JP2010161099A - 描画方法及び描画装置 - Google Patents

Abstract

【目的】近接効果やかぶりを補正した照射量をより効率的に計算する描画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方法は、第１のメッシュサイズの第１のメッシュ領域毎に、近接効果を補正する近接効果補正照射量を計算する工程と、かぶりを補正するかぶり補正照射量を計算するための計算領域の一部の領域について既に計算済みの近接効果補正照射量と第１のメッシュサイズでの面積密度とを用い、計算領域の残部の領域について第１のメッシュサイズよりも大きい第２のメッシュサイズでの面積密度を用いて、かぶり補正照射量を計算する工程と、第１のメッシュ領域毎に、かぶり補正照射量と近接効果補正照射量とを合成する工程と、合成された補正照射量に基づいて、電子ビームを用いて試料にパターンを描画する工程と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、近接効果やかぶりを補正した照射量をより効率的に計算することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、描画方法及び描画装置に係り、例えば、照射量を補正する電子ビーム描画装置及びその描画方法に関する。

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８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（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形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３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形（ＶＳＢ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｈａｐｅｄ Ｂｅａｍ）方式という。

ここで、レジスト膜が塗布されたマスク等の試料に電子ビームを照射する場合に、近接効果やかぶりといったレジストパターンの寸法を変動させる要因が存在する。近接効果は照射した電子がマスクで反射し、レジストを再照射する現象で、影響範囲は十数μｍ程度である。一方、かぶりは近接効果による後方散乱電子が、レジストを飛び出し電子鏡筒の下面で再度散乱し、再度マスクを照射するといった多重散乱によるレジスト照射現象で、近接効果に比べて広範囲（数ｍｍ〜数ｃｍ）に及ぶ。かぶりの影響を計算するにあたって、より高精度な補正を行なうために近接効果の影響を考慮する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。本来、かぶりと近接効果とではその影響範囲が大きく異なるため、近接効果の影響を計算するにあたっては、かぶりの影響を計算する場合のメッシュサイズよりも十分小さなサイズのメッシュ領域毎に計算される。しかし、影響範囲が大きいかぶりの影響を計算するにあたって、近接効果の影響をその都度すべての領域分計算するとなると計算に時間がかかる。そのため、特許文献１の手法では、本来の近接効果用のメッシュサイズより大きいメッシュサイズでかぶり計算のための近接効果用のメッシュ領域を構成し、かかるかぶり計算のための近接効果用のメッシュ領域毎に、かぶり計算に用いるための近接効果の影響を別途計算している。

特開２００７−２２０７２８号公報

高精度な電子ビーム描画を行なうためには、上述した近接効果やかぶりの影響を考慮する必要がある。その１つの手法として、上述した特許文献１に記載の方法がある。しかしながら、本来の近接効果用のメッシュサイズより大きいメッシュサイズでかぶり計算のための近接効果用のメッシュ領域を構成した場合であっても、かぶり計算のための計算領域全体について、かぶり計算に用いるための近接効果の影響を別途計算することが必要となる。そのため、本来の近接効果用のメッシュサイズですべての領域を別途計算する場合よりは時間が短縮されるとしても、それでもまだ十分な時間短縮は図れていないといった問題があった。

また、上述した特許文献１に記載の方法を使って、描画動作を開始する前に前処理として、マスク全面に対してまずは本来の近接効果用のメッシュサイズより大きいメッシュサイズでかぶり計算のための近接効果補正照射量を計算し、さらに、かぶり補正照射量まで計算しておく場合があり得る。その場合、事前にマスク全面に対してかかるメッシュサイズでのパターン面積密度マップの作成やかぶり補正照射量の計算等に必要な分だけの計算機リソースを用意しなければならない。かかる計算機リソースについても縮小化が求められる。また、描画動作を開始する前に前処理として計算する場合でも描画時間全体から鑑みるにかかる事前の計算時間を短縮することが望ましい。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、近接効果やかぶりを補正した照射量をより効率的に計算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方法は、
第１のメッシュサイズで描画領域が複数の第１のメッシュ領域に仮想分割された第１のメッシュ領域毎に、荷電粒子ビーム描画における近接効果を補正する近接効果補正照射量を計算する工程と、
荷電粒子ビーム描画におけるかぶりを補正するかぶり補正照射量を計算するための計算領域の一部の領域について既に計算済みの近接効果補正照射量と第１のメッシュサイズでの面積密度とを用い、計算領域の残部の領域について第１のメッシュサイズよりも大きい第２のメッシュサイズでの面積密度を用いて、かぶり補正照射量を計算する工程と、
第１のメッシュ領域毎に、かぶり補正照射量と近接効果補正照射量とを合成する工程と、
合成された補正照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

かぶり補正照射量を計算するための計算領域のうち、既に近接効果補正照射量が計算された領域については、計算済みの近接効果補正照射量を用いる。それにより、別途近接効果補正照射量を計算する時間を短縮することができる。

また、試料を描画する動作に対してリアルタイムでかぶり補正照射量が計算されると好適である。

また、第２のメッシュサイズは、第１のメッシュサイズの１００倍以上のサイズであると好適である。

また、描画領域は、短冊状の複数の小領域に仮想分割され、
ｋ番目の小領域について近接効果補正照射量が計算される際に、同時期にｋ−ｌ番目の小領域についてかぶり補正照射量が計算され、同時期にｋ−ｌ−ｍ番目の小領域について試料が描画されると好適である。

本発明の一態様の描画装置は、
第１のメッシュサイズで描画領域が複数の第１のメッシュ領域に仮想分割された第１のメッシュ領域毎に、荷電粒子ビーム描画における近接効果を補正する近接効果補正照射量を計算する近接効果補正照射量計算部と、
荷電粒子ビーム描画におけるかぶりを補正するかぶり補正照射量を計算するための計算領域の一部の領域について計算された近接効果補正照射量と第１のメッシュサイズでの面積密度とを用い、計算領域の残部の領域について第１のメッシュサイズよりも大きい第２のメッシュサイズでの面積密度を用いて、かぶり補正照射量を計算するかぶり補正照射量計算部と、
第１のメッシュ領域毎に、かぶり補正照射量と近接効果補正照射量とを合成する合成部と、
合成された補正照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料に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。

本発明によれば、近接効果やかぶりを補正した照射量をより効率的に計算することができる。よって、計算時間を短縮することができる。その結果、描画時間を短縮することができる。

実施の形態１における描画装置の要部構成の一例を示す概念図である。 実施の形態１におけるメッシュサイズの関係の一例を示す概念図である。 実施の形態１におけるかぶり補正の計算領域とリアルタイム動作とを説明するための概念図である。 実施の形態１における描画方法のフローチャートの要部を示す図である。 実施の形態１における評価パターンの一例を示す概念図である。 図５の評価パターンを描画した際の補正残差を示すグラフである。 図５の評価パターンを描画した際の面積密度計算時間と補正計算時間と最大補正残差とを示すグラフである。 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。

以下、各実施の形態では、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要部構成の一例を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０では、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、ブランキング（ＢＬＫ）偏向器２０５、ブランキング（ＢＬＫ）アパーチャ２０６を有している。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５を有している。制御部１６０では、制御計算機１１０と、記憶装置の一例となるメモリ１３０、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置１４６、偏向制御回路１４０を備えている。制御計算機１１０内では、面積密度計算部１１２、近接効果補正照射量計算部１１３、関数ρ^＋計算部１１４、かぶり補正照射量計算部１１６、補正照射量合成部１１８、照射時間計算部１２０、及び描画データ処理部１２２といった各機能を有している。制御計算機１１０には、磁気ディスク装置１４６に記憶されたパターンデータ１５２が磁気ディスク装置１４６を介して入力される。

制御計算機１１０、メモリ１３０、偏向制御回路１４０、及び磁気ディスク装置１４６は、図示していないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路１４０は、ＢＬＫ偏向器２０５に接続される。

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以外については記載を省略している。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。また、図１において、面積密度計算部１１２、近接効果補正照射量計算部１１３、関数ρ^＋計算部１１４、かぶり補正照射量計算部１１６、補正照射量合成部１１８、照射時間計算部１２０、及び描画データ処理部１２２といった各機能の処理はソフトウェアにより実行しても構わないし、或いは、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、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。制御計算機１１０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１３０に記憶される。

電子銃２０１から照射された電流密度Ｊに制御された電子ビーム２００は、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。ここで、試料１０１上の電子ビーム２００が、所望する照射量を試料１０１に入射させる照射時間に達した場合、試料１０１上に必要以上に電子ビーム２００が照射されないようにするため、例えば静電型のブランキング偏向器２０５で電子ビーム２００を偏向すると共にブランキングアパーチャ２０６で電子ビーム２００をカットし、電子ビーム２００が試料１０１面上に到達しないようにする。ブランキング偏向器２０５の偏向電圧は、偏向制御回路１４０及び図示していないアンプによって制御される。

ビームＯＮ（ブランキングＯＦＦ）の場合、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、図１における実線で示す軌道を進むことになる。一方、ビームＯＦＦ（ブランキングＯＮ）の場合、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、図１における点線で示す軌道を進むことになる。また、電子鏡筒１０２内およびＸＹステージ１０５が配置された描画室１０３内は、図示していない真空ポンプにより真空引きされ、大気圧よりも低い圧力となる真空雰囲気となっている。

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以外については記載を省略しているが、描画装置１００は、上述した構成の他に、電子鏡筒１０２内に、照明レンズ、第１のアパーチャ、投影レンズ、成形偏向器、第２のアパーチャ、対物レンズ、対物偏向器等を備えていても構わない。ビームＯＮ（ブランキングＯＦＦ）の場合、かかる構成では、電子銃２０１から出た電子ビーム２００が、照明レンズにより矩形、例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ全体を照明する。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、投影レンズにより第２のアパーチャ上に投影される。かかる第２のアパーチャ上での第１のアパーチャ像の位置は、成形偏向器によって制御され、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、対物レンズにより焦点を合わせ、対物偏向器により偏向されて、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。かかる構成にすることにより可変成形型（ＶＳＢ型）ＥＢ描画装置とすることができる。

描画装置１００から試料１０１に照射される照射量Ｄ（ｘ）は、基準照射量（ベースドーズ）Ｄ_{Ｆ０％Ｐ１００}、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）、及び近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）を用いて、以下の式（１）により求めることで、近接効果の影響とかぶりの影響を補正することができる。

また、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）は、係数ζ、かぶり影響分布ｇ_Ｆ（ｘ）、及び関数ρ^＋（ｘ）を用いて、通常、以下の式（２）で定義することができる。

しかし、かかる式（２）で試料１０１面全体の領域について、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）をその都度求めたのでは従来のように計算時間が長くかかってしまう。そこで、実施の形態１では、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）を計算する際に、計算領域を２つの領域Ａ，Ｂに分ける。そして、さらに、かぶり補正係数θ及び近接効果補正係数ηを用いて、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）を上述した式（２）の代わりに以下の式（３）で定義する。

ここで、関数ρ^＋（ｘ）は、近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）、パターン面積密度ρ（ｘ）、本来の近接効果補正用メッシュサイズΔ_Ｐ０、及びかぶり補正用メッシュサイズΔ_Ｆを用いて以下の式（４）で定義される。

また、係数ζは、かぶり補正係数θ及び近接効果補正係数ηを用いて、以下の式（５）で定義される。

式（３）及び式（４）に示したように、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）は、近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）を考慮すると精度を向上させることができる。しかし、近接効果の影響範囲は数十μｍであるのに対し、かぶりの影響範囲は数ｃｍである。そして、各補正の計算に用いるためのメッシュ領域のサイズは、影響範囲の１／１０程度のサイズが妥当であることから、近接効果補正用には例えば１μｍ程度のメッシュサイズ（第１のメッシュサイズ）で、かぶり補正用には例えば１ｍｍ程度のメッシュサイズ（第３のメッシュサイズ）で分割する。しかし、このサイズで近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）を考慮してかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）を演算するとかぶり補正用の１つのメッシュ領域を演算するために１０００倍の近接効果補正用のメッシュ領域を演算する必要がある。そのため、このままでは、描画データが処理に時間がかかり、描画動作がこの処理に律速されてしまうことにつながる。そのため、リアルタイム描画を行なうことができなくなってしまう。そこで、従来、本来の近接効果補正用メッシュサイズより大きいメッシュサイズでメッシュ分割し、試料１０１全面にわたって上述した式（２）を用いてかぶり補正照射量を計算していた。

しかし、式（２）の関数ρ^＋（ｘ）用に、かぶり補正計算を行なう領域全体について本来の近接効果補正計算とは別に改めて本来の近接効果補正用メッシュサイズより大きいメッシュサイズでかぶり補正用の近接効果補正照射量を別途計算していたのでは、効率的でない。そこで、実施の形態１では、上述したように、式（３）を用いてかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）を計算する。その際、計算領域を２つの領域Ａ，Ｂに分ける。そして、領域Ａについて、式（３）の分母の第２項を計算する。その際、式（３）の分母の第２項の関数ρ^＋（ｘ）については本来の近接効果補正計算によって既に計算済みの近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）を用いて計算する。それにより、領域Ａについては、別途、改めてかぶり補正用の近接効果補正照射量を計算し直すことを回避することができる。そして、残りの領域Ｂについて、式（３）の分母の第３項を計算する。領域Ｂについては本来の近接効果補正用メッシュサイズより大きいメッシュサイズで計算する。これにより計算時間を大幅に短縮することができる。

図２は、実施の形態１におけるメッシュサイズの関係の一例を示す概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０はかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）の計算用にメッシュサイズΔ_Ｆ（第３のメッシュサイズ）で複数のメッシュ領域１２（第３のメッシュ領域）に仮想分割される。また、式（３）の分母の第３項の計算用に、本来の近接効果補正用メッシュサイズΔ_Ｐ０より大きいメッシュサイズΔ_Ｐ（第２のメッシュサイズ）で描画領域１０は複数のメッシュ領域１４（第２のメッシュ領域）に仮想分割される。また、本来の近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）の計算用に、近接効果の影響範囲の１／１０のサイズのメッシュサイズΔ_Ｐ０（第１のメッシュサイズ）で描画領域１０は複数のメッシュ領域１６（第１のメッシュ領域）に仮想分割される。

図３は、実施の形態１におけるかぶり補正の計算領域とリアルタイム動作とを説明するための概念図である。図３において、試料１０１の描画領域１０は、上述したメッシュ分割とは別に、例えばｙ方向に所定の幅で短冊状の複数のストライプ２０（小領域）に仮想分割される。そして、かかるストライプ２０が試料１０１にパターンを描画する際の描画単位領域とすると好適である。描画動作は、第１番目のストライプ２０の描画が終了すると、次に、第２番目のストライプ２０の描画を行なうといったように、第１番目のストライプ２０から順にｙ方向に向かって描画を行なっていく。

また、１つのストライプ２０内では、例えば、左端からｘ方向に向かって描画が進んでいく。実際にはＸＹステージ１０５が−ｘ方向に移動することによって相対的にｘ方向に描画が進むことになる。

電子ビーム２００を試料１０１に照射してパターンを描画するためにはビームの照射量自体が決定されている必要がある。よって、このような描画動作を行なうためには描画されるストライプ２０について近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）及びかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）の計算が既に済んでいることが必要となる。そのため、実施の形態１では、ｋ番目のストライプ２０について近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）が計算される際に、同時期にｋ−ｌ番目のストライプ２０についてかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）が計算され、同時期にｋ−ｌ−ｍ番目のストライプ２０について試料１０１が描画される。ｋ，ｌは、それぞれ１以上の整数である。また、ｍは０以上の整数である。実施の形態１では、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）の計算時間を近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）の計算時間に比べて大幅に短縮することができるので、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）の計算と試料１０１の描画とを同じストライプ２０上でリアルタイムに実施することも可能となり得る。

以上のように、近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）の計算とかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）の計算と描画動作は、リアルタイムで進行していく。このようにリアルアイムで各処理を並列処理することで描画時間を短縮することができる。但し、リアルタイム動作に限るものではない。描画に先立って予め近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）の計算を行なっておいても構わない、或いは描画に先立って予め近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）の計算とかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）の計算を行なっておいても構わない。

また、近接効果の影響範囲はストライプ２０内に納まる程度となるが、かぶりの影響範囲は数ｃｍであるので、複数のストライプ２０に跨る範囲となる。ここで、かぶりの影響分布３４に対して、９９．７４％が含まれることになるかぶり効果影響半径±３σをかぶり補正照射量の計算範囲３２にすると好適である。また、かぶり補正照射量の計算に対して、かぶりの影響分布３４の６８．２６％が含まれることになるかぶり効果影響半径±１σ程度の領域については本来の近接効果補正用のメッシュサイズΔ_Ｐ０のメッシュ領域で計算された結果を用いると好適である。よって、かぶり補正照射量の計算を行なう位置３０から半径１σの領域については近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）の計算が既に済んでいると好適である。

そこで、実施の形態１では、かぶり補正照射量の計算範囲３２について、かぶり補正照射量の計算位置から描画の進行方向となるｙ方向に１σを超えない領域Ａとｙ方向に１σを超える領域Ｂに分ける。すなわち、かぶり補正照射量の計算位置から描画の進行方向となるｙ方向に１σの位置で円状の計算範囲３２をｘ方向に延びる直線で２つの領域Ａ，Ｂを分割する。そして、領域Ａについては、既に計算が終了している本来の近接効果補正用のメッシュサイズΔ_Ｐ０のメッシュ領域で計算された近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）の結果を用いる。そして、かかる近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）を用いて式（４）により関数ρ^＋（ｘ）を計算する。そして、式（３）を計算するにあたり、領域Ａについては、計算された関数ρ^＋（ｘ）を用いる。また、領域Ｂについては、本来の近接効果補正用のメッシュサイズΔ_Ｐ０より大きいメッシュサイズΔ_Ｐのメッシュ領域での面積密度ρ（ｘ）を用いる。以上を踏まえて、以下、フローチャートに沿って説明する。

図４は、実施の形態１における描画方法のフローチャートの要部を示す図である。図４において、電子ビーム描画方法は、パターンデータ入力工程（Ｓ１０２）と、ΔPサイズでの面積密度計算工程（Ｓ１０４）と、ΔＰ_０サイズでの面積密度計算工程（Ｓ１０６）と、近接効果補正照射量計算工程（Ｓ１０８）と、関数ρ^＋計算工程（Ｓ１１０）と、かぶり補正照射量計算工程（Ｓ１１２）と、補正照射量合成工程（Ｓ１１４）と、照射時間計算工程（Ｓ１１６）と、照射工程（Ｓ１１８）という一連の工程を実施する。

ステップ（Ｓ）１０２において、パターンデータ入力工程として、制御計算機１１０は、磁気ディスク装置１４６を介してパターンデータ１５２を入力する。描画データ処理部１２２は、パターンデータ１５２に基づいて、ショットデータを作成する。また、描画データ処理部１２２は、試料１０１の描画領域１０をメッシュサイズΔ_Ｆで複数のメッシュ領域１２に仮想分割する。同様に、描画データ処理部１２２は、試料１０１の描画領域１０をメッシュサイズΔ_Ｐで複数のメッシュ領域１４に仮想分割する。同様に、描画データ処理部１２２は、試料１０１の描画領域１０をメッシュサイズΔ_Ｐ０で複数のメッシュ領域１６に仮想分割する。ここで、メッシュサイズΔ_Ｐは、メッシュサイズΔ_Ｐ０の１００倍以上のサイズであると好適である。例えば、メッシュサイズΔ_Ｐ０が１μｍであれば、メッシュサイズΔ_Ｐは、１００μｍ以上が好適である。また、メッシュサイズΔ_Ｆは、１ｍｍ程度が好適である。

Ｓ１０４において、面積密度計算工程として、面積密度計算部１１２は、メッシュサイズΔ_Ｐで描画領域１０が複数のメッシュ領域１４に仮想分割されたメッシュ領域１４毎に、パターン面積密度ρ（ｘ）を計算する。ここでは、試料１０１の描画領域１０全体について描画開始前に予め計算しておくと好適である。そして、計算された結果はメモリ１３０或いは磁気ディスク装置１４６に格納しておけばよい。但し、描画領域１０全体について描画開始前に予め計算しておく場合に限るものではなく、順次、リアルタイムで並列計算しても構わない。

Ｓ１０６において、面積密度計算工程として、面積密度計算部１１２は、メッシュサイズΔ_Ｐ０で描画領域１０が複数のメッシュ領域１６に仮想分割されたメッシュ領域１６毎に、パターン面積密度ρ（ｘ）を計算する。ここでも描画領域１０全体について描画開始前に予め計算しておくと好適である。そして、計算された結果はメモリ１３０或いは磁気ディスク装置１４６に格納しておけばよい。但し、描画領域１０全体について描画開始前に予め計算しておく場合に限るものではなく、順次、リアルタイムで並列計算しても構わない。計算されたパターン面積密度ρ（ｘ）はメモリ１３０に記憶される。

Ｓ１０８において、近接効果補正照射量計算工程として、近接効果補正照射量計算部１１３は、第ｋ番目のストライプ２０内のメッシュ領域１６毎に、近接効果補正係数ηとパターンの面積密度ρと近接効果影響分布ｇ_ｐ（ｘ）とを用いて、電子ビーム描画における近接効果を補正する近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）を計算する。計算式は、一般に用いられる手法と同様で構わない。ここでは、各メッシュ領域１６の中心位置における近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）が求められる。計算された近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）はメモリ１３０に記憶される。近接効果補正照射量計算部１１３は、第１番目のストライプ２０から順に計算を進めていく。

Ｓ１１０において、関数ρ^＋計算工程として、ρ^＋計算部１１４は、前工程で計算された近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）とメッシュサイズΔ_Ｐ０での面積密度ρ（ｘ）とを用いて、式（４）により関数ρ^＋（ｘ）を計算する。関数ρ^＋（ｘ）の計算は、近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）を計算している同じストライプ２０内で並列に計算してもよいし、既に計算が終了した前のストライプについて並列に計算してもよい。計算された関数ρ^＋（ｘ）はメモリ１３０に記憶される。

Ｓ１１２において、かぶり補正照射量計算工程として、かぶり補正照射量計算部１１６は、計算範囲３２の一部の領域Ａについて既に計算された関数ρ^＋を用い、計算範囲３２の残部の領域Ｂについて既に計算されたメッシュサイズΔ_Ｐでの面積密度ρ（ｘ）を用いて、電子ビーム描画におけるかぶりを補正するかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）を計算する。言い換えれば、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）は、領域Ａについて既に計算済みの近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）とメッシュサイズΔ_Ｐ０での面積密度ρ（ｘ）とを用いて計算される。実施の形態１では、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）の計算と関数ρ^＋（ｘ）の計算を別に行なっているが、式（３）の関数ρ^＋（ｘ）を式（４）のように展開して、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）の計算の中で関数ρ^＋（ｘ）の計算分についても同時に行なうようにしても構わないことは言うまでもない。領域Ａについて、近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）を計算する時間に比べて、式（３）の分母の第２項の計算時間及び式（４）の計算時間は共に大幅に短くて済むため、式（３）と式（４）の計算を別々に行なっても同時に行なってもこれにより動作が律速されるものではない。また、式（３）の分母の第３項の計算について、計算範囲３２の半分より小さい領域ＢについてはメッシュサイズΔ_Ｐのメッシュ領域１４毎の計算を行なうだけであるので、計算時間は短くて済む。特に、従来のように、計算範囲３２全体をメッシュサイズΔ_Ｐのメッシュ領域１４毎に計算する場合より大幅に時間を短縮することができる。特に、従来はメッシュサイズΔ_ＰがメッシュサイズΔ_Ｐ０の５倍程度にしていたのに対して、実施の形態１では、メッシュサイズΔ_ＰがメッシュサイズΔ_Ｐ０の１００倍以上のサイズ、例えば、メッシュサイズΔ_Ｐ０が１μｍであれば、メッシュサイズΔ_Ｐは１００μｍ以上としたので、より計算時間を短縮することができる。領域Ｂは、１σを超える領域であるので粗いメッシュで分割しても十分である。計算されたかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）はメモリ１３０に記憶される。

Ｓ１１４において、補正照射量合成工程として、補正照射量合成部１１８は、メッシュ領域１６毎に、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）と近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）とを合成して照射量Ｄ（ｘ）を計算する。補正照射量合成部１１８は、メモリ１３０から近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）とかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）とを読み出し、上述した式（１）に従って近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）とかぶり補正照射量Ｆ（ｘ）と基準照射量Ｄ_{Ｆ０％Ｐ１００}の積を計算する。そして、計算された照射量Ｄ（ｘ）はメモリ１３０に記憶される。

Ｓ１１６において、照射時間計算工程として、照射時間計算部１２０は、メモリ１３０から照射量Ｄ（ｘ）を読み出し、電流密度Ｊを用いて、照射時間Ｔ（＝照射量Ｄ（ｘ）／電流密度Ｊ）を計算する。

Ｓ１１８において、照射工程（描画工程でもある）として、制御計算機１１０は、求めた照射時間Ｔで試料１０１へのビーム照射がＯＦＦになるように偏向制御回路１４０に信号を出力し、偏向制御回路１４０では、かかる信号に沿って、求めた照射時間Ｔに合わせて、電子ビーム２００を偏向するようにブランキング偏向器２０５を制御する。そして、所望する照射量Ｄ（ｘ）を試料１０１に照射した後、描画部１５０を構成するブランキング偏向器２０５により偏向された電子ビーム２００は、試料１０１に到達しないようにブランキングアパーチャ２０６によって遮蔽される。また、ビーム形状や位置はショットデータに従って照射される。このようにして、描画部１５０は、合成された補正照射量に基づいて、電子ビーム２００を用いて試料１０１にパターンを描画する。

次に、実施の形態１の構成による補正残差と計算時間の短縮効果をシミュレーションした結果について説明する。

図５は、実施の形態１における評価パターンの一例を示す概念図である。図５に示すように、ある領域の片側半分に５００μｍ幅で配置された１：１ラインアンドスペースパターンを残りの片側半分に１μｍ幅で配置された１：１ラインアンドスペースパターンを描画する場合をシミュレーションした。

図６は、図５の評価パターンを描画した際の補正残差を示すグラフである。ここでは、かぶり補正照射量Ｆ（ｘ）を計算する際に領域Ａ，Ｂの範囲を変えた場合の補正残差を示している。「０」の位置は、５００μｍ幅で配置された１：１ラインアンドスペースパターンと１μｍ幅で配置された１：１ラインアンドスペースパターンとの境界を示す。０．０σは、領域Ａがかぶり補正照射量の計算位置から０の位置、すわなち、かぶり補正照射量の計算範囲３２の半分が領域Ｂとなる場合を示している。逆に、３．０σは、領域Ａがかぶり補正照射量の計算位置から３σの位置、すわなち、かぶり補正照射量の計算範囲３２全体が領域Ａとなる場合であり領域Ｂが存在しない場合を示している。近接効果の影響範囲よりも小さい幅の１μｍ幅で配置された１：１ラインアンドスペースパターンでは、いずれの場合でも補正残差が無視できる程度であるのに対し、近接効果の影響範囲よりも大きい幅の５００μｍ幅で配置された１：１ラインアンドスペースパターンでは、領域Ａ，Ｂの設定の仕方で補正残差が大きく異なる結果となった。補正残差は例えば０．５ｎｍ以下程度が望ましいことから、かぶり補正照射量の計算位置からｙ方向に向かって１σ程度以上が領域Ａに設定されることが好適であることがわかる。

図７は、図５の評価パターンを描画した際の面積密度計算時間と補正計算時間と最大補正残差とを示すグラフである。図７では、図６で説明したように、補正残差が例えば０．５ｎｍ以下程度が望ましいとすると、かぶり補正照射量の計算位置から１σ程度以上まで領域Ａに設定されることが好適であることがわかる。

また、実施の形態１では、第１番目のストライプ２０の描画を開始するためには、少なくても領域ＡについてメッシュサイズΔ_Ｐ０でのメッシュ領域１６毎の近接効果補正照射量Ｄ_ｐ（ｘ）が事前に計算されている必要がある。よって、描画開始前に相当の補正計算時間が必要となる。一方、上述した特許文献１に記載の方法を使って、描画動作を開始する前に前処理として、マスク全面に対してまずは本来の近接効果用のメッシュサイズより大きいメッシュサイズでかぶり計算のための近接効果補正照射量を計算し、さらに、かぶり補正照射量まで計算しておく場合にも相当の補正計算時間が必要となる。図７ではかかる両者を比較した結果を示す。相対値１が従来の補正計算時間を示す。よって、かかる従来の場合より事前計算時間を短縮するためには相対値１より小さくなる必要がある。図７では、実施の形態１の手法においてかぶり補正照射量の計算位置から１．３σ程度以下にすれば相対値１より小さくなることを示している。また、１σ程度にすれば、従来の１／２程度の計算時間で済ますことができる。

また、実施の形態１では、第１番目のストライプ２０の描画を開始するためには、少なくても領域ＡについてメッシュサイズΔ_Ｐ０でのメッシュ領域１６毎の面積密度が事前に計算されている必要がある。よって、描画開始前に相当の面積計算時間が必要となる。一方、上述した特許文献１に記載の方法を使って、描画動作を開始する前に前処理として、マスク全面に対してまずは本来の近接効果用のメッシュサイズより大きいメッシュサイズでかぶり計算のための近接効果補正照射量を計算し、さらに、かぶり補正照射量まで計算しておく場合にも面積密度が事前に計算されている必要がある。よって、描画開始前に相当の面積計算時間が必要となる。図７ではかかる両者を比較した結果を示す。相対値１が従来の面積計算時間を示す。よって、かかる従来の場合より事前計算時間を短縮するためには相対値１より小さくなる必要がある。図７では、実施の形態１の手法においてかぶり補正照射量の計算位置から３σ程度としても相対値１より小さくなることを示している。

以上の結果からも、実施の形態１の手法において、かぶり補正照射量の計算位置から１σ程度まで領域Ａに設定されることが好適であることがわかる。

以上の説明において、「〜部」或いは「〜工程」と記載したものの処理内容或いは動作内容は、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、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、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。例えば、磁気ディスク装置１４６に記録される。

また、図１における制御計算機１１０は、さらに、図示していないバスを介して、記憶装置の一例となるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ、磁気ディスク（ＨＤ）装置、入力手段の一例となるキーボード（Ｋ／Ｂ）、マウス、出力手段の一例となるモニタ、プリンタ、或いは、入力出力手段の一例となる外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）、ＦＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等に接続されていても構わない。

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、上述した例では、かぶり補正のための近接効果補正用のメッシュサイズΔ_Ｐは、かぶり補正用のメッシュサイズΔ_Ｆよりも小さくしたが、これに限るものではなく、かぶり補正のための近接効果補正用のメッシュサイズΔ_Ｐは、かぶり補正用のメッシュサイズΔ_Ｆ以下であればよい。

また、上述した各式では説明を理解し得やすくするためにｘ方向についてだけ記載しているが、ｙ方向についても演算する方が好ましいことは言うまでもない。

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

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

１０ 描画領域
１２，１４，１６ メッシュ領域
２０ ストライプ
３０ 位置
３２ 計算範囲
３４ 影響分布
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１２ 面積密度計算部
１１３ 近接効果補正照射量計算部
１１４ 関数ρ^＋計算部
１１６ かぶり補正照射量計算部
１１８ 補正照射量合成部
１２０ 照射時間計算部
１２２ 描画データ処理部
１３０ メモリ
１４０ 偏向制御回路
１４６ 磁気ディスク装置
１５０ 描画部
１５２ パターンデータ
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０５ ブランキング偏向器
２０６ ブランキングアパーチャ
３３０ 電子線
４１０ 第１のアパーチャ
４１１ 開口
４２０ 第２のアパーチャ
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 第１のメッシュサイズで描画領域が複数の第１のメッシュ領域に仮想分割された第１のメッシュ領域毎に、荷電粒子ビーム描画における近接効果を補正する近接効果補正照射量を計算する工程と、
   前記荷電粒子ビーム描画におけるかぶりを補正するかぶり補正照射量を計算するための計算領域の一部の領域について既に計算済みの前記近接効果補正照射量と前記第１のメッシュサイズでの面積密度とを用い、前記計算領域の残部の領域について前記第１のメッシュサイズよりも大きい第２のメッシュサイズでの面積密度を用いて、前記かぶり補正照射量を計算する工程と、
   前記第１のメッシュ領域毎に、前記かぶり補正照射量と前記近接効果補正照射量とを合成する工程と、
   合成された補正照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する工程と、
   を備えたことを特徴とする描画方法。
2. 前記試料を描画する動作に対してリアルタイムで前記かぶり補正照射量が計算されることを特徴とする請求項１記載の描画方法。
3. 前記第２のメッシュサイズは、前記第１のメッシュサイズの１００倍以上のサイズであることを特徴とする請求項１又は２記載の描画方法。
4. 前記描画領域は、短冊状の複数の小領域に仮想分割され、
   ｋ番目の小領域について前記近接効果補正照射量が計算される際に、同時期にｋ−ｌ番目の小領域について前記かぶり補正照射量が計算され、同時期にｋ−ｌ−ｍ番目の小領域について前記試料が描画されることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の描画方法。
5. 第１のメッシュサイズで描画領域が複数の第１のメッシュ領域に仮想分割された第１のメッシュ領域毎に、荷電粒子ビーム描画における近接効果を補正する近接効果補正照射量を計算する近接効果補正照射量計算部と、
   前記荷電粒子ビーム描画におけるかぶりを補正するかぶり補正照射量を計算するための計算領域の一部の領域について計算された前記近接効果補正照射量と前記第１のメッシュサイズでの面積密度とを用い、前記計算領域の残部の領域について前記第１のメッシュサイズよりも大きい第２のメッシュサイズでの面積密度を用いて、前記かぶり補正照射量を計算するかぶり補正照射量計算部と、
   前記第１のメッシュ領域毎に、前記かぶり補正照射量と前記近接効果補正照射量とを合成する合成部と、
   合成された補正照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて試料に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。

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