JP2021022616A - マルチビーム描画方法及びマルチビーム描画装置 - Google Patents

マルチビーム描画方法及びマルチビーム描画装置 Download PDF

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Abstract

【課題】描画処理中にマルチビームの各ビームの位置ずれ量が変化する場合でもパターンを高精度に描画する。【解決手段】マルチビーム描画方法は、照射されるマルチビームの各ビームの位置ずれ量を変化させる複数のパラメータ値に対応する複数の位置ずれデータを取得する工程と、前記複数の位置ずれデータにそれぞれ対応する複数の基準係数データを算出する工程と、前記複数のパラメータ値に対応する複数の基準係数データを用いて、前記基板上の前記マルチビームの照射位置におけるパラメータ値に対応する係数データを算出する工程と、前記係数データを用いて前記各ビームのショット毎の照射量を変調する工程と、変調された前記照射量の前記各ビームを前記基板に照射してパターンを描画する工程と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、マルチビーム描画方法及びマルチビーム描画装置に関する。
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。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、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンの製作には、電子ビーム描画装置によってレジストを露光してパターンを形成する、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。
マルチビームを使った描画装置は、１本の電子ビームで描画する場合に比べて、一度に多くのビームを照射できるので、スループットを大幅に向上させることができる。マルチビーム描画装置の一形態であるブランキングアパーチャアレイを使ったマルチビーム描画装置では、例えば、１つの電子銃から放出された電子ビームを複数の開口を持った成形アパーチャアレイに通してマルチビーム（複数の電子ビーム）を形成する。マルチビームは、ブランキングアパーチャアレイのそれぞれ対応する、後述するブランカ内を通過する。ブランキングアパーチャアレイは、ビームを個別に偏向するための電極対を有し、電極対の間にビーム通過用の開口が形成されている。電極対（ブランカ）の一方の電極をグラウンド電位で固定し、他方の電極をグラウンド電位とそれ以外の電位とに切り替えることにより、通過する電子ビームのブランキング偏向を行う。ブランカによって偏向された電子ビームは遮蔽され、偏向されなかった電子ビームは基板上に照射される。
マルチビーム描画装置は、基板の描画領域をメッシュ状の複数の画素に分割し、各画素に必要な照射量のビームを照射することにより形成される画素パターン（ビットパターン）の組み合わせにより、所望のパターンを描画する。描画データ内に定義された図形パターンの画素毎の面積密度から各画素の照射量が算出される。
マルチビーム描画では、光学系の特性などが原因で、マルチビームの各ビームの試料面での照射位置にマルチビームのアレイの面内で系統的なずれが生じる。マルチビーム描画装置でビームの数が非常に多い場合には、個別ビーム毎に独立な偏向機構を設けて個別ビーム毎に位置ずれを補正することは困難である。代わりに、マルチビームの各ビームの位置ずれ量に応じて照射量変調処理を行い、位置ずれしたビームで露光した場合でも、レジストに与えるドーズ分布にビーム位置ずれの影響が現れないようにすることができる。つまり、個別ビームの位置ずれ量からビーム毎に補正照射量を計算し、位置ずれを持ったまま補正照射量で露光することにより、マルチビームがレジストに与えるドーズ分布にビーム位置ずれの影響が現れるのを防ぐことができる。この処理として、等ピッチで配列した画素毎に定義したドーズ量を、画素の周辺のビームに、ビームの位置ずれ量から算出した重みで割り当てる方法がある。
かかる照射量変調処理では、試料上に規則的に配置した画素の１つからその周囲に位置ずれを持って配置している複数のビームにどの程度の重みで照射量を分配するかを示す係数データ（係数の組）を参照し、係数と、各画素の照射量との乗算により、各ビームの補正照射量を算出する。
例えば、描画処理を実施する前に、予め、評価用基板にマルチビームを照射して得たパターンの位置を計測することにより、各ビームの位置ずれ量を測定し、位置ずれマップを作成する。そして、作成した位置ずれマップに基づいて、マルチビームの各ビームの位置ずれ量を算出して各ビームの補正照射量を算出するための係数データを算出する。係数データの算出処理は計算量が多いため、描画処理前に係数データを算出しておく。描画処理中は、位置ずれマップが不変であることを前提に、事前に算出した係数データを用いて、各ビームの補正照射量を算出する。
しかし、描画中の焦点補正やビーム軸のずれ等により、位置ずれマップが変化し、描画精度が低下するという問題が生じる可能性がある。
特開２００３−２９７７３２号公報 特開２０１６−１０３５５７号公報 特開２０１５−１３８８８２号公報 特開２０１４−７３７９号公報 特開２０１３−５５１４４号公報
本発明は、描画処理中にマルチビームの各ビームの位置ずれ量が変化する場合でもパターンを高精度に描画できるマルチビーム描画方法及びマルチビーム描画装置を提供することを課題とする。
本発明の一態様によるマルチビーム描画方法は、照射されるマルチビームの各ビームの位置ずれ量を変化させる複数のパラメータ値に対応する複数の位置ずれデータを取得する工程と、前記複数の位置ずれデータにそれぞれ対応する複数の基準係数データを算出する工程と、前記複数のパラメータ値に対応する複数の基準係数データを用いて、前記基板上の前記マルチビームの照射位置におけるパラメータ値に対応する係数データを算出する工程と、前記係数データを用いて前記各ビームのショット毎の照射量を変調する工程と、変調された前記照射量の前記各ビームを前記基板に照射してパターンを描画する工程と、を備えるものである。
本発明の一態様によるマルチビーム描画方法は、前記マルチビームの前記各ビームの照射位置のずれを変化させるパラメータが複数種ある場合に、該複数種のパラメータの各々について、前記複数のパラメータ値の組に対応する複数の位置ずれデータを取得し、前記複数のパラメータ値の組ごとに前記複数の基準係数データを算出し、前記照射領域における前記複数種のパラメータの前記複数のパラメータ値の組に対応する前記複数の係数データを、前記組ごとの前記複数の基準係数データの補間又は外挿により算出する。
本発明の一態様によるマルチビーム描画方法は、前記基板の描画中に、少なくとも離散的な時刻において前記マルチビームのビーム位置ずれの測定を行い、前記測定から前記マルチビームの前記各ビームの位置ずれを示す前記位置ずれデータを取得する工程を有し、前記描画を開始してからの経過時間より短い第１時間が経過した時点の第１位置ずれデータ、及び描画を開始してからの経過時間より短く前記第１時間よりも長い第２時間が経過した時点の第２位置ずれデータを用いて、前記第１位置ずれデータ及び前記第２位置ずれデータに対応する第１基準係数データ及び前記第２基準係数データを算出し、前記第１基準係数データ及び前記第２基準係数データの外挿により、現在時刻に対応する係数データを算出する。
本発明の一態様によるマルチビーム描画方法は、前記基板の描画中に、少なくとも離散的な時刻において前記マルチビームの前記各ビームの前記位置ずれ量の測定を行い、前記位置ずれデータを取得する工程を有し、前記描画を開始してからの経過時間より短い第１時間が経過した時点の第１位置ずれデータ、及び描画を開始してからの経過時間より短く前記第１時間よりも長い第２時間が経過した時点の第２位置ずれデータを用いて、前記第１位置ずれデータ及び前記第２位置ずれデータに対応する第１基準係数データ及び前記第２基準係数データを算出し、描画を開始してから現在までの経過時間より長い第３時間について、前記第１位置ずれデータ及び前記第２位置ずれデータを用いて、前記第３時間が経過した時点の第３位置ずれデータを算出し、前記第３位置ずれデータに対応する第３基準係数データを算出し、前記第２基準係数データ及び第３基準係数データの補間により、現在時刻に対応する係数データを算出する。
本発明の一態様によるマルチビーム描画装置は、マルチビームの各ビームの位置ずれ量を変化させる複数のパラメータ値に対応する複数の位置ずれデータを格納する記憶部と、前記複数の位置ずれデータを用いて、前記マルチビームが基板に与える露光量分布を補正するために前記各ビームのショット毎の照射量を変調する照射量補正計算で用いる複数の基準係数データを前記複数のパラメータ値のそれぞれについて算出し、前記複数の基準係数データを用いて、前記マルチビームの照射位置におけるパラメータ値に対応する係数データを算出する係数算出部と、前記係数データを用いて前記各ビームの前記ショット毎の前記照射量を変調する照射量算出部と、変調された前記照射量の前記各ビームを前記基板に照射してパターンを描画する描画部と、を備えるものである。
本発明によれば、描画処理中にマルチビームの各ビームの位置ずれ量が変化する場合でもパターンを高精度に描画できる。
本発明の実施形態に係る描画装置の概略構成図である。 成形アパーチャ部材の概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は描画動作を説明する図である。 同実施形態に係る描画方法を説明するフローチャートである。 基準係数データの補間の一例を説明する図である。 基準係数データの補間の一例を説明する図である。 基準係数データの補間の一例を説明する図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下、実施の形態では、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子やレーザ光を用いたビームでも構わない。
図１は、実施の形態に係る描画装置の概略構成図である。図１に示すように、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、マルチ荷電粒子ビーム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、成形アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、及び、検出器２１１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。描画室１０３には、Ｚセンサの投光器２１２、及びＺセンサの受光器２１４が配置されている。ＸＹステージ１０５上には、描画対象の基板１０１が配置される。基板１０１は、例えば、マスクブランクスや半導体基板（シリコンウェハ）である。
ＸＹステージ１０５上には、マーク１０６、及び位置測定用のミラー２１０が配置される。
制御部１６０は、制御計算機１１０、偏向制御回路１３０、検出回路１３２、アンプ１３８、ステージ位置検出器１３９、及び記憶部１４０，１４２，１４４，１４６を有している。記憶部１４０には、描画データが外部から入力され、格納されている。
制御計算機１１０は、ビーム位置測定部１１１、係数算出部１１２、高さ測定部１１３、面積密度算出部１１４、照射量算出部１１５、データ処理部１１６、及び描画制御部１１７を有する。制御計算機１１０の各部は、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。
ステージ位置検出器１３９は、レーザを照射し、ミラー２１０からの反射光を受光し、レーザ干渉法の原理でＸＹステージ１０５の位置を検出する。
図２は、成形アパーチャ部材２０３の構成を示す概念図である。図２に示すように、成形アパーチャ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の開口２２が所定の配列ピッチで形成されている。各開口２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。各開口２２は、同じ外径の円形であっても構わない。これらの複数の開口２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０ａ〜２０ｅが形成される。
ブランキングプレート２０４には、成形アパーチャ部材２０３の各開口２２の配置位置に合わせて通過孔が形成されている。各通過孔には、対となる２つの電極の組（ブランカ）が、それぞれ配置される。一方の電極を接地してグラウンド電位に保ち、他方の電極をグラウンド電位またはグラウンド電位以外の電位に切り替えることにより、通過孔を通過するビームの偏向のオン／オフが切り替えられる、つまりブランキング制御される。ブランカがビームを偏向しない場合、ビームはオンになるがオンになったビームの試料面上の位置をブランカは変化させない。つまり、ブランカはオン状態の個別ビームの位置制御は行わない。このように、複数のブランカが、成形アパーチャ部材２０３の複数の開口２２を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。
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により成形アパーチャ部材２０３全体を照明する。電子ビーム２００は、すべての開口２２が含まれる領域を照明する。電子ビーム２００が、成形アパーチャ部材２０３の複数の開口２２を通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜２０ｅが形成される。
マルチビーム２０ａ〜２０ｅは、ブランキングプレート２０４のそれぞれ対応するブランカ内を通過する。ブランカは、それぞれ、個別に通過する電子ビームをブランキング制御する。ブランキングプレート２０４を通過したマルチビーム２０ａ〜２０ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心に向かって進む。
ブランキングプレート２０４のブランカによって偏向された電子ビームは、制限アパーチャ部材２０６の中心の開口から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート２０４のブランカによって偏向されなかった電子ビームは、制限アパーチャ部材２０６の中心の開口を通過する。ブランカの偏向のオン／オフによって、ブランキング制御が行われ、ビームのオン／オフが制御される。
制限アパーチャ部材２０６は、複数のブランカによってビームオフの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームオンになってからビームオフになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより１回分のショットのマルチビームが形成される。制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビームは、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム全体）が同方向にまとめて偏向され、基板１０１上の所望の位置に照射される。
ＸＹステージ１０５が連続移動している場合、少なくとも試料にビームを照射している間はビームの照射位置がＸＹステージ１０５の移動に追従するように、偏向器２０８によって制御される。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的には成形アパーチャ部材２０３の複数の開口の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置１００は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行う。
描画装置１００は、試料面（基板１０１表面）上に定義した画素をマルチビームで露光する際、画素毎に所定のドーズ量を与えるよう、マルチビームのビーム毎に露光時間を独立に制御する。偏向によりビームが試料面上で位置決めされた後、ブランキング制御によりビームがオンになり、所定の時間が経過後にビームがオフされる。露光量がゼロの画素の場合、画素露光中ビームはオフの状態に保持される。ラスタースキャン方式で画素露光と次の露光画素への移動を繰り返して行うが、前述したように露光中、ビームはステージに対して静止するように偏向制御される。個別ビームの位置ずれがある場合、ビーム位置は画素位置からずれてしまう。この場合、先に述べたようにビーム毎の露光量を露光時間の変調で調整することにより、試料に与えるドーズのプロファイルをビームの位置ずれがない場合に近づけるように補正する処理をいれることができる
図３は、実施形態における描画動作を説明するための概念図である。図３（ａ）に示すように、基板１０１の描画領域３０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３４に仮想分割される。各ストライプ領域３４が、描画単位領域となる。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３４の左端に一回のマルチビームの照射で照射可能な照射領域３５が位置するように調整し、描画が開始される。
第１番目のストライプ領域３４を描画する際には、ＸＹステージ１０５を−ｘ方向に移動させることにより、相対的に＋ｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は所定の速度で連続移動させる。第１番目のストライプ領域３４の描画終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３４の右端に照射領域３５が位置するように調整する。続いて、図３（ｂ）に示すように、ＸＹステージ１０５を＋ｘ方向に移動させることにより、−ｘ方向に向かって描画を行う。
第３番目のストライプ領域３４では、＋ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３４では、−ｘ方向に向かって描画する。交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。同じ方向に向かって各ストライプ領域３４を描画してもよい。
各ストライプ領域３４を描画する際、ｘ方向に向かってＸＹステージ１０５が移動する中、偏向器２０８によって例えばｙ方向に各ショットが順に移動する（スキャンする）ように偏向し、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画する。例えば、偏向器２０８によって、ＸＹステージ１０５の移動速度に追従するようにｘ方向に偏向しながら、ｙ方向に各ショットが順に移動する（スキャンする）ように偏向する。これにより、図３（ｃ）に示すように、成形アパーチャ部材２０３の１つの開口ａを通過したビームによるショットパターン３６は、１回目に照射された位置からｙ方向に順にずれながら照射されていくことになる。同様に、成形アパーチャ部材２０３の１つの開口ｂを通過したビームによるショットパターン３６は、１回目に照射された位置からｙ方向に順にずれながら照射されていくことになる。その他の開口を通過した各ビームによるショットパターン３６も、同様に、それぞれ１回目に照射された位置からｙ方向に順にずれながら照射されていくことになる。
描画処理を行う際、画素の位置にマルチビームの各ビームが照射されることが理想的であるが、実際には様々な要因により各ショットにおけるマルチビームの各ビームの照射位置が画素の位置からずれてしまう。例えば、レンズ収差によりビームアレイの面内位置に依存したマルチビームの各ビームの位置ずれが発生する。一般にマスク描画装置では、基板１０１の反りや重力による撓みなどによる基板上面の高低に応じてビームのフォーカス位置を描画中に変化させる処理、つまりＺ位置補正を行う。基板上面の高さは、基板の複数の位置で描画前に測定しておき、位置毎に基板上面の高さとフォーカスの補正量を定めておく。基板上面の高さとフォーカス補正量の関係が正しく設定されない場合、ビームアレイの回転成分を伴うビームの位置ずれが発生する。つまり、基板上面の高さ依存性、または基板上の位置依存性を持つビーム位置ずれが発生する。また、Ｚ位置補正に用いるレンズの調整がずれている場合、基板上面の高さとフォーカス補正量の関係が正しく設定されていても、基板上の位置依存性を持つビーム位置ずれが発生する。
そのため、本実施形態では、マルチビームの各ビームの位置の位置ずれ量マップを複数のＺ位置補正量毎に予め求め、試料上の各位置でのＺ位置補正量に応じた照射量変調処理を行う。これにより、Ｚ位置補正量依存でビームの位置ずれマップが変化しても、描画後のパターンを高精度に形成できる。
次に、本実施形態に係る描画方法を図４に示すフローチャートに沿って説明する。
まず、ビーム位置測定部１１１が、マルチビームのビームアレイ面内でのビームの位置ずれ分布を示す位置ずれデータを取得する（ステップＳ１）。例えば、マルチビームの一部をグループ化して、グループ化したビームアレイでＸＹステージ１０５に設けられたマーク１０６をスキャンし、マーク１０６で反射された電子を検出器２１１で検出する。検出回路１３２は、検出器２１１で検出された電子量を制御計算機１１０へ通知する。ビーム位置測定部１１１は、偏向量毎に検出された電子量からスキャン波形を作成し、ＸＹステージ１０５の位置を基準に、グループ化したビームアレイの位置を算出する。ＸＹステージ１０５の位置は、ステージ位置検出器１３９により検出されている。
マルチビームの別の領域のビームをグループ化し、同様の手法でグループ化したビームアレイの位置を算出する。これを繰り返すことで、ビームアレイ内の格子点毎にビーム位置を求めることができる。算出されたビーム位置と、理想位置との差分が、格子点位置での平均的なマルチビームビームの位置ずれ量となる。ビームアレイ内の格子点毎のビーム位置ずれ量からマルチビームのビームアレイ面内でのビームの位置ずれ分布を算出して、位置ずれデータ（位置ずれ量のマップ）として記憶部１４２に格納する。
また、ダイナミック調整（Ｚ位置補正）用のレンズ（図示略）の励起量を変えて前記の測定を行い、焦点位置を変えた場合の位置ずれデータを取得し、記憶部１４２に格納する。例えば、焦点位置ｚを−２μｍ、０μｍ、２μｍとした３つの位置ずれデータを取得して、記憶部１４２に格納する。具体的には、例えば焦点位置ｚが−２μｍ、０μｍ、２μｍに相当する位置にマーク上面が位置するマークをそれぞれ用いて、それぞれのマーク上面にフォーカスを合わせた状態でマルチビームのビーム位置測定を行い、焦点位置ｚが−２μｍ、０μｍ、２μｍのそれぞれの場合のマルチビームのビームアレイ面内でのビームの位置ずれ分布を示す位置ずれデータを取得して記憶部１４２に格納する。
次に、係数算出部１１２が、位置ずれデータに基づいて、試料に与えるドーズ分布を補正するために、画素ごとの照射量、つまりマルチビームの各ショットの各ビームの照射量を補正する補正照射量算出に用いる補正係数（基準係数）を算出する（ステップＳ２）。位置ずれ量から補正係数を求める手法は、公知のものを使用できる。算出された基準係数データは記憶部１４４に格納される。
基準係数データは、位置ずれデータを用いて、位置ずれデータ毎に生成される。例えば、前記の例の場合、図５に示すように、焦点位置ｚ＝−２μｍの位置ずれデータＤ１、ｚ＝０μｍの位置ずれデータＤ２、ｚ＝２μｍの位置ずれデータＤ３から、それぞれ対応する基準係数データＣ１，Ｃ２，Ｃ３が生成される。
描画対象の基板１０１を描画室１０３内に搬入し、ＸＹステージ１０５上に載置する（ステップＳ３）。
基板１０１の上面（描画面）の高さ位置分布を測定する（ステップＳ４）。例えば、ストライプ領域３４毎に、ＸＹステージ１０５を移動させながら、投光器２１２からレーザを基板表面の光軸位置に照射し、反射光を受光器２１４で受光する。受光器１４の出力は、アンプ１３８で増幅し、デジタルデータに変換され、制御計算機１１０へ出力される。高さ測定部１１３が、アンプ１３８の出力に基づいて、基板１０１の高さ位置分布（Ｚマップ）を取得し、記憶部１４６に格納する。
係数算出部１１２が、ビームを照射する領域の基板表面高さに応じた補正用係数データを算出する（ステップＳ５）。ビームを照射する領域の高さは、記憶部１４６に格納されている高さ位置分布から求まる。係数算出部１１２は、ビーム照射領域の高さに応じて、基準係数データを補間して、補正用係数データを算出する。
描画工程（ステップＳ６）では、まず、面積密度算出部１１４が、記憶部１４０から描画データを読み出し、描画データに定義されたパターンを用いて、各ストライプ領域３４内の全ての画素のパターン面積密度ρを算出する。画素は、ストライプ領域３４をメッシュ状に仮想分割したものであり、例えば１本のビームと同程度のサイズとする。照射量算出部１１５が、パターン面積密度ρに基準照射量Ｄ０を乗じて、各画素に照射されるビームの照射量ρＤ０を算出する。
また、照射量算出部１１５は、補正用係数データに基づいて、各画素の照射量ρＤ０に対し、周囲の画素へ分配する照射量を減算し、周囲の画素から分配される照射量を加算して、補正照射量Ｄを算出する。
データ処理部１１６は、補正照射量Ｄを照射時間に変換し、描画シーケンスに沿ったショット順に並び替える。並び替えられた照射時間配列データは、偏向制御回路１３０へ出力される。
偏向制御回路１３０は、照射時間配列データをブランキングプレート２０４内の各ブランカの制御回路へ出力する。描画制御部１１７は描画部１５０を制御し、上述した描画処理を実行させる。
基板１０１のビーム照射領域の高さが所定値以上変わる場合、補正用係数データの変更が必要と判定し（ステップＳ７＿Ｙｅｓ）、補正用係数データを再計算して更新する。
補正用係数データを再計算・更新する間隔は、ビーム位置ずれ量の変化が描画精度に影響しない程度に設定する。例えば、基板表面の高さの変化率が小さい場合は、複数のストライプ領域３４毎に補正用係数データを再計算する。基板表面高さの変化率が大きい場合は、１つのストライプ領域３４を複数に分割した領域（但し、マルチビームのビームアレイ寸法よりは大きい領域）毎に補正用係数データを再計算する。
全てのストライプ領域の描画が完了すると（ステップＳ８＿Ｙｅｓ）、基板１０１を搬出する（ステップＳ９）。
このように、本実施形態によれば、少数の位置ずれデータから少数の基準係数データを事前に算出しておき、照射領域のパラメータ（基板上面高さ）に応じた補正用係数データを、基準係数データの補間処理で求める。そのため、描画処理中にパラメータ依存で位置ずれマップが変化する場合でも、パターンを高精度に描画できる。
上記実施形態とは別の方法として、測定により求めた位置ずれデータＤ１〜Ｄ３の補間処理により、細かいステップで多数の位置ずれデータを求め、多数の位置ずれデータから多数の係数データを予め作成しておく方法が考えられる。しかし、この方法では、計算量の多い係数データの作成を多数行う必要があるため、描画処理を開始するまでの待ち時間が長くなり、描画のスループットが低下する。
一方、本実施形態では、少なくとも２つの基準係数データを算出しておけばよいため、計算量を大幅に削減し、描画処理を速やかに開始できる。
上記実施形態では、１種類のパラメータ（焦点位置（基板表面高さ））に着目し、位置ずれデータから基準係数データを算出し、複数の基準係数データの補間により補正用係数データを求める例について説明したが、パラメータは２種類以上あってもよい。
例えば、焦点位置及びパターン密度の２種類をパラメータとした位置ずれデータを作成する。評価基板に焦点やパターン密度を変えて評価パターンを描画し、評価基板の各位置における評価パターンの位置ずれ量を測定して、位置ずれデータを求める。
例えば、図６に示すように、焦点位置ｚを２μｍ、０μｍ、−２μｍ、パターン密度を０％、５０％、１００％とした９つの位置ずれデータＤ１１〜Ｄ１９を作成する。位置ずれデータＤ１１〜Ｄ１９から、基準係数データＣ１１〜Ｃ１９を算出する。なお、基準係数データＣ１３、Ｃ１６〜Ｃ１９の図示は省略している。
例えば、ビーム照射領域の表面高さが１μｍ、パターン密度が２５％である場合、基準係数データＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１４，Ｃ１５のバイリニア補間により補正用係数データを算出する。
様々な要因により、マルチビームの照射位置のずれ量分布が経時変化する場合がある。このような場合は、描画中に一定の時間間隔で位置ずれ量分布を測定し、描画中の現在時刻より前の位置ずれ分布から現在時刻の位置ずれ分布を算出して照射量補正計算に用いる。つまり現在時刻よりも前の時刻Ｔ１，Ｔ２での位置ずれデータから、基準係数データを算出する。描画中に一定の時間間隔で位置ずれ量分布を測定するには、例えば、あるストライプ領域３４の描画が完了した後で描画を休止して位置ずれ量分布の測定を行い、その後に描画を再開して以降のストライプ領域３４を描画する。
次に、時間Ｔ２経過後は、時間Ｔ１、Ｔ２の位置ずれデータの外挿により、時間Ｔ２より後の時間Ｔ３の位置ずれデータを算出する。そして、算出した位置ずれデータから、基準係数データを算出する。
例えば、図７に示すように、描画開始時と、描画を開始してから２時間後の位置ずれデータＤ２１、Ｄ２２を評価パターンの描画結果から求める。そして、位置ずれデータＤ２１、Ｄ２２から、基準係数データＣ２１，Ｃ２２を算出する。
例えば、現時刻が描画を開始してから３時間経過している場合、補正用係数データを次のように求める。位置ずれデータＤ２１、Ｄ２２の外挿により、４時間後の位置ずれデータＤ２３を推測する。位置ずれデータＤ２３から、基準係数データＣ２３を算出する。そして、基準係数データＣ２２、Ｃ２３の補間により、３時間経過した現在時刻の補正用係数データを算出する。または基準係数データＣ２１，Ｃ２２の外挿で現在時刻の補正用係数データを算出してもよい。
このように、基準係数データの補間により補正用係数データを算出することで、事前に準備しておく係数データ（基準係数データ）の量を抑えつつ、位置ずれマップの変化に対応した照射量変調を行い、パターンを高精度に描画することができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
１００ 描画装置
１１０ 制御計算機
１１１ ビーム位置測定部
１１２ 係数算出部
１１３ 高さ測定部
１１４ 面積密度算出部
１１５ 照射量算出部
１１６ データ処理部
１１７ 描画制御部
１５０ 描画部
１６０ 制御部

Claims (5)

  1. 照射されるマルチビームの各ビームの位置ずれ量を変化させる複数のパラメータ値に対応する複数の位置ずれデータを取得する工程と、
    前記複数の位置ずれデータにそれぞれ対応する複数の基準係数データを算出する工程と、
    前記複数のパラメータ値に対応する複数の基準係数データを用いて、前記基板上の前記マルチビームの照射位置におけるパラメータ値に対応する係数データを算出する工程と、
    前記係数データを用いて前記各ビームのショット毎の照射量を変調する工程と、
    変調された前記照射量の前記各ビームを前記基板に照射してパターンを描画する工程と、
    を備えるマルチビーム描画方法。
  2. 前記マルチビームの前記各ビームの照射位置のずれを変化させるパラメータが複数種ある場合に、該複数種のパラメータの各々について、前記複数のパラメータ値の組に対応する複数の位置ずれデータを取得し、前記複数のパラメータ値の組ごとに前記複数の基準係数データを算出し、
    前記照射領域における前記複数種のパラメータの前記複数のパラメータ値の組に対応する前記複数の係数データを、前記組ごとの前記複数の基準係数データの補間又は外挿により算出することを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム描画方法。
  3. 前記基板の描画中に、少なくとも離散的な時刻において前記マルチビームのビーム位置ずれの測定を行い、前記測定から前記マルチビームの前記各ビームの位置ずれを示す前記位置ずれデータを取得する工程を有し、
    前記描画を開始してからの経過時間より短い第１時間が経過した時点の第１位置ずれデータ、及び描画を開始してからの経過時間より短く前記第１時間よりも長い第２時間が経過した時点の第２位置ずれデータを用いて、前記第１位置ずれデータ及び前記第２位置ずれデータに対応する第１基準係数データ及び前記第２基準係数データを算出し、
    前記第１基準係数データ及び前記第２基準係数データの外挿により、現在時刻に対応する係数データを算出することを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム描画方法。
  4. 前記基板の描画中に、少なくとも離散的な時刻において前記マルチビームの前記各ビームの前記位置ずれ量の測定を行い、前記位置ずれデータを取得する工程を有し、
    前記描画を開始してからの経過時間より短い第１時間が経過した時点の第１位置ずれデータ、及び描画を開始してからの経過時間より短く前記第１時間よりも長い第２時間が経過した時点の第２位置ずれデータを用いて、前記第１位置ずれデータ及び前記第２位置ずれデータに対応する第１基準係数データ及び前記第２基準係数データを算出し、
    描画を開始してから現在までの経過時間より長い第３時間について、前記第１位置ずれデータ及び前記第２位置ずれデータを用いて、前記第３時間が経過した時点の第３位置ずれデータを算出し、
    前記第３位置ずれデータに対応する第３基準係数データを算出し、
    前記第２基準係数データ及び第３基準係数データの補間により、現在時刻に対応する係数データを算出することを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム描画方法。
  5. マルチビームの各ビームの位置ずれ量を変化させる複数のパラメータ値に対応する複数の位置ずれデータを格納する記憶部と、
    前記複数の位置ずれデータを用いて、前記マルチビームが基板に与える露光量分布を補正するために前記各ビームのショット毎の照射量を変調する照射量補正計算で用いる複数の基準係数データを前記複数のパラメータ値のそれぞれについて算出し、前記複数の基準係数データを用いて、前記マルチビームの照射位置におけるパラメータ値に対応する係数データを算出する係数算出部と、
    前記係数データを用いて前記各ビームの前記ショット毎の前記照射量を変調する照射量算出部と、
    変調された前記照射量の前記各ビームを前記基板に照射してパターンを描画する描画部と、
    を備えるマルチビーム描画装置。
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