JP2011066249A - 荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】描画精度を低下させる要因毎の補正係数を効率よく求めて、精度よく描画することのできる荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法を提供する。
【解決手段】近接した小パターン１〜４からなる複数のパターン１０ａ〜１０ｄを準備する。ステージを加減速しながら移動させて試料に第１の小パターン１のみをＸ方向に順に描画した後、同様にして第２の小パターン２のみを−Ｘ方向に順に描画する。次に、ステージを等速で移動させながら試料に第３の小パターン３のみをＸ方向に順に描画した後、同様にして第４の小パターン４のみを−Ｘ方向に順に描画する。描画した小パターン１〜４の各位置情報を用いて次式から速度補正係数αと加速度補正係数βを算出する。
Ｐ_１−Ｐ_２＝２αＶ（Ｐ）、（Ｐ_１＋Ｐ_２）−（Ｐ_３＋Ｐ_４）＝２βＡ（Ｐ）
【選択図】図３

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法に関する。

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

電子ビーム描画装置は、ステージに載置されたマスクに描画するパターンを主偏向で偏向可能な幅の複数のフレームに分割すると共に、各フレームを多数のサブフィールドに分割し、ステージをフレームの幅方向に直交する方向に移動させつつ、電子ビームを主偏向により各サブフィールドに位置決めし、副偏向によりサブフィールドの所定位置に電子ビームをショットして図形を描画するように構成されている(例えば、特許文献１参照)。そして、電子ビーム描画装置は、パターンを複数のフレームに分割する処理、フレームを多数のサブフィールドに分割する処理、サブフィールド内の図形の形状、大きさ、位置を決定する処理、図形を１回のショットで描画できる複数部分に分割する処理等を行って描画のための制御データ(ショットデータ)を作成し、この制御データに基づいて描画を行う。その後、描画済みのマスクを検査装置に移し替えて、描画精度低下の有無を検査し、描画精度の低下があったときは、その後の描画で描画精度低下を生じないように必要な補正をかけている。

描画精度が低下する要因の１つに、ステージの移動速度の変動が挙げられる。
電子ビーム描画装置では、スループットの向上を図るため、図形密度が疎の部分ではステージの移動速度を速くして描画時間を短縮することが行われる。このため、ステージ速度を一定として描画を行うと、描画パターンに位置ずれを生じる。そこで、ステージの位置ずれ量を偏向器にフィードバックし、さらにステージの移動速度から補正演算に要する時間中のステージの移動量を予想してビーム位置の補正を行うトラッキング補正が行われている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００８−３４４３９号公報 特開２００３−８６４８５号公報

しかしながら、描画精度を低下させる要因は、ステージの移動速度の変動に限らない。
ステージの位置は、レーザ測長計を用い、ステージに固定したステージミラーにレーザ光を入反射させることにより測定する。ここで、ステージの移動速度を上記の如く図形密度が疎の領域で速くすると、この領域の始端部でステージが加速され、この領域の終端部でステージが減速されることになる。このとき、ステージの加減速によってステージミラーが慣性力で撓んで変形する。すると、ステージの位置を正確に測定することができなくなるので、描画精度の低下を生じやすくなる。

ところで、従来は、速度補正と加速度補正とを別々に行っていた。すなわち、ステージの移動速度の変動については、所定の等速でパターンを描画した後、速度を振って同様に等速でパターンを描画することにより、補正係数を求めていた。また、加速度については、ステージを加減速させながら上記とは別のパターンを描画して補正係数を求めていた。

しかしながら、このように要因毎に異なる方法で補正係数を求めたのでは、時間を要することになり手間でもあった。

本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、描画精度を低下させる要因毎の補正係数を効率よく求めて、精度よく描画することのできる荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法を提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

本発明の第１の態様は、荷電粒子ビームを照射する照射部と、
荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
試料を載置して移動するステージと、
荷電粒子ビームの照射位置のずれを補正して偏向器を制御する偏向制御部とを有し、
偏向制御部は、ステージ上での位置に応じた照射位置のずれが無視できる程度に近接した第１〜第４の小パターンからなる複数のパターンについて、ステージを加減速しながら移動させて試料に第１の小パターンのみを一方向に順に描画した後、ステージを加減速しながら移動させて第１の小パターンに隣接する第２の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画して得られた各小パターンの位置情報を取得し、式（Ｉ）から速度補正係数αを算出するとともに、
ステージを等速で移動させながら試料に第３の小パターンのみを一方向に順に描画した後、ステージを等速で移動させながら第３の小パターンに隣接する第４の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画して得られた各小パターンの位置情報を取得し、式（ＩＩ）から加速度補正係数βを算出することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置に関する。
Ｐ_１−Ｐ_２＝２αＶ（Ｐ） （Ｉ）
但し、Ｐ_１は第１の小パターンの位置、Ｐ_２は第２の小パターンの位置、Ｖ（Ｐ）はステージの速度関数を表す。
（Ｐ_１＋Ｐ_２）−（Ｐ_３＋Ｐ_４）＝２βＡ（Ｐ） （ＩＩ）
但し、Ｐ_３は第３の小パターンの位置、Ｐ_４は第４の小パターンの位置、Ａ（Ｐ）はステージの加速度関数を表す。

速度補正係数αは、式（Ｉ）をステージの移動方向の位置とステージの速度との関係にフィッティングして算出されることが好ましい。

加速度係数βは、式（ＩＩ）をステージの移動方向の位置とステージの加速度との関係にフィッティングして算出されることが好ましい。

本発明の第２の態様は、ステージ上に載置された試料に荷電粒子ビームを用いて所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
ステージ上での位置に応じた荷電粒子ビームの照射位置のずれが無視できる程度に近接した第１〜第４の小パターンからなる複数のパターンを準備する工程と、
ステージを加減速しながら移動させて試料に第１の小パターンのみを一方向に順に描画した後、ステージを加減速しながら移動させて第１の小パターンに隣接する第２の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画する工程と、
ステージを等速で移動させながら試料に第３の小パターンのみを一方向に順に描画した後、ステージを等速で移動させながら第３の小パターンに隣接する第４の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画する工程と、
描画した小パターンのそれぞれの位置情報を取得する工程と、
位置情報を用いて式（１）と式（ＩＩ）から速度補正係数αと加速度補正係数βを算出する工程と、
速度補正係数αと加速度補正係数βを用いて荷電粒子ビームの照射位置のずれを補正する工程とを有することを特徴とするものである。
Ｐ_１−Ｐ_２＝２αＶ（Ｐ） （Ｉ）
但し、Ｐ_１は第１の小パターンの位置、Ｐ_２は第２の小パターンの位置、Ｖ（Ｐ）はステージの速度関数を表す。
（Ｐ_１＋Ｐ_２）−（Ｐ_３＋Ｐ_４）＝２βＡ（Ｐ） （ＩＩ）
但し、Ｐ_３は第３の小パターンの位置、Ｐ_４は第４の小パターンの位置、Ａ（Ｐ）はステージの加速度関数を表す。

速度補正係数αは、式（Ｉ）をステージの移動方向の位置とステージの速度との関係にフィッティングして算出され、
加速度係数βは、式（ＩＩ）をステージの移動方向の位置とステージの加速度との関係にフィッティングして算出されることが好ましい。

本発明の第１の態様によれば、描画精度を低下させる要因毎の補正係数を効率よく求めて、精度よく描画することのできる荷電粒子ビーム描画装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、描画精度を低下させる要因毎の補正係数を効率よく求めて、精度よく描画することのできる荷電粒子ビーム描画方法が提供される。

本実施の形態の電子ビーム描画装置の構成図である。 実施形態の電子ビーム描画装置によるパターンの描画方法を示す説明図である。 本実施の形態で補正係数の算出に用いられる描画パターンの一例である。 本実施の形態で補正係数算出のための描画時の速度プロファイルの一例である。 本実施の形態で補正係数算出のための描画時の加速度プロファイルの一例である。

図１は、本実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置の一例である電子ビーム描画装置の構成図である。

電子ビーム描画装置１０１は、描画部１０３と制御部１０４とで構成される。描画部１０３は、描画室３００と、描画室３００の天井部に設けた電子鏡筒３０１とを備えている。描画室３００内には、互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動自在なステージ３０２が設けられており、ステージ３０２上に試料Ｗが載置される。試料Ｗは、例えば、ガラス基板上にクロム膜等の遮光膜とレジスト膜とが積層されたマスクである。

電子鏡筒３０１内には、上から順に、電子銃３０３と、照明レンズ３０４と、ブランキング偏向器３０５と、ブランキングアパーチャ３０６と、第１成形アパーチャ３０７と、投影レンズ３０８および成形偏向器３０９と、第２成形アパーチャ３１０と、主偏向器３１１と、対物レンズ３１２と、副偏向器３１３とが配置されている。

電子銃３０３から発せられた電子ビームＢは、照明レンズ３０４により第１成形アパーチャ３０７に照射されるが、ブランキングオン時(非描画期間)には、ブランキング偏向器３０５により偏向されてブランキングアパーチャ３０６上に照射され、第１成形アパーチャ３０７には照射されない。

第１成形アパーチャ３０７には矩形状の開口が形成されている。そして、電子ビームＢは、第１成形アパーチャ３０７を透過する際に、その断面形状が矩形に成形され、投影レンズ３０８により第２成形アパーチャ３１０上に投影される。この際、成形偏向器３０９により第２成形アパーチャ３１０への電子ビームＢの投影場所を変化させ、電子ビームＢの形状と寸法を制御する。

第２成形アパーチャ３１０を透過した電子ビームＢの焦点は、対物レンズ３１２により試料Ｗに合わせられる。そして、主偏向器３１１による電子ビームＢの主偏向と副偏向器３１３による電子ビームＢの副偏向とで、試料Ｗに対する電子ビームＢのショット位置が制御される。

試料Ｗ上に描画されるパターン５は、図２に示すように、主偏向で偏向可能なＹ方向幅の短冊状の複数のフレーム５１に分割され、さらに、各フレーム５１は、行列状の多数のサブフィールド５２に分割される。そして、パターン５の描画に際しては、ステージ３０２をフレーム５１の幅方向に直交するＸ方向に連続移動させつつ、電子ビームＢを主偏向により各サブフィールド５２に位置決めし、副偏向によりサブフィールド５２の所定位置に電子ビームＢをショットして図形５３を描画する。そして、１つのフレーム５１の描画を終了すると、ステージ３０２をＹ方向にステップ移動させてから次のフレーム５１の描画を行い、これを繰り返して試料Ｗ全体にパターン５を描画する。尚、図形５３の寸法が大きいときは、図形５３を複数部分に分割し、各部分に順に電子ビームＢをショットする。描画中は、ステージ３０２が一方向に連続的に移動しているので、描画原点がステージ３０２の移動に追従するように、主偏向器３１１によってサブフィールド５２の描画原点をトラッキングさせている。

このように、電子ビームＢは、主偏向器３１１と副偏向器３１３によって偏向され、連続的に移動するステージ３０２に追従しながら、照射位置を決められる。Ｘ方向のステージ移動を連続的に行うとともに、電子ビームＢのショット位置をステージ移動に追従させることで、描画時間の短縮を図ることができる。但し、本実施の形態においては、ステージ３０２を停止させた状態で１つの主偏向領域の描画を行い、次の領域へ移動するときには描画を行わないステップアンドリピート方式の描画方法であってもよい。

制御部１０４は、電子ビーム描画装置１０１の各種制御を行う制御計算機４００を備えている。制御計算機４００には、ステージ３０２の駆動部４０１と、ステージ３０２に固定したステージミラー３０２ａへのレーザ光の入反射でステージ３０２の位置を測定するレーザ測長計４０２とが接続されている。また、制御計算機４００には、偏向制御部４０３が接続されており、ブランキング偏向器３０５、成形偏向器３０９、主偏向器３１１および副偏向器３１３を偏向制御部４０３により各偏向器用アンプ３０５ａ、３０９ａ、３１１ａ、３１３ａを介して制御する。

制御部１０４は、さらに、パターンデータ(ＣＡＤデータ)を電子ビーム描画装置１０１で処理可能なフォーマットに変換した描画データを記憶する記憶装置４０４を備えている。また、制御部１０４は、ショットデータ生成部４０５を備えている。ショットデータ生成部４０５は、描画データで規定されるパターン５を複数のフレーム５１に分割する処理、各フレーム５１をサブフィールド５２に分割する処理、各サブフィールド５２内の図形５３の形状、大きさ、位置を決定する処理、図形５３を１回のショットで描画できる複数部分に分割する処理等を行ってショットデータを生成する。このショットデータは記憶装置４０６に記憶される。そして、試料Ｗにパターン５を描画する際には、制御計算機４００がショットデータを読み出して、ステージ３０２の移動制御と、上記各偏向器３０５、３０９、３１１、３１３の制御とを行う。制御計算機４００はまた、図形密度が疎の部分でステージ３０２の移動速度を速くして描画時間の短縮を図っている。

尚、電子ビーム描画装置１０１で試料Ｗにパターン５を描画し終えると、試料Ｗは描画検査装置に移し替えられる。そして、パターンの描画精度が検査される。描画検査装置は、例えば、電子顕微鏡と、電子顕微鏡の下で試料ＷをＸ方向およびＹ方向に移動させるステージとを備えており、ステージにより試料Ｗを所定の位置に移動し、電子顕微鏡の電子ビームを試料Ｗに対し走査するようにしている。電子顕微鏡にはＣＰＵが接続されており、試料Ｗに描画された図形の寸法と位置を電子顕微鏡からの信号に基づいてＣＰＵで算出し、モニタ画面に表示する。そして、描画検査装置の記憶装置に記憶させたパターンデータで規定される図形の寸法と位置を比較し、描画されたパターンが、所望の精度内に収まっているか否かを判別する。

ステージ３０２の移動速度を図形密度が疎の領域で速くすると、ステージ３０２の速度が一定でなくなる。また、この領域の始端部でステージ３０２が加速され、この領域の終端部でステージ３０２が減速されることになるので、ステージ３０２に設けたステージミラー３０２ａが慣性力で撓んで変形する。こうした要因によって試料Ｗに描画されるパターンの精度が低下するので、電子ビームが適正な位置に照射されるように補正することが必要になる。

ところで、パターンの描画精度の低下には、マスクが自重で撓むことによって起こるものもある。

ステージ３０２上に載置された試料Ｗの表面が平面であれば、試料Ｗ上の任意の１点の高さを測定し、この高さに電子ビームＢの焦点を合わせることで、所望のパターンを描画できる。しかし、実際の試料Ｗは、完全な平面ではなく、僅かながら変形している。具体的には、試料Ｗは自重によって撓んだ状態となっている。このため、電子ビームＢの焦点を試料Ｗ上の１点を基準に決めたのでは、試料Ｗ上に焦点のない部分が生じてしまい、所望のパターンを描画することができなくなる。ここで、試料Ｗの撓みによる変形量は試料Ｗの面内における位置に依存するので、描画精度が低下する割合も位置に依存したものになる。

マスクの撓みに起因する描画精度の低下は、例えば、次のようにして補正する。
まず、マスクに電子ビームを照射して得られた信号を検出し、マスクに形成されたパターンの位置情報を得る。また、マスク表面の高さを測定してマスクの撓みを求める。得られた撓みに基づいて、パターンの位置情報を補正する。このとき、マスクの撓みに起因するＸ方向とＹ方向の位置補正量は、表面形状を記述する関数の係数を最小自乗法で求めることにより算出されるが、マップ補正によっても求められる。前者の場合、複数の異なる位置で高さを測定して得られたデータを用い、マスク上の位置（ｘ、ｙ）に対して測定した高さをｚとすると、表面形状は、次式からなる関数の係数ａ_０〜ａ_１４で表わされる。
ｚ＝ａ₀＋ａ₁ｘ＋ａ₂ｙ
＋ａ₃ｘ^２＋ａ₄ｘｙ＋ａ₅ｙ²
＋ａ₆ｘ³＋ａ₇ｘ²ｙ＋ａ₈ｘｙ²＋ａ₉ｙ³
＋ａ₁₀ｘ⁴＋ａ₁₁ｘ³ｙ＋ａ₁₂ｘ²ｙ²＋ａ₁₃ｘｙ³＋ａ₁₄ｙ⁴

マスクの撓みによる描画精度低下の補正は、上述した速度補正や加速度補正とは別に行う必要がある。そして、従来は、速度補正係数と加速度補正係数とをそれぞれ異なる方法で求めていたので、補正係数の算出に時間を要していた。そこで、本実施の形態においては、図３に示すようなパターン１０を準備し、このパターン１０を描画することで速度補正係数と加速度補正係数を効率よく求めることを特徴とする。

図３の例においては、パターン１０は、パターン１０ａ〜１０ｄからなり、さらにパターン１０ａ〜１０ｄは、それぞれ小パターン１〜４からなる。本実施の形態においては、小パターン１〜４をステージ上での位置に応じた電子ビームの照射位置のずれが無視できる程度に近接して配置する。具体的には、試料Ｗの撓みによる影響が無視できる距離、例えば、数μｍ〜数十μｍの距離とする。このようにすることにより、描画後のパターンの位置ずれ要因からマスクの撓みを排除して、要因をステージの移動速度と加速度に限定することが可能となる。

また、図３では、パターン１０を４つのパターン（パターン１０ａ〜１０ｄ）で構成しているが、正確な補正係数を求める点からはこれらの数が多い方が好ましい。さらに、小パターン１〜４の形状は矩形に限られるものではなく、例えば鉤形であってもよい。また、必要なパターンの長さＬは、次式で与えられる。但し、ステージを可変速させたときの加速度をＡ、最大速度をＶ、加速時間をＴＳとする。
Ｌ＝Ｖ×（Ｖ＋ＴＳ×Ａ）／Ａ
本実施の形態においては、図３に示す矩形パターンの一辺の長さを例えば１μｍとすることができる。

まず、速度を変えながら図３のＸ方向に第１の小パターン１のみを端から順に描画する。全て描画し終えたら、次に速度を変えながら同様にして−Ｘ方向に第２の小パターン２のみを描画する。Ｘ方向と−Ｘ方向の各速度プロファイルは、例えば図４のようにすることができる。図４において、可変速ＦＷＤはＸ方向の速度プロファイルを表し、可変速ＢＷＤは−Ｘ方向の速度プロファイルを表す。尚、第１の小パターン１を−Ｘ方向に描画してから、第２の小パターン２をＸ方向に描画することもできる。

次に、ステージをＹ方向に移動し、所定の等速でＸ方向に第３の小パターン３のみを端から順に描画する。全て描画し終えたら所定の等速で−Ｘ方向に第４の小パターン４のみを描画する。尚、第３の小パターン３を−Ｘ方向に描画してから、第４の小パターン４をＸ方向に描画することもできる。

Ｘ方向と−Ｘ方向の各速度プロファイルは、例えば図４のようにすることができる。図４において、等速ＦＷＤはＸ方向の速度プロファイルを表し、等速ＢＷＤは−Ｘ方向の速度プロファイルを表す。ここで、横軸はＸ方向における原点からの距離であり、縦軸はステージの移動速度である。

図５は、上記描画時の加速度プロファイルであり、横軸はＸ方向における原点からの距離、縦軸はステージの加速度をそれぞれ表している。

以上のようにして描画をし終えた後は、試料Ｗを電子ビーム描画装置１０１から図示しない描画検査装置に移し替え、描画したパターンのＸ方向の位置を測定する。ここで、パターンデータで規定される図形の理想的な位置をＩ（ｘ）、速度補正係数をα、加速度補正係数をβ、可変速をする場合の速度関数をＶ（ｘ）、等速の場合の速度関数をＶ_const（ｘ）、加速度関数をＡ（ｘ）、マスクの撓みによる位置ずれを表す関数をＧ（ｘ）とすると、描画後における小パターン１〜４のＸ方向の位置はそれぞれ次式で表される。尚、小パターン１〜４は近接して配置されているので、これらのマスクの撓みによる位置ずれを表す関数は全てＧ（ｘ）で表せる。

ＦＷＤ（ｘ）＝Ｉ（ｘ）＋αＶ（ｘ）＋βＡ（ｘ）＋Ｇ（ｘ） （１）
ＢＷＤ（ｘ）＝Ｉ（ｘ）＋αＶ（−ｘ）＋βＡ（ｘ）＋Ｇ（ｘ） （２）
ＦＷＤ_const（ｘ）＝Ｉ（ｘ）＋αＶ_const（ｘ）＋Ｇ（ｘ） （３）
ＢＷＤ_const（ｘ）＝Ｉ（ｘ）＋αＶ_const（−ｘ）＋Ｇ（ｘ） （４）

（１）は、第１の小パターン１のＸ方向の位置を表す式であり、（２）は、第２の小パターン２のＸ方向の位置を表す式である。同様に、（３）は、第３の小パターン３のＸ方向の位置を表す式であり、（４）は、第４の小パターン４のＸ方向の位置を表す式である。

式（１）と式（２）の差を求めると、次のようになる。

ＦＷＤ（ｘ）−ＢＷＤ（ｘ）
＝｛Ｉ（ｘ）＋αＶ（ｘ）＋βＡ（ｘ）＋Ｇ（ｘ）｝
−｛Ｉ（ｘ）＋αＶ（−ｘ）＋βＡ（ｘ）＋Ｇ（ｘ）｝
＝αＶ（ｘ）−αＶ（−ｘ）
＝２αＶ（ｘ） （∵αＶ（−ｘ）＝−αＶ（ｘ））

上記より、ＦＷＤ（ｘ）−ＢＷＤ（ｘ）＝２αＶ（ｘ）である。したがって、この関係を用いて、図４の速度プロファイルに第１の小パターン１と第２の小パターン２のＸ方向の測定位置の差をフィッティングすることで速度補正係数αが求められる。ここで、本明細書におけるフィッティングとは、離散的な値に対し、連続的な関数の最良フィッティングパラメータまたは係数を決定するための数学的最適化法として理解される。この用語は、一般に、曲線フィッティング計算についての全ての数学的方法を包含する。こうした曲線フィッティング計算の目的は、データに対して最もよくフィットする関数を導出する点にある。

一方、式（１）と式（２）の和、式（３）と式（４）の和をそれぞれ求め、これらの差を計算すると次のようになる。

｛ＦＷＤ（ｘ）＋ＢＷＤ（ｘ）｝−｛ＦＷＤ_const（ｘ）＋ＢＷＤ_const（ｘ）｝
＝［｛Ｉ（ｘ）＋αＶ（ｘ）＋βＡ（ｘ）＋Ｇ（ｘ）｝
＋｛Ｉ（ｘ）＋αＶ（−ｘ）＋βＡ（ｘ）＋Ｇ（ｘ）｝］
−［｛Ｉ（ｘ）＋αＶ_const（ｘ）＋Ｇ（ｘ）｝
＋｛Ｉ（ｘ）＋αＶ_const（−ｘ）＋Ｇ（ｘ）｝］
＝２βＡ（ｘ） （∵αＶ（−ｘ）＝−αＶ（ｘ）、
αＶ_const（−ｘ）＝−αＶ_const（ｘ））

上記より、｛ＦＷＤ（ｘ）＋ＢＷＤ（ｘ）｝−｛ＦＷＤ_const（ｘ）＋ＢＷＤ_const（ｘ）｝＝２βＡ（ｘ）である。したがって、この関係を用いて、図５の加速度プロファイルに小パターン１〜４のＸ方向の位置測定結果から求められた値をフィッティングすることで加速度補正係数βが求められる。

尚、ステップアンドリピート方式による描画の場合にも同様にして補正係数を求めることができる。但し、この場合、αＶ_const（ｘ）とαＶ_const（−ｘ）の項はいずれもゼロになる。

本実施の形態において、パターン１０はＹ方向に沿って配置されていてもよい。この場合は、Ｙ方向（または−Ｙ方向）に描画してから−Ｙ方向（またはＹ方向）に描画することになる。

以上をまとめると、本発明は次のように表現できる。
まず、ステージ上での位置に応じた電子ビームの照射位置のずれが無視できる態度に近接した第１〜第４の小パターンを組とした複数組のパターンを準備する。次に、ステージを加減速しながら移動させて試料に第１の小パターンのみを一方向に順に描画した後、ステージを加減速しながら移動させて第１の小パターンに隣接する第２の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画する。また、ステージを等速で移動させながら試料に第３の小パターンのみを一方向に順に描画した後、ステージを等速で移動させながら第３の小パターンに隣接する第４の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画する。そして、描画した小パターンのそれぞれの位置情報を取得し、これらの位置情報を用いて式（１）と式（ＩＩ）から速度補正係数αと加速度補正係数βを算出する。
Ｐ_１−Ｐ_２＝２αＶ（Ｐ） （Ｉ）
但し、Ｐ_１は第１の小パターンの位置、Ｐ_２は第２の小パターンの位置、Ｖ（Ｐ）はステージの速度関数を表す。
（Ｐ_１＋Ｐ_２）−（Ｐ_３＋Ｐ_４）＝２βＡ（Ｐ） （ＩＩ）
但し、Ｐ_３は第３の小パターンの位置、Ｐ_４は第４の小パターンの位置、Ａ（Ｐ）はステージの加速度関数を表す。
その後、算出した速度補正係数αと加速度補正係数βを用いて電子ビームの照射位置のずれを補正する。

このように、本実施の形態によれば、１回の描画処理で速度係数と加速度係数を求めることができる。すなわち、描画精度を低下させる要因毎の補正係数が効率よく求められる。また、これらの係数は速度プロファイルおよび加速度プロファイルを用いたフィッティングによって求めるので、所定数の測定結果から求める従来法に比べると補正の精度を高めることができる。したがって、本実施の形態によれば、精度よく描画することのできる描画方法および描画装置が提供される。

本実施の形態における速度係数αおよび加速度係数βの算出は、図１の偏向制御部４０３で行われる。つまり、描画した小パターンの各位置情報は偏向制御部４０３に入力される。そして、偏向制御部４０３は、算出した補正係数に基づいて電子ビームＢの描画位置が補正されるように、偏向器用アンプ３０５ａ、３０９ａ、３１１ａ、３１３ａを介し、ブランキング偏向器３０５、成形偏向器３０９、主偏向器３１１および副偏向器３１３をそれぞれ制御する。

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。例えば、上記実施の形態では、電子ビームを用いたが、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。

Ｗ 試料
Ｂ 電子ビーム
１０１ 電子ビーム描画装置
１０３ 描画部
１０４ 制御部
５ パターン
５１ フレーム
５２ サブフィールド
５３ 図形
３００ 描画室
３０１ 電子鏡筒
３０２ ステージ
３０３ 電子銃
３０４ 照明レンズ
３０５ ブランキング偏向器
３０６ ブランキングアパーチャ
３０７ 第１成形アパーチャ
３０８ 投影レンズ
３０９ 成形偏向器
３１０ 第２成形アパーチャ
３１１ 主偏向器３１１
３１２ 対物レンズ
３１３ 副偏向器
４００ 制御計算機
４０１ 駆動部
４０２ レーザ測長計
４０３ 偏向制御部
４０４、４０６ 記憶装置
４０５ ショットデータ生成部

Claims (5)

1. 荷電粒子ビームを照射する照射部と、
   前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
   試料を載置して移動するステージと、
   前記荷電粒子ビームの照射位置のずれを補正して前記偏向器を制御する偏向制御部とを有し、
   前記偏向制御部は、前記ステージ上での位置に応じた前記照射位置のずれが無視できる程度に近接した第１〜第４の小パターンからなる複数のパターンについて、前記ステージを加減速しながら移動させて前記試料に第１の小パターンのみを一方向に順に描画した後、前記ステージを加減速しながら移動させて前記第１の小パターンに隣接する第２の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画して得られた各小パターンの位置情報を取得し、式（Ｉ）から速度補正係数αを算出するとともに、
   前記ステージを等速で移動させながら前記試料に第３の小パターンのみを一方向に順に描画した後、前記ステージを等速で移動させながら前記第３の小パターンに隣接する第４の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画して得られた各小パターンの位置情報を取得し、式（ＩＩ）から加速度補正係数βを算出することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
   Ｐ_１−Ｐ_２＝２αＶ（Ｐ） （Ｉ）
   （但し、Ｐ_１は第１の小パターンの位置、Ｐ_２は第２の小パターンの位置、Ｖ（Ｐ）はステージの速度関数を表す。）
   （Ｐ_１＋Ｐ_２）−（Ｐ_３＋Ｐ_４）＝２βＡ（Ｐ） （ＩＩ）
   （但し、Ｐ_３は第３の小パターンの位置、Ｐ_４は第４の小パターンの位置、Ａ（Ｐ）はステージの加速度関数を表す。）
2. 前記速度補正係数αは、式（Ｉ）を前記ステージの移動方向の位置と前記ステージの速度との関係にフィッティングして算出されることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記加速度係数βは、式（ＩＩ）を前記ステージの移動方向の位置と前記ステージの加速度との関係にフィッティングして算出されることを特徴とする請求項１または２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. ステージ上に載置された試料に荷電粒子ビームを用いて所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
   前記ステージ上での位置に応じた前記荷電粒子ビームの照射位置のずれが無視できる程度に近接した第１〜第４の小パターンからなる複数のパターンを準備する工程と、
   前記ステージを加減速しながら移動させて前記試料に第１の小パターンのみを一方向に順に描画した後、前記ステージを加減速しながら移動させて前記第１の小パターンに隣接する第２の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画する工程と、
   前記ステージを等速で移動させながら前記試料に第３の小パターンのみを一方向に順に描画した後、前記ステージを等速で移動させながら前記第３の小パターンに隣接する第４の小パターンのみを前記方向とは逆方向に順に描画する工程と、
   描画した前記小パターンのそれぞれの位置情報を取得する工程と、
   前記位置情報を用いて式（１）と式（ＩＩ）から速度補正係数αと加速度補正係数βを算出する工程と、
   Ｐ_１−Ｐ_２＝２αＶ（Ｐ） （Ｉ）
   （但し、Ｐ_１は第１の小パターンの位置、Ｐ_２は第２の小パターンの位置、Ｖ（Ｐ）はステージの速度関数を表す。）
   （Ｐ_１＋Ｐ_２）−（Ｐ_３＋Ｐ_４）＝２βＡ（Ｐ） （ＩＩ）
   （但し、Ｐ_３は第３の小パターンの位置、Ｐ_４は第４の小パターンの位置、Ａ（Ｐ）はステージの加速度関数を表す。）
   前記速度補正係数αと前記加速度補正係数βを用いて前記荷電粒子ビームの照射位置のずれを補正する工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
5. 前記速度補正係数αは、式（Ｉ）を前記ステージの移動方向の位置と前記ステージの速度との関係にフィッティングして算出され、
   前記加速度係数βは、式（ＩＩ）を前記ステージの移動方向の位置と前記ステージの加速度との関係にフィッティングして算出されることを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
   
   
   
   
   
   
   
   

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