JP5566219B2 - 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、電子ビームを用いて描画する際のビームドリフト補正を行うタイミングを制御する手法に関する。

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

図６は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形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方式（ＶＳＢ方式）という。

かかる電子ビーム描画では、様々な現象によって電子ビームのドリフトを引き起こす。そのため、定期的に或いは外乱要素の値が所定の変化量生じた場合にビームのドリフト補正を行なっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−０４３０８３号公報

上述したように様々な現象によって引き起こされる電子ビームのドリフトを補正することが必要となる。

図７は、ビームドリフト補正を行う時期の一例を示した概念図である。図７に示す内容は公知になっていないと思われる方法である。電子ビーム描画では、試料の描画領域が短冊状のストライプ領域に分割され、ストライプ領域毎に描画動作がおこなわれる。その際、次回のドリフト補正時期（指定時刻）が描画装置によって設定されている。図７に示すように、あるストライプ領域を描画中に次回のドリフト補正時期が到来した場合、そのストライプ領域の描画処理が終了するのを待ってから描画動作を一時停止してビームドリフト補正が行われる。

図８は、ビームドリフト補正を行う時期の他の一例を示した概念図である。図８に示す内容は公知になっていないと思われる方法である。図８に示すように、あるストライプ領域の前半側を描画中に次回のドリフト補正時期が到来した場合、そのストライプ領域の描画処理が終了するまでビームドリフト補正は行われないことになる。そのため、次回のドリフト補正時期（指定時刻）を過ぎた期限切れのビーム偏向状態でそのストライプ領域の描画処理が進められてしまうといった問題があった。言いかえれば、ずれた可能性がある補正値でそのストライプ領域の描画処理が進められてしまうといった問題があった。

図９は、ビームドリフト補正を行う時期の他の一例を示した概念図である。図９に示す内容は公知になっていないと思われる方法である。電子ビーム描画では、複数のチップをまとめて描画する場合がある。その場合に、描画条件が同一なチップ同士を同じ描画グループとして連続して描画する。他の描画グループはその後に描画条件を変更して描画される。かかる場合、描画グループ間にドリフト補正を行うようにシーケンスを組むと同じ描画グループ内で描画処理を中断しなくて済むため描画時間を短縮できる。しかし、毎回、描画グループ間にドリフト補正を行う必要は無い。そのため、ドリフト補正を行なわない描画グループ間も存在するが、描画制御機能側では、毎回描画グループ間にドリフト補正を想定して描画動作が一時停止してしまう。このようにドリフト補正もせずに単に描画動作が停止しただけの無駄な時間が形成されてしまい、その分、描画時間が長くなってしまうといった問題があった。

そこで、本発明は、上述した問題点の少なくとも１つを克服し、適切なビームドリフト補正を実行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装置は、
試料を描画する際の単位領域となる複数の描画単位領域の各描画単位領域を描画するための描画予測時間を算出する描画予測時間算出部と、
荷電粒子ビームの次回のビームドリフト補正を行う補正時期を算出する補正時期算出部と、
次回の描画単位領域の描画予測時間と次回のビームドリフト補正の補正時期の情報を入力し、次回の描画単位領域の描画予測時間と次回のビームドリフト補正の補正時期の情報を用いて、判断時間を補正時期から現在時刻を差し引いた時間として、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間以内の場合と、判断時間が固定時間以内の短い場合と、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間から固定時間を差し引いた時間以内の場合と、のうち１つの場合にビームドリフト補正を行う必要性が有るとして、ビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定する判定部と、
ビームドリフト補正が必要と判定された場合に、ビームドリフト補正を行う補正部と、
ビームドリフト補正が必要と判定された場合にはビームドリフト補正が行われた荷電粒子ビームを用いて、ビームドリフト補正が必要ないと判定された場合には判定後にビームドリフト補正が行われていない荷電粒子ビームを用いて、次回の描画単位領域に所望のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

かかる構成によれば、次回の描画単位領域の描画予測時間と次回のビームドリフト補正の補正時期の情報を用いて、ビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定できる。よって、適切な時期に補正ができる。

また、補正部は、ビームドリフト補正が必要と判定された場合に、次回のビームドリフト補正の補正時期が到来するより前にビームドリフト補正を行うと好適である。

また、補正部は、次回のビームドリフト補正の補正時期に描画される予定の描画単位領域の描画が開始される前にビームドリフト補正を行うと好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
試料を描画する際の単位領域となる複数の描画単位領域の各描画単位領域を描画するための描画予測時間を算出する工程と、
荷電粒子ビームの次回のビームドリフト補正を行う補正時期を算出する工程と、
次回の描画単位領域の描画予測時間と次回のビームドリフト補正の補正時期の情報を入力し、次回の描画単位領域の描画予測時間と次回のビームドリフト補正の補正時期の情報を用いて、判断時間を補正時期から現在時刻を差し引いた時間として、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間以内の場合と、判断時間が固定時間以内の短い場合と、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間から固定時間を差し引いた時間以内の場合と、のうち１つの場合にビームドリフト補正を行う必要性が有るとして、ビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定する工程と、
ビームドリフト補正が必要と判定された場合に、ビームドリフト補正を行う工程と、
ビームドリフト補正が必要と判定された場合にはビームドリフト補正が行われた荷電粒子ビームを用いて、ビームドリフト補正が必要ないと判定された場合には判定後にビームドリフト補正が行われていない荷電粒子ビームを用いて、次回の描画単位領域に所望のパターンを描画する工程と、
を備え、
前記次回のビームドリフト補正の補正時期に描画される予定の描画単位領域の描画が開始される前に前記ビームドリフト補正を行うことを特徴とする。

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を描画する際の単位領域となる複数の描画単位領域のうち、荷電粒子ビームの次回のビームドリフト補正を行う描画単位領域の識別情報を入力し、当該描画単位領域の描画が終了したかどうかを判定する判定部と、
当該描画単位領域の描画が終了した場合に、ビームドリフト補正を行う補正部と、
当該描画単位領域の描画が終了した場合にはビームドリフト補正の終了を待って、他の描画単位領域の描画が終了した場合には連続して次の描画単位領域の描画を行う描画部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、ずれた可能性がある補正値で次の描画単位領域の描画処理が進められてしまうことを防止できる。また、本発明の他の態様によれば、ドリフト補正もせずに単に描画動作が停止しただけの無駄な時間を排除できる。よって、描画時間を短縮できる。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における描画手順を説明するための概念図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における描画方法を説明するための概念図である。 実施の形態２における描画方法を説明するための概念図である。 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。 ビームドリフト補正を行う時期の一例を示した概念図である。 ビームドリフト補正を行う時期の他の一例を示した概念図である。 ビームドリフト補正を行う時期の他の一例を示した概念図である。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型の描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び検出器２１０が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスクが含まれる。また、試料１０１には、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。また、ＸＹステージ１０５上には、電子ビームの位置を検出するためのマーク２１２が形成されている。マーク２１２の形状は、例えば、十字型に形成されると好適である。

制御部１６０は、制御計算機ユニット１１０，１２０、偏向制御回路１３０、制御回路１３２、検出回路１３４、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４を有している。制御計算機ユニット１１０，１２０、偏向制御回路１３０、制御回路１３２、検出回路１３４、及び記憶装置１４０，１４２，１４４は、図示しないバスを介して互いに接続されている。

制御計算機ユニット１１０（データ準備部）内には、描画予測時間算出部１１２、ストライプデータ生成部１１４、及びメモリ１１６が配置されている。描画予測時間算出部１１２、及びストライプデータ生成部１１４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。描画予測時間算出部１１２、及びストライプデータ生成部１１４に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１６にその都度格納される。

制御計算機ユニット１２０内には、イベント処理部３０と描画制御部５０とが配置される。イベント処理部３０内には、イベント情報取得部３２、指定時刻算出部３４、補正部４０、及びメモリ４８が配置される。補正部４０内には、ビーム位置取得部４２、ずれ量算出部４４、及び補正係数算出部４６が配置される。描画制御部５０内には、判定部５２、描画動作処理部５６、メモリ５４，５８が配置される。イベント情報取得部３２、指定時刻算出部３４、及び補正部４０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。イベント情報取得部３２、指定時刻算出部３４、及び補正部４０に入出力される情報および演算中の情報はメモリ４８にその都度格納される。同様に、判定部５２及び描画動作処理部５６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。判定部５２及び描画動作処理部５６に入出力される情報および演算中の情報はメモリ５８にその都度格納される。

記憶装置１４０には、レイアウトデータ（描画データ）となるチップデータが装置外部から入力され、格納される。チップは複数の図形パターンにより構成される。

電子ビームのドリフト現象を引き起こす発生源と成り得る要素（イベント）として、例えば、描画中に描画の一時停止を行うこと、描画中に別の試料（マスク等）の搬送処理を行うこと、特殊な種別（例えばＩＤ表示等）の描画を行うこと、積算ショット数が規定値を超えること、描画環境の温度が規定値を超えて変化すること、描画部内の真空度が規定値を超えて変化すること、ステージ移動距離が規定値を超えること、描画条件を変えること（描画グループの変化）等が挙げられる。また、その他に、前回のイベント発生時から定められた時刻（指定時刻）に到達したこともイベントの１つとして含まれる。これらイベントが発生すると、描画に影響を及ぼす電子ビームのドリフト現象がおこり、ある期間を過ぎると許容できないほどの影響を描画に及ぼすことになる。そのため、これらの各イベントには、発生時からドリフト補正するまでの期限（指定時間）がそれぞれ設定される。各期限は実験により求めておけばよい。イベント発生時から許容誤差を超える描画位置の位置ずれを引き起こすまでの時間をそれぞれ求めておけばよい。

そして、記憶装置１４４には、各イベントと当該イベント発生から次回のビームドリフト補正を行う期限（指定時間）との相関情報（相関テーブル、或いは相関データ）が格納されている。例えば、描画中に描画の一時停止を行った場合には指定時間がＡ時間、描画中に別の試料（マスク等）の搬送処理を行った場合には指定時間がＢ時間、・・・といった具合である。また、前回のイベント発生時から定められた時刻に到達した場合には指定時間が０時間としてもよいし、Ｃ時間としてもよい。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、上述した各イベントの発生を検出し、イベント処理部３０に検出された情報を出力する図示していない機構（機能）が配置されている。或いは、例えば制御回路１３２内に上述した各イベントの発生を検出する機構（機能）が配置されてもよい。また、イベント処理部３０と描画制御部５０が１つの制御計算機ユニット１２０内に配置されているが、別の計算機ユニットに分かれて構成されてもよい。また、制御計算機ユニット１１０，１２０が１つの制御計算機ユニットで構成されてもよい。また、位置偏向用には、主偏向器２０８と副偏向器２０９の主副２段の多段偏向器を用いているが、１段の偏向器或いは３段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。

図２は、実施の形態１における描画手順を説明するための概念図である。描画装置１００では、試料１０１の描画領域が短冊状の複数のストライプ領域２０に仮想分割される。図２では、例えば、チップ領域１０で示す１つのチップが試料１０１上に描画される場合を示している。もちろん、複数のチップが試料１０１上に描画される場合であっても構わない。かかるストライプ領域２０の幅は、主偏向器２０８で偏向可能な幅で分割される。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る。このように連続移動させながら、１つのストライプ領域２０上を電子ビーム２００が照射する。ＸＹステージ１０５のＸ方向の移動は、連続移動とし、同時に主偏向器２０８で電子ビーム２００のショット位置もステージ移動に追従させる。また、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２０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２０の描画動作を行なう。各ストライプ領域２０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。

図３は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図３において、実施の形態１における描画方法は、指定時刻算出工程（Ｓ１０２）と、次回（第ｎ）ストライプ描画予測時間算出工程（Ｓ１０４）と、補正有無判定工程（Ｓ１０６）と、描画一時停止工程（Ｓ１０８）と、ドリフト補正工程（Ｓ１１０）と、係数加算工程（Ｓ１１２）と、次回ストライプデータ生成工程（Ｓ１２０）と、次回ストライプ描画工程（Ｓ１３０）といった一連の工程が実施される。

まず、イベント情報取得部３２は、イベントが発生したことを示すイベント情報を入力（取得）する。イベント情報には、イベントの種別と発生時刻等が含まれる。

そして、指定時刻算出工程（Ｓ１０２）として、指定時刻算出部３４は、記憶装置１４４に格納された相関テーブルを参照し、イベント情報取得部３２により取得された当該イベントに対応する指定時間を入力し、電子ビーム２００の次回のビームドリフト補正を行う補正時期となる指定時刻を算出する。指定時刻算出部３４は、補正時期算出部の一例である。指定時刻算出部３４は、イベント発生時刻に入力された指定時間を加算することで指定時刻を算出できる。そして、算出された指定時刻は、描画制御部５０に出力され、メモリ５４に格納される。

一方、制御計算機ユニット１１０内では、次回（例えば第ｎ）ストライプ描画予測時間算出工程（Ｓ１０４）として、描画予測時間算出部１１２が、試料１０１を描画する際の単位領域となる複数のストライプ（描画単位領域）の各ストライプを描画するための描画予測時間を順に算出する。算出された各ストライプの描画予測時間は、順次、描画制御部５０に出力され、メモリ５４に格納される。描画予測時間算出部１１２は、描画予測時間算出部の一例である。

補正有無判定工程（Ｓ１０６）として、判定部５２は、次回のストライプの描画予測時間と次回のビームドリフト補正の指定時刻（補正時期）の情報をメモリ５４から読み出して入力し、次回のストライプの描画予測時間と次回のビームドリフト補正の指定時刻の情報を用いて、ビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定する。判定時期は、各ストライプの描画開始前、すなわち、該当ストライプの１つ前のストライプの描画終了時が好適である。または、ショット間の密度比（密度差）が規定値より大きな変動があったショットのビームを照射したとき、ショット数が規定値を超えたとき、若しくはショット数が規定値を超える直前に判定しても好適である。判定方法として、以下のように判定する。

例えば、判断時間を指定時刻から現在時刻を差し引いた時間（判断時間＝指定時刻−現在時刻）として、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間以内の場合（判断時間≦次回ストライプ描画予測時間×定数）にビームドリフト補正を行う必要性有と判定する。具体的には、ａ）判断時間が次回ストライプ描画予測時間の半分以内の場合（判断時間≦次回ストライプ描画予測時間／２）にビームドリフト補正を行う必要性有と判定する。或いは、ｂ）判断時間が次回ストライプ描画予測時間以内の場合（判断時間≦次回ストライプ描画予測時間）にビームドリフト補正を行う必要性有と判定する。

その他、判断時間が固定時間以内の短い場合（判断時間≦固定時間）にビームドリフト補正を行う必要性有と判定する。具体的には、ｃ）判断時間が０以内の場合（判断時間≦０）にビームドリフト補正を行う必要性有と判定してもよい。かかる場合は、現在時刻が指定時刻になる場合が該当する。なお、指定時刻をすぎると指定時刻を過ぎたことに起因したイベントが発生するため、メモリ５４に格納された指定時刻が更新されることになる。そのため、更新された指定時刻が現在時刻でない場合、ビームドリフト補正を行う必要性有と判定されないことになる。

或いは、その他、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間から固定時間を差し引いた時間以内の場合（判断時間≦次回ストライプ描画予測時間×定数−固定時間）にビームドリフト補正を行う必要性有と判定してもよい。

補正有無判定工程（Ｓ１０６）において、ビームドリフト補正を行う必要性有りと判定され場合、描画一時停止工程（Ｓ１０８）に進む。一方、ビームドリフト補正を行う必要性無しと判定され場合、次回ストライプ描画工程（Ｓ１３０）に進む。

描画一時停止工程（Ｓ１０８）として、描画動作処理部５６は、補正有無判定工程（Ｓ１０６）にてビームドリフト補正を行う必要性有りと判定され場合、現在描画しているストライプの描画処理が終了した時点で描画処理を一時停止する。一時停止した情報はイベント処理部３０に出力される。

ドリフト補正工程（Ｓ１１０）として、補正部４０は、ビームドリフト補正が必要と判定された場合に、描画処理が一時停止している状態でビームドリフト補正を行う。具体的には、ＸＹステージ１０５上のマーク２１２が主偏向器２０８の偏向可能範囲に位置するようにＸＹステージ１０５位置を移動させる。そして、主偏向器２０８の偏向可能範囲内の複数の位置で電子ビーム２００を用いてマーク２１２をスキャン（走査）する。同様に、副偏向器２０９の偏向可能範囲に位置するようにＸＹステージ１０５位置を移動させる。そして、副偏向器２０９の偏向可能範囲内の複数の位置で電子ビーム２００を用いてマーク２１２をスキャン（走査）する。マーク２１２をスキャンした際の反射電子や２次電子は検出器２１０で検出され、検出回路１３４に出力される。そして、検出回路１３４において位置データとなってイベント処理部３０に出力される。イベント処理部３０内ではビーム位置取得部４２が検出回路１３４からの位置データを取得する。そして、ずれ量算出部４４が理想上の位置（設計位置）からのずれ量を算出する。補正係数算出部４６は、かかるずれ量を補正する各位置での補正量を所定の関数で近似（フィッティング）した際の係数（補正係数）を算出する。算出された補正係数は偏向制御回路１３０に出力される。

係数加算工程（Ｓ１１２）として、偏向制御回路１３０内では、それまでの各係数に今回入力された係数を加算する。加算することで、以降、実際の各ショットのビームの偏向位置が今回のドリフト補正分の補正量だけさらに補正されることになる。

一方、制御計算機ユニット１１０内では、次回ストライプデータ生成工程（Ｓ１２０）として、ストライプデータ生成部１１４が、描画予測時間が算出された次回ストライプのストライプデータを生成する。具体的には、記憶装置１４０から該当するストライプの描画データを入力し、複数段のデータ変換処理をおこなって装置固有のショットデータ（ストライプデータ）を生成する。生成されたストライプデータは、記憶装置１４２に順次、一時的に格納される。かかる制御計算機ユニット１１０内での処理は制御計算機ユニット１２０内での処理と並行して順次行われる。

そして、次回ストライプ描画工程（Ｓ１３０）として、描画動作処理部５６は、偏向制御回路１３０及び制御回路１３２を制御して次回ストライプの描画処理を実行させる。偏向制御回路１３０は、次回ストライプのストライプデータを記憶装置１４４から読み出す。そして、偏向制御回路１３０及び制御回路１３２は、描画部１５０を制御して、次回ストライプに所望のパターンを描画する。その際、偏向制御回路１３０から主偏向器２０８及び副偏向器２０９に印加される偏向電圧（偏向量）は、ビームドリフト補正が必要と判定された場合にはビームドリフト補正が行われた位置に偏向される値に制御される。一方、ビームドリフト補正が必要ないと判定された場合には、判定後にビームドリフト補正が行われていない位置に偏向される値に制御される。そして、描画部１５０は、ビームドリフト補正が必要と判定された場合にはビームドリフト補正が行われた電子ビームを用いて次回ストライプに所望のパターンを描画する。一方、ビームドリフト補正が必要ないと判定された場合には、描画部１５０は、判定後にビームドリフト補正が行われていない電子ビームを用いて次回ストライプに所望のパターンを描画する。描画部１５０は、具体的には以下のように動作する。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図１では、位置偏向に、主副２段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器２０８でストライプ領域を仮想分割した小領域となるサブフィールド（ＳＦ）の基準位置にステージ移動に追従しながら電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９でＳＦ内の各照射位置にかかるビームを偏向すればよい。

すべてのストライプの描画が終了するまで、以上の各工程が繰り返される。

図４は、実施の形態１における描画方法を説明するための概念図である。図４において、描画制御部５０内の描画動作処理部５６は、例えば、第ｎ−３ストライプの描画処理を実行している。かかる状態でいずれかのイベントが発生したとする。イベント処理部３０からは、発生したイベントに基づく指定時刻が描画制御部５０に出力され、メモリ５４に格納される。一方、制御計算機ユニット１１０側からは、次回描画するストライプとなる第ｎ−２ストライプのストライプ描画予測時間が描画制御部５０に出力され、メモリ５４に格納される。

そして、第ｎ−３ストライプの描画処理が終了した時点（第ｎ−２ストライプの描画開始前の時点）で、判定部５２は、第ｎ−２ストライプの描画予測時間と次回のビームドリフト補正の指定時刻をメモリ５４から読み出して、上述した判定方法に沿ってビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定する。図４の例では、指定時刻が第ｎストライプの描画中に到来する。そのため、例えば、「判断時間≦次回ストライプ描画予測時間／２」の条件で判定する場合、判断時間は、第ｎ−２ストライプの描画予測時間よりも長い。よって、第ｎ−３ストライプの描画処理が終了した時点では、ビームドリフト補正を行う必要性無しと判定される（ビームドリフト補正を行う必要性有と判定されない）。そのため、ビームドリフト補正せずに続けて次回の第ｎ−２ストライプの描画処理を開始する。

その後、第ｎ−２ストライプの描画処理中に、制御計算機ユニット１１０側からは、次回描画するストライプとなる第ｎ−１ストライプのストライプ描画予測時間が描画制御部５０に出力され、メモリ５４に格納される。その際、メモリ５４内では、第ｎ−２ストライプのストライプ描画予測時間が第ｎ−１ストライプのストライプ描画予測時間によって上書き（更新）される。

そして、第ｎ−２ストライプの描画処理が終了した時点（第ｎ−１ストライプの描画開始前の時点）で、判定部５２は、第ｎ−１ストライプの描画予測時間と次回のビームドリフト補正の指定時刻をメモリ５４から読み出して、上述した判定方法に沿ってビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定する。図４の例では、指定時刻が第ｎストライプの描画中に到来する。そのため、判断時間は、第ｎ−１ストライプの描画予測時間よりも長い。よって、第ｎ−２ストライプの描画処理が終了した時点では、ビームドリフト補正を行う必要性無しと判定される。そのため、ビームドリフト補正せずに続けて次回の第ｎ−１ストライプの描画処理を開始する。

その後、第ｎ−１ストライプの描画処理中に、制御計算機ユニット１１０側からは、次回描画するストライプとなる第ｎストライプのストライプ描画予測時間が描画制御部５０に出力され、メモリ５４に格納される。その際、メモリ５４内では、第ｎ−１ストライプのストライプ描画予測時間が第ｎストライプのストライプ描画予測時間によって上書き（更新）される。

そして、第ｎ−１ストライプの描画処理が終了した時点（第ｎストライプの描画開始前の時点）で、判定部５２は、第ｎストライプの描画予測時間と次回のビームドリフト補正の指定時刻をメモリ５４から読み出して、上述した判定方法に沿ってビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定する。図４の例では、指定時刻が第ｎストライプの前半部分を描画中に到来する。そのため、例えば、「判断時間≦次回ストライプ描画予測時間／２」の条件で判定する場合、判断時間は、第ｎストライプの描画予測時間／２よりも短い。よって、第ｎ−１ストライプの描画処理が終了した時点で、ビームドリフト補正を行う必要性有りと判定される。そこで、描画動作処理部５６は、第ｎ−１ストライプの描画処理が終了した時点で描画処理を一時停止する。そして、補正部４０は、描画処理が一時停止している状態でビームドリフト補正を行う。ビームドリフト補正が終了し、補正係数の加算が完了した時点で、描画動作処理部５６は、第ｎストライプの描画処理を開始する。

以上のように、補正部４０は、ビームドリフト補正が必要と判定された場合に、次回のビームドリフト補正の指定時刻が到来するより前に次回のビームドリフト補正を行う。これにより、指定時刻の到来により期限切れとなった位置にビームを照射することを防止できる。よって、ドリフト補正済みの適切な位置に以降のビームを照射できる。また、補正部４０は、次回のビームドリフト補正の指定時刻に描画される予定のストライプの描画が開始される前に次回のビームドリフト補正を行う。これにより、指定時刻以降に描画される位置でもドリフト補正済みの適切な位置に以降のビームを照射できる。よって、ずれた可能性がある補正値で次のストライプの描画処理が進められてしまうことを防止できる。

ここで、上述した例では、あるストライプの描画処理中に、制御計算機ユニット１１０側からは、次回描画するストライプの描画予測時間が描画制御部５０に出力され、メモリ５４内で更新されたが、これに限るものではない。例えば、第ｎストライプの描画予測時間が第ｎ−ｍストライプの描画処理中に算出できてしまう場合もあり得る。ｍは２以上の整数とする。かかる場合は、メモリ５４内では上書きせずに順次各ストライプの描画予測時間を蓄積する。このように、複数のストライプの描画予測時間がメモリ５４内に格納されている場合には、上述した判断時期の他に、さらに、合計した描画予測時間が指定時刻を越えない複数のストライプを描画した後であってもよい。例えば、図４の例において、第ｎ−２ストライプの描画予測時間、第ｎ−１ストライプの描画予測時間、及び第ｎストライプの描画予測時間が、第ｎ−３ストライプの描画中に算出されていれば、第ｎ−３ストライプの描画予測時間、第ｎ−２ストライプの描画予測時間、及び第ｎ−１ストライプの描画予測時間の合計が指定時刻までの時間より短いことがわかる。そのため、第ｎ−３ストライプの描画後とｎ−２ストライプの描画後における判定は省略して、ｎ−１ストライプの描画後にビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定するようにしてもよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、次回のビームドリフト補正の指定時刻と次回ストライプの描画予測時間を用いて次回のビームドリフト補正の必要有無を判定していたが、次回のビームドリフト補正の実施の仕方はこれに限るものではない。電子ビーム描画では、上述したように複数のチップをまとめて描画する場合がある。その場合に、描画条件が同一なチップ同士を同じ描画グループとして連続して描画する。他の描画グループはその後に描画条件を変更して描画される。かかる場合、描画グループ間にドリフト補正を行うようにシーケンスを組むと同じ描画グループ内で描画処理を中断しなくて済むため描画時間を短縮できる。実施の形態２では、描画グループ間にドリフト補正を行う構成について説明する。描画装置１００の構成は図１と同様である。以下、特に説明しない内容は実施の形態１と同様である。

図５は、実施の形態２における描画方法を説明するための概念図である。図５において、描画制御部５０内の描画動作処理部５６は、例えば、第ｎ−３描画グループの描画処理を実行している。イベント処理部３０には、試料１０１を描画する際の単位領域となる複数の描画グループ（描画単位領域の一例）のうち、電子ビームの次回のビームドリフト補正を行う描画グループの識別情報が入力され、設定される。識別情報として、例えば、描画グループのグループ番号（描画グループＮｏ．）が設定される。

描画グループ識別情報設定工程として、イベント処理部３０は、かかる設定を検知すると、描画制御部５０に描画グループの識別情報を出力する。描画グループの識別情報はメモリ５４に格納される。

補正有無判定工程として、判定部５２は、描画グループの識別情報（描画グループのグループ番号）をメモリ５４から読み出して入力し、描画グループのグループ番号の情報を用いて、ビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定する。判定時期は、各描画グループの描画開始前、すなわち、該当描画グループの１つ前の描画グループの描画終了時が好適である。

そして、ビームドリフト補正を行う必要性無しと判定され場合、現在描画処理中の描画グループの描画処理が終了後、続けて次回の描画グループの描画処理を開始する。すなわち、描画部１５０は、設定されたグループ番号以外の他の描画グループの描画が終了した場合には連続して次の描画グループの描画を行う。図５の例では、例えば、第ｎ描画グループのグループ番号が設定されているとした場合、第ｎ−３描画グループの描画処理終了後、描画処理を中断せずに、続けて第ｎ−２描画グループの描画処理を開始する。同様に、第ｎ−２描画グループの描画処理終了後、描画処理を中断せずに、続けて第ｎ−１描画グループの描画処理を開始する。

そして、描画一時停止工程として、描画動作処理部５６は、補正有無判定工程にてビームドリフト補正を行う必要性有りと判定され場合、現在描画しているストライプの描画処理が終了した時点で描画処理を一時停止する。一時停止した情報はイベント処理部３０に出力される。図５の例では、第ｎ−１描画グループの描画処理が終了した時点で描画処理を一時停止する。

そして、ドリフト補正工程として、補正部４０は、ビームドリフト補正が必要と判定された場合に、描画処理が一時停止している状態でビームドリフト補正を行う。そして、算出された補正係数は偏向制御回路１３０に出力される。

係数加算工程として、偏向制御回路１３０内では、それまでの各係数に今回入力された係数を加算する。

一方、制御計算機ユニット１１０内では、次回ストライプデータ生成工程として、ストライプデータ生成部１１４が、順次、各描画グループ内のストライプのストライプデータを生成する。

そして、次回描画グループ描画工程として、描画動作処理部５６は、偏向制御回路１３０及び制御回路１３２を制御して次回描画グループの描画処理を実行させる。そして、描画部１５０は、ビームドリフト補正の終了を待って次の描画グループの描画を行う。図５の例では、第ｎ−１描画グループの描画処理が終了後、ドリフト補正が終了するのを待って第ｎ描画グループの描画処理を開始する。

以上のように、描画制御部５０側でビームドリフト補正の有無を判定させることで、イベント処理部３０側でドリフト補正を行なわない場合でも毎回描画グループ間にドリフト補正を想定して描画動作が一時停止してしまうことを防止或いは抑制できる。よって、ドリフト補正もせずに単に描画動作が停止しただけの無駄な時間を排除できる。さらに、ドリフト補正を想定した描画グループ間の不要なステージ移動や通信を排除できる。よって、描画時間を短縮できる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ チップ領域
２０ ストライプ領域
３０ イベント処理部
３２ イベント情報取得部
３４ 指定時刻算出部
４０ 補正部
４２ ビーム位置取得部
４４ ずれ量算出部
４６ 補正係数算出部
４８ メモリ
５０ 描画制御部
５２ 判定部
５４，５８ メモリ
５６ 描画動作処理部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０，１２０ 制御計算機ユニット
１１２ 描画予測時間算出部
１１４ ストライプデータ生成部
１１６ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３２ 制御回路
１３４ 検出回路
１４０，１４２，１４４ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (3)

1. 試料を描画する際の単位領域となる複数の描画単位領域の各描画単位領域を描画するための描画予測時間を算出する描画予測時間算出部と、
   荷電粒子ビームの次回のビームドリフト補正を行う補正時期を算出する補正時期算出部と、
   次回の描画単位領域の描画予測時間と次回のビームドリフト補正の補正時期の情報を入力し、次回の描画単位領域の描画予測時間と次回のビームドリフト補正の補正時期の情報を用いて、判断時間を補正時期から現在時刻を差し引いた時間として、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間以内の場合と、判断時間が固定時間以内の短い場合と、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間から固定時間を差し引いた時間以内の場合と、のうち１つの場合にビームドリフト補正を行う必要性が有るとして、ビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定する判定部と、
   ビームドリフト補正が必要と判定された場合に、ビームドリフト補正を行う補正部と、
   ビームドリフト補正が必要と判定された場合には前記ビームドリフト補正が行われた荷電粒子ビームを用いて、ビームドリフト補正が必要ないと判定された場合には判定後に前記ビームドリフト補正が行われていない荷電粒子ビームを用いて、前記次回の描画単位領域に所望のパターンを描画する描画部と、
   を備え、
   前記補正部は、前記次回のビームドリフト補正の補正時期に描画される予定の描画単位領域の描画が開始される前に前記ビームドリフト補正を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記補正部は、ビームドリフト補正が必要と判定された場合に、前記次回のビームドリフト補正の補正時期が到来するより前に前記ビームドリフト補正を行うことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 試料を描画する際の単位領域となる複数の描画単位領域の各描画単位領域を描画するための描画予測時間を算出する工程と、
   荷電粒子ビームの次回のビームドリフト補正を行う補正時期を算出する工程と、
   次回の描画単位領域の描画予測時間と次回のビームドリフト補正の補正時期の情報を入力し、次回の描画単位領域の描画予測時間と次回のビームドリフト補正の補正時期の情報を用いて、判断時間を補正時期から現在時刻を差し引いた時間として、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間以内の場合と、判断時間が固定時間以内の短い場合と、判断時間が次回ストライプ描画予測時間に所定の定数を乗じた時間から固定時間を差し引いた時間以内の場合と、のうち１つの場合にビームドリフト補正を行う必要性が有るとして、ビームドリフト補正を行う必要性の有無を判定する工程と、
   ビームドリフト補正が必要と判定された場合に、ビームドリフト補正を行う工程と、
   ビームドリフト補正が必要と判定された場合には前記ビームドリフト補正が行われた荷電粒子ビームを用いて、ビームドリフト補正が必要ないと判定された場合には判定後に前記ビームドリフト補正が行われていない荷電粒子ビームを用いて、前記次回の描画単位領域に所望のパターンを描画する工程と、
   を備え、
   前記次回のビームドリフト補正の補正時期に描画される予定の描画単位領域の描画が開始される前に前記ビームドリフト補正を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

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