JP5063035B2

JP5063035B2 - 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置

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Publication number: JP5063035B2
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Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に係り、例えば、電子ビームを用いて描画する電子ビーム描画装置及びその描画方法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。

図１４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。

ここで、レジスト膜が塗布されたマスク等の試料に電子ビームを照射する場合に、過去に照射した電子ビームにより照射位置やその周囲が帯電してしまう。従来、可変成形型の電子ビーム描画装置では、かかる帯電現象に起因した位置ずれが問題視されていなかったが、上述したようにパターンの微細化に伴って、かかる帯電現象に起因した位置ずれが問題になってきた。

ここで、電子ビームの照射による試料となるウェハへの帯電に関する記載として、レジスト膜の下層のクロム（Ｃｒ）膜等の導電層からアースさせる技術が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−０３２９６３号公報

上述したようにパターンの微細化に伴って、かかる帯電現象に起因した位置ずれが問題になってきた。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、帯電現象に起因した照射位置の位置ずれを補正する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方法は、
試料の所定の領域に荷電粒子ビームを照射することにより帯電する電荷による上述した所定の領域とは異なる他の領域の電界強度を計算する電界強度計算工程と、
かかる電界強度に基づいて、上述した他の領域に荷電粒子ビームを照射する場合の照射位置を補正する補正量を計算する補正量計算工程と、
補正量に基づいて、上述した他の領域に荷電粒子ビームを照射して上述した他の領域を描画する描画工程と、
を備え、
座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）における電界強度Ｅｘ（ｚ）は、真空誘電率ε _０、蓄積電荷と鏡像電荷との距離ｄ、電荷面密度ωを用いて、式（１）をｘ方向の積分領域（ｘ _１〜ｘ _２）とｙ方向の積分領域（ｙ _１〜ｙ _２）とについて、演算することによって求められることを特徴とする。

かかる構成により、描画したい所望する領域（ここでは、他の領域として記載している。）の電界強度に基づく補正量を得ることができる。よって、かかる補正量から所望する領域に照射する際の照射位置を補正することができる。

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
試料の描画領域をメッシュ状の複数のマス目領域に仮想分割し、自己のマス目領域より前に描画されるマス目領域に照射される荷電粒子ビームにより帯電する電荷による自己のマス目領域の電界強度を計算する電界強度計算工程と、
かかる電界強度に基づいて、自己のマス目領域に荷電粒子ビームを照射する場合の照射位置を補正する補正量を計算する補正量計算工程と、
補正量に基づいて、自己のマス目領域に荷電粒子ビームを照射して前記自己のマス目領域を描画する描画工程と、
を備え、
座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）における電界強度Ｅｘ（ｚ）は、真空誘電率ε _０、蓄積電荷と鏡像電荷との距離ｄ、電荷面密度ωを用いて、式（１）をｘ方向の積分領域（ｘ _１〜ｘ _２）とｙ方向の積分領域（ｙ _１〜ｙ _２）とについて、演算することによって求められることを特徴とする。

かかる構成により、メッシュ状のマス目領域毎に照射位置を補正する補正量を算出することができる。よって、描画領域をメッシュにしてモデル化することができる。そして、所望するマス目領域に照射する際の照射位置を補正することができる。

また、上述した電界強度計算工程において、複数のマス目領域を順に照射していく場合に、各マス目に照射される荷電粒子ビームにより帯電する電荷による電界強度を累積加算することを特徴とする。

累積加算していくことで、実際に荷電粒子ビームが照射される時点での電界強度を得ることができる。その結果、より現実的な補正量を算出することができる。

かかる方法を実施する本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料の所定の領域に荷電粒子ビームを照射することにより帯電する電荷による所定の領域とは異なる他の領域の電界強度を計算する電界強度計算部と、
電界強度に基づいて、かかる他の領域に荷電粒子ビームを照射する場合の照射位置を補正する補正量を計算する補正量計算部と、
補正量に基づいて、他の領域に荷電粒子ビームを照射して他の領域を描画する描画部と、
を備え、
座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）における電界強度Ｅｘ（ｚ）は、真空誘電率ε _０、蓄積電荷と鏡像電荷との距離ｄ、電荷面密度ωを用いて、式（１）をｘ方向の積分領域（ｘ _１〜ｘ _２）とｙ方向の積分領域（ｙ _１〜ｙ _２）とについて、演算することによって求められることを特徴とする。

また、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描画される試料の描画領域をメッシュ状の複数のマス目領域に仮想分割し、自己のマス目領域より前に描画されるマス目領域に照射される荷電粒子ビームにより帯電する電荷による自己のマス目領域の電界強度を計算し、かかる電界強度に基づいて、自己のマス目領域に荷電粒子ビームを照射する場合の照射位置を補正する補正量を計算し、マス目領域毎の補正量マップを作成する補正量計算部と、
補正量マップに基づいて荷電粒子ビームの偏向位置を制御する偏向制御部と、
を備え、
座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）における電界強度Ｅｘ（ｚ）は、真空誘電率ε _０、蓄積電荷と鏡像電荷との距離ｄ、電荷面密度ωを用いて、式（１）をｘ方向の積分領域（ｘ _１〜ｘ _２）とｙ方向の積分領域（ｙ _１〜ｙ _２）とについて、演算することによって求められることを特徴とする。

かかる構成により、予め補正量マップを作成しておくことができる。予め補正量マップを作成しておくことで、例えば補正量計算が膨大な場合には、補正量計算が終了するまで描画装置の動作が停止（待ち状態）するといった事態を回避することができる。その結果、補正量計算による描画時間の律速を回避することができる。

本発明によれば、所望する領域に照射する際の照射位置を補正することができるので、帯電現象に起因した照射位置の位置ずれを補正することができる。その結果、高精度な補正位置で描画され、高精度なパターン寸法を得ることができる。

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、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画方法のフローチャートの要部を示す図である。
図１において、電子ビーム描画方法は、パターン密度計算工程（Ｓ１０２）、応答関数計算工程（Ｓ１０４）、補正量計算工程（Ｓ１０６）、偏向位置補正工程（Ｓ１０８）、描画工程（Ｓ１１０）という一例の工程を実施する。

図２は、実施の形態１における描画装置の要部構成の一例を示す概念図である。
図２において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である描画装置１００は、描画部１５０を構成する電子鏡筒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を備え、描画装置１００は、さらに、制御系として、前処理計算機２２０、メモリ２４０、制御計算機１２０、メモリ１２２、磁気ディスク装置１０９、ショットデータ生成部１３０、グリッドマッチング制御部１４０、偏向制御部の一例となる偏向制御回路１４２、偏向アンプ１４４を備えている。前処理計算機２２０は、パターン密度計算部２２２、応答関数計算部２２４、補正量計算部２２６、描画データ処理部２２８といった機能を有している。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が配置されている。

制御計算機１２０、前処理計算機２２０、メモリ１２２、磁気ディスク装置１０９、ショットデータ生成部１３０、グリッドマッチング制御部１４０、偏向制御回路１４２は、バス１１０を介して接続されている。前処理計算機２２０は、上述した構成の他に、メモリ２４０に図示していないバスを介して接続されている。制御計算機１２０は、上述した構成の他に、メモリ１２２に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１４２は、偏向アンプ１４４に接続され、偏向アンプ１４４は、偏向器２０８に接続される。偏向器２０８は、偏向制御回路１４２により制御され、偏向アンプ１４４を介して所望する位置に偏向させるための電圧が印加される。

制御計算機１２０に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ１２２に記憶される。同様に、前処理計算機２２０に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ２４０に記憶される。

図２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。また、図２では、コンピュータの一例となる前処理計算機２２０で、パターン密度計算部２２２、応答関数計算部２２４、補正量計算部２２６、描画データ処理部２２８といった各機能の処理を実行するように記載しているがこれに限るものではなく、電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。

電子銃２０１から出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によって偏向制御され、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、偏向制御回路１４２に制御された例えば静電型の偏向器２０８により偏向され、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。

図３は、実施の形態１におけるステージ移動の様子を説明するための図である。
試料１０１に描画する場合には、ＸＹステージ１０５を例えばＸ方向に連続移動させながら、描画（露光）面を電子ビーム２００が偏向可能な短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割された試料１０１の１つのストライプ領域上を電子ビーム２００が照射する。ＸＹステージ１０５のＸ方向の移動は、例えば連続移動とし、同時に電子ビーム２００のショット位置もステージ移動に追従させる。連続移動させることで描画時間を短縮させることができる。そして、１つのストライプ領域を描画し終わったら、ＸＹステージ１０５をＹ方向にステップ送りしてＸ方向（今度は逆向き）に次のストライプ領域の描画動作を行なう。各ストライプ領域の描画動作を蛇行させるように進めることでＸＹステージ１０５の移動時間を短縮することができる。また、描画装置１００では、描画データを処理するにあたっては、描画領域を短冊状の複数のフレーム領域に仮想分割して、データ処理がおこなわれる。そして、例えば、多重露光を行なわない場合には、通常、フレームと上述したストライプとが同じ領域となる。多重露光を行なう場合には、多重度に応じてフレームと上述したストライプとがずれることになる。

ここで、本実施の形態１では、帯電によるビーム位置ずれをモデル化し、これを補正するように構成する。
まず、試料１０１の描画領域を所定のグリッド寸法でメッシュ状に複数のマス目に仮想分割し、マス目毎に帯電する電荷を計算していく。
図４は、実施の形態１における電子ビーム照射による帯電の様子を説明するための概念図である。
図５は、実施の形態１における電子ビーム照射による帯電する電荷量を説明するための概念図である。
図４に示すように、所定のマス目を照射される領域とすると、かかる領域に電子ビーム２００を照射した場合、照射位置が電子と相対するプラスの電荷に帯電する。そして、同時に照射位置から２次電子が放出され、照射位置の周囲に広がることになる。よって、照射位置ではプラスの電荷が、周囲ではマイナスの電荷が帯電する。そして、図５に示すように、周囲に放出される２次電子の量は、照射位置に照射される電子の量をピークとするガウス分布に従って広がるようにモデル化することができる。

また、発明者等は、かかる帯電の影響（電界の及ぶ範囲）が照射位置を中心として直径５ｍｍ程度まで広がると仮定した。ここで、上述したように描画装置１００は短冊状に仮想分割されたフレーム毎に描画のためのデータ処理が行なわれていくが、各フレームの幅（Ｙ方向）が例えば１ｍｍとすると、ある位置に電子ビーム２００が照射されることで２〜３つのフレームに位置する他の領域に帯電の影響を与えることになる。パターンの微細化に伴い各フレームの幅がさらに小さくなると影響を与えるフレーム数はさらに拡大することになる。

そこで、実施の形態１では、以下のようにフレーム単位で計算していく。第ｎ番目のフレームを描画する場合に、第ｎ番目のフレーム内に位置するマス目に照射した電子ビーム２００により第ｎ＋１番目以降のフレーム内の各マス目が受ける電荷の電界強度を計算する。
図６は、実施の形態１における所定のマス目に照射した場合の影響範囲を説明するための概念図である。
図６において、第ｎ番目のフレーム内に位置するマス目１０に電子ビーム２００を照射した場合、例えば、第ｎ＋１番目〜ｎ＋３番目のフレームに位置する領域が影響範囲１２となる。そして、第ｎ＋１番目のフレーム内に位置するマス目２０に電子ビーム２００を照射した場合、例えば、第ｎ＋２番目〜ｎ＋４番目のフレームに位置する領域が影響範囲２２となる。よって、描画を進めていくに従って電界強度が蓄積されることになる。そして、既に描画されたマス目領域に帯電する電荷の影響により、照射されるマス目領域には蓄積された電界強度の電界が生じている。そして、電界強度の電界が生じているかかるマス目領域に電子ビーム２００を照射すると、かかる電界の影響により電子が偏向することになる。よって、実施の形態１では、予め、各領域の蓄積される電界強度を計算し、照射する領域の電界強度から偏向器２０８で偏向する照射位置を補正することで位置ずれを補正する。以下、図１に示した各工程に従って説明する。

まず、前処理計算機２２０は、磁気ディスク装置等の記憶装置からレイアウトデータを入力する。描画データ処理部２２８は、レイアウトデータに基づいて、描画データを作成する。そして、ショットデータ生成部１３０で描画データに基づきショットデータが作成される。

Ｓ（ステップ）１０２において、パターン密度計算工程として、パターン密度計算部２２２は、入力されたレイアウトデータに含まれる図形データに基づいて、所定のグリッド寸法でメッシュ状に仮想分割された各フレームに対して、マス目領域（メッシュ領域）毎のパターン密度（パターン面積密度）を計算する。

Ｓ１０４において、応答関数計算工程として、電界強度計算部の一例となる応答関数計算部２２４は、応答関数を使って帯電による影響を計算する。
図７は、実施の形態１における照射される領域での応答関数モデルを示す概念図である。
図８は、実施の形態１における応答関数式を示す図である。
ここで、ある座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）における電界強度［Ｖ／ｍ］をＥｘ（ｚ）、真空誘電率をε_０、蓄積電荷と鏡像電荷との距離をｄ、電荷面密度［Ｃ／ｍ２］をωとする。
図７では、電子ビーム２００が照射される位置を座標（０，０）とした場合に、座標（０，０）における高さｚでの電界強度Ｅｘ（ｚ）［Ｖ／ｍ］を鏡像法を用いて求めるモデルを示している。そして、図８に示す応答関数式を解くことで、メッシュ領域の中心に電子ビーム２００が照射されると仮定した場合のかかるメッシュ領域の電界強度Ｅｘ（ｚ）を求めることができる。

図９は、実施の形態１における照射される領域とは異なる他の領域での応答関数モデルを示す概念図である。
図９に示すパターン中心位置（Ｘｐ，Ｙｐ，ｄ）に電子ビーム２００が照射されたことによるある座標位置（Ｘ，Ｙ，ｚ）で生じる電界強度Ｅｘ（ｚ）は、上述した応答関数式の積分領域を図９に示すように変更することで求めることができる。すなわち、積分領域（ｘ_１〜ｘ_２）について、ｘ_１→Ｘ−Ｘｐ−ｄｘ、ｘ_２→Ｘ−Ｘｐ＋ｄｘに、積分領域（ｙ_１〜ｙ_２）について、ｙ_１→Ｙ−Ｙｐ−ｄｙ、ｙ_２→Ｙ−Ｙｐ＋ｄｙにすればよい。

そして、応答関数計算部２２４は、かかる応答関数を用いて、正方形の領域を縦横方向にメッシュ状にメッシュ分割し、その中央メッシュのみに電子ビーム２００が照射されたと仮定して、各々のメッシュ中心におけるビーム位置に及ぼす影響（電界強度）を（ｘｉｊ，ｙｉｊ）として計算する。そして、計算された結果は、応答関数テーブルとしてメモリ２４０に格納しておく。

次に、補正量計算部２２６は、入力されたレイアウトデータに含まれるパターン描画順情報、パターン描画位置情報、及び電荷分布データと露光量（ドーズ量）からメッシュ領域毎の照射電荷分布を計算する。そして、正に帯電する電荷量は、照射電荷分布から照射位置での照射電荷と同等の正（＋）電荷量とすればよい。また、負に帯電する放射状に反射する２次電子分については、かかる照射電荷を最大値とするガウス分布に従って求めればよい。電荷面密度ωについては、かかる帯電した電荷をメッシュ面積で除すればよい。

そして、補正量計算部２２６は、応答関数テーブルを参照して、例えば、ｎ番目のフレームのあるメッシュ領域に電子ビーム２００を照射した場合に、ｎ＋１番目以降のフレームの各メッシュ領域に生じる電界強度を計算する。言い換えれば、自己のメッシュ領域より前に描画されるメッシュ領域に照射される電子ビーム２００により帯電する電荷による自己のメッシュ領域の電界強度を計算する。そして、ｎ番目のフレームの全てのメッシュ領域にそれぞれ電子ビーム２００が照射された場合に、それぞれｎ＋１番目以降のフレームの各メッシュ領域に生じる電界強度を計算する。そして、計算された電界強度は、累積しておく。

そして、ｎ番目のフレームの全てのメッシュ領域にそれぞれ電子ビーム２００が照射された場合のｎ＋１番目以降のフレームの各メッシュ領域に生じる電界強度が計算された後、今度は、同じようにｎ＋１番目のフレームの全てのメッシュ領域にそれぞれ電子ビーム２００が照射された場合のｎ＋２番目以降のフレームの各メッシュ領域に生じる電界強度を計算する。このようにして、フレーム毎に次のフレーム以降に影響を与える電界強度を順に計算し、累積していく。

以上のようにして、自己のメッシュ領域より前に描画されるフレームの各メッシュ領域に照射される電子ビーム２００により帯電する電荷による自己のメッシュ領域の電界強度を累積加算する。

Ｓ１０６において、補正量計算工程として、補正量計算部２２６は、累積加算された電界強度に基づいて、各メッシュ領域に電子ビーム２００を照射する場合の照射位置を補正する補正量を計算する。そして、メッシュ領域毎の帯電補正量マップを作成する。そして、帯電補正量マップのデータは、磁気ディスク装置１０９に格納される。

Ｓ１０８において、偏向位置補正工程として、グリッドマッチング制御部１４０は、帯電補正量マップのデータを磁気ディスク装置１０９を介して入力する。そして、別に用意しておいた光学系の誤差補正量マップのデータと合成する。

図１０は、実施の形態１における偏向位置を補正するためのデータのフローを説明するための概念図である。
図１０示すように、前処理計算機２２０で作成された帯電補正量マップ１５２は、磁気ディスク装置１０９を介してグリッドマッチング制御部１４０に入力される。また、別に用意しておいた光学系の誤差補正量マップ１５４も磁気ディスク装置１０９を介してグリッドマッチング制御部１４０に入力される。そして、グリッドマッチング制御部１４０で帯電補正量マップ１５２のメッシュ毎の各データと光学系の誤差補正量マップ１５４のメッシュ毎の各データとが合成され、偏向制御回路１４２へと送信される。

Ｓ１１０において、描画工程として、描画部１５０は、ショットデータ生成部１３０により生成されたショットデータに基づいた偏向位置をグリッドマッチング制御部１４０により合成された補正量に基づいて補正して、各メッシュ領域に電子ビーム２００を照射して描画する。まず、偏向制御回路１４２では、次の描画工程において帯電補正量マップ１５２を用いて補正された補正位置へと電子ビーム２００の偏向位置を制御する。言い換えれば、第２のアパーチャ２０６を通過した電子ビーム２００が偏向制御回路１４２で制御される偏向アンプ１４４により電圧が印加された偏向器２０８によって、帯電の影響が補正された位置へと偏向させられる。

図１１は、グリッドマッチングしない場合の照射位置の様子の一例を示す図である。
図１１に示すように、グリッドマッチング制御部１４０で帯電補正も光学系の誤差補正もしない場合には、全体的に大きく歪んだ位置にずれてしまうことが分かる。
図１２は、光学系の誤差補正のみおこなった場合の照射位置の様子の一例を示す図である。
グリッドマッチング制御部１４０で光学系の誤差補正のみ行なった場合、図１２に示すように、一部に歪が生じている。図１２では、下から上に向かってフレームが並び、下のフレームから順に描画した場合を示している。描画が進むにつれ既に描画された領域に帯電する電荷の影響により、上部の領域が特に位置ずれを起こしていることがわかる。

図１３は、実施の形態１におけるグリッドマッチングを行なった場合の照射位置の様子の一例を示す図である。
図１２において光学系の誤差補正を行なったものにさらに本実施の形態による帯電補正を行なうことにより図１３に示すように照射位置のずれを解消、或いは低減することができる。

以上のように、帯電する電荷の影響による照射位置を補正することで、高精度な照射位置に電子ビーム２００を照射することができる。

ここで、実施の形態１では、同じフレームで先に描画するメッシュ領域に帯電する電荷の影響を考慮しないように構成したが、これに限るものではなく、同じフレームで先に描画するメッシュ領域に帯電する電荷の影響を考慮しても構わない。

以上のように、実施の形態１では、帯電補正量マップ１５２を予め描画前に作成しておき、かかる帯電補正量マップ１５２を用いてグリッドマッチング制御部１４０で光学系の誤差補正と合成し、照射位置を補正した。これにより、帯電効果による偏向位置の補正量の計算待ちにより描画動作が停止してしまう事態を回避することができる。言い換えれば、帯電補正量マップ１５２を予め描画前に作成しておくことで帯電補正量計算による描画スループットの劣化を防ぐことができる。

ここで、かかる帯電補正量マップ１５２を予め描画前に作成せずに、描画動作に合わせてリアルタイムに帯電補正量を計算し、グリッドマッチング制御部１４０で光学系の誤差補正と合成し、照射位置を補正するように構成しても構わない。

以上の説明において、「〜部」或いは「〜工程」と記載したものの処理内容或いは動作内容は、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。例えば、磁気ディスク装置１４６に記録される。

また、図２において、コンピュータとなる前処理計算機２２０及び／或いは制御計算機１２０は、さらに、図示していないバスを介して、記憶装置の一例となるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ、磁気ディスク（ＨＤ）装置、入力手段の一例となるキーボード（Ｋ／Ｂ）、マウス、出力手段の一例となるモニタ、プリンタ、或いは、入力出力手段の一例となる外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）、ＦＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等に接続されていても構わない。

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、実施の形態では可変成形ビーム方式の電子ビーム描画装置を用いたが、これ以外の方式の描画装置にも適用できる。また、本発明は電子ビーム描画装置の使用目的を限定するものでは無い。例えば、マスクやウェハ上に直接レジストパターンを形成するという使用目的以外にも、光ステッパー用マスク、Ｘ線マスクなどを作成する際にも利用可能である。

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、及び荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。

実施の形態１における描画方法のフローチャートの要部を示す図である。実施の形態１における描画装置の要部構成の一例を示す概念図である。実施の形態１におけるステージ移動の様子を説明するための図である。実施の形態１における電子ビーム照射による帯電の様子を説明するための概念図である。実施の形態１における電子ビーム照射による帯電する電荷量を説明するための概念図である。実施の形態１における所定のマス目に照射した場合の影響範囲を説明するための概念図である。実施の形態１における照射される領域での応答関数モデルを示す概念図である。実施の形態１における応答関数式を示す図である。実施の形態１における照射される領域とは異なる他の領域での応答関数モデルを示す概念図である。実施の形態１における偏向位置を補正するためのデータのフローを説明するための概念図である。グリッドマッチングしない場合の照射位置の様子の一例を示す図である。光学系の誤差補正のみおこなった場合の照射位置の様子の一例を示す図である。実施の形態１におけるグリッドマッチングを行なった場合の照射位置の様子の一例を示す図である。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。

符号の説明

１００描画装置
１０１，３４０試料
１０２電子鏡筒
１０３描画室
１０５ＸＹステージ
１０９磁気ディスク装置
１１０バス
１２０制御計算機
１２２，２４０メモリ
１３０ショットデータ生成部
１４０グリッドマッチング制御部
１４２偏向制御回路
１４４偏向アンプ
１５０描画部
１５２帯電補正量マップ
１５４光学系の誤差補正量マップ
２００電子ビーム
２０１電子銃
２０２照明レンズ
２０３，４１０第１のアパーチャ
２０４投影レンズ
２０５，２０８偏向器
２０６，４２０第２のアパーチャ
２０７対物レンズ
２２０前処理計算機
２２２パターン密度計算部
２２４応答関数計算部
２２６補正量計算部
２２８描画データ処理部
３３０電子線
４１１開口
４２１可変成形開口
４３０荷電粒子ソース

Claims

試料の所定の領域に荷電粒子ビームを照射することにより帯電する電荷による前記所定の領域とは異なる他の領域の電界強度を計算する電界強度計算工程と、
前記電界強度に基づいて、前記他の領域に荷電粒子ビームを照射する場合の照射位置を補正する補正量を計算する補正量計算工程と、
前記補正量に基づいて、前記他の領域に前記荷電粒子ビームを照射して前記他の領域を描画する描画工程と、
を備え、
座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）における電界強度Ｅｘ（ｚ）は、真空誘電率ε _０、蓄積電荷と鏡像電荷との距離ｄ、電荷面密度ωを用いて、式（１）をｘ方向の積分領域（ｘ _１〜ｘ _２）とｙ方向の積分領域（ｙ _１〜ｙ _２）とについて、演算することによって求められることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
試料の描画領域をメッシュ状の複数のマス目領域に仮想分割し、自己のマス目領域より前に描画されるマス目領域に照射される荷電粒子ビームにより帯電する電荷による自己のマス目領域の電界強度を計算する電界強度計算工程と、
前記電界強度に基づいて、前記自己のマス目領域に荷電粒子ビームを照射する場合の照射位置を補正する補正量を計算する補正量計算工程と、
前記補正量に基づいて、前記自己のマス目領域に前記荷電粒子ビームを照射して前記自己のマス目領域を描画する描画工程と、
を備え、
座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）における電界強度Ｅｘ（ｚ）は、真空誘電率ε _０、蓄積電荷と鏡像電荷との距離ｄ、電荷面密度ωを用いて、式（１）をｘ方向の積分領域（ｘ _１〜ｘ _２）とｙ方向の積分領域（ｙ _１〜ｙ _２）とについて、演算することによって求められることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
前記電界強度計算工程において、複数のマス目領域を順に照射していく場合に、各マス目に照射される荷電粒子ビームにより帯電する電荷による電界強度を累積加算することを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム描画方法。
試料の所定の領域に荷電粒子ビームを照射することにより帯電する電荷による前記所定の領域とは異なる他の領域の電界強度を計算する電界強度計算部と、
前記電界強度に基づいて、前記他の領域に荷電粒子ビームを照射する場合の照射位置を補正する補正量を計算する補正量計算部と、
前記補正量に基づいて、前記他の領域に前記荷電粒子ビームを照射して前記他の領域を描画する描画部と、
を備え、
座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）における電界強度Ｅｘ（ｚ）は、真空誘電率ε _０、蓄積電荷と鏡像電荷との距離ｄ、電荷面密度ωを用いて、式（１）をｘ方向の積分領域（ｘ _１〜ｘ _２）とｙ方向の積分領域（ｙ _１〜ｙ _２）とについて、演算することによって求められることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
荷電粒子ビームを用いて描画される試料の描画領域をメッシュ状の複数のマス目領域に仮想分割し、自己のマス目領域より前に描画されるマス目領域に照射される荷電粒子ビームにより帯電する電荷による自己のマス目領域の電界強度を計算し、前記電界強度に基づいて、前記自己のマス目領域に荷電粒子ビームを照射する場合の照射位置を補正する補正量を計算し、マス目領域毎の補正量マップを作成する補正量計算部と、
前記補正量マップに基づいて荷電粒子ビームの偏向位置を制御する偏向制御部と、
を備え、
座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）における電界強度Ｅｘ（ｚ）は、真空誘電率ε _０、蓄積電荷と鏡像電荷との距離ｄ、電荷面密度ωを用いて、式（１）をｘ方向の積分領域（ｘ _１〜ｘ _２）とｙ方向の積分領域（ｙ _１〜ｙ _２）とについて、演算することによって求められることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。