JP2016219829A - 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】異なる描画条件のパターンを描画する場合に双方の影響を考慮した近接効果補正が可能な描画装置を提供する。
【解決手段】荷電粒子ビーム描画装置は、基準照射量の異なる複数の描画グループが描画される予定の描画領域内に複数の面積処理ブロックを作成するブロック作成部と、描画グループ領域毎に、近接効果を補正するための複数の近接効果補正処理ブロックを作成するブロック作成部と、面積処理ブロック毎に、配置される図形パターンの面積密度を算出する面積密度演算部と、面積処理ブロック毎に、対応する描画グループ領域の基準照射量を用いて面積密度に重み付け演算を行う重み付け演算部と、近接効果補正処理ブロック毎に、該当する重み付けがされた面積密度を用いて、近接効果補正照射係数を演算する近接効果補正照射係数演算部と、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、電子線描画において、電子の後方散乱によるパターンの寸法変動を補正する手法に関する。

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１０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。

電子ビーム描画では、電子ビームをレジストが塗布されたマスクに照射して回路パターンを描画する場合、電子ビームがレジスト層を透過してその下の層に達し、再度レジスト層に再入射する後方散乱による近接効果と呼ばれる現象が生じてしまう。これにより、描画の際、所望する寸法からずれた寸法に描画されてしまう寸法変動が生じてしまう。そのために、電子ビーム描画では、例えば、照射量を補正することでかかる寸法変動を抑制する近接効果補正を行なっている。

また、上述した電子ビーム描画では、例えば、スキャッタリングバー等、他のパターンよりも寸法が細いパターンを他のパターンよりも照射量を大きくして描画する場合がある。また、ある領域のパターンを照射量でリサイズするためにその領域だけ描画条件（照射量、及び近接効果補正係数等のパラメータ）を変える場合がある。また、一度描画した領域に描画条件を変えて再度描画する場合がある。これらの場合、異なる描画条件のパターン間でそれぞれ近接効果補正を行う必要がある。

しかしながら、近接効果補正では、異なる描画条件のパターンが周囲に配置される場合に、周囲の異なる描画条件のパターンについてもその影響を考慮する必要がある。一般に、異なる描画条件のパターン間では近接効果補正に関するパラメータが異なるため、周囲の異なる描画条件のパターンについて既存のモデルの近接効果補正計算式を適用することが困難であった。また、パラメータを一方の条件に合わせて近接効果補正しても、十分な精度で近接効果を補正することが困難であった。

ここで、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ毎に近接効果補正がよく合う近接効果補正係数ηが存在する。そのため、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅと近接効果補正係数ηとの組を変えて近接効果補正を維持しながらローディング効果による寸法変動量もあわせて補正した照射量を算出する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１５０２４３号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、異なる描画条件のパターンを描画する場合に双方の影響を考慮した近接効果補正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、
それぞれ複数の図形パターンが配置される、基準照射量の異なる複数の描画グループが描画される予定の描画領域内に複数の面積処理ブロックを作成するブロック作成部と、
描画グループ領域毎に、近接効果を補正するための複数の近接効果補正処理ブロックを作成するブロック作成部と、
面積処理ブロック毎に、配置される図形パターンの面積密度を算出する面積密度演算部と、
面積処理ブロック毎に、対応する描画グループ領域の基準照射量を用いて面積密度に重み付け演算を行う重み付け演算部と、
近接効果補正処理ブロック毎に、該当する重み付けがされた面積密度を用いて、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数を演算する近接効果補正照射係数演算部と、
描画グループ領域毎の基準照射量と近接効果補正処理ブロック毎の近接効果補正照射係数を用いて荷電粒子ビームの照射量を演算する照射量演算部と、
描画グループ領域毎に、演算された照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて、試料に当該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、ブロック作成部は、複数の描画グループ領域を有する描画領域を描画グループ領域に関わりなく分割された複数の面積処理ブロックを作成し、
面積密度演算部は、描画グループ領域に関わりなく分割された面積処理ブロック毎に、面積密度を算出するように構成すると好適である。

また、描画グループ領域に関わりなく設定された基準照射量及び近接効果補正係数と、描画グループ領域毎の基準照射量と、を用いて、描画グループ領域毎の近接効果補正係数を演算する近接効果補正係数演算部をさらに備えると好適である。

また、近接効果補正照射係数演算部は、描画グループ領域毎の照射量方程式を連立して解いて上述した近接効果補正照射係数を演算するように構成すると好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
それぞれ複数の図形パターンが配置される、基準照射量の異なる複数の描画グループが描画される予定の描画領域内に複数の面積処理ブロックを作成する工程と、
描画グループ領域毎に、近接効果を補正するための複数の近接効果補正処理ブロックを作成する工程と、
面積処理ブロック毎に、配置される図形パターンの面積密度を算出する工程と、
面積処理ブロック毎に、対応する描画グループ領域の基準照射量を用いて面積密度に重み付け演算を行う工程と、
近接効果補正処理ブロック毎に、該当する重み付けがされた面積密度を用いて、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数を演算する工程と、
描画グループ領域毎の基準照射量と近接効果補正処理ブロック毎の近接効果補正照射係数を用いて荷電粒子ビームの照射量を演算する工程と、
描画グループ領域毎に、演算された照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて、試料に当該図形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、異なる描画条件のパターンを描画する場合に双方の影響を考慮した近接効果補正ができる。その結果、高精度な描画ができる。

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における描画レイアウトの一例を示す概念図である。 実施の形態１における描画レイアウト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における各処理ブロックの一例を示す概念図である。 実施の形態２における各処理ブロックの一例を示す概念図である。 実施の形態１，２における補正精度を示すグラフである。 実施の形態３における描画装置の構成を示す構成図である。 実施の形態４における描画装置の構成を示す構成図である。 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。また、以下に説明する式等において、ｘは位置を示すベクトルとする。

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（ＶＳＢ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の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。描画室１０３内には、少なくともＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画対象となる、レジストが表面に形成された試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造するための露光用のマスクやシリコンウェハ等が含まれる。マスクには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１１２、偏向制御回路１３０、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）アンプ１３２、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、及び記憶装置１４０，１４２，１４４は、図示しないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路１３０は、ＤＡＣアンプ１３２を介してブランキング偏向器２１２に接続される。

制御計算機１１０内には、面積処理ブロック作成部５０、近接効果補正処理ブロック作成部５２、判定部５４，５６、面積密度演算部５８、重み付け演算部６０、面積密度データマップ作成部６２、近接効果補正照射係数演算部６４、近接効果補正照射係数データマップ作成部６６、照射量演算部６８、描画データ処理部７０、及び描画制御部７２が配置されている。面積処理ブロック作成部５０、近接効果補正処理ブロック作成部５２、判定部５４，５６、面積密度演算部５８、重み付け演算部６０、面積密度データマップ作成部６２、近接効果補正照射係数演算部６４、近接効果補正照射係数データマップ作成部６６、照射量演算部６８、描画データ処理部７０、及び描画制御部７２といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。面積処理ブロック作成部５０、近接効果補正処理ブロック作成部５２、判定部５４，５６、面積密度演算部５８、重み付け演算部６０、面積密度データマップ作成部６２、近接効果補正照射係数演算部６４、近接効果補正照射係数データマップ作成部６６、照射量演算部６８、描画データ処理部７０、及び描画制御部７２に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１２に記憶される。

記憶装置１４０には、図形毎に、図形コード、基準位置の座標、及びｘ，ｙ方向の図形サイズ等が定義された各図形データを含む描画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１４０には、基準照射量Ｄ_Ｂや近接効果補正係数η等、描画条件が異なる複数の描画データが格納されている。

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、ここでは対物偏向を１段の偏向器２０８を用いて行っているが、２段以上の偏向器を用いても構わない。例えば、主副２段の主偏向器および副偏向器を用いてもよい。或いは、３段の第１の対物偏向器、第２の対物偏向器および第３の対物偏向器を用いてもよい。また、偏向制御回路１３０は、図示しない各ＤＡＣアンプを介して、偏向器２０５、及び偏向器２０８に接続される。

図２は、実施の形態１における描画レイアウトの一例を示す概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０には、描画条件の異なる複数の描画グループ（ＤＧ）のパターンが描画される。図２の例では、３つの描画グループ１２（ＤＧ１）、描画グループ１３（ＤＧ２）、及び描画グループ１４（ＤＧ３）が配置される場合を示している。また、描画グループ１２として、チップＡ，Ｂ，Ｃが描画される。図示していないが、描画グループ１３，１４についても、それぞれ少なくとも１つのチップが配置される。

図３は、実施の形態１における描画レイアウトの他の一例を示す概念図である。図３（ａ）に示すように、スキャッタリングバー等、他のパターンよりも寸法が細いパターンを他のパターンと異なる描画グループとして分けてもよい。或いは、照射量でリサイズするためにその領域だけ描画条件（照射量、及び近接効果補正係数等のパラメータ）を変えるために、その領域だけ異なる描画グループに分離してもよい。或いは、図３（ｂ）に示すように、一度描画した領域に描画条件を変えて再度描画する場合に、１度目の描画と２度目の描画とで異なる描画グループに分離してもよい。

ここで、ある描画グループの近接効果補正計算を行う際に、例えば、近接効果の影響範囲内に、他の描画グループが含まれる場合、かかる他の描画グループに含まれるパターンの影響も受けてしまう。例えば、描画グループ１２の近接効果補正計算を行う際に、描画グループ１３と隣接する領域Ａでは、描画グループ１３に含まれるパターンの影響も受けてしまう。そのため、実施の形態１では、影響範囲内の各描画グループ内のパターンの影響も考慮した近接効果補正を実施する。

図４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４において、実施の形態１における描画方法は、面積処理ブロック作成工程（Ｓ１０２）と、近接効果補正処理ブロック作成工程（Ｓ１０４）と、判定工程（Ｓ１０６）と、保存データ読み込み工程（Ｓ１０８）と、判定工程（Ｓ１１０）と、保存データ読み込み工程（Ｓ１１２）と、面積密度ρ（ｘ）演算工程（Ｓ１１４）と、重み付け演算工程（Ｓ１１６）と、面積密度ρ’（ｘ）データマップ作成工程（Ｓ１１８）と、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）演算工程（Ｓ１２０）と、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）データマップ作成工程（Ｓ１２２）と、照射量Ｄ（ｘ）演算工程（Ｓ１２４）と、描画工程（Ｓ１２６）と、いう一連の工程を実施する。

面積処理ブロック作成工程（Ｓ１０２）として、面積処理ブロック作成部５０（ブロック作成部）は、それぞれ複数の図形パターンが配置される、基準照射量Ｄ_Ｂや近接効果補正係数ηの異なる複数の描画グループの各領域を有する描画領域１０内に複数の面積処理ブロックを作成する。

図５は、実施の形態１における各処理ブロックの一例を示す概念図である。図５（ａ）では、図２と同様、試料１０１の描画領域１０に、複数の描画グループ１２，１３，１４が配置される（描画される）場合を示している。実施の形態１において、面積処理ブロック作成部５０は、図５（ｂ）に示すように、描画グループ毎に、パターン面積計算を行うための複数の面積処理ブロック２０を作成する。他の描画グループについても、図示しないが、同様に、描画グループ毎に、パターン面積計算を行うための複数の面積処理ブロック２０を作成する。ここでは、各面積処理ブロック２０の図形データ量が概ね一定になるように分割されると好適である。

近接効果補正処理ブロック作成工程（Ｓ１０４）として、近接効果補正処理ブロック作成部５２は、描画グループ領域毎に、近接効果を補正するための複数の近接効果補正処理ブロックを作成する。ここでは、図５（ｃ）に示すように、同じサイズの複数の近接効果補正処理ブロック２２を作成すると好適である。

また、描画制御部７２は、図５（ｄ）に示すように、描画グループ領域毎に、描画データをショットデータにデータ変換するための複数のショットデータ生成処理ブロック２４を作成する。以降、近接効果補正計算と並行して、描画データ処理部７０は、各描画グループの描画データをショットデータ生成処理ブロック２４毎に記憶装置１４０から読み出して、複数段のデータ変換処理を行って描画装置１００固有のショットデータを生成する。以下、近接効果補正計算に重点を置いて説明する。ショットデータは、例えば、１回のショットで照射可能な図形の図形コード、ショット座標、及びショット図形のサイズ等が定義される。

判定工程（Ｓ１０６）として、判定部５４は、今回の描画グループ用の各位置における近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）が計算済みかどうかを判定する。以前に同様の描画レイアウトのパターンを描画したことがある場合、或いは、以前の描画グループで今回の描画グループと重複する領域を計算したことがある場合は、その際に計算した近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）を例えば記憶装置１４４に格納しておけばよい。計算済みの場合は保存データ読み込み工程（Ｓ１０８）へと進む。未計算であれば判定工程（Ｓ１１０）へと進む。

保存データ読み込み工程（Ｓ１０８）として、描画制御部７２は、既に近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）が計算済みである場合には、記憶装置１４４から保存データを読み込む。そして、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）データマップ作成工程（Ｓ１２２）へと進む。

判定工程（Ｓ１１０）として、判定部５６は、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）が計算済みでない場合に、面積密度ρ’（ｘ）が計算済みかどうかを判定する。以前に同様の描画レイアウトのパターンを描画したことがある場合、或いは、以前の描画グループで今回の描画グループと重複する領域を計算したことがある場合は、その際に計算した面積密度ρ’（ｘ）を例えば記憶装置１４４に格納しておけばよい。計算済みの場合は保存データ読み込み工程（Ｓ１１２）へと進む。未計算であれば判定工程（Ｓ１１４）へと進む。ここでの面積密度ρ’（ｘ）は、後述するように、面積処理ブロック２０毎に、面積密度ρ（ｘ）に対して対応する描画グループ領域の基準照射量を用いて重み付けされた値を示す。

保存データ読み込み工程（Ｓ１１２）として、描画制御部７２は、既に面積密度ρ’（ｘ）が計算済みである場合には、記憶装置１４４から保存データを読み込む。そして、面積密度ρ’（ｘ）データマップ作成工程（Ｓ１１８）へと進む。

面積密度ρ（ｘ）演算工程（Ｓ１１４）として、面積密度演算部５８は、面積処理ブロック２０毎に、配置される図形パターンの面積密度ρ（ｘ）を算出する。他の描画グループ１３，１４についても同様に、それぞれの面積処理ブロック２０毎に、配置される図形パターンの面積密度ρ（ｘ）を算出する。演算された面積密度ρ（ｘ）は記憶装置１４４に格納される。

重み付け演算工程（Ｓ１１６）として、重み付け演算部６０は、面積処理ブロック２０毎に、対応する描画グループ領域の基準照射量Ｄ_Ｂｉを用いて面積密度ρ（ｘ）に重み付け演算を行う。ｉは、描画グループＤＧの識別子を示す。これにより、重み付けされた面積密度ρ’（ｘ）が算出される。例えば、ρ’（ｘ）＝Ｄ_Ｂｉ・ρ（ｘ）で演算される。他の描画グループ１３，１４についても同様に、それぞれの面積処理ブロック２０毎に、対応する描画グループ領域の基準照射量Ｄ_Ｂｉを用いて面積密度ρ（ｘ）に重み付け演算を行い、重み付けされた面積密度ρ’（ｘ）を算出する。演算された面積密度ρ’（ｘ）は記憶装置１４４に格納される。

面積密度ρ’（ｘ）データマップ作成工程（Ｓ１１８）として、面積密度データマップ作成部６２は、各描画グループの面積処理ブロック２０毎に得られた、重み付けされた面積密度ρ’（ｘ）を用いて、近接効果を補正するための近接効果補正処理ブロック２２毎に、対応する面積密度ρ’（ｘ）を抽出して、近接効果補正用の面積密度ρ’（ｘ）データマップを作成する。

近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）演算工程（Ｓ１２０）として、近接効果補正照射係数演算部６４は、近接効果補正処理ブロック２２毎に、該当する重み付けがされた面積密度ρ’（ｘ）を用いて、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）を演算する。実施の形態１では、近接効果補正照射係数演算部６４は、描画グループ領域毎の照射量方程式を連立して解いて近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）を演算する。例えば、描画グループ１２（ＤＧ１）と描画グループ１３（ＤＧ２）が近接効果の影響範囲内に含まれる領域について、各描画グループ用の近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）を演算する際には、以下の式（１）と式（２）とを連立方程式として解くことで解を得る。

ここで、式（１）では、描画グループ１２（ＤＧ１）用の基準照射量Ｄ_{Ｂ（ＤＧ１）}、及び近接効果補正係数η_ＤＧ１を用いる。式（２）では、描画グループ１３（ＤＧ２）用の基準照射量Ｄ_{Ｂ（ＤＧ２）}、及び近接効果補正係数η_ＤＧ２を用いる。ｊは、描画グループの識別子（例えばインデックス）を示す。各描画グループの基準照射量Ｄ_Ｂｊ、及び近接効果補正係数η_ｊは、それぞれ記憶装置１４２から読み出せはよい。また、位置ｘは、ベクトルを示す。

かかる式（１）と式（２）の連立方程式を解くには、例えば、以下のイタレーションを実施する解法を用いることができる。ここでは、便宜上、対象となる描画グループの識別子（例えばインデックス）をｉで示し、影響を与える各描画グループの識別子（例えばインデックス）をｊで示す。まず、第１回目（１次）の近接効果補正照射係数要素ｄｐ_（１）（ｘ）は、以下の式（３）で求めることができる。

そして、第ｎ回目（ｎ次）の近接効果補正照射係数要素ｄｐ_（ｎ）（ｘ）は、以下の式（４）で求めることができる。

そして、対象となる描画グループ（ｉ）の近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）は、必要な次数ｋまでの近接効果補正照射係数要素ｄｐ_（ｎ）（ｘ）の和となり、以下の式（５）で求めることができる。

実際の計算に当っては、近接効果補正処理ブロック２２内のすべてのメッシュ領域について、まず、第１回目の近接効果補正照射係数ｄｐ_（１）（ｘ）を計算し、その後、第２回目、第３回目、・・・と必要なイタレーション回数ｋ分だけ繰り返し計算を行えばよい。

以上のように、関連する描画グループ毎の照射量方程式を連立して解いて近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）を演算することで、関連する描画グループのパターンを考慮した近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）を得ることができる。演算された近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）は、記憶装置１４４に格納される。

上述した例では、式（１）と式（２）の連立方程式（Ａ）を用いたが、連立方程式はこれに限るものではない。例えば、以下の式（６）と式（７）の連立方程式（Ｂ）を用いても良い。

かかる式（６）と式（７）の連立方程式を解くには、例えば、上述したように、イタレーションを実施する解法を用いればよい。連立方程式はこれに限るものではない。例えば、以下の式（８）と式（９）の連立方程式（Ｃ）を用いても良い。

かかる式（８）と式（９）の連立方程式を解くには、例えば、上述したように、イタレーションを実施する解法を用いればよい。

近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）データマップ作成工程（Ｓ１２２）として、近接効果補正照射係数データマップ作成部６６は、近接効果補正処理ブロック２２毎に、対応する近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）を抽出して、近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）データマップを作成する。

照射量Ｄ（ｘ）演算工程（Ｓ１２４）として、照射量演算部６８は、描画グループ領域毎の基準照射量Ｄ_Ｂｉと近接効果補正処理ブロック毎の近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）を用いて電子ビームの照射量Ｄ（ｘ）を演算する。照射量Ｄ（ｘ）は、基準照射量Ｄ_Ｂｉと近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）との積で定義できる。

描画工程（Ｓ１２６）として、描画制御部７２の制御の下、まず、偏向制御回路１３０は、照射量Ｄ（ｘ）データを読み出し、ショット図形毎に、各ショット図形に定義された照射量（照射時間）だけ電子ビーム２００を照射し、照射時間ｔが経過したら電子ビーム２００を遮へいするように偏向するための偏向量を演算する。そして、かかる偏向量の偏向電圧をＤＡＣアンプ１３２を介して対応するブランキング偏向器２１２に印加する。また、偏向制御回路１３０は、ショットデータに沿って、定義された描画位置に電子ビーム２００を偏向するための偏向量を演算する。同様に、各ショット図形に定義された図形種及びサイズの図形に成形するための偏向量を演算する。そして、図示しないＤＡＣアンプを介して各偏向量の偏向電圧を対応する偏向器２０５，２０８に印加する。そして、描画制御部７２の制御の下、描画部１５０は、描画グループＤＧ毎に、演算された照射量Ｄ（ｘ）に基づいて、電子ビーム２００を用いて、試料１０１に当該図形パターンを描画する。具体的には、以下の動作を行なう。

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。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、偏向器２０８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。ＸＹステージ１０５は移動しているため、偏向器２０８はＸＹステージ１０５の移動に追従するように電子ビーム２００を偏向する。

以上のように実施の形態１によれば、異なる描画条件のパターンを描画する場合に双方の影響を考慮した近接効果補正ができる。よって、異なる描画条件のパターン（複数の描画グループのパターン）を描画する場合でも、高精度な描画ができる。

また、描画しながらリアルタイムで近接効果補正を行っているため、従来、メモリへの負荷を軽減すべく、かかる補正計算に必要なパターン面積について、計算されたデータを一時的には保存しても計算に使用後は保存を続けずに捨てる方法を採っていた。そのため、異なる描画条件のパターン間でそれぞれ近接効果補正を行う場合、同じ領域について複数回面積計算が必要となり、計算時間が長期化してしまうといった問題があった。しかしながら、実施の形態１では、補正計算に必要なパターン面積密度ρ（ｘ）、ρ’（ｘ）等を記憶装置１４４に格納しておくことで、使い回しができる。よって、その都度計算する必要がなく、演算時間を短縮できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、関連する描画グループ毎の照射量方程式を連立して解いて近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）を演算したが、異なる描画条件のパターンの双方の影響を考慮した近接効果補正を行う手法はこれに限るものではない。実施の形態２では、他の手法について説明する。描画装置１００の構成は図１と同様である。また、描画方法の各工程のフローチャートは図４と同様である。以下、特に説明しない点の内容は実施の形態１と同様である。

面積処理ブロック作成工程（Ｓ１０２）として、面積処理ブロック作成部５０（ブロック作成部）は、それぞれ複数の図形パターンが配置される、基準照射量Ｄ_Ｂや近接効果補正係数ηの異なる複数の描画グループの各領域を有する描画領域１０内に複数の面積処理ブロックを作成する。

図６は、実施の形態２における各処理ブロックの一例を示す概念図である。図６（ａ）では、図５（ａ）及び図２と同様、試料１０１の描画領域１０に、複数の描画グループ１２，１３，１４が配置される（描画される）場合を示している。実施の形態２において、面積処理ブロック作成部５０は、図６（ｂ）に示すように、複数の描画グループ領域を有する描画領域１０を描画グループ領域に関わりなく分割された複数の面積処理ブロック２０を作成する。ここでは、各面積処理ブロック２０の図形データ量が概ね一定になるように分割されると好適である。

また、近接効果補正処理ブロック作成工程（Ｓ１０４）から保存データ読み込み工程（Ｓ１１２）までの各工程は実施の形態１と同様である。ここでは、図６（ｃ）に示すように、描画グループ領域毎に、図５（ｃ）と同様の同じサイズの複数の近接効果補正処理ブロック２２が作成されると好適である。また、図６（ｄ）に示すように、図５（ｄ）と同様、描画グループ領域毎に、複数のショットデータ生成処理ブロック２４が作成される。

面積密度ρ（ｘ）演算工程（Ｓ１１４）として、面積密度演算部５８は、描画グループに関わりなく分割された各面積処理ブロック２０の面積密度ρ（ｘ）を演算する。以下、重み付け演算工程（Ｓ１１６）から面積密度ρ’（ｘ）データマップ作成工程（Ｓ１１８）までは同様である。

近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）演算工程（Ｓ１２０）として、近接効果補正照射係数演算部６４は、近接効果補正処理ブロック２２毎に、該当する重み付けがされた面積密度ρ’（ｘ）を用いて、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）を演算する。実施の形態２では、近接効果補正照射係数演算部６４は、描画グループ領域毎の照射量方程式を解いて近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）を演算する。例えば、対象となる描画グループ（ｉ）の近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）を演算する際には、近接効果の影響範囲内に含まれる描画グループ（ｊ）の影響を考慮した以下の式（１０）で示す方程式（Ｄ）を解くことで解を得ることができる。

かかる式（１０）の方程式（Ｄ）を解くには、例えば、上述したように、イタレーションを実施する解法を用いればよい。実施の形態２における方程式はこれに限るものではない。例えば、以下の式（１１）で定義される方程式（Ｅ）を用いても良い。

かかる式（１１）の方程式（Ｅ）を解くには、例えば、上述したように、イタレーションを実施する解法を用いればよい。

以上のように、関連する描画グループの基準照射量Ｄ_Ｂｊ、近接効果補正係数η_ｊ、面積密度ρ’_ｊ（ｘ）を適宜用いた方程式を解くことで、関連する描画グループのパターンを考慮した近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）を得ることができる。演算された近接効果補正照射係数Ｄｐ_ｉ（ｘ）は、記憶装置１４４に格納される。

以上のように、実施の形態２によれば、異なる描画条件のパターンを描画する場合に双方の影響を考慮した近接効果補正ができる。よって、異なる描画条件のパターン（複数の描画グループのパターン）を描画する場合でも、高精度な描画ができる。

また、描画しながらリアルタイムで近接効果補正を行っているため、従来、メモリへの負荷を軽減すべく、かかる補正計算に必要なパターン面積について、計算されたデータを一時的には保存しても計算に使用後は保存を続けずに捨てる方法を採っていた。そのため、異なる描画条件のパターン間でそれぞれ近接効果補正を行う場合、同じ領域について複数回面積計算が必要となり、計算時間が長期化してしまうといった問題があった。しかしながら、実施の形態２では、補正計算に必要なパターン面積密度ρ（ｘ）、ρ’（ｘ）等を記憶装置１４４に格納しておくことで、使い回しができる。よって、その都度計算する必要がなく、演算時間を短縮できる。

図７は、実施の形態１，２における補正精度の一例を示すグラフである。図７において、まず、比較例として、関連する描画グループを考慮しない方程式（Ｚ）について、以下の式（１２）に示す。

図７に示すように、関連する描画グループを考慮しない方程式（Ｚ）を用いた場合では、近接効果補正誤差ΔＣＤが大きいことがわかる。これに対して、実施の形態１で示した連立方程式（Ａ）〜（Ｃ）および、実施の形態２で示した方程式（Ｄ）〜（Ｅ）を用いた場合では、比較例と比べて、近接効果補正誤差ΔＣＤが大幅に小さくなっていることがわかる。このように、実施の形態１，２によれば、近接効果補正を高精度に行うことができる。

実施の形態３．
実施の形態１，２では、描画グループ毎に基準照射量Ｄ_Ｂや近接効果補正係数η等が、それぞれ予め記憶装置１４２に格納されていた場合を示したが、実施の形態３では、描画グループに関わりなく共通する基準照射量Ｄ_Ｂ０及び近接効果補正係数η_０と、描画グループ毎の照射量変調係数α_ｉとを用いる場合について説明する。

図８は、実施の形態３における描画装置の構成を示す構成図である。図８において、制御計算機１１０内に、さらに、基準照射量演算部８０、及び近接効果補正係数演算部８２が配置された点と、記憶装置１４２に、描画グループに関わりなく共通する基準照射量Ｄ_Ｂ０及び近接効果補正係数η_０と、描画グループ毎の照射量変調係数α_ｉとが外部より入力され格納された点以外は図１と同様である。面積処理ブロック作成部５０、近接効果補正処理ブロック作成部５２、判定部５４，５６、面積密度演算部５８、重み付け演算部６０、面積密度データマップ作成部６２、近接効果補正照射係数演算部６４、近接効果補正照射係数データマップ作成部６６、照射量演算部６８、描画データ処理部７０、描画制御部７２、基準照射量演算部８０、及び近接効果補正係数演算部８２といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。面積処理ブロック作成部５０、近接効果補正処理ブロック作成部５２、判定部５４，５６、面積密度演算部５８、重み付け演算部６０、面積密度データマップ作成部６２、近接効果補正照射係数演算部６４、近接効果補正照射係数データマップ作成部６６、照射量演算部６８、描画データ処理部７０、描画制御部７２、基準照射量演算部８０、及び近接効果補正係数演算部８２に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１２に記憶される。

また、以下、説明する点以外の内容は、実施の形態１或いは実施の形態２と同様である。

実施の形態３では、描画グループ毎の基準照射量Ｄ_Ｂｉ及び近接効果補正係数η_ｉとを描画装置１００内で演算により求める。

まず、基準照射量Ｄ_Ｂｉ演算工程として、基準照射量演算部８０は、記憶装置１４２から基準照射量Ｄ_Ｂ０及び描画グループ毎の照射量変調係数α_ｉとを読み出し、描画グループ毎の基準照射量Ｄ_Ｂｉを演算する。例えば、Ｄ_Ｂｉ＝Ｄ_Ｂ０・α_ｉで定義することができる。

次に、近接効果補正係数η_ｉ演算工程として、近接効果補正係数演算部８２は、記憶装置１４２から基準照射量Ｄ_Ｂ０及び近接効果補正係数η_０を読み出し、かかる基準照射量Ｄ_Ｂ０及び近接効果補正係数η_０と先に演算された描画グループ毎の基準照射量Ｄ_Ｂｉとを用いて、描画グループ毎の近接効果補正係数η_ｉを演算する。近接効果補正係数η_ｉは、例えば、以下の式（１３）で定義できる。

以上のようにして得られた描画グループ毎の基準照射量Ｄ_Ｂｉと近接効果補正係数η_ｉを用いて、面積処理ブロック作成工程（Ｓ１０２）以降の各工程を実施する。面積処理ブロック作成工程（Ｓ１０２）以降の各工程の内容は実施の形態１又は２と同様である。

以上のように、描画グループに関わりなく共通する基準照射量Ｄ_Ｂ０及び近接効果補正係数η_０と、描画グループ毎の照射量変調係数α_ｉとを用いる場合でも、異なる描画条件のパターンを描画する場合に双方の影響を考慮した近接効果補正ができる。よって、異なる描画条件のパターン（複数の描画グループのパターン）を描画する場合でも、高精度な描画ができる。

実施の形態４．
実施の形態３では、描画グループに関わりなく共通する基準照射量Ｄ_Ｂ０及び近接効果補正係数η_０と、描画グループ毎の照射量変調係数α_ｉとを用いて、描画グループ毎の基準照射量Ｄ_Ｂｉと近接効果補正係数η_ｉを求めたが、これに限るものではない。実施の形態４では、描画グループに関わりなく共通する基準照射量Ｄ_Ｂ０及び近接効果補正係数η_０と、描画グループ毎のリサイズ量Ｒ_ｉと、相関データとを用いる場合について説明する。

図９は、実施の形態４における描画装置の構成を示す構成図である。図９において、記憶装置１４２に、描画グループ毎のリサイズ量Ｒ_ｉと、相関データとが外部より入力され格納された点以外は図８と同様である。相関データは、リサイズ量に対する最適な基準照射量と最適な近接効果補正係数との相関関係を示している。また、以下、説明する点以外の内容は、実施の形態３と同様である。

まず、基準照射量Ｄ_Ｂｉ演算工程として、基準照射量演算部８０は、記憶装置１４２から描画グループ毎のリサイズ量Ｒ_ｉと、相関データとを読み出し、描画グループ毎のリサイズ量Ｒ_ｉに対応するそれぞれ最適な基準照射量をそれぞれ基準照射量Ｄ_Ｂｉとして演算する。

次に、近接効果補正係数η_ｉ演算工程として、近接効果補正係数演算部８２は、描画グループ毎のリサイズ量Ｒ_ｉに対応するそれぞれ最適な近接効果補正係数をそれぞれ近接効果補正係数η_ｉとして演算する。

以上のようにして得られた描画グループ毎の基準照射量Ｄ_Ｂｉと近接効果補正係数η_ｉを用いて、面積処理ブロック作成工程（Ｓ１０２）以降の各工程を実施する。面積処理ブロック作成工程（Ｓ１０２）以降の各工程の内容は実施の形態１又は２と同様である。

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
１２，１３，１４ 描画グループ
２０ 面積処理ブロック
２２ 近接効果補正処理ブロック
２４ ショットデータ生成処理ブロック
５０ 面積処理ブロック作成部
５２ 近接効果補正処理ブロック作成部
５４，５６ 判定部
５８ 面積密度演算部
６０ 重み付け演算部
６２ 面積密度データマップ作成部
６４ 近接効果補正照射係数演算部
６６ 近接効果補正照射係数データマップ作成部
６８ 照射量演算部
７０ 描画データ処理部
７２ 描画制御部
８０ 基準照射量演算部
８２ 近接効果補正係数演算部
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３２ ＤＡＣ
１４０，１４２，１４４ 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 第１の成形アパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６ 第２の成形アパーチャ
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
３４０ 試料
４１０ 第１のアパーチャ
４１１ 開口
４２０ 第２のアパーチャ
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (6)

1. それぞれ複数の図形パターンが配置される複数の描画グループが描画される予定の描画領域内に複数の面積処理ブロックを作成する第１のブロック作成部と、
   前記描画領域内に、近接効果を補正するための複数の近接効果補正処理ブロックを作成する第２のブロック作成部と、
   前記面積処理ブロック毎に、配置される図形パターンの面積密度を算出する面積密度演算部と、
   前記近接効果補正処理ブロック毎に、前記複数の描画グループのうちの対応する描画グループの面積密度と基準照射量とを用いて、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数を演算する近接効果補正照射係数演算部と、
   前記描画グループ毎の基準照射量と前記近接効果補正処理ブロック毎の前記近接効果補正照射係数を用いて荷電粒子ビームの照射量を演算する照射量演算部と、
   前記描画グループ毎に、演算された照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて、試料に当該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. 前記複数の描画グループのうちの対象となる描画グループの前記近接効果補正照射係数は、前記対象となる描画グループの周囲の描画条件が異なる描画グループの情報を利用して補正され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. 前記複数の描画グループのうちの対象となる描画グループの照射量変調係数を用いて、前記対象となる描画グループの前記基準照射量を演算する基準照射量演算部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記複数の描画グループのうちの対象となる描画グループのリサイズ量を用いて、前記対象となる描画グループの前記基準照射量を演算する基準照射量演算部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. それぞれ複数の図形パターンが配置される複数の描画グループが描画される予定の描画領域内に複数の面積処理ブロックを作成する工程と、
   前記描画領域内に、近接効果を補正するための複数の近接効果補正処理ブロックを作成する工程と、
   前記面積処理ブロック毎に、配置される図形パターンの面積密度を算出する工程と、
   前記近接効果補正処理ブロック毎に、前記複数の描画グループのうちの対応する描画グループの面積密度と基準照射量とを用いて、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数を演算する工程と、
   前記描画グループ毎の基準照射量と前記近接効果補正処理ブロック毎の前記近接効果補正照射係数を用いて荷電粒子ビームの照射量を演算する工程と、
   前記描画グループ毎に、演算された照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて、試料に当該図形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. 前記複数の描画グループのうちの対象となる描画グループの前記近接効果補正照射係数は、前記対象となる描画グループの周囲の描画条件が異なる描画グループの情報を利用して補正されることを特徴とする請求項５記載の荷電粒子ビーム描画方法。

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