JP2009088213A - 描画装置及び描画時間の取得方法 - Google Patents

Abstract

【目的】描画が終了するまでに随時予測した描画時間を修正して高精度な描画時間を取得する描画装置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、描画データを基に、ショット数と第１の係数とを用いて総描画時間を予測する描画時間予測部１２０と、試料１０１の一部の領域を描画する間に実測される第１の所定の係数の基になるデータを基に、第１の所定の係数の代わりとなる第２の所定の係数を取得する係数取得部３０と、ショット数と一部の領域を描画する間に照射したショット数と第２の所定の係数とを用いて残りの描画時間を演算する残描画時間演算部３２と、描画データに基づいて、電子ビーム２００の複数のショットを照射することにより試料１０１に所定のパターンを描画する描画部１５０と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、描画が終了するまでに随時予測した描画時間を修正することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、描画装置及び描画時間の取得方法に係り、特に、電子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画装置およびその描画時間の取得方法に関する。

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９は、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。
可変成形型電子線描画装置（ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形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、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。

かかる電子ビーム描画を行なうにあたり、描画に要する時間を予めユーザが知ることは生産管理をする上で非常に重要である。例えば、描画時間は、試料の感光剤の感度と電流密度から決まるショット滞在時間（照射時間）とビーム偏向待ち時間（セトリング時間）の和にショット数を乗じて、更に全体のオーバーヘッド時間を加えれば求めることができる（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、上述した照射時間及びセトリング時間についても予め計算で求めた時間と実際に描画した際にかかった時間とでは、ずれ（或いは誤差）が生じてしまう。同様に、ショット数についても予測したショット数と実際のショット数とでは、ずれが生じてしまう。その結果、描画時間についても予測した描画時間とは、ずれが生じてしまう。場合によっては予測した描画時間と実際の描画時間とが大きく異なってしまう場合が発生する。このように予測した描画時間の精度が低いとユーザは生産管理が困難となってしまう。
特開２００２−２０３７７７号公報（段落番号００２５）

上述したように、予測した描画時間と実際の描画時間とが大きく異なってしまう場合が発生するといった問題があった。そのため、できるだけ高精度に描画時間を予測することが望まれる。そのためには、最初に予測した描画時間のずれが大きくてもこのずれをできるだけ最小にするように随時修正することが望ましい。

本発明は、かかる問題点を克服し、描画が終了するまでに随時予測した描画時間を修正して高精度な描画時間を取得する描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の描画装置は、
描画データを基に、ショット数と第１の所定の係数とを用いて試料に所定のパターンを描画するための総描画時間を予測する予測部と、
試料の一部の領域を描画する間に実測される第１の所定の係数の基になるデータを基に、第１の所定の係数の代わりとなる第２の所定の係数を取得する取得部と、
ショット数と、一部の領域を描画する間に照射したショット数と、第２の所定の係数とを用いて試料の残りの領域を描画するための描画時間を演算する演算部と、
描画データに基づいて、荷電粒子ビームの複数のショットを照射することにより試料に前記所定のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

第１の所定の係数の代わりに実測されたデータを基に得られた第２の所定の係数を用いることで、係数の精度を向上させることができる。そして、残りのショット数と、第２の所定の係数とを用いて試料の残りの領域を描画するための描画時間を演算する。そのため、残りの領域を描画するための描画時間を高精度に算出することができる。

また、本発明の他の態様の描画装置は、
描画データを基に、描画領域を仮想分割した描画単位領域毎に該当する描画単位領域を描画するまでの各第１の描画時間を予測する予測部と、
描画単位領域毎に該当する描画単位領域を描画するまでにかかった各第２の描画時間を取得する取得部と、
各第１の描画時間を一方の座標値及び各第２の描画時間を他方の座標値とした複数の２次元座標値を所定の近似式で近似して、所定の近似式の係数を演算する第１の演算部と、
係数を用いた所定の近似式に最終の描画単位領域を描画するまでの第１の描画時間を代入して、最終の描画単位領域を描画するまでの第２の描画時間を演算する第２の演算部と、
荷電粒子ビームを用いて、描画データに基づくパターンを試料に描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

予測値の各第１の描画時間を一方の座標値とし、実測値の各第２の描画時間を他方の座標値とする。そして、得られた複数の２次元座標値を所定の近似式で近似（フィッティング）する。そして得られた近似式に最終の描画単位領域を描画するまでの予測時間となる第１の描画時間を代入することで、この第１の描画時間よりも実測値に近い最終の描画単位領域を描画するまでの第２の描画時間を描画終了前に演算により求めることができる。

本発明の一態様の描画時間の取得方法は、
描画データを基に、ショット数と第１の所定の係数とを用いて試料に所定のパターンを描画するための総描画時間を予測する工程と、
試料の一部の領域を描画する間に実測される第１の所定の係数の基になるデータを基に、第１の所定の係数の代わりとなる第２の所定の係数を取得する工程と、
ショット数と、一部の領域を描画する間に照射したショット数と、第２の所定の係数とを用いて試料の残りの領域を描画するための描画時間を演算し、結果を出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の態様の描画時間の取得方法は、
描画データを基に、描画領域を仮想分割した描画単位領域毎に該当する描画単位領域を描画するまでの各第１の描画時間を予測する工程と、
描画単位領域毎に該当する描画単位領域を描画するまでにかかった各第２の描画時間を取得する工程と、
各第１の描画時間を一方の座標値及び各第２の描画時間を他方の座標値とした複数の２次元座標値を所定の近似式で近似して、所定の近似式の係数を演算する工程と、
係数を用いた所定の近似式に最終の描画単位領域を描画するまでの第１の描画時間を代入して、最終の描画単位領域を描画するまでの第２の描画時間を演算し、結果を出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、描画が終了するまでに随時予測した描画時間を修正することができる。そのため、修正された高精度な描画時間を取得することができる。よって、生産管理を容易にすることができる。

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

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、電子ビーム描画装置の一例である。描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画部１５０は、描画室１０３と描画室１０３の上部に配置された電子鏡筒１０２を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８を有している。そして、描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置され、ＸＹステージ１０５上に描画対象となる試料１０１が配置される。制御部１６０は、描画制御回路１１０、描画時間予測部１２０、描画時間修正部１３０、及び磁気ディスク装置１０９，１４０，１４２を備えている。磁気ディスク装置１０９，１４０，１４２は、記憶装置の一例である。制御部１６０の各構成は図示しないバスを介して互いに接続されている。また、描画制御回路１１０には、外部の端末３００が図示しないバスを介して接続され、端末３００にはモニタ３０２が接続されている。

描画時間予測部１２０は、メッシュ分割部１２２、ショット分割部１２４、ショット数カウント部１２６、描画時間演算部１２８、及びメモリ１２１を有している。ここで、メッシュ分割部１２２、ショット分割部１２４、ショット数カウント部１２６、及び描画時間演算部１２８は、プログラムを実行させるＣＰＵ等の計算機で実行される各処理機能として構成してもよい。或いは、メッシュ分割部１２２、ショット分割部１２４、ショット数カウント部１２６、及び描画時間演算部１２８の各構成を電気的な回路によるハードウェアにより構成してもよい。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合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合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、処理を実行する計算機に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ１２１に記憶される。

また、描画時間修正部１３０は、係数取得部３０、残描画時間演算部３２、終了時刻演算部３４、時計３６、及びメモリ３８を有している。また、描画制御回路１１０には、測定部１１２が配置されている。メモリ３８，１２１は、記憶装置の一例である。ここで、係数取得部３０、残描画時間演算部３２、及び終了時刻演算部３４は、プログラムを実行させるＣＰＵ等の計算機で実行される各処理機能として構成してもよい。或いは、係数取得部３０、残描画時間演算部３２、及び終了時刻演算部３４の各構成を電気的な回路によるハードウェアにより構成してもよい。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合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合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、処理を実行する計算機に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ３８に記憶される。

図１では、本実施の形態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。

電子ビーム描画を行なうにあたり、まず、半導体集積回路のレイアウトが設計され、パターンレイアウトが定義された設計データが生成される。そして、外部の変換装置でかかる設計データが変換され、描画装置１００に入力可能な描画データが生成される。描画データは、磁気ディスク装置１０９に格納される。

図２は、実施の形態１における描画データの階層構造の一例を示す図である。
描画データでは、描画領域が、チップ１０の層、チップ領域を例えばｙ方向に向かって短冊状に仮想分割したフレーム１４の層、フレーム１４を分割したブロック１６の層、少なくとも１つ以上の図形で構成されるセル１８の層、かかるセル１８を構成する図形１９の層といった一連の複数の内部構成単位ごとに階層化されている。また、１つの試料１０１の描画領域に対して複数のチップ１０の層がレイアウトされていることが一般的である。尚、ここではフレーム１４についてチップ領域を例えばｙ方向（所定の方向）に向かって短冊状に分割した領域としてあるが、これは一例であり、描画面と平行しｙ方向と直交するｘ方向に分割する場合もありうる。或いは描画面と平行するその他の方向であっても構わない。

まず、磁気ディスク装置１０９に格納された描画データに定義されるパターンを試料１０１に描画するにあたって、まず、描画時間予測工程として、描画に必要な描画時間を予測する。描画時間の予測は、描画時間予測部１２０が行なう。描画時間予測部１２０は、描画データを基に、総ショット数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}と係数α_１，β_１（第１の所定の係数）とを用いて試料１０１に所定のパターンを描画するための総描画時間Ｔｅｓを予測する。具体的には以下のように動作することで総描画時間Ｔｅｓを予測することができる。

図３は、実施の形態１におけるメッシュ分割の一例を示す図である。
描画時間予測部１２０が磁気ディスク装置１０９から描画データを入力すると、まず、メッシュ分割部１２２は、試料１０１の描画領域を所定のサイズのグリッドでメッシュ状の複数の小領域２０に仮想分割する。

図４は、実施の形態１におけるショット分割の一例を示す図である。
チップ１０領域がメッシュ分割された後、ショット分割部１２４は、各小領域２０内に位置する図形１９をショット可能な形状の複数の図形２２に仮想分割する。例えば、ショット分割される各図形２２は、例えば、第１のアパーチャ２０３の開口と第２のアパーチャ２０６の開口との組み合わせで成形されるサイズができるだけ最大ショットサイズに近づくように分割されると好適である。

全ての小領域２０内の図形１９がショット分割された後、ショット数カウント部１２６は、総ショット数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}を数える。ここでは、試料１０１の描画領域全体を描画する際の総ショット数をカウントしても良いし、描画する際の描画単位領域となるストライプ領域毎に該当する領域内のショット数をカウントして、それらの総和を求めてもよい。

そして、描画時間演算部１２８は、例えば、以下の式（１）を用いて、試料１０１の描画領域全体を描画するための総描画時間Ｔｅｓを算出する。
（１） Ｔｅｓ＝α_１・Ｎ_{ｔｏｔａｌ}＋β_１

ここで、係数α_１は、１ショットあたりに必要な時間（ショットサイクル）を示す。例えば、必要なドーズＤを得るための時間ｔ_１と電子ビーム２００を偏向させるための時間ｔ_２（セトリングタイム）の和で示すことができる。また、電流密度をＪとすると、例えば、ｔ_１＝Ｄ／Ｊで示すことができる。また、係数β_１は、１つのストライプ領域を描画した後に、次のストライプ領域の描画開始位置にＸＹステージ１０５が移動する際に必要な時間の総和を示す。これらの係数α_１，β_１は、予めパラメータとして設定しておけばよい。

以上のようにして得られた総描画時間Ｔｅｓ、及び総ショット数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}は、磁気ディスク装置１４０に格納される。また、描画時間予測部１２０は、描画データからストライプ領域数を読み出し、ストライプ領域数も磁気ディスク装置１４０に格納される。描画制御回路１１０は、磁気ディスク装置１４０に格納された総描画時間Ｔｅｓを読み出し、磁気ディスク装置１４２に格納する。また、描画開始時刻が設定されていれば、描画開始時刻に総描画時間Ｔｅｓを加算することで描画終了時刻を得ることができる。よって、描画制御回路１１０は、描画終了時刻を演算し、磁気ディスク装置１４２に格納する。描画終了時刻の演算は、描画時間予測部１２０が行なっても好適である。ユーザは、予測された総描画時間Ｔｅｓ或いは描画終了時刻を確認したい場合には、端末３００を操作して、描画制御回路１１０を介して磁気ディスク装置１４２に格納された総描画時間Ｔｅｓ或いは描画終了時刻を読み出せばよい。そして、読み出した総描画時間Ｔｅｓ或いは描画終了時刻をモニタ３０２に表示させることで視認することができる。しかしながら、上述したように、この予測された総描画時間Ｔｅｓは、実際の描画にかかる総描画時間Ｔｓに比べてずれが生じてしまう。同様に、描画終了時刻も実際に終了する時刻に比べてずれが生じてしまう。そのため、実施の形態１では、描画の途中で随時、この総描画時間Ｔｅｓ或いは描画終了時刻を修正することで実際の描画にかかる総描画時間Ｔｓ或いは描画終了時刻に近づけていく。まずは、描画動作を開始する。

以上のように、総描画時間Ｔｅｓの予測が行なわれた後、或いは予測処理と並行に、描画制御回路１１０は、磁気ディスク装置１０９から描画データを読み出し、複数段のデータ変換を行なう。そして、描画工程として、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、描画制御回路１１０によって変換されたデータに定義されたパターンを試料１０１に描画する。言い換えれば、描画部１５０は、描画データに基づいて、電子ビーム２００の複数のショットを照射することにより試料１０１に所定のパターンを描画する。具体的には、以下のように描画動作が行なわれる。

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、偏向器２０５によって制御され、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、偏向器２０８により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。

図５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２４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開始位置まで戻る。そして、そこから次のストライプ領域の描画動作を行なう。このように、フォワード（Ｆｗｄ）−フォワード（Ｆｗｄ）移動で描画動作を行なっていく。フォワード（Ｆｗｄ）−フォワード（Ｆｗｄ）で進めることでステージ系の行きと戻りの間で生じ得る位置ずれを回避することができる。ただし、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フォワード（Ｆｗｄ）−バックフォワード（Ｂｗｄ）移動でも構わない。この場合には、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。

ここで、描画制御回路１１０内の測定部１１２は、１つのストライプ領域２４を描画する間に実際に１ショットあたりに必要であった時間（ショットサイクル）と次のストライプ領域２４を描画するためにＸＹステージ１０５が移動した時間を測定する。この測定は、１つのストライプ領域２４を描画する毎に行なうと好適である。

次に、係数取得工程として、係数取得部３０は、試料１０１の一部の領域を描画する間に実測される係数α_１，β_１の基になるデータを基に、係数α_１，β_１の代わりとなる係数α_ｋ１，β_ｋ１（第２の所定の係数）を取得する。ここでは、１つのストライプ領域２４を描画する毎に、測定部１１２が測定したショットサイクルとＸＹステージ１０５移動時間を入力する。そして、このショットサイクルを係数α_ｋ１とする。また、ＸＹステージ１０５移動時間に残りのステージ移動回数を乗じた値を係数β_ｋ１とする。上述した予め設定された係数α_１，β_１とは異なり、実測された係数α_ｋ１，β_ｋ１を得ることで係数の精度を向上させることができる。

次に、残描画時間演算工程として、残描画時間演算部３２は、総ショット数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}と一部の領域を描画する間に照射したショット数（ここでは既に描画が終了したストライプ領域２４を描画する間に実際に照射したショット数Ｎ_ｋの合計）との差分と、係数α_ｋ１，β_ｋ１とを用いて試料１０１の残りの領域を描画するための描画時間Ｔｓを演算する。具体的には、以下の式（２）を用いて、試料１０１の残りの描画領域を描画するための残描画時間Ｔｓを算出する。
（２） Ｔｓ＝α_ｋ１・（Ｎ_{ｔｏｔａｌ}−ΣＮ_ｋ）＋β_ｋ１

図６は、実施の形態１における残ショット数を説明するための図である。
描画開始前は、図６（ａ）に示すように、総ショット数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}だけ電子ビーム２００のショットが必要と予想される。他方、既に描画が終了したストライプ領域２６の実際のショット数Ｎ_ｋの合計がΣＮ_ｋである場合には、図６（ｂ）に示すように残りのショット数は（Ｎ_{ｔｏｔａｌ}−ΣＮ_ｋ）と予想される。よって、精度を高めた係数α_ｋ１に残りのショット数（Ｎ_{ｔｏｔａｌ}−ΣＮ_ｋ）を乗じて実測されたＸＹステージ１０５移動時間に残りのステージ移動回数を乗じた係数β_ｋ１を加算することで精度を向上させた残描画時間Ｔｓを得ることができる。この演算を１つのストライプ領域２４を描画する毎に行なうことで、より高精度な残描画時間Ｔｓを得ることができる。そして、演算結果となる残描画時間Ｔｓは、終了時刻演算部３４に出力される。或いは、描画制御回路１１０を介して磁気ディスク装置１４２に格納されても好適である。そうすれば、ユーザはモニタ３０２で残描画時間Ｔｓを随時視認することができる。

そして、描画終了時刻演算工程として、終了時刻演算部３４は、時計３６から現在の時刻を入力して残描画時間Ｔｓに加算することで、試料１０１の描画終了時刻を演算する。そして、演算された描画終了時刻は、描画制御回路１１０を介して磁気ディスク装置１４２に格納される。その際、元々磁気ディスク装置１４２に格納されていた描画終了時刻を上書きすればよい。或いは磁気ディスク装置１４２に適宜修正された履歴を残しても好適である。

以上のように、描画時間の演算式の係数を随時修正すると共に、実際にショットされた分を引いた残りのショット数で残描画時間Ｔｓを演算することで、残りの領域を描画するための残描画時間Ｔｓを高精度に算出することができる。よって、描画終了時刻も元々の総描画時間Ｔｅｓを用いる場合より実際の終了時刻に近づけることができる。

ここで、総ショット数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}は、実際に描画された際のショット数の合計ではなく、予め見積もったショット数なので誤差が生じる場合がある。そのため、描画が終盤に迫ると場合によっては、（Ｎ_{ｔｏｔａｌ}−ΣＮ_ｋ）が０以下になってしまう可能性もあり得る。そのため、０以下になってしまう可能性を排除すべく、総ショット数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}を見積もる段階で例えば０＜ｋ＜１程度の係数ｋを総ショット数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}に乗じてマージンを確保するようにしても好適である。
あるいは、描画が終了した部分までの、実際のショット数と当該部分までの見積もりショット数との比率を、残りの見積もりショット数を予測に乗じる等の方法で、残りのショット数をみつもり直し、当該ショット数を残描画時間の計算ヲすることも好適である。

実施の形態２．
実施の形態１では、描画時間の演算式の係数を随時修正すると共に、実際にショットされた分を引いた残りのショット数で残描画時間Ｔｓを演算するように構成したが、描画時間の修正方法はこれに限るものではない。実施の形態２では、別の方法で描画時間を修正する構成について説明する。

図７は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。
図７において、描画時間修正部１３０の内部構成が、描画時間取得部４０、係数演算部４２、描画時間演算部４４、終了時刻演算部４６、及びメモリ４８に置き換わった点と、測定部１１２が測定部１１４に代わった点以外は、図１と同様である。メモリ４８は、記憶装置の一例である。ここで、描画時間取得部４０、係数演算部４２、描画時間演算部４４、及び終了時刻演算部４６は、プログラムを実行させるＣＰＵ等の計算機で実行される各処理機能として構成してもよい。或いは、描画時間取得部４０、係数演算部４２、描画時間演算部４４、及び終了時刻演算部４６の各構成を電気的な回路によるハードウェアにより構成してもよい。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合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合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、処理を実行する計算機に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ４８に記憶される。図７では、本実施の形態２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。

まず、磁気ディスク装置１０９に格納された描画データに定義されるパターンを試料１０１に描画するにあたって、まず、描画時間予測工程として、描画時間予測部１２０が描画に必要な描画時間を予測する。描画時間予測部１２０は、描画データを基に、描画領域を仮想分割したストライプ領域毎に該当するストライプ領域を描画するための各描画時間Ｔｅｋ（第１の描画時間）を予測する。予測の仕方は、以下のように行なわれる。

実施の形態１と同様、全ての小領域２０内の図形１９がショット分割された後、ショット数カウント部１２６は、ストライプ領域毎に該当するストライプ領域を描画するための各ショット数Ｎ_ｅｋを数える。

そして、描画時間演算部１２８は、例えば、以下の式（３）を用いて、ストライプ領域毎に第１のストライプ領域の描画開始時点から該当するストライプ領域を描画するまでの各描画時間Ｔｅｋを算出する。
（３） Ｔｅｋ＝Σ（α_２・Ｎ_ｅｋ＋β_２）

ここで、係数α_２は、１ショットあたりに必要な時間（ショットサイクル）を示す。係数α_２は、実施の形態１における係数α_１と同様である。また、係数β_２は、１つのストライプ領域を描画した後に、次のストライプ領域の描画開始位置にＸＹステージ１０５が移動する際に必要な時間を示す。これらの係数α_２，β_２は、予めパラメータとして設定しておけばよい。

以上のようにして得られた各描画時間Ｔｅｋ、及び各ショット数Ｎ_ｅｋは、磁気ディスク装置１４０に格納される。また、描画時間予測部１２０は、描画データからストライプ領域数を読み出し、ストライプ領域数も磁気ディスク装置１４０に格納される。描画制御回路１１０は、磁気ディスク装置１４０に格納された最終のストライプ領域を描画し終えるまでの総描画時間Ｔｅｓを読み出し、磁気ディスク装置１４２に格納する。また、描画開始時刻が設定されていれば、描画開始時刻に総描画時間Ｔｅｓを加算することで描画終了時刻を得ることができる。よって、描画制御回路１１０は、描画終了時刻を演算し、磁気ディスク装置１４２に格納する。描画終了時刻の演算は、描画時間予測部１２０が行なっても好適である。ユーザは、予測された総描画時間Ｔｅｓ或いは描画終了時刻を確認したい場合には、端末３００を操作して、描画制御回路１１０を介して磁気ディスク装置１４２に格納された総描画時間Ｔｅｓ或いは描画終了時刻を読み出せばよい。そして、読み出した総描画時間Ｔｅｓ或いは描画終了時刻をモニタ３０２に表示させることで視認することができる。しかしながら、上述したように、実施の形態１と同様、この予測された総描画時間Ｔｅｓは、実際の描画にかかる総描画時間Ｔｓに比べてずれが生じてしまう。同様に、描画終了時刻も実際に終了する時刻に比べてずれが生じてしまう。そのため、実施の形態２でも、描画の途中で随時、この総描画時間Ｔｅｓ或いは描画終了時刻を修正することで実際の描画にかかる総描画時間Ｔｓ或いは描画終了時刻に近づけていく。まずは、描画動作を開始する。

以上のように、総描画時間Ｔｅｓの予測が行なわれた後、或いは予測処理と並行に、描画制御回路１１０は、磁気ディスク装置１０９から描画データを読み出し、複数段のデータ変換を行なう。そして、描画工程として、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、描画制御回路１１０によって変換されたデータに定義されたパターンを試料１０１に描画する。言い換えれば、描画部１５０は、描画データに基づいて、電子ビーム２００の複数のショットを照射することにより試料１０１に所定のパターンを描画する。描画動作は実施の形態１と同様である。

ここで、描画制御回路１１０内の測定部１１４は、１つのストライプ領域２４を描画する毎に、描画開始から該当するストライプ領域２４を描画し終えるまでにかかった各描画時間Ｔｋ（第２の描画時間）をそれぞれ測定する。

次に、描画時間取得工程として、描画時間取得部４０は、ストライプ領域２４毎に該当するストライプ領域２４を描画するまでに実際にかかった各描画時間Ｔｋを入力することで取得する。

次に、係数演算工程として、係数演算部４２（第１の演算部）は、各描画時間Ｔｅｋを一方の座標値及び各描画時間Ｔｋを他方の座標値とした複数の２次元座標値（Ｔｅｋ，Ｔｋ）をプロットする。そして、係数演算部４２は、プロットされた複数の２次元座標値（Ｔｅｋ，Ｔｋ）を以下の式（４）で示す近似式で近似（フィッティング）して、この式（４）の係数α_ｋ２，β_ｋ２を演算する。
（４） Ｔｋ＝α_ｋ２・Ｔｅｋ＋β_ｋ２

図８は、実施の形態２における予測時間と実測時間との関係を示す図である。
図８において、横軸に予測時間となる描画時間Ｔｅｋを、縦軸に実測時間となる描画時間Ｔｋをプロットする。そして、得られた複数の２次元座標値（Ｔｅｋ，Ｔｋ）を近似する。その結果、近似関数となる式（４）が求まる。

そして、描画時間演算工程として、描画時間演算部４４（第２の演算部）は、係数α_ｋ２，β_ｋ２を用いた式（４）に最終のストライプ領域を描画するまでの総描画時間ＴｅｓをＴｅｋとして代入して、最終のストライプ領域を描画するまでの描画時間Ｔｋとなる総描画時間Ｔｓｋを演算する。

図８に示すように、描画が進むと、それに伴い実測される座標数も増えてくる。そのため、例えば、ｋ番目のストライプ領域２４まで描画した際に得られた描画時間Ｔｋまでプロットした場合の近似線と、その次のｋ＋１番目のストライプ領域２４まで描画した際に得られた描画時間Ｔｋ＋１までプロットした場合の近似線とは若干異なってくる。すなわち、係数演算部４２は、ストライプ領域２４の描画が終了する毎に係数α_ｋ２，β_ｋ２を演算し直す。よって、実線の近似線で示すｋ番目のストライプ領域２４まで描画した際に演算される総描画時間Ｔｓｋと、１点鎖線の近似線で示すｋ＋１番目のストライプ領域２４まで描画した際に演算される総描画時間Ｔｓｋ＋１とは異なる値となる。このように、描画が進むにつれてプロットされる座標値が増えてくるので近似線の精度を向上させていくことができる。よって、ストライプ領域２４の描画が終了する毎に予測される総描画時間Ｔｓｋの精度を向上させることができる。よって、元々予測していた総描画時間Ｔｅｓよりも実測値に近い総描画時間Ｔｓｋを描画終了前に演算により求めることができる。そして、演算結果となる総描画時間Ｔｓｋは、終了時刻演算部４６に出力される。或いは、描画制御回路１１０を介して磁気ディスク装置１４２に格納されても好適である。そうすれば、ユーザはモニタ３０２で総描画時間Ｔｓｋを随時視認することができる。

そして、描画終了時刻演算工程として、終了時刻演算部４６は、総描画時間Ｔｓｋに描画開始時刻を加算することで、試料１０１の描画終了時刻を演算する。そして、演算された描画終了時刻は、描画制御回路１１０を介して磁気ディスク装置１４２に格納される。その際、元々磁気ディスク装置１４２に格納されていた描画終了時刻を上書きすればよい。或いは磁気ディスク装置１４２に適宜修正された履歴を残しても好適である。

以上のように、予測時間と実測時間を２次元座標とする近似線を随時更新していくことで、総描画時間Ｔｓｋを高精度に算出することができる。

上述した各実施の形態のいずれかの手法で描画前に予測した描画時間を随時修正していくことで、より正確な描画時間に近づけることができる。その結果、ユーザは高精度な生産管理を行なうことができる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

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、可変成形型ＥＢ描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置、荷電粒子ビーム描画方法、及び描画時間の取得方法は、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における描画データの階層構造の一例を示す図である。 実施の形態１におけるメッシュ分割の一例を示す図である。 実施の形態１におけるショット分割の一例を示す図である。 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における残ショット数を説明するための図である。 実施の形態２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２における予測時間と実測時間との関係を示す図である。 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

１０ チップ
１２ 描画データ
１４ フレーム
１６ ブロック
１８ セル
１９，２２ 図形
２０ 小領域
２４，２６ ストライプ領域
３０ 係数取得部
３２ 残描画時間演算部
３４，４６ 終了時刻演算部
３６ 時計
３８，４８，１２１ メモリ
４０ 描画時間取得部
４２ 係数演算部
４４ 描画時間演算部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０９，１４０，１４２ 磁気ディスク装置
１１０ 描画制御回路
１１２，１１４ 測定部
１２０ 描画時間予測部
１２２ メッシュ分割部
１２４ ショット分割部
１２６ ショット数カウント部
１２８ 描画時間演算部
１３０ 描画時間修正部
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
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５，２０８ 偏向器
２０７ 対物レンズ
３００ 端末
３０２ モニタ
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (4)

1. 描画データを基に、ショット数と第１の所定の係数とを用いて試料に所定のパターンを描画するための総描画時間を予測する予測部と、
   前記試料の一部の領域を描画する間に実測される前記第１の所定の係数の基になるデータを基に、前記第１の所定の係数の代わりとなる第２の所定の係数を取得する取得部と、
   前記ショット数と、前記一部の領域を描画する間に照射したショット数と、前記第２の所定の係数とを用いて前記試料の残りの領域を描画するための描画時間を演算する演算部と、
   前記描画データに基づいて、荷電粒子ビームの複数のショットを照射することにより前記試料に前記所定のパターンを描画する描画部と、
   を備えたことを特徴とする描画装置。
2. 描画データを基に、描画領域を仮想分割した描画単位領域毎に該当する描画単位領域を描画するまでの各第１の描画時間を予測する予測部と、
   前記描画単位領域毎に該当する描画単位領域を描画するまでにかかった各第２の描画時間を取得する取得部と、
   各第１の描画時間を一方の座標値及び各第２の描画時間を他方の座標値とした複数の２次元座標値を所定の近似式で近似して、前記所定の近似式の係数を演算する第１の演算部と、
   前記係数を用いた前記所定の近似式に最終の描画単位領域を描画するまでの第１の描画時間を代入して、前記最終の描画単位領域を描画するまでの第２の描画時間を演算する第２の演算部と、
   荷電粒子ビームを用いて、前記描画データに基づくパターンを試料に描画する描画部と、
   を備えたことを特徴とする描画装置。
3. 描画データを基に、ショット数と第１の所定の係数とを用いて試料に所定のパターンを描画するための総描画時間を予測する工程と、
   前記試料の一部の領域を描画する間に実測される前記第１の所定の係数の基になるデータを基に、前記第１の所定の係数の代わりとなる第２の所定の係数を取得する工程と、
   前記ショット数と、前記一部の領域を描画する間に照射したショット数と、前記第２の所定の係数とを用いて前記試料の残りの領域を描画するための描画時間を演算し、結果を出力する工程と、
   を備えたことを特徴とする描画時間の取得方法。
4. 描画データを基に、描画領域を仮想分割した描画単位領域毎に該当する描画単位領域を描画するまでの各第１の描画時間を予測する工程と、
   前記描画単位領域毎に該当する描画単位領域を描画するまでにかかった各第２の描画時間を取得する工程と、
   各第１の描画時間を一方の座標値及び各第２の描画時間を他方の座標値とした複数の２次元座標値を所定の近似式で近似して、前記所定の近似式の係数を演算する工程と、
   前記係数を用いた前記所定の近似式に最終の描画単位領域を描画するまでの第１の描画時間を代入して、前記最終の描画単位領域を描画するまでの第２の描画時間を演算し、結果を出力する工程と、
   を備えたことを特徴とする描画時間の取得方法。

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