JP5758325B2 - Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method - Google Patents
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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関する。 The present invention relates to a charged particle beam writing apparatus and a charged particle beam writing method.
リソグラフィ技術は、半導体デバイスの微細化の進展を担う重要な技術である。近年、半導体デバイスに要求される回路線幅は、年々微細化されている。そのため、半導体製造プロセスのリソグラフィ工程では、高精度のマスクパターンを有するフォトマスクが必要とされている。このような高精度のマスクパターンを有するフォトマスクの作成には、優れた解像性を有する電子ビーム(荷電粒子ビーム)描画装置が用いられている。 Lithography technology is an important technology responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices. In recent years, circuit line widths required for semiconductor devices have been reduced year by year. Therefore, a photomask having a highly accurate mask pattern is required in the lithography process of the semiconductor manufacturing process. An electron beam (charged particle beam) drawing apparatus having excellent resolution is used to create a photomask having such a high-accuracy mask pattern.
図5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。
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the operation of a conventional variable shaping type electron beam drawing apparatus.
The variable shaped electron beam (EB) drawing apparatus operates as follows. In the
上述の電子ビーム描画では、後方散乱電子によりパターンの太りや細りが生じる、いわゆる近接効果の影響が問題となる。近接効果を補正する有効な方法の一つは照射量補正法である。これは、ビーム照射位置の周辺パターンのサイズや粗密に基づき位置毎に照射量を決定する補正方法である。この技術は既に実用化されており、マスク製造に利用されている(例えば、特許文献1参照)。 In the electron beam drawing described above, the influence of the so-called proximity effect, in which the pattern becomes thicker or thinner due to backscattered electrons, becomes a problem. One effective method for correcting the proximity effect is a dose correction method. This is a correction method for determining the irradiation amount for each position based on the size and density of the peripheral pattern of the beam irradiation position. This technique has already been put into practical use and is used for mask manufacturing (for example, see Patent Document 1).
照射量補正では、フォトマスクへ照射した荷電粒子ビームがマスクで反射し、レジストを再露光して生じる、後方散乱照射量の計算が行われる。この計算は、レイアウト内のパターン情報を例えば数μm角のメッシュで表現したパターン密度マップと、後方散乱分布関数の代わりによく用いられているガウスカーネルとの積和(たたみ込み)を用いて高速化されている。補正計算の精度は、パターン密度マップで用いるメッシュサイズに依る。 In the irradiation amount correction, the backscattering irradiation amount generated by the charged particle beam irradiated to the photomask being reflected by the mask and re-exposing the resist is calculated. This calculation is fast using a product sum (convolution) of a pattern density map that represents the pattern information in the layout with a mesh of several μm square, for example, and a Gaussian kernel that is often used instead of the backscattering distribution function. It has become. The accuracy of the correction calculation depends on the mesh size used in the pattern density map.
従来の方法では、メッシュサイズmの代わりに、メッシュサイズm/k(kは自然数)を用いると、補正計算に必要な計算量はkの3乗に比例して増えていた。このため、フォトマスクのさらなる高精度化の要求のために、近接補正計算で用いるメッシュサイズにより小さい値を用いると、増大した計算量のために近接補正計算が描画スループットに影響する可能性がある。 In the conventional method, when the mesh size m / k (k is a natural number) is used instead of the mesh size m, the calculation amount necessary for the correction calculation increases in proportion to the cube of k. For this reason, if a smaller value is used for the mesh size used in the proximity correction calculation due to the demand for higher accuracy of the photomask, the proximity correction calculation may affect the drawing throughput due to the increased calculation amount. .
本発明は、上述した問題点を克服し、補正計算で用いるメッシュサイズを小さくした際に増加する計算量を抑える事が可能な装置及び方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an apparatus and method capable of overcoming the above-described problems and suppressing the amount of calculation that increases when the mesh size used in correction calculation is reduced.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射して、描画領域に所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域を第1メッシュサイズでメッシュ分割した第1メッシュでの後方散乱分布関数の値である第1カーネルの値を算出する第1カーネル作成部と、
計算領域を前記第1メッシュサイズの整数倍の第2のメッシュサイズでメッシュ分割した第2メッシュ内に所属する複数の第1メッシュの第1カーネルの値の平均値である第2カーネルの値を算出する第2カーネル作成部と、
第1カーネルの値と、第2カーネルの値との差である差分カーネルの値を算出する差分カーネル作成部と、
各第1メッシュの面積密度を算出して第1の面積密度マップを作成し、各第2メッシュの面積密度を算出して第2の面積密度マップを作成する面積密度算出部と、
第1の面積密度マップ及び第2の面積密度マップに基づき各第1メッシュの照射量密度を算出して第1の照射量密度マップを作成し、第1の面積密度マップ及び第2の面積密度マップに基づき各第2メッシュの照射量密度を算出して第2の照射量密度マップを作成する照射量密度マップ作成部と、
第1の照射量密度マップのマップ値と差分カーネルとの第1の畳み込み計算を第1の領域で行い、第2の照射量密度マップのマップ値と第2カーネルとの第2の畳み込み計算を前記第1の領域より広い第2の領域で行う畳み込み計算部と、
を備えることを特徴とする。
A charged particle beam drawing apparatus according to one embodiment of the present invention includes:
A charged particle beam drawing apparatus that irradiates a drawing region of a sample with a charged particle beam and draws a predetermined pattern on the drawing region,
A first kernel creation unit that calculates a value of a first kernel that is a value of a backscattering distribution function in a first mesh obtained by dividing a calculation region for calculating a dose for forming a predetermined pattern with a first mesh size. When,
A value of the second kernel that is an average value of the values of the first kernels of the plurality of first meshes belonging to the second mesh obtained by dividing the calculation region with the second mesh size that is an integer multiple of the first mesh size. A second kernel creation unit to calculate,
A difference kernel creation unit that calculates a difference kernel value that is a difference between the value of the first kernel and the value of the second kernel;
An area density calculating unit that calculates an area density of each first mesh to create a first area density map, calculates an area density of each second mesh, and creates a second area density map;
A dose density of each first mesh is calculated based on the first area density map and the second area density map to create a first dose density map, and the first area density map and the second area density are calculated. A dose density map creating unit for calculating a dose density of each second mesh based on the map and creating a second dose density map;
The first convolution calculation between the map value of the first dose density map and the difference kernel is performed in the first region, and the second convolution calculation of the map value of the second dose density map and the second kernel is performed. A convolution calculator that performs in a second region wider than the first region;
It is characterized by providing.
さらに、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
第1の畳み込み計算結果と、第2の畳み込み計算結果とに基づいて、最終的な照射量密度マップを作成する照射量密度算出部と、照射量密度に基づいて、描画領域にパターンを描画する描画部と、を備えることが望ましい。
Furthermore, the charged particle beam drawing apparatus according to one embodiment of the present invention includes:
Based on the first convolution calculation result and the second convolution calculation result, a dose density calculation unit for creating a final dose density map, and a pattern is drawn in the drawing area based on the dose density. And a drawing unit.
また、上述した畳み込み計算部は、第1の畳み込み計算を行う際、畳み込み中心である第1メッシュの第2メッシュ内での位置に応じた差分カーネルを使用することが望ましい。 In addition, when the first convolution calculation unit performs the first convolution calculation, it is preferable to use a difference kernel corresponding to the position in the second mesh of the first mesh that is the convolution center.
また、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
試料の描画領域に荷電粒子ビームを照射して、描画領域に所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域を第1メッシュサイズでメッシュ分割した第1メッシュでの後方散乱分布関数の値である第1カーネルの値を算出し、
計算領域を前記第1メッシュサイズの整数倍の第2のメッシュサイズでメッシュ分割した第2メッシュ内に所属する複数の第1メッシュの第1カーネルの値の平均値より第2カーネルの値を算出し、
第1カーネルの値と、第2カーネルの値との差である差分カーネルの値を算出し、
各第1メッシュの面積密度を算出して第1の面積密度マップを作成し、各第2メッシュの面積密度を算出して第2の面積密度マップを作成し、
第1の面積密度マップ及び第2の面積密度マップに基づき各第1メッシュの照射量密度を算出して第1の照射量密度マップを作成し、第1の面積密度マップ及び第2の面積密度マップに基づき各前記第2メッシュの照射量密度を算出して第2の照射量密度マップを作成し、
第1の照射量密度マップのマップ値と前記差分カーネルとの第1の畳み込み計算を第1の領域で行い、第2の照射量密度マップのマップ値と第2カーネルとの第2の畳み込み計算を前記第1の領域より広い第2の領域で行うことを特徴とする。
The charged particle beam drawing method of one embodiment of the present invention includes:
A charged particle beam writing method for irradiating a drawing region of a sample with a charged particle beam and drawing a predetermined pattern on the drawing region,
Calculating a value of a first kernel that is a value of a backscattering distribution function in a first mesh obtained by dividing a calculation region for calculating an irradiation dose for forming a predetermined pattern by a first mesh size;
The value of the second kernel is calculated from the average value of the values of the first kernels of a plurality of first meshes belonging to the second mesh obtained by dividing the calculation area with the second mesh size that is an integer multiple of the first mesh size. And
A difference kernel value that is a difference between the first kernel value and the second kernel value is calculated;
Calculate the area density of each first mesh to create a first area density map, calculate the area density of each second mesh to create a second area density map,
A dose density of each first mesh is calculated based on the first area density map and the second area density map to create a first dose density map, and the first area density map and the second area density are calculated. Calculating a dose density of each of the second meshes based on the map to create a second dose density map;
A first convolution calculation of the map value of the first dose density map and the difference kernel is performed in the first region, and a second convolution calculation of the map value of the second dose density map and the second kernel is performed. Is performed in a second region wider than the first region.
さらに、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
上述した前記第1の畳み込み計算結果と、前記第2の畳み込み計算結果とに基づいて、最終的な照射量密度マップを作成し、
前記最終的な照射量マップに基づいて、前記描画領域に前記所定のパターンを描画することが望ましい。
Furthermore, the charged particle beam drawing method of one embodiment of the present invention includes:
Create a final dose density map based on the first convolution calculation result and the second convolution calculation result described above,
It is desirable to draw the predetermined pattern in the drawing area based on the final dose map.
また、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法において、第1の畳み込み計算は、畳み込み中心である第1メッシュの第2メッシュ内での位置に応じた前記差分カーネルを使用して行うことが望ましい。 In the charged particle beam writing method of one embodiment of the present invention, the first convolution calculation may be performed using the difference kernel corresponding to the position in the second mesh of the first mesh that is the convolution center. desirable.
本発明の一態様によれば、小メッシュ(第1メッシュ)での計算は、中心周辺のみの少ない領域で行われるため、従来に比べて計算量が減少する。
本発明の一態様において、大メッシュ(第2メッシュ)での計算が追加されるが、これによって増加する計算量は大きくないので、小メッシュでの計算量の減少が寄与して、全体の計算時間は 短縮される。
According to one aspect of the present invention, the calculation with a small mesh (first mesh) is performed in a region having only a small area around the center, so that the amount of calculation is reduced as compared with the conventional case.
In one aspect of the present invention, a calculation with a large mesh (second mesh) is added, but the amount of calculation increased by this is not large, so a decrease in the amount of calculation with a small mesh contributes to the overall calculation. Time is shortened.
このように、本発明の一態様によれば、従来と同様の精度を、より短い時間で計算できる。 As described above, according to one embodiment of the present invention, the same accuracy as the conventional one can be calculated in a shorter time.
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。 Hereinafter, in the 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 a beam using charged particles such as an ion beam may be used. Further, a variable shaping type drawing apparatus will be described as an example of the charged particle beam apparatus.
(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(VSB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、ブランキング偏向器(ブランカー)212、ブランキングアパーチャ214、第1の成形アパーチャ203、投影レンズ204、偏向器205、第2の成形アパーチャ206、対物レンズ207、及び偏向器208が配置されている。描画室103内には、少なくともXY方向に移動可能なXYステージ105が配置される。XYステージ105上には、描画対象となる試料101が配置される。試料101には、半導体装置を製造するための露光用のマスクやシリコンウェハ等が含まれる。マスクにはマスクブランクスが含まれる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the
制御部160は、制御計算機110、メモリ111、偏向制御回路120、DAC(デジタル・アナログコンバータ)アンプユニット130(偏向アンプ)、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112、偏向制御回路120、及び記憶装置140,142は、図示しないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路120にはDACアンプユニット130が接続されている。DACアンプユニット130は、ブランキング偏向器212に接続されている。
The
偏向制御回路120からDACアンプユニット130に対して、ブランキング制御用のデジタル信号が出力される。そして、DACアンプユニット130では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、ブランキング偏向器212に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム200が偏向させられ、各ショットのビームが形成される。
A digital signal for blanking control is output from the
また、制御計算機110内には、カーネル作成部60,カーネル作成部61,差分カーネル作成部62、面積密度計算部63、面積密度計算部64,設定部65、uy算出部66,Py算出部67、u算出部68、加算部69、dn算出部70、判定部71,ρn算出部72、Dn算出部73、D計算部74,照射時間算出部75,描画部76が配置されている。カーネル作成部60,カーネル作成部61,差分カーネル作成部62、面積密度計算部63、面積密度計算部64,設定部65、畳み込み計算部であるuy算出部66,Py算出部67、u算出部68と、加算部69、dn算出部70、判定部71,ρn算出部72、Pn算出部73、D計算部74,照射時間算出部75,描画部76といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機110に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ112に記憶される。同様に、偏向制御回路120は、プログラムといったソフトウェアで動作させるコンピュータで構成されても、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。
Further, in the
また、記憶装置140には、描画データが外部から入力され、記憶される。
In addition, drawing data is input from the outside and stored in the
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、偏向器205や偏向器208のための各DACアンプユニットも備えてもよい。
Here, FIG. 1 shows a configuration necessary for explaining the first embodiment. The
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、カーネルf(J,j)作成工程(S101)と、カーネルF(J)作成工程(S102)と、カーネルδf(J,j)作成工程(S103)と、面積密度マップρ(I,i)作成工程(S104)と、面積密度マップΡ(I)作成工程(S105)と、繰り返し回数n設定工程(S106)と、パラメータuy(I)計算工程(S107)と、パラメータΡyn(I)算出工程(S108)と、パラメータun(I、i)計算工程(S109)と、加算工程(S110)と、dn計算工程(S111)と、判定工程(S112)と、ρn(I,i)計算工程(S113)と、Pn(I)計算工程(S114)と、照射量D計算工程(S115)と、照射時間計算工程(S116)と、描画工程(S117)いう一連の工程を実施する。 FIG. 2 is a flowchart showing main steps of the drawing method according to the first embodiment. In FIG. 2, the drawing method according to the first embodiment includes a kernel f (J, j) creation step (S101), a kernel F (J) creation step (S102), and a kernel δf (J, j) creation step (S103). ), An area density map ρ (I, i) creation step (S104), an area density map Ρ (I) creation step (S105), an iteration count n setting step (S106), and a parameter uy (I) calculation step and (S107), a parameter Ρy n (I) calculation step (S108), the parameter u n (I, i) and the calculation step (S109), and the addition step (S110), and dn calculation step (S 111), determination step (S112), ρ n (I, i) calculation step (S113), P n (I) calculation step (S114), dose D calculation step (S115), irradiation time calculation step (S116), drawing Carrying out the extent (S117) refers to a series of steps.
カーネルf(J,j)作成工程(S101)において、カーネル作成部60は、試料の描画領域に所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域をメッシュ分割した第1メッシュでの、後方散乱分布関数の値であるカーネルf(J,j)の値を算出する。f(J,j)は、標準偏差の値が電子の後方散乱の広がりσである規格化されたガウス関数g(x)、予め設定部65において設定された第1メッシュのメッシュサイズ(第1メッシュサイズ)m1と、第1メッシュサイズm1と第1メッシュより大きいメッシュサイズで複数の第1メッシュが所属する第2メッシュのメッシュサイズ(第2メッシュサイズ)m2との比率kを用いて、
f(J、j)=g(m1×k×J+m1×(j−s))
k=2s+1(sは1以上の整数)
−s≦j≦s
と定義される。第2メッシュサイズm2は、設定されたm1とkより設定部65において設定される。カーネルf(J,j)を作成する際、使用するJの値の範囲はJ=0をカーネルの中心とし、第2メッシュサイズm2と|J|の積が電子の後方散乱の広がりσの3倍程度に相当する範囲を用いる。例えば、J2=floor(3σ/m2)とし、―J2≦J≦J2をJの値の範囲に用いる。σ、m1,m2,kの値は予め記憶装置140、或いはメモリ112に記録されている値を用いれば良い。
In the kernel f (J, j) creation step (S101), the
f (J, j) = g (m 1 × k × J + m 1 × (j−s))
k = 2s + 1 (s is an integer of 1 or more)
−s ≦ j ≦ s
Is defined. The second mesh size m 2 is set in the
カーネルF(J)作成工程(S102)において、カーネル作成部61は、カーネルF(J)を作成する。F(J)は第2メッシュ内でのカーネルf(J,j)の平均値であり、式(1)から求める。
カーネルδf(i1、J、j)作成工程(S103)において、差分カーネル作成部62はカーネルδf(i1、J,j)を作成する。差分カーネルδfは次式(2)で定義される。
S103でカーネルδf(i1、J、j)で用いられるi1の値の範囲は、0からk−1までとする。Jの値の範囲は、m2×|J|の値がσの1〜2倍程度に相当する範囲を用いる。例えば、Jの値の範囲をm2×|J|の値がσとなる範囲とする場合、J1=floor(σ/m2)とし、―J1≦J≦J1をJの値の範囲に用いる。jは0からk−1の範囲について求める。J1の値がJ2よりも小さいほど補正計算の計算量を削減する事ができる。 The range of the value of i 1 used in the kernel δf (i 1 , J, j) in S103 is 0 to k−1. As the range of the value of J, a range in which the value of m 2 × | J | corresponds to about 1 to 2 times σ is used. For example, when the range of the value of J is a range in which the value of m 2 × | J | is σ, J 1 = floor (σ / m 2 ) and −J 1 ≦ J ≦ J 1 is set to the value of J Use for range. j is determined for a range from 0 to k-1. The value of J 1 is able to reduce the calculation amount of correction calculated smaller than J 2.
図3は実施の形態1における差分カーネルの一例を示す図である。図3(a)はi1=0(式(2))、図3(b)はi1=1,図3(c)はi1=−1とした場合の差分カーネルをそれぞれ示す。このとき、σ=10μm、m1=0.05σ、k=3(m2=0.15σ)とし、左の縦軸は差分カーネルの値を、下の横軸はJの値を示し、一つのJの値において、左側からそれぞれj=0,j=1,j=2の順で各第1メッシュの差分カーネルの値が示されている。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a difference kernel in the first embodiment. FIG. 3A shows the difference kernel when i 1 = 0 (formula (2)), FIG. 3B shows i 1 = 1, and FIG. 3C shows i 1 = −1. At this time, σ = 10 μm, m 1 = 0.05σ, k = 3 (m 2 = 0.15σ), the left vertical axis indicates the value of the difference kernel, the lower horizontal axis indicates the value of J, For the two J values, the difference kernel values of the first meshes are shown in the order of j = 0, j = 1, and j = 2 from the left side.
面積密度マップρ(I,i)作成工程(S104)において、面積密度算出部63は、描画データをフレーム領域毎に記憶装置140から読み出して、メッシュサイズを第1メッシュサイズm1とした各メッシュ位置におけるメッシュ領域内のパターン面積密度ρ(I,i)を算出する。ここでの座標(I,i)はフレーム領域毎に設定される。
In the area density map ρ (I, i) creation step (S104), the area
図4は、実施の形態1におけるパターン面積密度ρ(I,i)の一例を示す図である。図4(a)は計算領域を太い実線で示している第2メッシュサイズm2の格子状のメッシュに分割した個々のメッシュをさらに点線で示した第1メッシュサイズm1の格子状のメッシュに分割した様子を示した。細い実線はパターンを示している。図4中では第2メッシュサイズm2が第1メッシュサイズm1の3倍である場合を示している。図4(b)は図4(a)の様にメッシュ分割した計算領域について、メッシュサイズが第1メッシュサイズm1のメッシュ(I,i)に含まれるパターン面積に応じたパターン面積密度ρ(I,i)を表している。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the pattern area density ρ (I, i) in the first embodiment. In FIG. 4A, each mesh obtained by dividing the calculation region into a grid mesh of the second mesh size m 2 indicated by a thick solid line is further converted into a grid mesh of the first mesh size m 1 indicated by a dotted line. The state of division was shown. A thin solid line indicates a pattern. FIG. 4 shows a case where the second mesh size m 2 is three times the first mesh size m 1 . FIG. 4B shows a pattern area density ρ () corresponding to the pattern area included in the mesh (I, i) whose mesh size is the first mesh size m 1 for the calculation region divided into meshes as shown in FIG. I, i).
面積密度マップρ(I,i)を作成する領域は、補正計算を何次まで行うかに応じて変化する。補正計算をNmax次まで求める場合、面積密度マップρ(I,i)は、照射量マップを作成する領域の四辺を、それぞれm2×(J2+1)×Nmax拡張した領域について行う。 The region for creating the area density map ρ (I, i) changes depending on how many correction calculations are performed. When the correction calculation is obtained up to the order of Nmax, the area density map ρ (I, i) is performed for each of the areas where the four sides of the area for creating the dose map are expanded by m 2 × (J 2 +1) × Nmax.
面積密度マップΡ(I)作成工程(S105)において、面積密度算出部64は、メッシュI内の、メッシュ幅m1でのパターン面積密度ρ(I,i)の平均値P(I)を算出する。パターン面積密度ρ(I,i)が作成されていない領域についてはレイアウトデータを用い、メッシュサイズm2での面積密度マップを作成する。
In the area density map Ρ (I) creation step (S105), the area
面積密度マップΡ(I)を作成する領域は、補正計算を何次まで行うかに応じて変化する。補正計算をNmax次まで求める場合、面積密度マップρ(I,i)は、照射量マップを作成する領域の四辺を、それぞれm2×(J1+1)×Nmax拡張した領域について行う。 The region for creating the area density map Ρ (I) changes depending on how many correction calculations are performed. When the correction calculation is calculated up to the order of Nmax, the area density map ρ (I, i) is performed for each of the areas obtained by extending the four sides of the area for creating the dose map by m 2 × (J1 + 1) × Nmax.
図4(c)は実施例におけるメッシュI内のパターン密度ρ(I,i)の平均値P(I)の一例を示す図である。図4(c)の実線で示したメッシュサイズm2のメッシュ内の値は、図4(b)の実線で示したメッシュサイズm2のメッシュ内の、点線で示したメッシュサイズm1のメッシュの値から求められている。 FIG. 4C is a diagram illustrating an example of the average value P (I) of the pattern density ρ (I, i) in the mesh I in the embodiment. The value in the mesh having the mesh size m 2 indicated by the solid line in FIG. 4C is the mesh having the mesh size m 1 indicated by the dotted line in the mesh having the mesh size m 2 indicated by the solid line in FIG. It is calculated from the value of
繰り返し回数n設定工程(S106)において、設定部65は、照射量演算を行う際の繰り返し回数(n)を設定する。ここでは、初回のn=0を設定する。以降、フレーム毎、かつ、各フレーム内のメッシュ領域毎に、当該メッシュ領域用に用いる照射量を求めていく。
In the repeat count n setting step (S106), the setting
工程S107〜S109は、S102とS103で作成したカーネルの値とS104とS105で作成した面積密度マップのマップ値を用いて畳み込み計算を行う。 In steps S107 to S109, convolution calculation is performed using the kernel value created in S102 and S103 and the map value of the area density map created in S104 and S105.
パラメータuy(I)計算工程(S107)において、uy算出部66はパラメータuy(I)を算出する。パラメータuyn(I)は式(5)、(6)、(7)で定義される。
式(7)で、δuyn(I,i)を求めるIの範囲は、計算次数nに応じて変わる。求めるIの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をJ1×(Nmax―n)拡張した領域である。Jについての加算は、―J1≦J≦J1を範囲として行う。 In Expression (7), the range of I for obtaining δuyn (I, i) varies depending on the calculation order n. The range of I to be obtained is an area obtained by extending four sides of the area for creating the dose density map by J 1 × (Nmax−n). The addition for J is performed in the range of −J 1 ≦ J ≦ J 1 .
式(5)で、uyn(I,i)を求めるIの範囲は、計算次数nに応じて変わる。求めるIの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をJ2×(Nmax―n)拡張した領域である。式(5)の値を求める際、Iの値によってはδyn(I,i)の値は存在しない。その場合はδuny(I,i)の値を0として扱う。 In Expression (5), the range of I for obtaining uyn (I, i) varies depending on the calculation order n. The range of I to be obtained is a region obtained by extending four sides of the region for creating the dose density map by J 2 × (Nmax−n). When calculating the value of Equation (5), there is no value of δyn (I, i) depending on the value of I. In that case, the value of δuny (I, i) is treated as 0.
パラメータΡyn(I)算出工程(S108)において、Py算出部67はパラメータPy(I)を算出する。パラメータPy(I)は、メッシュI内のuy(I,i)の平均値であり、次式(9)で定義される。
パラメータun(I、i)計算工程(S109)において、u算出部68は、パラメータun(I、i)を算出する。un(I、i)は式(10)、(11)、(12)で定義される。
式(12)で、δuxn(I,i)を求めるIの範囲は、計算次数nに応じて変わる。求めるIの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をJ1×(Nmax―n)拡張した領域である。jについての加算は、―J1≦J≦J1を範囲として行う。 In Expression (12), the range of I for obtaining δux n (I, i) varies depending on the calculation order n. The range of I to be obtained is an area obtained by extending four sides of the area for creating the dose density map by J 1 × (Nmax−n). The addition for j is performed in the range of −J 1 ≦ J ≦ J 1 .
式(10)で、un(I,i)を求めるIの範囲は、計算次数nに応じて変わる。求めるIの範囲は、照射量密度マップを作成する領域の四辺をJ2×(Nmax―n)拡張した領域である。式(10)の値を求める際、Iの値によってはδxn(I,i)の値は存在しない。その場合はδun(I,i)の値を0として扱う。 In Expression (10), the range of I for obtaining un (I, i) varies depending on the calculation order n. The range of I to be obtained is a region obtained by extending four sides of the region for creating the dose density map by J 2 × (Nmax−n). When calculating the value of Equation (10), there is no value of δx n (I, i) depending on the value of I. In that case, the value of δun (I, i) is treated as 0.
加算工程(S110)において、加算部69はnに1を加算する。 In the adding step (S110), the adding unit 69 adds 1 to n.
dn計算工程(S111)において、dn算出部(照射量密度マップ作成部)70はdnを算出し、n次の照射量密度マップが作成される。dnは次式(14)、(15)で定義される。
ρn(I,i)計算工程(S113)において、ρn算出部72は、第1メッシュの面積密度マップ値となるρn(I,i)を算出する。ρn(I,i)は式(16)のように、ρ0(I,i)とdn(I,i)の積で定義される。
Pn(I)計算工程(S114)において、Pn算出部73は、第2メッシュの面積密度マップ値となるPn(I,i)を算出する。Pn(I)はメッシュI内のρn(I,i)の平均値であり、次式(17)で定義される。
S114の後、S107へ戻る。S107からS114を繰り返すことで、計算精度を向上できる。 After S114, the process returns to S107. By repeating S107 to S114, the calculation accuracy can be improved.
照射量計算工程(S115)において、D計算部(照射量密度算出部)74は得られたd1,d2,・・・dnmaxを用いて、該当メッシュの照射量密度D(I,i)を演算する。照射量密度D(I,i)は次式(18)で定義される。
描画行程(S117)において、描画部76は、メッシュ毎に求めた照射量で該当メッシュ領域内に所望のパターンを描画する。具体的には、以下のように動作する。偏向制御回路120は、ショット毎の照射時間を制御するデジタル信号をDACアンプユニット130に出力する。そして、DACアンプユニット130は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅した上で偏向電圧としてブランキング偏向器212に印加する。
In the drawing process (S117), the
電子銃201(放出部)から放出された電子ビーム200は、ブランキング偏向器212内を通過する際にブランキング偏向器212によって、ビームONの状態では、ブランキングアパーチャ214を通過するように制御され、ビームOFFの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ214で遮蔽されるように偏向される。ビームOFFの状態からビームONとなり、その後ビームOFFになるまでにブランキングアパーチャ214を通過した電子ビーム200が1回の電子ビームのショットとなる。ブランキング偏向器212は、通過する電子ビーム200の向きを制御して、ビームONの状態とビームOFFの状態とを交互に生成する。例えば、ビームONの状態では電圧を印加せず、ビームOFFの際にブランキング偏向器212に電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間Tで試料101に照射される電子ビーム200のショットあたりの照射量が調整されることになる。
When the
以上のようにブランキング偏向器212とブランキングアパーチャ214を通過することによって生成された各ショットの電子ビーム200は、照明レンズ202により矩形の穴を持つ第1の成形アパーチャ203全体を照明する。ここで、電子ビーム200をまず矩形に成形する。そして、第1の成形アパーチャ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の成形アパーチャ206上に投影される。偏向器205によって、かかる第2の成形アパーチャ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(可変成形を行なう)ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。そして、第2の成形アパーチャ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に配置された試料の所望する位置に照射される。以上のように、各偏向器によって、電子ビーム200の複数のショットが順に基板となる試料101上へと偏向される。
The
上述した各フレーム20内の計算処理が、描画処理の進行に合わせて、リアルタイムで順次行われる。 The calculation process in each frame 20 described above is sequentially performed in real time as the drawing process progresses.
以上のように、実施の形態1によれば、二種類の異なるメッシュサイズを用いて照射量計算を行うことができる。これにより、演算量自体を抑制し、計算時間を短縮できる。その結果、描画時間を短縮して装置のスループットを向上させることができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to perform the dose calculation using two different mesh sizes. Thereby, the calculation amount itself can be suppressed and the calculation time can be shortened. As a result, the drawing time can be shortened and the throughput of the apparatus can be improved.
以上、本発明の具体的な態様の例を、本発明の実施の形態1により説明したが、本発明は、当該実施の形態に限定されるものではない。
As mentioned above, although the example of the specific aspect of this invention was demonstrated by
60 カーネル作成部
61 カーネル作成部
62 差分カーネル作成部
63 面積密度算出部
64 面積密度算出部
65 設定部
66 uy算出部
67 Py算出部
68 u算出部
69 加算部
70 dn算出部
71 判定部
72 ρn算出部
73 Dn算出部
74 D計算部
75 照射時間算出部
76 描画部
100 描画装置
101 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 メモリ
120 偏向制御回路
130 DACアンプユニット
140 記憶装置
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 第1の成形アパーチャ
204 投影レンズ
205 偏向器
206 第2の成形アパーチャ
207 対物レンズ
208 偏向器
212 ブランキング偏向器
214 ブランキングアパーチャ
330 電子線
340 試料
410 第1のアパーチャ
411 開口
420 第2のアパーチャ
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
60
Claims (6)
前記所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域を第1メッシュサイズでメッシュ分割した第1メッシュでの後方散乱分布関数の値である第1カーネルの値を算出する第1カーネル作成部と、
前記計算領域を前記第1メッシュサイズの整数倍の第2のメッシュサイズでメッシュ分割した第2メッシュ内に所属する複数の前記第1メッシュの前記第1カーネルの値の平均値である第2カーネルの値を算出する第2カーネル作成部と、
前記第1カーネルの値と、前記第2カーネルの値との差である差分カーネルの値を算出する差分カーネル作成部と、
各前記第1メッシュの面積密度を算出して第1の面積密度マップを作成し、各前記第2メッシュの面積密度を算出して第2の面積密度マップを作成する面積密度算出部と、
前記第1の面積密度マップ及び前記第2の面積密度マップに基づき各前記第1メッシュの照射量密度を算出して第1の照射量密度マップを作成し、前記第1の面積密度マップ及び前記第2の面積密度マップに基づき各前記第2メッシュの照射量密度を算出して第2の照射量密度マップを作成する照射量密度マップ作成部と、
前記第1の照射量密度マップのマップ値と前記差分カーネルとの第1の畳み込み計算を第1の領域で行い、前記第2の照射量密度マップのマップ値と前記第2カーネルとの第2の畳み込み計算を前記第1の領域より広い第2の領域で行う畳み込み計算部と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A charged particle beam drawing apparatus that irradiates a drawing region of a sample with a charged particle beam and draws a predetermined pattern on the drawing region,
First kernel creation for calculating a value of a first kernel that is a value of a backscattering distribution function in a first mesh obtained by dividing a calculation region for calculating an irradiation dose for forming the predetermined pattern by a first mesh size And
A second kernel that is an average value of the values of the first kernels of a plurality of the first meshes belonging to a second mesh obtained by dividing the calculation region by a second mesh size that is an integral multiple of the first mesh size. A second kernel creation unit for calculating the value of
A difference kernel creation unit for calculating a difference kernel value that is a difference between the value of the first kernel and the value of the second kernel;
Calculating an area density of each first mesh to create a first area density map; calculating an area density of each second mesh to create a second area density map; and
Based on the first area density map and the second area density map, a dose density of each of the first meshes is calculated to create a first dose density map, and the first area density map and the A dose density map creating unit that calculates a dose density of each of the second meshes based on a second area density map and creates a second dose density map;
A first convolution calculation of the map value of the first dose density map and the difference kernel is performed in a first region, and a second value of the map value of the second dose density map and the second kernel is calculated. A convolution calculation unit that performs a convolution calculation in a second region wider than the first region;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
前記照射量密度に基づいて、前記描画領域に前記パターンを描画する描画部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子ビーム描画装置。 A dose density calculation unit for creating a final dose density map based on the first convolution calculation result and the second convolution calculation result;
A drawing unit for drawing the pattern in the drawing region based on the dose density;
The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記所定のパターンを形成するための照射量を計算する計算領域を第1メッシュサイズでメッシュ分割した第1メッシュでの後方散乱分布関数の値である第1カーネルの値を算出し、
前記計算領域を前記第1メッシュサイズの整数倍の第2のメッシュサイズでメッシュ分割した第2メッシュ内に所属する複数の前記第1メッシュの前記第1カーネルの値の平均値より第2カーネルの値を算出し、
前記第1カーネルの値と、前記第2カーネルの値との差である差分カーネルの値を算出し、
各前記第1メッシュの面積密度を算出して第1の面積密度マップを作成し、各前記第2メッシュの面積密度を算出して第2の面積密度マップを作成し、
前記第1の面積密度マップ及び前記第2の面積密度マップに基づき各前記第1メッシュの照射量密度を算出して第1の照射量密度マップを作成し、前記第1の面積密度マップ及び前記第2の面積密度マップに基づき各前記第2メッシュの照射量密度を算出して第2の照射量密度マップを作成し、
前記第1の照射量密度マップのマップ値と前記差分カーネルとの第1の畳み込み計算を第1の領域で行い、前記第2の照射量密度マップのマップ値と前記第2カーネルとの第2の畳み込み計算を前記第1の領域より広い第2の領域で行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。 A charged particle beam drawing method for irradiating a drawing region of a sample with a charged particle beam and drawing a predetermined pattern on the drawing region,
Calculating a value of a first kernel which is a value of a backscattering distribution function in a first mesh obtained by dividing a calculation region for calculating an irradiation dose for forming the predetermined pattern by a first mesh size;
From the average value of the values of the first kernels of a plurality of the first meshes belonging to the second mesh obtained by dividing the calculation region with a second mesh size that is an integer multiple of the first mesh size, Calculate the value,
Calculating a difference kernel value which is a difference between the value of the first kernel and the value of the second kernel;
Calculating the area density of each of the first meshes to create a first area density map, calculating the area density of each of the second meshes to create a second area density map,
Based on the first area density map and the second area density map, a dose density of each of the first meshes is calculated to create a first dose density map, and the first area density map and the Calculating a dose density of each of the second meshes based on a second area density map to create a second dose density map;
A first convolution calculation of the map value of the first dose density map and the difference kernel is performed in a first region, and a second value of the map value of the second dose density map and the second kernel is calculated. The charged particle beam drawing method, wherein the convolution calculation is performed in a second region wider than the first region.
前記第1の畳み込み計算結果と、前記第2の畳み込み計算結果とに基づいて、最終的な照射量密度マップを作成し、
前記最終的な照射量密度マップに基づいて、前記描画領域に前記所定のパターンを描画することを特徴とする請求項4に記載の荷電粒子ビーム描画方法。 further,
Based on the first convolution calculation result and the second convolution calculation result, create a final dose density map,
The charged particle beam drawing method according to claim 4, wherein the predetermined pattern is drawn in the drawing region based on the final dose density map.
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