に偏向する。副偏向器２１２は、主偏向領域内のサブフィード（ＳＦ）の基準位置から図形位置へと偏向する。

図２は、実施の形態１におけるステージ移動の様子を説明するための図である。
試料１０１に描画する場合には、ＸＹステージ１０５を例えばＸ方向に連続移動させながら、描画（露光）面を電子ビーム２００が偏向可能な短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割された試料１０１の１つのストライプ領域上を電子ビーム２００が照射する。ＸＹステージ１０５のＸ方向の移動は、連続移動とし、同時に主偏向器２１４で電子ビーム２００のショット位置もステージ移動に追従させる。連続移動させることで描画時間を短縮させることができる。そして、１つのストライプ領域を描画し終わったら、ＸＹステージ１０５をＹ方向にステップ送りしてＸ方向（今度は逆向き）に次のストライプ領域の描画動作を行なう。各ストライプ領域の描画動作を蛇行させるように進めることでＸＹステージ１０５の移動時間を短縮することができる。

図３は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
図３において、実施の形態１における描画方法は、描画データ処理工程（Ｓ１０２）と、成形偏向用初期偏向量演算工程（Ｓ２０２）と、整数化工程（Ｓ２０４）と、Ｄ／Ａ変換工程（Ｓ２０６）と、主偏向用初期偏向量演算工程（Ｓ３０２）と、整数化工程（Ｓ３０４）と、Ｄ／Ａ変換工程（Ｓ３０６）と、副偏向用初期偏向量演算工程（Ｓ４０２）と、整数化工程（Ｓ４０４）と、Ｄ／Ａ変換工程（Ｓ４０６）と、描画工程（Ｓ５０２）と、判定工程（Ｓ５０４）といった一連の工程を実施する。

Ｓ（ステップ）１０２において、描画データ処理工程として、描画データ処理部１０８は、磁気ディスク装置１０９からある１つのストライプ分の描画データを読み出す。そして、読み出した描画データを処理し、実際に電子ビーム２００をショットする際に用いる装置内フォーマットのデータに変換する。この描画データには、描画する図形の位置を示す座標、形を示す図形コード及び図形サイズ等が定義されている。そして、変換されたデータの情報は、偏向制御回路１１０に出力される。そして、制御回路１０７からは、今回のデータが何回目の描画用に用いるデータなのかを識別するための回数情報ｎが偏向制御回路１１０に出力される。

Ｓ２０２において、成形偏向用の初期偏向量演算工程として、初期偏向量演算部１２２は、描画データが変換されたデータを入力し、描画データに基づいて電子ビーム２００を成形偏向させるためのデジタル値となる初期デジタル偏向量を計算する。初期デジタル偏向量は、元々の描画データが示す図形サイズに相当する偏向量（ｘ，ｙ）に対して、電子光学系及び成形偏向の歪み等を補正した値（Ｘ，Ｙ）となる。例えば、以下の式（１−１）及び式（１−２）で求めることができる。

ここで、成形偏向用変換係数ａ_０〜ａ_９及びｂ_０〜ｂ_９は、予め初期偏向量演算部１２２に設定しておけばよい。このようにして求めた初期デジタル偏向量は、ＤＡＣ１２６の設定単位（グリッド）で表わした場合の整数になるとは限らない。例えば、１単位が１ｎｍの寸法の変化に相当する場合に、上述した歪み補正演算を小数点第２位の精度まで求めるとすると、１００．４９といった小数点以下の値を含む値となる場合が多い。しかしながら、ＤＡＣ１２６の設定単位は整数なので次の整数化処理工程で小数点以下の値は切り捨てる或いは切り上げる必要がある。

Ｓ２０４において、整数化処理工程として、整数化処理部１２４は、初期デジタル偏向量をＤＡＣ１２６の設定単位でそれぞれ整数化する。整数化処理部１２４は、第１から第ｎのデジタル偏向量の平均値が初期デジタル偏向量の値により近づくように初期デジタル偏向量を第１から第ｎのデジタル偏向量に整数化する。例えば、初期デジタル偏向量の値が２つの整数の中間付近の値、例えば、小数点以下の値が“０．４９”といった値である場合に、整数化処理部１２４は、初期デジタル偏向量を第１から第ｎ回目の描画用に少なくとも１つが他とは１違いの値となるようにＤＡＣ１２６の設定単位でそれぞれ整数化する。例えば、多重描画の描画回数が２回である場合に、以下のように整数化すればよい。

図４は、実施の形態１における整数化処理を説明するための図である。
初期偏向量演算部１２２で例えば“１００．４９”と計算結果が算出された場合、整数化処理部１２４は、１回目の描画用に“１００”、そして２回目の描画用に“１０１”と整数化する。そして、それぞれの回に整数化したデジタル偏向量の値をＤＡＣ１２６に出力する。或いは、１回目に“１０１”、そして２回目に“１００”と整数化すればよい。今回の多重描画回数が何回目であるかは制御回路１０７から回数情報ｎが入力されているので判断可能である。

図５は、実施の形態１におけるビームプロファイルの一例を示す図である。
上述したように、例えば、１回目の描画用に“１００”、そして２回目の描画用に“１０１”とＤＡＣ１２６に設定した場合、実際のビームサイズはその中間の“１００．５”とすることができる。よって、この例では、誤差を“０．４９”から“０．０１”に低減することができる。

ここで、平均値が初期デジタル偏向量の値により近づくように演算する手法として、次のような演算を行なっても好適である。例えば、式（１−１）等の歪の補正計算などは、ＤＡＣ１２６の設定単位よりも細かい単位、例えば、０．１２５ｎｍ単位で計算する。そして、最終の値を０．２５ｎｍ単位で整数化（小数点以下を切り捨て）した値Ａと、最終値を四捨五入しての小数点以下を切り捨てて１ｎｍとした値Ｂとを準備する。そして、値Ａを４で割って、余りが０なら１回目、２回目ともに値Ｂを利用する。また、余りが１、或いは２なら１回目は値Ｂ、２回目は値Ｂ＋１を利用する。また、余りが３なら、１回目及び２回目ともに値Ｂ＋１を利用する。以下に、計算例を示す。

（１）ケース１：歪などの補正計算の結果、初期デジタル偏向量の値が１００．１単位分（１００．１ｎｍ）になるとする。
この場合は、値Ａは４００となり、４で割った余りは０となる。また、値Ｂは１００となる。よって、１回目、２回目ともに１００単位分（１００ｎｍ）として整数化する。その結果、ショットサイズの平均は、１００ｎｍ相当になる。

ケース２：歪などの補正計算の結果、初期デジタル偏向量の値が１００．３単位分（１００．３ｎｍ）になるとする。
この場合は、値Ａは４０１．２の小数点以下を切り捨てて４０１となる。４で割った余りは１となる。また、値Ｂは１００となる。よって、１回目は１００単位分（１００ｎｍ）として整数化し、２回目は１０１単位分（１０１ｎｍ）として整数化する。その結果、ショットサイズの平均は、１００．５ｎｍ相当になる。

ケース３：歪などの補正計算の結果、初期デジタル偏向量の値が１００．６単位分（１００．６ｎｍ）になるとする。
この場合は、値Ａは４０２．４の小数点以下を切り捨てて４０２となる。これを４で割った余りは２となる。また、値Ｂは１００となる。よって、１回目は１００単位分（１００ｎｍ）として整数化し、２回目は１０１単位分（１０１ｎｍ）として整数化する。その結果、ショットサイズの平均は、１００．５ｎｍ相当になる。

ケース４：歪などの補正計算の結果、初期デジタル偏向量の値が１００．９単位分（１００．９ｎｍ）になるとする。
この場合は、値Ａは４０３．６の小数点以下を切り捨てて４０３となる。これを４で割った余りは３となる。また、値Ｂは１００となる。よって、１回目、２回目ともに１０１単位分（１０１ｎｍ）として整数化する。その結果、ショットサイズの平均は、１０１ｎｍ相当になる。

以上のように、２回描画を行なう場合、０．５単位の描画が可能となるので誤差が１単位の場合の±０．５ｎｍからその半分の±０．２５ｎｍに低減することができる。ここで、描画回数は２回に限るものではない。３回以上であってもよい。例えば、３回描画を行なう場合、上述した例では“１００，１００，１００”、“１００，１００，１０１”、“１００，１０１，１０１”、及び“１０１，１０１，１０１”の４通りの組合せが考えられる。そして、さらに、“１００，１００，１０１”と“１００，１０１，１０１”については、その順序も考慮するとさらにパターンが増えることになる。いずれにしても第１から第３のデジタル偏向量の平均値が初期デジタル偏向量の値により近づくように初期デジタル偏向量を第１から第３のデジタル偏向量に整数化すればよい。また、例えば、４回描画を行なう場合、“１００，１００，１００，１００”、“１００，１００，１００，１０１”、“１００，１００，１０１，１０１”、“１００，１０１，１０１，１０１”、及び“１０１，１０１，１０１，１０１”の５通りの組合せが考えられる。そして、さらに、“１００，１００，１００，１０１”、“１００，１００，１０１，１０１”、及び“１００，１０１，１０１，１０１”については、その順序も考慮するとさらにパターンが増えることになる。このように４回描画を行なう場合、０．２５単位の描画が可能となるので誤差が±０．５ｎｍからその１／４の±０．１２５ｎｍに低減することができる。

Ｓ２０６において、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ）変換工程として、ＤＡＣ１２６は、整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換する。例えば、第１回目の描画に使用する場合には、第１のデジタル偏向量を第１のアナログ偏向量に変換する。第ｋ回目の描画に使用する場合には、第ｋのデジタル偏向量を第ｋのアナログ偏向量に変換する。以下、主副偏向位置用にも同様な工程を実施する。

Ｓ３０２において、主偏向位置用の初期偏向量演算工程として、初期偏向量演算部１３２は、描画データが変換されたデータを入力し、描画データに基づいて電子ビーム２００を主偏向位置に偏向させるためのデジタル値となる初期デジタル偏向量を計算する。初期デジタル偏向量は、元々の描画データが示す図形を含む主偏向領域に相当する偏向量（ｘ，ｙ）に対して、電子光学系及び主偏向の歪み等を補正した値（Ｘ，Ｙ）となる。例えば、上述した式（１−１）及び式（１−２）で求めることができる。ここで、主偏向用変換係数ａ_０〜ａ_９及びｂ_０〜ｂ_９は、成形偏向変換係数とは別の値をとり、予め初期偏向量演算部１３２に設定しておけばよい。ここでも求めた初期デジタル偏向量は、ＤＡＣ１３６の設定単位（グリッド）で表わした場合の整数になるとは限らない。そして、ＤＡＣ１３６の設定単位は整数なので次の整数化処理工程で小数点以下の値は切り捨てる或いは切り上げる必要がある。

Ｓ３０４において、整数化処理工程として、整数化処理部１３４は、初期デジタル偏向量をＤＡＣ１３６の設定単位でそれぞれ整数化する。多重描画をいつも同じ位置から主偏向領域に偏向させる場合には、整数化処理部１３４が、第１から第ｎのデジタル偏向量の平均値が初期デジタル偏向量の値により近づくように初期デジタル偏向量を第１から第ｎのデジタル偏向量に整数化する。例えば、初期デジタル偏向量の値が２つの整数の中間付近の値、例えば、小数点以下の値が“０．４９”といった値である場合に、整数化処理部１３４は、初期デジタル偏向量を第１から第ｎ回目の描画用に少なくとも１つが他とは１違いの値となるようにＤＡＣ１３６の設定単位でそれぞれ整数化する。整数化の仕方は、成形偏向の場合と同様である。

Ｓ３０６において、Ｄ／Ａ変換工程として、ＤＡＣ１３６は、整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換する。例えば、第ｋ回目の描画に使用する場合には、第ｋのデジタル偏向量を第ｋのアナログ偏向量に変換する。

ここで、多重描画を行なう際には、例えば、ＸＹステージ１０５を移動させて毎回ストライプ領域幅を１／ｎずつずらした領域をその回の新たなストライプ領域として描画を行なうことも行なわれる。その場合には、主偏向で偏向する位置がストライプ領域幅の１／ｎだけずれるため、毎回、初期デジタル偏向量自体が異なってくる。そこで、そのような多重描画を行なう場合には、例えば、第１回目の描画用の初期デジタル偏向量を使って、各回の整数化の仕方を決めても好適である。すなわち、２回描画を行なう場合、初期偏向量演算部１３２で例えば第１回目の描画用の初期デジタル偏向量として“１００．４９”と計算結果が算出されら整数化処理部１３４は１回目の描画用に“１００”と整数化する。そして２回目の描画用の初期デジタル偏向量の値については、小数点を切り上げて整数化する。すなわち、上述したケース１〜４と同様な手法を用いる。但し、ここでは、第１回目の描画用の初期デジタル偏向量の最終の値を０．２５ｎｍ単位で整数化（小数点以下を切り捨て）した値Ａと、各回の初期デジタル偏向量の最終値を四捨五入しての小数点以下を切り捨てて１ｎｍとした値Ｂ_ｎとを準備する。そして、値Ａを４で割って、余りが０なら１回目、２回目ともにそれぞれの値Ｂ_ｎを利用する。また、余りが１、或いは２なら１回目は値Ｂ_ｎ、２回目は値Ｂ_ｎ＋１を利用する。また、余りが３なら、１回目及び２回目ともに値Ｂ_ｎ＋１を利用する。このように整数化することで、少なくともストライプ領域（エリア）をずらした分を除いた元々の偏向量の誤差は低減することができる。次に、副偏向位置用にも同様な工程を実施する。

Ｓ４０２において、副偏向位置用の初期偏向量演算工程として、初期偏向量演算部１４２は、描画データが変換されたデータを入力し、描画データに基づいて電子ビーム２００を副偏向位置に偏向させるためのデジタル値となる初期デジタル偏向量を計算する。初期デジタル偏向量は、元々の描画データが示す図形を含む主偏向領域内のＳＦの基準位置からその図形位置に相当する偏向量（ｘ，ｙ）に対して、電子光学系及び副偏向の歪み等を補正した値（Ｘ，Ｙ）となる。例えば、上述した式（１−１）及び式（１−２）で求めることができる。ここで、副偏向用変換係数ａ_０〜ａ_９及びｂ_０〜ｂ_９は、成形偏向変換係数や主偏向用変換係数とは別の値をとり、予め初期偏向量演算部１４２に設定しておけばよい。ここでも求めた初期デジタル偏向量は、ＤＡＣ１４６の設定単位（グリッド）で表わした場合の整数になるとは限らない。そして、ＤＡＣ１４６の設定単位は整数なので次の整数化処理工程で小数点以下の値は切り捨てる或いは切り上げる必要がある。

Ｓ４０４において、整数化処理工程として、整数化処理部１４４は、初期デジタル偏向量をＤＡＣ１４６の設定単位でそれぞれ整数化する。副偏向は、主偏向領域内のＳＦの基準位置からの相対位置になるので多重描画の際に位置をずらすかどうかに関わらず同じ偏向量とすることができる。よって、整数化処理部１４４が、第１から第ｎのデジタル偏向量の平均値が初期デジタル偏向量の値により近づくように初期デジタル偏向量を第１から第ｎのデジタル偏向量に整数化する。例えば、初期デジタル偏向量の値が２つの整数の中間付近の値、例えば、小数点以下の値が“０．４９”といった値である場合に、整数化処理部１４４は、初期デジタル偏向量を第１から第ｎ回目の描画用に少なくとも１つが他とは１違いの値となるようにＤＡＣ１４６の設定単位でそれぞれ整数化する。整数化の仕方は、成形偏向の場合と同様である。

Ｓ４０６において、Ｄ／Ａ変換工程として、ＤＡＣ１４６は、整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換する。例えば、第ｋ回目の描画に使用する場合には、第ｋのデジタル偏向量を第ｋのアナログ偏向量に変換する。

Ｓ５０２において、描画工程として、描画部１５０は、第１から第ｎのアナログ偏向量のうち、第１から第ｎ回目の描画時にそれぞれの描画用に対応する各偏向器用のアナログ偏向量に基づいて電子ビーム２００を偏向して、試料１０１に所定のパターンを描画する。ＤＡＣ１２６で変換された第ｋのアナログ偏向量は、アンプ１２８で増幅されて成形偏向器２０５に偏向電圧として印加される。そして、成形偏向器２０５は、その偏向電圧による静電作用により電子ビーム２００を成形偏向する。これにより、ビームサイズが決まる。また、ＤＡＣ１３６で変換された第ｋのアナログ偏向量は、アンプ１３８で増幅されて主偏向器２１４に主偏向電圧として印加される。そして、主偏向器２１４は、その偏向電圧による静電作用により電子ビーム２００を主偏向位置に偏向する。そして、ＤＡＣ１４６で変換された第ｋのアナログ偏向量は、アンプ１４８で増幅されて副偏向器２１２に副偏向電圧として印加される。そして、副偏向器２１２は、その偏向電圧による静電作用により電子ビーム２００を主偏向領域内の図形位置に偏向する。これにより、ビーム位置が決まる。

Ｓ５０４において、判定工程として、制御回路１０７は、描画回数が所望する描画回数ｎ_ｍａｘに達しているかどうかを判定する。そして、所望する回数の多重描画が行なわれていれば終了する。他方、まだ途中である場合には、Ｓ１０２に戻り、以降の工程を繰り返す。すなわち、描画データ処理部１０８が磁気ディスク装置１０９から描画データを読み出してデータ処理を行なうところから繰り返す。このようにＳ１０２に戻ることで、記憶装置を増設しなくても済ますことができる。

以上の説明において、「〜部」或いは「〜工程」と記載したものは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ或いはＲＯＭ等の読み取り可能な記録媒体に記録される。

図６は、プログラムにより構成する場合のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
コンピュータとなるＣＰＵ５０は、バス７４を介して、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５２、ＲＯＭ５４、磁気ディスク（ＨＤ）装置６２、キーボード（Ｋ／Ｂ）５６、マウス５８、外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）６０、モニタ６４、プリンタ６６、ＦＤ６８、ＤＶＤ７０、ＣＤ７２の少なくとも１つに接続されている。ここで、ＲＡＭ５２、ＲＯＭ５４、ＨＤ装置６２、ＦＤ６８、ＤＶＤ７０、ＣＤ７２は、記憶装置の一例である。Ｋ／Ｂ５６、マウス５８、Ｉ／Ｆ６０、ＦＤ６８、ＤＶＤ７０、ＣＤ７２は、入力手段の一例となる。Ｉ／Ｆ６０、モニタ６４、プリンタ６６、ＦＤ６８、ＤＶＤ７０、ＣＤ７２は、出力手段の一例となる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、実施の形態１では、主副２段の位置偏向器を用いているが、１段の偏向器であっても構わない。その場合には、例えば、副偏向器２１２を削除して、主偏向器２１４で図形位置に偏向させればよい。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画方法及び装置は、本発明の範囲に包含される。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるステージ移動の様子を説明するための図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における整数化処理を説明するための図である。 実施の形態１におけるビームプロファイルの一例を示す図である。 プログラムにより構成する場合のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。

符号の説明

５０ ＣＰＵ
５２ ＲＡＭ
５４ ＲＯＭ
５６ Ｋ／Ｂ
５８ マウス
６０ Ｉ／Ｆ
６２ ＨＤ装置
６４ モニタ
６６ プリンタ
６８ ＦＤ
７０ ＤＶＤ
７２ ＣＤ
７４ バス
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０７ 制御回路
１０８ 描画データ処理部
１０９ 磁気ディスク装置
１１０ 偏向制御回路
１１２ 成形偏向用演算部
１１４ 副偏向用演算部
１１６ 主偏向用演算部
１２２，１３２，１４２ 初期偏向量計算部
１２４，１３４，１４４ 整数化処理部
１２６，１３６，１４６ ＤＡＣ
１２８，１３８，１４８ アンプ
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 成形偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２１２ 副偏向器
２１４ 主偏向器
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 荷電粒子ビームを照射する照射部と、
   描画データを記憶する記憶部と、
   前記描画データに基づいて前記荷電粒子ビームを偏向させるための初期デジタル偏向量を計算する偏向量計算部と、
   前記初期デジタル偏向量を第１から第ｎ回目の描画用に少なくとも１つが他とは１違いの値となるように所定の単位でそれぞれ整数化する整数化処理部と、
   整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換する変換部と、
   前記第１から第ｎのアナログ偏向量のうち、第１から第ｎ回目の描画時にそれぞれの描画用に対応するアナログ偏向量に基づいて前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記整数化処理部は、前記第１から第ｎのデジタル偏向量の平均値が前記初期デジタル偏向量の値により近づくように前記初期デジタル偏向量を前記第１から第ｎのデジタル偏向量に整数化することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記初期デジタル偏向量は、前記荷電粒子ビームを成形するための偏向量であることを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記初期デジタル偏向量は、所望する描画位置に前記荷電粒子ビームを偏向するための偏向量であることを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 描画データを入力し、前記描画データに基づいて荷電粒子ビームを偏向させるための初期デジタル偏向量を計算する偏向量計算工程と、
   前記初期デジタル偏向量を第１から第ｎ回目の描画用に少なくとも１つが他とは１違いの値となるように所定の単位でそれぞれ整数化する整数化処理工程と、
   整数化された第１から第ｎのデジタル偏向量を第１から第ｎのアナログ偏向量に変換する変換工程と、
   前記第１から第ｎのアナログ偏向量のうち、第１から第ｎ回目の描画時にそれぞれの描画用に対応するアナログ偏向量に基づいて前記荷電粒子ビームを偏向して、試料に所定のパターンを描画する描画工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

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