JP2014120630A - 荷電粒子ビーム描画装置、面積密度データの作成方法及びショット数データの作成方法 - Google Patents

Abstract

【目的】２回目以降の描画処理時のデータ処理の演算時間を低減することが可能な描画装置を提供する。
【構成】本発明の一態様の描画装置は、図形パターン毎に定義された、ドーズ変調率に関する属性情報毎に、図形パターンの面積密度を定義した面積密度マップを作成する面積密度マップ作成部と、属性情報毎の面積密度マップを記憶する記憶部と、属性情報毎の面積密度マップを用いて、メッシュ領域毎に、属性情報に対応するドーズ変調率によって重み付けされ面積密度マップ同士で加算されたドーズ変調面積密度マップを作成するドーズ変調面積密度マップ作成部と、ドーズ変調面積密度マップを用いて図形パターンの寸法変動を補正すると共に、さらにドーズ変調率によってドーズ変調された荷電粒子ビームの照射量を演算する照射量演算部と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置、面積密度データの作成方法及びショット数データの作成方法に係り、例えば、描画時間を予測するためのショット数や照射量の補正計算に用いる面積密度を見積もる描画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、電子ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）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１３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。

描画装置内では、補正モデルに沿って計算された補正係数によって照射量を補正することによって近接効果等の現象によるパターン寸法変動を補正している。かかる補正計算には、メッシュ領域毎のパターンの面積密度を見積もる必要がある。同じレイアウトのパターンを再度描画する場合であれば、以前に求めた面積密度データを２回目以降の描画処理時にそのまま流用することが可能となるので、２回目以降の描画処理時のデータ処理の演算時間を短縮することが可能である。

また、描画装置では、チップパターンを描画する際の描画時間を予測し、ユーザに提供している（例えば、特許文献１参照）。そのために、メッシュ領域毎のかかるチップパターンを描画するためのショット数を見積もる必要がある。多重描画を行う場合、描画時間は、多重度に応じてショット数が増えることになる。同じレイアウトのパターンを一定の多重度で再度描画する場合であれば、以前に求めたメッシュ領域毎のショット数データを２回目以降の描画処理時にそのまま流用することが可能となるので、２回目以降の描画処理時のデータ処理の演算時間を短縮することが可能である。

特開２００９−０８８２１３号公報

昨今のパターンの微細化・高密度化に伴い、補正精度をさらに向上することが検討されている。そのため、装置外部からユーザ等がドーズ変調量を描画装置内で使用する補正モデルとは別に指定することが考えられるが、描画装置内で、寸法変動現象の照射量補正計算を行う際、かかる外部から入力されるドーズ変調量を考慮した面積密度を見積もる必要が生じる。しかしながら、外部から入力されるドーズ変調量は、描画処理によっては値が変更される場合がある。ドーズ変調量が変われば、ドーズ変調量を考慮した面積密度の値も変わってしまうため、同じレイアウトのパターンを描画する際でも、以前に求めたドーズ変調量を考慮済の面積密度をそのまま流用することが困難となる。よって、ドーズ変調量が変更されるたびに再度パターンデータの読み込みから始めなければならず、データ処理の演算時間が長く掛かってしまうといった問題が生じる。

また、装置外部からユーザ等が１つのレイアウトに対して複数の多重度を指定することが考えられるが、一概にメッシュ領域毎のショット数に一意の多重度を単に乗じたのでは実際に照射されるショット数とかけ離れた値になってしまい、予測される描画時間の精度が劣化してしまう。よって、メッシュ領域毎に多重度を定義した多重度値（パス数）マップを作成する必要が生じる。メッシュ領域毎のショット数に多重度値（パス数）マップの多重度値を乗じることで多重度を考慮したショット数マップを得ることができる。しかしながら、外部から入力される多重度値は、描画処理によっては値が変更される場合がある。多重度値が変われば、多重度値を考慮したショット数の値も変わってしまうため、同じレイアウトのパターンを描画する際でも、以前に求めた多重度値を考慮済のショット数をそのまま流用することが困難となる。よって、多重度値が変更されるたびにショット数を演算するために再度パターンデータの読み込みから始めなければならず、データ処理の演算時間が長く掛かってしまうといった問題が生じる。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、２回目以降の描画処理時のデータ処理の演算時間を低減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、
複数の図形パターンを有するチップの図形パターン毎に定義された、ドーズ変調率に関する属性情報毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンの面積密度を定義した面積密度マップを作成する面積密度マップ作成部と、
属性情報毎の面積密度マップを記憶する記憶部と、
属性情報毎の面積密度マップを用いて、メッシュ領域毎に、各面積密度マップの面積密度が属性情報に対応するドーズ変調率によって重み付けされ面積密度マップ同士で加算されたドーズ変調面積密度を定義したドーズ変調面積密度マップを作成するドーズ変調面積密度マップ作成部と、
ドーズ変調面積密度マップを用いて図形パターンの寸法変動を補正すると共に、さらにドーズ変調率によってドーズ変調された荷電粒子ビームの照射量を演算する照射量演算部と、
荷電粒子ビームを用いて試料に前記複数の図形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。

また、ドーズ変調面積密度マップ作成部は、第ｋ回目（ｋは２以上の整数）の描画処理の際、第ｋ回目よりも前の描画処理時に作成した属性情報毎の面積密度マップを記憶部から読み出し、読み出した属性情報毎の面積密度マップを用いて、ドーズ変調面積密度マップを作成すると好適である。

本発明の一態様の面積密度データの作成方法は、
複数の図形パターンを有するチップの図形パターン毎に定義された、ドーズ変調率に関する属性情報毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンの面積密度を定義した面積密度マップを作成する工程と、
作成された属性情報毎の面積密度マップを記憶装置に記憶する工程と、
属性情報毎の面積密度マップを用いて、メッシュ領域毎に、各面積密度マップの面積密度が属性情報に対応するドーズ変調率によって重み付けされ面積密度マップ同士で加算されたドーズ変調面積密度を定義したドーズ変調面積密度マップを作成し、出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
複数の図形パターンを有するチップの図形パターン毎に定義された、多重描画のための多重度値（パス数）に関する属性情報毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンを描画するための荷電粒子ビームのショット数を定義したショット数マップを作成するショット数マップ作成部と、
属性情報毎のショット数マップを記憶する記憶部と、
属性情報毎のショット数マップを用いて、メッシュ領域毎に、各ショット数マップの属性情報に対応する多重度値がすべてのショット数マップのショット数に対する当該ショット数マップのショット数の割合によって重み付けされショット数マップ同士で加算された多重度値マップを作成する多重度値マップ作成部と、
多重度値マップのメッシュ値を用いて試料に複数の図形パターンを描画する描画時間を予測する描画時間予測部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の他の態様のショット数データの作成方法は、
複数の図形パターンを有するチップの図形パターン毎に定義された、多重描画のための多重度値（パス数）に関する属性情報毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンを描画するための荷電粒子ビームのショット数を定義したショット数マップを作成する工程と、
作成された属性情報毎のショット数マップを記憶装置に記憶する工程と、
属性情報毎のショット数マップを用いて、メッシュ領域毎に、各ショット数マップの前記属性情報に対応する多重度値がすべてのショット数マップのショット数に対する当該ショット数マップのショット数の割合によって重み付けされショット数マップ同士で加算された多重度値マップを作成し、出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、２回目以降の描画処理におけるデータ処理時間を低減できる。その結果、描画時間を短縮できる。

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における図形パターンの一例を示す図である。 実施の形態１における変調ドーズ表の一例を示す図である。 実施の形態１における多重度値表の一例を示す図である。 実施の形態１におけるショット数マップ作成部の内部構成を示す概念図である。 実施の形態１における平均多重度値マップ作成部の内部構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるドーズ変調面積密度マップ作成部の内部構成を示す概念図である。 実施の形態１における電子ビーム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におけるドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップの作成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における面積密度ρ（ＡＩ）マップの一例を示す概念図である。 実施の形態１における描画時間予測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におけるショット数Ｎ（ＡＩ’）マップの一例を示す概念図である。 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、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１１０，１２０、メモリ１１２、制御回路１３０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４，１４６，１４８を有している。制御計算機１１０，１２０、メモリ１１２、制御回路１３０、及び記憶装置１４０，１４２，１４４，１４６，１４８は、図示しないバスを介して互いに接続されている。

制御計算機１１０内には、転送処理部１０、フォーマット検査部１２、ショット数Ｎマップ作成部１４、面積密度ρマップ作成部１６、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成部１８、平均多重度値ｎａマップ作成部２０、多重度変調ショット数Ｎ（ｎａ）マップ作成部２２、及び描画時間予測部２４が配置される。転送処理部１０、フォーマット検査部１２、ショット数Ｎマップ作成部１４、面積密度ρマップ作成部１６、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成部１８、平均多重度値ｎａマップ作成部２０、多重度変調ショット数Ｎ（ｎａ）マップ作成部２２、及び描画時間予測部２４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。転送処理部１０、フォーマット検査部１２、ショット数Ｎマップ作成部１４、面積密度ρマップ作成部１６、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成部１８、平均多重度値ｎａマップ作成部２０、多重度変調ショット数Ｎ（ｎａ）マップ作成部２２、及び描画時間予測部２４に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

制御計算機１２０内には、ショットデータ生成部４０、照射量演算部４２、及び描画処理部４４が配置される。ショットデータ生成部４０、照射量演算部４２、及び描画処理部４４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。ショットデータ生成部４０、照射量演算部４２、及び描画処理部４４に入出力される情報および演算中の情報は図示しないメモリ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。

記憶装置１４０（記憶部）には、少なくとも１つの図形パターンから構成される複数のセルを有するチップのチップデータが、後述する転送処理工程（Ｓ１０２）によって外部より入力され、格納される。チップデータには、各図形パターンの形状、配置座標、およびサイズを示す各図形パターンデータが定義される。言い換えれば、チップデータには、複数の図形パターンを有するチップの各図形パターンの形状、配置座標、およびサイズを示す各図形パターンデータが定義される。

ここで、各図形パターンデータには、変調ドーズ率ＤＭを識別する指標番号（識別子）を示す属性情報ＡＩと、多重度値ｎを識別する指標番号（識別子）を示す属性情報ＡＩ’とが、それぞれ定義される。

図２は、実施の形態１における図形パターンの一例を示す図である。図２では、例えば、レイアウトデータ内に、複数の図形パターンＡ〜Ｋが配置される。そして、図形パターンＡ，Ｋと、図形パターンＢ〜Ｅ，Ｇ〜Ｊと、図形パターンＦと、について、異なるドーズ量で描画したい場合がある。そのため、図形パターンＡ，Ｋに対する変調ドーズ率と、図形パターンＢ〜Ｅ，Ｇ〜Ｊに対する変調ドーズ率と、図形パターンＦに対する変調ドーズ率とが、予め設定される。図２の例では、例えば、図形パターンＡ，Ｋの図形パターンデータには、属性情報ＡＩとして「０」が定義される。図形パターンＦの図形パターンデータには、属性情報ＡＩとして「１」が定義される。図形パターンＢ〜Ｅ，Ｇ〜Ｊの図形パターンデータには、属性情報ＡＩとして「２」が定義される。

さらに、例えば、図形パターンＡ，Ｋと、図形パターンＢ〜Ｅ，Ｇ〜Ｊと、図形パターンＦと、について、異なる多重度で描画したい場合がある。そのため、図形パターンＡ，Ｋに対する多重度値ｎと、図形パターンＢ〜Ｅ，Ｇ〜Ｊに対する多重度値ｎと、図形パターンＦに対する多重度値ｎとが、予め設定される。図２の例では、例えば、図形パターンＡ，Ｋの図形パターンデータには、属性情報ＡＩ’として「１」が定義される。図形パターンＦの図形パターンデータには、属性情報ＡＩ’として「２」が定義される。図形パターンＢ〜Ｅ，Ｇ〜Ｊの図形パターンデータには、属性情報ＡＩ’として「０」が定義される。

図２の例では、図形パターンＡ，Ｋの組と、図形パターンＢ〜Ｅ，Ｇ〜Ｊの組と、図形パターンＦの組とで、変調ドーズ率ＤＭおよび多重度値ｎをそれぞれ設定しているが、これに限るものではない。変調ドーズ率ＤＭと多重度値ｎは、図形パターン毎に定義されればよい。

図３は、実施の形態１における変調ドーズ表の一例を示す図である。図２に示すように、レイアウトデータ内の複数の図形パターンについて、図形毎に、変調ドーズ率に関する指標番号（識別子）が属性情報ＡＩとして付与される。そして、変調ドーズ表は、図３に示すように、各指標番号に対するドーズ量変調量として、変調ドーズ率が定義される。図３では、例えば、属性情報ＡＩが「０」の図形パターンについて、変調ドーズ率が１００％と定義される。属性情報ＡＩが「１」の図形パターンについて、変調ドーズ率が１２０％と定義される。属性情報ＡＩが「２」の図形パターンについて、変調ドーズ率が１３０％と定義される。属性情報ＡＩが「３」の図形パターンについて、変調ドーズ率が１４０％と定義される。かかる変調ドーズ表は、ドーズ変調率ＤＭｋと属性情報ＡＩ（識別子）との相関データを示す、ここでは、ドーズ変調率ＤＭｋは、百分率％で示している。比で定義しても構わないことは言うまでもない。かかる変調ドーズ表は、描画装置１００にチップデータが入力される前に、描画装置外部にて図示しない変調ドーズ表作成ツールによって作成される。変調ドーズ表作成ツールは、ユーザ或いは補正ツール等で設定された変調ドーズ率の変調率データとそれぞれ対応する図形パターンの指標番号を入力し、対応させたデータを作成すればよい。或いは、かかる変調ドーズ表は、ユーザ等によって作成してもよい。

図４は、実施の形態１における多重度値表の一例を示す図である。図４に示すように、レイアウトデータ内の複数の図形パターンについて、図形毎に、多重度値に関する指標番号（識別子）が属性情報ＡＩ’として付与される。そして、多重度値表は、図４に示すように、各指標番号に対する多重度値ｎが定義される。図４では、例えば、属性情報ＡＩ’が「０」の図形パターンについて、多重度値ｎが１と定義される。属性情報ＡＩ’が「１」の図形パターンについて、多重度値ｎが２と定義される。属性情報ＡＩ’が「２」の図形パターンについて、多重度値ｎが４と定義される。属性情報ＡＩ’が「３」の図形パターンについて、多重度値ｎが６と定義される。ｎ＝１の場合、多重描画せずに１回の描画で終了することを示す。ｎ＝２の場合、２重描画を行うことを示す。以下、同様である。かかる多重度値表は、多重度値ｎｋと属性情報ＡＩ’（識別子）との相関データを示す、かかる多重度値表は、描画装置１００にチップデータが入力される前に、描画装置外部にて作成される。

記憶装置１４２（記憶部）には、外部で設定されたドーズ変調率ＤＭｋと属性情報ＡＩ（識別子）との相関データが外部より入力され、格納されている。また、記憶装置１４２（記憶部）には、外部で設定された多重度値ｎｋと属性情報ＡＩ’（識別子）との相関データが外部より入力され、格納されている。ここで、ｋは、同じレイアウトデータ（チップデータ）を用いて、複数回の描画処理を行う際の描画処理の回数を示す。

図５は、実施の形態１におけるショット数マップ作成部の内部構成を示す概念図である。図５において、Ｎマップ作成部１４内には、読込部３０、ショット分割部３２、及びＮマップ作成処理部３４が配置される。読込部３０、ショット分割部３２、及びＮマップ作成処理部３４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。読込部３０、ショット分割部３２、及びＮマップ作成処理部３４に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

図６は、実施の形態１における平均多重度値マップ作成部の内部構成を示す概念図である。図６において、ｎａマップ作成部２０内には、属性情報ＡＩ’毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップ作成部５０、取得部５２、平均多重度値ｎａ演算部５４、及び平均多重度値ｎａマップ作成処理部５６が配置される。Ｎ（ＡＩ’）マップ作成部５０、取得部５２、ｎａ演算部５４、及びｎａマップ作成処理部５６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。Ｎ（ＡＩ’）マップ作成部５０、取得部５２、ｎａ演算部５４、及びｎａマップ作成処理部５６に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

図７は、実施の形態１におけるドーズ変調面積密度マップ作成部の内部構成を示す概念図である。図７において、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成部１８内には、読込部６０、属性情報ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）演算部６２、ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップ作成部６４、取得部６６、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）演算部６８、及びドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成処理部６９が配置される。読込部６０、属性情報ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）演算部６２、ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップ作成部６４、取得部６６、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）演算部６８、及びドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成処理部６９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。読込部６０、ρ（ＡＩ）演算部６２、ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップ作成部６４、取得部６６、ρ（ＤＭ）演算部６８、及びρ（ＤＭ）マップ作成処理部６９に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

図８は、実施の形態１における電子ビーム描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図８において、実施の形態１における電子ビーム描画方法は、転送処理工程（Ｓ１０２）と、フォーマット検査工程（Ｓ１０４）と、面積密度ρマップ作成工程（Ｓ１０６）と、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成工程（Ｓ１０８）と、ショット数Ｎマップ作成工程（Ｓ１１０）と、平均多重度値ｎａマップ作成工程（Ｓ１１２）と、多重度変調ショット数Ｎ（ｎａ）マップ作成（Ｓ１１４）と、描画時間予測工程（Ｓ１１６）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１１８）と、照射量演算工程（Ｓ１２０）と、描画工程（Ｓ１２２）という一連の工程を実施する。また、かかる工程のうち、転送処理工程（Ｓ１０２）から描画時間予測工程（Ｓ１１６）までの各工程は描画処理を開始する前の前処理として実施すると好適である。さらに、面積密度に関する、ρマップ作成工程（Ｓ１０６）とρ（ＤＭ）マップ作成工程（Ｓ１０８）との工程群と、描画時間予測に関する、Ｎマップ作成工程（Ｓ１１０）とｎａマップ作成工程（Ｓ１１２）とＮ（ｎａ）マップ作成（Ｓ１１４）と描画時間予測工程（Ｓ１１６）との工程群と、はどちらを先に実施してもよい。

また、制御計算機１１０内の各機能の処理を図示しない複数のＣＰＵと複数のメモリとにより実行する場合には、転送処理工程（Ｓ１０２）から描画時間予測工程（Ｓ１１６）までの各工程はパイプライン処理により実施されると好適である。各工程は、例えば、チップ領域を短冊状のストライプ領域（フレーム領域）或いは任意のサイズの複数のブロック領域に仮想分割して複数のデータ処理領域を設定し、それぞれのデータ処理領域毎に実施されると良い。例えば、第ｎ番目（ｎは自然数）のデータ処理領域、第ｎ＋１番目のデータ処理領域、ｎ＋２番目のデータ処理領域、・・・ｎ＋７番目のデータ処理領域、・・・といった順に実行される。パイプライン処理では、各工程の順で同時に実施するデータ処理領域が１つずつずれるように各工程を実施する。

転送処理工程（Ｓ１０２）として、転送処理部１０は、チップデータのうち、データ処理領域毎に、該当する図形パターンデータを図示しない外部の記憶装置から記憶装置１４０に転送する。なお、データ処理領域単位ではなく、チップ単位でデータ転送しても構わない。

フォーマット検査工程（Ｓ１０４）として、フォーマット検査部１２は、転送された各データのフォーマットが描画装置１００で入力可能なフォーマットで作成されているかどうかを検査する。未対応のフォーマットであれば、その後のデータ処理が実施困難となるので、ここで異常（未対応のフォーマット）を検出した場合には、データ処理を中止し、その結果を出力すればよい。出力は、図示しないモニタや警告ランプ等で表示すると好適である。或いは、データとして図示しない外部インターフェースを経由して出力してもよい。

面積密度ρマップ作成工程（Ｓ１０６）として、ρマップ作成部１６は、図形パターンデータを読み込み、チップ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のメッシュ領域毎にパターン面積密度ρを演算する。チップ内は、複数のセルにより構成され、各セルは、少なくとも１つ以上の図形パターンにより構成される。そこで、例えば、セルをメッシュ状に分割したセル分割領域（メッシュ領域）毎に、セル分割領域に割り当てられるショット図形の面積を合計して、当該セル分割領域のパターン面積密度ρを演算する。さらに、チップを所定のサイズのメッシュ領域に分割したメッシュ領域毎に、配置されるセルのパターン面積密度ρをまとめることで、各メッシュ領域のパターン面積密度ρを算出すればよい。また、パターン面積密度ρを定義する際のメッシュ領域のサイズは、例えば、十μｍ程度が好適である。例えば、１０〜２０μｍ程度がより好適である。そして、ρマップ作成部１６は、上述したチップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割されたメッシュ領域毎に当該チップに関するρを定義したρマップを作成する。ρマップは、記憶装置１４４に格納される。

ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成工程（Ｓ１０８）として、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成部１８は、ドーズ変調率を用いて重み付けされたドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）を定義したドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップを作成する。

図９は、実施の形態１におけるドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップの作成方法の要部工程を示すフローチャート図である。図９では、属性情報ＡＩ値毎に対応付けされたドーズ変調率ＤＭ１を用いて第１回目の描画処理におけるドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップの作成方法の各工程を示している。そして、図９では、さらに、第１回目の描画処理に用いた同じレイアウトデータ（チップデータ）を用いて、属性情報ＡＩ値毎に対応付けされたドーズ変調率ＤＭ１をＤＭ２に変更した場合の第２回目の描画処理におけるドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップの作成方法の各工程を示している。

図９において、第１回目の描画処理では、ρ（ＤＭ）マップの作成方法として、パターンデータ読み込み工程（Ｓ２０２）と、属性情報ＡＩ値毎の面積密度ρ（ＡＩ）演算工程（Ｓ２０４）と、属性情報ＡＩ値毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップ作成工程（Ｓ２０６）と、ドーズ変調率ＤＭ_１取得工程（Ｓ２０８）と、ドーズ変調率ＤＭ_１によって重み付けされたドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_１）演算工程（Ｓ２１０）と、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_１）マップ作成工程（Ｓ２１２）と、いう一連の工程を実施する。

一方、第２回目の描画処理では、図９に示すように、ρ（ＤＭ）マップの作成方法として、ドーズ変調率ＤＭ_２取得工程（Ｓ２０８）と、ドーズ変調率ＤＭ_２によって重み付けされたドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_２）演算工程（Ｓ２１０）と、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_２）マップ作成工程（Ｓ２１２）と、いう一連の工程を実施する。

パターンデータ読み込み工程（Ｓ２０２）として、読込部６０は、記憶装置１４０から該当するデータ処理領域の図形パターンデータを読み込む。

属性情報ＡＩ値毎の面積密度ρ（ＡＩ）演算工程（Ｓ２０４）として、面積密度ρ（ＡＩ）演算部６２は、複数の図形パターンを有するチップの図形パターン毎に定義された、ドーズ変調率ＤＭに関する属性情報ＡＩ毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンの面積密度ρ（ＡＩ）を演算する。実施の形態１では、同じメッシュ領域内に配置される複数の図形パターンが存在した際、属性情報ＡＩの値が同じものだけをまとめて面積密度ρ（ＡＩ）を演算する。上述したように、チップ内は、複数のセルにより構成され、各セルは、少なくとも１つ以上の図形パターンにより構成される。そこで、例えば、セルをメッシュ状に分割したセル分割領域（メッシュ領域）毎に、セル分割領域に割り当てられる同じ属性情報ＡＩ値が定義されたショット図形の面積を合計して、属性情報ＡＩ毎に、当該セル分割領域のパターン面積密度ρを演算する。さらに、チップを所定のサイズのメッシュ領域に分割したメッシュ領域毎に、配置されるセルのパターン面積密度ρのうち同じ属性情報ＡＩ値が定義されたパターン面積密度ρをまとめることで、属性情報ＡＩ毎に、各メッシュ領域のパターン面積密度ρを算出すればよい。また、パターン面積密度ρを定義する際のメッシュ領域のサイズは、例えば、十μｍ程度が好適である。例えば、１０〜２０μｍ程度がより好適である。

属性情報ＡＩ値毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップ作成工程（Ｓ２０６）として、面積密度ρ（ＡＩ）マップ作成部６４は、属性情報ＡＩ毎に、各メッシュ領域に該当する図形パターンの面積密度ρ（ＡＩ）を定義した面積密度ρ（ＡＩ）マップを作成する。面積密度ρ（ＡＩ）マップは、記憶装置１４６に格納される。

図１０は、実施の形態１における面積密度ρ（ＡＩ）マップの一例を示す概念図である。図１０では、ＡＩ＝０，１，２，３，・・・と、ＡＩ値毎に、面積密度ρ（ＡＩ）マップを作成することを示している。ＡＩ値毎に、面積密度ρ（ＡＩ）マップを作成し、記憶装置１４６に記憶しておくことで、ＡＩ値が対応付けられるドーズ変調率ＤＭが変更になった場合でも、面積密度ρ（ＡＩ）マップはそのまま変更しないで済む。しかしながら、かかる面積密度ρ（ＡＩ）マップを作成せずに、ドーズ変調率ＤＭによって重み付けされた面積密度ρ（ＤＭ）マップを作成してしまうと、ＡＩ値が対応付けられるドーズ変調率ＤＭが次回以降の描画処理において変更になった場合、パターンデータ読み込み工程（Ｓ２０２）からやり直しとなってしまうことになる。

ドーズ変調率ＤＭ_１取得工程（Ｓ２０８）として、取得部６６は、記憶装置１４２に記憶されたＡＩ−ＤＭ_１データを参照し、ＡＩ値毎のドーズ変調率ＤＭ_１を取得する。例えば、１回目の描画処理であれば、ＡＩ−ＤＭ_１データを参照する。また、２回目の描画処理であれば、ＡＩ−ＤＭ_２データを参照すればよい。

ドーズ変調率ＤＭ_１によって重み付けされたドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_１）演算工程（Ｓ２１０）として、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）演算部６８は、属性情報ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップを用いて、メッシュ領域毎に、各面積密度ρ（ＡＩ）マップの面積密度が属性情報に対応するドーズ変調率ＤＭ_１によって重み付けされ面積密度マップ同士で加算されたドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_１）を演算する。具体的には、属性情報ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップの各メッシュ値（面積密度ρ（ＡＩ））に該当するドーズ変調率ＤＭ_１を乗じる。そして、該当するドーズ変調率ＤＭ_１を乗じた面積密度ρ（ＤＭ_１）を同じメッシュ領域同士で加算する。これにより、同じメッシュ領域に対して、１つの面積密度ρ（ＤＭ_１）が算出される。

ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_１）マップ作成工程（Ｓ２１２）として、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成処理部６９は、各メッシュ領域に該当する図形パターンの面積密度ρ（ＤＭ_１）を定義した面積密度ρ（ＤＭ_１）マップを作成する。面積密度ρ（ＤＭ_１）マップは、記憶装置１４４に格納される。

そして、例えば、第２回目の描画処理では、記憶装置１４６に記憶された面積密度ρ（ＡＩ）マップを読み出して流用する。

ドーズ変調率ＤＭ_２取得工程（Ｓ２０８）として、取得部６６は、記憶装置１４２に記憶されたＡＩ−ＤＭ_２データを参照し、ＡＩ値毎のドーズ変調率ＤＭ_２を取得する。

ドーズ変調率ＤＭ_２によって重み付けされたドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_２）演算工程（Ｓ２１０）として、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）演算部６８は、属性情報ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップを用いて、メッシュ領域毎に、各面積密度ρ（ＡＩ）マップの面積密度が属性情報に対応するドーズ変調率ＤＭ_２によって重み付けされ面積密度マップ同士で加算されたドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_２）を演算する。

ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ_２）マップ作成工程（Ｓ２１２）として、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成処理部６９は、各メッシュ領域に該当する図形パターンの面積密度ρ（ＤＭ_２）を定義した面積密度ρ（ＤＭ_２）マップを作成する。面積密度ρ（ＤＭ２）マップは、記憶装置１４４に格納される。

以上のように、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップ作成部１８は、第ｋ回目（ｋは２以上の整数）の描画処理の際、第ｋ回目よりも前の描画処理時に作成した属性情報ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップを記憶装置１４６から読み出す。そして、読み出した属性情報ＡＩ毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップを用いて、第ｋ回目の描画処理用のドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップを作成する。このように、第２回目以降の描画処理では、記憶装置１４６に記憶された面積密度ρ（ＡＩ）マップを読み出して流用すれば、パターンデータ読み込み工程（Ｓ２０２）と、属性情報ＡＩ値毎の面積密度ρ（ＡＩ）演算工程（Ｓ２０４）と、属性情報ＡＩ値毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップ作成工程（Ｓ２０６）と、の各工程を省くことができる。よって、第２回目の描画処理では、データ処理時間を大幅に短縮できる。かかるドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）は、後述するように、描画を行う際の照射量の補正に使用されると好適である。

ここで、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データに定義された各図形パターンを分割する必要がある。そこで、まず、制御計算機１１０にて、かかるチップを描画する場合のショット数を演算により見積もる。そして、演算されたショット数を用いてかかるチップを描画する際にかかる描画時間を予測する。

図１１は、実施の形態１における描画時間予測方法の要部工程を示すフローチャート図である。描画時間を予測する際には、ショット数Ｎマップ作成工程（Ｓ１１０）と、平均多重度値ｎａマップ作成工程（Ｓ１１２）と、多重度変調ショット数Ｎ（ｎａ）マップ作成（Ｓ１１４）と、描画時間予測工程（Ｓ１１６）との各工程を実施することになる。そして、ショット数Ｎマップ作成工程（Ｓ１１０）の内部工程として、パターンデータ読み込み工程（Ｓ３０２）と、ショット分割処理工程（Ｓ３０４）と、ショット数Ｎマップ作成処理工程（Ｓ３０６）の各工程を実施する。平均多重度値ｎａマップ作成工程（Ｓ１１２）は、第１回目の描画処理において、その内部工程として、属性情報ＡＩ’値毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップ作成工程（Ｓ３１２）と、多重度値ｎ１取得工程（Ｓ３１４）と、平均多重度値ｎａ演算工程（Ｓ３１６）と、平均多重度値ｎａマップ作成処理工程（Ｓ３１８）という一連の工程を実施する。また、平均多重度値ｎａマップ作成工程（Ｓ１１２）は、第２回目の描画処理において、その内部工程として、多重度値ｎ２取得工程（Ｓ３１４）と、平均多重度値ｎａ演算工程（Ｓ３１６）と、平均多重度値ｎａマップ作成処理工程（Ｓ３１８）という一連の工程を実施する。

ショット数Ｎマップ作成工程（Ｓ１１０）として、ショット数Ｎマップ作成部１４は、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンを描画するための電子ビーム２００のショット数Ｎを定義したショット数Ｎマップを作成する。具体的には、以下のように動作する。

まず、パターンデータ読み込み工程（Ｓ３０２）として、読込部３０は、記憶装置１４０から該当するデータ処理領域の図形パターンデータを読み込む。

ショット分割処理工程（Ｓ３０４）として、ショット分割部３２は、複数の図形パターンを有するチップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割されたメッシュ領域毎に当該チップに関するショット数を演算する。チップ内は、上述したように、複数のセルにより構成され、各セルは、少なくとも１つ以上の図形パターンにより構成される。そこで、まず、チップデータ内の各図形パターンデータを入力し、図形パターン毎に、電子ビーム２００による１回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割する。これにより、当該図形パターンのショット数が算出される。そして、セル毎に、配置される図形パターンのショット数をまとめて、セル毎のショット数が算出される。さらに、チップを所定のサイズのメッシュ領域に分割したメッシュ領域毎に、配置されるセルのショット数をまとめることで、各メッシュ領域のショット数を算出すればよい。

ショット数Ｎマップ作成処理工程（Ｓ３０６）として、Ｎマップ作成処理部３４は、上述したチップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割されたメッシュ領域毎にショット数Ｎを定義したショット数Ｎマップを作成する。Ｎマップは、記憶装置１４４に格納される。

次に、平均多重度値ｎａマップ作成工程（Ｓ１１２）として、ｎａマップ作成部２０は、メッシュ領域毎に、ショット数の割合によって重み付けされた多重度値マップを作成する。ｎａマップ作成部２０は、多重度値マップ作成部の一例である。具体的には以下のように動作する。

属性情報ＡＩ’値毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップ作成工程（Ｓ３１２）として、ショット数Ｎ（ＡＩ’）マップ作成部５０は、チップの図形パターン毎に定義された、多重描画のための多重度値ｎ（パス数）に関する属性情報ＡＩ’毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンを描画するための電子ビームのショット数を定義したショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを作成する。属性情報ＡＩ’毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップは、記憶装置１４６に格納される。

図１２は、実施の形態１におけるショット数Ｎ（ＡＩ’）マップの一例を示す概念図である。図１２では、ＡＩ’＝０，１，２，３，・・・と、ＡＩ’値毎に、ショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを作成することを示している。ＡＩ’値毎に、ショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを作成し、記憶装置１４６に記憶しておくことで、ＡＩ’値が対応付けられる多重度値ｎが変更になった場合でも、ショット数Ｎ（ＡＩ’）マップはそのまま変更しないで済む。しかしながら、かかるショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを作成せずに、多重度値ｎによって重み付けされた多重度変調ショット数Ｎ（ｎａ）マップを作成してしまうと、ＡＩ’値が対応付けられる多重度値ｎが次回以降の描画処理において変更になった場合、パターンデータ読み込み工程（Ｓ３０２）からやり直しとなってしまうことになる。

多重度値ｎ_１取得工程（Ｓ３１４）として、取得部５２は、記憶装置１４２に記憶されたＡＩ’−ｎ_１データを参照し、ＡＩ’値毎の多重度値ｎ_１を取得する。例えば、１回目の描画処理であれば、ＡＩ’−ｎ_１データを参照する。また、２回目の描画処理であれば、ＡＩ’−ｎ_２データを参照すればよい。

平均多重度値ｎ_ａ演算工程（Ｓ３１６）として、平均多重度値ｎ_ａ演算部５４は、属性情報ＡＩ’毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを用いて、メッシュ領域毎に、各ショット数Ｎ（ＡＩ’）マップの属性情報ＡＩ’に対応する多重度値ｎがすべてのショット数Ｎ（ＡＩ’）マップのショット数に対する当該ショット数マップのショット数の割合によって重み付けされショット数マップ同士で加算された多重度値（実施の形態１では、平均多重度値ｎ_ａという）を演算する。例えば、同じメッシュ領域内に、ｊ種類の多重度ｎ_ｋｉの図形パターンが混在する場合を想定する。また、ｊ種類の多重度ｎ_ｋｉの図形パターンのそれぞれのショット数をＮｉとする。かかる場合、平均多重度値ｎ_ａは、次の式（１）で定義できる。なお、式（１）において、ｉは、１からｊまでの値をとる。ｋは、描画回数を示す。
（１） ｎａ＝Σ｛（ｎ_ｋｉ×Ｎｉ）／ΣＮｉ｝

平均多重度値ｎａマップ作成処理工程（Ｓ３１８）として、平均多重度値ｎ_ａマップ作成処理部５６は、各メッシュ領域に演算された平均多重度値ｎ_ａを定義した平均多重度値ｎａマップ（多重度値マップの一例）を作成する。作成された平均多重度値ｎ_ａマップは、記憶装置１４６に格納される。

多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップ作成（Ｓ１１４）として、多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップ作成部２２は、記憶装置１４４からＮマップとｎ_ａマップを読み出し、メッシュ領域毎に、ＮマップのＮ値とｎ_ａマップのｎ_ａ値を乗じた多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）を演算する。そして、各メッシュ領域に演算された多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）を定義した多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップを作成する。作成された多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップは、記憶装置１４６に格納される。

描画時間予測工程（Ｓ１１６）として、描画時間予測部２４は、多重度値マップのメッシュ値に基づいた多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップを用いて試料１０１に複数の図形パターンを描画する描画時間を予測する。具体的には、得られた多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）に基づいて、当該チップを描画するための描画時間を予測する。描画時間予測部２４は、例えば、以下の式（２）を用いて、試料１０１にチップを描画するための総描画時間Ｔｅｓを算出する。
（２） Ｔｅｓ＝α_１・Ｎ（ｎ_ａ）_{ｔｏｔａｌ}＋β_１

ここで、Ｎ（ｎ_ａ）_{ｔｏｔａｌ}は、Ｎ（ｎａ）マップのすべてのメッシュ領域の値を合計した値を示す。言い換えれば、対象チップを描画する際の総ショット数となる。係数α_１は、１ショットあたりに必要な時間（ショットサイクル）を示す。例えば、必要なドーズＤを得るための時間ｔ_１と電子ビーム２００を偏向させるための時間ｔ_２（セトリングタイム）の和で示すことができる。また、電流密度をＪとすると、例えば、ｔ_１＝Ｄ／Ｊで示すことができる。また、係数β_１は、１つのストライプ領域を描画した後に、次のストライプ領域の描画開始位置にＸＹステージ１０５が移動する際に必要な時間の総和を示す。これらの係数α_１，β_１は、予めパラメータとして設定しておけばよい。

以上のように図形パターン毎に変化する多重度値ｎを考慮した高精度なショット数で描画時間を予測することで、より高精度な描画時間を予測することができる。予測された描画時間は出力される。例えば、図示しないモニタ、プリンタ、記憶装置、或いは外部に出力され、ユーザに認識させることができる。

そして、例えば、第２回目の描画処理では、平均多重度値ｎａマップ作成工程（Ｓ１１２）において、記憶装置１４６に記憶されたショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを読み出して流用する。

多重度値ｎ２取得工程（Ｓ３１４）として、取得部５２は、記憶装置１４２に記憶されたＡＩ’−ｎ２データを参照し、ＡＩ’値毎の多重度値ｎ２を取得する。

平均多重度値ｎａ演算工程（Ｓ３１６）として、平均多重度値ｎａ演算部５４は、属性情報ＡＩ’毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを用いて、第２回目の描画処理用の平均多重度値ｎａを演算する。演算方法は、第１回目の描画処理の際と同様である。

平均多重度値ｎａマップ作成処理工程（Ｓ３１８）として、平均多重度値ｎ_ａマップ作成処理部５６は、各メッシュ領域に演算された平均多重度値ｎ_ａを定義した平均多重度値ｎ_ａマップ（多重度値マップの一例）を作成する。作成された平均多重度値ｎ_ａマップは、記憶装置１４６に格納される。

多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップ作成（Ｓ１１４）として、多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップ作成部２２は、記憶装置１４４からＮマップと第２回目の描画処理用のｎａマップを読み出し、メッシュ領域毎に、多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）を演算する。そして、各メッシュ領域に演算された多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）を定義した第２回目の描画処理用の多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップを作成する。作成された多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップは、記憶装置１４６に格納される。

描画時間予測工程（Ｓ１１６）として、描画時間予測部２４は、多重度値マップのメッシュ値に基づいた多重度変調ショット数Ｎ（ｎ_ａ）マップを用いて試料１０１に複数の図形パターンを描画する描画時間を予測する。

以上のように、平均多重度値ｎ_ａマップ作成部２０は、第ｋ回目（ｋは２以上の整数）の描画処理の際、第ｋ回目よりも前の描画処理時に作成した属性情報ＡＩ’毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを記憶装置１４６から読み出す。そして、読み出した属性情報ＡＩ’毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを用いて、第ｋ回目の描画処理用の平均多重度値ｎａマップを作成する。このように、第２回目以降の描画処理では、記憶装置１４６に記憶されたショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを読み出して流用すれば、パターンデータ読み込み工程（Ｓ３０２）と、ショット分割処理工程（Ｓ３０４）と、属性情報ＡＩ’値毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップ作成工程（Ｓ３１２）と、の各工程を省くことができる。よって、第２回目の描画処理では、データ処理時間を大幅に短縮できる。

そして、対象となる描画回数目の描画時間予測を行った後、かかるチップについて実際に描画処理を進めていく。

電子ビームで描画する際、チップ領域は、例えばｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域に分割される。そして、ストライプ領域単位で描画処理が進められる。そして、試料１０１に描画する場合には、ＸＹステージ１０５を例えばＸ方向に連続移動させながら、描画（露光）面を電子ビーム２００が偏向可能な短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割された試料１０１の１つのストライプ領域上を電子ビーム２００が照射する。ＸＹステージ１０５のＸ方向の移動は、連続移動とし、同時に電子ビーム２００のショット位置もステージ移動に追従させる。連続移動させることで描画時間を短縮させることができる。そして、１つのストライプ領域を描画し終わったら、ＸＹステージ１０５をＹ方向にステップ送りしてＸ方向（今度は逆向き）に次のストライプ領域の描画開始位置まで戻る。そして、そこから次のストライプ領域の描画動作を行なう。このように、フォワード（Ｆｗｄ）−フォワード（Ｆｗｄ）移動で描画動作を行なっていく。フォワード（Ｆｗｄ）−フォワード（Ｆｗｄ）で進めることでステージ系の行きと戻りの間で生じ得る位置ずれを回避することができる。ただし、１つのストライプ領域を描画し終わったら、ＸＹステージ１０５をＹ方向にステップ送りしてＸ方向（今度は逆向き）に次のストライプ領域の描画動作を行なうフォワード（Ｆｗｄ）−バックフォワード（Ｂｗｄ）移動でも構わない。この場合には、各ストライプ領域の描画動作を蛇行させるように進めることでＸＹステージ１０５の移動時間を短縮することができる。

ショットデータ生成工程（Ｓ１１８）として、ショットデータ生成部４０は、記憶装置１４０からチップデータを読み出し、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。上述したように、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描画データに定義された各図形パターンを分割する必要がある。そこで、ショットデータ生成部４０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。生成されたショットデータは、記憶装置１４８に記憶される。

また、一方で、照射量演算工程（Ｓ１２０）として、照射量演算部４２は、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップを用いて図形パターンの寸法変動を補正すると共に、さらにドーズ変調率ＤＭによってドーズ変調された電子ビームの照射量Ｄを演算する。補正係数として、例えば、近接効果の補正を行うための近接効果補正照射係数Ｄｐ’（ｘ）を用いると好適である。近接効果補正照射係数Ｄｐ’（ｘ）は、以下の式（３）を解くことで求めることができる。かかる近接効果補正照射係数Ｄｐ’（ｘ）を求めるにあたって、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップを用いる。ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ：ｘ）は、位置ｘにおけるドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）を示す。位置ｘは、単に２次元のうちのｘ方向を示すわけではなく、ベクトルを示すものとする（以下、同様である）。

ここで、ｇ_ｐ（ｘ）は、近接効果における分布関数（後方散乱影響関数）を示す。ここでは、描画対象となるチップのチップ領域をメッシュ状の複数のメッシュ領域（メッシュ１：第１のメッシュ領域）に仮想分割して、メッシュ領域（メッシュ１）毎に演算される。メッシュ領域（メッシュ１）のサイズ（第１のサイズ）は、例えば、近接効果の影響半径の１／１０よりも数倍程度大きい値が好適である。例えば、５〜１０μｍ程度が好適である。これにより、近接効果の影響半径の１／１０程度のメッシュサイズのメッシュ領域毎に行われる詳細な近接効果補正演算に比べて演算回数を低減できる。ひいては高速演算が可能となる。

そして、各位置でビームをショットする際の照射量Ｄ（ｘ）は、基準照射量Ｄ_Ｂ’、近接効果補正照射係数Ｄｐ’（ｘ）、ドーズ変調率ＤＭ、及び多重度ｎ（ｘ）を用いて、以下の式（４）で求めることができる。

式（４）により、近接効果に起因する寸法変動を補正すると共に、さらに外部から入力されたドーズ変調量によってドーズ変調された電子ビームの照射量を演算できる。また、補正係数として、その他、かぶり効果、或いは／及びローディング効果について追加するとさらに補正精度が向上し、好適である。生成された照射量マップは、記憶装置１４８に記憶される。

描画工程（Ｓ１２２）として、描画処理部４４は、制御回路１３０に描画処理を行うように制御信号を出力する。制御回路１３０は、記憶装置１４６からショットデータと照射量マップを入力し、描画処理部４４から制御信号に従って描画部１５０を制御し、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて試料１０１にチップデータに定義された複数の図形パターンを描画する。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、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。偏向器２０５によって、かかる第２のアパーチャ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（可変成形させる）ことができる。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、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でストライプ領域をさらに仮想分割したサブフィールド（ＳＦ）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。

実施の形態１によれば、２回目以降の描画処理におけるデータ処理時間を低減できる。その結果、描画時間を短縮できる。

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。例えば、外部から入力されるドーズ変調を行わない場合には、照射量の計算に本来のρマップを用いればよい。また、外部から入力されるドーズ変調を行う際には、上述した面積密度ρマップ作成工程（Ｓ１０６）およびρマップ作成部１６は省略しても構わない。

また、上述した例では、描画装置１００内で、属性情報毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップを作成したが、これに限るものではない。オフラインにおいて、属性情報毎の面積密度ρ（ＡＩ）マップを作成しておいてもよい。かかる場合、描画装置１００において、第１回目の描画処理の時からデータ処理時間を短縮できる。よって、ドーズ変調面積密度ρ（ＤＭ）マップを作成し、出力するまでの面積密度データの作成方法の各工程は、描画装置１００内外を問わず、実施する場合でもよい。

また、同様に、上述した例では、描画装置１００内で、属性情報毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを作成したが、これに限るものではない。オフラインにおいて、属性情報毎のショット数Ｎ（ＡＩ’）マップを作成しておいてもよい。かかる場合、描画装置１００において、第１回目の描画処理の時からデータ処理時間を短縮できる。よって、多重度変調ショット数Ｎ（ｎａ）マップを作成し、出力するまでのショット数データの作成方法の各工程は、描画装置１００内外を問わず、実施する場合でもよい。

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、描画方法、面積密度データの作成方法及びショット数データの作成方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 転送処理部
１２ フォーマット検査部
１４ Ｎマップ作成部
１６ ρマップ作成部
１８ ρ（ＤＭ）マップ作成部
２０ ｎ_ａマップ作成部
２２ Ｎ（ｎ_ａ）マップ作成部
２４ 描画時間予測部
３０，６０ 読込部
３２ ショット分割部
３４ Ｎマップ作成処理部
５０ Ｎ（ＡＩ’）マップ作成部
５２，６６ 取得部
５４ ｎａ演算部
５６ ｎａマップ作成処理部
６２ ρ（ＡＩ）演算部
６４ ρ（ＡＩ）マップ作成部
６８ ρ（ＤＭ）演算部
６９ ρ（ＤＭ）マップ作成処理部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０，１２０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０ 制御回路
１４０，１４２，１４４，１４６，１４８ 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
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 複数の図形パターンを有するチップの図形パターン毎に定義された、ドーズ変調率に関する属性情報毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンの面積密度を定義した、属性情報毎の面積密度マップを作成する面積密度マップ作成部と、
   前記属性情報毎の面積密度マップを記憶する記憶部と、
   前記属性情報毎の面積密度マップを用いて、メッシュ領域毎に、各面積密度マップの面積密度が前記属性情報に対応するドーズ変調率によって重み付けされ面積密度マップ同士で加算されたドーズ変調面積密度を定義したドーズ変調面積密度マップを作成するドーズ変調面積密度マップ作成部と、
   前記ドーズ変調面積密度マップを用いて図形パターンの寸法変動を補正すると共に、さらに前記ドーズ変調率によってドーズ変調された荷電粒子ビームの照射量を演算する照射量演算部と、
   荷電粒子ビームを用いて試料に前記複数の図形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. 前記ドーズ変調面積密度マップ作成部は、第ｋ回目（ｋは２以上の整数）の描画処理の際、第ｋ回目よりも前の描画処理時に作成した前記属性情報毎の面積密度マップを前記記憶部から読み出し、読み出した前記属性情報毎の面積密度マップを用いて、前記ドーズ変調面積密度マップを作成する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. 複数の図形パターンを有するチップの図形パターン毎に定義された、ドーズ変調率に関する属性情報毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンの面積密度を定義した属性情報毎の面積密度マップを作成する工程と、
   作成された前記属性情報毎の面積密度マップを記憶装置に記憶する工程と、
   前記属性情報毎の面積密度マップを用いて、メッシュ領域毎に、各面積密度マップの面積密度が前記属性情報に対応するドーズ変調率によって重み付けされ面積密度マップ同士で加算されたドーズ変調面積密度を定義したドーズ変調面積密度マップを作成し、出力する工程と、
   を備えたことを特徴とする面積密度データの作成方法。
4. 複数の図形パターンを有するチップの図形パターン毎に定義された、多重描画のための多重度値（パス数）に関する属性情報毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンを描画するための荷電粒子ビームのショット数を定義した、属性情報毎のショット数マップを作成するショット数マップ作成部と、
   前記属性情報毎のショット数マップを記憶する記憶部と、
   前記属性情報毎のショット数マップを用いて、メッシュ領域毎に、各ショット数マップの前記属性情報に対応する多重度値がすべてのショット数マップのショット数に対する当該ショット数マップのショット数の割合によって重み付けされショット数マップ同士で加算された多重度値マップを作成する多重度値マップ作成部と、
   前記多重度値マップのメッシュ値に基づいて試料に前記複数の図形パターンを描画する描画時間を予測する描画時間予測部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
5. 複数の図形パターンを有するチップの図形パターン毎に定義された、多重描画のための多重度値（パス数）に関する属性情報毎に、当該チップを含む領域がメッシュ状の複数のメッシュ領域に仮想分割された各メッシュ領域に配置される図形パターンを描画するための荷電粒子ビームのショット数を定義したショット数マップを作成する工程と、
   作成された属性情報毎のショット数マップを記憶装置に記憶する工程と、
   前記属性情報毎のショット数マップを用いて、メッシュ領域毎に、各ショット数マップの前記属性情報に対応する多重度値がすべてのショット数マップのショット数に対する当該ショット数マップのショット数の割合によって重み付けされショット数マップ同士で加算された多重度値マップを作成し、出力する工程と、
   を備えたことを特徴とするショット数データの作成方法。

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