JP2014041952A - セトリング時間の取得方法 - Google Patents

Abstract

【目的】描画されるパターンのショット位置精度を高精度に維持しながらより好適なセトリング時間を取得する。
【構成】本発明の一態様のセトリング時間の取得方法は、ＤＡＣアンプのセトリング時間を偏向移動量に対して十分なセトリング時間を含む複数の異なる第２の時間を用いて可変に設定しながら、可変に設定された第２の時間毎に、偏向器で荷電粒子ビームを試料上に偏向させることにより、複数の第１のパターンの各第１のパターンと対応するパターンが隣り合う位置になるように複数の第２のパターンを描画する工程と、可変に設定された第２の時間毎に、隣り合う第１と第２のパターンを合成後の複数の合成パターンの幅寸法を測定する工程と、測定された各合成パターンの幅寸法を用いて、偏向移動量だけ偏向させるために必要な前記ＤＡＣアンプのセトリング時間を取得する工程と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、セトリング時間の取得方法に係り、例えば、電子ビーム描画装置における電子ビームの偏向を行う偏向用のアンプのセトリング時間の取得方法に関する。

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１１は、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。

描画装置では、電子ビーム等の荷電粒子ビームを偏向器で偏向させて描画するが、かかるビーム偏向にはＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプが用いられている。このようなＤＡＣアンプを用いたビーム偏向の役割としては、例えば、ビームショットの形状やサイズの制御、ショット位置の制御、及びビームのブランキングが挙げられる。ビーム偏向を行うためには、設定される移動量を誤差なく偏向させるために必要なＤＡＣアンプのセトリング時間が設定される必要がある。セトリング時間が足りないと偏向移動量に誤差が生じる。また、セトリング時間が長すぎるとスループットが劣化してしまう。そのため、誤差が生じない範囲でできるだけ短いセトリング時間に設定されることが望ましい。

ここで、近年の半導体装置に代表される回路パターンの高精度化および微細化が進むに伴い、電子ビーム描画装置においても、描画精度の高精度化およびスループットの向上が求められている。そのため、上述したビーム偏向によりマスク上の所望の位置へ描画されるパターンのわずかな位置変動も半導体回路を製造するうえで寸法精度に影響を与える。そのため、ＤＡＣアンプを用いたビーム偏向における、特に、ショット位置の制御について、上述したセトリング時間の最適化が必要となる。従来、位置測定器を用いて、描画位置を測定し、位置測定器で測定可能な範囲で位置ずれが生じないようにセトリング時間を設定していた（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、今後のさらなる微細化、高精度化に伴って、かかる手法でのセトリング時間の評価手法では、算出精度が十分ではなくなってきている。

特開２０１０−７４０３９号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、描画されるパターンのショット位置精度を高精度に維持しながらより好適なセトリング時間を取得する手法を提供することを目的とする。

本発明の一態様のセトリング時間の取得方法は、
ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプからの偏向信号によって荷電粒子ビームを偏向する偏向器を用いて、ＤＡＣアンプのセトリング時間を評価するための偏向移動量に対して十分なセトリング時間となる第１の時間にＤＡＣアンプのセトリング時間を設定して、偏向器で荷電粒子ビームを試料上に偏向させることにより、偏向移動量だけ離れた位置毎に並ぶ複数の第１のパターンを描画する工程と、
ＤＡＣアンプのセトリング時間を、偏向移動量に対して十分なセトリング時間を含む複数の異なる第２の時間を用いて可変に設定しながら、可変に設定された第２の時間毎に、偏向器で荷電粒子ビームを試料上に偏向させることにより、複数の第１のパターンの各第１のパターンと対応するパターンが隣り合う位置になるように複数の第２のパターンを描画する工程と、
可変に設定された第２の時間毎に、隣り合う第１と第２のパターンを合成後の複数の合成パターンの幅寸法を測定する工程と、
測定された各合成パターンの幅寸法を用いて、偏向移動量だけ偏向させるために必要な前記ＤＡＣアンプのセトリング時間を取得する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、合成パターンの幅寸法として、隣り合う第１と第２のパターンの互いに外側の辺同士間の寸法を用いると好適である。

また、偏向移動量に対して第１と第２の時間が共に十分なセトリング時間で偏向した第１と第２のパターンの合成パターンの幅寸法の誤差範囲内に入る幅寸法となる合成パターンを得た、可変に設定された時間をセトリング時間として取得するように構成すると好適である。

また、複数のパターンは、隣り合うラインパターンであると好適である。

また、合成パターンの幅寸法は、寸法測定器で測定されると好適である。

本発明の一態様によれば、描画されるパターンのショット位置精度を高精度に維持しながらより好適なセトリング時間を取得できる。

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における各領域を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるＤＡＣアンプのセトリング時間の取得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における基準チップのチップパターンの一例を示す図である。 実施の形態１におけるチップ２のチップパターンの一例を示す図である。 実施の形態１におけるセトリング時間が足りている場合と不足する場合の合成パターンの幅寸法の一例を示す図である。 実施の形態１における可変するセトリング時間毎の合成パターンの幅寸法の測定結果の一例を示す図である。 実施の形態１における可変するセトリング時間毎の平均幅寸法の測定結果の一例を示す図である。 実施の形態１のラインパターンの配置状況の他の一例を示す図である。 実施の形態１のラインパターンと比較例となる１ショット図形とを示す図である。 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、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。特に、可変成形型の描画装置の一例である。描画部１５０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、照明レンズ２０２、ブランキング偏向器２１２、ブランキングアパーチャ２１４、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、主偏向器２０８及び副偏向器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスクが含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１１、偏向制御回路１２０、制御回路１２２、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプ１３０，１３２、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。制御計算機１１０、メモリ１１１、偏向制御回路１２０、制御回路１２２、及び記憶装置１４０，１４２は、図示しないバスを介して接続されている。

制御計算機１１０内には、セトリング時間設定部１１２、描画データ処理部１１４、描画制御部１１６、判定部１１８、及び、セトリング時間変更部１１９が配置される。セトリング時間設定部１１２、描画データ処理部１１４、描画制御部１１６、判定部１１８、及び、セトリング時間変更部１１９といった機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。セトリング時間設定部１１２、描画データ処理部１１４、描画制御部１１６、判定部１１８、及び、セトリング時間変更部１１９に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１１にその都度格納される。

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を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、位置偏向用には、主偏向器２０８と副偏向器２０９の主副２段の多段偏向器を用いているが、１段の偏向器或いは３段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。また、描画装置１００には、マウスやキーボード等の入力装置、モニタ装置、及び外部インターフェース回路等が接続されていても構わない。

図２は、実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０は、主偏向器２０８の偏向可能幅で、例えばｙ方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域２０に仮想分割される。また、各ストライプ領域２０は、副偏向器２０９の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のサブフィールド（ＳＦ）３０（小領域）に仮想分割される。そして、各ＳＦ３０の各ショット位置にショット図形５２，５４，５６が描画される。

偏向制御回路１２０から図示しないブランキング制御用のＤＡＣアンプに対して、ブランキング制御用のデジタル信号が出力される。そして、ブランキング制御用のＤＡＣアンプでは、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、ブランキング偏向器２１２に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームが形成される。

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３２に対して、主偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、ＤＡＣアンプ１３２では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、主偏向器２０８に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがメッシュ状に仮想分割された所定のサブフィールド（ＳＦ）３０の基準位置に偏向される。

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３０に対して、副偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、ＤＡＣアンプ１３０では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副偏向器２０９に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがメッシュ状に仮想分割された所定のサブフィールド（ＳＦ）内にの各ショット位置に偏向される。

描画装置１００では、複数段の偏向器を用いて、ストライプ領域２０毎に描画処理を進めていく。ここでは、一例として、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９といった２段偏向器が用いられる。ＸＹステージ１０５が例えば−ｘ方向に向かって連続移動しながら、１番目のストライプ領域２０についてｘ方向に向かって描画を進めていく。そして、１番目のストライプ領域２０の描画終了後、同様に、或いは逆方向に向かって２番目のストライプ領域２０の描画を進めていく。以降、同様に、３番目以降のストライプ領域２０の描画を進めていく。そして、主偏向器２０８が、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように、ＳＦ３０の基準位置Ａに電子ビーム２００を順に偏向する。また、副偏向器２０９が、各ＳＦ３０の基準位置Ａから当該ＳＦ３０内に照射されるビームの各ショット位置に電子ビーム２００を偏向する。このように、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９は、サイズの異なる偏向領域をもつ。そして、ＳＦ３０は、かかる複数段の偏向器の偏向領域のうち、最小偏向領域となる。

実施の形態１では、かかる最小偏向領域となるＳＦ３０内の各ショット位置に電子ビーム２００を偏向する副偏向器２０９用のＤＡＣアンプ１３０に設定されるべき最適なセトリング時間を取得する手法について、以下、重点をおいて説明する。

図３は、実施の形態１におけるＤＡＣアンプのセトリング時間の取得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ＤＡＣアンプのセトリング時間の取得方法は、セトリング時間設定工程（Ｓ１０２）と、チップ１描画工程（Ｓ１０４）と、セトリング時間設定工程（Ｓ１０６）と、チップ２描画工程（Ｓ１０８）と、判定工程（Ｓ１１０）と、セトリング時間変更工程（Ｓ１１２）と、現像工程（Ｓ１１４）と、合成パターンの寸法測定工程（Ｓ１１６）と、寸法解析工程（Ｓ１１８）と、セトリング時間決定工程（Ｓ１２０）と、いう一連の工程を実施する。

セトリング時間設定工程（Ｓ１０２）として、セトリング時間設定部１１２は、副偏向器２０９で偏向させる移動量（被評価移動量）に応じた適切なＤＡＣアンプ１３０のセトリング時間Ｔに対して、十分に長いセトリング時間Ｔ_０を設定する。ＤＡＣアンプ１３０のセトリング時間Ｔは、偏向する移動量が大きいほど、長く必要となる。よって、ＤＡＣアンプ１３０に必要なセトリング時間Ｔは移動量に応じて違う値になる。ＤＡＣアンプ１３０のセトリング時間Ｔは、必要な長さの時間よりも長い分には偏向位置誤差が生じず使用可能であるが、長すぎるとその分１回の偏向に時間がかかることになる。そのため、描画装置１００のスループットが劣化してしまう。よって、長すぎずに、かつ偏向位置誤差が生じない程度の適切なセトリング時間Ｔを取得することが望ましい。実施の形態１では、まず、取得したい移動量に応じた、最適により近い適切なセトリング時間Ｔを得るために、適切なセトリング時間Ｔと予想される時間よりも十分に長い時間Ｔ_０を設定する。

チップ１描画工程（Ｓ１０４）として、描画装置１００は、ＤＡＣアンプ１３０のセトリング時間を評価するための偏向移動量に対して予想されるセトリング時間Ｔよりも十分に長いセトリング時間（十分なセトリング時間）となる時間Ｔ_０（第１の時間）にセトリング時間が設定されたＤＡＣアンプ１３０を用いて、副偏向器２０９で電子ビーム２００を試料１０１上に偏向させることにより、チップ１のパターンを描画する。チップ１のパターンデータは、外部から入力され、記憶装置１４０に記憶される。

図４は、実施の形態１における基準チップのチップパターンの一例を示す図である。図４において、基準チップ（リファレンスチップ）となるチップ１のチップパターン（リファレンスパターン）は、並行に並ぶ複数のラインパターン１２によって構成される。複数のラインパターン１２は、副偏向器２０９で偏向させたい移動量Ｌ（偏向移動量）だけ離れた位置毎に並ぶように配置される。実施の形態１では、例えば、副偏向器２０９で偏向させたい移動量Ｌに応じたＤＡＣアンプ１３０のセトリング時間を求めるので、複数のラインパターン１２は、副偏向器２０９の偏向可能領域であるＳＦ３０内に配置される。図４の例では、ＳＦ３０内に、移動量Ｌだけ離れた位置に、例えば、１５本のラインパターンを配置している。

なお、チップ１のチップパターンは、後述するように、可変に設定されるセトリング時間毎のチップ２のチップパターンと合成されるため、換言すれば、チップ１のチップパターンとチップ２のチップパターンとの互いに外側の辺同士間の寸法が評価対象寸法となるため、それぞれの時間用に、複数のＳＦ３０にチップ１のチップパターンを描画しておくと好適である。

かかるチップ１のチップパターンを描画するため、描画装置１００は以下のように動作する。まず、描画データ処理部１１４は、記憶装置１４０からチップ１のパターンデータ（描画データ１）を読み出し、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。チップ１のパターンデータには、図４に示した複数のラインパターン１２が定義される。しかしながら、描画装置１００で図形パターンを描画するためには、１回のビームのショットで照射できるサイズにチップ１のパターンデータに定義された図形パターンである複数のラインパターン１２を分割する必要がある。そこで、描画データ処理部１１４は、実際に描画するために、各図形パターンを１回のビームのショットで照射できるサイズに分割してショット図形を生成する。そして、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種、図形サイズ、及び照射位置といった図形データが定義される。その他、照射量に応じた照射時間が定義される。生成されたショットデータは記憶装置１４２に格納される。ここでは、各ラインパターン１２は、例えば、複数の矩形のショット図形に分割されることになる。

次に、描画制御部１１６は、偏向制御回路１２０および制御回路１２２を制御して、チップ１のチップパターンに対応するショットデータの描画処理を行うように制御信号を出力する。偏向制御回路１２０では、ショットデータを記憶装置１４２から読み出し、ショットデータに定義される照射位置データに応じて、ショット図形毎に、主偏向データと副偏向データを生成する。主偏向データは、ＤＡＣアンプ１３２に出力される。副偏向データは、ＤＡＣアンプ１３０に出力される。その際、ＤＡＣアンプ１３０のセトリング時間Ｔを上述した十分長い時間Ｔ_０になるようにＤＡＣアンプ１３０に制御信号を出力する。また、偏向制御回路１２０は、ショットデータに定義される照射時間に応じて、ショット図形毎に、ブランキングデータを生成し、図示しないブランキング用のＤＡＣアンプに出力する。また、偏向制御回路１２０は、ショットデータに定義される図形種および図形サイズに応じて成形データを生成し、図示しないビーム成形用のＤＡＣアンプに出力する。そして、制御回路１２２および偏向制御回路１２０から制御された各ＤＡＣアンプからの信号に基づいて、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、当該図形パターンを試料１００に描画する。具体的には、以下のように動作する。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、ブランキング偏向器２１２内を通過する際にブランキング用のＤＡＣアンプからの偏向信号によって制御されるブランキング偏向器２１２によって、ビームＯＮの状態では、ブランキングアパーチャ２１４を通過するように制御され、ビームＯＦＦの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ２１４で遮へいされるように偏向される。ビームＯＦＦの状態からビームＯＮとなり、その後ビームＯＦＦになるまでにブランキングアパーチャ２１４を通過した電子ビーム２００が１回の電子ビームのショットとなる。ブランキング偏向器２１２は、通過する電子ビーム２００の向きを制御して、ビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態とを交互に生成する。例えば、ビームＯＮの状態では電圧を印加せず、ビームＯＦＦの際にブランキング偏向器２１２に電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間ｔで試料１０１に照射される電子ビーム２００のショットあたりの照射量が調整されることになる。

以上のようにブランキング偏向器２１２とブランキングアパーチャ２１４を通過することによって生成された各ショットの電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形の穴を持つ第１の成形アパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ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の成形アパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２の成形アパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形を行なう）ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。但し、ここでは、ラインパターンを分割しているので、同じショット図形の形状になる場合が多い。そして、第２の成形アパーチャ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、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図１では、位置偏向に、主副２段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器２０８でＳＦ３０の基準位置にステージ移動に追従しながら該当ショットの電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９でＳＦ内の各照射位置にかかる該当ショットのビームを偏向すればよい。かかる動作を繰り返し、各ショットのショット図形を繋ぎ合わせることで、図４に示す移動量Ｌだけ離れた複数のラインパターンを描画する。

セトリング時間設定工程（Ｓ１０６）として、セトリング時間設定部１１２は、セトリング時間Ｔを上述した十分な時間Ｔ_０と、十分な時間Ｔ_０よりも短い複数の異なる時間とを含む時間Ｔｋのいずれかに設定する。例えば、ｋ＝０，１，２，・・・，ｎまで予め用意される。そして、ここでは、まず、Ｔ＝Ｔ_０に設定される。Ｔ_０は、上述した適切なセトリング時間よりも十分に長い時間である。Ｔ_１は、Ｔ_０よりも短い時間である。Ｔ_２は、Ｔ_１よりも短い時間である。・・・Ｔ_ｎは、Ｔ_ｎ−１よりも短い時間である。このように、順に短い時間になるように設定する。但し、これに限るものではなく、Ｔ_１からＴ_ｎが示す各時間は、値が異なっていればその並び方は任意でよい。また、ここでは、最初にＴ＝Ｔ_０に設定したが、これに限るものではなく、Ｔ_０からＴ_ｎまでの時間でそれぞれチップ２の描画ができれば、Ｔ_０からＴ_ｎまでのどの時間から始めてもよい。後述するように、時間ＴｋがＴ_０の場合に描画されたチップ２のパターン寸法は、元々、時間Ｔ_０の場合に描画されたチップ１のパターン寸法と合成されて、幅寸法を評価する際の基準寸法になる。ここで、チップ２用のＴ_０は、チップ１用のＴ_０と異なる時間であってもよい。

チップ２描画工程（Ｓ１０８）として、描画装置１００は、ＤＡＣアンプ１３０のセトリング時間を時間Ｔ_０を含む複数の時間Ｔｋ（第２の時間）を用いて可変に設定しながら、可変に設定された時間Ｔｋ毎に、副偏向器２０９で電子ビーム２００を試料１０１上に偏向させることにより、偏向移動量Ｌだけ離れた位置毎に並ぶように配置されると共に、チップ１の複数のラインパターン１２（複数の第１のパターン）の各ラインパターン１２と対応するパターンが隣り合う位置になるようにチップ２のチップパターン（複数の第２のパターン）を描画する。チップ２のパターンデータは、外部から入力され、記憶装置１４０に記憶される。

図５は、実施の形態１におけるチップ２のチップパターンの一例を示す図である。図５において、チップ２のチップパターンは、チップ１の各ラインパターンに隣り合うように並行に並ぶ複数のラインパターン１４によって構成される。複数のラインパターン１４は、副偏向器２０９で偏向させたい移動量Ｌ（偏向移動量）だけ離れて配置される。実施の形態１では、例えば、副偏向器２０９で偏向させたい移動量Ｌに応じたＤＡＣアンプ１３０のセトリング時間を求めるので、複数のラインパターン１４は、副偏向器２０９の偏向可能領域であるＳＦ３０内に配置される。図５の例では、ＳＦ３０内に、移動量Ｌだけ離れた位置に、例えば、１５本のラインパターンを配置している。また、図５の例では、チップ１の各ラインパターンにチップ２の対応するラインパターンが隣接するようにチップ２の複数のラインパターンを配置する。

かかるチップ２のチップパターンを描画するため、描画装置１００は以下のように動作する。まず、描画データ処理部１１４は、記憶装置１４０からチップ２のパターンデータ（描画データ２）を読み出し、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。チップ２のパターンデータには、図５に示した複数のラインパターン１４が定義される。よって、チップ１のパターンと同様、ショット図形毎にショットデータを生成する。生成されたチップ２のショットデータは記憶装置１４２に格納される。ここでは、各ラインパターン１４は、例えば、複数の矩形のショット図形に分割されることになる。

次に、描画制御部１１６は、偏向制御回路１２０および制御回路１２２を制御して、チップ２のチップパターンに対応するショットデータの描画処理を行うように制御信号を出力する。偏向制御回路１２０では、チップ２のショットデータを記憶装置１４２から読み出し、チップ２のショットデータに定義される照射位置データに応じて、ショット図形毎に、主偏向データと副偏向データを生成する。主偏向データは、ＤＡＣアンプ１３２に出力される。副偏向データは、ＤＡＣアンプ１３０に出力される。その際、ＤＡＣアンプ１３０のセトリング時間Ｔを上述した十分長い時間Ｔ_０になるようにＤＡＣアンプ１３０に制御信号を出力する。また、偏向制御回路１２０は、ショットデータに定義される照射時間に応じて、ショット図形毎に、ブランキングデータを生成し、図示しないブランキング用のＤＡＣアンプに出力する。また、偏向制御回路１２０は、ショットデータに定義される図形種および図形サイズに応じて成形データを生成し、図示しないビーム成形用のＤＡＣアンプに出力する。そして、制御回路１２２および偏向制御回路１２０から制御された各ＤＡＣアンプからの信号に基づいて、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、当該図形パターンを試料１００に描画する。以降の描画動作は、チップ１を描画した場合と同様である。かかる描画処理により、図５に示すように、チップ１のラインパターンとチップ２のラインパターンが隣接するように並んで配置される。

判定工程（Ｓ１１０）として、判定部１１８は、設定された時間Ｔｋが、Ｔｋ＝Ｔｎかどうかを判定する。Ｔｋ＝Ｔｎでない場合には、セトリング時間変更工程（Ｓ１１２）へ進む。Ｔｋ＝Ｔｎの場合には、現像工程（Ｓ１１４）へ進む。

セトリング時間変更工程（Ｓ１１２）として、セトリング時間変更部１１９は、現在設定されているＴｋの値を変更する。ここでは、例えば、Ｔ＝Ｔ_０からＴ＝Ｔ_１に変更する。そして、セトリング時間設定工程（Ｓ１０６）に戻る。そして、Ｔｋ＝Ｔｎになるまで、セトリング時間設定工程（Ｓ１０６）からセトリング時間変更工程（Ｓ１１２）までを繰り返す。チップ１のチップパターンは、複数のＳＦ３０に描画しているので、チップ２のチップパターンを描画する際には、セトリング時間Ｔが可変される毎に、チップ２のチップパターンが描画されるＳＦ３０を変更する。これにより、チップ２のチップパターンを描画するためのセトリング時間Ｔが可変された時間毎に、図５に示すような、チップ１の複数のラインパターン１２とチップ２の複数のラインパターン１４とがそれぞれ対応するラインパターン同士で隣接したパターンを形成できる。

ここでは、セトリング時間Ｔが可変される毎に異なるＳＦ３０を用いたが、これに限るものではない。セトリング時間Ｔが可変される毎に試料１０１自体を変更してチップ１の複数のラインパターン１２とチップ２の複数のラインパターン１４とを描画してもよい。或いは、１つのＳＦ３０内の複数のラインパターン１２に対し、隣に描画するラインパターン１４毎に、セトリング時間Ｔｋを変えてもよい。ストライプ２０の単位ごとにセトリング時間Ｔｋを変えてもよい。さらに、ストライプ２０やＳＦ３０にこだわらず、ＳＦ３０より大きい特定の領域として、パターン１２と１４を作成し、その領域ごとにセトリング時間Ｔｋを変えてもよい。

現像工程（Ｓ１１４）として、チップ１の複数のラインパターン１２とチップ２の複数のラインパターン１４とが描画された試料１０１を現像して、可変されたセトリング時間Ｔｋ毎のレジストパターンを形成する。

合成パターンの寸法測定工程（Ｓ１１６）として、寸法測定器を用いて、可変に設定されたセトリング時間Ｔｋ毎に、隣り合うチップ１のラインパターンとチップ２のラインパターンとを合成後の複数の合成パターンの幅寸法を測定する。言い換えれば、可変に設定されたセトリング時間Ｔｋ毎に、隣り合うチップ１のチップパターンとチップ２のチップパターンとの互いに向き合う方向とはそれぞれ逆側の外側の辺同士間の寸法を測定する。ここでは、一例として、レジストパターンの幅を測定するが、これに限るものではない。試料１０１のレジスト膜の下層に他の下層膜（例えば、クロム（Ｃｒ）膜）を形成しておき、レジストパターンをマスクとして、エッチングして下層膜によるチップ１のラインパターンとチップ２のラインパターンとを合成後の複数の合成パターンの幅寸法を測定してもよい。

寸法解析工程（Ｓ１１８）として、可変に設定されたセトリング時間Ｔｋ毎に測定された各合成パターンの幅寸法を解析する。

図６は、実施の形態１におけるセトリング時間が足りている場合と不足する場合の合成パターンの幅寸法の一例を示す図である。図６（ａ）では、ラインパターン１２とラインパターン１４とが共にセトリング時間が足りている状態で描画された場合を示している。ラインパターン１２は、上述したように複数のショット図形５０（ａ，ｂ，・・・）が繋ぎ合わされることで形成される。ラインパターン１４も同様に複数のショット図形５１（ａ，ｂ，・・・）が繋ぎ合わされることで形成される。セトリング時間が足りている場合、図６（ａ）に示すように、セトリング時間Ｔ_０で描画されたラインパターン１２とセトリング時間Ｔｋで描画されたラインパターン１４とを合成した幅寸法ｄ_１は、共に十分なセトリング時間Ｔ_０で描画されたラインパターン１２とラインパターン１４とを合成した幅寸法ｄ_０と一致する。一方、セトリング時間が不足している場合、図６（ｂ）に示すように、セトリング時間Ｔ_０で描画されたラインパターン１２とセトリング時間Ｔｋで描画されたラインパターン１４とを合成した幅寸法ｄ_１は、共に十分なセトリング時間Ｔ_０で描画されたラインパターン１２とラインパターン１４とを合成した幅寸法ｄ_０と不一致となる。例えば、幅寸法ｄ_１は、幅寸法ｄ_０よりも狭くなる。或いは、広くなる場合もあり得る。このようにセトリング時間が不足している場合、幅寸法ｄ_１は、幅寸法ｄ_０との誤差δが生じる。寸法測定器は、２つのラインパターン１２，１４の外側の辺間の寸法を測定する。

図７は、実施の形態１における可変するセトリング時間毎の合成パターンの幅寸法の測定結果の一例を示す図である。図７では、セトリング時間を６種類（ｓｔｌ１〜ｓｔｌ６）で振った場合の結果を示している。ｓｔｌ１〜ｓｔｌ６は、短い時間から順に長く設定している。縦軸は幅寸法ＣＤを示す。横軸は測定位置を示す。測定位置は、図５に示すように、ＳＦ３０内に描画された各ラインパターンに番号（ＣＤ番号）を付与し、番号毎に幅寸法を測定している。

セトリング時間決定工程（Ｓ１２０）として、偏向移動量に対して共に十分なセトリング時間Ｔ_０で偏向したラインパターン１２とラインパターン１４との合成パターンの幅寸法の誤差範囲内に入る幅寸法となる合成パターンを得た、可変に設定された時間Ｔｋをセトリング時間Ｔとして取得する。そして、かかる時間Ｔｋをセトリング時間Ｔとして決定する。

図８は、実施の形態１における可変するセトリング時間毎の平均幅寸法の測定結果の一例を示す図である。図８では、可変するセトリング時間毎に、複数の測定位置で測定された複数の幅寸法の平均値を算出し、グラフに示している。縦軸は平均幅寸法を示す。横軸は可変するセトリング時間を示す。図８では、共に十分なセトリング時間Ｔ_０で描画されたラインパターン１２とラインパターン１４とを合成した合成パターンの各測定位置での幅寸法ｄ_０の最大値と最小値を横線で示し、その範囲を誤差Δ範囲として示している。よって、可変する複数のセトリング時間のうち、かかる誤差Δ範囲内に平均幅寸法が入れば、そのセトリング時間を使用可能なセトリング時間とみなすことができる。

以上のように、セトリング時間を一方だけ可変にしながら描画した２つのラインパターンによる合成パターンの幅寸法を寸法測定器で測定することで、その測定値から適切なセトリング時間を見出すことができる。寸法測定器は、位置測定器よりも一般に精度が高く、位置測定器での測定限界が例えば０．５ｎｍである場合に、寸法測定器での測定限界は、０．２５ｎｍとなる。よって、寸法測定器で測定した方が、高精度にセトリング時間を決定できる。

図９は、実施の形態１のラインパターンの配置状況の他の一例を示す図である。実施の形態１では、図９（ａ）に示すように、ラインパターン１２とラインパターン１４とをちょうど接触するように隣接させる場合だけに限るものではない。図９（ａ）に示すように、ラインパターン１２とラインパターン１４との間にすきまがあっても構わない。ラインパターン１２とラインパターン１４を合わせた幅寸法ｄ’が寸法測定器で測定可能な範囲であればよい。

図１０は、実施の形態１のラインパターンと比較例となる１ショット図形とを示す図である。図１０（ａ）に示すように、矩形のショット図形を描画した場合、矩形の４隅の角が丸くなってしまう（Ｒ面となる）。寸法測定器は、幅寸法を測定する際、測定辺を複数個所で測定して、その平均値を算出する。そのため、角が丸くなった矩形の幅寸法を測定しても、その精度はあまり良くない。これに対して、実施の形態１では、あえてショット図形を繋げてラインパターンにしている。これにより、形成されたラインパターンの大部分は直線になるので、寸法測定器によって、測定辺を複数個所で測定して、その平均値を算出してもかかる値の誤差が小さくなる。よって、１つのショット図形で評価する場合よりも高精度に寸法を測定できる。その結果、より高精度にセトリング時間を決定できる。ただし、１ショット図形が測定器の測定領域よりも十分大きければ、１ショット図形を使っても同様の算出精度でセトリング時間を決定することが可能である。

以上のように、実施の形態１によれば、描画されるパターンのショット位置精度を高精度に維持しながらより好適なセトリング時間を取得できる。その結果、偏向移動量Ｌに対して、以上のように取得したセトリング時間をＤＡＣアンプ１３０に設定することで、スループットを低下させずに高精度な描画を行うことができる。

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。

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方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 描画領域
２０ ストライプ領域
３０ ＳＦ
５２，５４，５６ ショット図形
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
１１１ メモリ
１１２ セトリング時間設定部
１１４ 描画データ処理部
１１６ 描画制御部
１１８ 判定部
１１９ セトリング時間変更部
１２０ 偏向制御回路
１２２ 制御回路
１３０，１３２ ＤＡＣアンプ
１４０，１４２ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
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 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
２１２ ブランキング偏向器
２１４ ブランキングアパーチャ
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
５００ 描画データ変換装置

Claims (5)

1. ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプからの偏向信号によって荷電粒子ビームを偏向する偏向器を用いて、前記ＤＡＣアンプのセトリング時間を評価するための偏向移動量に対して十分なセトリング時間となる第１の時間に前記ＤＡＣアンプのセトリング時間を設定して、前記偏向器で荷電粒子ビームを試料上に偏向させることにより、前記偏向移動量だけ離れた位置毎に並ぶ複数の第１のパターンを描画する工程と、
   前記ＤＡＣアンプのセトリング時間を、偏向移動量に対して十分なセトリング時間を含む複数の異なる第２の時間を用いて可変に設定しながら、可変に設定された第２の時間毎に、前記偏向器で荷電粒子ビームを試料上に偏向させることにより、前記複数の第１のパターンの各第１のパターンと対応するパターンが隣り合う位置になるように複数の第２のパターンを描画する工程と、
   可変に設定された第２の時間毎に、隣り合う第１と第２のパターンを合成後の複数の合成パターンの幅寸法を測定する工程と、
   前記測定された各合成パターンの幅寸法を用いて、前記偏向移動量だけ偏向させるために必要な前記ＤＡＣアンプのセトリング時間を取得する工程と、
   を備えたことを特徴とするセトリング時間の取得方法。
2. 合成パターンの幅寸法として、隣り合う第１と第２のパターンの互いに外側の辺同士間の寸法を用いることを特徴とする請求項１記載のセトリング時間の取得方法。
3. 前記偏向移動量に対して第１と第２の時間が共に十分なセトリング時間で偏向した前記第１と第２のパターンの合成パターンの幅寸法の誤差範囲内に入る幅寸法となる合成パターンを得た、可変に設定された時間をセトリング時間として取得することを特徴とする請求項１又は２記載のセトリング時間の取得方法。
4. 前記複数のパターンは、隣り合うラインパターンであることを特徴とする請求項１〜３記載のセトリング時間の取得方法。
5. 前記合成パターンの幅寸法は、寸法測定器で測定されることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のセトリング時間の取得方法。

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