JP5956217B2

JP5956217B2 - 荷電粒子ビーム描画装置、検査装置、及び描画データの検査方法

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Publication number: JP5956217B2
Application number: JP2012077845A
Authority: JP
Inventors: 原　重博; 重博原; 憲昭中山田; 加藤　靖雄; 靖雄加藤
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: JP2013207254A

Description

本発明は、描画データの検査方法及び描画データの検査装置に係り、例えば、描画装置への入力データの異常を検査する手法に関する。

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９は、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：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍ）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。

電子ビーム描画では、マスクプロセス或いは未知のメカニズムに起因する寸法変動を電子ビームのドーズ量を調整することで解決することが行われる。従来、描画装置内において、補正モデルを設定し、かかるモデルに沿ってドーズ量を補正する演算が行われており、描画装置内の演算結果に応じてドーズ量が制御されていた。例えば、近接効果補正演算等が挙げられる。しかしながら、描画装置内での計算されたドーズ量を使用しても補正残差等が残る場合もある。特に、一部のパターン或いは局所的な領域について他のパターンや領域とは区別して、さらに付加的にドーズ量を制御したい場合がある。かかる場合、変調ドーズ量は、描画装置へのデータ入力前の段階で、ユーザ或いは補正ツール等によって設定される必要がある。しかしながら、かかるユーザが設定した値或いは補正ツール等の演算結果に不備があった場合、かかる値が描画装置に入力され、そのままかかる値が描画装置で使用されてしまうと異常なドーズ量のビームが照射されてしまうことになるといった問題があった。かかる異常なドーズ量のビーム照射は、パターン寸法ＣＤの異常を引き起こす。さらに、極端な異常値である場合には、レジストの蒸発、ひいてはかかる蒸発による描画装置汚染（或いは描画装置故障）を引き起こす可能性もある。

特開２０１２−０１５２４４号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、描画装置に入力される描画データによって異常なドーズ量のビーム照射が行われてしまうことを回避可能な検査方法および装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料の描画領域がメッシュ状に分割されたメッシュ領域毎に、照射される荷電粒子ビームの電荷量が定義された、外部より入力された電荷量マップを記憶する記憶部と、
メッシュ領域毎に、電荷量マップに定義された電荷量が閾値以下かどうかを検査する電荷量検査部と、
電荷量マップと組みになる描画データに基づいて、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部と、
を備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
電荷量マップは、照射量変調が行われたドーズ量に基づいて荷電粒子ビーム描画装置の外部で演算された電荷量が定義されることを特徴とする。

また、プロセス情報と装置仕様情報との少なくとも一方と閾値との相関データを記憶する記憶部と、
プロセス情報と装置仕様情報との少なくとも一方を入力し、かかる一方を用いて相関データを参照して、閾値を検索する検索部と、
をさらに備えると好適である。

また、最大ドーズ量を入力し、最大ドーズ量が閾値以下かどうかを検査する最大ドーズ量検査部をさらに備えると好適である。

本発明の一態様の検査装置は、
試料の描画領域がメッシュ状に分割されたメッシュ領域毎に、荷電粒子ビーム描画装置にて照射される荷電粒子ビームの電荷量が定義された、外部より入力された電荷量マップを記憶する記憶部と、
メッシュ領域毎に、電荷量マップに定義された電荷量が閾値以下かどうかを検査する電荷量検査部と、
を備えた検査装置であって、
電荷量マップは、照射量変調が行われたドーズ量に基づいて荷電粒子ビーム描画装置及び検査装置の外部で演算された電荷量が定義されることを特徴とする。

本発明の一態様の描画データの検査方法は、
複数の図形パターンが定義されたレイアウトデータを描画装置へ入力するための描画データへとデータ変換する工程と、
データ変換する工程と並列に、試料の描画領域がメッシュ状に分割されたメッシュ領域毎に、描画装置で照射される荷電粒子ビームの電荷量が定義された電荷量マップを作成する工程と、
メッシュ領域毎に、電荷量マップに定義された電荷量が閾値以下かどうかを検査する工程と、
を備え、
電荷量マップは、照射量変調が行われたドーズ量に基づいて描画装置の外部で演算された電荷量が定義されることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、描画装置に入力される描画データによって異常なドーズ量のビーム照射が行われてしまうことを回避できる。その結果、異常なドーズ量のビーム照射に起因する、パターン寸法ＣＤの異常、レジストの蒸発、及び描画装置汚染（或いは描画装置故障）を回避できる。

実施の形態１における描画システム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における図形パターンの一例を示す図である。実施の形態１における変調ドーズ表の一例を示す図である。実施の形態２における描画システム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３における描画システムの構成を示す概念図である。実施の形態４における描画システムの構成を示す概念図である。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。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画システムの構成を示す概念図である。図１において、描画システムは、描画装置１００、及び描画データ変換装置５００を有している。その他、図示しないパラメータ情報作成ツール等を有してもよい。

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、レジストが塗布された、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１１２、制御回路１２０、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、メモリ１１２、制御回路１２０、及び記憶装置１４０，１４２，１４４，１４６は、図示しないバスを介して接続されている。制御計算機１１０内には、電荷量検査部６０、検索部６１，６３、ドーズ量検査部６２、ショットデータ生成部６４、描画制御部６６、照射量演算部６８、及び補正部６９が配置される。電荷量検査部６０、検索部６１，６３、ドーズ量検査部６２、ショットデータ生成部６４、描画制御部６６、照射量演算部６８、及び補正部６９といった機能は、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。電荷量検査部６０、検索部６１，６３、ドーズ量検査部６２、ショットデータ生成部６４、描画制御部６６、照射量演算部６８、及び補正部６９に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

描画データ変換装置５００は、制御計算機５０、メモリ５１、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４１を有している。制御計算機５０、メモリ５１、及び記憶装置１４１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５０内には、データ変換部５２、ドーズ変調率設定部５１、変調ドーズ表作成部５４、電荷量マップ作成部５６、及び最大ドーズ量演算部５８が配置される。データ変換部５２、ドーズ変調率設定部５１、変調ドーズ表作成部５４、電荷量マップ作成部５６、及び最大ドーズ量演算部５８といった機能は、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。データ変換部５２、ドーズ変調率設定部５１、変調ドーズ表作成部５４、電荷量マップ作成部５６、及び最大ドーズ量演算部５８に入出力される情報および演算中の情報はメモリ５１にその都度格納される。また、記憶装置１４１には、ユーザ側が作成された設計データであるレイアウトデータ（例えば、ＣＡＤデータ等）が格納されている。

また、描画装置１００の制御計算機１１０には、図示しないネットワーク等を介して、描画データ変換装置５００、及びその他の磁気ディスク装置等の記憶装置１４８に接続されている。記憶装置１４８には、対象となるレイアウトデータを描画する際のプロセスパラメータが格納される。プロセスパラメータとして、例えば、使用するレジスト等が定義される。

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、描画データ検査装置３００、及び描画データ変換装置５００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段の多段偏向器を用いているが、１段の偏向器或いは３段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。また、描画装置１００、及び描画データ変換装置５００には、マウスやキーボード等の入力装置、モニタ装置、及び外部インターフェース回路等が接続されていても構わない。

描画装置１００で描画処理を行うためには、かかるレイアウトデータを描画装置１００へ入力可能な描画データにデータ変換する必要がある。また、描画装置１００では、図示しないが、一般に、その内部で近接効果補正等のドーズ量補正計算を行うが、描画装置内での計算されたドーズ量を使用しても補正残差等が残る場合もある。そのため、ユーザは、特に、一部のパターン或いは局所的な領域について他のパターンや領域とは区別して、さらに付加的にドーズ量を制御したい場合がある。かかる場合、変調ドーズ量は、描画装置へのデータ入力前の段階で、ユーザ或いは補正ツール等によって設定される必要がある。

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に示すように、描画データ変換装置５００内にて、ドーズ変調率設定工程（Ｓ１０２）と、変調ドーズ表作成（Ｓ１０４）と、データ変換工程（Ｓ１０６）と、電荷量マップ作成工程（Ｓ１０８）と、最大ドーズ量演算工程（Ｓ１１０）と、とを実施する。次に、描画装置１００内で、閾値Ｑ’検索工程（Ｓ１１４）と、検査工程（Ｓ１１６）と、閾値Ｄ’検索工程（Ｓ１２２）と、検査工程（Ｓ１２４）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１３０）と照射量演算工程（Ｓ１３２）と、補正工程（Ｓ１３４）と、描画工程（Ｓ１３６）と、を実施する。

図３は、実施の形態１における図形パターンの一例を示す図である。図３では、例えば、レイアウトデータ内に、複数の図形パターンＡ〜Ｋが配置される。そして、図形パターンＡ，Ｋと、図形パターンＢ〜Ｅ，Ｇ〜Ｊと、図形パターンＦと、について、異なるドーズ量で描画したい場合がある。そのため、図形パターンＡ，Ｋに対する変調ドーズ率と、図形パターンＢ〜Ｅ，Ｇ〜Ｊに対する変調ドーズ率と、図形パターンＦに対する変調ドーズ率とが、予め設定される。変調後のドーズ量は、例えば、描画装置１００内で近接効果補正等の計算後の照射量ｄにかかる変調ドーズ率を乗じた値で算出される。そのため、以下の変調ドーズ表が作成される。

図４は、実施の形態１における変調ドーズ表の一例を示す図である。図３に示すように、レイアウトデータ内の複数の図形パターンについて、図形毎に、指標番号（識別子）が付与される。そして、変調ドーズ表は、図４に示すように、各指標番号に対するドーズ量変調量として、変調ドーズ率が定義される。図４では、例えば、指標番号２０の図形パターンについて、変調ドーズ率が１００％と定義される。指標番号２１の図形パターンについて、変調ドーズ率が１２０％と定義される。指標番号２２図形パターンについて、変調ドーズ率が１４０％と定義される。

しかし、かかる変調ドーズの区分を多数設定するとなると、ユーザ自身での手作業では限界がある。例えば、図形パターン毎に、２０階調程度に区分してドーズ変調を行う。そこで、実施の形態１では、描画データ変換装置５００において、変調ドーズ率の設定も行う。

そこで、ドーズ変調率設定工程（Ｓ１０２）において、ドーズ変調率設定部５１は、レイアウトデータに定義される複数の図形パターンについて、それぞれ、ドーズ変調率を設定する。ドーズ変調率の設定は、従来からの実績データやシミュレーション等によって最適化されればよい。

そして、変調ドーズ表作成（Ｓ１０４）において、変調ドーズ表作成部５４は、設定された変調ドーズ率の変調率データとそれぞれ対応する図形パターンの指標番号を入力し、対応させた変調ドーズ表を作成する。変調ドーズ表は出力され、記憶装置１４４に格納される。

そして、データ変換工程（Ｓ１０６）において、データ変換部５２は、記憶装置１４１から複数の図形パターンが定義されたレイアウトデータ（設計データ）を読み出し、描画装置１００に入力可能なフォーマットの描画データにデータ変換する。生成された描画データは出力され、記憶装置１４０に格納される。

ここで、生成される描画データにおいて、各図形パターンには、図３で示したように、変調ドーズ率（変調率）を特定するための指標番号（識別子）が付加データとして定義される。或いは、かかる変調ドーズ率が定義された図形パターンと、変調ドーズ率が定義されていない図形パターンとが混在してもよい。混在するケースでは、変調ドーズ率が定義されていない図形パターンに対しては、予め定められた所定の変調ドーズ率が用いられる。例えば、１００％の変調ドーズ率が用いられればよい。

また、１つの試料１０１には、複数のチップが配置される場合がある。このように、レイアウトデータは、複数のチップデータを含む。その際、変調ドーズ率は、チップ毎に設定されても好適である。かかる場合、生成される描画データにおいて、チップ毎に変調ドーズ率（変調率）を特定するための指標番号（識別子）が付加データとして定義される。かかる場合においても、変調ドーズ率が定義されたチップと、変調ドーズ率が定義されていないチップとが混在してもよい。混在するケースでは、変調ドーズ率が定義されていないチップに対しては、予め定められた所定の変調ドーズ率が用いられる。例えば、１００％の変調ドーズ率が用いられればよい。或いは、チップを構成する図形パターン毎に指標番号が付加データとして定義されてもよいことは言うまでもない。

電荷量マップ作成工程（Ｓ１０８）において、電荷量マップ作成部５６は、レイアウトデータ１０の配置領域を所定のサイズのメッシュ領域に分割する。そして、メッシュ領域毎に、電子ビームの照射によって座標（ｉ，ｊ）のメッシュ領域内に蓄積する電荷量Ｑを演算する。そして、電荷量マップ作成部５６は、各メッシュ領域の電荷量Ｑをまとめた電荷量マップを作成する。各メッシュ領域の電荷量Ｑは、例えば、かかるメッシュ領域内の各図形パターンについて、図形パターンの面積Ｍ_{（ｉ，ｊ）}と指標番号Ｎが示す変調ドーズ率Ｒ_Ｎと基準照射量Ｄｂａｓｅとを乗じた値を演算し、メッシュ領域内の各図形パターンの演算結果を合計すればよい。基準照射量Ｄｂａｓｅの代わりに、補正された照射量Ｄ_{０（ｉ，ｊ）}を用いてもよい。例えば、座標（ｉ，ｊ）のメッシュ領域毎に、メッシュ領域内の総面積Ｍ_{ｔｏｔ（ｉ，ｊ）}と近接効果補正係数ηとを用いて基準照射量Ｄｂａｓｅを補正した照射量Ｄ_{０（ｉ，ｊ）}を用いてもよい。照射量Ｄ_{０（ｉ，ｊ）}は、次の式（１）で定義される。
（１）Ｄ_{０（ｉ，ｊ）}＝Ｄｂａｓｅ・（０．５＋η）／（０．５＋Ｍ_{ｔｏｔ（ｉ，ｊ）}・η）

或いは、座標（ｉ，ｊ）のメッシュ領域毎に、メッシュ領域内の各図形パターンの面積に対応する変調ドーズ率Ｒ_Ｎを乗じることで重み付けされた面積値の合計面積値Ｍ’_{（ｉ，ｊ）}と近接効果補正係数ηとを用いて基準照射量Ｄｂａｓｅを補正した照射量Ｄ’_{０（ｉ，ｊ）}を用いてもよい。照射量Ｄ’_{０（ｉ，ｊ）}は、次の式（２）で定義される。
（２）Ｄ’_{０（ｉ，ｊ）}＝Ｄｂａｓｅ・（０．５＋η）／（０．５＋Ｍ’_{（ｉ，ｊ）}・η）

或いは、その他の計算手法でメッシュ領域の電荷量Ｑを求めてもよい。以上のようにして、電荷量マップを作成し、記憶装置１４２に格納する。

かかるデータ変換工程と電荷量マップ作成工程とは、並列して実施されると好適である。一般に、レイアウトデータから描画データへの変換処理には、数１０時間が必要となる。例えば、２０時間程度が必要となる。そして、電荷量マップ作成には、数時間、例えば、５時間程度が必要となる。そこで、データ変換工程と電荷量マップ作成工程とを並列して実施することで、電荷量マップ作成時間をレイアウトデータから描画データへのデータ変換処理時間に重ねることができる。すなわち、電荷量マップ作成時間を従来の描画作業時間に追加せずに済ますことができる。

また、最大ドーズ量演算工程（Ｓ１１０）において、最大ドーズ量演算部５８は、設定されたドーズ変調率で描画した場合の最大ドーズ量Ｄｍａｘを演算する。例えば、変調ドーズ率Ｒ_Ｎの最大値と基準照射量Ｄｂａｓｅとを乗じた値を演算する。或いは、その他の計算手法で最大ドーズ量Ｄｍａｘを求めてもよい。最大ドーズ量Ｄｍａｘの値は、記憶装置１４２に格納される。

ここで、ドーズ変調率設定部５１の演算結果の変調ドーズ率に不備があった場合、かかる値が描画装置に入力され、そのままかかる値が描画装置で使用されてしまうと異常なドーズ量のビームが照射されてしまうことになる。かかる異常なドーズ量のビーム照射は、メッシュ領域内に異常な電荷量の蓄積を引き起こす。それにより、パターン寸法ＣＤの異常を引き起こす。さらに、極端な異常値である場合には、レジストの蒸発、ひいてはかかる蒸発による描画装置汚染（或いは描画装置故障）を引き起こす可能性もある。そこで、実施の形態１では、描画装置１００内でデータ変換処理を行う前、或いは、データ変換処理が終了する前に、かかる電荷量が異常値でないかどうかを検査する。同様に、そもそも照射される最大ドーズ量自体が異常値でないかどうかを検査する。

まず、閾値Ｑ’検索工程（Ｓ１１４）において、検索部６１は、プロセスパラメータを記憶する記憶装置１４８からプロセスパラメータを読み出し、描画装置１００からは装置仕様を読み出し、記憶装置１４６に格納された電荷量閾値Ｑ’データベース（相関データ）を参照して、かかるプロセスパラメータ及び装置仕様に対して使用可能な最大電荷量を示す電荷量閾値Ｑ’を検索する。描画装置１００の装置仕様によって、使用可能な最大電荷量は異なる。装置仕様は、使用する描画装置によって異なる場合がある。例えば、機種によって異なる。同じ機種でも使用可能な最大電荷量にばらつきが存在する場合もあり得る。同様に、プロセスパラメータ、例えば、レジスト種によって、使用可能な最大電荷量は異なる。そこで検索部６１は、これらのプロセスパラメータ及び装置仕様の情報（例えば、検索キーワード）を使って、使用可能な最大電荷量を示す電荷量閾値Ｑ’を検索する。

そして、検査工程（Ｓ１１６）において、電荷量検査部６０は、記憶装置１４２から電荷量マップを読み出し、メッシュ領域毎に、電荷量Ｑが、電荷量閾値Ｑ’以下かどうかを検査（判定）する。検査の結果、いずれかのメッシュ領域において、電荷量Ｑが、電荷量閾値Ｑ’より大きい場合には、描画ＮＧとして、エラー情報を出力する。すべてのメッシュ領域において、電荷量Ｑが、電荷量閾値Ｑ’以下の場合には、描画装置１００で描画処理可能として、描画制御部６６にｏｋ情報を出力すればよい。このように、電荷量検査部６０は、電荷量マップを用いて、試料にパターンを描画する際のメッシュ領域（所定の領域）毎の電荷量を検査する。

また、閾値Ｄ’検索工程（Ｓ１２２）において、検索部６３は、プロセスパラメータを記憶する記憶装置１４８からプロセスパラメータを読み出し、描画装置１００からは装置仕様を読み出し、記憶装置１４６に格納された最大ドーズ量閾値Ｄ’データベース（相関データ）を参照して、かかるプロセスパラメータ及び装置仕様に対して使用可能な最大ドーズ量を示す最大ドーズ量閾値Ｄ’を検索する。描画装置１００の装置仕様によって、使用可能な最大ドーズ量は異なる。装置仕様は、使用する描画装置によって異なる場合がある。例えば、機種によって異なる。同じ機種でも使用可能な最大ドーズ量にばらつきが存在する場合もあり得る。同様に、プロセスパラメータ、例えば、レジスト種によって、使用可能な最大ドーズ量は異なる。そこで検索部６３は、これらのプロセスパラメータ及び装置仕様の情報（例えば、検索キーワード）を使って、使用可能な最大ドーズ量閾値Ｄ’を検索する。

そして、検査工程（Ｓ１２４）において、ドーズ量検査部６２（最大ドーズ量検査部）は、記憶装置１４２から最大ドーズ量を読み出し、最大ドーズ量Ｄｍａｘが、最大ドーズ量閾値Ｄ’以下かどうかを検査（判定）する。検査の結果、最大ドーズ量が、最大ドーズ量閾値Ｄ’より大きい場合には、描画ＮＧとして、エラー情報を出力する。最大ドーズ量が、最大ドーズ量閾値Ｄ’以下の場合には、描画装置１００で描画処理可能として、描画制御部６６にｏｋ情報を出力すればよい。このように、ドーズ量検査部６２は、外部から入力された最大ドーズ量データを用いて、試料にパターンを描画する際のメッシュ領域（所定の領域）毎の最大ドーズ量を検査する。

以上の検査処理により、描画装置１００内にて描画データをデータ変換処理前に描画データの異常を検査できる。これにより、以降の描画装置１００内での無駄な作業時間を回避できる。かかる検査処理は、数分で終了できる。そのため、早期に描画データの異常を検査できる。もし、描画装置１００で電荷量マップを作成する場合には、さらに、電荷量マップ作成時間が追加されてしまうので、その分、検査時間が長くかかってしまう。これに対して、実施の形態１では、描画装置１００ではなく、その上流の描画データ変換装置５００で描画データの生成と同時期に電荷量マップを作成しているので、描画データの検査に、かかる検査処理の数分で済ますことができる。そして、描画データが異常でないと検査された場合に、描画装置１００において描画処理が行われる。

ここで、上述した例では、プロセス情報と装置仕様情報との両方が一致する場合の電荷量閾値Ｑ’および最大ドーズ量閾値Ｄ’を用いたが、これに限るものではない。プロセス情報と装置仕様情報との少なくとも一方が一致する場合の電荷量閾値Ｑ’および最大ドーズ量閾値Ｄ’を用いる場合であってもよい。

ショットデータ生成工程（Ｓ１３０）として、ショットデータ生成部６４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、装置固有のショットデータを生成する。描画装置１００で図形パターンを描画するためには、１回のビームのショットで照射できるサイズに描画データに定義された各図形パターンを分割する必要がある。そこで、ショットデータ生成部１１２は、実際に描画するために、各図形パターンを１回のビームのショットで照射できるサイズに分割してショット図形を生成する。そして、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種、図形サイズ、及び照射位置といった図形データが定義される。

照射量演算工程（Ｓ１３２）として、照射量演算部６８は、所定のサイズのメッシュ領域毎の照射量ｄを演算する。照射量ｄは、例えば、基準照射量Ｄｂａｓｅに補正係数を乗じた値で演算できる。補正係数として、例えば、近接効果補正照射係数Ｄｐを用いると好適である。近接効果補正照射係数Ｄｐの演算は、従来と同様の手法で構わない。

補正工程（Ｓ１３４）として、補正部６９は、ショット図形毎に、対応する照射量ｄにショット図形の基となる図形パターンに定義された指標番号が示す変調ドーズ率を乗じて補正した補正照射量を演算する。

描画工程（Ｓ１３６）として、描画制御部６６は、制御回路１２０に描画処理を行うように制御信号を出力する。制御回路１２０は、ショットデータと各補正照射量のデータを入力し、描画制御部６６から制御信号に従って描画部１５０を制御し、描画部１５０は、電荷量マップと組みになる描画データに基づいて、電子ビーム２００を用いて、当該図形パターンを試料１００に描画する。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（可変成形させる）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さらに仮想分割したサブフィールド（ＳＦ）の基準位置にステージ移動に追従しながら該当ショットの電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９でＳＦ内の各照射位置にかかる該当ショットのビームを偏向すればよい。

以上のように、実施の形態１によれば、描画装置に入力される描画データによって異常なドーズ量のビーム照射が行われてしまうことを回避できる。その結果、異常なドーズ量のビーム照射に起因する、パターン寸法ＣＤの異常、レジストの蒸発、及び描画装置汚染（或いは描画装置故障）を回避できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、描画装置１００内で、電荷量と最大ドーズ量との検査を行ったが、これに限るものではない。実施の形態２では、検査処理を実施する機能部分をオフラインに配置し、描画装置１００とは別な検査装置として構成する場合について説明する。

図５は、実施の形態２における描画システムの構成を示す概念図である。図５において、描画システムは、描画装置１００、検査装置３００及び描画データ変換装置５００を有している。その他、図示しないパラメータ情報作成ツール等を有してもよい。図５において、検査装置３００は、制御計算機３１０、及びメモリ３１２を備える。また、記憶装置１４２，１４６は、描画装置１００の構成から検査装置３００の構成へと変更する。また、電荷量検査部６０、検索部６１，６３、及びドーズ量検査部６２を描画装置１００の構成から検査装置３００の構成へと変更する。よって、制御計算機３１０内に、電荷量検査部６０、検索部６１，６３、及びドーズ量検査部６２が配置される。制御計算機３１０内には、さらに、照会部６５が配置される。電荷量検査部６０、検索部６１，６３、ドーズ量検査部６２、及び照会部６５といった機能は、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。電荷量検査部６０、検索部６１，６３、ドーズ量検査部６２、及び照会部６５に入出力される情報および演算中の情報はメモリ３１２にその都度格納される。

また、制御計算機１１０内には、さらに、照合部６７が配置される。ショットデータ生成部６４、描画制御部６６、照合部６７、照射量演算部６８、及び補正部６９といった機能は、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。ショットデータ生成部６４、描画制御部６６、照合部６７、照射量演算部６８、及び補正部６９に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

図５において、その他の構成は、図１と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図６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２に示すように、描画データ変換装置５００内にて、ドーズ変調率設定工程（Ｓ１０２）と、変調ドーズ表作成（Ｓ１０４）と、データ変換工程（Ｓ１０６）と、電荷量マップ作成工程（Ｓ１０８）と、最大ドーズ量演算工程（Ｓ１１０）とを実施する。次に、検査装置３００内で、照合工程（Ｓ１１２）と、閾値Ｑ’検索工程（Ｓ１１４）と、検査工程（Ｓ１１６）と、閾値Ｄ’検索工程（Ｓ１２２）と、検査工程（Ｓ１２４）とを実施する。次に、描画装置１００内で、ショットデータ生成工程（Ｓ１３０）と照射量演算工程（Ｓ１３２）と、補正工程（Ｓ１３４）と、描画工程（Ｓ１３６）と、を実施する。

ここで、実施の形態２では、検査装置３００と描画装置１００とが分離されたので、検査装置３００で電荷量Ｑ及び最大ドーズ量Ｄｍａｘを検査する際、使用する描画装置１００の装置仕様を把握できない。そこで、実施の形態２では、使用する描画装置１００が予定する装置なのかどうかを照会する。

まず、閾値Ｑ’検索工程（Ｓ１１４）において、検索部６１は、プロセスパラメータを記憶する記憶装置１４８からプロセスパラメータ及び装置仕様を読み出し、記憶装置１４６に格納された電荷量閾値Ｑ’データベースを参照して、かかるプロセスパラメータ及び装置仕様に対して使用可能な最大電荷量を示す電荷量閾値Ｑ’を検索する。

同様に、閾値Ｄ’検索工程（Ｓ１２２）において、検索部３は、プロセスパラメータを記憶する記憶装置１４８からプロセスパラメータ及び装置仕様を読み出し、記憶装置１４６に格納された最大ドーズ量閾値Ｄ’データベースを参照して、かかるプロセスパラメータ及び装置仕様に対して使用可能な最大ドーズ量を示す最大ドーズ量閾値Ｄ’を検索する。

一方、照合工程（Ｓ１１２）において、照会部６５は、記憶装置１４８から入力された装置仕様が、今回使用する描画装置１００と一致するかどうかを照会する。具体的には、照会部６５は、記憶装置１４８から入力された装置仕様を描画装置１００内の照合部６７に出力する。そして、描画装置１００内では、照合部６７が、検査装置３００から入力された装置仕様の情報と、記憶装置１４９に格納した装置仕様の情報とが一致するかどうかを照合する。一致する場合には、検査装置３００にｏｋデータを返送する。一致しない場合には、ＮＧとして、エラー出力を送信する。

ここで、装置仕様の照合がＮＧの場合には、描画中止とする。或いは、検索部６１は、描画装置１００から装置仕様の情報を入力し、電荷量閾値Ｑ’データベースを参照して、かかるプロセスパラメータ及び描画装置１００からの装置仕様に対して使用可能な最大電荷量を示す電荷量閾値Ｑ’を検索してもよい。同様に、検索部６３は、描画装置１００から装置仕様の情報を入力し、電荷量閾値Ｑ’データベースを参照して、かかるプロセスパラメータ及び描画装置１００からの装置仕様に対して使用可能な最大ドーズ量を示す最大ドーズ量閾値Ｄ’を検索してもよい。

電荷量検査部６０及びドーズ量検査部６２がそれぞれ行う検査処理の内容は、実施の形態１と同様である。

以上のように、検査機能を描画装置１００と切り離しても好適である。

実施の形態３．
実施の形態１，２では、変調ドーズ率を用いて、照射量を補正したが、これに限るものではない。実施の形態３では、各図形パターンを照射する際のドーズ量そのものを予め設定する場合について説明する。

図７は、実施の形態３における描画システムの構成を示す概念図である。図７において、ドーズ変調率設定部５１、及び変調ドーズ表作成部５４の代わりに、ドーズ量演算部５３を配置した点、記憶装置１４４及び補正部６９を削除した点以外は、図１と同様である。なお、記憶装置１４０に格納される描画データでは、各図形パターンにドーズ量が付加データとして定義される。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。また、実施の形態３における描画方法の要部工程を示すフローチャート図は、ドーズ変調率設定工程（Ｓ１０２）と変調ドーズ表作成工程（Ｓ１０４）の代わりに、ドーズ量演算工程を追加する点以外は、図２と同様であるため、省略する。

まず、描画データ変換装置５００において、ドーズ量演算工程としてドーズ量演算部５３は、レイアウトデータに定義される複数の図形パターンについて、それぞれ、ドーズ量を演算する。ドーズ量の演算は、従来からの実績データやシミュレーション等によって最適化されればよい。

そして、データ変換部５２によって、生成される描画データにおいて、各図形パターンには、図３で示した変調ドーズ率（変調率）を特定するための指標番号（識別子）の代わりに、ドーズ量が付加データとして定義される。或いは、かかるドーズ量が定義された図形パターンと、ドーズ量が定義されていない図形パターンとが混在してもよい。混在するケースでは、ドーズ量が定義されていない図形パターンに対しては、予め定められた所定のドーズ量が用いられる。例えば、基準照射量が用いられればよい。

電荷量マップ作成部５６は、レイアウトデータ１０の配置領域を所定のサイズのメッシュ領域に分割する。そして、メッシュ領域毎に、電子ビームの照射によって座標（ｉ，ｊ）のメッシュ領域内に蓄積する電荷量Ｑを演算する。そして、電荷量マップ作成部５６は、各メッシュ領域の電荷量Ｑをまとめた電荷量マップを作成する。各メッシュ領域の電荷量Ｑは、例えば、かかるメッシュ領域内の各図形パターンについて、図形パターンの面積Ｍ_{（ｉ，ｊ）}と当該図形パターンについて演算されたドーズ量とを乗じた値を演算し、メッシュ領域内の各図形パターンの演算結果を合計すればよい。以上のようにして、電荷量マップを作成し、記憶装置１４２に格納する。

また、最大ドーズ量演算部５８は、演算されたドーズ量のうちの、最大ドーズ量Ｄｍａｘを演算する。最大ドーズ量Ｄｍａｘの値は、記憶装置１４２に格納される。

以下、電荷量と最大ドーズ量についての描画装置内での検査手法は、実施の形態１と同様である。

照射量演算工程として、照射量演算部６８は、所定のサイズのメッシュ領域毎の照射量ｄを演算する。照射量ｄは、ショット図形毎に、ショット図形の基となる図形パターンに定義されたドーズ量を用いればよい。

以上のように、描画データの各図形にドーズ量が付加データとして定義される場合でも、描画装置に入力される描画データによって異常なドーズ量のビーム照射が行われてしまうことを回避できる。その結果、異常なドーズ量のビーム照射に起因する、パターン寸法ＣＤの異常、レジストの蒸発、及び描画装置汚染（或いは描画装置故障）を回避できる。

実施の形態４．
実施の形態３では、描画装置１００内で、電荷量と最大ドーズ量との検査を行ったが、これに限るものではない。実施の形態４では、検査処理を実施する機能部分をオフラインに配置し、描画装置１００とは別な検査装置として構成する場合について説明する。

図８は、実施の形態４における描画システムの構成を示す概念図である。図８において、描画システムは、描画装置１００、検査装置３００及び描画データ変換装置５００を有している。その他、図示しないパラメータ情報作成ツール等を有してもよい。図８において、検査装置３００は、制御計算機３１０、及びメモリ３１２を備える。また、記憶装置１４２，１４６は、描画装置１００の構成から検査装置３００の構成へと変更する。また、電荷量検査部６０、検索部６１，６３、及びドーズ量検査部６２を描画装置１００の構成から検査装置３００の構成へと変更する。よって、制御計算機３１０内に、電荷量検査部６０、検索部６１，６３、及びドーズ量検査部６２が配置される。制御計算機３１０内には、さらに、照会部６５が配置される。電荷量検査部６０、検索部６１，６３、ドーズ量検査部６２、及び照会部６５といった機能は、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。電荷量検査部６０、検索部６１，６３、ドーズ量検査部６２、及び照会部６５に入出力される情報および演算中の情報はメモリ３１２にその都度格納される。

また、制御計算機１１０内には、さらに、照合部６７が配置される。ショットデータ生成部６４、描画制御部６６、照合部６７、及び照射量演算部６８といった機能は、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。照合部６７が配置される。ショットデータ生成部６４、描画制御部６６、照合部６７、及び照射量演算部６８に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

図８において、その他の構成は、図７と同様である。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態３と同様である。また、実施の形態４における描画方法の要部工程を示すフローチャート図は、ドーズ変調率設定工程（Ｓ１０２）と変調ドーズ表作成工程（Ｓ１０４）の代わりに、ドーズ量演算工程を追加する点以外は、図６と同様であるため、省略する。

ここで、実施の形態４では、検査装置３００と描画装置１００とが分離されたので、検査装置３００で電荷量Ｑ及び最大ドーズ量Ｄｍａｘを検査する際、使用する描画装置１００の装置仕様を把握できない。そこで、実施の形態４では、実施の形態２と同様、使用する描画装置１００が予定する装置なのかどうかを照会する。装置仕様の紹介の手法は、実施の形態２と同様である。

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。

５０，１１０，３１０制御計算機
５１，３１２メモリ
５１ドーズ変調率設定部
５２データ変換部
５３ドーズ量演算部
５４変調ドーズ表作成部
５６電荷量マップ作成部
５８最大ドーズ量演算部
６０電荷量検査部
６１，６３検索部
６２ドーズ量検査部
６４ショットデータ生成部
６５照会部
６６描画制御部
６７照合部
６８照射量演算部
６９補正部
１００描画装置
１０１，３４０試料
１０２電子鏡筒
１０３描画室
１０５ＸＹステージ
１１２ショットデータ生成部
１１３照射量演算部
１１４描画制御部
１１５補正部
１２０制御回路
１４０，１４２，１４４，１４６，１４８，１４９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
３００検査装置
３３０電子線
４１１開口
４２１可変成形開口
４３０荷電粒子ソース
５００描画データ変換装置

Claims

試料の描画領域がメッシュ状に分割されたメッシュ領域毎に、照射される荷電粒子ビームの電荷量が定義された、外部より入力された電荷量マップを記憶する記憶部と、
前記メッシュ領域毎に、前記電荷量マップに定義された電荷量が閾値以下かどうかを検査する電荷量検査部と、
前記電荷量マップと組みになる描画データに基づいて、荷電粒子ビームを用いて、前記試料にパターンを描画する描画部と、
を備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
前記電荷量マップは、照射量変調が行われたドーズ量に基づいて前記荷電粒子ビーム描画装置の外部で演算された電荷量が定義されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
プロセス情報と装置仕様情報との少なくとも一方と閾値との相関データを記憶する記憶部と、
プロセス情報と装置仕様情報との少なくとも一方を入力し、前記一方を用いて前記相関データを参照して、前記閾値を検索する検索部と、
をさらに備えた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。
最大ドーズ量を入力し、前記最大ドーズ量が閾値以下かどうかを検査する最大ドーズ量検査部をさらに備えた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。
試料の描画領域がメッシュ状に分割されたメッシュ領域毎に、荷電粒子ビーム描画装置にて照射される荷電粒子ビームの電荷量が定義された、外部より入力された電荷量マップを記憶する記憶部と、
前記メッシュ領域毎に、前記電荷量マップに定義された電荷量が閾値以下かどうかを検査する電荷量検査部と、
を備えた検査装置であって、
前記電荷量マップは、照射量変調が行われたドーズ量に基づいて前記荷電粒子ビーム描画装置及び前記検査装置の外部で演算された電荷量が定義されることを特徴とする検査装置。
複数の図形パターンが定義されたレイアウトデータを描画装置へ入力するための描画データへとデータ変換する工程と、
前記データ変換する工程と並列に、試料の描画領域がメッシュ状に分割されたメッシュ領域毎に、前記描画装置で照射される荷電粒子ビームの電荷量が定義された電荷量マップを作成する工程と、
前記メッシュ領域毎に、前記電荷量マップに定義された電荷量が閾値以下かどうかを検査する工程と、
を備え、
前記電荷量マップは、照射量変調が行われたドーズ量に基づいて前記描画装置の外部で演算された電荷量が定義されることを特徴とする描画データの検査方法。