JP4312205B2

JP4312205B2 - Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method

Info

Publication number: JP4312205B2
Application number: JP2006003763A
Authority: JP
Inventors: 隆幸阿部
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2026-01-11
Also published as: JP2007188951A

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、マルチカラムセルを搭載した電子ビーム描画装置及びその描画方法に関する。 The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a charged particle beam drawing method, for example, an electron beam drawing apparatus equipped with a multi-column cell and a drawing method thereof.

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。 Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is an extremely important process for generating a pattern among semiconductor manufacturing processes. In recent years, with the high integration of LSI, circuit line widths required for semiconductor devices have been reduced year by year. In order to form a desired circuit pattern on these semiconductor devices, a highly accurate original pattern (also referred to as a reticle or a mask) is required. Here, the electron beam (electron beam) drawing technique has an essentially excellent resolution, and is used for producing a high-precision original pattern.

図１５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。
可変成形型電子線描画装置（ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍ）描画装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口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（ＶＳＢ：ＶａｒｉａｂｌｅＳｈａｐｅｄＢｅａｍ）方式という。 FIG. 15 is a conceptual diagram for explaining the operation of a conventional variable shaping type electron beam drawing apparatus.
In a first aperture 410 in a variable shaping type electron beam drawing apparatus (EB (Electron beam) drawing apparatus), a rectangular, for example, rectangular opening 411 for forming the electron beam 330 is formed. Further, the second aperture 420 is formed with a variable shaping opening 421 for shaping the electron beam 330 having passed through the opening 411 of the first aperture 410 into a desired rectangular shape. The electron beam 330 irradiated from the charged particle source 430 and passed through the opening 411 of the first aperture 410 is deflected by the deflector, passes through a part of the variable shaping opening 421 of the second aperture 420, and passes through a predetermined range. The sample 340 mounted on a stage that continuously moves in one direction (for example, the X direction) is irradiated. That is, the drawing area of the sample 340 mounted on the stage in which the rectangular shape that can pass through both the opening 411 of the first aperture 410 and the variable shaping opening 421 of the second aperture 420 is continuously moved in the X direction. Drawn on. A method of creating an arbitrary shape by passing through both the opening 411 of the first aperture 410 and the variable forming opening 421 of the second aperture 420 is referred to as a variable shaped beam (VSB) method.

図１６は、従来のキャラクタパターンで描画する手法を説明するための図である。
上述した第２のアパーチャ４２０に可変成形開口４２１の他に繰り返し使用する頻度の高い種々のキャラクタパターン４２２が形成される場合もある。かかる場合には、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のキャラクタパターン４２２全体に電子線３３０を照射させ、１度にキャラクタパターンの全体形状を試料３４０の描画領域に作成する。かかる描画方式をキャラクタプロジェクション（ＣＰ）方式という。 FIG. 16 is a diagram for explaining a method of drawing with a conventional character pattern.
In addition to the variable shaping opening 421, various character patterns 422 that are frequently used may be formed on the second aperture 420 described above. In such a case, the electron beam 330 that has passed through the opening 411 of the first aperture 410 is deflected by the deflector, and the entire character pattern 422 of the second aperture 420 is irradiated with the electron beam 330 so that the character pattern is drawn once. Is created in the drawing area of the sample 340. Such a drawing method is called a character projection (CP) method.

また、１つの電子鏡筒に２つ以上の光学系カラムを積み込んだマルチカラムセル（ＭＣＣ）方式の描画装置が開発されている。そして、各カラムは同じ描画条件に構成され、各カラムでそれぞれ可変成形描画を行なっている（例えば、非特許文献１〜３参照）。
安田洋、原口岳士他，“マルチコラムセルＭＣＣ−ＰｏＣ（ｐｒｏｏｆｏｆｃｏｎｃｅｐｔ）ｓｙｓｔｅｍ評価”，第３回荷電粒子光学シンポジウム，ｐｐ１２５−１２８，平成１５年９月１８−１９日Ｔ．Ｈａｒａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｓａｋａｚａｋｉ，Ｓ．ＨａｍａｇｕｃｈｉａｎｄＨ．Ｙａｓｕｄａ，“Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｌｅｎｓｅｓｆｏｒｍｕｌｔｉｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｓｙｓｔｅｍ”，２７２６，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ２０（６），Ｎｏｖ／Ｄｅｃ２００２Ｔ．Ｈａｒａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｓａｋａｚａｋｉ，Ｔ．Ｓａｔｏｈ，Ｍ．Ｎａｋａｎｏ，Ｓ．Ｈａｍａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｋｉｕｃｈｉ，Ｈ．ＹａｂａｒａａｎｄＨ．Ｙａｓｕｄａ，“Ｍｕｌｔｉｃｏｌｕｍｎｃｅｌｌ：Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｏｆｏｆｃｏｎｃｅｐｔｓｙｓｔｅｍ”，９８５，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ２２（３），Ｍａｙ／Ｊｕｎ２００４ In addition, a multi-column cell (MCC) type drawing apparatus has been developed in which two or more optical system columns are stacked in one electron column. Each column is configured under the same drawing conditions, and variable shaping drawing is performed in each column (see, for example, Non-Patent Documents 1 to 3).
Hiroshi Yasuda, Takeshi Haraguchi et al., “Multicolumn Cell MCC-PoC (Proof of Concept) System Evaluation”, 3rd Symposium on Charged Particle Optics, pp125-128, September 18-19, 2003 T.A. Haraguchi, T .; Sakazaki, S .; Hamaguchi and H.H. Yasuda, “Development of electromagnetic lens for multielectron beam lithography system”, 2726, J. Am. Vac. Sci. Technol. B20 (6), Nov / Dec 2002 T.A. Haraguchi, T .; Sakazaki, T .; Satoh, M .; Nakano, S .; Hamaguchi, T .; Kiuchi, H .; Yabara and H.K. Yasuda, “Multicolumn cell: Evaluation of the prof of concept system”, 985, J. et al. Vac. Sci. Technol. B22 (3), May / Jun 2004

ＬＳＩの集積度の増加により、電子線描画装置によるマスク描画時間や直接ウェハ等に描画する場合の直接描画時間は爆発的に増加している。そのため、かかる描画時間の短縮が望まれている。 Due to the increase in the degree of integration of LSIs, the mask drawing time by the electron beam drawing apparatus and the direct drawing time when drawing directly on a wafer or the like have increased explosively. Therefore, shortening of such drawing time is desired.

ここで、上述したキャラクタプロジェクション（ＣＰ）技術は、描画時間を大幅に短縮することができる可能性を秘める技術の１つである。かかるＣＰを利用する場合には高い電流密度を利用することはできない。スループットの向上のためにはＣＰ用のパターンのサイズを大きくする必要があるが、高い電流密度でＣＰパターンのサイズを大きくするとその分ビーム電流が増加することになる。その結果、クーロン効果等によりビーム解像度が劣化してしまい必要な寸法精度が得られなくなるためである。よって、解像度劣化を抑えるためにはビーム電流密度を低く抑える必要がある。 Here, the above-described character projection (CP) technique is one of the techniques that has the potential to greatly reduce the drawing time. When such CP is used, a high current density cannot be used. In order to improve the throughput, it is necessary to increase the size of the pattern for CP. However, if the size of the CP pattern is increased at a high current density, the beam current increases accordingly. As a result, the beam resolution deteriorates due to the Coulomb effect or the like, and the required dimensional accuracy cannot be obtained. Therefore, in order to suppress resolution degradation, it is necessary to keep the beam current density low.

一方、ＣＰ用のキャラクタパターンの種類には、電子光学系やキャラクタパターンがセットされる成形アパーチャのサイズなどからくる制限があり、せいぜい数１００種類程度が限界である。そのため、ＬＳＩパターンを描画するにはキャラクタパターンで描画できない部分を可変成形（ＶＳＢ）方式のベクター型ビーム等で描画せざるを得ない。他方、ＶＳＢを利用する場合には、キャラクタパターンの場合とは逆に、ビーム電流密度が高いほど描画時間を短縮することができる。最小線幅の数倍程度にビームの最大ショットサイズを小さくし、それに対応する高いビーム電流密度を実現すれば、最小の描画時間が実現されるからである。 On the other hand, the type of CP character pattern is limited by the size of the shaping aperture on which the electron optical system and the character pattern are set, and is limited to about several hundreds at most. Therefore, in order to draw an LSI pattern, a portion that cannot be drawn with a character pattern must be drawn with a variable shaped (VSB) type vector beam or the like. On the other hand, when VSB is used, the drawing time can be shortened as the beam current density is higher, contrary to the case of the character pattern. This is because the minimum drawing time can be realized by reducing the maximum shot size of the beam to several times the minimum line width and realizing a corresponding high beam current density.

以上のように、上述したＣＰの最適電流密度とＶＳＢの最適電流密度とは異なる値となる。例えば、前者は１０Ａ／ｃｍ^２、後者は５０Ａ／ｃｍ^２といった具合である。１つの光学系カラムしか搭載していないシングルカラムのＥＢ描画装置で成形アパーチャにキャラクタパターンをセットし、ＣＰとＶＳＢの両方を実現できる装置では、電子ビーム源が１つしか搭載されていないのでともに共通の電流密度を利用せざるを得ない。ＣＰとＶＳＢとで電流密度を変更しようとする場合、描画中にリアルタイムに電流密度を変更する必要が生じてしまう。しかも、その変更には長い時間が必要となるため、描画時間は多大なものとなってしまう。よって、ＣＰとＶＳＢとで同じ電流密度で利用する方がはるかに優位になってしまう。すなわち、かかる装置の場合、ＣＰとＶＳＢの両方を共に最適な電流密度で描画するように構成することはできず、システムの最高性能を引き出すことができなかった。また、上述したＭＣＣでは、全カラムを同一の描画条件でＶＳＢ方式により描画するため、ＣＰとＶＳＢの両方を実現することができない。仮に成形アパーチャにキャラクタパターンをセットし、ＣＰとＶＳＢの両方を実現できるようにしても全カラムを同一の描画条件で描画したのでは、やはりＣＰとＶＳＢの両方を共に最適な電流密度で描画するように構成することはできず、システムの最高性能を引き出すことができなかった。 As described above, the optimum current density of CP and the optimum current density of VSB are different values. For example, the former is 10 A / cm ² and the latter is 50 A / cm ² . A single column EB drawing device that has only one optical system column can set a character pattern on the shaping aperture and realize both CP and VSB, since only one electron beam source is installed. A common current density must be used. When the current density is to be changed between CP and VSB, it is necessary to change the current density in real time during drawing. In addition, since a long time is required for the change, the drawing time becomes enormous. Therefore, it is much more advantageous to use CP and VSB at the same current density. That is, in the case of such an apparatus, it is impossible to draw both CP and VSB at an optimal current density, and it is impossible to bring out the maximum performance of the system. Further, in the above-described MCC, since all columns are drawn by the VSB method under the same drawing conditions, both CP and VSB cannot be realized. Even if a character pattern is set in the shaping aperture and both CP and VSB can be realized, if all columns are drawn under the same drawing conditions, both CP and VSB are both drawn at an optimal current density. The system could not be configured in such a way that the maximum performance of the system could not be extracted.

また、ＬＳＩパターンの中には、高い描画精度が必要な部分と低い描画精度で良い部分とが混在するケースが多い。同じ電流密度なら高精度が必要な部分に関してはショットされる最大ビームサイズを小さくすればよい。一方、低精度で良い部分については、描画時間を短縮するために、ショットされる最大ビームサイズを大きくすればよい。また、同じ最大ビームサイズなら高精度が必要な部分に関しては電流密度を小さくすればよい。一方、低精度で良い部分については、描画時間を短縮するために、電流密度を大きくすればよい。また、低精度で良い部分については、描画時間を短縮するために、デジタルアナログコンバータアンプ（ＤＡＣ／ＡＭＰ）の制御単位（解像度）を粗くするなどすれば良い。 Further, there are many cases where a part that requires high drawing accuracy and a part that requires low drawing accuracy are mixed in an LSI pattern. If the current density is the same, the maximum beam size to be shot may be reduced for a portion requiring high accuracy. On the other hand, for a portion that requires low accuracy, the maximum beam size to be shot may be increased in order to shorten the drawing time. In addition, if the maximum beam size is the same, the current density may be reduced for portions that require high accuracy. On the other hand, the current density may be increased for a portion that requires low accuracy in order to shorten the drawing time. In addition, with respect to a portion that requires low accuracy, the control unit (resolution) of the digital / analog converter amplifier (DAC / AMP) may be roughened in order to shorten the drawing time.

しかしながら、シングルビームの描画装置やＭＣＣでも全てのカラムの描画条件を同一にするシステムでは、高精度部分も低精度部分も同じ電流密度を使用せざるを得ず、最高の描画スピードを得ることはできなかった。また、最大ビームサイズをパターンによって変更したり、ＤＡＣ／ＡＭＰの解像度をパターンによって変更することも困難であった。よって、同様に、最高の描画スピードを得ることはできなかった。 However, even with a single-beam lithography system or MCC system, the same current density must be used for both the high-precision part and the low-precision part in a system in which the drawing conditions of all the columns are the same. could not. In addition, it is difficult to change the maximum beam size depending on the pattern or to change the DAC / AMP resolution depending on the pattern. Therefore, similarly, the highest drawing speed could not be obtained.

ここで、ＭＣＣにおける複数のカラムで描画領域を同時に並列描画することで、描画時間を短縮させることを想定してみる。
図１７は、ＭＣＣで並列描画を行なう場合を説明するための図である。
全てのカラムの描画条件を同一にするシステムでは、図１５に示すように、描画領域を短冊状の仮想領域毎に描画していく場合、例えば、第ｎ＋１番目のストライプを第１のカラムで、第ｎ番目のストライプを第２のカラムで並列に描画していくことになる。かかる場合、上述したように、ＬＳＩパターンの中には、高い描画精度が必要な部分（高精度パターン）と低い描画精度で良い部分（低精度パターン）とが混在するケースが多い。２つのカラム共、高精度部分も低精度部分も同じ電流密度を使用せざるを得ず、描画スピードの遅い方に合わせて描画することになる。よって、たとえ並列描画させたとしても描画時間は遅い方に合わせて進むことになってしまう。 Here, it is assumed that the drawing time is shortened by simultaneously drawing the drawing area in parallel in a plurality of columns in the MCC.
FIG. 17 is a diagram for explaining a case where parallel drawing is performed by MCC.
In the system in which the drawing conditions of all the columns are the same, as shown in FIG. 15, when drawing the drawing area for each strip-like virtual area, for example, the (n + 1) th stripe is the first column, The nth stripe is drawn in parallel in the second column. In such a case, as described above, there are many cases in which a portion requiring high drawing accuracy (high accuracy pattern) and a portion requiring low drawing accuracy (low accuracy pattern) are mixed in the LSI pattern. In both columns, the same current density must be used for both the high-precision portion and the low-precision portion, and drawing is performed according to the slower drawing speed. Therefore, even if parallel drawing is performed, the drawing time is advanced in accordance with the slower one.

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、より効率的に描画して描画時間を短縮させる装置および方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for overcoming such problems and drawing more efficiently to shorten the drawing time.

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを用いて複数の図形パターンが含まれるパターンを描画する、第１と第２のアパーチャと偏向器による制御によって成形される荷電粒子ビームの最大ショットサイズがそれぞれ異なり、他のカラムに比べて高精度に描画する高精度パターン用のカラムと他のカラムに比べて低精度に描画する低精度パターン用のカラムとで構成される可変成形（ＶＳＢ：ＶａｒｉａｂｌｅＳｈａｐｅｄＢｅａｍ）方式の複数のカラムと、
かかる複数のカラムを用いて描画する場合に、描画時間がより短くなるように、描画するパターンのデータに含まれる、高精度か否かを識別する精度識別子を格納する複数の図形パターンデータの各図形パターンデータを、前記精度識別子を参照することによって前記高精度パターン用のカラムと前記低精度パターン用のカラムのいずれかに分配する分配部と、
を備え、
前記複数のカラムを用いて、同じ試料に対し並列に描画していくことを特徴とする。 A charged particle beam drawing apparatus according to one embodiment of the present invention includes:
Using a charged particle beam draws a pattern with multiple graphic patterns, unlike the maximum shot size of the charged particle beam is shaped by the control by the first and second apertures and deflectors, respectively, in the other column A plurality of columns of variable shaped beam (VSB) system, which is composed of a column for a high-precision pattern that draws with higher accuracy and a column for a low-precision pattern that draws with lower accuracy than other columns. When,
When drawing using such a plurality of columns, as the drawing time is shorter, is included in the data of the pattern to be drawn, each of the plurality of graphic pattern data storing accuracy identifier for identifying whether the high-precision A distribution unit that distributes graphic pattern data to either the high-precision pattern column or the low-precision pattern column by referring to the accuracy identifier ;
With
Using the plurality of columns, the same sample is drawn in parallel.

かかる構成にすることにより、複数の描画部の各描画部の方式により適した描画条件に設定することができる。そして、パターンを描画する場合に描画時間がより短くなるように複数の描画部のいずれかに描画するパターンデータを分配することで、各描画部ではより適した描画条件で分配されたパターンデータにしたがってパターンを描画する。 With such a configuration, it is possible to set the drawing conditions more suitable for the method of each drawing unit of the plurality of drawing units. Then, by distributing the pattern data to be drawn to any of the multiple drawing units so that the drawing time is shorter when drawing the pattern, each drawing unit can distribute the pattern data distributed under more suitable drawing conditions. Therefore, a pattern is drawn.

そして、複数の描画部では、それぞれ異なる電流密度の荷電粒子ビームを用いることを特徴とする。 In the plurality of drawing units, charged particle beams having different current densities are used.

かかる構成にすることにより、描画条件の一例として、各描画部の方式により適した電流密度を用いることができる。 With such a configuration, a current density more suitable for the method of each drawing unit can be used as an example of drawing conditions.

さらに、複数の描画部を用いて、同じ試料に対し並列に描画していくことを特徴とする。 Furthermore, the same sample is drawn in parallel using a plurality of drawing units.

複数の描画部で並列に描画することで、より描画時間を短縮することができる。 Drawing time can be further shortened by drawing in parallel by a plurality of drawing units.

そして、複数の描画部として、他の描画部に比べて高精度に描画する高精度描画部と他の描画部に比べて低精度に描画する低精度描画部とを用い、
かかる高精度描画部を用いて低精度で構わない図形パターンを描画することを特徴とする。 Then, as a plurality of drawing units, a high-precision drawing unit that draws with higher accuracy than other drawing units and a low-precision drawing unit that draws with lower accuracy than other drawing units,
Using such a high-precision drawing unit, a graphic pattern which may be low-precision is drawn.

試料にパターンを描画していく場合、描画領域全体をいくつかの描画単位に仮想分割して描画単位毎に図形パターンを描画していくのが一般的である。そして、所定の描画単位に描画すべき図形パターンが低精度で構わない図形パターンに偏っているような場合、高精度描画部を用いて低精度で構わない図形パターンを描画することで低精度描画部の負荷を低減することができる。すなわち、低精度描画部が描画するべき図形パターン数を低減させることができる。 When drawing a pattern on a sample, generally, the entire drawing area is virtually divided into several drawing units and a graphic pattern is drawn for each drawing unit. And, if the figure pattern to be drawn in a predetermined drawing unit is biased to the figure pattern that can be low precision, low precision drawing by drawing the figure pattern that can be low precision using the high precision drawing unit The load on the part can be reduced. That is, the number of figure patterns to be drawn by the low-precision drawing unit can be reduced.

また、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
マルチカラムセルを搭載した荷電粒子ビーム描画装置を用いて、パターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法において、
かかるマルチカラムセルにおける複数のカラムとして、描画する前記パターンのデータに含まれる、高精度か否かを識別する精度識別子を格納する複数の図形パターンデータの各図形パターンデータが前記精度識別子を参照することによっていずれかに分配された、第１と第２のアパーチャと偏向器による制御によって成形される荷電粒子ビームの最大ショットサイズがそれぞれ異なり、他のカラムに比べて高精度に描画する高精度パターン用のカラムと他のカラムに比べて低精度に描画する低精度パターン用のカラムとで構成される可変成形（ＶＳＢ：ＶａｒｉａｂｌｅＳｈａｐｅｄＢｅａｍ）方式の複数のカラムを用いて、同じ試料に対し並列にパターンを描画していくことを特徴とする。 The charged particle beam drawing method of one embodiment of the present invention includes:
In a charged particle beam writing method for drawing a pattern using a charged particle beam writing apparatus equipped with a multi-column cell,
As a plurality of columns in such a multi-column cell , each graphic pattern data of a plurality of graphic pattern data storing an accuracy identifier for identifying whether or not the accuracy is high, included in the pattern data to be drawn refers to the accuracy identifier. precision to draw in any distributed to either the first maximum shot size of the charged particle beam is shaped by the control of the second aperture and the deflector varies respectively, higher accuracy than the other columns by Parallel to the same sample by using multiple columns of variable shaped beam (VSB) system consisting of a column for pattern and a column for low precision pattern drawing with lower precision than other columns It is characterized by drawing a pattern on the screen.

各カラムの描画条件を異なる描画条件にすることで、各カラムのより適した描画性能を引き出すことができる。 By setting the drawing conditions for each column to different drawing conditions, it is possible to draw more suitable drawing performance for each column.

本発明の一態様によれば、各描画部ではより描画スピードを向上させる描画条件で分配されたパターンを描画することができるので、描画時間を短縮することができる。 According to one aspect of the present invention, each drawing unit can draw a pattern distributed under drawing conditions that further improve the drawing speed, so that drawing time can be shortened.

以下、各実施の形態では、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、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。 Hereinafter, in each embodiment, a configuration using an electron beam will be described as an example of a charged particle beam. However, the charged particle beam is not limited to an electron beam, and may be a beam using other charged particles such as an ion beam.

まず、第１の態様に関する実施例を示す。
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、荷電粒子ビーム描画装置の一例として可変成形型電子線描画装置である描画装置１００は、電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、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、偏向器２０８、遮へい筒２１２、電子銃３０１、第１のアパーチャ３０３、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、偏向器３０８、遮へい筒３１２を備えている。そして、描画装置１００は、制御系として、コンピュータとなる制御計算機（ＣＰＵ）１２０、メモリ１２２、磁気ディスク装置１０９、データ分配演算処理部１３０（分配部の一例）、分配回路１３２、ショットデータ生成回路１４０、偏向制御回路１４６、デジタルアナログコンバータアンプ（ＤＡＣ／ＡＭＰ）１４２、ＤＡＣ／ＡＭＰ１４４、ショットデータ生成回路２４０、偏向制御回路２４６、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４２、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４４を備えている。 First, the Example regarding a 1st aspect is shown.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the first embodiment.
In FIG. 1, a drawing apparatus 100 which is a variable-shaped electron beam drawing apparatus as an example of a charged particle beam drawing apparatus includes an electron column 102, a drawing chamber 103, an XY stage 105, an electron gun 201, an illumination lens 202, a first lens. Aperture 203, projection lens 204, deflector 205, second aperture 206, objective lens 207, deflector 208, shielding cylinder 212, electron gun 301, first aperture 303, deflector 305, second aperture 306, deflection 308 and a shielding cylinder 312 are provided. The drawing apparatus 100 includes, as a control system, a control computer (CPU) 120 serving as a computer, a memory 122, a magnetic disk device 109, a data distribution calculation processing unit 130 (an example of a distribution unit), a distribution circuit 132, and a shot data generation circuit. 140, a deflection control circuit 146, a digital / analog converter amplifier (DAC / AMP) 142, a DAC / AMP 144, a shot data generation circuit 240, a deflection control circuit 246, a DAC / AMP 242, and a DAC / AMP 244.

そして、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、偏向器２０８、遮へい筒２１２、電子銃３０１、第１のアパーチャ３０３、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、偏向器３０８、遮へい筒３１２が配置されている。描画室１０３には、ＸＹステージ１０５が配置され、ＸＹステージ１０５には、試料１０１が配置されている。 In the electron column 102, an electron gun 201, an illumination lens 202, a first aperture 203, a projection lens 204, a deflector 205, a second aperture 206, an objective lens 207, a deflector 208, a shielding tube 212, An electron gun 301, a first aperture 303, a deflector 305, a second aperture 306, a deflector 308, and a shielding cylinder 312 are disposed. An XY stage 105 is disposed in the drawing chamber 103, and a sample 101 is disposed on the XY stage 105.

そして、電子銃２０１、第１のアパーチャ２０３、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、偏向器２０８、遮へい筒２１２で第１のカラム（描画部の一例）を構成する。また、電子銃３０１、第１のアパーチャ３０３、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、偏向器３０８、遮へい筒３１２で第２のカラム（描画部の一例）を構成する。電子鏡筒１０２は、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７といったレンズ系をカラム間で共通にして、複数のカラムを搭載している。ここでは、独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムをカラムと呼ぶ。 The electron column 201, the first aperture 203, the deflector 205, the second aperture 206, the deflector 208, and the shielding cylinder 212 constitute a first column (an example of a drawing unit). The electron gun 301, the first aperture 303, the deflector 305, the second aperture 306, the deflector 308, and the shielding cylinder 312 constitute a second column (an example of a drawing unit). The electron column 102 has a plurality of columns with a lens system such as an illumination lens 202, a projection lens 204, and an objective lens 207 common to the columns. Here, the subsystem that controls the optical path of the independent electron beam is called a column.

ＣＰＵ１２０には、メモリ１２２、磁気ディスク装置１０９、データ分配演算処理部１３０が図示していないバスを介して接続されている。データ分配演算処理部１３０には、分配回路１３２が図示していないバスを介して接続されている。分配回路１３２には、ショットデータ生成回路１４０、ショットデータ生成回路２４０が図示していないバスを介して接続されている。ショットデータ生成回路１４０には、偏向制御回路１４６が図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路１４６には、ＤＡＣ／ＡＭＰ１４２、ＤＡＣ／ＡＭＰ１４４が図示していないバスを介して接続されている。ＤＡＣ／ＡＭＰ１４２は、偏向器２０５に接続される。ＤＡＣ／ＡＭＰ１４４は、偏向器２０８に接続される。ショットデータ生成回路２４０には、偏向制御回路２４６が図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路２４６には、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４２、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４４が図示していないバスを介して接続されている。ＤＡＣ／ＡＭＰ２４２は、偏向器３０５に接続される。ＤＡＣ／ＡＭＰ２４４は、偏向器３０８に接続される。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。 A memory 122, a magnetic disk device 109, and a data distribution calculation processing unit 130 are connected to the CPU 120 via a bus (not shown). A distribution circuit 132 is connected to the data distribution calculation processing unit 130 via a bus (not shown). A shot data generation circuit 140 and a shot data generation circuit 240 are connected to the distribution circuit 132 via a bus (not shown). A deflection control circuit 146 is connected to the shot data generation circuit 140 via a bus (not shown). DAC / AMP 142 and DAC / AMP 144 are connected to the deflection control circuit 146 via a bus (not shown). The DAC / AMP 142 is connected to the deflector 205. The DAC / AMP 144 is connected to the deflector 208. A deflection control circuit 246 is connected to the shot data generation circuit 240 via a bus (not shown). A DAC / AMP 242 and a DAC / AMP 244 are connected to the deflection control circuit 246 via a bus (not shown). The DAC / AMP 242 is connected to the deflector 305. The DAC / AMP 244 is connected to the deflector 308. In FIG. 1, description of components other than those necessary for describing the first embodiment is omitted. It goes without saying that the drawing apparatus 100 usually includes other necessary configurations.

第１のカラムにおいて、電子銃２０１から照射された荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により集光され、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。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって制御され、ビーム形状と寸法を変化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、偏向器２０８により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。 In the first column, an electron beam 200 as an example of a charged particle beam irradiated from the electron gun 201 is collected by an illumination lens 202 and illuminates the entire first aperture 203 having a rectangular hole, for example, a rectangular hole. Here, the electron beam 200 is first formed into a rectangle, for example, a rectangle. Then, the electron beam 200 of the first aperture image that has passed through the first aperture 203 is projected onto the second aperture 206 by the projection lens 204. The position of the first aperture image on the second aperture 206 is controlled by the deflector 205, and the beam shape and size can be changed. Then, the electron beam 200 of the second aperture image that has passed through the second aperture 206 is focused by the objective lens 207, deflected by the deflector 208, and the sample 101 on the XY stage 105 that is movably disposed. The desired position is irradiated.

同様に、第２のカラムにおいて、電子銃３０１から照射された荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム３００は、照明レンズ２０２により集光され、矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ３０３全体を照明する。ここで、電子ビーム３００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３０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム３００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ３０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ３０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器３０５によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ３０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム３００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器３０８により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。 Similarly, in the second column, an electron beam 300, which is an example of a charged particle beam irradiated from the electron gun 301, is collected by the illumination lens 202 and passes through the entire first aperture 303 having a rectangular hole, for example, a rectangular hole. Illuminate. Here, the electron beam 300 is first formed into a rectangle, for example, a rectangle. Then, the electron beam 300 of the first aperture image that has passed through the first aperture 303 is projected onto the second aperture 306 by the projection lens 204. The position of the first aperture image on the second aperture 306 is controlled by the deflector 305, and the beam shape and size can be changed. The electron beam 300 of the second aperture image that has passed through the second aperture 306 is focused by the objective lens 207, deflected by the deflector 308, and the sample 101 on the XY stage 105 that is movably arranged. The desired position is irradiated.

また、電子鏡筒１０２内およびＸＹステージ１０５が配置された描画室１０３内は、図示していない真空ポンプにより真空引きされ、大気圧よりも低い圧力となる真空雰囲気となっている。 Further, the inside of the electron column 102 and the drawing chamber 103 in which the XY stage 105 is arranged are evacuated by a vacuum pump (not shown) to form a vacuum atmosphere in which the pressure is lower than the atmospheric pressure.

成形用の偏向器２０５は、偏向制御回路１４６、ＤＡＣ／ＡＭＰ１４２によって制御される。そして、試料１０１上の位置偏向を行なう偏向器２０８は、偏向制御回路１４６、ＤＡＣ／ＡＭＰ１４４によって制御される。同様に、成形用の偏向器３０５は、偏向制御回路２４６、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４２によって制御される。そして、試料１０１上の位置偏向を行なう偏向器３０８は、偏向制御回路２４６、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４４によって制御される。そして、第１のカラムを構成する、例えば、８極の静電型の偏向器２０５と偏向器２０８による電場や磁場の影響が、第２のカラム内を通過する電子ビーム３００に影響を与えないように遮へい筒２１２内に偏向器２０５と偏向器２０８を納めて電場や磁場を遮へいする。遮へい筒２１２の長さは、偏向器２０５と偏向器２０８とによる影響が第２のカラム内を通過する電子ビーム３００に影響を与えない長さであればよい。同様に、第２のカラムを構成する、例えば、８極の静電型の偏向器３０５と偏向器３０８による電場や磁場の影響が、第１のカラム内を通過する電子ビーム２００に影響を与えないように遮へい筒３１２内に偏向器３０５と偏向器３０８を納めて電場や磁場を遮へいする。遮へい筒３１２の長さは、偏向器３０５と偏向器３０８とによる影響が第１のカラム内を通過する電子ビーム２００に影響を与えない長さであればよい。 The shaping deflector 205 is controlled by a deflection control circuit 146 and a DAC / AMP 142. The deflector 208 that performs position deflection on the sample 101 is controlled by the deflection control circuit 146 and the DAC / AMP 144. Similarly, the shaping deflector 305 is controlled by the deflection control circuit 246 and the DAC / AMP 242. The deflector 308 that deflects the position on the sample 101 is controlled by the deflection control circuit 246 and the DAC / AMP 244. Then, for example, the influence of the electric field and magnetic field by the eight-pole electrostatic deflector 205 and the deflector 208 constituting the first column does not affect the electron beam 300 passing through the second column. Thus, the deflector 205 and the deflector 208 are placed in the shielding cylinder 212 to shield the electric field and the magnetic field. The length of the shielding cylinder 212 may be any length as long as the influence of the deflector 205 and the deflector 208 does not affect the electron beam 300 passing through the second column. Similarly, the influence of an electric field or a magnetic field by, for example, the eight-pole electrostatic deflector 305 and the deflector 308 constituting the second column affects the electron beam 200 passing through the first column. The deflector 305 and the deflector 308 are accommodated in the shielding cylinder 312 so that the electric field and the magnetic field are shielded. The length of the shielding cylinder 312 may be any length as long as the influence of the deflector 305 and the deflector 308 does not affect the electron beam 200 passing through the first column.

図２は、実施の形態１における描画方式の構成を示す概念図である。
実施の形態１では、第１のカラムには、ＶＳＢ方式を、第２のカラムには、第２のアパーチャ３０６にキャラクタパターン３１６を形成したＣＰ方式を利用して描画する場合について説明する。上述したように、ＣＰ方式を利用して描画する場合には、第１のアパーチャ３０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム３００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ３０６上の１つのキャラクタパターン３１６全体に投影される。そして、第２のアパーチャ３０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム３００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器３０８により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。そして、試料１０１の所望する位置にキャラクタパターンが描画される。他方、ＶＳＢ方式を利用して描画する場合には、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上の可変成形開口２１６の一部（場合により全体のこともあり得る）に投影される。そして、第１のアパーチャ２０３の開口２１８と第２のアパーチャ２０６の可変成形開口２１６との両方を通過して任意形状に成形された第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により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。そして、試料１０１の所望する位置に任意形状のパターンが描画される。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the drawing method in the first embodiment.
In the first embodiment, a case will be described in which drawing is performed using the VSB method in the first column and using the CP method in which the character pattern 316 is formed in the second aperture 306 in the second column. As described above, when drawing using the CP method, the electron beam 300 of the first aperture image that has passed through the first aperture 303 is converted into one character on the second aperture 306 by the projection lens 204. Projected to the entire pattern 316. The electron beam 300 of the second aperture image that has passed through the second aperture 306 is focused by the objective lens 207, deflected by the deflector 308, and the sample 101 on the XY stage 105 that is movably arranged. The desired position is irradiated. Then, a character pattern is drawn at a desired position on the sample 101. On the other hand, when drawing using the VSB method, the electron beam 200 of the first aperture image that has passed through the first aperture 203 is transmitted to one of the variable shaping apertures 216 on the second aperture 206 by the projection lens 204. Projected to a part (possibly the whole). Then, the electron beam 200 of the second aperture image formed into an arbitrary shape through both the opening 218 of the first aperture 203 and the variable shaping opening 216 of the second aperture 206 is focused by the objective lens 207. Are deflected by the deflector 208 and irradiated to a desired position of the sample 101 on the XY stage 105 that is movably disposed. Then, a pattern having an arbitrary shape is drawn at a desired position on the sample 101.

上述したように、ＶＳＢ方式では、成形される電子ビームサイズを小さくして、ビーム電流密度を高くすることで、最適な描画速度を実現することができる。逆に、ＣＰ方式では、キャラクタパターン３１６のサイズを大きくして、ビーム電流密度を低くすることで、最適な描画速度を実現することができる。よって、実施の形態１では、描画方式の異なる２つのカラムを用いて、各カラムが最適な描画速度で描画できるように、それぞれ異なる描画条件を設定する。 As described above, in the VSB method, an optimum drawing speed can be realized by reducing the size of the electron beam to be molded and increasing the beam current density. In contrast, in the CP method, an optimum drawing speed can be realized by increasing the size of the character pattern 316 and decreasing the beam current density. Therefore, in the first embodiment, using two columns having different drawing methods, different drawing conditions are set so that each column can be drawn at an optimum drawing speed.

図３は、実施の形態１におけるＶＳＢとＣＰとで異なる描画条件の一例を示す図である。
図３において、第１のカラムでは、ＶＳＢ方式を利用し、成形される電子ビームサイズを小さくするために最大ショットサイズを例えば０．５μｍ×０．５μｍとする。そして、ビーム電流密度を例えば５０Ａ／ｃｍ^２と高く設定する。他方、第２のカラムでは、ＣＰ方式を利用し、照射される電子ビームサイズを大きくするために最大ショットサイズ（キャラクタパターン３１６のサイズ）を例えば３μｍ×３μｍとする。そして、ビーム電流密度を例えば１０Ａ／ｃｍ^２と低く設定する。このように、描画方式の異なる２つのカラムを用いて、各カラムが最適な描画速度で描画できるように、それぞれ異なる描画条件を設定することで、各カラムで最高の描画速度を引き出すことができる。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of drawing conditions that differ between the VSB and the CP according to the first embodiment.
In FIG. 3, in the first column, the VSB method is used, and the maximum shot size is set to 0.5 μm × 0.5 μm, for example, in order to reduce the size of the formed electron beam. Then, the beam current density is set as high as 50 A / cm ² , for example. On the other hand, in the second column, the CP method is used, and the maximum shot size (size of the character pattern 316) is set to 3 μm × 3 μm, for example, in order to increase the size of the irradiated electron beam. Then, the beam current density is set low, for example, 10 A / cm ² . In this way, by using two columns with different drawing methods and setting different drawing conditions so that each column can be drawn at an optimum drawing speed, the highest drawing speed can be derived for each column. .

そして、ＣＰＵ１２０は、磁気ディスク装置１０９から複数の図形パターンが含まれる描画データを読み出し、データ分配演算処理部１３０で、第１と第２のカラムのいずれで描画した方が、描画時間が最短或いはより短くなるかを演算する。そして、データ分配演算処理部１３０は、描画時間が最短或いはより短くなるようにかかる描画データに含まれる複数の図形パターンデータの各図形パターンデータを第１と第２のカラムのいずれかに分配する。そして、分配回路１３２は、データ分配演算処理部１３０で分配された結果に従って、各図形パターンデータをショットデータ生成回路１４０或いはショットデータ生成回路２４０に分配送信する。そして、ショットデータ生成回路１４０では、送信された図形パターンデータに基づいてショットデータを生成し、偏向制御回路１４６に制御信号を出力する。偏向制御回路１４６では、生成されたショットデータに沿って高い電流密度の電子ビーム２００が最大ショットサイズ以内のサイズで成形されるようにＤＡＣ／ＡＭＰ１４２を介して偏向器２０５を制御する。そして、成形された電子ビーム２００が試料１０１の所望する位置に偏向されるようにＤＡＣ／ＡＭＰ１４４を介して偏向器２０８を制御する。同様に、ショットデータ生成回路２４０では、送信された図形パターンデータに基づいてショットデータを生成し、偏向制御回路２４６に制御信号を出力する。偏向制御回路２４６では、生成されたショットデータに沿って低い電流密度の電子ビーム３００が最大ショットサイズが大きくなるキャラクタパターン３１６全体に照射されるようにＤＡＣ／ＡＭＰ２４２を介して偏向器３０５を制御する。そして、キャラクタパターン３１６を通過した電子ビーム３００が試料１０１の所望する位置に偏向されるようにＤＡＣ／ＡＭＰ２４４を介して偏向器３０８を制御する。 Then, the CPU 120 reads the drawing data including a plurality of graphic patterns from the magnetic disk device 109, and the data distribution calculation processing unit 130 draws in either the first column or the second column. Calculate whether it will be shorter. The data distribution calculation processing unit 130 distributes each graphic pattern data of the plurality of graphic pattern data included in the drawing data to one of the first and second columns so that the drawing time is the shortest or shorter. . The distribution circuit 132 distributes and transmits each graphic pattern data to the shot data generation circuit 140 or the shot data generation circuit 240 according to the result distributed by the data distribution calculation processing unit 130. The shot data generation circuit 140 generates shot data based on the transmitted graphic pattern data and outputs a control signal to the deflection control circuit 146. The deflection control circuit 146 controls the deflector 205 via the DAC / AMP 142 so that the electron beam 200 having a high current density is shaped within the maximum shot size along the generated shot data. Then, the deflector 208 is controlled via the DAC / AMP 144 so that the shaped electron beam 200 is deflected to a desired position of the sample 101. Similarly, the shot data generation circuit 240 generates shot data based on the transmitted graphic pattern data and outputs a control signal to the deflection control circuit 246. In the deflection control circuit 246, the deflector 305 is controlled via the DAC / AMP 242 so that the electron beam 300 having a low current density is irradiated along the generated shot data to the entire character pattern 316 having a maximum maximum shot size. . Then, the deflector 308 is controlled via the DAC / AMP 244 so that the electron beam 300 that has passed through the character pattern 316 is deflected to a desired position of the sample 101.

以上のように、電子鏡筒１０２にＣＰを利用したカラムを搭載することで、ＶＳＢ方式を利用したカラムだけを搭載する場合に比べて、大きなサイズを一度に描画することができ、描画時間を短縮することができる。さらに、ＣＰ方式とＶＳＢ方式といった描画方式の異なる２つのカラムを用いて、各カラムが最適な描画速度で描画できるように、それぞれ異なる描画条件を設定することで、描画時間を短縮することができる。 As described above, by mounting a column using CP on the electron column 102, a larger size can be drawn at a time than when only a column using the VSB method is mounted. It can be shortened. Furthermore, using two columns with different drawing methods such as the CP method and the VSB method, and by setting different drawing conditions so that each column can be drawn at an optimum drawing speed, the drawing time can be shortened. .

実施の形態１では、さらに、かかる描画方式の異なる２つのカラムを用いて、同じ試料１０１に対し並列に描画していく。
図４は、実施の形態１におけるパターンが描画される試料の一部を示す図である。
上述したように、描画装置１００では、試料１０１の描画領域を短冊状に複数の描画領域（ストライプ）に仮想分割して、ストライプ毎に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していく。そして、１つのストライプの描画が終了したらＸＹステージ１０５をＹ方向に移動させて次のストライプの位置に合わせる。そしてまたＸＹステージ１０５をＸ方向に連続移動させながら描画していく。実施の形態１では、第１のカラムで第ｎ＋１番目のストライプを描画する場合に、第２のカラムで第ｎ番目のストライプを描画するといったように同じ試料１０１に対し並列に描画していく。そして、キャラクタパターンで描画できずに可変成形により描画する可変成形用パターン１４については、第１のカラムで描画し、キャラクタパターンで描画できるＣＰ用パターン２４については、第２のカラムで描画する。よって、第２のカラムで第ｎ番目のストライプ上にＣＰ用パターン２４を描画する際には、前回、第１のカラムで第ｎ番目のストライプを描画した際に形成された可変成形用パターン１４が既に第ｎ番目のストライプ上に描画されている。そして、同時期に第１のカラムで第ｎ＋１番目のストライプ上に可変成形用パターン１４を描画していく。 In the first embodiment, drawing is performed in parallel on the same sample 101 using two columns having different drawing methods.
FIG. 4 is a diagram showing a part of a sample on which a pattern is drawn according to the first embodiment.
As described above, in the drawing apparatus 100, the drawing area of the sample 101 is virtually divided into a plurality of drawing areas (stripes) in a strip shape, and drawing is performed while the XY stage 105 is continuously moved in, for example, the X direction for each stripe. Go. When drawing of one stripe is completed, the XY stage 105 is moved in the Y direction to match the position of the next stripe. Then, drawing is performed while the XY stage 105 is continuously moved in the X direction. In the first embodiment, when the (n + 1) th stripe is drawn in the first column, the nth stripe is drawn in the second column, and the same sample 101 is drawn in parallel. The variable shaping pattern 14 that cannot be drawn with the character pattern but drawn with variable shaping is drawn with the first column, and the CP pattern 24 that can be drawn with the character pattern is drawn with the second column. Therefore, when the CP pattern 24 is drawn on the nth stripe in the second column, the variable forming pattern 14 formed when the nth stripe is drawn in the first column last time. Is already drawn on the nth stripe. At the same time, the variable forming pattern 14 is drawn on the (n + 1) th stripe in the first column.

図５は、図４で描画したストライプの１つ後段のストライプが描画される状況を示す図である。
図５では、描画するストライプが一段進んで、次のストライプの描画をする場合を示している。第２のカラムで第ｎ＋１番目のストライプ上にＣＰ用パターン２４を描画する際には、前回、第１のカラムで第ｎ＋１番目のストライプを描画した際に形成された可変成形用パターン１４が既に第ｎ＋１番目のストライプ上に描画されている。そして、同時期に第１のカラムで第ｎ＋２番目のストライプ上に可変成形用パターン１４を描画していく。 FIG. 5 is a diagram illustrating a situation in which a stripe subsequent to the stripe drawn in FIG. 4 is drawn.
FIG. 5 shows a case where the stripe to be drawn advances one step and the next stripe is drawn. When the CP pattern 24 is drawn on the (n + 1) th stripe in the second column, the variable forming pattern 14 formed when the (n + 1) th stripe is drawn in the first column is already present. It is drawn on the (n + 1) th stripe. At the same time, the variable forming pattern 14 is drawn on the (n + 2) th stripe in the first column.

図１５で説明した場合では、各カラムが描画速度を下げて描画せざるを得なかったのに対して、以上のように、各カラムが最適な描画速度で描画できるように、それぞれ異なる描画条件が設定された描画方式の異なる２つのカラムを用いて、それぞれの描画方式用のパターンを並列に描画していくことでさらに描画時間を短縮することができる。 In the case described in FIG. 15, each column has to be drawn at a lower drawing speed, but as described above, different drawing conditions are used so that each column can be drawn at an optimum drawing speed. The drawing time can be further shortened by drawing the patterns for the respective drawing methods in parallel using two columns having different drawing methods to which is set.

ここで、実施の形態１では、ＣＰ方式を利用したカラムとＶＳＢ方式を利用したカラムとを搭載した例を示したので、図２において、第２のアパーチャ３０６に可変成形開口を設けていなくても構わない。また、図２において、第２のアパーチャ２０６には、可変成形開口２１６しか設けていないが、さらにキャラクタパターンを設けていても構わない。また、カラム数は、複数であればよく、２つに限らず、３つ以上であっても構わない。それぞれ最適な描画速度になるように電流密度等の描画条件が設定された３つ以上のカラムで並列描画することでさらに描画時間を短縮することができる。 Here, in the first embodiment, since an example in which a column using the CP method and a column using the VSB method are mounted is shown, the second aperture 306 in FIG. It doesn't matter. In FIG. 2, the second aperture 206 is provided with only the variable shaping opening 216, but a character pattern may be further provided. The number of columns is not limited to two, and may be three or more. Drawing time can be further shortened by drawing in parallel in three or more columns in which drawing conditions such as current density are set so as to obtain optimum drawing speeds.

実施の形態２．
実施の形態２では、図１に記載された描画装置１００において、２つのカラム共にＶＳＢ方式で描画する場合について説明する。装置構成は、図１と同様で構わないため説明を省略する。 Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a case will be described in which the drawing apparatus 100 shown in FIG. 1 draws both columns using the VSB method. The apparatus configuration may be the same as in FIG.

上述したように、ＬＳＩパターンの中には、高い描画精度が必要な部分（高精度パターン）と低い描画精度で良い部分（低精度パターン）とが混在するケースが多い。同じ電流密度なら高精度が必要な部分に関してはショットされる最大ビームサイズを小さくすればよい。一方、低精度で良い部分については、描画時間を短縮するために、ショットされる最大ビームサイズを大きくすればよい。また、低精度で良い部分については、描画時間を短縮するために、ＤＡＣ／ＡＭＰの制御単位（解像度）を粗くするなどすれば良い。 As described above, in LSI patterns, there are many cases where a portion requiring high drawing accuracy (high accuracy pattern) and a portion requiring low drawing accuracy (low accuracy pattern) are mixed. If the current density is the same, the maximum beam size to be shot may be reduced for a portion requiring high accuracy. On the other hand, for a portion that requires low accuracy, the maximum beam size to be shot may be increased in order to shorten the drawing time. In addition, for a portion that needs to be low in accuracy, the DAC / AMP control unit (resolution) may be coarsened in order to shorten the drawing time.

図６は、実施の形態２におけるＶＳＢとＶＳＢとで異なる描画条件の一例を示す図である。
図６において、第１のカラム（高精度描画部の一例）では、ＶＳＢ方式を利用して高精度パターンを描画する。また、第２のカラムでは、ＶＳＢ方式を利用して低精度パターンを描画する。第１のカラムでは、高精度に図形パターンを形成するために、成形される電子ビームサイズを第２のカラムと比べて小さくする。そのために最大ショットサイズを例えば０．５μｍ×０．５μｍとする。そして、ＤＡＣ／ＡＭＰの制御単位（解像度）を第２のカラムと比べて細かく、例えば、長さ、位置の制御単位を０．２５ｎｍと設定する。そして、ショット数の増加による描画時間の増加を抑制するためにビーム電流密度を例えば５０Ａ／ｃｍ^２と高く設定して描画時間を短縮する。他方、第２のカラム（低精度描画部の一例）では、描画される図形パターンの精度は低精度で構わないので、ビーム電流密度を例えば５０Ａ／ｃｍ^２と高く設定したまま成形される電子ビームサイズを大きくする。そのために最大ショットサイズを例えば１μｍ×１μｍとする。最大ショットサイズを大きくすることで、１度に描画できる範囲を広げ描画時間を短縮することができる。また、ビーム電流密度を高く設定したまま最大ショットサイズを大きくしたので、ビーム電流量が増え、クーロン効果等によりＣＤは劣化するが、描画される図形パターンの精度は低精度で構わないので描画時間の短縮を優先する。そして、パターンの精度は低精度で構わないので、ＤＡＣ／ＡＭＰの長さ、位置の制御単位（解像度）を第１のカラムと比べて粗く、例えば、長さ、位置の制御単位を０．５ｎｍと設定する。ＤＡＣ／ＡＭＰの長さ、位置の制御単位（解像度）を第１のカラムと比べて粗くすることで、ＣＤは劣化するが、描画される図形パターンの精度は低精度で構わないので描画時間の短縮を優先する。最大ショットサイズが２倍になった分だけ制御単位（解像度）を２倍にして、フルレンジに対する分解能を同一にすることで大きい出力のＤＡＣ／ＡＭＰを用いる。或いは、ＤＡＣ／ＡＭＰの出力は変えずに、偏向器３０５及び偏向器３０８の感度を２倍にする、すなわち、偏向器の長さを２倍にしてもよい。偏向器の長さを長くして感度を上げることで、長さ、位置の制御単位を大きくすることができる。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of drawing conditions that differ between the VSB and the VSB in the second embodiment.
In FIG. 6, a first column (an example of a high-precision drawing unit) draws a high-precision pattern using the VSB method. In the second column, a low-accuracy pattern is drawn using the VSB method. In the first column, in order to form a graphic pattern with high accuracy, the size of the electron beam to be formed is made smaller than that of the second column. Therefore, the maximum shot size is set to 0.5 μm × 0.5 μm, for example. The DAC / AMP control unit (resolution) is finer than that of the second column. For example, the control unit of length and position is set to 0.25 nm. Then, in order to suppress an increase in the writing time due to an increase in the number of shots, the beam current density is set high, for example, 50 A / cm ² to shorten the writing time. On the other hand, in the second column (an example of a low-precision drawing unit), the accuracy of the graphic pattern to be drawn may be low, so that the electron beam is formed while the beam current density is set high, for example, 50 A / cm ^2. Increase the size. Therefore, the maximum shot size is set to 1 μm × 1 μm, for example. By increasing the maximum shot size, the range that can be drawn at once can be expanded and the drawing time can be shortened. Further, since the maximum shot size is increased while the beam current density is set high, the beam current amount increases and the CD deteriorates due to the Coulomb effect or the like, but the accuracy of the drawn graphic pattern may be low, so the drawing time Prioritize shortening. Since the accuracy of the pattern may be low, the length / position control unit (resolution) of the DAC / AMP is coarser than that of the first column. For example, the length / position control unit is 0.5 nm. And set. When the control unit (resolution) of the DAC / AMP length and position is made coarser than that of the first column, the CD deteriorates, but the accuracy of the graphic pattern to be drawn may be low, so that the drawing time can be reduced. Prioritize shortening. A large output DAC / AMP is used by doubling the control unit (resolution) by the amount corresponding to the maximum shot size being doubled and making the resolution for the full range the same. Alternatively, the sensitivity of the deflector 305 and the deflector 308 may be doubled, that is, the length of the deflector may be doubled without changing the output of the DAC / AMP. By increasing the length of the deflector to increase sensitivity, the length and position control units can be increased.

以上のように、描画精度に合わせて描画条件を変えたカラムで描画することで、各カラムで描画速度の最適化を図ることができ、描画時間を短縮することができる。そして、第１のカラムで高精度パターンを、第２のカラムで低精度パターンを描画するようにして、実施の形態１のように、２つのカラムで並列描画を行なうことでさらに描画時間を短縮することができる。 As described above, by drawing with columns whose drawing conditions are changed in accordance with the drawing accuracy, the drawing speed can be optimized in each column, and the drawing time can be shortened. Then, the high-precision pattern is drawn in the first column and the low-precision pattern is drawn in the second column, and the drawing time is further reduced by performing parallel drawing in two columns as in the first embodiment. can do.

図７は、実施の形態２におけるパターンが描画される試料の一部を示す図である。
図８は、図７で描画したストライプの１つ後段のストライプが描画される状況を示す図である。
実施の形態２では、第１のカラムで第ｎ＋１番目のストライプ上の高精度パターンを描画する場合に、第２のカラムで第ｎ番目のストライプ上の低精度パターンを描画するといったように同じ試料１０１に対し並列に描画していく。
ここで、図形パターンの配置に偏りがあって、１つのストライプに一方のパターン、例えば第ｎ＋１番目のストライプ上に低精度パターン２０ばかりが配置され、高精度パターンが配置されないような場合に、第２のカラムで第ｎ番目のストライプ上の低精度パターン２０を描画している間、第ｎ＋１番目のストライプを描画するはずの第１のカラムでは高精度パターンが無いので動作が止まってしまうことになってしまい効率が悪い。そして、描画するストライプが一段進んで、第ｎ＋２番目のストライプ上に高精度パターン１０が存在する場合に、やっと動作することになる。そして、第１のカラムで第ｎ＋２番目のストライプ上に高精度パターン１０を描画する際には、第２のカラムで第ｎ＋１番目のストライプ上に描画すべき全ての低精度パターン２０を描画することになってしまい効率が悪い。 FIG. 7 is a diagram illustrating a part of a sample on which a pattern according to the second embodiment is drawn.
FIG. 8 is a diagram illustrating a situation where a stripe subsequent to the stripe drawn in FIG. 7 is drawn.
In the second embodiment, when a high precision pattern on the (n + 1) th stripe is drawn in the first column, the same sample is drawn so that a low precision pattern on the nth stripe is drawn in the second column. 101 is drawn in parallel.
Here, in the case where there is a bias in the arrangement of the graphic pattern and only one low-precision pattern 20 is arranged on one pattern, for example, the (n + 1) th stripe in one stripe, and the high-precision pattern is not arranged. While the low-precision pattern 20 on the n-th stripe is drawn in the second column, the operation stops because there is no high-precision pattern in the first column that should draw the (n + 1) -th stripe. It becomes and efficiency is bad. When the stripe to be drawn advances one step and the high-precision pattern 10 exists on the (n + 2) th stripe, the operation finally starts. When the high-precision pattern 10 is drawn on the (n + 2) th stripe in the first column, all the low-precision patterns 20 to be drawn on the (n + 1) th stripe are drawn in the second column. The efficiency is poor.

そこで、実施の形態２では、本来、高精度パターン１０を描画する第１のカラムを用いて低精度で構わない図形パターンである低精度パターン２０を描画する。
図９は、実施の形態２におけるパターンが描画される試料の一部を示す図である。
図１０は、図９で描画したストライプの１つ後段のストライプが描画される状況を示す図である。
図９に示すように、第２のカラムで第ｎ番目のストライプ上の低精度パターン２０を描画している間、第１のカラムで第ｎ＋１番目のストライプ上の低精度パターン２０を描画する。低精度パターン２０は、ベタパターンが多いため、描画領域が大きい。そこで、第１のカラムでは、最大ショットサイズ内の大きさで分割して描画していく。１つの低精度パターン２０を複数の分割パターン１２に分けて描画するため、第２のカラムで第ｎ番目のストライプ上の低精度パターン２０を描画している間に終了できる程度の低精度パターン２０数のみを描画していく。そして、図１０に示すように、描画するストライプが一段進んで、第１のカラムで第ｎ＋２番目のストライプ上の高精度パターン１０を描画し、第２のカラムで第ｎ＋１番目のストライプ上に描画すべき残りの低精度パターン２０を描画する。このように、所定の描画単位に描画すべき図形パターンが低精度で構わない図形パターンに偏っているような場合、高精度描画を行なう第１のカラムを用いて低精度で構わない図形パターンを描画することで低精度描画を行なう第２のカラムの負荷を低減することができる。 Therefore, in the second embodiment, the low-precision pattern 20 that is a graphic pattern that may be low-precision is originally drawn using the first column that draws the high-precision pattern 10.
FIG. 9 is a diagram illustrating a part of a sample on which a pattern according to the second embodiment is drawn.
FIG. 10 is a diagram illustrating a situation where a stripe subsequent to the stripe drawn in FIG. 9 is drawn.
As shown in FIG. 9, while the low precision pattern 20 on the nth stripe is drawn in the second column, the low precision pattern 20 on the (n + 1) th stripe is drawn in the first column. Since the low precision pattern 20 has many solid patterns, the drawing area is large. Therefore, in the first column, drawing is performed with a size within the maximum shot size. Since one low-precision pattern 20 is divided into a plurality of divided patterns 12 and drawn, the low-precision pattern 20 that can be finished while drawing the low-precision pattern 20 on the nth stripe in the second column. Draw numbers only. Then, as shown in FIG. 10, the stripe to be drawn advances one step, the high-precision pattern 10 on the (n + 2) th stripe is drawn in the first column, and the stripe is drawn on the (n + 1) th stripe in the second column. The remaining low-precision pattern 20 to be drawn is drawn. In this way, when the graphic pattern to be drawn in a predetermined drawing unit is biased to a graphic pattern that may be low-precision, the graphic pattern that may be low-precision is selected using the first column that performs high-precision drawing. By drawing, it is possible to reduce the load on the second column that performs low-precision drawing.

ここで、実施の形態２では、２つのＶＳＢ方式を利用したカラムを搭載した例を示したので、図２において、第２のアパーチャ３０６にキャラクタパターン３１６を設けていなくても構わない。また、図２において、第２のアパーチャ２０６には、可変成形開口２１６しか設けていないが、さらにキャラクタパターンを設けていてももちろん構わない。また、カラム数は、複数であればよく、２つに限らず、３つ以上であっても構わない。それぞれ最適な描画速度になるように電流密度等の描画条件が設定された３つ以上のカラムで並列描画することでさらに描画時間を短縮することができる点は実施の形態１と同様である。 Here, in the second embodiment, an example in which a column using two VSB methods is mounted is shown. Therefore, the character pattern 316 may not be provided in the second aperture 306 in FIG. In FIG. 2, the second aperture 206 is provided with only the variable shaping opening 216, but it is of course possible to provide a character pattern. The number of columns is not limited to two, and may be three or more. Similar to the first embodiment, the drawing time can be further shortened by parallel drawing using three or more columns in which drawing conditions such as current density are set so as to obtain optimum drawing speeds.

実施の形態３．
実施の形態３では、図１に記載された描画装置１００において、２つのカラム共にＶＳＢ方式で描画する他の場合について説明する。装置構成は、図１と同様で構わないため説明を省略する。 Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, another case will be described in which the drawing apparatus 100 shown in FIG. 1 draws two columns by the VSB method. The apparatus configuration may be the same as in FIG.

図１１は、実施の形態３におけるＶＳＢとＶＳＢとで異なる描画条件の一例を示す図である。
図１１において、第１のカラムでは、ＶＳＢ方式を利用して高精度パターンを描画する。また、第２のカラムでは、ＶＳＢ方式を利用して精度を低下させずに大きいサイズを描画するために、図６の条件に対して第２のカラムの描画条件では最大ショット面積が４倍であることからビーム電流密度を５０Ａ／ｃｍ^２から１／４の１２．５Ａ／ｃｍ^２と低く設定して描画する。その他は、図６と同様であるので説明を省略する。第２のカラムでの最大ショットサイズを大きくしたことによりショット数を低減することができる。但し、最大ショットサイズを大きくした分、ビーム電流密度を下げなければ描画精度を維持できないため第２のカラムでのビーム電流密度を低くする。そして、例えば、第１のカラムで第ｎ＋１番目のストライプを描画している間、第２のカラムでｎ番目のストライプを並列描画する。その際、描画速度が遅くならないようにするため、第１のカラムの描画が終了するまでに第２のカラムの描画が終了する程度の図形パターン数のみを第２のカラムで描画する。このように構成することで、第１のカラムの描画速度を低下させずに、第１のカラムの負荷を低減することができる。その結果、描画時間の短縮を図ることができる。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of drawing conditions different between VSB and VSB in the third embodiment.
In FIG. 11, in the first column, a high-precision pattern is drawn using the VSB method. Further, in the second column, in order to draw a large size without reducing accuracy using the VSB method, the maximum shot area is four times larger than the condition of FIG. Therefore, the drawing is performed by setting the beam current density as low as 12.5 A / cm ² from 50 A / cm ² to ¼. Others are the same as in FIG. The number of shots can be reduced by increasing the maximum shot size in the second column. However, since the drawing accuracy cannot be maintained unless the beam current density is lowered by the amount corresponding to the increase in the maximum shot size, the beam current density in the second column is lowered. For example, while the (n + 1) th stripe is drawn in the first column, the nth stripe is drawn in parallel in the second column. At that time, in order to prevent the drawing speed from being slowed down, only the number of graphic patterns that can be drawn in the second column before the drawing in the first column is drawn in the second column. With this configuration, it is possible to reduce the load on the first column without reducing the drawing speed of the first column. As a result, the drawing time can be shortened.

実施の形態４．
図１２は、実施の形態４における描画装置の構成を示す概念図である。
図１２において、荷電粒子ビーム描画装置の一例として可変成形型電子線描画装置である描画装置１００は、電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、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、偏向器２０８、絶縁カラム２１４、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、偏向器３０８、絶縁カラム３１４を備えている。そして、描画装置１００は、制御系として、コンピュータとなる制御計算機（ＣＰＵ）１２０、メモリ１２２、磁気ディスク装置１０９、データ分配演算処理部１３０、分配回路１３２、ショットデータ生成回路１４０、偏向制御回路１４６、デジタルアナログコンバータアンプ（ＤＡＣ／ＡＭＰ）１４２、ＤＡＣ／ＡＭＰ１４４、ショットデータ生成回路２４０、偏向制御回路２４６、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４２、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４４を備えている。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the fourth embodiment.
In FIG. 12, a drawing apparatus 100, which is a variable shaping electron beam drawing apparatus as an example of a charged particle beam drawing apparatus, includes an electron column 102, a drawing chamber 103, an XY stage 105, an electron gun 201, an illumination lens 202, a first lens. Aperture 203, projection lens 204, deflector 205, second aperture 206, objective lens 207, deflector 208, insulating column 214, electron gun 301, illumination lens 302, first aperture 303, projection lens 304, deflector 305 , A second aperture 306, an objective lens 307, a deflector 308, and an insulating column 314. The drawing apparatus 100 has a control computer (CPU) 120 serving as a computer, a memory 122, a magnetic disk device 109, a data distribution calculation processing unit 130, a distribution circuit 132, a shot data generation circuit 140, and a deflection control circuit 146 as control systems. , A digital / analog converter amplifier (DAC / AMP) 142, a DAC / AMP 144, a shot data generation circuit 240, a deflection control circuit 246, a DAC / AMP 242, and a DAC / AMP 244.

そして、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、偏向器２０８、絶縁カラム２１４、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、偏向器３０８、絶縁カラム３１４が配置されている。描画室１０３には、ＸＹステージ１０５が配置され、ＸＹステージ１０５には、試料１０１が配置されている。 In the electron column 102, an electron gun 201, an illumination lens 202, a first aperture 203, a projection lens 204, a deflector 205, a second aperture 206, an objective lens 207, a deflector 208, an insulating column 214, An electron gun 301, an illumination lens 302, a first aperture 303, a projection lens 304, a deflector 305, a second aperture 306, an objective lens 307, a deflector 308, and an insulating column 314 are arranged. An XY stage 105 is disposed in the drawing chamber 103, and a sample 101 is disposed on the XY stage 105.

そして、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、偏向器２０８、絶縁カラム２１４で第１のカラム（描画部の一例）を構成する。また、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、偏向器３０８、絶縁カラム３１４で第２のカラム（描画部の一例）を構成する。実施の形態１では、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７といったレンズ系をカラム間で共通にしていたが、実施の形態２における電子鏡筒１０２では、レンズ系をカラム毎に独立にして、複数のカラムを搭載している。そして、絶縁カラム２１４内に、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、偏向器２０８を納めている。同様に、絶縁カラム３１４内に、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、偏向器３０８を納めている。このように、それぞれ絶縁カラム内に独立した電子ビームの光路を制御するサブシステムを納めて他方と絶縁することで相手側の電場や磁場の影響を排除することができる。実施の形態２では、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、偏向器２０８で独立した電子ビームの光路を制御する１つのサブシステム、すなわち、１つのカラムを構成する。同様に、電子銃３０１、照明レンズ３０２、第１のアパーチャ３０３、投影レンズ３０４、偏向器３０５、第２のアパーチャ３０６、対物レンズ３０７、偏向器３０８で独立した電子ビームの光路を制御する１つのサブシステム、すなわち、１つのカラムを構成する。 Then, the electron gun 201, the illumination lens 202, the first aperture 203, the projection lens 204, the deflector 205, the second aperture 206, the objective lens 207, the deflector 208, and the insulating column 214 are combined with the first column (of the drawing unit). An example). Further, the electron gun 301, the illumination lens 302, the first aperture 303, the projection lens 304, the deflector 305, the second aperture 306, the objective lens 307, the deflector 308, and the insulating column 314 are connected to the second column (the drawing unit). An example). In the first embodiment, the lens system such as the illumination lens 202, the projection lens 204, and the objective lens 207 is shared between the columns. However, in the electronic column 102 in the second embodiment, the lens system is made independent for each column. , With multiple columns. In an insulating column 214, an electron gun 201, an illumination lens 202, a first aperture 203, a projection lens 204, a deflector 205, a second aperture 206, an objective lens 207, and a deflector 208 are housed. Similarly, an electron gun 301, an illumination lens 302, a first aperture 303, a projection lens 304, a deflector 305, a second aperture 306, an objective lens 307, and a deflector 308 are housed in an insulating column 314. In this way, the influence of the electric field or magnetic field on the other side can be eliminated by placing the subsystems that control the optical paths of the independent electron beams in the insulating columns and insulating them from the other. In the second embodiment, the electron gun 201, the illumination lens 202, the first aperture 203, the projection lens 204, the deflector 205, the second aperture 206, the objective lens 207, and the deflector 208 control the optical path of the independent electron beam. One subsystem, that is, one column. Similarly, the electron gun 301, the illumination lens 302, the first aperture 303, the projection lens 304, the deflector 305, the second aperture 306, the objective lens 307, and the deflector 308 are used to control the optical path of an independent electron beam. It constitutes a subsystem, ie one column.

ＣＰＵ１２０には、メモリ１２２、磁気ディスク装置１０９、データ分配演算処理部１３０が図示していないバスを介して接続されている。データ分配演算処理部１３０には、分配回路１３２が図示していないバスを介して接続されている。分配回路１３２には、ショットデータ生成回路１４０、ショットデータ生成回路２４０が図示していないバスを介して接続されている。ショットデータ生成回路１４０には、偏向制御回路１４６が図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路１４６には、ＤＡＣ／ＡＭＰ１４２、ＤＡＣ／ＡＭＰ１４４が図示していないバスを介して接続されている。ＤＡＣ／ＡＭＰ１４２は、偏向器２０５に接続される。ＤＡＣ／ＡＭＰ１４４は、偏向器２０８に接続される。ショットデータ生成回路２４０には、偏向制御回路２４６が図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路２４６には、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４２、ＤＡＣ／ＡＭＰ２４４が図示していないバスを介して接続されている。ＤＡＣ／ＡＭＰ２４２は、偏向器３０５に接続される。ＤＡＣ／ＡＭＰ２４４は、偏向器３０８に接続される。図１２では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。 A memory 122, a magnetic disk device 109, and a data distribution calculation processing unit 130 are connected to the CPU 120 via a bus (not shown). A distribution circuit 132 is connected to the data distribution calculation processing unit 130 via a bus (not shown). A shot data generation circuit 140 and a shot data generation circuit 240 are connected to the distribution circuit 132 via a bus (not shown). A deflection control circuit 146 is connected to the shot data generation circuit 140 via a bus (not shown). DAC / AMP 142 and DAC / AMP 144 are connected to the deflection control circuit 146 via a bus (not shown). The DAC / AMP 142 is connected to the deflector 205. The DAC / AMP 144 is connected to the deflector 208. A deflection control circuit 246 is connected to the shot data generation circuit 240 via a bus (not shown). A DAC / AMP 242 and a DAC / AMP 244 are connected to the deflection control circuit 246 via a bus (not shown). The DAC / AMP 242 is connected to the deflector 305. The DAC / AMP 244 is connected to the deflector 308. In FIG. 12, the description of components other than those necessary for describing the first embodiment is omitted. It goes without saying that the drawing apparatus 100 usually includes other necessary configurations.

同様に、第２のカラムにおいて、電子銃３０１から照射された荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム３００は、照明レンズ３０２により集光され、矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ３０３全体を照明する。ここで、電子ビーム３００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３０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム３００は、投影レンズ３０４により第２のアパーチャ３０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ３０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器３０５によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ３０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム３００は、対物レンズ３０７により焦点を合わせ、偏向器３０８により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。 Similarly, in the second column, an electron beam 300, which is an example of a charged particle beam irradiated from the electron gun 301, is collected by the illumination lens 302 and passes through the entire first aperture 303 having a rectangular hole, for example, a rectangular hole. Illuminate. Here, the electron beam 300 is first formed into a rectangle, for example, a rectangle. Then, the electron beam 300 of the first aperture image that has passed through the first aperture 303 is projected onto the second aperture 306 by the projection lens 304. The position of the first aperture image on the second aperture 306 is controlled by the deflector 305, and the beam shape and size can be changed. The electron beam 300 of the second aperture image that has passed through the second aperture 306 is focused by the objective lens 307, deflected by the deflector 308, and the sample 101 on the XY stage 105 that is movably disposed. The desired position is irradiated.

以上のようにレンズ系も独立にした構成で上述した各実施の形態の描画手法を構成しても好適である。その他は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。 As described above, it is also preferable to configure the drawing technique of each of the above-described embodiments with an independent lens system. Since others are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

また、上述した各実施の形態では、複数のカラムが同時期に描画する領域が異なる描画領域（ストライプ）の場合を説明したがこれに限るものではない。
図１３は、パターンが描画される試料の一部の他の例を示す図である。
図１３に示すように、２つの独立したカラムが、同時期に１つのストライプを描画しても構わない。同様に、カラム数が３つ以上の場合には、各カラムが同時期に１つのストライプを描画しても構わない。 In each of the above-described embodiments, the case where the drawing areas (stripes) in which the plurality of columns draw simultaneously is described. However, the present invention is not limited to this.
FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a part of a sample on which a pattern is drawn.
As shown in FIG. 13, two independent columns may draw one stripe at the same time. Similarly, when the number of columns is three or more, each column may draw one stripe at the same time.

また、カラム数が３つ以上の場合には、以下のように構成しても好適である。ここでは、一例として、カラム数が４つの場合を説明する。
図１４は、カラム数が４つの場合にパターンが描画される試料の一部を示す図である。
上述した各実施の形態において、例えば、カラム数が４つの場合には、図１４に示すように、４つのカラムの内、２つのカラム（例えば、第１と第２のカラム）で１つのストライプ（例えば、第ｎストライプ）を描画し、残りの２つのカラム（例えば、第３と第４のカラム）で１つのストライプ（例えば、第ｎ＋１ストライプ）を描画してもよい。以上のように、カラム数が３つ以上の場合には、カラムを複数のグループ（１つのカラムで１つのグループを構成する場合を含む）に分け、グループ毎に異なるストライプを描画しても好適である。 Further, when the number of columns is three or more, the following configuration is also preferable. Here, a case where the number of columns is four will be described as an example.
FIG. 14 is a diagram illustrating a part of a sample on which a pattern is drawn when the number of columns is four.
In each of the above-described embodiments, for example, when the number of columns is four, as shown in FIG. 14, one stripe in two columns (for example, the first and second columns) among the four columns. (For example, the nth stripe) may be drawn, and one stripe (for example, the (n + 1) th stripe) may be drawn with the remaining two columns (for example, the third and fourth columns). As described above, when the number of columns is three or more, it is preferable to divide the columns into a plurality of groups (including the case where one column constitutes one group) and draw different stripes for each group. It is.

また、上述した各実施の形態の中で、ＣＰ方式とＶＳＢ方式のカラムを搭載する構成の場合に、データ分配演算処理部１３０は、描画データにおける各図形に記された図形コード（図形識別子）を利用し、図形がＣＰ方式の該当するキャラクタであればＣＰ方式のカラムへ、それ以外であればＶＳＢ方式のカラムへデータを分配するように構成しても好適である。 Further, in the above-described embodiments, in the case of a configuration in which columns of the CP method and the VSB method are mounted, the data distribution calculation processing unit 130 displays a graphic code (graphic identifier) written on each graphic in the drawing data. If the figure is a character corresponding to the CP system, the data may be distributed to the CP system column, and otherwise to the VSB column.

また、上述した各実施の形態の中で、ＶＳＢ方式の複数のカラムを搭載し、精度によってカラムの使い分けを行なう構成の場合に、各図形の情報或いはサブフィールドの情報に例えば高精度か否かのコード（精度識別子）を格納しておき、データ分配演算処理部１３０は、かかるコードを参照し、各図形或いはサブフィールドが高精度のものであれば高精度パターン用のカラムへ、そうでなければ低精度パターン用のカラムへデータを分配するように構成しても好適である。 Also, in each of the above-described embodiments, in the case where a plurality of VSB-type columns are mounted and the columns are selectively used according to accuracy, whether or not the information of each figure or the information of the subfield is highly accurate, for example. The data distribution calculation processing unit 130 refers to such a code, and if each figure or subfield has a high precision, the data distribution arithmetic processing unit 130 must enter the high precision pattern column. For example, it may be configured to distribute data to columns for low-precision patterns.

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、上述した各実施の形態では、データ分配演算処理部１３０を独立した構成としているが、これに限るものではなく、ＣＰＵ１２０内でソフトウェアとして演算されても構わない。或いは、データ分配演算処理部１３０を用いずに、予め、描画データの属性データとして、分配されるカラムを指定するデータを格納しておいても好適である。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, in each of the above-described embodiments, the data distribution calculation processing unit 130 is configured to be independent. However, the present invention is not limited to this, and may be calculated as software in the CPU 120. Alternatively, it is also possible to store in advance data specifying columns to be distributed as attribute data of drawing data without using the data distribution calculation processing unit 130.

また、本発明における描画装置は、ＸＹステージが連続移動しながら描画する装置に限らず、ステップアンドリピート式の所謂ステッパ装置であっても構わない。また、荷電粒子ビームに限らずレーザビーム等のエネルギビームを用いた描画装置であっても構わない。例えば、レーザビーム描画装置の場合には、上述した「電流密度」を「レーザビーム強度」と読み替えればよい。 The drawing apparatus according to the present invention is not limited to an apparatus that draws while the XY stage continuously moves, and may be a step-and-repeat type so-called stepper apparatus. In addition, a drawing apparatus using an energy beam such as a laser beam is not limited to a charged particle beam. For example, in the case of a laser beam drawing apparatus, the above-described “current density” may be read as “laser beam intensity”.

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。 In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used. For example, although the description of the control unit configuration for controlling the drawing apparatus 100 is omitted, it goes without saying that the required control unit configuration is appropriately selected and used.

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、及びは、荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all charged particle beam writing apparatuses and charged particle beam writing methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

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。1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における描画方式の構成を示す概念図である。3 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing method according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１におけるＶＳＢとＣＰとで異なる描画条件の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of drawing conditions that are different between VSB and CP in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１におけるパターンが描画される試料の一部を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a part of a sample on which a pattern in Embodiment 1 is drawn. 図４で描画したストライプの１つ後段のストライプが描画される状況を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a situation in which a stripe subsequent to the stripe drawn in FIG. 4 is drawn. 実施の形態２におけるＶＳＢとＶＳＢとで異なる描画条件の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of drawing conditions different between VSB and VSB in the second embodiment. 実施の形態２におけるパターンが描画される試料の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of sample in which the pattern in Embodiment 2 is drawn. 図７で描画したストライプの１つ後段のストライプが描画される状況を示す図である。It is a figure which shows the condition where the stripe of the back | latter stage of the one after the stripe drawn in FIG. 7 is drawn. 実施の形態２におけるパターンが描画される試料の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of sample in which the pattern in Embodiment 2 is drawn. 図９で描画したストライプの１つ後段のストライプが描画される状況を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a situation in which a stripe subsequent to the stripe drawn in FIG. 9 is drawn. 実施の形態３におけるＶＳＢとＶＳＢとで異なる描画条件の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of drawing conditions different between VSB and VSB in the third embodiment. 実施の形態４における描画装置の構成を示す概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to a fourth embodiment. パターンが描画される試料の一部の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a part of sample by which a pattern is drawn. カラム数が４つの場合にパターンが描画される試料の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of sample by which a pattern is drawn when the number of columns is four. 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。It is a conceptual diagram for demonstrating operation | movement of the conventional variable shaping type | mold electron beam drawing apparatus. 従来のキャラクタパターンで描画する手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of drawing with the conventional character pattern. ＭＣＣで並列描画を行なう場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where parallel drawing is performed by MCC.

Explanation of symbols

１０高精度パターン
１２分割パターン
１４可変成形用パターン
２０低精度パターン
２４ＣＰ用パターン
１００描画装置
１０１，３４０試料
１０２マルチカラムセル
１０３描画室
１０５ＸＹステージ
１０９磁気ディスク装置
１２０ＣＰＵ
１２２メモリ
１３０データ分配演算処理部
１３２分配回路
１４０，２４０ショットデータ生成回路
１４２，１４４，２４２，２４４ＤＡＣ／ＡＭＰ
１４６，２４６偏向制御回路
２００，３００電子ビーム
２０１，３０１電子銃
２０２，３０２照明レンズ
２０３，３０３，４１０第１のアパーチャ
２０４，３０４投影レンズ
２０５，３０５偏向器
２０６，３０６，４２０第２のアパーチャ
２０７，３０７対物レンズ
２０８，３０８偏向器
２１２，３１２遮へい筒
２１４，３１４絶縁カラム
２１６，４２１可変成形開口
３１６キャラクタパターン
３３０電子線
４１１開口
４３０荷電粒子ソース DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 High precision pattern 12 Dividing pattern 14 Variable shaping pattern 20 Low precision pattern 24 CP pattern 100 Drawing apparatus 101,340 Sample 102 Multi-column cell 103 Drawing chamber 105 XY stage 109 Magnetic disk apparatus 120 CPU
122 Memory 130 Data Distribution Operation Processing Unit 132 Distribution Circuit 140, 240 Shot Data Generation Circuit 142, 144, 242, 244 DAC / AMP
146, 246 Deflection control circuit 200, 300 Electron beam 201, 301 Electron gun 202, 302 Illumination lens 203, 303, 410 First aperture 204, 304 Projection lens 205, 305 Deflector 206, 306, 420 Second aperture 207 , 307 Objective lens 208, 308 Deflector 212, 312 Shield tube 214, 314 Insulating column 216, 421 Variable shaping opening 316 Character pattern 330 Electron beam 411 Opening 430 Charged particle source

Claims

Using a charged particle beam draws a pattern with multiple graphic patterns, unlike the maximum shot size of the charged particle beam is shaped by the control by the first and second apertures and deflectors, respectively, in the other column A plurality of columns of variable shaped beam (VSB) system, which is composed of a column for a high-precision pattern that draws with higher accuracy and a column for a low-precision pattern that draws with lower accuracy than other columns. When,
When drawing using the plurality of columns, as the drawing time is shorter, is included in the data of the pattern to be drawn, a plurality of graphic pattern data storing accuracy identifier for identifying whether the high-precision A distribution unit that distributes each graphic pattern data to either the high-precision pattern column or the low-precision pattern column by referring to the accuracy identifier ;
With
A charged particle beam writing apparatus, wherein the plurality of columns are used to write in parallel on the same sample.

The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein charged particle beams having different current densities are used in the plurality of columns.

The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein a high-precision pattern column is used to draw a graphic pattern that may be low precision.

In a charged particle beam writing method for drawing a pattern using a charged particle beam writing apparatus equipped with a multi-column cell,
As the plurality of columns in the multi-column cell , each graphic pattern data of a plurality of graphic pattern data storing an accuracy identifier for identifying whether or not the accuracy is high, included in the pattern data to be drawn refers to the accuracy identifier. precision to draw in any distributed to either the first maximum shot size of the charged particle beam is shaped by the control of the second aperture and the deflector varies respectively, higher accuracy than the other columns by Parallel to the same sample by using multiple columns of variable shaped beam (VSB) system consisting of a column for pattern and a column for low precision pattern drawing with lower precision than other columns A charged particle beam drawing method, wherein a pattern is drawn on the surface.