JP5871558B2 - 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、電子線描画において、ＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が近接効果よりもさらに小さい現象によるパターンの寸法変動を補正する手法に関する。

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１０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。

上述した電子ビーム描画では、より高精度な試料面内、例えばマスク面内の線幅均一性が求められている。ここで、かかる電子ビーム描画では、電子ビームをレジストが塗布されたマスクに照射して回路パターンを描画する場合、電子ビームがレジスト層を透過してその下の層に達し、再度レジスト層に再入射する後方散乱による近接効果と呼ばれる現象が生じてしまう。これにより、描画の際、所望する寸法からずれた寸法に描画されてしまう寸法変動が生じてしまう。一方、描画後の現像やエッチングを行なう場合においても、回路パターンの粗密に起因したローディング効果と呼ばれる寸法変動が生じてしまう。

ここで、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ毎に近接効果補正がよく合う近接効果補正係数ηが存在する。そのため、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅと近接効果補正係数ηとの組を変えて近接効果補正を維持しながらローディング効果による寸法変動量もあわせて補正した照射量を算出する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１５０２４３号公報

しかしながら、昨今のパターンの微細化に伴って、描画されるパターンの寸法が小さくなるにつれ、従来の照射量演算モデルでは誤差が生じてしまうことがわかってきた。例えばＥＵＶ近距離近接効果（近距離ＰＥＣ）のような影響半径が数μｍ以下の現象に対して従来の照射量演算モデルでは誤差が生じてしまうことがわかってきた。かかる現象は上述した近接効果よりも影響半径が小さい。

ここで、かかるずれ分も含めた照射量を初めからすべて演算するには、より小さな領域単位ですべての描画領域を計算する必要があるので処理時間が非常に長くかかってしまう。そのため、例えば、描画前に外部で予め補正量を算出しておいて、描画装置に入力されるレイアウトデータに付加情報として定義しておくことも考えられる。しかし、かかる手法では、補正計算に使用するパラメータの変更が必要になった場合に使用できなくなってしまうといった問題がある。そのため、描画装置内でより簡易に補正計算を行うことが望ましいが、従来、かかる問題を解決するための十分な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、影響半径が数μｍ以下の現象に起因するパターンの寸法変動を他の寸法変動要因と共に補正可能な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、
面積密度と分布関数の畳み込み演算を行って得られた畳み込み量を用いて、畳み込み量の勾配を求める勾配演算部と、
畳み込み量と勾配とを用いて、影響半径が１０μｍ程度の後方散乱による近接効果よりもさらに小さい現象に起因する寸法変動であって、影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正する小影響半径現象補正照射係数を演算する小影響半径現象補正照射係数演算部と、
小影響半径現象補正照射係数に依存した関数を用いて、近接効果に起因する寸法変動を補正する近接効果補正照射係数を演算する近接効果補正照射係数演算部と、
近接効果補正照射係数と小影響半径現象補正照射係数とを用いて照射量を演算する照射量演算部と、
照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて、試料に当該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。

また、小影響半径現象補正照射係数に依存した第２の関数を用いて、かぶりに起因する寸法変動を補正するかぶり補正照射係数を演算するかぶり補正照射係数演算部をさらに備え、
照射量演算部は、さらに、かぶり補正照射係数を用いて前記照射量を演算すると好適である。

また、ローディング効果に起因する寸法変動量を演算する寸法変動量演算部と、
畳み込み量と近接効果密度とを用いて、パターン寸法と荷電粒子ビームの照射量との関係を示す係数であって、畳み込み量と近接効果密度とに依存して変化する裕度を演算する裕度演算部と、
をさらに備え、
照射量演算部は、さらに、裕度とローディング効果に起因する寸法変動量とを用いて上述した照射量を演算すると好適である。

また、畳み込み量と近接効果密度とを用いて、畳み込み量と近接効果密度とに依存した、パターン寸法と荷電粒子ビームの照射量との関係を示す係数となる第１の裕度を演算する第１の裕度演算部と、
近接効果密度を用いて、パターン寸法と荷電粒子ビームの照射量との関係を示す係数であって、同一の近接効果密度においては畳み込み量によっては変化せず、近接効果密度に依存して変化する第２の裕度を演算する第２の裕度演算部と、
をさらに備え、
照射量演算部は、さらに、第１の裕度と第２の裕度とローディング効果に起因する寸法変動量とを用いて上述した照射量を演算すると好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
面積密度と分布関数の畳み込み演算を行って得られた畳み込み量を用いて、畳み込み量の勾配を求める工程と、
畳み込み量と勾配とを用いて、影響半径が１０μｍ程度の後方散乱による近接効果よりもさらに小さい現象に起因する寸法変動であって、影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正する小影響半径現象補正照射係数を演算する工程と、
小影響半径現象補正照射係数に依存した関数を用いて、近接効果に起因する寸法変動を補正する近接効果補正照射係数を演算する工程と、
近接効果補正照射係数と小影響半径現象補正照射係数とを用いて照射量を演算する工程と、
照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて、試料に当該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。

本発明の一態様によれば、近接効果等の他の変動要因と共に、影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正できる。その結果、高精度な描画ができる。

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におけるパターンを構成する複数の図形の一例を示す図である。 実施の形態１における図形毎の描画データの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における評価パターンの一例を示す図である。 実施の形態１における相関テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１におけるパターン寸法ＣＤと照射量Ｄとの相関データの一例を示すグラフである。 実施の形態２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。 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。また、以下に説明する式等において、ｘは位置を示すベクトルとする。

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（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。

制御部１６０は、制御計算機１１０，１２０、メモリ１１１，１２１、偏向制御回路１３０、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）アンプ１３２、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４，１４６を有している。制御計算機１１０，１２０、メモリ１１１，１２１、偏向制御回路１３０、及び記憶装置１４０，１４２，１４４，１４６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１３０は、ＤＡＣアンプ１３２を介してブランキング偏向器２１２に接続される。

制御計算機１１０内には、寸法変動量ΔＣＤ算出部４０、面積密度ρ_Ｌ算出部４１、面積密度ρ_ｐＳ算出部４３、畳み込み量Ｔ取得部４２、勾配算出部４４、及び小影響半径現象補正照射係数関数Ｄ_ｐｓ算出部４６が配置されている。寸法変動量ΔＣＤ算出部４０、面積密度ρ_Ｌ算出部４１、面積密度ρ_ｐＳ算出部４３、畳み込み量Ｔ取得部４２、勾配算出部４４、及び小影響半径現象補正照射係数関数Ｄ_ｐｓ算出部４６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１１１に記憶される。

制御計算機１２０内には、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ算出部５０、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’算出部５１、照射量密度ρ_ｐＬ’算出部５３、照射量密度ρ_ｐＬ”算出部５５、照射量密度ρ_ｆ’算出部５７、かぶり補正照射係数Ｄｆ算出部５２、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出部５４、照射量Ｄ算出部５６、照射時間（ｔ）算出部５８、ショットデータ生成部６０、及び描画制御部６２が配置されている。近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ算出部５０、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’算出部５１、照射量密度ρ_ｐＬ’算出部５３、照射量密度ρ_ｐＬ”算出部５５、照射量密度ρ_ｆ’算出部５７、かぶり補正照射係数Ｄｆ算出部５２、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出部５４、照射量Ｄ算出部５６、照射時間（ｔ）算出部５８、ショットデータ生成部６０、及び描画制御部６２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１２０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１２１に記憶される。

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、ここでは対物偏向を１段の偏向器２０８を用いて行っているが、２段以上の偏向器を用いても構わない。例えば、主副２段の主偏向器および副偏向器を用いてもよい。或いは、３段の第１の対物偏向器、第２の対物偏向器および第３の対物偏向器を用いてもよい。また、偏向制御回路１３０は、図示しない各ＤＡＣアンプを介して、偏向器２０５、及び偏向器２０８に接続される。

記憶装置１４０には、図形毎に、図形コードと基準位置の座標とｘ方向の図形サイズとｙ方向の図形サイズと畳み込み量Ｔとが定義された各図形データによる描画データが外部より入力され、格納されている。例えば、ＯＰＣ処理後のパターンをフラクチャ処理を行って、パターンを複数の図形に分解した場合に、かかる複数の図形をつなぎ合わせたパターンを構成する図形毎に、上述した畳み込み量Ｔ（ｘ，ｙ）が属性情報として定義される。

図２は、実施の形態１におけるパターンを構成する複数の図形の一例を示す図である。図２には、パターン２０として、途中で線幅が変更になりながら延びる所謂Ｌ字型のパターンの一例を示している。かかるパターン２０は、描画装置１００へデータが入力される前のフラクチャ処理により複数の図形２２ａ，ｂ，ｃ，・・・に分割される。実施の形態１では、描画装置内での補正演算処理を高速化するため、かかる図形２２毎に、補正演算のためのパラメータを属性情報として定義する。図２の例では、例えば、分割された図形２２ａについて、座標（ｘ１，ｙ１）、サイズ（Ｌｘ１，Ｌｙ１）、の他に、さらに、畳み込み量Ｔ１が定義される。その他の図形２２ｂ，ｃ，・・・についても同様である。また、例えば、分割された図形２２ｎについて、座標（ｘ１７，ｙ１７）、サイズ（Ｌｘ１７，Ｌｙ１７）、の他に、さらに、畳み込み量Ｔ１７が定義される。

図３は、実施の形態１における図形毎の描画データのフォーマットの一例を示す図である。図３では、描画装置１００に入力される描画データ３４は、図形毎に、ヘッダ、図形コード（ｋ−ｃｏｄｅ）、配置座標（ｘ，ｙ）、図形寸法（Ｌ１，Ｌ２）が定義され、ヘッダの属性情報として畳み込み量Ｔがさらに定義される。

実施の形態１では、かかる畳み込み量Ｔを用いて補正係数を求めていく。かかる畳み込み量Ｔは、描画装置１００において描画条件が変更になった場合でも変わらない量である。よって、描画前に補正量を演算して入力データに属性情報として定義してしまう場合のように、描画条件が変更になった場合に使用できなくなるといった不具合を概ね回避できる。畳み込み量Ｔは、図形毎に、所定のメッシュ領域における当該図形の面積密度ρ_ＰＳ（ｘ）と所定の分布関数ｇ_ＰＳ（ｘ）とを畳み込み積分した値で定義される。畳み込み量Ｔ（ｘ）は、例えばフラクチャ処理を行なった際に演算され、図形データと共に定義される。分布関数ｇ_ＰＳ（ｘ）は、例えばガウシアン関数を用いることができる。なお、畳み込み量Ｔは、描画装置１００内で演算されても構わない。

また、記憶装置１４４には、離散的な複数の裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）がパラメータとして外部から入力され、格納されている。裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）は、畳み込み量Ｔと近接効果密度Ｕとに依存した、パターン寸法ＣＤと電子ビームの照射量Ｄとの関係を示す係数として定義される。言い換えれば、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）は、同じ近接効果密度Ｕであっても畳み込み量Ｔが変化することで変動する値となる。逆に、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）は、同じ畳み込み量Ｔであっても近接効果密度Ｕが変化することで変動する値となる。ここでは、畳み込み量Ｔと近接効果密度Ｕとを可変にして、離散的な複数の条件での裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）を予め実験等により求めておく。

図４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４において、実施の形態１における描画方法は、まず、前処理として、評価パターンデータ算出工程（Ｓ１００）と、相関テーブル作成工程（Ｓ１０２）とを実施する。次に、実施の形態１における描画方法は、面積密度ρ_Ｌ算出工程（Ｓ１０４）と、寸法変動量ΔＣＤ算出工程（Ｓ１０６）と、面積密度ρ_ｐＳ算出工程（Ｓ１１２）と、畳み込み量Ｔ取得工程（Ｓ１１４）と、勾配算出工程（Ｓ１１６）と、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ算出工程（Ｓ１１８）と、照射量密度ρ_ｐＬ’算出工程（Ｓ１２０）と、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’算出工程（Ｓ１２２）と、照射量密度ρ_ｆ’算出工程（Ｓ１２４）と、かぶり補正照射係数Ｄｆ算出工程（Ｓ１２６）と、照射量密度ρ_ｐＬ”算出工程（Ｓ１２８）と、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ算出工程（Ｓ１３０）と、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出工程（Ｓ１３２）と、照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３６）と、描画工程（Ｓ１３８）という一連の工程を実施する。

なお、かぶり補正照射係数Ｄｆ算出工程（Ｓ１２６）と照射量密度ρ_ｐＬ”算出工程（Ｓ１２８）の間に、面積密度ρ_ｐＳ算出工程（Ｓ１１２）と、畳み込み量Ｔ取得工程（Ｓ１１４）と、勾配算出工程（Ｓ１１６）と、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ算出工程（Ｓ１１８）とを再度行うようにしてもよい。これにより、照射量密度ρ_ｐＬ’算出工程（Ｓ１２０）において面積密度ρ_ｐＳと小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓを一旦使用後、再度使用する照射量密度ρ_ｐＬ”算出工程（Ｓ１２８）まで保存しておく必要がなくなるので記憶装置の容量を低減できる。

同様に、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ算出工程（Ｓ１３０）と照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３６）との間に、畳み込み量Ｔ取得工程（Ｓ１１４）と、勾配算出工程（Ｓ１１６）と、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ算出工程（Ｓ１１８）とを再度行うようにしてもよい。これにより、照射量密度ρ_ｐＬ’算出工程（Ｓ１２０）において小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓを一旦使用後、再度使用する照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３６）まで保存しておく必要がなくなるので記憶装置の容量を低減できる。

なお、実施の形態１では、影響半径が数μｍ以下といった小影響半径現象に起因した寸法変動と、近接効果に起因した寸法変動と、かぶりに起因した寸法変動と、ローディング効果に起因した寸法変動とをすべて補正しているが、これに限るものではない。例えば、小影響半径現象に起因した寸法変動と、近接効果に起因した寸法変動とを補正した照射量を求めてもよい。これにより、小影響半径現象に起因した寸法変動と、近接効果に起因した寸法変動とが補正できる。言い換えれば、影響半径が数μｍ以下といった小影響半径現象に起因した寸法変動と、近接効果、かぶり或いはローディング効果に起因した寸法変動のうちの１つ以上とを補正した照射量を求めてもよい。

まず、前処理１となる評価パターンデータ算出工程（Ｓ１００）として、評価パターンを用いて評価パターンデータを算出する。

図５は、実施の形態１における評価パターンの一例を示す図である。図５において、評価パターン１０には、面積密度が異なる、例えば４種類のパターン領域が配置される。ここでは、面積密度が１０％のパターン領域１２、面積密度が３０％のパターン領域１４、面積密度が７０％のパターン領域１６、及び面積密度が１００％のパターン領域１８が形成される。各パターン領域は所定のサイズでメッシュ領域に分割され、各メッシュ領域内の面積密度がそれぞれ設定された面積密度に調整される。図５の例では、各パターン領域に３×３のメッシュ領域が配置されているが、これに限るものではなく、より多くのメッシュ領域が配置されても構わない。かかる評価パターン１０を用いて、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ（ｘ）と各メッシュ領域の面積密度の畳み込み量Ｔ（ｘ）を求める。畳み込み量Ｔ（ｘ）は、上述した式（１）を解くことで求めることができる。小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ（ｘ）は、小影響半径現象補正係数η_ｐｓと近接効果補正係数η_ｐＬと各メッシュ領域の面積密度ρ_ｐｓ（ｘ）と上述した分布関数ｇ_ｐｓ（ｘ）を用いて以下の式（２）で定義される。メッシュ領域のサイズは、小影響半径現象の影響半径σ_ｐｓの例えば１／１０程度にすると好適である。例えば、１００〜５００ｎｍ程度が好適である。

次に、各メッシュ領域での畳み込み量Ｔ（ｘ）の勾配を演算する。ここでは、位置ｘ＝（ｘ，ｙ）の座標として表記する。勾配の演算は、Ｔ（ｘ，ｙ）のｘ方向偏微分δＴ（ｘ，ｙ）／δｘとｙ方向偏微分δＴ（ｘ，ｙ）／δｙとを演算する。以上のようにして、評価パターンデータとして、Ｄ_ｐｓ（ｘ，ｙ）、Ｔ（ｘ，ｙ）、δＴ（ｘ，ｙ）／δｘ、δＴ（ｘ，ｙ）／δｙを演算して求めておく。

次に、前処理２となる相関テーブル作成工程（Ｓ１０２）として、畳み込み量Ｔ（ｘ，ｙ）毎に、Ｄ_ｐｓ（ｘ，ｙ）と、δＴ（ｘ，ｙ）／δｘと、δＴ（ｘ，ｙ）／δｙとの相関テーブルを作成する。

図６は、実施の形態１における相関テーブルの一例を示す図である。図６では、ある畳み込み量Ｔ（ｘ，ｙ）についての相関テーブルの一例を示している。図６において、縦軸にｘ方向勾配δＴ（ｘ，ｙ）／δｘを、横軸にｙ方向勾配δＴ（ｘ，ｙ）／δｙを示している。そして、ｘ，ｙ方向の両勾配値になったときの該当するＤ_ｐｓ（ｘ，ｙ）が定義されている。なお、相関テーブルのテーブル値は、Ｄ_ｐｓ（ｘ，ｙ）に限るものではない。例えば、ｘ，ｙ方向の両勾配値が共に値０である場合のＤ_ｐｓ（ｘ，ｙ）を求めておき、相関テーブルの各テーブル値は、ｘ，ｙ方向の両勾配値が共に値０である場合のＤ_ｐｓ（ｘ，ｙ）との比率を定義してもよい。或いは、比率の代わりに差分を定義してもよい。

かかる畳み込み量Ｔ（ｘ，ｙ）毎に作成された相関テーブルは、記憶装置１４０に格納される。次に描画装置１００内で実際に描画されるパターンが定義された描画データに基づいて各工程が実施される。以下、ｘは、ベクトルとして示す。

面積密度ρ_Ｌ算出工程（Ｓ１０４）として、面積密度ρ_Ｌ算出部４１は、試料１０１の描画領域を所定のサイズの複数のメッシュ領域に仮想分割して、メッシュ領域毎に、図形パターンが占める面積密度を演算する。面積密度ρ_Ｌ算出部４１は、ローディング効果の影響半径の例えば１／１０のサイズのメッシュ領域毎に面積密度ρ_Ｌ（ｘ）を演算する。面積密度ρ_Ｌ（ｘ）を演算するメッシュサイズとしては、例えば、１００〜５００μｍ程度が好適である。

寸法変動量ΔＣＤ算出工程（Ｓ１０６）として、ΔＣＤ算出部４０は、描画データに定義された図形パターン毎に、ローディング効果に起因した寸法変動量ΔＣＤ（ｘ）を算出する。ΔＣＤ算出部４０は、寸法変動量演算部の一例である。寸法変動量ΔＣＤ（ｘ）は、分布関数ｇ_Ｌ（ｘ）、面積密度ρ_Ｌ（ｘ）、ローディング効果補正係数γ、及び位置依存の寸法変動量Ｐ（ｘ）を用いて、以下の式（３）で定義される。なお、分布関数ｇ_Ｌ（ｘ）は、例えば、ガウシアン分布関数等を用いると好適である。また、面積密度ρ_Ｌ（ｘ）は、上述したρ_Ｌ（ｘ）を用いるとよい。演算されたΔＣＤ（ｘ）は記憶装置１４２に一時的に格納される。

面積密度ρ_ｐＳ算出工程（Ｓ１１２）として、面積密度ρ_ｐＳ算出部４３は、試料１０１の描画領域を所定のサイズの複数のメッシュ領域に仮想分割して、メッシュ領域毎に、図形パターンが占める面積密度ρ_ｐＳ（ｘ）を演算する。面積密度ρ_ｐＳ算出部４３は、例えばＥＵＶ近距離近接効果（近距離ＰＥＣ）のような影響半径が数μｍ以下の現象の影響半径の例えば１／１０のサイズのメッシュ領域毎に面積密度ρ_ｐＳ（ｘ）を演算する。面積密度ρ_ｐＳ（ｘ）を演算するメッシュサイズΔ_ｓとしては、例えば、０．１〜０．５μｍ程度が好適である。

畳み込み量Ｔ取得工程（Ｓ１１４）として、Ｔ取得部４２は、描画データに定義された図形パターン毎に、畳み込み量Ｔ（ｘ）を読み出し、図形パターン毎に、畳み込み量Ｔ（ｘ）を取得する。

勾配算出工程（Ｓ１１６）として、勾配算出部４４は、取得された、面積密度と分布関数の畳み込み量Ｔ（ｘ）と当該畳み込み量Ｔ（ｘ）の周囲の位置における畳み込み量Ｔ（ｘ）を用いて、各畳み込み量Ｔ（ｘ）（畳み込み関数）の勾配を求める。勾配算出部４４は、勾配演算部の一例である。ここでは、位置ｘ＝（ｘ，ｙ）の座標として表記する。勾配の演算は、Ｔ（ｘ，ｙ）のｘ方向偏微分δＴ（ｘ，ｙ）／δｘとｙ方向偏微分δＴ（ｘ，ｙ）／δｙとを演算する。

小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ算出工程（Ｓ１１８）として、Ｄ_ｐｓ算出部４６は、畳み込み量Ｔ（ｘ，ｙ）とｘ方向偏微分δＴ（ｘ，ｙ）／δｘとｙ方向偏微分δＴ（ｘ，ｙ）／δｙとを用いて、影響半径がミクロンオーダー以下の現象に起因する寸法変動を補正する小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓを演算する。Ｄ_ｐｓ算出部４６は、小影響半径現象補正照射係数演算部の一例である。具体的には、Ｄ_ｐｓ算出部４６は、記憶装置１４０から相関テーブルを読み出し、当該畳み込み量Ｔ（ｘ，ｙ）とｘ方向偏微分δＴ（ｘ，ｙ）／δｘとｙ方向偏微分δＴ（ｘ，ｙ）／δｙとに相関する小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ（ｘ，ｙ）を取得する。以上により影響半径がミクロンオーダー以下の現象に起因する寸法変動を補正することができるＤ_ｐｓ（ｘ，ｙ）を取得できる。演算されたＤ_ｐｓ（ｘ，ｙ）は記憶装置１４２に一時的に格納される。以下、ｘは、ベクトルとして示す。

照射量密度ρ_ｐＬ’算出工程（Ｓ１２０）として、ρ_ｐＬ’算出部５３は、照射量密度ρ_ｐＬ’（ｘ）を演算する。照射量密度ρ_ｐＬ’（ｘ）は、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ（ｘ）と、面積密度ρ_ｐＳ（ｘ）とメッシュサイズΔ_ｓとメッシュサイズΔ_Ｌとを用いて、以下の式（４）で定義される。メッシュサイズΔ_Ｌは、本来の近接効果補正用のメッシュサイズΔ_ｐＬよりも大きな寸法とする。メッシュサイズΔ_Ｌは、例えば、５〜１０μｍが好適である。ここでは、ρ_ｐＬ’（ｘ）を照射量密度と命名しているが、これは便宜上の名称であって他の名称でももちろん構わない。単に、関数ρ_ｐＬ’（ｘ）でもよい。

近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’（ｘ）算出工程（Ｓ１２２）として、Ｄ_ｐＬ’（ｘ）算出部５１は、Ｄ_ｐｓ（ｘ）に依存した関数ρ_ｐＬ’（ｘ）を用いて、かぶり補正計算に用いるための近接効果に起因する寸法変動を補正する近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’（ｘ）を演算する。Ｄ_ｐＬ’（ｘ）は、ρ_ｐＬ’（ｘ）、分布関数ｇ_ＰＬ（ｘ）、小影響半径現象補正係数η_ｐｓ、及び近接効果補正係数η_ｐＬを用いて、以下の式（５）で定義される。

なお、分布関数ｇ_ｐＬ（ｘ）は、例えば、ガウシアン分布関数等を用いると好適である。また、式（５）中の第２項のρ_ｐＬ’（ｘ）は、既に求めた関数ρ_ｐＬ’（ｘ）を用いることで演算処理時間を短縮できる。ここでは、かぶり補正計算用にメッシュサイズΔ_Ｌが本来の近接効果補正用のメッシュサイズΔ_ｐＬよりも大きな寸法としているため演算回数が減り、演算処理時間を短縮できる。以上により、影響半径がミクロンオーダー以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果に起因する寸法変動も補正することができるＤ_ｐＬ’（ｘ）を取得できる。

照射量密度ρ_ｆ’算出工程（Ｓ１２４）として、ρ_ｆ’算出部５７は、照射量密度ρ_ｆ’（ｘ）を演算する。照射量密度ρ_ｆ’（ｘ）は、かぶり補正計算用の近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’（ｘ）と照射量密度ρ_ｐＬ’（ｘ）とメッシュサイズΔ_ｆとメッシュサイズΔ_Ｌとを用いて、以下の式（６）で定義される。メッシュサイズΔ_ｆは、かぶり効果の影響半径の例えば１／１０のサイズが好適である。例えば、１００〜５００μｍ程度が好適である。ここでは、ρ_ｆ’（ｘ）を照射量密度と命名しているが、これは便宜上の名称であって他の名称でももちろん構わない。単に、関数ρ_ｆ’（ｘ）でもよい。

式（６）中のρ_ｐＬ’（ｘ）は、既に求めた関数ρ_ｐＬ’（ｘ）を用いることで演算処理時間を短縮できる。

かぶり補正照射係数Ｄｆ算出工程（Ｓ１２６）として、Ｄｆ算出部５２は、Ｄ_ｐｓ（ｘ）に依存した関数ρ_ｆ’（ｘ）を用いて、かぶりに起因する寸法変動を補正するかぶり補正照射係数Ｄｆ（ｘ）を演算する。Ｄｆ算出部５２は、かぶり補正照射係数演算部の一例である。Ｄｆ（ｘ）は、ρ_ｆ’（ｘ）、小影響半径現象補正係数η_ｐＳ、近接効果補正係数η_ｐＬ、分布関数ｇ_ｆ（ｘ）、及びかぶり補正係数θを用いて、以下の式（７）で定義される。

なお、分布関数ｇ_ｆ（ｘ）は、例えば、ガウシアン分布関数等を用いると好適である。また、以上により、影響半径がミクロンオーダー以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果とさらにかぶりに起因する寸法変動も補正することができるＤｆ（ｘ）を取得できる。

照射量密度ρ_ｐＬ”算出工程（Ｓ１２８）として、ρ_ｐＬ”算出部５５は、照射量密度ρ_ｐＬ”（ｘ）を演算する。照射量密度ρ_ｐＬ”（ｘ）は、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ（ｘ）と、面積密度ρ_ｐＳ（ｘ）とメッシュサイズΔ_ｓとメッシュサイズΔ_ｐＬとを用いて、以下の式（８）で定義される。メッシュサイズΔ_ｐＬは、近接効果の影響半径の例えば１／１０のサイズが好適である。例えば、１μｍ程度が好適である。ここでは、ρ_ｐＬ”（ｘ）を照射量密度と命名しているが、これは便宜上の名称であって他の名称でももちろん構わない。単に、関数ρ_ｐＬ”（ｘ）でもよい。なお、上述したように、照射量密度ρ_ｐＬ”算出工程（Ｓ１２８）を計算するための面積密度ρ_ｐＳ（ｘ）と小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ（ｘ）を得るために、面積密度ρ_ｐＳ算出工程（Ｓ１１２）と、畳み込み量Ｔ取得工程（Ｓ１１４）と、勾配算出工程（Ｓ１１６）と、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ算出工程（Ｓ１１８）とを再度行うようにしても好適である。

近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ（ｘ）算出工程（Ｓ１３０）として、Ｄ_ｐＬ（ｘ）算出部５０は、Ｄ_ｐｓ（ｘ）に依存した関数ρ_ｐＬ”（ｘ）を用いて、本来の近接効果に起因する寸法変動を補正する近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ（ｘ）を演算する。Ｄ_ｐＬ（ｘ）は、ρ_ｐＬ”（ｘ）、分布関数ｇ_ＰＬ（ｘ）、小影響半径現象補正係数η_ｐｓ、及び近接効果補正係数η_ｐＬを用いて、以下の式（９）で定義される。

なお、分布関数ｇ_ＰＬ（ｘ）は、例えば、ガウシアン分布関数等を用いると好適である。また、以上により、影響半径がミクロンオーダー以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果に起因する寸法変動も補正することができるＤ_ｐＬ（ｘ）を取得できる。

裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出工程（Ｓ１３２）として、ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出部５４は、畳み込み量Ｔと近接効果密度Ｕとを用いて、パターン寸法Ｌと電子ビームの照射量Ｄとの関係を示す係数であって、畳み込み量Ｔと近接効果密度Ｕとに依存して変化する裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）を演算する。ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出部５４は、裕度演算部の一例である。

図７は、実施の形態１におけるパターン寸法ＣＤと照射量Ｄとの相関データの一例を示すグラフである。縦軸はパターン寸法ＣＤを示し、横軸は照射量Ｄを対数で示している。ここでは、例えば、近接効果密度Ｕ（ｘ）＝０（０％），０．５（５０％），１（１００％）の各場合について実験により求めている。近接効果密度Ｕ（ｘ）＝０は実際にはパターンが無いことになってしまうので、周囲に何もない状態で測定用のラインパターンを例えば１つ描画することで近似して求めることができる。逆に、近接効果密度Ｕ（ｘ）＝１は周囲を含めてメッシュ内全体がパターンになってしまい寸法が測れないので、周囲がパターンで埋め尽くされた状態で測定用のラインパターンを例えば１つ描画することで近似して求めることができる。ここで、設定する近接効果密度Ｕ（ｘ）は、０％，５０％，１００％の各場合に限るものではない。例えば、１０％以下のいずれかと、５０％と、９０％以上のいずれかとの３つを用いても好適である。また、３種類に限らず、その他の数の種類で測定してもよい。例えば４種類以上測定しても構わない。裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）は、例えば、かかるグラフの傾きを示す。例えば、透過光を用いた通常のフォトマスクにパターンを描画する場合には、畳み込み量Ｔに依存しないが、ＥＵＶマスクにパターンを描画する場合、例えばＥＵＶ近距離近接効果（近距離ＰＥＣ）のような影響半径が数μｍ以下の現象が生じてしまう。そのため、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）は、畳み込み量Ｔに依存することになる。そのため、近接効果密度Ｕ（ｘ）が一定であっても畳み込み量Ｔに依存して変化する。そのため、実施の形態１では、予め、評価パターンを用いて実験等により畳み込み量Ｔと近接効果密度Ｕとに依存して変化する離散的な複数の裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）を求めておき記憶装置１４４に記憶しておく。

そして、ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出部５４は、記憶装置１４４から離散的な複数のＤＬ（Ｕ，Ｔ）データを読み出し、フィッティングすることで連続したＤＬ（Ｕ，Ｔ）を求めることができる。なお、近接効果密度Ｕ（ｘ）は、近接効果メッシュ内のパターン面積密度ρ_ｐ（ｘ）に分布関数ｇ_ｐ（ｘ）を近接効果の影響範囲σ_ｐ以上の範囲で畳み込み積分した値で定義される。近接効果メッシュは、上述した近接効果の影響半径σ_ｐの例えば１／１０程度のサイズが好適であり、例えば、１μｍ程度のサイズが好適である。

照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３６）として、Ｄ算出部５６は、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ（ｘ）と小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ（ｘ）とを用いて照射量Ｄ（ｘ）を演算する。Ｄ算出部５６は、照射量演算部の一例である。実施の形態１では、さらに、かぶり補正照射係数Ｄｆ（ｘ）を用いてかかる照射量Ｄ（ｘ）を演算する。実施の形態１では、さらに、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）とローディング効果に起因する寸法変動量ΔＣＤとを用いて照射量Ｄ（ｘ）を演算する。照射量Ｄ（ｘ）は、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ、Ｄ_ｐL（ｘ）、Ｄ_ｐｓ（ｘ）、Ｄｆ（ｘ）、ＤＬ（Ｕ，Ｔ）、及びΔＣＤ（ｘ）を用いて、以下の式（１０）で定義される。なお、上述したように、照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３６）を計算するための小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ（ｘ）を得るために、畳み込み量Ｔ取得工程（Ｓ１１４）と、勾配算出工程（Ｓ１１６）と、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ算出工程（Ｓ１１８）とを再度行うようにしても好適である。

式（１０）から照射量を演算することで、例えばＥＵＶ近距離近接効果（近距離ＰＥＣ）のような影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果とかぶりとローディング効果とに起因する寸法変動も合わせて補正することができる。かぶりとローディング効果とに起因する寸法変動の補正を行わず、例えばＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果に起因する寸法変動を合わせて補正する場合には、Ｄｆ（ｘ）、ＤＬ（Ｕ，Ｔ）、及びΔＣＤ（ｘ）を使用しなければよい。ローディング効果に起因する寸法変動の補正を行わず、例えばＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果とかぶりに起因する寸法変動を合わせて補正する場合には、ＤＬ（Ｕ，Ｔ）、及びΔＣＤ（ｘ）を使用しなければよい。かぶりに起因する寸法変動の補正を行わず、例えばＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果とローディング効果とに起因する寸法変動を合わせて補正する場合には、Ｄｆ（ｘ）を使用しなければよい。このように、補正する内容に合わせて適宜式を調整すればよい。いずれの場合でも、例えばＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正できる。そして、演算された照射量Ｄ（ｘ）は、記憶装置１４６に格納される。その際、照射量Ｄ（ｘ）は、照射時間算出部５８によって、照射時間ｔに換算されたデータとして格納されると好適である。照射時間ｔは、照射量Ｄ（ｘ）を電流密度Ｊで割ることで求めることができる。

一方、かかる照射量演算を行う処理と並行して、ショットデータ生成部５８は、記憶装置１４０から描画データを入力し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。ショットデータ生成部５８は、描画データに定義された複数の図形パターンを１度の電子ビーム２００で照射可能なサイズ（成形可能なサイズ）のショット図形に変換し、各ショット図形の照射位置、ショット図形の種類、及びショット図形サイズ等が定義されたショットデータを生成する。かかるショットデータは、記憶装置１４６に格納される。

描画工程（Ｓ１３８）として、描画制御部６２の制御の下、まず、偏向制御回路１３０は、記憶装置１４６から照射量Ｄ（ｘ）データを読み出し、ショット図形毎に、各ショット図形に定義された照射量（照射時間）だけ電子ビーム２００を照射し、照射時間ｔが経過したら電子ビーム２００を遮へいするように偏向するための偏向量を演算する。そして、かかる偏向量の偏向電圧をＤＡＣアンプ１３２を介して対応するブランキング偏向器２１２に印加する。また、偏向制御回路１３０は、ショットデータに沿って、定義された描画位置に電子ビーム２００を偏向するための偏向量を演算する。同様に、各ショット図形に定義された図形種及びサイズの図形に成形するための偏向量を演算する。そして、図示しないＤＡＣアンプを介して各偏向量の偏向電圧を対応する偏向器２０５，２０８に印加する。そして、描画制御部６２の制御の下、描画部１５０は、求めた照射量Ｄ（ｘ）に基づいて、電子ビーム２００を用いて、試料１０１に当該図形パターンを描画する。具体的には、以下の動作を行なう。

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で遮へい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。

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により矩形例えば長方形の穴を持つ第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をまず矩形例えば長方形に成形する。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１０１の所望する位置に照射される。ＸＹステージ１０５は移動しているため、偏向器２０８はＸＹステージ１０５の移動に追従するように電子ビーム２００を偏向する。

以上のように実施の形態１によれば、近接効果等の他の変動要因と共に、例えば、ＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が近接効果の影響半径よりもさらに小さい数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正できる。その結果、高精度な描画ができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ローディング効果の補正について、近接効果の補正とは別のパラメータを用いて照射量を演算する例を示した。実施の形態２では、基板の位置毎に、近接効果補正を維持しながらローディング効果による寸法変動量もあわせて補正する基準照射量Ｄ_ｂａｓｅと近接効果補正係数ηとの組を用いた場合について説明する。以下、特に説明した点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図８は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。図８において、制御計算機１２０内に、さらに、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）算出部７０、近接効果補正係数η（ΔＣＤ）算出部７２、及び裕度ＤＬ（Ｕ）算出部７４を追加した点以外は、図１と同様である。基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）算出部７０、近接効果補正係数η（ΔＣＤ）算出部７２、及び裕度ＤＬ（Ｕ）算出部７４は、制御計算機１２０内の他の機能と同様、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１２０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１２１に記憶される。

図９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９において、実施の形態２における描画方法は、ΔＣＤ算出工程（Ｓ１０６）の後に、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）算出工程（Ｓ１０８）と、近接効果補正係数η（ΔＣＤ）算出工程（Ｓ１１０）とが追加され、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出工程（Ｓ１３２）の後に、裕度ＤＬ（Ｕ）算出工程（Ｓ１３４）が追加された点、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’算出工程（Ｓ１２２）の代わりに近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’算出工程（Ｓ１２３）が追加された点、照射量密度ρ_ｆ’算出工程（Ｓ１２４）の代わりに照射量密度ρ_ｆ’算出工程（Ｓ１２５）が追加された点、かぶり補正照射係数Ｄｆ算出工程（Ｓ１２６）の代わりにかぶり補正照射係数Ｄｆ算出工程（Ｓ１２７）が追加された点、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ算出工程（Ｓ１３０）の代わりに近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ算出工程（Ｓ１３１）が追加された点、及び、照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３６）の代わりに照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３７）が追加された点以外は、図４と同様である。

なお、かぶり補正照射係数Ｄｆ算出工程（Ｓ１２７）と照射量密度ρ_ｐＬ”算出工程（Ｓ１２８）の間に、面積密度ρ_ｐＳ算出工程（Ｓ１１２）と、畳み込み量Ｔ取得工程（Ｓ１１４）と、勾配算出工程（Ｓ１１６）と、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ算出工程（Ｓ１１８）とを再度行うようにしてもよい点は、実施の形態１と同様である。

同様に、近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ算出工程（Ｓ１３１）と照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３７）との間に、畳み込み量Ｔ取得工程（Ｓ１１４）と、勾配算出工程（Ｓ１１６）と、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ算出工程（Ｓ１１８）とを再度行うようにしてもよい点は、実施の形態１と同様である。

記憶装置１４４には、実施の形態１と同様、離散的な複数の裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）がパラメータとして外部から入力され、格納されている。実施の形態２では、その他にも、離散的な複数の裕度ＤＬ（Ｕ）がパラメータとして外部から入力され、格納されている。裕度ＤＬ（Ｕ）は、近接効果密度Ｕに依存した、パターン寸法ＣＤと電子ビームの照射量Ｄとの関係を示す係数として定義される。言い換えれば、裕度ＤＬ（Ｕ）は、同じ近接効果密度Ｕならば畳み込み量Ｔが変化しても変動しない値となる。例えば、フォトマスク等に描画された評価パターンを用いてパターン寸法ＣＤと照射量Ｄとの相関データを実験的に求める。例えば、近接効果密度Ｕ（ｘ）＝０（０％），０．５（５０％），１（１００％）の各場合について実験により求める。そして、裕度ＤＬ（Ｕ）は、例えば、パターン寸法ＣＤと照射量Ｄとの相関データのグラフの傾きを示す。これにより、畳み込み量Ｔには依存せず近接効果密度Ｕに依存した、離散的な複数の裕度ＤＬ（Ｕ）を求めることができる。離散的な複数の裕度ＤＬ（Ｕ）は、記憶装置１４４に記憶しておく。

記憶装置１４４には、さらに、ローディング効果に起因した寸法変動量ΔＣＤと近接効果補正を維持しながら寸法変動量ΔＣＤを同時に補正可能な基準照射量Ｄ_ｂａｓｅとの相関データが格納される。同様に、ローディング効果に起因した寸法変動量ΔＣＤと近接効果補正を維持しながら寸法変動量ΔＣＤを同時に補正可能な近接効果補正係数η_ｐＬとの相関データが格納される。ここで、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ毎に近接効果補正がよく合う近接効果補正係数η_ｐＬが存在する。

描画前に、予め寸法変動量ΔＣＤを可変にして、かかる相関データを寸法変動量ΔＣＤ毎に、予め実験により求めておく。このように、記憶装置１４４には、ローディング効果に起因した寸法変動量ΔＣＤに依存した基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）のデータと、同様に寸法変動量ΔＣＤに依存した近接効果補正係数η_ｐＬ（ΔＣＤ）のデータとが格納される。

実施の形態２において、評価パターンデータ算出工程（Ｓ１００）からΔＣＤ算出工程（Ｓ１０６）までの各工程の内容は実施の形態１と同様である。

基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）算出工程（Ｓ１０８）として、Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）算出部７０は、記憶装置１４４からΔＣＤ（ｘ）を読み出し、ΔＣＤ（ｘ）を用いて、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）を算出する。

近接効果補正係数η（ΔＣＤ）算出工程（Ｓ１１０）として、η（ΔＣＤ）算出部７２は、記憶装置１４４からΔＣＤ（ｘ）を読み出し、ΔＣＤ（ｘ）を用いて、近接効果補正係数η_ｐＬ（ΔＣＤ）を算出する。

以上により、近接効果補正を維持しながら寸法変動量ΔＣＤを同時に補正可能な基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）と近接効果補正係数η（ΔＣＤ）との組を取得できる。面積密度ρ_ｐＳ算出工程（Ｓ１１２）から照射量密度ρ_ｐＬ’算出工程（Ｓ１２０）までの各工程は実施の形態１と同様である。

近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’算出工程（Ｓ１２３）として、Ｄ_ｐＬ’（ｘ）算出部５１は、Ｄ_ｐｓ（ｘ）に依存した関数ρ_ｐＬ’（ｘ）を用いて、かぶり補正計算に用いるための近接効果に起因する寸法変動を補正する近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’（ｘ）を演算する。Ｄ_ｐＬ’（ｘ）は、ρ_ｐＬ’（ｘ）、分布関数ｇ_ＰＬ（ｘ）、小影響半径現象補正係数η_ｐｓ、及び近接効果補正係数η_ｐＬ（ΔＣＤ）を用いて、以下の式（１１）で定義される。

以上により、例えばＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果に起因する寸法変動も補正することができる、かぶり計算用のＤ_ＰＬ’（ｘ）を取得できる。また、同時にローディング効果を補正する。但し、ローディング効果の補正については、このままでは例えばＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が数μｍ以下の現象に起因した誤差が残るため、その分については後で補正する。

照射量密度ρ_ｆ’算出工程（Ｓ１２５）として、ρ_ｆ’算出部５７は、照射量密度ρ_ｆ’（ｘ）を演算する。照射量密度ρ_ｆ’（ｘ）は、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅと、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）と、かぶり補正計算用の近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ’（ｘ）と、照射量密度ρ_ｐＬ’（ｘ）とメッシュサイズΔ_ｆとメッシュサイズΔ_Ｌとを用いて、以下の式（１２）で定義される。

式（１２）中のρ_ｐＬ’（ｘ）は、既に求めた関数ρ_ｐＬ’（ｘ）を用いることで演算処理時間を短縮できる。

かぶり補正照射係数Ｄｆ算出工程（Ｓ１２７）として、Ｄｆ算出部５２は、Ｄ_ｐｓ（ｘ）に依存した関数ρ_ｆ’（ｘ）を用いて、かぶりに起因する寸法変動を補正するかぶり補正照射係数Ｄｆ（ｘ）を演算する。Ｄｆ算出部５２は、かぶり補正照射係数演算部の一例である。Ｄｆ（ｘ）は、ρ_ｆ’（ｘ）、小影響半径現象補正係数η_ｐＳ、近接効果補正係数η_ｐＬ、分布関数ｇ_ｆ（ｘ）、及びかぶり補正係数θを用いて、以下の式（１３）で定義される。

以上により、影響半径がミクロンオーダー以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果とさらにかぶりに起因する寸法変動も補正することができるＤｆ（ｘ）を取得できる。また、同時にローディング効果を補正する。但し、ローディング効果の補正については、このままでは前方散乱に起因した誤差が残るため、その分については後で補正する。照射量密度ρ_ｐＬ”算出工程（Ｓ１２８）は、実施の形態１と同様である。

近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ（ｘ）算出工程（Ｓ１３１）として、Ｄ_ｐＬ（ｘ）算出部５０は、Ｄ_ｐｓ（ｘ）に依存した関数ρ_ｐＬ”（ｘ）を用いて、本来の近接効果に起因する寸法変動を補正する近接効果補正照射係数Ｄ_ｐＬ（ｘ）を演算する。Ｄ_ｐＬ（ｘ）は、ρ_ｐＬ”（ｘ）、分布関数ｇ_ＰＬ（ｘ）、小影響半径現象補正係数η_ｐｓ、及び近接効果補正係数η_ｐＬ（ΔＣＤ）を用いて、以下の式（１４）で定義される。

なお、分布関数ｇ_ＰＬ（ｘ）は、例えば、ガウシアン分布関数等を用いると好適である。また、以上により、影響半径がミクロンオーダー以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果に起因する寸法変動も補正することができるＤ_ｐＬ（ｘ）を取得できる。

裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出工程（Ｓ１３２）として、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）（第１の裕度）を演算する。裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出工程（Ｓ１３２）の内容については、実施の形態１と同様である。ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出部５４は、第１の裕度演算部の一例である。実施の形態２では、上述したように、さらに、裕度ＤＬ（Ｕ）算出工程（Ｓ１３４）が実施される。

裕度ＤＬ（Ｕ）算出工程（Ｓ１３４）として、ＤＬ（Ｕ）算出部７４は、近接効果密度Ｕ（ｘ）を用いて、パターン寸法Ｌと電子ビームの照射量Ｄとの関係を示す係数であって、同一の近接効果密度Ｕ（ｘ）においては畳み込み量Ｔによっては変化せず、近接効果密度Ｕ（ｘ）に依存して変化する裕度ＤＬ（Ｕ）（第２の裕度）を演算する。ＤＬ（Ｕ）算出部５４は、第２の裕度演算部の一例である。ＤＬ（Ｕ）算出部７４は、記憶装置１４４から離散的な複数のＤＬ（Ｕ）データを読み出し、フィッティングすることで連続したＤＬ（Ｕ）を求めることができる。

照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３７）として、照射量Ｄ算出部５６は、裕度ＤＬ（Ｕ，Ｔ）と、裕度ＤＬ（Ｕ）と、ローディング効果に起因する寸法変動量ΔＣＤ（ｘ）とを用いて照射量Ｄ（ｘ）を演算する。照射量Ｄ（ｘ）は、基準照射量Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）、Ｄ_ｐｓ（ｘ）、Ｄ_ｐＬ（ｘ）、Ｄｆ（ｘ）、ＤＬ（Ｕ，Ｔ）、ＤＬ（Ｕ）、及びΔＣＤ（ｘ）を用いて、以下の式（１５）で定義される。なお、上述したように、照射量Ｄ算出工程（Ｓ１３７）を計算するための小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ（ｘ）を得るために、畳み込み量Ｔ取得工程（Ｓ１１４）と、勾配算出工程（Ｓ１１６）と、小影響半径現象補正照射係数Ｄ_ｐｓ算出工程（Ｓ１１８）とを再度行うようにしても好適である。

式（１５）から照射量を演算することで、例えば、ＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が近接効果の影響半径よりもさらに小さい数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果とかぶりとローディング効果とに起因する寸法変動も合わせて補正することができる。かぶりに起因する寸法変動の補正を行わず、例えば、ＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が近接効果の影響半径よりもさらに小さい数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正しながら近接効果とローディング効果とに起因する寸法変動を合わせて補正する場合には、Ｄｆ（ｘ）を使用しなければよい。このように、補正する内容に合わせて適宜式を調整すればよい。実施の形態２では、ローディング効果の補正について、Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）と、η_ｐＬ（ΔＣＤ）とで補正する。但し、このままでは、影響半径が数μｍ以下の現象に起因した誤差が残るため、その分について、ＤＬ（Ｕ，Ｔ）、ＤＬ（Ｕ）、及びΔＣＤ（ｘ）を用いた項で補正する。

以上のように実施の形態２によれば、ΔＣＤに依存したＤ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）と、η_ｐＬ（ΔＣＤ）とを用いた場合でも、近接効果等の他の変動要因と共に、ＥＵＶ近距離ＰＥＣのような影響半径が近接効果の影響半径よりもさらに小さい数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正できる。その結果、高精度な描画ができる。

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。上述した実施の形態１において、ΔＣＤ算出工程（Ｓ１０６）がρ_Ｌ算出工程（Ｓ１０４）とρ_ｐＳ算出工程（Ｓ１１２）との間に配置されているがこれに限るものではない。ΔＣＤ算出工程（Ｓ１０６）はＤ算出工程（Ｓ１３６）が開始されるまでに行われていればどこでも良い。同様に、ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出工程（Ｓ１３２）についてもＤ算出工程（Ｓ１３６）が開始されるまでに行われていればどこでも良い。また、実施の形態２において、Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）算出工程（Ｓ１０８）と近接効果補正係数η（ΔＣＤ）算出工程（Ｓ１１０）は、どちらを先に実施しても構わない。或いは、並列処理してもよい。また、ΔＣＤ算出工程（Ｓ１０６）はＤ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）算出工程（Ｓ１０８）とη（ΔＣＤ）算出工程（Ｓ１１０）のうちの先に実施される工程が開始されるまでに行われていればどこでも良い。また、ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出工程（Ｓ１３２）とＤＬ（Ｕ）算出工程（Ｓ１３４）は、どちらを先に実施しても構わない。或いは、並列処理してもよい。ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出工程（Ｓ１３２）とＤＬ（Ｕ）算出工程（Ｓ１３４）は、Ｄ算出工程（Ｓ１３７）が開始されるまでに行われていればどこでも良い。

また、ΔＣＤ算出工程（Ｓ１０６）は、描画装置１００の外部で予め算出しておいてもよい。また、Ｔ取得工程（Ｓ１１４）の代わりに、描画装置１００内でＴを演算してもよい。

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 評価パターン
１２，１４，１６，１８ パターン領域
２２ 図形
３４ 描画データ
４０ ΔＣＤ算出部
４１ ρ_Ｌ算出部
４２ Ｔ取得部
４３ ρ_ｐＳ算出部
４４ 勾配算出部
４６ Ｄ_ｐｓ算出部
５０ Ｄ_ｐＬ算出部
５１ Ｄ_ｐＬ’算出部
５２ Ｄｆ算出部
５３ ρ_ｐＬ’算出部
５４ ＤＬ（Ｕ，Ｔ）算出部
５５ ρ_ｐＬ”算出部
５６ Ｄ算出部
５７ ρ_ｆ’算出部
５８ 照射時間算出部
６０ ショットデータ生成部
６２ 描画制御部
７０ Ｄ_ｂａｓｅ（ΔＣＤ）算出部
７２ η_ｐｓ（ΔＣＤ）算出部
７４ ＤＬ（Ｕ）算出部
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０，１２０ 制御計算機
１１１，１２１ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３２ ＤＡＣ
１４０，１４２，１４４，１４６ 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 主偏向器
２０９ 副偏向器
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

Claims (5)

1. 面積密度と分布関数の畳み込み演算を行って得られた畳み込み量を用いて、前記畳み込み量の勾配を求める勾配演算部と、
   前記畳み込み量と前記勾配とを用いて、影響半径が１０μｍ程度の後方散乱による近接効果よりもさらに小さい現象に起因する寸法変動であって、影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正する小影響半径現象補正照射係数を演算する小影響半径現象補正照射係数演算部と、
   前記小影響半径現象補正照射係数に依存した関数を用いて、近接効果に起因する寸法変動を補正する近接効果補正照射係数を演算する近接効果補正照射係数演算部と、
   前記近接効果補正照射係数と前記小影響半径現象補正照射係数とを用いて照射量を演算する照射量演算部と、
   前記照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて、試料に当該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. 前記小影響半径現象補正照射係数に依存した第２の関数を用いて、かぶりに起因する寸法変動を補正するかぶり補正照射係数を演算するかぶり補正照射係数演算部をさらに備え、
   前記照射量演算部は、さらに、前記かぶり補正照射係数を用いて前記照射量を演算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. ローディング効果に起因する寸法変動量を演算する寸法変動量演算部と、
   前記畳み込み量と近接効果密度とを用いて、パターン寸法と荷電粒子ビームの照射量との関係を示す係数であって、前記畳み込み量と前記近接効果密度とに依存して変化する裕度を演算する裕度演算部と、
   をさらに備え、
   前記照射量演算部は、さらに、前記裕度とローディング効果に起因する寸法変動量とを用いて前記照射量を演算することを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記畳み込み量と近接効果密度とを用いて、前記畳み込み量と前記近接効果密度とに依存した、パターン寸法と荷電粒子ビームの照射量との関係を示す係数となる第１の裕度を演算する第１の裕度演算部と、
   前記近接効果密度を用いて、パターン寸法と荷電粒子ビームの照射量との関係を示す係数であって、同一の近接効果密度においては前記畳み込み量によっては変化せず、前記近接効果密度に依存して変化する第２の裕度を演算する第２の裕度演算部と、
   をさらに備え、
   前記照射量演算部は、さらに、前記第１の裕度と前記第２の裕度とローディング効果に起因する寸法変動量とを用いて前記照射量を演算することを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 面積密度と分布関数の畳み込み演算を行って得られた畳み込み量を用いて、前記畳み込み量の勾配を求める工程と、
   前記畳み込み量と前記勾配とを用いて、影響半径が１０μｍ程度の後方散乱による近接効果よりもさらに小さい現象に起因する寸法変動であって、影響半径が数μｍ以下の現象に起因する寸法変動を補正する小影響半径現象補正照射係数を演算する工程と、
   前記小影響半径現象補正照射係数に依存した関数を用いて、近接効果に起因する寸法変動を補正する近接効果補正照射係数を演算する工程と、
   前記近接効果補正照射係数と前記小影響半径現象補正照射係数とを用いて照射量を演算する工程と、
   前記照射量に基づいて、荷電粒子ビームを用いて、試料に当該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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