JP5586343B2 - 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多重描画する際の描画方法および装置に関する。

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１２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、描画パターンを複数回重ねて描画を行う多重描画方式が一般に採用されている。多重描画方式では、チップ領域が仮想分割されたストライプ領域の領域間の境界などでのパターンのつなぎ精度の向上や、描画時のヒーティング（帯電）効果の軽減に効果がある。そのため、従来、描画対象となるチップ毎に描画の重ね回数（多重度）を設定して、設定された多重度で描画が行われる。

また、電子ビーム描画では、近接効果等による寸法変動を照射量の増減で補正することが行われている。よって、描画される位置によって照射量が異なる場合が多い。そのため、最大の照射量でも上述したヒーティング（帯電）効果を軽減ができ、つなぎ精度が満足するように、チップ毎に多重度が予め決められて描画装置に入力されている。

試料の１つとなるマスク上には、複数のチップのパターンを描画することが一般的に行なわれており、また、チップによって描画条件が異なっている場合も多い。例えば、あるチップは１回描画（多重度＝１）で描画される。また、他のあるチップは多重描画（例えば多重度＝２）で描画される（例えば、特許文献１参照）。従来、電子ビーム描画装置では、複数のチップのパターンをマスク上に描画する際、ある範囲内にレイアウトされる描画条件が同一のチップ同士をまとめて描画グループを構成し、描画グループ毎に描画していた。これにより、１つの描画グループ内を描画している間は同じ描画条件（多重度）で描画されることになる。

多重度が大きくなるとその分描画時間が長くかかることになる。昨今のパターンの微細化に伴い、描画時間の短縮化が望まれている。そのため、かかる多重描画を行なう際の描画時間も短縮化することが望まれている。

特開平１１−２７４０３６号公報

上述したように、描画時間の短縮化が望まれている中、多重描画を行なう際でもかかる問題点を解決することが望ましい。しかし、従来、かかる問題を十分に解決するための手法が確立されていなかった。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、多重描画する場合の描画時間の低減を図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、
少なくとも２種以上の多重度の１つが設定され、それぞれ異なる多重度の領域が示される複数の多重度設定領域情報を記憶する記憶部と、
複数の多重度設定領域情報に設定された多重度のうち、最大多重度に合うように、複数の図形パターンが配置されるチップ領域が仮想分割された複数の小領域で構成される複数の層を作成する作成部と、
多重回数目毎に層が分かれるように、各層の複数の小領域に当該小領域内の図形パターンを前記それぞれ異なる多重度の領域の多重度に応じてそれぞれ配置する配置部と、
荷電粒子ビームを用いて、多重度に応じて複数の小領域に当該小領域内の図形パターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

多重度設定領域情報に設定された多重度のうち、最大多重度だけ多重度を設定する領域層を作成する。そして、多重回数目毎に層が分かれるように、各層の複数の小領域に当該小領域内の図形パターンをそれぞれ配置する。かかる構成により、多重回数目に応じて描画処理を行なうことができる。１つのチップ内でも領域によって異なる多重度を設定することで、従来のように一律に同じ多重度にしないので、多重度の低い領域では、描画回数が減る分の描画時間を短縮できる。

また、図形パターンが配置された各小領域のデータをデータ処理する各小領域を分割した処理領域毎に多重度情報を定義する情報定義部をさらに備え、
描画部は、定義された多重度情報に沿った多重度で当該小領域内の図形パターンを描画すると好適である。

或いは、多重回数目毎に、当該小領域よりも小さいサイズの複数のサブフィールド領域に当該小領域内の図形パターンを展開するサブフィールド展開部と、
各サブフィールド領域に多重度情報を定義する情報定義部と、
をさらに備え、
描画部は、定義された多重度情報に沿った多重度で当該小領域内の図形パターンを描画するように構成しても好適である。

また、図形パターンが配置された各小領域のデータをデータ処理する各小領域を分割した処理領域毎に多重度種に応じて図形パターンが配置されると好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
少なくとも２種以上の多重度の１つが設定され、それぞれ異なる多重度の領域が示される複数の多重度設定領域情報を記憶する記憶装置から複数の多重度設定領域情報を読み出し、複数の多重度設定領域情報に設定された多重度のうち、最大多重度に合うように、複数の図形パターンが配置されるチップ領域が仮想分割された複数の小領域で構成される複数の層を作成する工程と、
多重回数目毎に層が分かれるように、各層の複数の小領域に当該小領域内の図形パターンを前記それぞれ異なる多重度の領域の多重度に応じてそれぞれ配置する工程と、
荷電粒子ビームを用いて、多重度に応じて前記複数の小領域に当該小領域内の図形パターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、チップを多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における描画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における異なる多重度設定領域が内部で設定されたストライプ内に描画されるパターンの一例を示す概念図である。 図４のストライプ領域において、ストライプ領域を増やす場合の一例を示す図である。 図５の処理領域の１つに多重度情報を付加する手法を説明するための概念図である。 図４のストライプについてＳＦで多重描画する場合の多重度情報を付加する手法を説明するための概念図である。 実施の形態２における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態２におけるＳＦ領域に多重度情報を付加する手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ＳＦで多重描画する場合の多重度情報を付加する手法を説明するための概念図である。 実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。 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。

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。

上述したように、従来、描画されるチップでは、一律に同じ多重度が設定されてきた。しかし、ヒーティング効果削減のためには、照射量の大きい領域のみ描画多重度を上げればよい。そこで、以下、実施の形態では、描画されるチップ内において、異なる多重度の領域を設定する。これにより、多重度の低い領域では、描画回数が減る分の描画時間を短縮できる。

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及び副偏向器２０９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。

制御部１６０は、制御計算機ユニット１１０、メモリ１１１、制御回路１２０、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、メモリ１１１、制御回路１２０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置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内には、レイヤ作成部５０、図形配置部５２、（サブフィールド）ＳＦ展開部５４、多重度情報付加部５６、合成部５８、及び描画データ処理部５１が配置されている。レイヤ作成部５０、図形配置部５２、ＳＦ展開部５４、多重度情報付加部５６、合成部５８、及び描画データ処理部５１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。レイヤ作成部５０、図形配置部５２、ＳＦ展開部５４、多重度情報付加部５６、合成部５８、及び描画データ処理部５１に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１１にその都度格納される。特に、描画データ処理部５１は、データ処理量が膨大となり得るため、図示しない複数のＣＰＵと複数のメモリ等で構成されると好適である。

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。

記憶装置１４２には、多重度設定領域毎に多重度が設定された多重度設定領域情報が格納される。多重度設定領域としては、例えば、チップ領域を短冊状に仮想分割した描画処理単位となるストライプ領域が挙げられる。また、各ストライプ領域よりもサイズが小さいサブフィールド（ＳＦ）領域が挙げられる。その他、ＳＦ内でショットされるショット領域でもよい。記憶装置１４２には、少なくとも２種以上の多重度のいずれか１つが設定された複数の多重度設定領域情報が記憶される。１つの多重度設定領域情報には、例えば、多重度Ｎ＝１の領域が示されている。また、他の多重度設定領域情報には、例えば、多重度Ｎ＝２の領域が示されている。このように、描画される同じチップ内において、異なる多重度の領域が設定される。多重描画は、例えば、ストライプ領域とＳＦ領域とで行われ、多重度Ｎは、ストライプ領域の描画回数ａとＳＦ領域の描画回数ｂとの積（Ｎ＝ａ×ｂ）で示される。よって、多重度設定領域情報には、ストライプ領域の描画回数ａとＳＦ領域の描画回数ｂが定義される。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、位置偏向用には、主偏向器２０８と副偏向器２０９の主副２段の偏向器を用いているが、１段の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における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図２において、実施の形態１における描画方法は、ストライプレイヤ、ＳＦレイヤ作成工程（Ｓ１０２）と、層毎の領域への図形データ配置工程（Ｓ１０４）と、多重度情報付加工程（Ｓ１０８）と、データ処理工程（Ｓ１１４）と、描画工程（Ｓ１１６）といった一連の工程を実施する。

図３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３では、例えば、１つのチップ１０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４は、実施の形態１における異なる多重度設定領域が内部で設定されたストライプ内に描画されるパターンの一例を示す概念図である。図４では、あるストライプ領域２０内に、例えば、複数のセル３０，３２，３４，３６が配置される場合を示している。各セル３０，３２，３４，３６は、少なくとも１つの図形パターンから構成される。ここで、図４では、セル３４の一部の領域１２の多重度が、その他のストライプ領域２０内の領域１４の多重度とは異なる値に設定されている。例えば、領域１４では、ストライプ領域でもＳＦ領域でも１回描画（多重度Ｎ＝１）で描画する。他方、領域１２では、ストライプ領域を１回描画し、ストライプ内のＳＦ領域を２回描画する。多重描画は、例えば、ストライプ領域とＳＦ領域とで行われ、多重度Ｎは、ストライプ領域の描画回数ａとＳＦ領域の描画回数ｂとの積（Ｎ＝ａ×ｂ）で示される。すなわち、ストライプ領域を１回描画し、ストライプ内のＳＦ領域を２回描画する領域１２の多重度は、Ｎ＝２となる。

ストライプレイヤ、ＳＦレイヤ作成工程（Ｓ１０２）として、レイヤ作成部５０は、記憶装置１４２から複数の多重度設定領域情報を読み出し、複数の多重度設定領域情報に設定された多重度のうち、最大多重度（ストライプ領域とＳＦ領域でのそれぞれの最大描画回数）に合うように、複数の図形パターンが配置されるチップ領域が仮想分割されたストライプ領域とＳＦ領域（複数の小領域）で構成されるストライプレイヤ及びＳＦレイヤ（複数の層）を作成する。例えば、ストライプ領域毎にのみ多重描画を行う場合には、最大多重度分の複数のストライプレイヤを作成する。その場合、ＳＦレイヤは１層分あればよい。逆に、ＳＦ領域毎にのみ多重描画を行う場合には、最大多重度分の複数のＳＦレイヤを作成する。その場合、ストライプレイヤは１層分あればよい。例えば、ストライプ領域で最大２回描画し、ＳＦ領域で最大１回描画する場合には、２層のストライプレイヤと１層のＳＦレイヤを作成する。例えば、ストライプ領域で最大１回描画し、ＳＦ領域で最大２回描画する場合には、１層のストライプレイヤと２層のＳＦレイヤを作成する。例えば、ストライプ領域で最大４回描画し、ＳＦ領域で最大２回描画する場合には、４層のストライプレイヤと２層のＳＦレイヤを作成する。

層毎の領域への図形データ配置工程（Ｓ１０４）として、図形配置部５２は、多重回数目毎に層が分かれるように、各層の複数のストライプ領域（小領域）に当該ストライプ領域内のセル（図形パターン）をそれぞれ配置する。図形配置部５２は、配置部の一例である。

図５は、図４のストライプ領域において、ストライプ領域を増やす場合の一例を示す図である。領域１２は、多重度Ｎ＝２で設定されているため、ストライプ領域或いはＳＦ領域で２回描画する必要がある。図５の例では、ストライプ領域で２回描画する場合を示している。そのために、図５の例では、各ストライプレイヤのストライプ領域２０に対応する２つのストライプ領域２０ａ，２０ｂを示している。１層目のストライプ領域２０ａには、セル３０，３２，３４，３６が配置される。２層目のストライプ領域２０ｂには、セル３４の一部である部分セル３３が配置される。かかる２層のストライプ領域２０ａ，２０ｂを順に描画すれば、セル３４の一部である部分セル３３が１層目と２層目でそれぞれ描画されるので、多重度Ｎ＝２で描画できる。

ここで、ストライプ領域２０は、データ処理単位としては大きいため、各ストライプ領域を複数の処理領域（ＤＰＢ）に分割して、処理領域毎にデータ処理を行う。図５の例では、１層目のストライプ領域２０ａの下半分が、処理領域４０（ＤＰＢ１）と処理領域４２（ＤＰＢ２）に分割される。ここでは、ストライプ領域２０ａの上半分についての処理領域の図示を省略している。また、２層目のストライプ領域２０ｂの下半分が、処理領域４１（ＤＰＢ３）に分割される。２層目のストライプ領域２０ｂでは、セル３４のうち、部分セル３３しか無いので、下半分が、１つの処理領域４１（ＤＰＢ３）で処理可能である場合を示している。また、２層目のストライプ領域２０ｂの上半分にはセルが配置されないので処理領域が不要である。

多重度情報付加工程（Ｓ１０８）として、多重度情報付加部５６は、図形パターンが配置された各ストライプ領域２０（小領域）のデータをデータ処理する各小領域を分割した処理領域毎に多重度情報を定義する。多重度情報付加部５６は、情報定義部の一例である。

図６は、図５の処理領域の１つに多重度情報を付加する手法を説明するための概念図である。図６では、図５で示した処理領域４０（ＤＰＢ１）について示している。処理領域４０には、一部が多重度Ｎ＝２になる領域１２を含むセル３４が配置されている。まず、図形配置部５２は、処理領域４０を多重度種類数だけ複写して、処理領域４０ａ，４０ｂを作成する。そして、処理領域４０ａに１回描画（多重度Ｎ＝１）の領域１４だけの図形パターンを配置する。すなわち、ここでは、セル３２とセル３４のうちの領域１２以外の部分セル３５が配置される。処理領域４０ｂに２回描画（多重度Ｎ＝２）の領域１２に相当する図形パターンを配置する。すなわち、ここでは、セル３４のうちの領域１２に位置する部分セル３３が配置される。このように、図形パターンが配置された各ストライプ領域２０（小領域）のデータをデータ処理する各ストライプ領域２０（小領域）を分割した処理領域毎に多重度種に応じてセル（図形パターン）が配置される。そして、多重度情報付加部５６は、処理領域４０ａ，４０ｂにそれぞれ多重度情報を定義する。処理領域４０ａには、ストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝１，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝１と情報を付加する。処理領域４０ｂには、ストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝２，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝１と情報を付加する。かかる多重度情報により、部分セル３３がストライプ領域で２回、ＳＦ領域で１回描画されることがわかる。図示していないが、図５の処理領域４１にもストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝２，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝１と情報が付加される。

図７は、図４のストライプについてＳＦで多重描画する場合の多重度情報を付加する手法を説明するための概念図である。上述した例では、ストライプ数を増やす場合を示したが、これに限るものではない。ストライプレイヤ数は１つで、ＳＦ領域で多重描画する場合もある。図７では、ＳＦ領域で多重描画する場合の多重度情報を付加する手法を示している。ストライプ数は増えないので、ここでは、図５のストライプ領域２０ｂは作成せずにストライプ領域２０ａだけ作成する。ストライプ領域２０ａのうち、処理領域４０には、多重度＝１の領域１４と多重度＝２の領域１２が混在する。多重度情報付加部５６は、処理領域４０を多重度種類数だけ複写して、処理領域４０ａ，４０ｂを作成する。そして、処理領域４０ａに１回描画（多重度Ｎ＝１）の領域１４だけの図形パターンを配置する。すなわち、ここでは、セル３２とセル３４のうちの領域１２以外の部分セル３５が配置される。処理領域４０ｂに２回描画（多重度Ｎ＝２）の領域１２に相当する図形パターンを配置する。すなわち、ここでは、セル３４のうちの領域１２に位置する部分セル３３が配置される。そして、多重度情報付加部５６は、処理領域４０ａ，４０ｂにそれぞれ多重度情報を定義する。処理領域４０ａには、ストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝１，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝１と情報を付加する。処理領域４０ｂには、ストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝１，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝２と情報を付加する。かかる多重度情報により、部分セル３３がストライプ領域で１回、ＳＦ領域で２回描画されることがわかる。

データ処理工程（Ｓ１１４）として、描画データ処理部５１は、記憶装置１４０から描画データを入力し、各処理領域（ＤＰＢ）に定義された多重度情報を用いて、処理領域毎に複数段のデータ変換処理を行って、描画回数目毎のショットデータを作成する。描画データ処理部５１は、上述した処理領域（ＤＰＢ）単位でデータ処理を行い、複数の処理領域におけるデータ処理が、並列処理される。そして、描画回数目毎のショットデータは記憶装置１４４に格納される。

描画工程（Ｓ１１６）として、制御回路１２０は、設定された多重度で構成されたショットデータを記憶装置１４４から読み出し、描画部１５０を制御して、パターンを描画する。描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、多重度に応じて複数のストライプ領域（小領域）に当該ストライプ領域内の図形パターンを描画する。言い換えれば、描画部１５０は、定義された多重度情報に沿った多重度で当該ストライプ領域内の図形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。

以上のように、本実施の形態によれば、１つのチップ内に複数の多重度が設定された場合に、処理領域毎に多重度情報を定義することで、多重度に応じた図形パターンの配置が可能となる。そのため、多重度に応じたデータ処理ができる。そして、不要な領域について多重度を減らし、逆に必要な領域について多重度を増やすように多重度領域情報を設定することで、ストライプ間或いはＳＦ間でのつなぎ精度を保ち、かつヒーティング効果削減を達成できつつ描画時間を短縮できる。よって、従来のように最大多重度ですべて描画する場合に比べて、描画時間の低減を図ることができる。よって、チップを多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、処理領域単位で多重度情報が付加されたがこれに限るものではない。実施の形態２では、ＳＦ領域単位で多重度情報が付加される場合について説明する。描画装置１００の構成は図１と同様である。また、以下、特に説明しない内容については実施の形態１と同様である。

図８は、実施の形態２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８において、多重度情報付加工程（Ｓ１０８）の代わりに、ＳＦ展開工程（Ｓ１０６）と、多重度情報付加工程（Ｓ１１０）と、ＤＰＢ合成工程（Ｓ１１２）が配置された点以外は、図２と同様である。

図９は、実施の形態２におけるＳＦ領域に多重度情報を付加する手法を説明するための概念図である。図９では、ストライプ領域で２回描画し、ＳＦ領域で１回描画する例を示している。例えば、ストライプ領域で２回描画し、ＳＦ領域で１回描画する場合、図５で示したように２つのストライプ領域２０ａ，２０ｂが作成される。そして、ストライプ領域２０ａ内の処理領域４０（ＤＰＢ１）には、セル３２と一部が多重度Ｎ＝２になる領域１２を含むセル３４とが配置されている。そのため、図６で示したように、２つの処理領域４０ａ，４０ｂが作成される。そして、処理領域４０ａに１回描画（多重度Ｎ＝１）の領域１４だけの図形パターンを配置する。すなわち、ここでは、セル３２とセル３４のうちの領域１２以外の部分セル３５が配置される。処理領域４０ｂに２回描画（多重度Ｎ＝２）の領域１２に相当する図形パターンを配置する。すなわち、ここでは、セル３４のうちの領域１２に位置する部分セル３３が配置される。しかし、実施の形態２では、これら処理領域４０ａ，４０ｂに多重度情報を付加しないでＳＦ展開する。層毎の領域への図形データ配置工程（Ｓ１０４）までの各工程は実施の形態１と同様である。

ＳＦ展開工程（Ｓ１０６）として、ＳＦ展開部５４は、多重回数目毎に、ストライプ領域よりも小さいサイズの複数のＳＦ領域に当該ストライプ領域内の図形パターンを展開する。ここでは、ＳＦ展開部５４は、処理領域毎に、ＳＦ展開して、各層のＳＦレイヤの対応する各ＳＦ領域に図形パターンを配置する。図９において、１層目のＳＦレイヤのうちの１層目の処理領域４０ａに対応する複数のＳＦ領域６０ａの各ＳＦ領域６０ａ内には、セル３２と部分セル３５を構成する図形パターンのうちの当該ＳＦ領域内に位置する図形パターンが配置される。１層目のＳＦレイヤのうちの１層目の処理領域４０ｂに対応する複数のＳＦ領域６０ｂの各ＳＦ領域６０ｂ内には、部分セル３３を構成する図形パターンのうちの当該ＳＦ領域内に位置する図形パターンが配置される。図示していないが、２層目のストライプ領域２０ｂでもＳＦ展開され、図５で示した処理領域４１に対応する２層目のＳＦレイヤの対応する各ＳＦ領域に部分セル３３を構成する図形パターンのうちの当該ＳＦ領域内に位置する図形パターンが配置されることは言うまでもない。

多重度情報付加工程（Ｓ１１０）として、多重度情報付加部５６は、各サブフィールド領域に多重度情報を定義する。各ＳＦ領域６０ａには、ストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝１，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝１と情報を付加する。各ＳＦ領域６０ｂには、ストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝２，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝１と情報を付加する。かかる多重度情報により、部分セル３３がストライプ領域で２回、ＳＦ領域で１回描画されることがわかる。図示していないが、図５の処理領域４１に対応する２層目のＳＦレイヤの対応する各ＳＦ領域にもストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝２，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝１と情報が付加される。

ＤＰＢ合成工程（Ｓ１１２）として、合成部５８は、描画回数目毎に複写した処理領域を合成する。図９の例では、２つの処理領域４０ａ，４０ｂが合成され、１つの処理領域４０となる。そして、合成後の処理領域４０には、多重度情報が異なるＳＦ領域６０ａのグループのデータとＳＦ領域６０ｂのグループのデータとが混在する。

図１０は、実施の形態２におけるＳＦで多重描画する場合の多重度情報を付加する手法を説明するための概念図である。上述した例では、ストライプ数を増やす場合を示したが、これに限るものではない。ストライプレイヤ数は１つで、ＳＦ領域で多重描画する場合もある。図１０では、ＳＦ領域で多重描画する場合の多重度情報を付加する手法を示している。ストライプ数は増えないので、ここでは、図５のストライプ領域２０ｂは作成せずにストライプ領域２０ａだけ作成する。ストライプ領域２０ａ内の処理領域４０（ＤＰＢ１）には、セル３２と一部が多重度Ｎ＝２になる領域１２を含むセル３４とが配置されている。そのため、図１０で示したように、２つの処理領域４０ａ，４０ｂが作成される。そして、処理領域４０ａに１回描画（多重度Ｎ＝１）の領域１４だけの図形パターンを配置する。すなわち、ここでは、セル３２とセル３４のうちの領域１２以外の部分セル３５が配置される。処理領域４０ｂに２回描画（多重度Ｎ＝２）の領域１２に相当する図形パターンを配置する。すなわち、ここでは、セル３４のうちの領域１２に位置する部分セル３３が配置される。

そして、ＳＦ展開工程（Ｓ１０６）として、ＳＦ展開部５４は、多重回数目毎に、複数のＳＦ領域に当該ストライプ領域内の図形パターンを展開する。ここでは、ＳＦ展開部５４は、処理領域毎に、ＳＦ展開して、各層のＳＦレイヤの対応する各ＳＦ領域に図形パターンを配置する。図１０において、１層目のＳＦレイヤのうちの処理領域４０ａに対応する複数のＳＦ領域６０ａの各ＳＦ領域６０ａ内には、セル３２と部分セル３５を構成する図形パターンのうちの当該ＳＦ領域内に位置する図形パターンが配置される。１層目のＳＦレイヤのうちの処理領域４０ｂに対応する複数のＳＦ領域６０ｂの各ＳＦ領域６０ｂ内には、部分セル３３を構成する図形パターンのうちの当該ＳＦ領域内に位置する図形パターンが配置される。２層目のＳＦレイヤのうちの処理領域４０ｂに対応する複数のＳＦ領域６２の各ＳＦ領域６２内には、部分セル３３を構成する図形パターンのうちの当該ＳＦ領域内に位置する図形パターンが配置される。

多重度情報付加工程（Ｓ１１０）として、多重度情報付加部５６は、各サブフィールド領域に多重度情報を定義する。各ＳＦ領域６０ａには、ストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝１，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝１と情報を付加する。各ＳＦ領域６０ｂには、ストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝１，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝２と情報を付加する。各ＳＦ領域６２には、ストライプレイヤ（ＳＴＬ）数＝１，ＳＦレイヤ（ＳＦＬ）数＝２と情報を付加する。かかる多重度情報により、部分セル３３がストライプ領域で１回、ＳＦ領域で２回描画されることがわかる。

そして、ＤＰＢ合成工程（Ｓ１１２）として、合成部５８は、描画回数目毎に複写した処理領域を合成する。図１０の例では、２つの処理領域４０ａ，４０ｂが合成され、１つの処理領域４０となる。そして、合成後の処理領域４０には、多重度情報が異なるＳＦ領域６０ａのグループのデータとＳＦ領域６０ｂのグループのデータとＳＦ領域６２のグループのデータとが混在する。

データ処理工程（Ｓ１１４）として、描画データ処理部５１は、記憶装置１４０から描画データを入力し、各ＳＦ領域に定義された多重度情報を用いて、処理領域毎に複数段のデータ変換処理を行って、描画回数目毎のショットデータを作成する。描画データ処理部５１は、上述した処理領域（ＤＰＢ）単位でデータ処理を行う点は実施の形態１と同様である。そして、描画回数目毎のショットデータは記憶装置１４４に格納される。以下の工程は実施の形態１と同様である。

以上のように、実施の形態２によれば、１つのチップ内に複数の多重度が設定された場合に、ＳＦ毎に多重度情報を定義することで、多重度に応じた図形パターンの配置が可能となる。そのため、多重度に応じたデータ処理ができる。そして、不要な領域について多重度を減らし、逆に必要な領域について多重度を増やすように多重度領域情報を設定することで、ストライプ間或いはＳＦ間でのつなぎ精度を保ち、かつヒーティング効果削減を達成できつつ描画時間を短縮できる。よって、従来のように最大多重度ですべて描画する場合に比べて、描画時間の低減を図ることができる。よって、チップを多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。

実施の形態３．
実施の形態１，２では、チップ内で複数の多重度領域が設定された多重度設定領域情報を外部から入力していたが、これに限るものではない。

図１１は、実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。図１１において、制御計算機ユニット１１０内に多重度領域設定部６１が追加された点以外は図１と同様である。多重度領域設定部６１、レイヤ作成部５０、図形配置部５２、ＳＦ展開部５４、多重度情報付加部５６、合成部５８、及び描画データ処理部５１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。多重度領域設定部６１、レイヤ作成部５０、図形配置部５２、ＳＦ展開部５４、多重度情報付加部５６、合成部５８、及び描画データ処理部５１に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１１にその都度格納される。特に、描画データ処理部５１は、データ処理量が膨大となり得るため、図示しない複数のＣＰＵと複数のメモリ等で構成されると好適である。

記憶装置１４２には、実施の形態３における多重度設定に必要な情報が装置外部から入力され、格納される。例えば、ストライプ間、サブフィールド（ＳＦ）間、或いは、ショット間の必要なつなぎ精度を維持するために必要な多重度Ｎを示す多重度情報が格納される。さらに、必要な多重度の判定に必要な照射量しきい値Ａが格納される。さらに、必要な多重度の判定を行う判定領域を示す判定領域情報が格納される。さらに、多重度を可変に設定する際の単位領域となる多重度可変領域を示す多重度可変領域情報が格納される。さらに、描画１回あたりの照射量が照射量しきい値Ａより大きくならない範囲で、多重度情報に定義された多重度よりも低い多重度に減らすことを許可するか不許可にするかを示す可否フラグが格納される。

多重度領域設定部６１は、チップ領域が仮想分割された複数のストライプ領域およびＳＦ領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、多重度を設定する。また、多重度領域設定部６１は、判定領域情報に示す判定領域毎に、描画１回あたりの照射量Ｄが照射量しきい値Ａより大きくならない範囲での最小多重度となる多重度Ｎ’（但し、Ｎ’は１以上）を算出する。そして、多重度可変領域情報に示された多重度可変領域毎に、多重度可変領域内に位置する、或いは多重度可変領域と重なる判定領域で算出された多重度Ｎ’の最大値Ｎ”を算出する。そして、多重度最大値Ｎ”と多重度情報が示す多重度Ｎを比較する。多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さい場合、可否フラグに基づいて多重度を低くしてよい場合には当該多重度可変領域の多重度をＮ”と設定する。可否フラグにより、若しくはフラグが定義されておらず多重度を低くすることが許可されていない場合には当該多重度可変領域の多重度をＮと設定する。また、多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さくない場合、当該多重度可変領域の多重度をＮ”と設定する。

以上のように構成することで、多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さい場合で可否フラグに基づいて多重度を低くしてよい場合には、当該多重度可変領域の多重度を入力された多重度Ｎよりも低くできる。その結果、低くしたストライプ領域およびＳＦ領域の描画回数が減るので描画時間を短縮できる。逆に、Ｄ＞Ａの場合で多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さくない場合、局所的に多重度を増やすことができ、ヒーティング効果による寸法変動を抑制できる。以上のようにして、多重度設定領域毎に多重度が設定された多重度領域が設定される。以下、実施の形態１或いは実施の形態２と同様である。

以上のように、描画装置１００内で多重度を可変に設定することで、不要な領域について多重度を減らし、逆に必要な領域について多重度を増やすように多重度領域情報を設定することで、ストライプ間或いはＳＦ間でのつなぎ精度を保ち、かつヒーティング効果削減を達成できつつ描画時間を短縮できる。

ここで、上述した各実施の形態において、ストライプ領域単位で多重描画する場合、描画順序は、１層目のすべてのストライプ領域を描画した後で、２層目のストライプ領域を描画しても良いし、下から順にストライプ領域を描画していき、多重度＝２のストライプ領域について１層目分の描画の後、続けて２層目分の描画を行なっても良い。

また、ＳＦ領域単位で多重描画する場合、描画順序は、ストライプ領域の左側の列から右の列に向かって順に描画され、各列では例えば下から上に向かって順に描画される。例えば１列目の下側のＳＦから上側に向かって（ｙ方向に向かって）順に描画され、１列目の１層目の描画が終了した後に、１列目の２層目の描画がおこなわれる。そして、１列目が終了後、２列目のＳＦを同様に順に描画していく。

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
１２，１４ 領域
２０ ストライプ領域
３０，３２，３４，３６ セル
３３，３５ 部分セル
４０，４１，４２ 処理領域
５０ レイヤ作成部
５１ 描画データ処理部
５２ 図形配置部
５４ ＳＦ展開部
５６ 多重度情報付加部
５８ 合成部
６０，６２ ＳＦ領域
６１ 多重度領域設定部
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 制御計算機ユニット
１１１ メモリ
１２０ 制御回路
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 (5)

1. 少なくとも２種以上の多重度の１つが設定され、それぞれ異なる多重度の領域が示される複数の多重度設定領域情報を記憶する記憶部と、
   前記複数の多重度設定領域情報に設定された多重度のうち、最大多重度に合うように、複数の図形パターンが配置されるチップ領域が仮想分割された複数の小領域で構成される複数の層を作成する作成部と、
   多重回数目毎に層が分かれるように、前記各層の前記複数の小領域に当該小領域内の図形パターンを前記それぞれ異なる多重度の領域の多重度に応じてそれぞれ配置する配置部と、
   荷電粒子ビームを用いて、多重度に応じて前記複数の小領域に当該小領域内の図形パターンを描画する描画部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記図形パターンが配置された各小領域のデータをデータ処理する各小領域を分割した処理領域毎に多重度情報を定義する情報定義部をさらに備え、
   前記描画部は、定義された多重度情報に沿った多重度で当該小領域内の図形パターンを描画することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 多重回数目毎に、当該小領域よりも小さいサイズの複数のサブフィールド領域に当該小領域内の図形パターンを展開するサブフィールド展開部と、
   各サブフィールド領域に多重度情報を定義する情報定義部と、
   をさらに備え、
   前記描画部は、定義された多重度情報に沿った多重度で当該小領域内の図形パターンを描画することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記図形パターンが配置された各小領域のデータをデータ処理する各小領域を分割した処理領域毎に多重度情報に応じて図形パターンが配置されることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 少なくとも２種以上の多重度の１つが設定され、それぞれ異なる多重度の領域が示される複数の多重度設定領域情報を記憶する記憶装置から前記複数の多重度設定領域情報を読み出し、前記複数の多重度設定領域情報に設定された多重度のうち、最大多重度に合うように、複数の図形パターンが配置されるチップ領域が仮想分割された複数の小領域で構成される複数の層を作成する工程と、
   多重回数目毎に層が分かれるように、各層の前記複数の小領域に当該小領域内の図形パターンを前記それぞれ異なる多重度の領域の多重度に応じてそれぞれ配置する工程と、
   荷電粒子ビームを用いて、多重度に応じて前記複数の小領域に当該小領域内の図形パターンを描画する工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

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