JP5631151B2 - 描画データの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、描画データの製造方法に係り、例えば、荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画装置へ入力する描画データの製造方法に関する。

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１３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。

電子ビーム描画装置で試料にパターンを描画するためには、まず、ＣＡＤデータ等の設計データから電子ビーム描画装置へ入力するための描画データを作成する（例えば、特許文献１参照）。そして、作成された描画データを描画装置に入力し、描画装置内でデータ変換処理を行って、描画データ内の各図形パターンが電子ビームを用いて試料上に描画される。ここで、電子ビーム描画では、複数の図形パターンが描画される。描画されるパターンレイアウトの一部として、例えば、同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンが配列される場合がある。かかる同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンは、１つのアレイパターンとして定義された描画データが作成される。１つのアレイパターンとして定義することにより、各図形パターンを１つずつ定義するデータフォーマットの場合よりも作成される描画データのデータ量を大幅に小さくできるというメリットがある。

図１４は、同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンの一例を示す概念図である。図１４では、縦寸法がＬｙで横寸法がＬｘの長方形の図形パターンが、ｘ方向にピッチＰｘでＮｘ個ずつ、ｙ方向にピッチＰｙでＮｙ個ずつ配列される図形パターン群の一例を示している。かかるマトリックス状に配列された図形パターン群は、１つのアレイパターンとして描画データ中で定義されていた。

図１５は、同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンの他の一例を示す概念図である。図１５では、縦寸法がＬｙで横寸法がＬｘの長方形の図形パターンが、ｘ方向にピッチＰｘで、ｙ方向にピッチＰｙでずれながら斜め方向に向かってＮ個配列される図形パターン群の一例を示している。かかる一定方向に配列された図形パターン群についても１つのアレイパターンとして描画データ中で定義されていた。

図１６は、同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンの他の一例を示す概念図である。図１６では、縦寸法がＬｙで横寸法がＬｘの長方形の図形パターンが、ｘ方向にピッチＰｘでずれながらｘ方向に向かってＮｘ個配列される図形パターン群の一例を示している。かかるｘ方向だけの一定方向に配列された図形パターン群についても１つのアレイパターンとして描画データ中で定義されていた。

図１７は、同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンの他の一例を示す概念図である。図１７では、縦寸法がＬｙで横寸法がＬｘの長方形の図形パターンが、ｙ方向にピッチＰｙでずれながらｙ方向に向かってＮｙ個配列される図形パターン群の一例を示している。かかるｙ方向だけの一定方向に配列された図形パターン群についても１つのアレイパターンとして描画データ中で定義されていた。

しかしながら、描画対象となる図形パターンのレイアウト中には、同一図形種、かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で変わっていくように配列される複数の図形パターンが配列される場合もある。かかる複数の図形パターンは、それぞれサイズが異なってしまうため、従来、１つのアレイパターンとして定義できず、個々の図形パターンとして１つずつ定義されていた。

特開２００８−２９２８７１号公報

上述したように、同一図形種、かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で変わっていくように配列される複数の図形パターンが配列される場合、個々の図形パターンとして１つずつ定義した描画データが作成されていた。昨今のパターンの微細化に伴い、描画される図形パターン数は膨大な数に増加している。そのため、１つの描画データ中に定義される図形パターン数も膨大な数に増加している。その結果、描画データを保存する記憶媒体を大型化が必要となってしまうといった問題があった。さらに、データ処理を行う際のデータ読み込み時間や描画処理を行う総処理時間（ＴＡＴ）の遅延といった問題があった。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、描画データのデータ量を低減することが可能な描画データの作成方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の描画データの作成方法は、
荷電粒子ビームを用いて試料に図形パターンを描画するための描画データの作成方法であって、
同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きく或いは小さくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群を、１つのアレイとして、終了図形サイズ、隣り合う図形からの寸法差、及び開始図形と終了図形との間の寸法差のうちの１つと、図形種の識別子と、開始図形サイズと、開始図形座標と、終了図形座標と、繰り返し数と、を用いて定義されるように、描画データを作成することを特徴とする。

或いは、本発明の他の態様の描画データの作成方法は、
荷電粒子ビームを用いて試料に図形パターンを描画するための描画データの作成方法であって、
同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きく或いは小さくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群を、１つのアレイとして、終了図形サイズ、隣り合う図形からの寸法差、及び開始図形と終了図形との寸法差のうちの１つと、図形種の識別子と、開始図形サイズと、開始図形座標と、ピッチと、繰り返し数と、を用いて定義されるように、描画データを作成することを特徴とする。

かかるデータフォーマットで定義することで、１つのアレイとして図形パターン群を定義できる。

また、複数の図形パターンの配置の配列種を示す配列種識別子をさらに用いて定義されるように、描画データを作成するとより好適である。

さらに、繰り返し数として、一方向分の繰り返し数を定義すると好適である。

さらに、終了図形座標として、一方向分の座標を定義すると好適である。或いは、ピッチとして、一方向分のピッチを定義すると好適である。

本発明によれば、１つのアレイとして図形パターン群を定義できるので、描画データのデータ量を低減できる。よって、データ処理を行う際のデータ読み込み時間や描画処理を行う総処理時間（ＴＡＴ）の遅延を抑制できる。

実施の形態１における、ピッチが示された複数の図形パターンの配列の一例を示す概念図である。 実施の形態１における描画データのデータフォーマットの一例を示す図である。 実施の形態１における同一図形種で同一ピッチでありながら図形サイズが一定間隔で伸縮する図形パターン群の一例を示す図である。 実施の形態１における同一図形種で同一ピッチでありながら図形サイズが一定間隔で伸縮する図形パターン群の他の一例を示す図である。 実施の形態１における、終了図形座標が示された複数の図形パターンの配列の一例を示す概念図である。 実施の形態１における描画データのデータフォーマットの他の一例を示す図である。 実施の形態１における複数の図形パターンの配置の配列種の一例を示す図である。 実施の形態１における各配列種の図形パターン群をピッチ指定タイプ或いは終了図形座標指定タイプで定義する場合のデータフォーマットを示す図である。 実施の形態１における図形パターン群を図形座標指定タイプで定義する際の配列種に応じてデータ数が異なるデータフォーマットを示す図である。 実施の形態１におけるデータフォーマットの描画データと従来のデータフォーマットの描画データとにおける図形数とデータ量の関係を示す図である。 実施の形態１における描画データの作成装置の構成の一例を示す概念図である。 実施の形態１における描画データを入力して、パターンを描画す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。 同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンの一例を示す概念図である。 同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンの他の一例を示す概念図である。 同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンの他の一例を示す概念図である。 同一形状、同一ピッチかつ同一サイズの複数の図形パターンの他の一例を示す概念図である。

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．
実施の形態１では、電子ビームを用いて試料に図形パターンを描画するための描画データの作成方法について説明する。

図１は、実施の形態１における、ピッチが示された複数の図形パターンの配列の一例を示す概念図である。図１では、縦寸法がＬｓｙで横寸法がＬｓｘの長方形の図形パターン１１が、ｘ方向にピッチＰｘで４個ずつ、ｙ方向にピッチＰｙで３個ずつ配列される図形パターン群の一例を示している。図１の例では、ｘ方向に１個ずれるたびにΔＬｘずつ横寸法（ｘ方向寸法）が大きくなり、ｙ方向に１個ずれるたびにΔＬｙずつ縦寸法（ｙ方向寸法）が大きくなる。そして、最終図形パターン１３は、縦寸法がＬｅｙで横寸法がＬｅｘの長方形の図形パターンとなる。図１で示すように、かかる図形パターン群は、同一図形種で同一ピッチでありながら図形サイズが一定寸法差で大きくなっていく。かかるマトリックス状に配列された図形パターン群について、従来、個々の図形パターンとして１つずつ定義されていたが、実施の形態１では、１つのアレイパターンとして描画データ中に定義する。

図２は、実施の形態１における描画データのデータフォーマットの一例を示す図である。図２に示す描画データのデータフォーマット１０では、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群を１つのアレイとして描画データ中に定義する。具体的には、図形種の識別子となる図形コードと、開始図形サイズと、開始図形座標と、ピッチと、終了図形サイズと、繰り返し数と、を用いて定義される。開始図形サイズと、開始図形座標と、ピッチと、終了図形サイズと、繰り返し数との各項目について、ｘ方向成分とｙ方向成分についてそれぞれ定義する。言い換えると、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群は、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向のピッチＸ（Ｐｘ）と、ｙ方向のピッチＹ（Ｐｙ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘ（Ｎｘ）と、ｙ方向の繰り返し数Ｙ（Ｎｙ）と、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。かかるデータフォーマットを用いて同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群を定義することで１つのアレイとして描画データ中に定義できる。その結果、個々の図形パターンとして定義する場合よりも大幅にデータ量を削減できる。図２のフォーマットでは、始点となる開始図形座標とピッチが定義され、さらに、繰り返し数も定義されているので、ｘ方向の開始図形座標にｘ方向のピッチを順に加算していけば、ｘ方向の各図形の配置座標を算出できる。同様に、ｙ方向の開始図形座標にｙ方向のピッチを順に加算していけば、ｙ方向の各図形の配置座標も算出できる。

ここで、終了図形サイズの代わりに、隣り合う図形パターンからの寸法差となる隣り合う要素の伸縮分で定義しても好適である。かかる伸縮分についてもｘ方向成分とｙ方向成分についてそれぞれ定義すればよい。言い換えれば、ｘ方向に隣り合う要素の伸縮分Ｘ（ΔＬｘ）と、ｙ方向に隣り合う要素の伸縮分Ｙ（ΔＬｙ）で定義してもよい。かかるフォーマットでも１つのアレイとして描画データ中に定義できる。その結果、個々の図形パターンとして定義する場合よりも大幅にデータ量を削減できる。

或いは、終了図形サイズの代わりに、開始図形と終了図形との間の寸法差となる最終伸縮サイズで定義しても好適である。かかる最終伸縮サイズについてもｘ方向成分とｙ方向成分についてそれぞれ定義すればよい。言い換えれば、ｘ方向の最終伸縮サイズＸ（ΔＬｅｘ）と、ｙ方向の最終伸縮サイズＹ（ΔＬｅｙ）で定義してもよい。かかるフォーマットでも１つのアレイとして描画データ中に定義できる。その結果、個々の図形パターンとして定義する場合よりも大幅にデータ量を削減できる。

図１の例では、同一図形種で同一ピッチでありながら図形サイズが一定寸法差で大きくなっていく図形パターン群を示したが、同一図形種で同一ピッチでありながら図形サイズが一定寸法差で小さくなっていく図形パターン群でも同様に定義できる。

図３は、実施の形態１における同一図形種で同一ピッチでありながら図形サイズが一定間隔で伸縮する図形パターン群の一例を示す図である。図３（ａ）では、４５度の整数倍とは異なる角度（任意角）を持った直角三角形（任意角図形２０）の一例を示す。描画装置でビーム形状を可変成形する際、第１と第２の成形アパーチャを用いて電子ビームを成形することになる。ここで、成形可能な図形の角度が４５度の整数倍に設定された第１と第２の成形アパーチャを用いる場合がある。具体的には、４５°、９０°、或いは１３５°の角度で成形する。かかる成形アパーチャではこれらの角度以外の角度を持った図形パターンは、４５°、９０°、或いは１３５°の角度を持った図形パターンで近似することになる。任意角図形２０を４５°、９０°、或いは１３５°の角度を持った１つの図形パターンで近似すると図形形状の誤差が大きくなるため、図３（ｂ）に示すように、任意角図形２０を複数の図形パターン３２，３４，３６，３８に分割して定義する。その際、同一図形種かつ同一ピッチで分割していく。図３の例では、ｘ方向に向かってｙ寸法が一定間隔で小さくなっていく複数の長方形の図形パターン３２，３４，３６，３８に分割される。以上のようなｘ方向に向かってｙ寸法が一定間隔で小さくなっていく複数の長方形の図形パターン３２，３４，３６，３８についても図２で示した描画データ１０のフォーマットを用いることで１つのアレイとして定義できる。

図４は、実施の形態１における同一図形種で同一ピッチでありながら図形サイズが一定間隔で伸縮する図形パターン群の他の一例を示す図である。図４（ａ）では、４５度の整数倍とは異なる角度（任意角）を持った２等辺三角形（任意角図形２１）の一例を示す。上述したように成形可能な図形の角度が４５度の整数倍に設定された第１と第２の成形アパーチャを用いる場合、図４（ｂ）に示すように、任意角図形２１を複数の図形パターン３１，３３，３５，３７に分割して定義する。その際、同一図形種かつ同一ピッチで分割していく。図４の例では、ｘ方向に向かってｙ寸法が一定間隔で大きくなっていく複数の長方形の図形パターン３１，３３，３５，３７に分割される。以上のようなｘ方向に向かってｙ寸法が一定間隔で大きくなっていく複数の長方形の図形パターン３１，３３，３５，３７についても図２で示した描画データ１０のフォーマットを用いることで１つのアレイとして定義できる。

ここで、データフォーマットは図２に示したピッチ指定タイプのデータフォーマットに限るものでない。以下、終了図形座標指定タイプのデータフォーマットについて説明する。

図５は、実施の形態１における、終了図形座標が示された複数の図形パターンの配列の一例を示す概念図である。図５では、縦寸法がＬｓｙで横寸法がＬｓｘの長方形の図形パターン１１が、ｘ方向に４個ずつ、ｙ方向に３個ずつ配列される図形パターン群の一例を示している。図５の例では、ｘ方向に１個ずれるたびにΔＬｘずつ横寸法（ｘ方向寸法）が大きくなり、ｙ方向に１個ずれるたびにΔＬｙずつ縦寸法（ｙ方向寸法）が大きくなる。そして、最終図形パターン１３は、終了図形座標（Ｘｅ，Ｙｅ）の位置に、縦寸法がＬｅｙで横寸法がＬｅｘの長方形の図形パターンとして配置される。図５で示すように、かかる図形パターン群は、同一図形種で同一ピッチでありながら図形サイズが一定寸法差で大きくなっていく。図形のレイウアト自体は図１と同様である。かかるマトリックス状に配列された図形パターン群について、実施の形態１では、１つのアレイパターンとして次のように描画データ中に定義する。

図６は、実施の形態１における描画データのデータフォーマットの他の一例を示す図である。図６に示す描画データのデータフォーマット１２では、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群を１つのアレイとして描画データ中に定義する。具体的には、図形種の識別子となる図形コードと、開始図形サイズと、開始図形座標と、終了図形座標と、終了図形サイズと、繰り返し数と、を用いて定義される。開始図形サイズと、開始図形座標と、終了図形座標と、終了図形サイズと、繰り返し数との各項目について、ｘ方向成分とｙ方向成分についてそれぞれ定義する。言い換えると、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群は、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）と、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘ（Ｎｘ）と、ｙ方向の繰り返し数Ｙ（Ｎｙ）と、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。かかるデータフォーマットを用いて同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群を定義することで１つのアレイとして描画データ中に定義できる。その結果、個々の図形パターンとして定義する場合よりも大幅にデータ量を削減できる。図６のフォーマットでは、始点となる開始図形座標と終点となる終了図形座標が定義され、さらに、繰り返し数も定義されているので、ｘ方向の開始図形座標と終了図形座標間の距離をｘ方向の繰り返し数から１を減じた数（ｘ方向の繰返し数−１）で除した値を基にすれば、ｘ方向の各図形の配置座標を算出できる。同様に、ｙ方向の開始図形座標と終了図形座標間の距離をｙ方向の繰り返し数から１を減じた数（ｙ方向の繰返し数−１）で除した値を基にすれば、ｙ方向の各図形の配置座標も算出できる。

ここで、上述したように、終了図形サイズの代わりに、隣り合う図形パターンからの寸法差となる隣り合う要素の伸縮分で定義しても好適である。かかる伸縮分についてもｘ方向成分とｙ方向成分についてそれぞれ定義すればよい。言い換えれば、ｘ方向に隣り合う要素の伸縮分Ｘ（ΔＬｘ）と、ｙ方向に隣り合う要素の伸縮分Ｙ（ΔＬｙ）で定義してもよい。かかるフォーマットでも１つのアレイとして描画データ中に定義できる。その結果、個々の図形パターンとして定義する場合よりも大幅にデータ量を削減できる。

或いは、上述したように、終了図形サイズの代わりに、開始図形と終了図形との間の寸法差となる最終伸縮サイズで定義しても好適である。かかる最終伸縮サイズについてもｘ方向成分とｙ方向成分についてそれぞれ定義すればよい。言い換えれば、ｘ方向の最終伸縮サイズＸ（ΔＬｅｘ）と、ｙ方向の最終伸縮サイズＹ（ΔＬｅｙ）で定義してもよい。かかるフォーマットでも１つのアレイとして描画データ中に定義できる。その結果、個々の図形パターンとして定義する場合よりも大幅にデータ量を削減できる。

図７は、実施の形態１における複数の図形パターンの配置の配列種の一例を示す図である。図７（ａ）では、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群が、ｘ，ｙ両方向にマトリックス状に配列される例を示している。図７（ｂ）では、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群が、１つの任意方向に向かって一列に配列される例を示している。図７（ｃ）では、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群が、ｘ方向に向かって一列に配列される例を示している。図７（ｄ）では、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群が、ｙ方向に向かって一列に配列される例を示している。以上のように、かかる図形パターン群の配列種には、マトリックス状の一般型の他、任意方向型、水平方向（ｘ方向）型、及び垂直方向（ｙ方向）型といった特殊型が存在する。

図８は、実施の形態１における各配列種の図形パターン群をピッチ指定タイプ或いは終了図形座標指定タイプで定義する場合のデータフォーマットを示す図である。図８（ａ）では、各配列種の図形パターン群をピッチ指定タイプ（ピッチ型）で定義する場合のデータフォーマットを示す。図８（ｂ）では、各配列種の図形パターン群を終了図形座標指定タイプ（始点終点型）で定義する場合のデータフォーマットを示す。マトリックス状の一般型の図形パターン群をピッチ型で定義する場合、図８（ａ）に示すように、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向のピッチＸ（Ｐｘ）と、ｙ方向のピッチＹ（Ｐｙ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘ（Ｎｘ）と、ｙ方向の繰り返し数Ｙ（Ｎｙ）と、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。

任意方向型の図形パターン群をピッチ型で定義する場合、図８（ａ）に示すように、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向のピッチＸ（Ｐｘ）と、ｙ方向のピッチＹ（Ｐｙ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘと、ｙ方向の繰り返し数Ｙと、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。但し、ｘ，ｙ方向以外の任意方向（斜め方向）の場合、斜め方向であることを示す情報が必要となる。そこで、ｘ方向の繰り返し数Ｘとｙ方向の繰り返し数Ｙとのうちの一方に任意方向への繰り返し数（Ｎｘ或いはＮｙ）を定義し、他方には繰り返し数としては不正な値、例えば、０やマイナス値を入れる。そして、描画装置へ入力された後のデータ処理の際、繰り返し数としては不正な値が定義されていた場合には任意方向型であると認識するようにルール設定しておけばよい。

水平方向型の図形パターン群をピッチ型で定義する場合、図８（ａ）に示すように、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向のピッチＸ（Ｐｘ）と、ｙ方向のピッチＹ（Ｐｙ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘ（Ｎｘ）と、ｙ方向の繰り返し数Ｙ（１）と、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。水平方向型では、ｘ方向にだけ繰り返すことを示す情報が必要となる。そこで、ｙ方向の繰り返し数Ｙを１と定義することで水平方向型と把握できる。また、ピッチＹ（Ｐｙ）を０と定義することで水平方向型と把握できる。

垂直方向型の図形パターン群をピッチ型で定義する場合、図８（ａ）に示すように、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向のピッチＸ（Ｐｘ）と、ｙ方向のピッチＹ（Ｐｙ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘ（１）と、ｙ方向の繰り返し数Ｙ（Ｎｙ）と、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。垂直方向型では、ｙ方向にだけ繰り返すことを示す情報が必要となる。そこで、ｘ方向の繰り返し数Ｘを１と定義することで垂直方向型と把握できる。また、ピッチＸ（Ｐｘ）を０と定義することで垂直方向型と把握できる。

マトリックス状の一般型の図形パターン群を始点終点型で定義する場合、図８（ｂ）に示すように、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）と、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘ（Ｎｘ）と、ｙ方向の繰り返し数Ｙ（Ｎｙ）と、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。

任意方向型の図形パターン群を始点終点型で定義する場合、図８（ｂ）に示すように、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）と、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘと、ｙ方向の繰り返し数Ｙと、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。但し、ｘ，ｙ方向以外の任意方向（斜め方向）の場合、斜め方向であることを示す情報が必要となる。そこで、上述したように、ｘ方向の繰り返し数Ｘとｙ方向の繰り返し数Ｙとのうちの一方に任意方向への繰り返し数（Ｎｘ或いはＮｙ）を定義し、他方には繰り返し数としては不正な値、例えば、０やマイナス値を入れる。そして、描画装置へ入力された後のデータ処理の際、繰り返し数としては不正な値が定義されていた場合には任意方向型であると認識するようにルール設定しておけばよい。

水平方向型の図形パターン群を始点終点型で定義する場合、図８（ｂ）に示すように、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）と、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘ（Ｎｘ）と、ｙ方向の繰り返し数Ｙ（１）と、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。水平方向型では、ｘ方向にだけ繰り返すことを示す情報が必要となる。そこで、上述したように、ｙ方向の繰り返し数Ｙを１と定義することで水平方向型と把握できる。

垂直方向型の図形パターン群を始点終点型で定義する場合、図８（ｂ）に示すように、図形コード、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）と、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘ（１）と、ｙ方向の繰り返し数Ｙ（Ｎｙ）と、で構成されるデータフォーマットを用いて定義される。垂直方向型では、ｙ方向にだけ繰り返すことを示す情報が必要となる。そこで、上述したように、ｘ方向の繰り返し数Ｘを１と定義することで垂直方向型と把握できる。

図８の例では、各配列種の図形パターン群をピッチ指定タイプ或いは終了図形座標指定タイプの同じデータ量のデータフォーマットで定義したがこれに限るものではない。以下、配列種に応じてデータ量を可変にしたデータフォーマットについて説明する。

図９は、実施の形態１における図形パターン群を図形座標指定タイプで定義する際の配列種に応じてデータ数が異なるデータフォーマットを示す図である。マトリックス状の一般型の図形パターン群を始点終点型で定義する場合、図９（ａ）に示すように、図形コード、複数の図形パターンの配置の配列種を示す配列種識別子のうちマトリックス状の一般型であることを示す型識別情報（Ｔｙｐｅ）と、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）と、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、ｘ方向の繰り返し数Ｘ（Ｎｘ）と、ｙ方向の繰り返し数Ｙ（Ｎｙ）と、で構成されるデータフォーマット１５を用いて定義される。かかるデータフォーマット１５では、マトリックス状の一般型の１つのアレイについて情報数が１２個となる。

任意方向型の図形パターン群を始点終点型で定義する場合、図９（ｂ）に示すように、図形コード、複数の図形パターンの配置の配列種を示す配列種識別子のうち任意方向型であることを示す型識別情報（Ｔｙｐｅ）と、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）と、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、繰り返し数（Ｎ）と、で構成されるデータフォーマット１４を用いて定義される。ここでは、任意方向型であることを示す型識別情報が定義されるため、繰り返し数の情報は１つあれば足りる。そのため、かかるデータフォーマット１４では、任意方向型の１つのアレイについて情報数が１１個となる。

水平方向型の図形パターン群を始点終点型で定義する場合、図９（ｃ）に示すように、図形コード、複数の図形パターンの配置の配列種を示す配列種識別子のうち水平方向型であることを示す型識別情報（Ｔｙｐｅ）と、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、繰り返し数（Ｎ）と、で構成されるデータフォーマット１６を用いて定義される。ここでは、水平方向型であることを示す型識別情報が定義されるため、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）が定義されていればよく、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）の情報が無くとも足りる。また、繰り返し数の情報も１つあれば足りる。そのため、かかるデータフォーマット１６では、水平方向型の１つのアレイについて情報数が１０個となる。

垂直方向型の図形パターン群を始点終点型で定義する場合、図９（ｃ）に示すように、図形コード、複数の図形パターンの配置の配列種を示す配列種識別子のうち垂直方向型であることを示す型識別情報（Ｔｙｐｅ）と、ｘ方向の開始図形サイズＸ（Ｌｓｘ）と、ｙ方向の開始図形サイズＹ（Ｌｓｙ）と、ｘ方向の開始図形座標Ｘ（Ｘｓ）と、ｙ方向の開始図形座標Ｙ（Ｙｓ）と、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）と、ｘ方向の終了図形サイズＸ（Ｌｅｘ）と、ｙ方向の終了図形サイズＹ（Ｌｅｙ）と、繰り返し数（Ｎ）と、で構成されるデータフォーマット１８を用いて定義される。ここでは、垂直方向型であることを示す型識別情報が定義されるため、ｙ方向の終了図形座標Ｙ（Ｙｅ）が定義されていればよく、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）の情報が無くとも足りる。また、繰り返し数の情報も１つあれば足りる。そのため、かかるデータフォーマット１８では、垂直方向型の１つのアレイについて情報数が１０個となる。

以上のように、任意方向型、水平方向型、及び垂直方向型では、繰り返し数として、一方向分の繰り返し数を定義すればよい。これにより、２方向（ｘ，ｙ方向）分の繰り返し数を定義する場合より情報数を１つ削減できる。さらに、水平方向型、及び垂直方向型では、終了図形座標として、一方向分の座標を定義すればよい。これにより、２方向（ｘ，ｙ方向）分の終了図形座標を定義する場合より情報数を１つ削減できる。

以上のように、型識別情報（Ｔｙｐｅ）を定義することで、配列種に応じてデータ量を削減できる。

ここで、終了図形サイズの代わりに、隣り合う要素の伸縮分、或いは、最終伸縮サイズで定義しても好適である点は上述した通りである。また、終了図形座標の代わりにピッチで定義してもよい。かかる場合、マトリックス状の一般型では、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）の代わりにｘ方向のピッチＸ（Ｐｘ）が定義され、ｙ方向の終了図形座Ｙ（Ｙｅ）の代わりにｙ方向のピッチＹ（Ｐｙ）が定義されるので、情報数は１２となる。水平方向型では、ｘ方向の終了図形座標Ｘ（Ｘｅ）の代わりにｘ方向のピッチＸ（Ｐｘ）が定義されるので、情報数は１０となる。垂直方向型では、ｙ方向の終了図形座Ｙ（Ｙｅ）の代わりにｙ方向のピッチＹ（Ｐｙ）が定義されるので、情報数は１０となる。

図１０は、実施の形態１におけるデータフォーマットの描画データと従来のデータフォーマットの描画データとにおける図形数とデータ量の関係を示す図である。従来のデータフォーマットのように、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きく或いは小さくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群を、個々の図形パターンとして定義した描画データを作成する方法では、図形数に比例してデータ量が増加する。これに対して、実施の形態１のように、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きく或いは小さくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群を、１つのアレイとして定義した描画データを作成する方法では、アレイ内の図形が増えてもデータ量は増加しない。よって、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きく或いは小さくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群が配置されるパターンレイアウトでは、描画データのデータ量を大幅に低減できる。

図１１は、実施の形態１における描画データの作成装置の構成の一例を示す概念図である。描画データの作成装置５０は、ＣＰＵ等の制御計算機５２、メモリ５４、及び磁気ディスク装置等の記憶装置５６，５８を備えている。記憶装置５６にはＣＡＤデータ等の設計データが外部から入力され、記憶（格納）されている。制御計算機５２は、記憶装置５６から設計データを読み出し、同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きく或いは小さくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群について、上述したデータフォーマットで定義した描画データを作成する。そして、作成された描画データは記憶装置５８に出力され、記憶（格納）される。制御計算機５２に入力或いは出力される情報、演算中の情報はその都度メモリ５４に一時的に記憶される。

図１２は、実施の形態１における描画データを入力して、パターンを描画する描画装置の構成を示す概念図である。図１２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を有している。制御計算機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は、図示しないバスを介して互いに接続されている。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。

記憶装置１４０には、作成された描画データが外部より入力され記憶（格納）される。描画データ処理部となる制御計算機１１０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、描画装置固有のフォーマットとなるショットデータを生成する。そして、ショットデータは記憶装置１４２に出力され記憶される。制御計算機１１０に入力或いは出力される情報、演算中の情報はその都度メモリ１１１に一時的に記憶される。制御回路１２０は、記憶装置１４２からショットデータを読み出し、ショットデータに従って、描画部１５０を制御する。描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、描画データ中に定義された図形パターン群を試料１０１に描画する。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。このように電子ビームは可変成形される。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１２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つのアレイとして図形パターン群を定義できるので、描画データのデータ量を低減できる。よって、データ処理を行う際のデータ読み込み時間や描画処理を行う総処理時間（ＴＡＴ）の遅延を抑制できる。

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。

１０，１２，１４，１５，１６，１８ データフォーマット
１１，１３ 図形パターン
２０，２１ 任意角図形
３１，３３，３５，３７ 図形パターン
３２，３４，３６，３８ 図形パターン
５０ 描画データの作成装置
５２ 制御計算機
５４ メモリ
５６，５８ 記憶装置
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
１１１ メモリ
１２０ 制御回路
１４０，１４２ 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 (4)

1. 荷電粒子ビームを用いて試料に図形パターンを描画するための描画データの作成方法であって、
   同一図形種かつ同一ピッチでありながらサイズが一定間隔で大きく或いは小さくなる複数の図形パターンからなる図形パターン群を、１つのアレイとして、終了図形サイズ、隣り合う図形からの寸法差、及び開始図形と終了図形との間の寸法差のうちの１つと、図形種の識別子と、開始図形サイズと、開始図形座標と、終了図形座標と、繰り返し数と、を用いて定義されるように、描画データを作成することを特徴とする描画データの作成方法。
2. 前記複数の図形パターンの配置の配列種を示す配列種識別子をさらに用いて定義されるように、前記描画データを作成することを特徴とする請求項１記載の描画データの作成方法。
3. 前記繰り返し数として、一方向分の繰り返し数を定義することを特徴とする請求項１又は２記載の描画データの作成方法。
4. 前記複数の図形パターンの配置の配列種を示す配列種識別子をさらに用いて定義されるように、前記描画データを作成し、
   前記繰り返し数として、一方向分の繰り返し数を定義し、
   前記終了図形座標として、一方向分の座標を定義することを特徴とする請求項１記載の描画データの作成方法。

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