JP2012178461A - 荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージの連続移動方向により直交方向に生じる位置誤差に起因するフォトマスクの精度悪化を抑制可能な荷電粒子ビーム描画装置、及び描画方法を提供する。
【解決手段】荷電粒子ビーム描画装置は試料を設置するためのステージ（１２２）と、ステージ上の試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する描画部（１１１）と、荷電粒子ビームが描画領域内の所定の位置に照射されるよう、ステージの移動動作と描画部の描画動作を制御する制御部（１１２）とを備える。制御部は、荷電粒子ビームが描画領域の個々の第１ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるよう、上記移動動作と上記描画動作を制御する第１の描画制御部（２２１）と、荷電粒子ビームが描画領域の個々の第２ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるよう、上記移動動作と上記描画動作を制御する第２の描画制御部（２２２）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描画方法に係り、例えば、描画時におけるＸＹステージの移動制御を駆使した荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法に関する。

リソグラフィ技術は、半導体デバイスの微細化の進展を担う重要な技術である。近年、半導体デバイスに要求される回路線幅は、年々微細化されている。そのため、半導体製造プロセスのリソグラフィ工程では、高精度のマスクパターンを有するフォトマスクが必要とされている。

このようなフォトマスクは、例えば、電子ビーム（荷電粒子ビーム）描画技術により作製可能である。電子ビーム描画技術は、優れた解像性を有しており、高精度のマスクパターンを作製するのに適している。

図８は、従来の可変成形型の電子ビーム描画装置３０１の構成を示す概略的な機器構成図である。

第１のアパーチャ３１３には、電子ビーム源３１１から照射された電子ビーム３１２を成形するための第１の開口３１４が設けられている。第１の開口３１４は、矩形の形状を有している。また、第２のアパーチャ３１５には、第１の開口３１４を通過した電子ビーム３１２を所望の矩形形状に成形するための第２の開口３１６が設けられている。第２の開口３１６は、可変成形開口と呼ばれる。

電子ビーム源３１１から照射された電子ビーム３１２は、第１の開口３１４を通過し、偏向器により偏向され、第２の開口３１６の一部を通過した後、ステージ３１８上に設置された試料３１７の描画領域に照射される。試料３１７は、例えば、フォトマスク作製用のマスクブランクスである。このように、電子ビーム３１２を第１の開口３１４と第２の開口３１６の両方を通過させて、任意の形状に成形する方式を、可変成形方式という（例えば、特許文献１、２を参照）。

図８の電子ビーム描画装置３０１は、ステージ３１８を所定の一方向（例えばＸ方向）に連続的に移動させながら、試料３１７に対し電子ビーム３１２を照射する。この場合、ステージ３１８の連続移動方向であるＸ方向には、移動の追跡、移動の加速、歪の変化等に起因して、描画位置の位置誤差が生じる。一方、連続移動方向に直交する方向であるＹ方向には、ストライプ同士のつなぎや、描画中の環境要因の変動等に起因する描画位置の位置誤差が生じる。

このように、Ｘ方向に生じる位置誤差とＹ方向に生じる位置誤差には、別個の誤差要因が含まれる。そのため、一方の誤差が他方の誤差よりも極端に大きくなった場合、作製されるフォトマスクの精度が悪くなってしまう。

特開２００９−２３１４４６号公報 特開２０１０−７３９０９号公報

本発明は、ステージの連続移動方向に生じる位置誤差と、その直交方向に生じる位置誤差との差異に起因するフォトマスクの精度の悪化を抑制可能な荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することにある。

本発明の一態様である荷電粒子ビーム描画装置は、試料を設置するためのステージと、このステージ上に設置された試料の描画領域に、荷電粒子ビームを照射して、描画領域にパターンを描画する描画部と、荷電粒子ビームが描画領域内の所定の位置に照射されるよう、ステージの移動動作と描画部の描画動作を制御する制御部とを備え、上述の制御部は、描画領域を、第１方向に延びる複数の第１ストライプ領域に分割し、荷電粒子ビームが個々の第１ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるよう、移動動作と描画動作を制御する第１の描画制御部と、描画領域を、第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第２ストライプ領域に分割し、荷電粒子ビームが個々の第２ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるよう、移動動作と描画動作を制御する第２の描画制御部とを備え、上述の描画部は、描画領域に、第１の描画制御部による制御の下で描画されるパターンと、第２の描画制御部による制御の下で描画されるパターンとを重ね合わせて描画する点を特徴とする（図２参照）。

なお、上述した制御部は、さらに、描画領域を、第１方向に延び、第１ストライプ領域と異なる複数の第３ストライプ領域に分割し、荷電粒子ビームが個々の第３ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるように、移動動作と描画動作を制御する第３の描画制御部と、描画領域を、第２方向に延び、第２ストライプ領域と異なる複数の第４ストライプ領域に分割し、荷電粒子ビームが個々の第４ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるように、移動動作と描画動作を制御する第４の描画制御部とを備え、そして、上述の描画部は、さらに、描画領域に、第３の描画制御部による制御の下で描画されるパターンと、第４の描画制御部による制御の下で描画されるパターンとを重ね合わせて描画することが望ましい（図４参照）。

また、上述した第１及び第３ストライプ領域は、第１方向の負方向側から正方向側へと順に荷電粒子ビームが照射される正方向描画ストライプ領域と、第１方向の正方向側から負方向側へと順に荷電粒子ビームが照射される負方向描画ストライプ領域とを含み、そして、上述の第２及び第４ストライプ領域は、第２方向の負方向側から正方向側へと順に荷電粒子ビームが照射される正方向描画ストライプ領域と、第２方向の正方向側から負方向側へと順に荷電粒子ビームが照射される負方向描画ストライプ領域とを含むことが望ましい（図５参照）。

さらに、上述した描画領域は、複数の部分描画領域を含み、そして、上述の制御部は、部分描画領域を、第１方向に延びるストライプ領域のみに分割するか、第２方向に延びるストライプ領域のみに分割するか、第１方向に延びるストライプ領域と第２方向に延びるストライプ領域とに分割するかを、個々の部分描画領域ごとに設定する分割設定部を備えることが望ましい（図７参照）。

さらにまた、上述した描画部は、第１及び第２ストライプ領域の一方を全て描画した後、第１及び第２ストライプ領域の他方を全て描画することが望ましい（図６参照）。

さらに、上述した第１ストライプ領域は、第１方向の負方向側から正方向側へと順に荷電粒子ビームが照射される正方向描画ストライプ領域と、第１方向の正方向側から負方向側へと順に荷電粒子ビームが照射される負方向描画ストライプ領域とを含み、そして、上述の第２ストライプ領域は、第２方向の負方向側から正方向側へと順に荷電粒子ビームが照射される正方向描画ストライプ領域と、第２方向の正方向側から負方向側へと順に荷電粒子ビームが照射される負方向描画ストライプ領域とを含むことが望ましい（図６参照）。

また、本発明の別の態様である荷電粒子ビーム描画方法は、ステージ上に設置された試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射して、描画領域にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、描画領域を、第１方向に延びる複数の第１ストライプ領域に分割し、荷電粒子ビームを、個々の第１ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射する第１の描画ステップと、描画領域を、第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第２ストライプ領域に分割し、荷電粒子ビームを、個々の第２ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射する第２の描画ステップとを有し、描画領域に、第１の描画ステップにより描画されるパターンと、第２の描画ステップにより描画されるパターンとを重ね合わせて描画することが特徴である。

本発明によれば、ステージの連続移動方向に生じる位置誤差と、その直交方向に生じる位置誤差との差異に起因するフォトマスクの精度の悪化を抑制することが可能となる。

第１実施形態の電子ビーム描画装置の構成を示す概略的な機器構成図である。 第１実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。 第１実施形態における描画データの格納方法の例を示した図である。 第２実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。 第３実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。 第４実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。 第５実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。 従来の電子ビーム描画装置の構成を示す概略的な機器構成図である。

本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の荷電粒子ビームの一種の電子ビーム描画装置１０１の構成を示す概略的な機器構成図である。

図１の電子ビーム描画装置１０１は、描画部１１１と、制御部１１２とを備えている。図１の電子ビーム描画装置１０１は、本発明の荷電粒子ビーム描画装置の例である。図１の電子ビーム描画装置１０１は、可変成形型の電子ビーム描画装置となっている。

描画部１１１は、図１に示すように、試料１２１を設置するためのＸＹステージ１２２と、ＸＹステージ１２２が収容された描画室１２３と、描画室１２３の上部に設置された電子鏡筒１２４とを備えている。試料１２１の例としては、フォトマスク作製用のマスクブランクスが挙げられる。

また、電子鏡筒１２４は、電子銃１４１と、照明レンズ１４２と、第１のアパーチャ１４３と、投影レンズ１４４と、第１の偏向器１４５と、第２のアパーチャ１４６と、対物レンズ１４７と、第２の偏向器１４８と、位置測定部１４９とを備えている。

電子銃１４１から照射された電子ビーム１３１は、照明レンズ１４２を通過し、第１のアパーチャ１４３に照射される。第１のアパーチャ１４３に照射された電子ビーム１３１は、第１のアパーチャ１４３で成形された後、投影レンズ１４４を通過し、第１の偏向器１４５により偏向され、第２のアパーチャ１４６の所定位置に照射される。そして、第２のアパーチャ１４６に照射された電子ビーム１３１は、第２のアパーチャ１４６で所望の矩形形状に成形された後、対物レンズ１４７を通過し、第２の偏向器１４８により偏向され、ＸＹステージ１２２上に設置された試料１２１の描画領域に照射される。こうして、描画領域にパターンが描画される。なお、ＸＹステージ１２２の位置は、位置測定部１４９によりリアルタイムに測定される。

一方、制御部１１２は、図１に示すように、制御計算機２０１と、描画データ格納部２０２と、ステージ移動データ格納部２０３と、偏向制御回路２１１と、第１のＤＡＣ（デジタル・アナログ変換）アンプ２１２と、ステージ制御回路２１３と、第２のＤＡＣアンプ２１４と、測定アンプ２１５とを備えている。描画データ格納部２０２と、ステージ移動データ格納部２０３は、同じ記憶装置内に設けられていてもよいし、異なる記憶装置内に設けられていてもよい。これらの記憶装置の例としては、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）が挙げられる。

また、制御計算機２０１は、第１の描画制御部２２１と、第２の描画制御部２２２と、第３の描画制御部２２３と、第４の描画制御部２２４と、分割設定部２２５と、メモリ２２６とを備えている。符号２２１〜２２５のブロックは、プログラムによりソフトウェア的に実現されたものでもよいし、回路によりハードウェア的に実現されたものでもよい。また、これらのブロックは、ファームウェアで実現してもよいし、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアのうちの任意の組合せにより実現してもよい。

制御部１１２は、電子ビーム１３１が描画領域内の所定の位置に照射されるよう、描画部１１１の描画動作や、ＸＹステージ１２２の移動動作を制御する。描画動作の制御の例としては、第２の偏向器１４８の制御による電子ビーム１３１の軌道制御が挙げられる。第２の偏向器１４８の制御は、偏向制御回路２１１を介して行われる。一方、ＸＹステージ１２２の制御は、位置測定部１４９によるＸＹステージ１２２の位置測定結果を元に、ステージ制御回路２１３を介して行われる。

なお、制御部１１２の各ブロックの機能の詳細については、後述する。

図２は、第１実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。

図２には、符号Ｋ₂、Ｋ₄、Ｋ₆、．．．で示すように、描画領域内の１つのチップ領域Ｃを、Ｘ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割した様子が示されている。図２にはさらに、符号Ｋ₁、Ｋ₃、Ｋ₅、．．．で示すように、上記のチップ領域Ｃを、Ｙ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割した様子が示されている。

Ｘ方向とＹ方向は、いずれもＸＹステージ１２２のステージ面に平行であり、互いに直交している。Ｘ方向とＹ方向はそれぞれ、本発明の第１方向と第２方向の例である。さらに、Ｘ方向に延びるストライプ領域Ｓと、Ｙ方向に延びるストライプ領域Ｓはそれぞれ、本発明の第１ストライプ領域と第２ストライプ領域の例である。

本実施形態の描画装置１０１は、Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄、．．．の順に、各ストライプ領域Ｓへの描画を行う。即ち、本実施形態の描画装置１０１は、第１ストライプ領域Ｓへの描画と、第２ストライプ領域Ｓへの描画を交互に行う。これにより、チップ領域Ｃには、第１ストライプ領域Ｓへの描画により描画されるパターンと、第２ストライプ領域Ｓへの描画により描画されるパターンが、重ね合わせて描画される。本実施形態では、前者のパターンと後者のパターンとして、同一のパターンが使用されるため、チップ領域Ｃには、同一のパターンが二回描画されることとなる。即ち、チップ領域Ｃは、二重露光されることとなる。

符号Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄、．．．が付された矢印は、各ストライプ領域Ｓへの描画の進行方向を表す。符号Ｋ₂、Ｋ₄、Ｋ₆、．．．で示すように、Ｘ方向に延びる個々のストライプ領域Ｓには、電子ビーム１３１が、Ｘ方向の負方向側から正方向側へと順に照射される。一方、Ｙ方向に延びる個々のストライプ領域Ｓには、符号Ｋ₁、Ｋ₃、Ｋ₅、．．．で示すように、電子ビーム１３１が、Ｙ方向の負方向側から正方向側へと順に照射される。

第１の描画制御部２２１（図１）は、Ｘ方向に延びる個々のストライプ領域Ｓに対し、電子ビーム１３１が、Ｘ方向の負方向側から正方向側へと順に照射されるよう、描画部１１１の描画動作や、ＸＹステージ１２２の移動動作を制御する。具体的には、ＸＹステージ１２２をＸ方向に連続移動させながら、Ｘ方向に延びる個々のストライプ領域Ｓに対し電子ビーム１３１を照射する。さらには、第２の偏向器１４８の制御により、電子ビーム１３１の照射位置のＹ座標を制御する。

また、第２の描画制御部２２２（図１）は、Ｙ方向に延びる個々のストライプ領域Ｓに対し、電子ビーム１３１が、Ｙ方向の負方向側から正方向側へと順に照射されるよう、描画部１１１の描画動作や、ＸＹステージ１２２の移動動作を制御する。具体的な制御方法は、第１の描画制御部２２１の場合と同様である。

図３は、第１実施形態における描画データの格納方法の例を示した図である。

図３(ａ)には、格納方法の第１の例が示されている。第１の例では、チップ領域Ｃに関する描画データとして、Ｘ方向に延びる各ストライプ領域Ｓの描画データと、Ｙ方向に延びる各ストライプ領域Ｓの描画データが、描画データ格納部２０２（図１）内に格納されている。以下、前者の描画データを、第１描画データと呼び、後者の描画データを、第２描画データと呼ぶ。

第１の描画制御部２２１は、チップ領域Ｃへの描画を行う際、チップ領域Ｃを、Ｘ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割し、これらのストライプ領域Ｓに関する第１描画データを描画データ格納部２０２から取得する。

また、第２の描画制御部２２２は、チップ領域Ｃへの描画を行う際、チップ領域Ｃを、Ｙ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割し、これらのストライプ領域Ｓに関する第２描画データを描画データ格納部２０２から取得する。

さらに、図３(ｂ)には、格納方法の第２の例が示されている。第２の例では、チップ領域Ｃに関する描画データとして、チップ領域Ｃ内の各フィールドＦの描画データが、描画データ格納部２０２内に格納されている。以下、各フィールドＦの描画データを、フィールド描画データと呼ぶ。

第１の描画制御部２２１は、チップ領域Ｃへの描画を行う際、チップ領域Ｃを、Ｘ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割し、これらのストライプ領域Ｓに関するフィールド描画データを描画データ格納部２０２から取得し、フィールド描画データをストライプ領域の描画用に使用する。

また、第２の描画制御部２２２は、チップ領域Ｃへの描画を行う際、チップ領域Ｃを、Ｙ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割し、これらのストライプ領域Ｓに関するフィールド描画データを描画データ格納部２０２から取得し、フィールド描画データをストライプ領域の描画用に使用する。

なお、第１の例では、描画データのデータ量が、従来の格納方法に比べ約２倍に増加するものの、描画データが、本実施形態の描画処理用に使用しやすいという利点がある。一方、第２の例には、描画データのデータ量が、従来の格納方法と同程度で済むという利点がある。

最後に、第１実施形態の効果について説明する。

以上のように、本実施形態では、Ｘ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画と、Ｙ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画により、描画領域に同一のパターンが重ね合わせて描画される。そのため、Ｘ方向に生じる描画位置の位置誤差と、Ｙ方向に生じる描画位置の位置誤差が均等化される。理由は、いずれの方向でも、ＸＹステージ１２２の連続移動方向の位置誤差と、その直交方向の位置誤差が、重ね合わせの平均効果により平均化されるからである。これにより、本実施形態では、Ｘ方向の誤差とＹ方向の誤差との差異を抑制し、描画領域に作製されるパターンの位置精度を向上させることが可能となる。

なお、本実施形態では、Ｘ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画と、Ｙ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画を、Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄、．．．の順で行ったが、その他の順番で行っても構わない。例えば、Ｘ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画を２回以上連続して行ってもよいし、Ｙ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画を２回以上連続して行ってもよい。このような描画方法の一例を、後述の第４実施形態で説明する。

また、本実施形態では、Ｘ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画を、Ｋ₂、Ｋ₄、Ｋ₆、．．．の順で行ったが、その他の順番で行っても構わない。また、本実施形態では、Ｙ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画を、Ｋ₁、Ｋ₃、Ｋ₅、．．．の順で行ったが、その他の順番で行っても構わない。

また、本実施形態では、Ｘ方向に延びる個々のストライプ領域Ｓに対し、電子ビーム１３１を、Ｘ方向の負方向側から順に照射したが、Ｘ方向の正方向側から順に照射しても構わない。また、本実施形態では、Ｙ方向に延びる個々のストライプ領域Ｓに対し、電子ビーム１３１を、Ｙ方向の負方向側から順に照射したが、Ｙ方向の正方向側から順に照射しても構わない。このような描画方法の一例を、後述の第４実施形態で説明する。

また、本実施形態の荷電粒子ビーム描画装置は、電子ビーム描画装置１０１であるが、その他の荷電粒子ビーム描画装置であってもよい。このような荷電粒子ビーム描画装置の例としては、イオンビーム描画装置が挙げられる。

以下、第１実施形態の変形例である第２から第５実施形態について説明する。第２から第５実施形態については、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。

図４には、符号Ｋ₄、Ｋ₈、Ｋ₁₂、．．．で示すように、描画領域内の１つのチップ領域Ｃを、Ｘ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割した様子が示されている。これらのストライプ領域Ｓは、本発明の第１ストライプ領域の例である。

また、図４には、符号Ｋ₃、Ｋ₇、Ｋ₁₁、．．．で示すように、上記のチップ領域Ｃを、Ｙ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割した様子が示されている。これらのストライプ領域Ｓは、本発明の第２ストライプ領域の例である。

また、図４には、符号Ｋ₂、Ｋ₆、Ｋ₁₀、．．．で示すように、上記のチップ領域Ｃを、Ｘ方向に延び、第１ストライプ領域と異なる複数のストライプ領域Ｓに分割した様子が示されている。これらのストライプ領域Ｓは、本発明の第３ストライプ領域の例である。図４に示すように、第３ストライプ領域は、各ストライプ領域の幅の約半分の長さ分だけ、第１ストライプ領域に対しＹ方向にずらして配置されている。

また、図４には、符号Ｋ₁、Ｋ₅、Ｋ₉、．．．で示すように、上記のチップ領域Ｃを、Ｙ方向に延び、第２ストライプ領域と異なる複数のストライプ領域Ｓに分割した様子が示されている。これらのストライプ領域Ｓは、本発明の第４ストライプ領域の例である。図４に示すように、第４ストライプ領域は、各ストライプ領域の幅の約半分の長さ分だけ、第２ストライプ領域に対しＸ方向にずらして配置されている。

本実施形態の描画装置１０１は、Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄、．．．の順に、各ストライプ領域Ｓへの描画を行う。即ち、本実施形態の描画装置１０１は、第１ストライプ領域Ｓへの描画と、第２ストライプ領域Ｓへの描画と、第３ストライプ領域Ｓへの描画と、第４ストライプ領域Ｓへの描画を、１領域ずつ順番に行う。

これにより、チップ領域Ｃには、第１ストライプ領域Ｓへの描画により描画されるパターンと、第２ストライプ領域Ｓへの描画により描画されるパターンと、第３ストライプ領域Ｓへの描画により描画されるパターンと、第４ストライプ領域Ｓへの描画により描画されるパターンが、重ね合わせて描画される。

本実施形態では、これらのパターンとして、同一のパターンが使用されるため、チップ領域Ｃには、同一のパターンが四回描画されることとなる。即ち、チップ領域Ｃは、四重露光されることとなる。

符号Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄、．．．が付された矢印は、各ストライプ領域Ｓへの描画の進行方向を表す。このような描画を行うための描画部１１１の描画動作の制御や、ＸＹステージ１２２の移動動作の制御は、第１〜第４の描画制御部２２１〜２２４（図１）により行われる。第１〜第４の描画制御部２２１〜２２４はそれぞれ、第１〜第４ストライプ領域Ｓへの描画に関する制御を行う。これらの具体的な制御方法は、第１実施形態の場合と同様である。

最後に、第２実施形態の効果について説明する。

以上のように、本実施形態では、第１〜第４ストライプ領域への描画により、描画領域に同一のパターンが重ね合わせて描画される。これにより、本実施形態では、ストライプ領域間のつなぎ誤差を低減することが可能となる。具体的には、第１ストライプ領域間のつなぎ誤差は、つなぎ部分に第３ストライプ領域が重なることで低減され、第２ストライプ領域間のつなぎ誤差は、つなぎ部分に第４ストライプ領域が重なることで低減される。

なお、本実施形態では、第３ストライプ領域を、各ストライプ領域の幅の約半分の長さ分だけ、第１ストライプ領域に対しＹ方向にずらして配置しているが、第３ストライプ領域をずらす長さは、その他の長さでも構わない。これは、第４ストライプ領域についても同様である。そしてこれは、後述の第３実施形態でも同様である。

また、本実施形態では、描画領域へのパターン描画を、第１〜第３ストライプ領域への描画のみにより行ってもよい。同様に、本実施形態では、描画領域へのパターン描画を、第１、第２、及び第４ストライプ領域への描画のみにより行ってもよい。これらの描画では、図４の処理に比べつなぎ誤差の低減度は低下するものの、図４の処理よりも描画速度が向上するという利点がある。これは、後述の第３実施形態でも同様である。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。図５には、図４と同様に、第１〜第４ストライプ領域Ｓが示されている。

ただし、図５では、符号Ｋ₄、Ｋ₈、Ｋ₁₂、．．．で示すように、第１ストライプ領域には、電子ビーム１３１が、Ｘ方向の正方向側から負方向側へと順に照射され、第３ストライプ領域には、符号Ｋ₂、Ｋ₆、Ｋ₁₀、．．．で示すように、電子ビーム１３１が、Ｘ方向の負方向側から正方向側へと順に照射される。

また、図５では、符号Ｋ₃、Ｋ₇、Ｋ₁₁、．．．で示すように、第２ストライプ領域には、電子ビーム１３１が、Ｙ方向の正方向側から負方向側へと順に照射され、第４ストライプ領域には、符号Ｋ₁、Ｋ₅、Ｋ₉、．．．で示すように、電子ビーム１３１が、Ｙ方向の負方向側から正方向側へと順に照射される。

以下、第１ストライプ領域や第２ストライプ領域への描画を、負方向描画と呼び、第３ストライプ領域や第４ストライプ領域への描画を、正方向描画と呼ぶ。

以上のように、本実施形態では、Ｘ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画、即ち、第１及び第３のストライプ領域への描画に、正方向描画と負方向描画が混在している。同様に、Ｙ方向に延びるストライプ領域Ｓへの描画、即ち、第２及び第４のストライプ領域への描画に、正方向描画と負方向描画が混在している。

本実施形態の描画装置１０１は、Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄、．．．の順に、各ストライプ領域Ｓへの描画を行う。即ち、本実施形態の描画装置１０１は、第１ストライプ領域Ｓへの正方向描画と、第２ストライプ領域Ｓへの正方向描画と、第３ストライプ領域Ｓへの負方向描画と、第４ストライプ領域Ｓへの負方向描画を、１領域ずつ順番に行う。このように、本実施形態では、Ｘ方向の正方向描画、Ｙ方向の正方向描画、Ｘ方向の負方向描画、Ｙ方向の負方向描画が、循環的に行われる。

最後に、第３実施形態の効果について説明する。

以上のように、本実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向の正方向描画及び負方向描画の循環により、描画領域に同一のパターンが重ね合わせて描画される。これにより、本実施形態では、利用する偏向方向の偏りによる電子ビーム１３１の位置ドリフトを低減することが可能となる。＋Ｘ方向への偏向、−Ｘ方向への偏向、＋Ｙ方向への偏向、−Ｙ方向への偏向のいずれもが利用されるからである。

なお、以上の４種類の描画を循環させる順番は、Ｘ方向の正方向描画、Ｙ方向の正方向描画、Ｘ方向の負方向描画、Ｙ方向の負方向描画という順番以外の順番でも構わない。

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。

図６には、符号Ｋ₁、Ｋ₂、．．．Ｋ_n（ｎは２以上の任意の整数）で示すように、描画領域内の１つのチップ領域Ｃを、Ｘ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割した様子が示されている。これらのストライプ領域Ｓは、本発明の第１ストライプ領域の例である。

また、図６には、符号Ｋ_n+1、Ｋ_n+2、．．．Ｋ_2nで示すように、チップ領域Ｃを、Ｙ方向に延びる複数のストライプ領域Ｓに分割した様子が示されている。これらのストライプ領域Ｓは、本発明の第２ストライプ領域の例である。

本実施形態の描画装置１０１は、Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄、．．．Ｋ_2nの順に、各ストライプ領域Ｓへの描画を行う。即ち、本実施形態の描画装置１０１は、まず、全ｎ個の第１ストライプ領域への描画を順番に行い、続いて、全ｎ個の第２ストライプ領域への描画を順番に行う。

また、本実施形態の描画装置１０１は、奇数番目の第１ストライプ領域については正方向描画を行い、偶数番目の第１ストライプ領域については負方向描画を行う。また、本実施形態の描画装置１０１は、Ｋ_n+1から数え始めて、奇数番目の第２ストライプ領域については正方向描画を行い、偶数番目の第２ストライプ領域については負方向描画を行う。

よって、第１ストライプ領域への描画では、正方向描画と負方向描画が１領域ごとに交互に行われる。同様に、第２ストライプ領域への描画では、正方向描画と負方向描画が１領域ごとに交互に行われる。

最後に、第４実施形態の効果について説明する。

以上のように、本実施形態では、まず、全ての第１ストライプ領域への描画を順番に行い、続いて、全ての第２ストライプ領域への描画を順番に行う。これにより、本実施形態では、環境要因の変動に起因する描画位置の位置誤差を低減することが可能となる。

この効果について、より具体的に説明する。第１ストライプ領域への描画と、第２ストライプ領域への描画とを混在させて行う場合、混在させない場合に比べ、ある第１ストライプ領域への描画から、これに隣接する第１ストライプ領域への描画までの時間が長くなってしまう。そのため、その間に環境要因が変動して、位置誤差が生じてしまう可能性がある。一方、本実施形態によれば、ある第１ストライプ領域への描画から、これに隣接する第１ストライプ領域への描画までの時間が短くなるため、環境要因の変動による位置誤差を低減することが可能となる。これは、第２ストライプ領域についても同様である。

そして、本実施形態では、環境要因の変動による位置誤差を低減した上で、Ｘ方向描画とＹ方向描画による二重描画を行うため、時間変化による位置誤差をさらに低減することが可能となる。

また、本実施形態では、第１、第２ストライプ領域のそれぞれについて、正方向描画と負方向描画を交互に行う。これにより、第３実施形態と同様、利用する偏向方向の偏りによる電子ビーム１３１の位置ドリフトを低減することが可能となる。さらに、本実施形態によれば、電子ビーム１３１の照射位置をあるストライプ領域から次のストライプ領域へと移動させるためのＸＹステージ１２２の移動距離が短くなるため、チップＣの露光に要する時間を短縮することが可能となる。

なお、本実施形態では、第１ストライプ領域の描画後に第２ストライプ領域の描画を行ったが、逆に、第２ストライプ領域の描画後に第１ストライプ領域の描画を行っても構わない。

また、本実施形態は、第２、第３実施形態にも適用可能である。例えば、第２、第３実施形態において、全第１ストライプ領域の描画、全第２ストライプ領域の描画、全第３ストライプ領域の描画、全第４ストライプ領域の描画の順で、チップ領域Ｃへの描画を行っても構わない。

（第５実施形態）
図７は、第５実施形態における電子ビーム描画について説明するための図である。

図７には、描画領域内の３つのチップ領域Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃が示されている。第１から第４実施形態のチップ領域Ｃと同様、チップ領域Ｃ₁は、正方形状、又は正方形に近い長方形状の領域となっている。一方、チップ領域Ｃ₂は、Ｘ方向に延びる帯状の領域となっており、チップ領域Ｃ₃は、Ｙ方向に延びる帯状の領域となっている。これらのチップ領域Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃は、本発明の複数の部分描画領域の例である。

本実施形態の描画装置１０１は、チップ領域の分割方法を、個々のチップ領域ごとに設定できるよう構成されている。このような設定処理は、分割設定部２２５（図１）により行われる。分割設定部２２５は、チップ領域を、Ｘ方向に延びるストライプ領域のみに分割するか、Ｙ方向に延びるストライプ領域のみに分割するか、Ｘ方向に延びるストライプ領域とＹ方向に延びるストライプ領域とに分割するかを、個々のチップ領域ごとに設定する。分割設定部２２５によるこのような設定処理は、例えば、ユーザによる設定操作に応じて行われる。

図７には、このような設定処理に基づいて行われたチップ領域の分割処理の例が示されている。図７において、チップ領域Ｃ₁は、Ｘ方向に延びるストライプ領域Ｓと、Ｙ方向に延びるストライプ領域Ｓとに分割されている。また、チップ領域Ｃ₂は、Ｙ方向に延びるストライプ領域Ｓのみに分割されている。また、チップ領域Ｃ₃は、Ｘ方向に延びるストライプ領域Ｓのみに分割されている。図７には、チップ領域Ｃ₂が、Ｙ方向に延びるストライプ領域Ｓ₁及びＳ₂に分割され、チップ領域Ｃ₃が、Ｘ方向に延びるストライプ領域Ｓ₃に分割された様子が示されている。

最後に、第５実施形態の効果について説明する。

以上のように、本実施形態の描画装置１０１は、チップ領域の分割方法を、個々のチップ領域ごとに設定できるよう構成されている。これにより、本実施形態では、複数のチップ領域を含む描画領域への描画時間を短縮することや、描画処理の効率を高めることが可能となる。

この効果について、より具体的に説明する。図７において、チップ領域Ｃ₂は、Ｙ方向に延びる２つのストライプ領域Ｓ₁及びＳ₂に分割される。また、チップ領域Ｃ₃は、Ｘ方向に延びる１つのストライプ領域Ｓ₃に分割される。このように少数のストライプ領域に分割されるチップ領域では、Ｘ方向の位置誤差とＹ方向の位置誤差との差異が比較的小さいと考えられる。よって、このような領域に関しては、Ｘ方向のみの分割又はＹ方向のみの分割を行うことで、描画時間の短縮や描画処理の効率化が実現される。

なお、分割設定部２２５による設定内容は、描画装置１０１内に保存されてもよいし、描画装置１０１内に一時的に保持されるだけでもよい。前者の場合、分割設定部２２５による設定内容は例えば、分割処理時のステージ移動に関する設定等と共に、ステージ移動データ格納部２０３内に保存される。一方、後者の場合には、分割設定部２２５による設定内容は例えば、メモリ２２６内に一時的に保持される。

以上、本発明の具体的な態様の例を、第１から第５実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。

１０１：電子ビーム描画装置、１１１：描画部、１１２：制御部、
１２１：試料、１２２：ＸＹステージ、１２３：描画室、１２４：電子鏡筒、
１３１：電子ビーム、１４１：電子銃、１４２：照明レンズ、
１４３：第１のアパーチャ、１４４：投影レンズ、１４５：第１の偏向器、
１４６：第２のアパーチャ、１４７：対物レンズ、１４８：第２の偏向器、
１４９：位置測定部、２０１：制御計算機、２０２：描画データ格納部、
２０３：ステージ移動データ格納部、２１１：偏向制御回路、
２１２：第１のＤＡＣアンプ、２１３：ステージ制御回路、
２１４：第２のＤＡＣアンプ、２１５：測定アンプ、
２２１：第１の描画制御部、２２２：第２の描画制御部、
２２３：第３の描画制御部、２２４：第４の描画制御部、
２２５：分割設定部、２２６：メモリ、
３０１：電子ビーム描画装置、３１１：電子ビーム源、３１２：電子ビーム、
３１３：第１のアパーチャ、３１４：第１の開口、３１５：第２のアパーチャ、
３１６：第２の開口、３１７：試料、３１８：ステージ

Claims (5)

1. 試料を設置するためのステージと、
   前記試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射して、前記描画領域にパターンを描画する描画部と、
   前記荷電粒子ビームが前記描画領域内の所定の位置に照射されるよう、前記ステージの移動動作と前記描画部の描画動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記描画領域を、第１方向に延びる複数の第１ストライプ領域に分割し、前記荷電粒子ビームが個々の第１ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるよう、前記移動動作と前記描画動作を制御する第１の描画制御部と、
   前記描画領域を、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第２ストライプ領域に分割し、前記荷電粒子ビームが個々の第２ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるよう、前記移動動作と前記描画動作を制御する第２の描画制御部とを備え、
   前記描画部は、前記描画領域に、前記第１の描画制御部による制御の下で描画される前記パターンと、前記第２の描画制御部による制御の下で描画される前記パターンとを重ね合わせて描画する荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記制御部はさらに、
   前記描画領域を、前記第１方向に延び、前記第１ストライプ領域と異なる複数の第３ストライプ領域に分割し、前記荷電粒子ビームが個々の第３ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるよう、前記移動動作と前記描画動作を制御する第３の描画制御部と、
   前記描画領域を、前記第２方向に延び、前記第２ストライプ領域と異なる複数の第４ストライプ領域に分割し、前記荷電粒子ビームが個々の第４ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射されるよう、前記移動動作と前記描画動作を制御する第４の描画制御部とを備え、
   前記描画部はさらに、前記描画領域に、前記第３の描画制御部による制御の下で描画される前記パターンと、前記第４の描画制御部による制御の下で描画される前記パターンとを重ね合わせて描画する請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記第１及び第３ストライプ領域は、
   前記第１方向の負方向側から正方向側へと順に前記荷電粒子ビームが照射される正方向描画ストライプ領域と、
   前記第１方向の正方向側から負方向側へと順に前記荷電粒子ビームが照射される負方向描画ストライプ領域とを含み、
   前記第２及び第４ストライプ領域は、
   前記第２方向の負方向側から正方向側へと順に前記荷電粒子ビームが照射される正方向描画ストライプ領域と、
   前記第２方向の正方向側から負方向側へと順に前記荷電粒子ビームが照射される負方向描画ストライプ領域とを含む、
   請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記描画領域は、複数の部分描画領域を含み、
   前記制御部は、前記部分描画領域を、前記第１方向に延びるストライプ領域のみに分割するか、前記第２方向に延びるストライプ領域のみに分割するか、前記第１方向に延びるストライプ領域と前記第２方向に延びるストライプ領域とに分割するかを、個々の前記部分描画領域ごとに設定する分割設定部を備える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. ステージ上に設置された試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射して、前記描画領域にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
   前記描画領域を、第１方向に延びる複数の第１ストライプ領域に分割し、前記荷電粒子ビームを、個々の第１ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射する第１の描画ステップと、
   前記描画領域を、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第２ストライプ領域に分割し、前記荷電粒子ビームを、個々の第２ストライプ領域内の一端側から他端側へと順に照射する第２の描画ステップとを有し、
   前記描画領域に、前記第１の描画ステップにより描画される前記パターンと、前記第２の描画ステップにより描画される前記パターンとを重ね合わせて描画する荷電粒子ビーム描画方法。

Images