JP2012009589A - 電子ビーム描画装置の描画方法及び電子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は電子ビーム描画装置の描画方法及び電子ビーム描画装置に関し、ビーム漏れとビームプロファイルのすそ野（レジスト中に蓄積するエネルギーのすそ野を含む）によるパターン寸法への影響を照射時間で補正することにより、より高精度の描画方法を提供することを目的としている。
【解決手段】ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正では、入射エネルギーと解像しきい値の関係を表わす係数に基づいた入射エネルギーと、後方散乱による蓄積エネルギーと、ビームオフ時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームオン時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーの和が一定となるように、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを求める、ように構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は電子ビーム描画装置の描画方法及び電子ビーム描画装置に関し、更に詳しくは後方散乱による近接効果補正を有効に行なうことができるようにした電子ビーム描画装置の描画方法及び電子ビーム描画装置に関する。

図７は従来装置の構成例を示す図であり、可変面積型電子ビーム描画装置のデータ転送系の一例を示している。図において、１０は制御ＣＰＵ、２０はデータ転送回路、３０は近接効果補正回路３０でこれらが相互接続されている。データ転送回路２０において、２１は制御ＣＰＵ１０からの描画データを受けてビーム図形分割処理を行なうビーム図形分割処理回路、２２は該ビーム図形分割処理回路２１の出力を受けてデータの並び変え（ソーティング）を行なうソーティング処理回路、２３は該ソーティング処理回路２２の出力を受けて照射時間の演算を行なう照射時間演算回路である。該照射時間演算回路２３には、その他の補正回路２７からも補正データが入力されている。

２４はソーティング処理回路２２の出力を受けて成形偏向器の制御を行なう成形偏向器制御回路、２５は同じくソーティング処理回路２２の出力を受けて位置決めのための偏向器を制御する位置決め偏向器制御回路、２６は照射時間演算回路２３の出力を受けてブランキング電極のブランキング制御を行なうブランキング制御回路である。近接効果補正回路３０において、３１は制御ＣＰＵ１０からの制御信号を受けて後方散乱による蓄積エネルギー比率を演算する蓄積エネルギー比率演算回路、３２は該蓄積エネルギー比率演算回路３１の出力を受けて補正値演算を行なう補正値演算回路であり、この補正値演算回路３２の出力は、前記照射時間演算回路２３に与えられている。なお、補正値演算回路３２の出力は、再計算のために蓄積エネルギー比率演算回路３１に戻されている。

このように構成された装置において、半導体回路パターンは、ＣＡＤで作成され、大量の内容を効率的に表現するためデジタル数値からなる特別な形態（フォーマット）で記述されている。従って、そのままでは描画装置に入力することはできない。そこで、装置が扱えるフォーマットに予め変換したり、圧縮処理したものを元に戻して描画データとして、制御ＣＰＵ１０からデータ転送回路２０に入力する。

描画データは、データ転送回路２０のビーム図形分割処理回路２１でビーム図形に分割され、ソーティング処理回路２２で並び替えを行った後、成形偏向器制御回路２４及び位置決め偏向器制御回路２５に供給される。同時にビーム照射のオン／オフを制御するブランキング制御回路２６には、照射時間データが供給される。この場合において、照射時間演算回路２３にて、設定した照射量に近接効果補正など各種の補正を加味して照射時間を算出し、ブランキング制御回路２６に与える。

一方、制御ＣＰＵ１０は近接効果補正回路３０内の蓄積エネルギー比率演算回路３１に制御データを送り、蓄積エネルギー比率を演算させる。補正値演算回路３２は、蓄積エネルギー比率演算回路３１で得られた蓄積エネルギー比率を用いて近接効果補正値を算出し、近接効果補正値は前記照射時間演算回路２３に与えられる。ここで、補正値演算回路３２の出力は、再計算のために蓄積エネルギー比率演算回路３１に与えられ、近接効果補正値が更に正確に得られるようになっている。補正値演算回路３２の出力は後述する式６で与えられる。

従来のこの種の装置としては、所望のパターン寸法を得るために、荷電粒子ビームの入射エネルギーに対する適正なエネルギーレベルを、材料面上に塗布されたレジストの現像及びエッチング等のプロセスに必要なエネルギーレベルに合わせるため、荷電粒子ビームの照射量を補正するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−３３０２５号公報（段落００２１〜００４５、図１〜図５）

可変面積型電子ビーム描画において、レジストに蓄積するエネルギープロファイルの一例を図８に示す。図において、横軸は距離、縦軸はレジストに蓄積するエネルギーを示す。ここでは、入射エネルギーと後方散乱による蓄積エネルギーの和Ｅ１と、後方散乱による蓄積エネルギーＥ２を示しており、入射エネルギーと後方散乱による蓄積エネルギーの和が、描画材料を現像処理時の解像しきい値Ｒｔｈを越えることで、描画パターンが形成される。つまり、入射エネルギーと後方散乱による蓄積エネルギーの和Ｅ１と、解像しきい値Ｒｔｈとの交点の距離ΔＬがパターン寸法となる。

なお、加速電圧５０ｋＶの電子ビームを用いる可変面積型電子ビーム描画装置においては、この後方散乱による蓄積エネルギーの影響によって生じるパターン寸法誤差を、照射量（照射時間）を調整することによって補正している。この補正は近接効果補正と呼ばれ、照射量の算出には再計算手法が用いられている。近接効果は、レジスト膜を透過して基板表面で散乱された後方散乱電子によりレジストが感光することによってパターン寸法誤差が生じる現象であり、加速電圧５０ｋＶの電子ビームを用いた場合には、影響範囲は役１０μｍ程度となる。

初回計算における近接効果補正を式１に示す。ここで、Ｄｏｓｅは照射量、Ｓｍｏｄは初回計算における近接効果補正による補正量、ηは後方散乱係数、Ｅｂｐは初回計算における蓄積エネルギー比率を表している。図８に示すように、入射エネルギーと解像しきい値Ｒｔｈの関係を表わす係数Ｃ２分の入射エネルギー（式１の第１項）と後方散乱による蓄積エネルギー（式１の第２項）の和が一定となるように、近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを算出している。ここで、Ｃ２は入射エネルギーと解像しきい値Ｒｔｈの関係を表わす係数として与えられる。なお、初回計算における近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄは式２で表され、Ｏｒｇは基準とする蓄積エネルギー比率を表している。

初回計算における蓄積エネルギー比率Ｅｂｐは、図９に示すように、描画するパターン上を均一な大きさの格子状に分割し、分割されたセル（区画）毎に蓄積エネルギーの比率を算出する。分割されたセル毎の初回計算における蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ_m,nは式３で表される。ここで、Ｅｉ_m,nは分割されたセル内における描画パターンが占める割合を示し、ＥＩＤ_i,jは、ある一点に照射された場合に生じる後方散乱による蓄積エネルギー分布を示し、ｒは蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ_m,nの計算範囲を示している。

例えば、図９における中央部のセルの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ_m,nは、ある一点に照射された場合に生じる後方散乱による蓄積エネルギー分布ＥＩＤ_i,jを図１０に示すように与えた場合、Ｅｉ_m-i,n-jとＥＩＤ_i,jを乗算した値と、Ｅｉ_m,nとＥＩＤ_0,0を乗算した値の和を、ある一点に照射された場合に生じる後方散乱による蓄積エネルギー分布ＥＩＤ_i,jの総和で除算した値となる。

なお、ＥＩＤ_i,jは、式４に示すようにガウシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ）分布で近似して表されており、βｂは後方散乱径を表わす。加速電圧５０ＫＶの電子ビームを用いた場合においては、この後方散乱径βｂは約１０μｍ程度となることから、蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ_m,nの計算範囲は約５０μｍ角（四方）程度となり、蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ_m,nを算出するセルの大きさは、０．５μｍ角（四方）で運用されている。

次いで、再計算における近接効果補正を式５に、再計算における近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄ’を式６に示す。再計算における蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ’は、初回計算と同様に、図９に示すように、描画するパターン上を均一な大きさの格子状に分割し、分割されたセル（区画）毎に蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ’を算出する。分割されたセル毎の再計算における蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ’_m,nは式７で表されるように、初回計算における近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを加味して算出されている。

なお、一般的に、再計算は２〜３回実施されており、この場合には、式７で表される分割された毎の再計算における蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ’_m,nを、前回計算における近接効果補正による補正量を加味して算出している。

近年、上述したような近接効果補正が実施されているにも係わらず、隣接するパターンの距離に応じて、パターン寸法が変化する現象が問題となっており、この問題の原因の一つとして、ビーム漏れと、ビームプロファイルのすそ野（レジスト中に蓄積するエネルギーのすそ野を含む）によるパターン寸法への影響が懸念されている。ビーム漏れは、第１成形アパーチャや第２成形アパーチャ、ブランキングアパーチャなどで反射（散乱）された散乱電子が、描画装置のカラム内の構造物によって反射され、被描画材料に到達してレジスト感光させる現象である。図６はビーム照射オフ時にビーム漏れが生じることの説明図である。第１スリット、第２スリット、ブランキングアパーチャとかで、ビーム漏れが生じていることが分かる。

ビーム漏れを含むエネルギープロファイルを図１１に示す。ここでは、後方散乱による蓄積エネルギーＥ２と、後方散乱による蓄積エネルギーとすそ野の広い入射エネルギーの和のエネルギープロファイルを示している。理想的な入射エネルギーのエネルギープロファイルは、図８に示すような波形や台形波形で近似して表されているが、ビームのボケ、レジスト特性などにより図１２に示すようなすそ野の広いエネルギープロファイルを持つことが懸念される。

ビーム漏れとビームプロファイルのすそ野の影響範囲は共に半径１μｍ以下であり、後方散乱による影響範囲とは異なる。このような半径１μｍ以下の影響範囲を持つビーム漏れと、ビームプロファイルのすそ野がある場合において、隣接するパターン距離が１μｍ以下になった場合、お互いのビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野が影響し合い、パターン寸法が変化する。半径１μｍ程度の影響範囲を持つビーム漏れ、若しくはビームプロファイルのすそ野がある場合において、隣接するパターン距離が１μｍ以上ある場合のエネルギープロファイルを図１３に、隣接するパターン距離が１μｍ以下になった場合のエネルギープロファイルを図１４に示す。図１３，図１４では、２つの隣接するパターンそれぞれのエネルギープロファイルと、その２つのエネルギープロファイルの和を示している。

図１５には、図１３，図１４それぞれにおける２つの隣接するパターンのエネルギープロファイルの和を重ねて示している。図１５より、隣接するパターン距離が１μｍ以下になた場合において、お互いのビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野が影響し合い、パターン寸法が変化する様子が見てとれる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ビーム漏れとビームプロファイルのすそ野（レジスト中に蓄積するエネルギーのすそ野を含む）によるパターン寸法への影響を照射時間で補正することにより、より高精度の描画方法を提供することができる。

上記した課題を解決するために、本発明は以下のような構成をとっている。

（１）請求項１記載の発明は、被描画材料上にパターンデータを用いて可変面積型の電子ビーム描画装置により後方散乱係数ηと解像しきい値Ｒｔｈを用いた近接効果補正を行いつつ図形を描画する電子ビーム描画装置の描画方法であって、ビーム漏れと、ビームプロファイルのすそ野によるパターン寸法への影響を照射時間で補正するものにおいて、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正では、入射エネルギーと解像しきい値の関係を表わす係数に基づいた入射エネルギーと、後方散乱による蓄積エネルギーと、ビームオフ時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームオン時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーの和が一定となるように、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを求める、ようにしたことを特徴とする。

（２）請求項２記載の発明は、前記ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーは、照射時間に依存する項として表すことを特徴とする。

（３）請求項３記載の発明は、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの計算範囲は約４μｍ四方とし、セルの大きさは０．２５μｍ四方以下とすることを特徴とする。

（４）請求項４記載の発明は、分割されたセル毎のビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの算出の際に、描画パターンデータをビーム図形に分割し、各ビーム図形の中心位置を算出し、各セル毎に中心位置が含まれるビーム図形数をカウントすることを特徴とする。

（５）請求項５記載の発明は、分割されたセル毎のビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの算出の際に、描画パターンデータをビーム図形に分割し、各ビーム図形の中心位置を算出し、ビーム図形寸法ごとにビーム図形数をカウントすることを特徴とする。

（６）請求項６記載の発明は、ある一点に照射された場合に生じるビーム漏れによる蓄積エネルギー分布ＬＩＤと、ある一点に照射された場合に生じるビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー分布ＳＩＤは、それぞれ、ビーム図形寸法の区分毎に、分布の強度、分布の範囲を算出することを特徴とする。

（７）請求項７記載の発明は、近接効果補正量Ｓｍｏｄを求める際に行われる再計算手法の最終計算にのみビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含めて近接効果補正を実施することを特徴とする。

（８）請求項８記載の発明は、被描画材料上にパターンデータを用いて可変面積型の電子ビーム描画装置により後方散乱係数ηと解像しきい値Ｒｔｈを用いた近接効果補正を行いつつ図形を描画する電子ビーム描画装置であって、ビーム漏れと、ビームプロファイルのすそ野によるパターン寸法への影響を照射時間で補正するものにおいて、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正では、入射エネルギーと解像しきい値の関係を表わす係数に基づいた入射エネルギーと、後方散乱による蓄積エネルギーと、ビームオフ時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームオン時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーの和が一定となるように、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを求める補正演算手段、を具備することを特徴とする。

本発明は以下に示すような効果を有する。

（１）請求項１記載の発明によれば、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正では、入射エネルギーと解像しきい値の関係を表わす係数に基づいた入射エネルギーと、後方散乱による蓄積エネルギーと、ビームオフ時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームオン時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーの和が一定となるように、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを求めることにより、ビーム漏れとビームプロファイルのすそ野（レジスト中に蓄積するエネルギーのすそ野も含む）によるパターン寸法への影響を照射時間で補正することにより、より高精度の描画方法を提供することができる。

（２）請求項２記載の発明によれば、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーは照射時間に依存する項として表すことで求めることができる。

（３）請求項３記載の発明によれば、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野により蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの計算範囲は約４μｍ四方程度とし、セルの大きさは０．２５μｍ四方以下とすることで、効率的に照射時間補正を行なうことができる。

（４）請求項４記載の発明によれば、分割されたセル毎のビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの算出の際に、描画パターンデータをビーム図形に分割し、各ビーム図形の中心位置を算出し、各セル毎に中心位置が含まれるビーム図形数をカウントすることにより、ビーム漏れによる蓄積エネルギーとビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率とを正確に求めることができる。

（５）請求項５記載の発明によれば、分割されたセル毎のビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの算出の際に、描画パターンデータをビーム図形に分割し、各ビーム図形の中心位置を算出し、ビーム図形寸法ごとにビーム図形数をカウントすることで、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率とビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率の算出を正確に行なうことができる。

（６）請求項６記載の発明によれば、ある一点に照射された場合に生じるビーム漏れによる蓄積エネルギー分布ＬＩＤと、ある一点に照射された場合に生じるビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー分布ＳＩＤは、それぞれ、ビーム図形寸法の区分毎に、分布の強度、分布の範囲を算出することでビーム漏れによる蓄積エネルギー分布と、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー分布を正確に算出することができる。

（７）請求項７記載の発明によれば、近接効果補正量Ｓｍｏｄを求める際に行われる再計算手法の最終計算にのみビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含めて近接効果補正を実施することで、効率よく近接効果補正を実施することができる。

（８）請求項８記載の発明によれば、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正では、入射エネルギーと解像しきい値の関係を表わす係数に基づいた入射エネルギーと、ビームオフ時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームオン時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーの和が一定となるように、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを求めることにより、ビーム漏れとビームプロファイルのすそ野によるパターン寸法への影響を照射時間で補正することにより、より高精度の描画方法を提供することができる。

描画パターンを均一な大きさの格子状に分割した様子を示す図である。 描画パターンデータをビーム図形に分割した図である。 各ビーム図形の中心位置の算出の説明図である。 実施例１の構成例を示す図である。 実施例２の構成例を示す図である。 ビーム照射オフ時にビーム漏れが生じることの説明図である。 従来装置の構成例を示す図である。 可変面積型電子ビーム描画におけるレジストに蓄積するエネルギー分布のエネルギープロファイルを示す図である。 描画パターンを均一な大きさの格子状に分割した図である。 後方散乱による蓄積エネルギー分布を示す図である。 ビーム漏れを含むエネルギープロファイルを示す図である。 すそ野の広いエネルギープロファイルを示す図である。 隣接するパターン距離が１μｍ以上ある場合のエネルギープロファイルを示す図である。 隣接するパターン距離が１μｍ以下になった場合のエネルギープロファイルを示す図である。 ２つのエネルギープロファイルの和を重ねて表示した図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
（実施例１）
初回計算における、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正を式８に表わす。ここで、Ｄｏｓｅは照射量、Ｓｍｏｄは初回計算におけるビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量、η_ebpは後方散乱係数、Ｅｂｐは初回計算における、後方散乱による蓄積エネルギー比率、η_blp1はビームオフ時に発生するビーム漏れ係数、η_blp2はビームオン時に発生するビーム漏れ係数、Ｂｌｐは初回計算における、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率、η_bspはビームプロファイルのすそ野係数、Ｂｓｐは初回計算における、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率を表している。

初回計算における、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正では、入射エネルギーと解像しきい値Ｒｔｈの関係を表わす係数Ｃ２分の、入射エネルギー値（式８の第１項）と、後方散乱による蓄積エネルギー（式８の第２項）と、ビームオフ時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギー（式８の第３項）と、ビームオン時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギー（式８の第４項）と、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー（式８の第５項）の和が一定となるように、初回計算における、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを算出している。

ビーム漏れによる蓄積エネルギーは、ビームオフ時に発生する、つまりビームオフ時間に依存する（照射時間に依存しない）項と、ビームオン時に発生する、つまりビームオン時間に依存する（照射時間に依存する）項で表している。ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーは、照射時間に依存する項として、式８の第５項で表わしている。

この式８を、初回計算における、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄについて解くと、式９で表わすことができる。ここで、Ｏｒｇ_ebpは基準とする後方散乱による蓄積エネルギー比率を表している。なお、式８と式９では、ビームのオフ時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギー（式８の第３項）と、ビームオン時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギー（式８の第４項）をそれぞれ一つずつで表しているが、ビーム漏れは、第１成形アパーチャや第２成形アパーチャ、ブランキングアパーチャなどで反射（散乱）された散乱電子が、描画装置のカラム内の構造物によって反射され、被描画材料に到達してレジストを感光させる現象であり、その影響範囲が、どのアパーチャで反射（散乱）されるかによっても変化することをふまえ、それぞれの項を増やしても好適である。

次に、初回計算における、後方散乱による蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐ、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの算出方法について説明する。初回計算における、後方散乱による蓄積エネルギー比率Ｅｂｐは、「発明が解決しようとする課題」で説明したとおり、図９に示すような、描画するパターン上を均一な大きさの格子状に分割し、分割されたセル（区画）毎に後方散乱による蓄積エネルギー比率を算出する。

ここで、分割されたセル毎の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ_m,nは式３で表し、ある一点に照射された場合に生じる後方散乱による蓄積エネルギー分布ＥＩＤ_i,jは、式で示すようにガウシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ）分布で近似して表わす。加速電圧５０ｋＶの電子ビームを用いた場合においては、後方散乱径βｂは約１０μｍ程度、蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ_m,nの計算範囲は約５０μｍ角（四方）程度とし、後方散乱による蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ_m,nを算出するセルの大きさは、０．５μｍ角（四方）程度とする。ただし、後述するビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐ、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの算出には、より小さいセルの大きさが求められることから、そのセルの大きさと統一してもよい。

初回計算におけるビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐ、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの算出においても、図１に示すとおり、描画するパターン上を均一な大きさの格子状に分割し、分割されたセル（区画）毎に、後方散乱による漏れによる蓄積エネルギー比率とビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率を算出する。

ビーム漏れとビームプロファイルのすそ野の影響範囲はともに半径１μｍ以下であることから、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの計算範囲は約４μｍ角（四方）程度とし、セルの大きさはできるだけ小さい方が好適ではあるが、計算時間が膨大となるため、０．２５μｍ角（四方）以下とする。

分割されたセル毎のビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐ_m,nと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐ_m,nは、下記の手順で算出される。
１．描画パターンデータをビーム図形に分割する（図１）。図１は描画パターンを均一な大きさの格子状に分割した様子を示す図である。
２．各ビーム図形の中心位置を算出する（図２）。図２は描画パターンデータをビーム図形に分割した図である。
３．各セル毎に、中心位置が含まれるビーム図形数をカウントする。なお、ビーム図形寸法毎にカウントしても好適である。
４．分割されたセル毎のビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐ_m,nを式１０より、分割されたセル毎のビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐ_m,nを式１１より算出する。ここで、Ｃ（ｋ）_m,nは、分割されたセル毎における、ビーム図形寸法毎のビーム図形の中心位置を含むビーム図形数を示し、ｋはビーム図形寸法毎にビーム図形数をカウントする際における、ビーム図形寸法の区分を示しており、式１０，式１１においては、０からｓまでのｓ＋１個の区分数で、ビーム図形数をビーム図形寸法毎に区分しカウントしている。

次いで、ＬＩＤ（ｋ）_i,jは、ある一点に照射された場合に生じるビーム漏れによる蓄積エネルギー分布を示し、ＳＩＤ（ｋ）_i,jは、ある一点に照射された場合に生じるビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー分布を示し、共にその分布は、ビーム図形寸法の区分ｋ毎に算出しても好適である。なお、ｒはビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐ_m,n、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐ_m,nの計算範囲を示している。

ある一点に照射された場合に生じるビーム漏れによる蓄積エネルギー分布ＬＩＤ（ｋ）_i,j、ある一点に照射された場合に生じるビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー分布ＳＩＤ（ｋ）_i,jは、式１２，式１３に示すように、ガウシアン分布で近似して表している。ここで、α_l（ｋ）、α_s（ｋ）はそれぞれの分布の強度を、ビーム図形寸法の区分ｋ毎に変化させる場合に用いる。ビーム図形寸法毎の強度係数を示す。

また、β_l（ｋ）はビーム漏れによる蓄積エネルギー分布の径を示し、β_s（ｋ）はビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー分布の径を示す。それぞれの径についても、分布の強度同様に、ビーム図形寸法の区分ｋ毎に変化させても好適である。なお、ガウシアン分布以外で近似しても好適である。以上の手順により、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐ_m,nと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐ_m,nが算出される。

ここまでの処理にて、初回計算におけるビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正量Ｓｍｏｄが算出される。

次いで、再計算における、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正を式１４に、再計算における、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄ’を式１５に示す。再計算における、後方散乱による蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ’は、初回計算と同様、図９に示すような描画するパターン上を均一な大きさの格子状に分割し、分割されたセル（区画）毎に、後方散乱による蓄積エネルギー比率を算出する。分割されたセル毎の再計算における蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ’_m,nは式７で表されるように、初回計算による補正量Ｓｍｏｄを加味して算出する。

また、再計算における、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐ’、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐ’も、初回計算と同様な方法で算出するものの、分割されたセル毎のビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐ’_m,nと、分割されたセル毎のビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐ’_m,nの算出には、式１６，式１７で示すように、初回計算による補正量Ｓｍｏｄを加味して算出する。なお、一般的に、再計算は２〜３回実施されており、この場合には式７，式１６，式１７で表される分割されたセル毎の再計算における蓄積エネルギー比率Ｅｂｐ’_m,n、Ｂｌｐ’_m,n、Ｂｓｐ’_m,nを、前回計算における補正量を加味して算出する。

最後に、本発明を実施するための、可変面積型電子ビーム描画装置のデータ転送系の一例を図４に示す。図７と同一のものは、同一の符号を付して示す。入力された描画データは、データ転送回路２０でビーム図形分割処理回路２１でビーム図形に分割され、ソーティング処理回路２２でソーティング処理がなされ、成形偏向器制御回路２４、位置決め偏向器制御回路２５に供給される。同時にビーム照射のオン／オフを制御するブランキング制御回路２６には照射時間演算回路２３から、照射時間データが供給される。

照射時間は、照射時間演算回路２３にて、設定した照射量にビーム漏れとビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正やその他の補正回路２７からの補正を加味して算出される。ビーム漏れとビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正回路３０’では、描画データより、後方散乱による蓄積エネルギー比率を蓄積エネルギー比率演算回路３６から、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率を蓄積エネルギー比率演算回路３７から、ビームプロファイルすそ野による蓄積エネルギー比率を蓄積エネルギー比率演算回路３８から受信して、これらデータを元に補正値を演算する工程を繰り返す。

次いで、この補正値を加味し、再度、後方散乱による蓄積エネルギー比率、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率を演算し、補正値を演算する工程を繰り返す再計算工程を経て、補正値を照射時間演算回路２３に供給している。なお、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率の演算においては、先だって、ビーム図形分割処理回路３３でビーム図形に分割し、ビーム図形中心位置演算回路３４にてビーム図形の中心位置を演算し、続くビーム図形カウント処理回路３５にて、ビーム図形のカウント処理がなされている。

後方散乱による蓄積エネルギー比率演算回路３６には、制御ＣＰＵ１０からの制御信号と補正値演算回路３９からの再計算信号を受けて、蓄積エネルギー比率演算を行ない、その結果を補正値演算回路３９に入力している。また、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率演算回路３７は、ビーム図形カウント処理回路３５からの出力と再計算信号とを受けて蓄積エネルギー比率を演算し、その結果を補正値演算回路３９に与える。また、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率演算回路３８は、ビーム図形カウント処理回路３５の出力と再計算信号とを受けて蓄積エネルギー比率を演算し、その結果を補正値演算回路３９に与える。このような補正値演算を行なう補正値演算回路３９は、例えばコンピュータで実現される。
（実施例２）
実施例１では、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正にも、再計算手法を適用しているが、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正による補正量は、後方散乱による補正量に比べて極めて小さい。実施例２では、再計算手法の最終計算のみに、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含めて、近接効果補正を実施する。本発明を実施するための、可変面積型電子ビーム描画装置のデータ転送系の一例を図５に示す。図４と同一のものは、同一の符号を付して示す。

図４との違いは、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正回路４０が用いられる点である。この近接効果補正回路４０には、後方散乱による蓄積エネルギー比率演算回路４１と、該蓄積エネルギー比率演算回路４１の出力を受ける補正値演算回路４２と、該補正値演算回路４２の出力を受ける後方散乱による蓄積エネルギー比率演算回路４３が設けられている。該蓄積エネルギー比率演算回路４３の出力は補正値演算回路３９に与えられている。前記補正値演算回路４２からは後方散乱による蓄積エネルギー比率演算回路４１に再計算信号がフィードバックされている。この点が図４の実施例と異なる部分である。

制御ＣＰＵ１０からの制御信号は、ビーム図形分割処理回路３３に入り、該ビーム図形分割処理回路３３の出力はビーム図形中心位置演算回路３４に入り、該ビーム図形中心位置演算回路３４の出力はビーム図形カウント処理回路３５に入り、該ビーム図形アカウント処理回路３５の出力は、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率演算回路３７と、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率演算回路３８に入っている。これら蓄積エネルギー比率演算回路３７，３８の出力は補正値演算回路３９に入力されている。

実施例２では、再計算手法の最終計算にのみ、ビーム漏れ、てビームプロファイルのすそ野補正を含めて、近接効果補正を実施する。

実施例２では、最終計算までの、初回計算と再計算についてはビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含めず、前記「発明が解決しようとする課題」で説明した通りの従来通りの演算手法で近接効果補正による補正量を算出する。ここで、算出された最終計算前（最終計算の一つ前）の補正量をＳｍｏｄ’とすると、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含めた最終計算における近接効果補正は式１８で表され、て最終計算によって算出される補正量Ｓｍｏｄ’は式１９で表される。

ここでは、最終計算前（最終計算の一つ前）の補正量をＳｍｏｄ’を用いて算出する（式２０，式２１，式２２）。図５において、入力された描画データは、データ転送回路２０でビーム図形分割処理回路２１で分割され、ソーティング処理回路２２でソーティングの処理がなされ、成形偏向器制御回路２４、位置決め偏向器制御回路２５に供給される。同時に、ビーム照射のオン／オフを制御するブランキング制御回路２６には、照射時間演算回路２３から照射時間データが供給される。

照射時間は、照射時間演算回路２３にて、設定した照射量にビーム漏れとビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正やその他の補正回路２７からの補正を加味して算出される。ビーム漏れとビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正回路４０では、描画データより、後方散乱による蓄積エネルギー比率を演算し、演算された後方散乱による蓄積エネルギー比率のみをもとに補正値を演算する。

次いで、この補正値を加味し、再度、後方散乱による蓄積エネルギー比率を演算し、補正値を演算する工程を繰り返す再計算工程を経た補正値より、後方散乱による蓄積エネルギー比率、ビーム漏れによる直接エネルギー比率、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率を演算し、それを元に補正値演算回路３９にて補正値を演算している。なお、ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率の演算においては、先だってビーム図形に分割、ビーム図形の中心位置を演算、中心位置が含まれるビーム図形のカウント処理がビーム図形カウント処理回路３５でなされている。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ビーム漏れと、ビームプロファイルのすそ野によるパターン寸法への影響を照射時間で補正することにより、隣接するパターンの距離に応じて、パターン寸法が変化する現象を改善することができ、より高精度の描画方法を提供することが可能となる。

１０ 制御ＣＰＵ
２０ データ転送回路
２１ ビーム図形分割処理回路
２２ ソーティング処理回路
２３ 照射時間演算回路
２４ 成形偏向器制御回路
２５ 位置決め偏向器制御回路
２６ ブランキング制御回路
２７ その他補正回路
３０’ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正回路
３３ ビーム図形分割処理回路
３４ ビーム図形中心位置演算回路
３５ ビーム図形カウント処理回路
３６ 後方散乱による蓄積エネルギー比率演算回路
３７ ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率演算回路
３８ ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率演算回路
３９ 補正値演算回路

Claims (8)

1. 被描画材料上にパターンデータを用いて可変面積型の電子ビーム描画装置により後方散乱係数ηと解像しきい値Ｒｔｈを用いた近接効果補正を行いつつ図形を描画する電子ビーム描画装置の描画方法であって、ビーム漏れと、ビームプロファイルのすそ野によるパターン寸法への影響を照射時間で補正するものにおいて、
   ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正では、入射エネルギーと解像しきい値の関係を表わす係数に基づいた入射エネルギーと、後方散乱による蓄積エネルギーと、ビームオフ時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームオン時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーの和が一定となるように、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを求める、
   ようにしたことを特徴とする電子ビーム描画装置の描画方法。
2. 前記ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーは、照射時間に依存する項として表すことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画装置の描画方法。
3. ビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの計算範囲は約４μｍ四方とし、セルの大きさは０．２５μｍ四方以下とすることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画装置の描画方法。
4. 分割されたセル毎のビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの算出の際に、描画パターンデータをビーム図形に分割し、各ビーム図形の中心位置を算出し、各セル毎に中心位置が含まれるビーム図形数をカウントすることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画装置の描画方法。
5. 分割されたセル毎のビーム漏れによる蓄積エネルギー比率Ｂｌｐと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー比率Ｂｓｐの算出の際に、描画パターンデータをビーム図形に分割し、各ビーム図形の中心位置を算出し、ビーム図形寸法ごとにビーム図形数をカウントすることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画装置の描画方法。
6. ある一点に照射された場合に生じるビーム漏れによる蓄積エネルギー分布ＬＩＤと、ある一点に照射された場合に生じるビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギー分布ＳＩＤは、それぞれ、ビーム図形寸法の区分毎に、分布の強度、分布の範囲を算出することを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画装置の描画方法。
7. 近接効果補正量Ｓｍｏｄを求める際に行われる再計算手法の最終計算にのみビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含めて近接効果補正を実施することを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画装置の描画方法。
8. 被描画材料上にパターンデータを用いて可変面積型の電子ビーム描画装置により後方散乱係数ηと解像しきい値Ｒｔｈを用いた近接効果補正を行いつつ図形を描画する電子ビーム描画装置であって、ビーム漏れと、ビームプロファイルのすそ野によるパターン寸法への影響を照射時間で補正するものにおいて、
   ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野を含んだ近接効果補正では、入射エネルギーと解像しきい値の関係を表わす係数に基づいた入射エネルギーと、後方散乱による蓄積エネルギーと、ビームオフ時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームオン時に発生するビーム漏れによる蓄積エネルギーと、ビームプロファイルのすそ野による蓄積エネルギーの和が一定となるように、ビーム漏れ、ビームプロファイルのすそ野補正を含んだ近接効果補正による補正量Ｓｍｏｄを求める補正演算手段、
   を具備することを特徴とする電子ビーム描画装置。

Images