JP2012054362A - 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

【課題】より効率的な処理により、欠陥箇所にパターンが描画されにくくすることが可能な描画装置を提供する。
【解決手段】描画装置１００は、描画対象となる試料の描画領域を所定のサイズでメッシュ状に仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、配置されるパターンの面積密度を算出する面積密度算出部６４と、試料の欠陥箇所が定義された欠陥情報を入力し、試料の配置位置を回転させて、欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる試料の配置方向を探索する探索部６５と、探索された欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる試料の配置方向になるように試料を配置した状態で、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１５０と、を備える。
【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、欠陥を有する基板に電子ビームを用いてパターンを描画する装置および方法に関する。

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１５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方式（ＶＳＢ方式）という。

描画対象となるマスク基板等の試料に存在する欠陥を完全に除去すること（ゼロにすること）は非常に困難であり、数個の欠陥については許容しないと基板コストの観点から成り立たないと言われている。欠陥箇所にパターンが転写されないように、予め欠陥箇所を測定しておいた基板に対して、描画情報と欠陥情報から描画の際に基板の向きを変更する提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−８７３８号公報

上述したように、予め欠陥箇所を測定しておいた基板に対して、描画情報と欠陥情報とから欠陥箇所にパターンが転写されないように基板の向きを変更して描画することは机上の概念として有効かと思われる。しかしながら、昨今のパターンの微細化に伴い、描画情報に定義されるパターン情報は膨大であり（ショット数に換算した場合に例えば１Ｔ（テラ）個）になっている。そのため、描画情報からパターンと欠陥箇所との重なり関係を計算する露光シミュレーションをマスク基板全面に対して行うには、その計算時間が膨大となる。よって、実用的な時間内で基板の向きを回転させた例えば４方位すべての露光シミュレーションを描画前に行なうことは困難となっている。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、より効率的な処理により、欠陥箇所にパターンが描画されにくくすることが可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
描画対象となる試料の描画領域を所定のサイズでメッシュ状に仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、配置されるパターンの面積密度を算出する面積密度算出部と、
試料の欠陥箇所が定義された欠陥情報を入力し、試料の配置位置を回転させて、欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる試料の配置方向を探索する探索部と、
探索された欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる試料の配置方向になるように試料を配置した状態で、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。

メッシュ状の小領域毎のパターン面積密度を用いることで、描画情報から得られるパターン情報を用いる場合に比べて計算時間を大幅に短縮できる。

また、試料として、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）露光用のＥＵＶマスク基板が用いられ、
ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合におけるＥＵＶマスク基板の表面の歪みに関する歪み情報を記憶する記憶部と、
探索された試料の配置方向に合うように、歪み情報が示す歪みの位置を回転させる歪み位置回転部と、
回転させられた位置での歪みによるパターンの位置ずれを補正する補正部と、
をさらに備えると好適である。

或いは、試料として、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）露光用のＥＵＶマスク基板が用いられ、
ＥＵＶマスク基板を配置する複数の配置方向の配置方向毎に、ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合におけるＥＵＶマスク基板の表面の歪みに関する歪み情報をそれぞれ記憶する記憶部と、
配置方向毎の歪み情報の中から、探索された試料の配置方向の歪み情報を選択する選択部と、
選択された配置方向の歪み情報が示す歪みによるパターンの位置ずれを補正する補正部と、
をさらに備えるように構成しても好適である。

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
描画対象となる試料の描画領域を所定のサイズでメッシュ状に仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、照射量を算出する照射量分布算出部と、
試料の欠陥箇所が定義された欠陥情報を入力し、試料の配置位置を回転させて、欠陥箇所と重なる小領域の照射量が最小となる試料の配置方向を探索する探索部と、
探索された欠陥箇所と重なる小領域の照射量が最小となる試料の配置方向になるように試料を配置した状態で、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。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
描画対象となる試料の描画領域を所定のサイズでメッシュ状に仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、配置されるパターンの面積密度を算出する工程と、
試料の欠陥箇所が定義された欠陥情報を入力し、試料の配置位置を回転させて、欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる試料の配置方向を探索する工程と、
探索された欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる試料の配置方向になるように試料を配置した状態で、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。

本発明の一態様によれば、より効率的に欠陥箇所にパターンが描画されにくくすることができる。

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における各基板配置方向における欠陥位置とパターンの位置関係の一例を示す概念図である。 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ＩＤが形成された基板の一例を示す概念図である。 実施の形態１におけるメッシュ領域と欠陥位置との一例を示す概念図である。 実施の形態１における描画装置内での基板の搬送経路の一例を示す概念図である。 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における欠陥が存在するＥＵＶマスクの一例を示す断面概念図である。 実施の形態１における描画対象となる基板の断面概念図である。 実施の形態２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２におけるＥＵＶマスクでの反射の様子を説明するための概念図である。 実施の形態２におけるＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合におけるＥＵＶマスク基板の表面の歪みを説明するための概念図である。 実施の形態３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３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。 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、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、可変成形型の描画装置について説明する。

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、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。ここでは、特に、可変成形型の電子ビーム描画装置の一例を示している。描画装置１００は、描画部１５０、制御部１６０、搬出入口（Ｉ／Ｆ）１２０、ロードロック（Ｌ／Ｌ）チャンバ１３０、ロボット（Ｒ）チャンバ１４０、アライメント（ＡＬＮ）チャンバ１４６、及び真空ポンプ１７０を備えている。そして、描画装置１００は、電子ビーム２００を用いて、基板１０１に所望するパターンを描画する。描画対象となる基板１０１として、例えば、ＥＵＶ光を使用して半導体ウェハにパターンを転写するマスク基板のマスクブランクスが含まれる。

描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室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、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。パターンを描画する際には、ＸＹステージ１０５上に複数の支持ピン１０６（保持部の一例）が昇降可能に配置され、支持ピン１０６上に基板１０１が載置される。また、搬出入口１２０内には、基板１０１を搬送する搬送ロボット１２２が配置されている。ロボットチャンバ１４０内には、かかる基板１０１を搬送する搬送ロボット１４２が配置されている。また、搬出入口１２０には、基板１０１に形成されたＩＤ（識別子）を光学的に読取可能な読取装置１２１が配置されている。

制御部１６０は、計算機ユニット１１０、制御回路１１２、偏向制御回路１１４、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４１，１４３，１４７を有している。計算機ユニット１１０、制御回路１１２、偏向制御回路１１４、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４１，１４３，１４７は、図示しないバスを介して互いに接続されている。

制御回路１１２は、描画制御部７６によって制御され、制御回路１１２は、描画部１５０、搬出入口１２０、Ｌ／Ｌチャンバ１３０、ロボットチャンバ１４０、アライメントチャンバ１４６内の各機器を制御および駆動させる。また、読取装置１２１で読み取られたＩＤは、計算機ユニット１１０に出力される。

制御計算機ユニット１１０内には、ＩＤ取得部６０、メモリ６１、欠陥座標・サイズ取得部６２、面積密度算出部６４、探索部６５、設定部７０、描画データ処理部７２、回転処理部７４、及び描画制御部７６が配置される。探索部６５は、欠陥位置面積密度算出部６６、及び最小面積密度方向算出部６８を有している。ＩＤ取得部６０、欠陥座標・サイズ取得部６２、面積密度算出部６４、探索部６５、、設定部７０、描画データ処理部７２、回転処理部７４、及び描画制御部７６の各機能は、コンピュータを実行させるプログラム等のソフトウェアで構成しても構わない。或いは、電気機器若しくは電子機器等のハードウェアで構成しても構わない。或いは、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成しても構わない。或いは、ファームウェアとハードウェアの組み合わせで構成しても構わない。ＩＤ取得部６０、欠陥座標・サイズ取得部６２、面積密度算出部６４、探索部６５、設定部７０、描画データ処理部７２、回転処理部７４、及び描画制御部７６の各機能で処理される入力情報および演算処理情報はその都度メモリ６１に記憶される。よって、欠陥位置面積密度算出部６６、及び最小面積密度方向算出部６８の各機能も、コンピュータを実行させるプログラム等のソフトウェアで構成しても構わない。或いは、電気機器若しくは電子機器等のハードウェアで構成しても構わない。或いは、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成しても構わない。或いは、ファームウェアとハードウェアの組み合わせで構成しても構わない。

真空ポンプ１７０は、バルブ１７２を介してロボットチャンバ１４０、及びアライメントチャンバ１４６内の気体を排気する。これにより、ロボットチャンバ１４０、及びアライメントチャンバ１４６内は真空雰囲気に維持される。また、真空ポンプ１７０は、バルブ１７４を介して電子鏡筒１０２内及び描画室１０３内の気体を排気する。これにより、電子鏡筒１０２内及び描画室１０３内は真空雰囲気に維持される。また、真空ポンプ１７０は、バルブ１７６を介してロードロックチャンバ１３０内の気体を排気する。これにより、ロードロックチャンバ１３０内は必要に応じて真空雰囲気に制御される。また、搬出入口１２０とロードロックチャンバ１３０とロボットチャンバ１４０と描画室１０３とのそれぞれの境界には、ゲートバルブ１３２，１３４，１３６が配置される。

記憶装置１４１には、パターンレイアウト情報となる描画データ（パターンデータ）が外部より入力され格納（記憶）されている。記憶装置１４３には、基板情報が外部から入力され格納（記憶）される。基板情報として、例えば、基板を特定する基板ＩＤとその基板１０１の欠陥情報とが対応するように定義される。欠陥情報を得るためには、まず、欠陥位置を特定する必要がある。そのために、まずは、描画前に図示しない位相欠陥検査装置で基板１０１の位相欠陥検査を行う。基板１０１には、ＡＬＮ−マークが形成されている。位相欠陥検査装置は、基板上の欠陥の有無を検査し、かかるＡＬＮ−マークを基準にして欠陥位置および欠陥サイズを測定する。その結果、ユーザは、描画前に事前にＡＬＮ−マークの位置を基準にした欠陥位置および欠陥サイズの情報を取得できる。例えば、欠陥位置は、ＡＬＮ−マークの位置の座標を基準にした欠陥の中央部位置の座標（ｘ，ｙ）で示される。また、欠陥サイズは、欠陥位置座標を中心として欠陥の最大外形まで広げた円の直径（Ｄ）で示される。かかる欠陥位置および欠陥サイズの情報は、欠陥情報として記憶装置１４３に格納される。

ここで、パターンデータと基板情報は、図１では２つの異なる記憶装置１４１，１４３に格納されているが、これに限るものではない。同じ記憶装置に格納されてもよいことは言うまでもない。また、パターンデータが上述したＩＤと関連付けされていても好適である。

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。また、搬送ロボット１２２，１４２は、例えば、多軸型のロボットが用いられる。また、搬送ロボット１２２，１４２は、エレベータ機構や回転機構など機械的な機構であれば構わない。

図２は、実施の形態１における各基板配置方向における欠陥位置とパターンの位置関係の一例を示す概念図である。図２（ａ）では、基準方向に対して回転角度が０度に基板１０１が配置された場合の欠陥３２，３４とパターン３１の位置関係の一例を示す。基準方向は、基板１０１に形成されるノッチやアライメントマーク等を基準に予め設定しておけばよい。図２（ａ）の例では、欠陥３２，３４がパターン３１と重なっている場合を示している。図２（ｂ）では、基準方向に対して回転角度が９０度に基板１０１が配置された場合の欠陥３２，３４とパターン３１の位置関係の一例を示す。図２（ｂ）の例では、欠陥３２，３４のうち、欠陥３２がパターン３１と重なっている場合を示している。図２（ｃ）では、基準方向に対して回転角度が１８０度に基板１０１が配置された場合の欠陥３２，３４とパターン３１の位置関係の一例を示す。図２（ｃ）の例では、欠陥３２，３４がパターン３１の位置から外れた場合を示している。図２（ｄ）では、基準方向に対して回転角度が２７０度に基板１０１が配置された場合の欠陥３２，３４とパターン３１の位置関係の一例を示す。図２（ｄ）の例では、欠陥３２，３４のうち、欠陥３４がパターン３１と重なっている場合を示している。以上のような配置関係になる場合、図２（ｃ）に示したように基板１０１を９０度回転させた位置でパターン３１を描画した場合が最も欠陥とパターンとの重なりを少なくすることができる。よって、かかる配置関係では、基板１０１を９０度回転させた位置で描画することが望ましい。ここで、かかる配置関係を得るために、従来のように描画データ（パターン情報）から直接的に欠陥との重なり具合を求めていたのでは、上述したように膨大な情報を処理する必要があるため計算時間が膨大になる。例えば、ショット数に換算した場合に例えば１Ｔ（テラ）個になっている。また、図形データのサイズは、ナノメートル（ｎｍ）単位で定義されている。かかるサイズのパターンと欠陥箇所との重なり関係を計算する露光シミュレーションをマスク基板全面に対して行うには、その計算時間が膨大となる。そこで、実施の形態１では、描画領域を、これらの図形サイズに比べて大きなメッシュ状のメッシュ領域に仮想分割して、各メッシュ内のパターン面積密度を利用して欠陥との重なり状況を推定する。

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、描画レイアウト登録工程（Ｓ１００）と、面積密度算出工程（Ｓ１０２）と、欠陥情報読み取り工程（Ｓ１１２）と、欠陥座標／サイズ取得工程（Ｓ１１４）と、探索工程（Ｓ１２０）と、基板登録工程（Ｓ１３０）と、描画処理工程（Ｓ１３２）といった一連の工程を実施する。探索工程（Ｓ１２０）は、その内部工程として、各方向の欠陥位置での面積密度算出工程（Ｓ１２２）と、最小面積密度方向算出／設定工程（Ｓ１２４）という一連の工程を実施する。描画処理工程（Ｓ１３２）は、その内部工程として、基板回転処理工程（Ｓ１３４）と、搬送処理工程（Ｓ１３６）と、描画工程（Ｓ１４０）という一連の工程を実施する。

描画レイアウト登録工程（Ｓ１００）として、ユーザによって、描画装置１００に描画する描画レイアウトが登録される。

面積密度算出工程（Ｓ１０２）として、面積密度算出部６４は、描画対象となる基板１０１（試料）の描画領域を所定のサイズでメッシュ状に仮想分割した複数のメッシュ領域（小領域）のメッシュ領域毎に、配置されるパターンの面積密度を算出する。ここで、メッシュ領域のサイズは、１μｍのサイズで設定されると好適である。電子ビーム描画では、近接効果やかぶりといった寸法変動を引き起こす現象に対応するために寸法補正を行う場合が多い。これらは、かかる現象の影響範囲の例えば１／１０のサイズのメッシュに描画領域を仮想分割して各メッシュ領域の面積密度を用いて寸法を補正する。かかる近接効果を補正するための計算用のメッシュサイズとして例えば１μｍのサイズで設定されると好適である。そして、メッシュ領域毎に算出された面積密度ρによる面積密度マップを作成し、記憶装置１４７に記憶し、格納する。

一方、描画データ処理部７２は、登録された描画レイアウトに対応する描画データ（パターンレイウアトデータ）を記憶装置１４１から読み出し、複数段のデータ変換処理を行って装置固有のショットデータを生成する。ここでは、上述した面積密度マップを用いて近接効果を補正した照射時間になるようにショットデータを生成するとより好適である。近接効果補正やかぶり補正の演算方法については、その記載を省略する。

欠陥情報読み取り工程（Ｓ１１２）として、搬出入口１２０に基板１０１が配置されると、読取装置１２１は、基板１０１からＩＤを読み取る。ＩＤ取得部６０は、読み取られたＩＤを読取装置１２１から入力し、取得する。読取装置１２１或いはＩＤ取得部６０は、読取部の一例となる。

図４は、実施の形態１におけるＩＤが形成された基板の一例を示す概念図である。基板１０１の側面には、読取装置１２１で光学的に読取可能なＩＤ３３がコード化されて形成されている。かかるＩＤ３３は、例えば、ＳＥＭＩ規格で規定されているデータマトリックスで形成される。そして、かかるＩＤ３３に関連付けされた欠陥情報が外部から入力され記憶装置１４３に格納される。

欠陥座標／サイズ取得工程（Ｓ１１４）として、欠陥座標・サイズ取得部６２は、記憶装置１４３に格納された基板情報を参照し、読み取られたＩＤに対応付けされた、基板１０１の欠陥の位置を示す欠陥位置情報と、欠陥のサイズを示す欠陥サイズ情報を読み出す。

探索工程（Ｓ１２０）として、探索部６５は、基板１０１の欠陥箇所が定義された欠陥情報を入力し、基板１０１の配置位置を回転させて、欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる基板１０１の配置方向を探索する。具体的には、以下のように動作する。

各方向の欠陥位置での面積密度算出工程（Ｓ１２２）として、欠陥位置面積密度算出部６６は、基板１０１の欠陥箇所が定義された欠陥情報を入力し、基板１０１の配置位置を回転させながら、欠陥箇所と重なるメッシュ領域の面積密度を算出する。ここでは、基準方向に対して、０度、９０度、１８０度、２７０度の各配置方向に基板１０１を配置した場合に欠陥箇所と重なるメッシュ領域の面積密度を算出する。面積密度は既に作成された面積密度マップから参照すればよい。

図５は、実施の形態１におけるメッシュ領域と欠陥位置との一例を示す概念図である。図５において、面積密度マップ５５のあるメッシュ領域５６と重なる位置に欠陥３２が位置する場合を示している。欠陥サイズは、例えば、１０〜１００ｎｍ程度の場合が多く、メッシュサイズである１μｍよりも小さい。そして、欠陥位置面積密度算出部６６は、９０°毎に基板の配置位置を回転させて、各方位における欠陥箇所と重なるメッシュ領域の面積密度を算出する。

最小面積密度方向算出／設定工程（Ｓ１２４）として、最小面積密度方向算出部６８は、算出された各方位における欠陥箇所と重なるメッシュ領域の面積密度を方位毎に累積加算する。欠陥箇所が１箇所であれば、その欠陥位置での面積密度となるが、複数の欠陥が存在する場合には、それぞれの欠陥箇所での面積密度の合計が、かかる方位における面積密度とする。そして、最小面積密度方向算出部６８は、各方位の陥箇所での面積密度の合計値が最小となる方向を算出する。そして、設定部７０は、得られた最小の面積密度となる方向を設定する。

基板登録工程（Ｓ１３０）として、描画対象となる基板１０１を描画装置１００に登録する。その際、ユーザにより基板１０１を回転してよいかどうかが設定される。これにより、例え欠陥と重なったとしてもそのまま基板を描画する選択肢を得ることができる。

描画処理工程（Ｓ１３２）として、描画部１５０は、探索された欠陥箇所と重なるメッシュ領域の面積密度が最小となる基板１０１の配置方向になるように基板１０１を配置した状態で、電子ビーム２００を用いて基板１０１にパターンを描画する。具体的には以下のように動作する。

まず、基板回転処理工程（Ｓ１３４）として、搬出入口１２０に配置された基板１０１は、読取装置１２１によりＩＤ３３が読み取られた後、回転処理部７４によって制御された回転機構によって、設定された方位に回転させられる。搬出入口１２０内には、基板１０１を回転させる回転機構が配置されている。例えば、基板１０１のノッチやＡＬＮマーク等を基準に０度を設定し、その基準方位から設定された方位に基板１０１を回転すればよい。基板１０１の回転は、上述した基板登録工程（Ｓ１３０）で基板１０１を回転してよいと設定された場合に回転させればよい。

次に、搬送処理工程（Ｓ１３６）として、搬送系により基板１０１は、描画室１０３内へと搬送される。

図６は、実施の形態１における描画装置内での基板の搬送経路の一例を示す概念図である。搬出入口１２０に配置された基板１０１は、設定された方向に回転させられた後、ゲートバルブ１３２を開けた後、搬送ロボット１２２によりＬ／Ｌチャンバ１３０内の支持部材上に搬送される。そして、ゲートバルブ１３２を閉めた後、Ｌ／Ｌチャンバ１３０内は真空ポンプ１７０で真空雰囲気にされる。次に、Ｌ／Ｌチャンバ１３０内の支持部材上に配置された基板１０１は、ゲートバルブ１３４を開けた後、搬送ロボット１４２によりロボットチャンバ１４０を介してアライメントチャンバ１４６内のステージに搬送される。そして、基板１０１は、アライメントされる。次に、アライメントチャンバ１４６内のステージ上に配置された基板１０１は、ゲートバルブ１３６を開けた後、搬送ロボット１４２によりロボットチャンバ１４０を介して描画室１０３内に搬入される。このようにして、基板１０１は描画室１０３に搬入され、支持ピン１０６上に載置される。この段階で既に欠陥と重なるメッシュ領域の面積密度が最小となる方位に配置されている。

描画工程（Ｓ１４０）として、描画部１５０は、描画室１０３内で基板１０１にパターンを描画する。描画室１０３に基板１０１が搬送された後、制御回路１１２による制御のもと、描画部１５０は、以下のように動作する。

描画部１５０は、描画室１０３内で支持ピン１０６に載置された基板１０１に、電子ビーム２００を用いてパターンを描画する。具体的には、以下の動作を行なう。照射部の一例となる電子銃２０１から放出された電子ビーム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。このように、電子ビーム２００は可変成形される。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、偏向器２０８により偏向される。偏向器２０８は、偏向制御回路１１４に制御され、偏向制御回路１１４は、生成されたショットデータショットデータに従って偏向器２０８を偏向することになる。その結果、例えば連続移動するＸＹステージ１０５上の基板１０１の所望する位置に照射される。

描画終了後、基板１０１は、ゲートバルブ１３４，１３６を開けた後、搬送ロボット１４２によりロボットチャンバ１４０を介してＬ／Ｌチャンバ１３０内の支持部材上に搬送される。ゲートバルブ１３４を閉めた後、Ｌ／Ｌチャンバ１３０内は大気圧の雰囲気に戻される。そして、基板１０１は、ゲートバルブ１３２を開けた後、搬送ロボット１２２により搬出入口１２０に配置される。

以上のように、基板１０１の配置位置を回転させることで欠陥との重なりをより少なくすることができる。また、パターンのショットサイズよりも十分大きなサイズのメッシュ領域に分割して、メッシュ領域毎の面積密度の大小から基板の配置位置を決めることで、計算時間を大幅に短縮できる。計算時間はサイズ比の２乗で速くなるので、例えば、０．１ｎｍ単位で寸法が定義されるパターンデータから重なり具合を計算する場合に比べて、１μｍサイズのメッシュ領域のマップを用いることで、例えば、１００万倍速く計算が可能となる。よって、より効率的な処理により、欠陥箇所にパターンが描画されにくくすることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、欠陥がパターンと重ならないように効率的に基板１０１を回転させる方位を求めて、その方位で描画する構成について説明した。実施の形態２では、さらに、基板の歪み補正も行う場合について説明する。

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、磁気ディスク等の記憶装置１４５が追加された点と、計算機ユニット１１０内に歪み位置回転部８０及び係数算出部７８を追加した点と、偏向制御回路１１４内に補正部８１と偏向量算出部８２が追加された点以外は、図１と同様である。また、以下、特に説明しない内容は実施の形態１と同様である。

実施の形態１では、基板１０１として、光を透過してパターンをウェハ等に転写する一般のフォトマスク基板や極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光を反射してパターンをウェハ等に転写するＥＵＶマスク基板等、いずれの基板についても利用できる。実施の形態２では、かかる基板種のうち、特に、ＥＵＶマスク基板を用いる場合について説明する。

図８は、実施の形態２における欠陥が存在するＥＵＶマスクの一例を示す断面概念図である。ＥＵＶマスクは、ガラス基板１０上に２．９ｎｍの膜厚のモリブデン（Ｍｏ）と４．１ｎｍの膜厚のシリコン（Ｓｉ）が交互に例えば４０層積層された多層膜１２がガラス基板１０表面全面に形成されている。そして、多層膜１２上の全面にルテニウム（Ｒｕ）等のキャップ膜１４が形成される。そして、ＥＵＶ光を反射する領域では、かかるキャップ膜１４が露出している。一方、ＥＵＶ光を反射しない領域では、キャップ膜１４上にＥＵＶ光を吸収する吸収体膜１６と反射防止膜１８が順に形成されている。ここで、図８（ａ）に示すように吸収体膜１６が存在しない領域４２内に多層膜１２の欠陥４０が存在すると反射されるＥＵＶ光の位相がずれてしまう。その結果、製造されたＥＵＶマスクで半導体ウェハ上にパターンを転写するとパターンの位置がずれてしまうことになる。そのため、実施の形態２では、図８（ｂ）に示すように、パターニング後に、欠陥４０の位置が、吸収体膜１６が存在する領域４４内にくるように図８（ａ）に示す位置からＥＵＶマスクを回転させた位置で描画を行う。言い換えれば、レジスト膜２０が塗布されたＥＵＶマスクブランクスである基板１０１に描画装置１００で描画し、レジストを現像し、現像後に残ったレジスト膜２０で形成されるレジストパターンをマスクとして反射防止膜１８と吸収体膜１６とをエッチングし、残ったレジスト膜２０をアッシングで除去することで基板１０１のパターニングが行なわれる。かかるパターニングによってＥＵＶマスクが製造される。そして、かかるパターニング後に、欠陥４０の位置が、吸収体膜１６が存在する領域４４内にくるように描画装置１００で描画する際に基板１０１の配置位置を回転させる。

図９は、実施の形態１における描画対象となる基板の断面概念図である。図９において、描画対象となる基板１０１は以下のように構成される。ガラス基板１０上に２．９ｎｍの膜厚のモリブデン（Ｍｏ）と４．１ｎｍの膜厚のシリコン（Ｓｉ）が交互に例えば４０層積層された多層膜１２がガラス基板１０表面全面に形成されている。そして、多層膜１２上の全面に例えばルテニウム（Ｒｕ）等のキャップ膜１４が形成される。そして、キャップ膜１４上の表面全面にＥＵＶ光を吸収する吸収体膜１６と反射防止膜１８が順に形成されている。吸収体膜１６と反射防止膜１８の主たる材料として、例えばタンタル（Ｔａ）用いられる。そして、反射防止膜１８上にレジスト膜２０が形成される。ポジ型のレジスト材が用いられる場合には、パターニング後に吸収体膜１６が残る領域４４が電子ビーム２００の非照射域（非描画領域）、吸収体膜１６が残らない領域４２が電子ビーム２００の照射域（描画領域）となる。ネガ型のレジスト材が用いられる場合には、パターニング後に吸収体膜１６が残る領域４４が電子ビーム２００の照射域（描画領域）、吸収体膜１６が残らない領域４２が電子ビーム２００の非照射域（非描画領域）となる。言い換えれば、レジストを現像後にレジスト膜２０が残る領域が、吸収体膜１６が残る領域４４となり、そして、レジスト膜２０が残らない領域が、吸収体膜１６が残らない領域４２となる。また、ガラス基板１０の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）等の導電膜２２が形成される。

ガラス基板１０の側面には、読取装置１２１で光学的に読取可能なＩＤ３０がコード化されて形成されている。かかるＩＤ３０は、例えば、ＳＥＭＩ規格で規定されているデータマトリックスで形成される。そして、かかるＩＤ３０に関連付けされた欠陥情報が外部から入力され記憶装置１４３に格納される。欠陥情報の内容は実施の形態１と同様である。描画装置１００で描画する際にＥＵＶマスク基板となる基板１０１の配置位置を回転させる手法は実施の形態１で説明した通りである。

図１０は、実施の形態２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１０において、実施の形態２における描画方法は、探索工程（Ｓ１２０）と基板登録工程（Ｓ１３０）との間に、歪み位置回転処理工程（Ｓ１２５）と、補正係数算出工程（Ｓ１２８）と、補正工程（Ｓ１２９）という一連の工程が追加された点と、搬送工程（Ｓ１３６）と描画工程（Ｓ１４０）との間に偏向量算出工程（Ｓ１３８）が追加された点、以外は、図３と同様である。

図１１は、実施の形態２におけるＥＵＶマスクでの反射の様子を説明するための概念図である。ＥＵＶ光は、波長が１３．４ｎｍの軟Ｘ線領域に区分される光で多くの物体で透過吸収されるために、もはや投影光学系を形成することが出来ない。そのため、ＥＵＶ光を用いた露光手法については反射光学系が提案されている。

そのため、使用されるＥＵＶマスクも従来のように透過光を通すために周辺を３点または４点で保持するというような方式ではなくて、裏面のほとんどを平面でチャックする。さらに光の減衰を考慮して、システムそのものが真空チャンバ内に設置されるため、ＥＵＶ用のマスクの固定には静電チャックの使用を前提としている。そして、露光される基板及び静電チャック自体が、ＳＥＭＩ規格で規定されているように厳しく仕様が定義されている。ここで、図１１（ａ）に示すように基板３００の裏面が平面に固定された際に、表面も平らで平坦であれば、ＥＵＶ光４３は所望の反射角度で反射される。しかしながら、図１１（ｂ）に示すように基板３０２の裏面が平面に固定された際に、表面が歪み、凹凸が生じてしまうとＥＵＶ光４５は所望の反射角度で反射されない。そのため、描画装置１００でパターンを描画する際には、ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合の表面の歪み量に応じた描画位置補正が必要となる。

図１２は、実施の形態２におけるＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合におけるＥＵＶマスク基板の表面の歪みを説明するための概念図である。図１２（ａ）に示すように、基板１０１は、表面も裏面も共に歪みを持っている。かかる状態のまま維持されれば、ＥＵＶ露光での補正は、表面の歪みだけを考慮すれば足りる。しかし、実際には、ＥＵＶ露光の際、基板１０１は、基板１０１の裏面を平面に矯正した状態で配置されるので、図１２（ｂ）に示すように、表面の歪み量が裏面矯正前とは異なる。

そこで、記憶装置１４５には、ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合におけるＥＵＶマスク基板の表面の歪みに関する歪み情報が外部から入力され格納（記憶）される。具体的には、基板１０１の配置方位０度における基板の各位置での歪み量が定義された歪み情報が格納される。しかし、かかる歪み情報は、あくまで基板１０１の配置方位０度における歪みの向きや大きさを示しているので、描画の際に基板１０１を回転させる場合には、かかる歪みの向きや大きさが変化してしまう。そこで、実施の形態２では、基板１０１の回転にあわせて歪み情報も回転させた情報に作成し直す。

描画レイアウト登録工程（Ｓ１００）から探索工程（Ｓ１２０）までは、実施の形態１と同様である。

歪み位置回転処理工程（Ｓ１２５）として、歪み位置回転部８０は、記憶装置１４７から歪み情報を読み出し、探索された基板１０１の配置方向に合うように、歪み情報が示す歪みの位置を回転させて、新たな歪み情報（設定方位歪み情報）を作成する。

補正係数算出工程（Ｓ１２８）として、係数算出部７８は、基板１０１の配置方向に合うように歪み位置が回転させられた歪み情報を用いて、描画位置の補正係数を算出する。例えば、描画領域を所定のサイズのメッシュ領域に仮想分割して、各メッシュ領域に歪み情報に定義された歪み方向および歪み量により生じるウェハ等へ転写した際のパターンの位置ずれを補正する補正量を定義した歪み補正量マップを作成する。そしてかかる補正量を多項式で近似してその係数を算出する。算出された各項の係数は、偏向制御回路１１４に出力される。

補正工程（Ｓ１２９）として、補正部８１は、回転させられた位置での歪みによるパターンの位置ずれを補正する。具体的には、以下にようにして補正する。補正部８１は、入力された係数を予め保存していた偏向量を演算する際の多項式の係数に項毎に加算する。これにより、各描画位置への偏向量を演算する際に、ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合における、回転させられた位置でのＥＵＶマスク基板の表面の歪みによるパターンの位置ずれを補正できる。

そして、基板登録工程（Ｓ１３０）と、描画処理工程（Ｓ１３２）内の基板回転処理工程（Ｓ１３４）と、搬送処理工程（Ｓ１３６）とが行われる。

そして、偏向量算出工程（Ｓ１３８）として、偏向量算出部８２は、生成されたショットデータに沿って、各ショットの照射位置へと電子ビーム２００を偏向する偏向量を演算する。既に描画位置が補正されているので、ここでの偏向量は、ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合における、回転させられた位置でのＥＵＶマスク基板の表面の歪みにより生じるウェハ等へ転写した際のパターンの位置ずれが補正された位置へと偏向する偏向量となる。

描画工程（Ｓ１４０）として、描画部１５０は、ショット毎に、補正された位置へと可変成形された電子ビーム２００を照射する。描画工程（Ｓ１４０）のその他の動作は実施の形態１と同様である。

以上のように、歪み量についても基板の回転方位に合わせて補正することで、実施の形態１の効果に加え、さらに、ＥＵＶマスク基板の歪み補正も合わせて可能となる。よって、高精度な描画が可能となる。

実施の形態３．
実施の形態２では、歪み情報として、基準方位（０度）での歪み情報が外部から入力され、かかる歪み情報を設定された基板配置方位に合わせて作成し直したが、これに限るものではない。

図１３は、実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。図１３において、歪み位置回転部８０の代わりに、選択部８３を配置した点以外は、図７と同様である。

図１４は、実施の形態３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１４において、実施の形態３における描画方法は、歪み位置回転処理工程（Ｓ１２５）の代わりに歪み情報選択工程（Ｓ１２６）を実施する点以外は、図１０と同様である。また、以下、特に説明しない内容は実施の形態２と同様である。

実施の形態３では、記憶装置１４５には、ＥＵＶマスク基板を配置する複数の配置方向の配置方向毎に、ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合におけるＥＵＶマスク基板の表面の歪みに関する歪み情報がそれぞれ外部から入力され格納（記憶）される。具体的には、基板１０１の配置方位が基準配置角度に対して、０°、９０°、１８０°、２７０°の各方位における基板の各位置での歪み量が定義された歪み情報が格納される。そこで、実施の形態３では、基板１０１の回転にあわせて歪み情報を選択する。

描画レイアウト登録工程（Ｓ１００）から探索工程（Ｓ１２０）までは、実施の形態１と同様である。

歪み情報選択工程（Ｓ１２６）として、選択部８３は、配置方向毎の歪み情報の中から、探索された基板１０１の配置方向に合うように、基板１０１の配置方向の歪み情報を選択する。

補正係数算出工程（Ｓ１２８）として、係数算出部７８は、基板１０１の配置方向に合うように選択された歪み情報を用いて、描画位置の補正係数を算出する。例えば、描画領域を所定のサイズのメッシュ領域に仮想分割して、各メッシュ領域に歪み情報に定義された歪み方向および歪み量により生じるウェハ等へ転写した際のパターンの位置ずれを補正する補正量を定義した歪み補正量マップを作成する。そしてかかる補正量を多項式で近似してその係数を算出する。算出された各項の係数は、偏向制御回路１１４に出力される。

補正工程（Ｓ１２９）として、補正部８１は、選択された配置方向の歪み情報が示す歪みによるパターンの位置ずれを補正する。具体的には、以下にようにして補正する。補正部８１は、入力された係数を予め保存していた偏向量を演算する際の多項式の係数に項毎に加算する。これにより、各描画位置への偏向量を演算する際に、ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合における、回転させられた位置でのＥＵＶマスク基板の表面の歪みによるパターンの位置ずれを補正できる。

以上のように、予め基板１０１が配置される各配置方向での歪み情報を外部から入力しておいても実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

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。上述した各実施の形態では、面積密度マップの面積密度を用いて、欠陥箇所と重なるメッシュ領域の面積密度が最小となる基板１０１の配置方向（配置方位）を探索していたが、これに限るものではない。例えば、面積密度の代わりに照射量（ドーズ）を用いても好適である。照射量は、近接効果補正を行うため、メッシュ領域毎に算出される。よって、メッシュ領域毎に算出された照射量マップ（ドーズマップ）の照射量を用いて、欠陥箇所と重なるメッシュ領域の照射量が最小となる基板１０１の配置方向（配置方位）を探索しても好適である。かかる場合に、描画部１５０が、探索された欠陥箇所と重なるメッシュ領域の照射量が最小となる基板１０１の配置方向になるように基板１０１を配置した状態で、電子ビーム２００を用いて基板１０１にパターンを描画すればよい。面積密度の代わりに照射量（ドーズ）を用いる場合の構成は、上述した各実施の形態及び図面中、「面積密度」を「照射量」と読みかえればよい。かかる構成により、欠陥との重なりをより少なくする処理を行いながら、同時に近接効果補正もできる。

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 ガラス基板
１２ 多層膜
１４ キャップ膜
１６ 吸収体膜
１８ 反射防止膜
２０ レジスト膜
２２ 導電膜
３０，３３ ＩＤ
３１ パターン
３２，３４，４０ 欠陥
４２，４４ 領域
５５ 面積密度マップ
５６ メッシュ領域
６０ ＩＤ取得部
６１ メモリ
６２ 欠陥座標・サイズ取得部
６４ 面積密度算出部
６５ 探索部
６６ 欠陥位置面積密度算出部
６８ 最小面積密度方向算出部
７０ 設定部
７２ 描画データ処理部
７４ 回転処理部
７６ 描画制御部
７８ 係数算出部
８０ 歪み位置回転部
８１ 補正部
８２ 偏向量算出部
８３ 選択部
１００ 描画装置
１０１ 基板
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０６ 支持ピン
１１０ 計算機ユニット
１１２ 制御回路
１１４ 偏向制御回路
１２０ 搬出入口
１２１ 読取装置
１２２，１４２ 搬送ロボット
１３０ ロードロックチャンバ
１３２，１３４，１３６ ゲートバルブ
１４０ ロボットチャンバ
１４１，１４３，１４５，１４７ 記憶装置
１４６ アライメントチャンバ
１５０ 描画部
１６０ 制御部
１７０ 真空ポンプ
１７２，１７４，１７６ バルブ
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
２０５，２０８ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
３３０ 電子線
３４０ 試料
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (6)

1. 描画対象となる試料の描画領域を所定のサイズでメッシュ状に仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、配置されるパターンの面積密度を算出する面積密度算出部と、
   前記試料の欠陥箇所が定義された欠陥情報を入力し、前記試料の配置位置を回転させて、前記欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる前記試料の配置方向を探索する探索部と、
   探索された前記欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる前記試料の配置方向になるように前記試料を配置した状態で、荷電粒子ビームを用いて前記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荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記試料として、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）露光用のＥＵＶマスク基板が用いられ、
   前記ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合における前記ＥＵＶマスク基板の表面の歪みに関する歪み情報を記憶する記憶部と、
   探索された前記試料の配置方向に合うように、前記歪み情報が示す歪みの位置を回転させる歪み位置回転部と、
   回転させられた位置での歪みによるパターンの位置ずれを補正する補正部と、
   をさらに備えた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. 前記試料として、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）露光用のＥＵＶマスク基板が用いられ、
   前記ＥＵＶマスク基板を配置する複数の配置方向の配置方向毎に、前記ＥＵＶマスク基板の裏面を平面に矯正した場合における前記ＥＵＶマスク基板の表面の歪みに関する歪み情報をそれぞれ記憶する記憶部と、
   前記配置方向毎の歪み情報の中から、探索された前記試料の配置方向の歪み情報を選択する選択部と、
   選択された配置方向の歪み情報が示す歪みによるパターンの位置ずれを補正する補正部と、
   をさらに備えた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。
4. 描画対象となる試料の描画領域を所定のサイズでメッシュ状に仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、照射量を算出する照射量分布算出部と、
   前記試料の欠陥箇所が定義された欠陥情報を入力し、前記試料の配置位置を回転させて、前記欠陥箇所と重なる小領域の照射量が最小となる前記試料の配置方向を探索する探索部と、
   探索された前記欠陥箇所と重なる小領域の照射量が最小となる前記試料の配置方向になるように前記試料を配置した状態で、荷電粒子ビームを用いて前記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荷電粒子ビーム描画装置。
5. 描画対象となる試料の描画領域を所定のサイズでメッシュ状に仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、配置されるパターンの面積密度を算出する工程と、
   前記試料の欠陥箇所が定義された欠陥情報を入力し、前記試料の配置位置を回転させて、前記欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる前記試料の配置方向を探索する工程と、
   探索された前記欠陥箇所と重なる小領域の面積密度が最小となる前記試料の配置方向になるように前記試料を配置した状態で、荷電粒子ビームを用いて前記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荷電粒子ビーム描画方法。
6. 前記小領域のサイズは、近接効果を補正するための計算用のメッシュサイズであることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。

Images