JP6009825B2 - 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関し、高精度の近接効果補正を行う装置及び方法に関する。

従来、微細な半導体の集積回路の回路パターンをマスク上に描画する場合、電子ビーム描画装置が用いられる。

電子ビームによるマスク描画では、電子ビームのレジスト内散乱から起こる近接効果により、パターンが近くに配置されているときには、双方のパターンから散乱される散乱電子によりパターン以外の部分が露光されてしまい、レジスト上の描画パターンが歪むなどの問題を解決するために近接効果補正が行われる。

近年、描画すべきマスク上の集積回路パターンの微細化が進み、近接効果補正による精度の高い補正が不可欠となっている。

図１５は、このような近接効果補正を備えた可変面積型電子ビーム描画装置の一概略例を示した図である。

図１５中の１は、電子ビームを出射する電子銃、２は該電子銃１から出射した電子ビームを集束させる照射レンズ、３は前記電子銃１と該照射レンズ２の間に設けられた、電子ビームをブランキングするブランカーである。

４は前記照射レンズ２を介して電子ビームが照射する第１成形開口板、５は該第１成形開口板４の開口像を第２成形開口板６上に結像させる成形レンズ、７はその結像の位置を変える成形偏向器である。

８は前記第１成形開口板４と前記第２成形開口板６により成形された像を縮小する縮小レンズ、９は該縮小レンズ８で縮小した像を描画材料１０上に合焦させる対物レンズ、１１は該描画材料１０上の電子ビームの位置を調整する位置決め偏向器である。

１２は該描画材料１０を載置し、Ｘ方向及びＹ方向に移動できるステージである。

１３は前記ブランカー３のオン・オフを制御するブランキング制御回路、１４は前記成形偏向器７を制御する成形偏向器制御回路、１５は前記位置決め偏向器１１を制御する位置決め偏向器制御回路、１６は前記ステージ１２を制御するステージ制御回路である。

１７は描画パターンデータを格納するパターンデータディスクである。
１８は装置全体の動作を制御する制御装置で、例えば、コンピュータが用いられる。

１９は前記パターンデータディスク１７からの描画パターンデータをショット単位の描画パターンデータに分割するショットパターン分割処理回路である。

２０は該ショットパターン分割処理回路１９からの出力を受けてショット単位の描画パターンをショットする順番に並び替えるソーティング処理回路で、前記成形偏向器制御回路１４と前記位置決め偏向器制御回路１５に繋がっている。

２１は該ソーティング処理回路２０の出力を受けて照射時間データを算出する照射時間演算回路で、該照射時間演算回路２１の出力は前記ブランキング制御回路１３に供給される。

２２は近接効果補正の演算を行う外部計算機で、ＥＩＤｂ演算回路２３と第１メモリ２４と蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ、ｎ演算回路２５からなる。

前記ＥＩＤｂ演算回路２３は、電子ビームの照射による後方散乱電子の影響範囲を均一な区画に分割し、それぞれの区画（ｉ，ｊ）に対して後方散乱に起因する蓄積エネルギー強度を演算し蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップを作成するものである。

なお、前記ｉ，ｊは蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップの区画の座標である。
前記第１メモリ２４は、前記ＥＩＤｂ演算回路２３で演算された蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップを記憶するものである。

前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路２５は、前記第１メモリ２４からの蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップとパターンデータディスク１７からの描画パターンデータに基づいて、蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎを演算するものである。

２６は第２メモリ２６で、前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路２５で演算された蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップを記憶するものである。

２７は補正値演算回路２７で、前記第２メモリ２６に記憶された蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップに基づいて近接効果補正の補正量Ｓｍｏｄを演算するもので、演算結果を前記照射時間演算回路２１に出力するものである。

このような構成の可変面積型電子ビーム描画装置において、先ず、描画を開始する前に、制御装置１８はパターンデータディスク１７から描画材料上の描画領域、例えば、図１６に示すような１ｍｍ×１ｍｍ角の領域の描画フィールド（電子ビームの走査だけで許容変更誤差の範囲内でパターンが描ける領域）の描画パターンデータを読み込み、外部計算機２２内の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路２５に送る。該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路２５は、描画フィールド内を仮想的な例えば０．５μｍ×０．５μｍ角の単位区画に区切り、区画（ｍ，ｎ）ごとに蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎを演算する。

この描画領域（フィールド）の該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎは、図１６に示すような蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップを用いて演算するが、その前に、先ず、蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップを作成する。

この蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップは、加速電圧５０ｋＶの電子ビームを用いた場合、その周辺の区画に与える後方散乱電子の影響範囲は５０μｍ×５０μｍの四方領域となり、この四方領域内を仮想的に０．５μｍ×０．５μｍの単位区画に区り、各区画（ｉ，ｊ）ごとの蓄積エネルギー強度をＥＩＤｂ関数を用いて演算したものである。このＥＩＤ関数を次式に示す。

この式において、β_ｂは後方散乱半径である。

なお、ＥＩＤ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）関数とは、電子ビームを１点に入射したときのレジスト面から或る深さのある位置（ｉ，ｊ）の蓄積エネルギー強度で、基板上のレジスト膜中における入射電子の蓄積（または吸収）エネルギー密度の空間分布を表わしたものである。

この（１）式を用いてＥＩＤｂ演算回路２３は、５０μｍ×５０μｍの領域内の蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップを作成する。

そして、この蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップは前記第１メモリ２４に記憶される。なお、前記蓄積エネルギー強度値は、電子ビームが照射された区画の蓄積エネルギー強度を例えば４０９５とする比率で表された値となる。

ところで、パターンデータディスク１７には、被描画材料上の全描画領域を描画フィールド単位に分けられた描画パターンデータが記憶されている。すなわち、フィールドの位置データ、フォールド内に描かれる各パターン位置及び寸法データ等が記憶されている。

描画開始が指示されると、制御装置１８はパターンデータディスク１７から描画フィールド毎に描画パターンデータを前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ、ｎ演算回路２５とショットパターン分割処理回路１９に送る。

前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ、ｎ演算回路２５は、上述したようにパターンデータディスク１７から送られてきた描画フィールド内を０．５μｍ×０．５μｍ角の仮想的な区画（ｍ，ｎ）に区切り、更に、第１メモリ２４から蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップを読み込み、それぞれの区画内のパターン面積を計算してから、各区画内のパターン面積を考慮して、該描画フィールド内の各区画の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎを演算する。この蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎを演算する式を次式に示す。

ここで、Ｅｉ_ｍ，ｎは、任意の１つの図形を描画する際にそれぞれの区画（ｍ，ｎ）に図形が占める割合、すなわち、一定の入射電子エネルギーの強度で一つの区画全面に電子ビームが入射されたときの入射電子のエネルギー量を１００％とする比率、ｒは蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎの計算範囲（ここの計算領域は、５０μｍ×５０μｍ角である。）、ＥＩＤｂ_ｉ，ｊは入射電子が周辺区画（ｉ，ｊ）に与える後方散乱電子の蓄積エネルギー強度分布である。

なお、前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂは無限の塗りつぶし領域の任意の位置における散乱電子エネルギーの蓄積量を１００％とする比率である。
前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路２５は、（２）式から描画フィールド内の区画（ｍ，ｎ）ごとに蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎを演算し、１フィールドの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップを作成する。この蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップは第２メモリ２６に記憶される。

一方、前記ショットパターン分割処理回路１９では、パターンデータディスク１７から送られた描画フィールドの描画パターンを最大ビーム寸法以下のショット単位の描画パターンに分割し、分割されたショット単位の描画パターンをソーティング処理回路２０に送る。

前記ソーティング処理回路２０は、ショット単位の描画パターンをショットする順番に並び替え、その内の各ショットの形状及び大きさを表すパターン情報Ｐを成形偏向器制御回路１４へ、ショット位置情報Ｓを照射時間演算回路２１と位置決め偏向器制御回路１５へそれぞれショット順に順次送る。

照射時間演算回路２１には、前記ショット位置情報Ｓが送られて来ると、このショット位置情報Ｓに基づいて基準照射量の補正値を算出する。その詳細については以下に説明する。

前記照射時間演算回路２１では、前記ソーティング処理回路２０からショット位置情報Ｓを受け取ると、直ちに補正値演算回路２７に送る。

該補正値演算回路２７は、送られてきたショット位置情報Ｓに基づいて第２メモリ２６から対応する区画の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂを読み込み、該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ値に基づいて近接効果補正の補正量Ｓｍｏｄを演算する。

ここで、蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂに基づいて近接効果補正の補正量Ｓｍｏｄを演算する式を次式に示す。

この式において、Ｄｏｓｅは照射量、Ｓｍｏｄは近接効果補正による補正量、η_ｂは後方散乱係数、Ｅｂｐｂは後方散乱電子による蓄積エネルギー比率を表している。

この式は、右側の第１項のＣ２分のＤｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１）と第２項のη_ｂ×Ｅｂｐｂ×Ｄｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１）の和が一定となるように、近接効果補正の補正量Ｓｍｏｄを求めるものである。

そして、また、上記（３）式を図１７に示す可変面積型電子ビーム描画におけるレジストに蓄積するエネルギー分布のエネルギープロファイルに基づいて説明する
図１７中において、横軸は距離、縦軸はレジスト中に蓄積する蓄積エネルギー強度を示す。上記（３）式中のＤｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１）とη_ｂ×Ｅｂｐｂ×Ｄｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１）の和が、図中の実線で示された電子ビームの入射エネルギー強度と電子ビームの後方散乱に起因する蓄積エネルギー強度の和、η_ｂ×Ｅｂｐｂ×Ｄｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１）は後方散乱に起因する蓄積エネルギー強度、（Ｄｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１））／Ｃ２とη_ｂ×Ｅｂｐｂ×Ｄｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１）との和は現像しきい値Ｒｔｈとなる。

この現像しきい値Ｒｔｈとは、レジストが現像されたときに、レジストがパターンを形成する蓄積エネルギー量であり、レジストが現像されたとき、電子ビームを照射したレジスト部を溶解消失させたり（ポジ型レジストの場合）、重合・架橋させて残したり（ネガ型レジストの場合）するために必要な蓄積エネルギー値となる。

そして、電子ビームの入射エネルギー強度と後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー強度との和が現像しきい値Ｒｔｈのラインを超えると現像処理で形成されるパターンの線幅となり、電子ビームの入射エネルギー強度と後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー強度との和が現像しきい値Ｒｔｈと交差する交点が描画されるパターン幅のエッジ位置となる。

なお、前記（３）式のＣｏｎｓｔ．は、解像しきい値Ｒｔｈを表すもので、解像しきい値Ｒｔｈは、次式で表すことができる。

この式は、基準とする後方散乱電子による蓄積エネルギー比率ＯｒｇｂにおけるＣ２分の前方散乱電子による蓄積エネルギー強度と、後方散乱電子による蓄積エネルギー強度との和とで表され、つまり、（３）式のＣｏｎｓｔ．に（４）式のＲｔｈを代入すると、次式にように変形させることができる。

なお、この式は、次式にように変形することもできる。

この式のＣ２とは、基準とする後方散乱電子による蓄積エネルギー比率Ｏｒｇｂを零とした場合、前方散乱電子による蓄積エネルギーと解像しきい値の関係を示す係数となる。

図１５の補正値演算回路２７では、上記（５）式を用いて近接効果補正の補正値Ｓｍｏｄ、いわゆる基準照射量の補正値が演算される。

前記補正値演算回路２７で演算された基準照射量の補正値は、照射時間演算回路２１に送られる。

この基準照射量の補正値に基づいて前記照射時間演算回路２１は、照射時間データを作成し、作成された照射時間データをブランキング制御回路１３に送る。この照射時間データに基づいて該ブランキング制御回路１３はブランカー３を制御する。

このとき、既に各ショット単位の描画パターンのパターン情報Ｓが成形偏向器制御回路１４に、ショット位置情報Ｐが位置決め偏向器制御回路１５に順次送られているので、前記ブランキング制御回路１３によりブランカー３が前記照射時間データで制御され、前記成形偏向器制御回路１４によって成形偏向器７が制御され、前記位置決め偏向器制御回路１５によって位置決め偏向器１１が制御される。

その結果、前記成形偏向器７により前記パターン情報Ｐに基づいて電子ビームの断面形状が形成された成形ビームが位置決め偏向器により前記ショット位置情報Ｓに基づいて描画材料上の位置１１に前記照射時間データで決まる照射時間でショットされ、所望のショット分割パターンが順次描画される。

前記フィールド内の全てのパターンの描画が終了すると、続いて、制御装置１８はパターンデータディスク１７から次のフィールドの位置データをステージ制御回路１６に送る。

すると、次のフィールドの中心に電子ビームの光軸が位置するようにステージが移動し、該フィールド内の全てのパターンが描画される。以降同様にフィールド毎にパターン描画がされる。

特開２０００−２４３６８５号公報

さて、上述のような可変面積型電子ビーム描画装置において、描画パターンデータを所定の単位区画に区切って、この単位区画ごとに後方散乱に起因した蓄積エネルギー比率を演算して、この蓄積エネルギー比率に基づいて電子ビームの照射量の近接効果補正値を演算する。この近接効果補正の演算は、前記（１）式に示すような蓄積エネルギー強度分布関数（ＥＩＤ関数）の近似式を蓄積エネルギー比率の演算に適用させ近接効果の補正を行っている。

近年のパターンの微細化に伴って、近接効果補正を実施しているにも関わらず隣接するパターンの距離に応じてパターン寸法が変化する現象がある。

この原因は、蓄積エネルギー比率を演算する際、蓄積エネルギー強度分布が正確に近似できていないことが考えられている。

そして、蓄積エネルギー強度分布を正確に近似するには、下記の（７）式が好適であることが開示されている（Ｊｐｎ．Ｊ． Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３５，１９２９（１９９７））。

ここで、ｒは電子ビーム入射点からの距離、η_ｂは前方散乱電子による蓄積エネルギーに対する後方散乱電子による蓄積エネルギーの比を表わす後方散乱係数、η_ｃは前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布の係数、β_ｆは前方散乱半径、β_ｂは後方散乱半径、β_ｃは第３項の強度分布半径を表わす。

前記第１項は前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の項、前記第２項は後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の項、前記第３項は前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布の項である。

ところで、レジストに電子ビームを照射すると、前方散乱は比較的狭い範囲に影響を与え、後方散乱は前方散乱に比べ広い領域に影響を及ぼし、前方散乱電子及び後方散乱電子のエネルギーがレジストに蓄積されるため、（７）式の蓄積エネルギー強度分布は、図１８に示すような分布になる。

図１８中、縦軸が蓄積エネルギー強度ｆ（ｒ）、横軸が電子ビーム入射点からの距離を表わす。第１項の前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布はＡ、第２項の後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布はＢ、第３項の前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布はＣとなる。

そして、前記（７）式の各項の影響範囲は、加速電圧５０ｋＶの電子ビームをレジストに照射した場合、第１項で表される前方散乱に起因する影響範囲は０．０４μｍ（前方散乱半径β_ｆ）、第２項で表される後方散乱に起因する影響範囲は１０μｍ（後方散乱半径β_ｂ）、第３項で表される強度分布の影響範囲は２μｍ（半径β_ｃ）となる。

このように、それぞれの項で影響範囲が異なるため、それぞれの項の影響範囲に応じた区画の大きさで蓄積エネルギー比率を演算しなければ、精度の良い補正計算が行えない。

ここで、従来の蓄積エネルギー比率の演算方式に蓄積エネルギー強度分布関数の３項の影響を加えた演算を行った場合、上述したように蓄積エネルギー比率はフィールド毎に計算される。単純に、例えば、１つのフィールドの大きさが１ｍｍ×１ｍｍ角の場合、このフィールド内に後方散乱電子に起因する影響範囲の５０μｍ×５０μｍ角が４００個存在し、第３項の影響範囲の４μｍ×４μｍ角が６２５００個存在することになり、第３項の影響の蓄積エネルギー比率の演算量は後方散乱電子に起因する影響範囲の１５６倍と、膨大な演算量となる。

そこで、従来のような蓄積エネルギー比率の演算方式で、後方散乱電子に起因する影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー強度分布関数を用いた蓄積エネルギー比率演算（（７）式の第３項）を行うことは、演算量が膨大となり実用化的ではない。

そして、この演算の実用化が難しいので、隣接するパターンの距離に応じてパターン寸法の変動が変化する現象が解決しないのである。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、後方散乱電子に起因する影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー強度分布関数を用いた蓄積エネルギー比率演算の演算量を軽減させ、精度の高い近接効果補正を行うことができる新規な荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することを目的とする。

本発明に係る荷電粒子ビーム描画装置は、描画材料上の描画領域の描画パターンデータをショット単位の描画パターンに分割し、該ショット単位の描画パターンに基づいて荷電粒子ビームの断面形状と描画材料上のショット位置とを制御して前記描画材料上に荷電粒子ビームをショットすると共に、前記描画領域内を仮想的な単位区画に区切り、区画（ｍ，ｎ）の後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップを求め、該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップからショット位置に基づいた近接効果補正量を求め、該近接効果補正量を考慮して荷電粒子ビームのショット時間を変化させる荷電粒子ビーム描画装置において、前記描画領域内の前記ショット単位の描画パターンについて、ショットする描画パターンｋを中心とする後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲（２ｒ×２ｒ角）内を単位区画（ｉ，ｊ）に区切り、該影響範囲内に存在する周囲ｎ個のショット単位の描画パターンを抽出し、抽出されたｎ個のショット単位の描画パターンについて寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）を取得し、取得された寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）と後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー強度分布マップＥＩＤｃ_ｉ，ｊに基づいてショット単位の描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋを

として求め、この一連の処理を前記描画領域の全てのショット単位の描画パターンに対して繰り返し行い、ショット単位の描画パターン毎に蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃを求める繰り返し演算手段と、
ショットする描画パターンｋの前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋと、該描画パターンｋの位置データに基づいて前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップから求めた蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂとから描画パターンｋの近接効果補正値を求める近接効果補正値演算手段と、を備え、該近接効果補正量に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を変化させることを特徴とする。

本発明に係る荷電粒子ビーム描画方法は、描画材料上の描画領域の描画パターンデータをショット単位の描画パターンに分割し、該ショット単位の描画パターンに基づいて荷電粒子ビームの断面形状と描画材料上のショット位置とを制御して前記描画材料上に荷電粒子ビームをショットすると共に、前記描画領域内を仮想的な単位区画に区切り、区画（ｍ，ｎ）の後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップを求め、該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップからショット位置に基づいた近接効果補正量を求め、該近接効果補正量を考慮して荷電粒子ビームのショット時間を変化させる荷電粒子ビーム描画方法において、後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲を持つ蓄積エネルギー強度分布関数ＥＩＤを用いて区画（ｉ，ｊ）ごとに蓄積エネルギー強度を求めた蓄積エネルギー強度分布マップＥＩＤｃ_ｉ，ｊを作成し、記憶する蓄積エネルギー強度分布演算工程と、前記描画領域の前記ショット単位の描画パターンについて、ショットする描画パターンｋを中心とする後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲（２ｒ×２ｒ角）内を単位区画（ｉ，ｊ）に区切り、該影響範囲内に存在する周囲ｎ個のショット単位の描画パターンを抽出するパターン抽出工程と、抽出されたｎ個のショット単位の描画パターンについて寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）を取得するパターン情報取得工程と、前記蓄積エネルギー強度分布マップＥＩＤｃ_ｉ，ｊを用いて前記抽出された寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）を考慮して描画パターンｋに与える蓄積エネルギーの重みを考慮してショットする描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋを

として求める蓄積エネルギー比率演算工程と、前記パターン抽出工程、前記パターン情報取得工程、前記蓄積エネルギー比率演算工程をこの順に繰り返して前記描画領域内の全てのショット単位の描画パターンについての蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃを求める繰り返し演算工程と、ショットする描画パターンｋの前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋと、該描画パターンｋの位置データに基づいた前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂｍ，ｎマップから求めた描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂとから近接効果補正値を求める近接効果補正値演算工程と、を備え、該近接効果補正量に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を変化させることを特徴とする。

本発明の荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法によれば、後方散乱電子に起因する影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー強度分布関数を用いた蓄積エネルギー比率の演算量を大幅に軽減させることができ、実用化が可能で、精度の高い近接効果補正を行うことができる。

本発明の実施の形態１に係る可変面積型電子ビーム描画装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る演算方法を説明する図である。 蓄積エネルギー強度分布マップを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る演算方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る演算方法を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る演算領域内の演算方法を説明する図である。 本発明に係る演算領域の区画の大きさを説明する図である。 本発明の可変面積型電子ビーム描画におけるレジストに蓄積するエネルギー分布のエネルギープロファイルを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る可変面積型電子ビーム描画装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る演算方法を説明するフローチャートである。 本発明に係るｄＥＢＰｃデータベースを示す図である。 本発明に実施の形態２に係る演算方法を説明する図である。 本発明の実施の形態２に係る演算方法を説明する図である。 本発明に実施の形態２に係る演算方法を説明する図である。 従来の可変面積型電子ビーム描画装置の構成を示す図である。 蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップと蓄積エネルギー強度分布マップＥＩＤｃ_ｉ，ｊを説明する図である。 可変面積型電子ビーム描画におけるレジストに蓄積するエネルギー分布のエネルギープロファイルを示す図である。 レジスト膜の１点に入射した電子ビームの照射中心からの距離における蓄積エネルギー強度分布関数を示す図である。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る可変面積型電子ビーム描画装置の一例を示す図である。

図中、図１５にて使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。

本発明に係る蓄積エネルギー比率の演算方法は、図２に示すように描画フィールド内の後方散乱電子に起因する影響範囲ついて蓄積エネルギー比率演算を従来のように行いながら、後方散乱電子に起因する影響範囲より狭い影響範囲を考慮した該ショット単位の描画パターンｋの蓄積エネルギー比率の演算を短時間に行えるものである。

なお、本発明に係る蓄積エネルギー比率の演算は、後方散乱電子に起因する影響範囲を５０μｍ×５０μｍ角とし、該影響範囲内を０．５μｍ×０．５μｍ角の区画で区切り、そして、後方散乱電子に起因する影響範囲より狭い影響範囲を４μｍ×４μｍ角とし、該影響範囲内を０．０４μｍ×０．０４μｍ角の区画で区切るものと仮定する。

図１中の２２´は近接効果補正を演算する外部計算機で、該外部計算機２２´は後方散乱電子の影響範囲を考慮して演算する大領域演算回路１００と後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲を考慮して演算する小領域演算回路１０１とからなる。

なお、５０は第２メモリＡ、５１は第２メモリＢ、２７´は新たな演算式で演算を行う補正値演算回路である。

前記大領域演算回路１００は、従来と同じ構成で、ＥＩＤｂ演算回路２３と第１メモリ２４と蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路２５からなる。

なお、前記ＥＩＤｂ演算回路２３と前記第１メモリ２４と前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路２５は、従来と同じ機能なので詳細な説明は省略する。

次に、前記小領域演算回路１０１は、ＥＩＤｃ_ｉ，ｊ演算回路２８と第３メモリ２９と小領域描画パターン抽出回路３０と小領域描画パターン情報取得回路３１と蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２とからなる。

前記ＥＩＤｃ_ｉ，ｊ演算回路２８は、後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲を持つ蓄積エネルギー強度分布関数ＥＩＤｃに基づいて蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップを作成するものである。

前記第３メモリ２９は、前記蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップを記憶するものである。

この蓄積エネルギー強度分布関数ＥＩＤｃは、図１８に示す記号Ｃの分布に相当し、前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布の関数である。

そして前記蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップは、図３に示すように電子ビームの照射点を中心とする周囲の区画に与える散乱電子エネルギーの影響量で、四方範囲内の中心の区画を基準（０，０）にして、Ｘ方向は−ｉ≦Ｘ≦＋ｉ、Ｙ方向は−ｊ≦Ｘ≦＋ｊとなるものである。

続いて、図１中の前記小領域描画パターン抽出回路３０は、ショットする順番にショット単位の描画パターンｋを中心とする四方領域（４μｍ×４μｍ角の領域）内に存在するショット単位の描画パターンを全て抽出する機能と内蔵メモリ（図示せず）を備えている。

なお、該内蔵メモリ（図示せず）には、前記ソーティング処理回路２０で、ショットする順番にｋ＝１、２、３、・・・・ｎと、番号を付けられたショット単位の描画パターンが記憶される。

前記小領域描画パターン情報取得回路３１は、前記小領域描画パターン抽出回路３０で抽出されたショット単位の描画パターンに基づいて寸法情報及び位置情報を取得するものである。

前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２は、前記小領域描画パターン情報取得回路３１からの出力を受けて前記第３メモリ２９から読み込んだ蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップを用いて、描画パターンの寸法情報と位置情報に基づいてショット単位の描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋを演算するものである。

次に、前記第２メモリＡ５０は、前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路２５からの描画フィールド単位で蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップを記憶するもの、前記第２メモリＢ５１は、前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２からのショット単位の描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋを描画フィールド単位で記憶するものである。

前記補正値演算回路２７´は、前記第２メモリＡ５０からの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂと前記第２メモリＢ５１からのショット単位の描画パターンｋごとの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋに基づいてショット単位の描画パターンｋについての近接効果補正の補正量Ｓｍｏｄ_ｋを演算するものである。

このような構成の可変面積型電子ビーム描画装置において、蓄積エネルギー比率を演算する方法を図１、図３、図４、図５、図６を用いて説明する。

パターン描画を開始する前に、先ず、外部計算機２２´内の大領域演算回路１００のＥＩＤｂ演算回路２３で蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップを作成する。蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップの作成は従来と同じなので説明を省略する。

なお、ＥＩＤｂ_ｉ，ｊ演算回路２３で作成された蓄積エネルギー強度ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップは、既に第１メモリ２４に記憶されているものとする。

続いて、前記小領域演算回路１０１内のＥＩＤｃ_ｉ，ｊ演算回路２８では、４μｍ×４μｍ角の領域内を０．０４μｍ×０．０４μｍの単位区画で区切り、各区画（ｉ，ｊ）の蓄積エネルギー強度を前方散乱電子に起因する蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー強度分布との影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布のＥＩＤ関数（（７）式の第３項）を用いて演算する。この演算式を次に示す。

ＥＩＤｃ_ｉ，ｊ演算回路２８は、上記（８）式に基づいて各区画の蓄積エネルギー強度ＥＩＤｃを演算し、蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップを作成する（Ｓ１）。

作成された蓄積エネルギー強度ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップは第３メモリ２９に記憶される（Ｓ２）。これで描画の事前準備が完了する。

なお、これらのマップの区画ごとの蓄積エネルギー強度値は電子ビームが照射された中心の区画の蓄積エネルギー強度を例えばディジタル値４０９５（１２ｂｉｔ）とする比率で表したものである。

描画開始が指示されると、制御装置１８は、パターンデータディスク１７から描画フィールド毎に描画パターンデータをショットパターン分割処理回路１９に送る。

該ショットパターン分割処理回路１９は、例えば、図５（ａ）に示すような描画パターンデータを図５（ｂ）に示すような最大ビーム寸法以下のショット単位の描画パターンに分割し、ソーティング処理回路２０に送る。

図１の該ソーティング処理回路２０は、送られてきたショット単位の描画パターンデータをショットする順番に並び替え、ショット順に番号を付け、小領域演算回路１０１内の小領域描画パターン抽出回路３０、照射時間演算回路２１と成形偏向器制御回路１４と位置決め偏向器制御回路１５に送る。

ここで、先ず、前記小領域描画パターン抽出回路３０についての説明をする。

なお、照射時間演算回路２１と成形偏向器制御回路１４と位置決め偏向器制御回路１５の説明は後述することにする。

前記小領域描画パターン抽出回路３０の内蔵メモリ（図示せず）には、前記ソーティング処理回路２０からショット単位の描画パターンデータがショットする順番に送られ、フィールド単位で記憶される。

前記小領域描画パターン抽出回路３０は、内蔵メモリ（図示せず）からフィールド毎に描画パターンデータを読み出し、図５（ｃ）に示すように該描画する描画パターンｋを中心とする４μｍ×４μｍの四方領域内に存在する３個のショット単位の描画パターンを抽出し、小領域描画パターン情報取得回路３１に送る（Ｓ３）。

そして、該小領域描画パターン情報取得回路３１は、ショットする描画パターン１の寸法情報及び位置情報と、周囲の描画パターン２，描画パターン３の寸法情報及び位置情報を取得し、蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２に送る（Ｓ４）。

この蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２は、周囲の描画パターンの枠外について演算を行わず、描画パターンの枠内の区画データに基づいて演算するもので、描画パターンが存在しない区画の演算については本演算で行っていない。

該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２は、前記小領域描画パターン情報取得回路３１から寸法情報及び位置情報が送られてくると、直ちに、第３メモリ２９から蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップを読み込み、図５（ｄ）に示すように描画パターン１、及び周辺の描画パターン２、描画パターン３から受ける影響を考慮してショットする描画パターン１の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_１を演算する（Ｓ５）。演算する描画パターンをｋとした演算式を次に示す。

ここで、ＥＩＤｃ_ｉ，ｊは前方散乱電子に起因する蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー強度分布との影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤマップ、ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋは、ショット単位の描画パターンのｘ方向とｙ方向の寸法、ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋは、ショット単位の描画パターンの中央位置のＸＹ座標、ｎは演算領域内に存在するショット単位の描画パターンの数、ｒは蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋの計算領域を示す値である。

上記（９）式は図５（ｄ）に示すような蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップの中心を描画パターンｋの中心に合わせて演算するもので、図６を用いて説明する。
上記（９）式の分子は、図６に示す描画パターンｋを中心とする四方領域（例えば、この四方領域内を仮想的に０．０４μｍ×０．０４μｍ角の単位区画に区切って、４μｍ×４μｍ角の領域の内部に存在する実線で示す描画パターンｋ_、描画パターンｋ−ｎ、描画パターンｋ＋ｎのそれぞれの枠内にある区画の蓄積エネルギー強度値を加算して求め、各描画パターンの蓄積エネルギーの重みを総和したものである。

そして、（９）式の分母は、図中には示していないが、前記四方領域内の全て位置（ｒ_ｉ，ｒ_ｊ）の区画の大きさと等しい描画パターン寸法（ｄｓ_ｉ，ｄｓ_ｊ）で埋め尽くされた場合の総和を算出するものである。

なお、図７に示すように所定の演算領域内にショット単位の描画パターンが配置され、描画パターンの枠内の区画の大きさのみを０．０１μｍ×０．０１μｍ角に区切り、これ以外の区画の大きさを０．５μｍ×０．５μｍ角に区切って上記の蓄積エネルギーの重みを演算することも可能である。そして、この区画の大きさに限定されるものではない。

このようにして蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２で、第１番目にショットするショット単位の描画パターン１について蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_１が算出される（Ｓ５）と、直ちにステップＳ３に戻る。

前記小領域描画パターン抽出回路３０は、図５（ｅ）に示すように第２番目の描画パターン２について、４μｍ×４μｍ角の演算領域内に存在する描画パターンを全て抽出する（Ｓ３）。

抽出された描画パターンに基づいて前記小領域描画パターン情報取得回路３１は寸法情報と位置情報を取得する（Ｓ４）。

取得された描画パターンの寸法情報及び位置情報に基づいて蓄積エネルギー比率演算回路３２は前記第３メモリ２９から蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップを読み込み、演算領域２において周辺の描画パターンから受ける影響を考慮した描画パターン２の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_２を演算する（Ｓ５）。

そして、Ｓ５において、描画パターン２の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_２が演算されると、再びステップＳ３に戻る。

この動作を繰り返し、描画フィールド内の全ての描画パターンｋについての蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋが演算される（Ｓ５）。

そして、描画フィールド毎にショット単位の描画パターンの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋが第２メモリＢ５１に記憶される。

一方、前記制御装置１８からの指令によりパターンデータディスク１７から描画パターンデータが蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ回路２５にも送られるので、該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ回路２５は、描画材料上の描画領域を仮想的な区画（ｍ，ｎ）に区切り、第１メモリ２４から蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｂ_ｉ，ｊマップを読み込み、それぞれの区画内のパターン面積を計算してから、区画内のパターン面積を考慮して、各区画内の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎを演算し、蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップを作成する（Ｓ６）。作成された蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップは第２メモリＡ５０に記憶されている。

さて、上述したように前記ソーティング処理回路２０から送られてきたショット単位の描画パターンデータが、既に前記照射時間演算回路２１と前記成形偏向器制御回路１４と前記位置決め偏向器制御回路１５に送られているので、ショット単位の描画パターンデータ内の各ショットの形状及び大きさを表すパターン情報Ｐは成形偏向器制御回路１４へ、ショット位置情報Ｓは照射時間演算回路２１と位置決め偏向器制御回路１５へそれぞれショット順に送られる。

前記照射時間演算回路２１は、前記ソーティング処理回路２０からショット位置情報Ｓが送られると、該ショット位置情報Ｓが直ちに補正値演算回路２７´に送る。

前記補正値演算回路２７´は、送られてきたショット位置情報Ｓに基づいて、第２メモリＡ５０から対応する区画の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂを読み込み、第２メモリＢ５１からショット順に対応した描画パターンの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃを読み込む、この両者の蓄積エネルギー比率に基づいてショット単位の描画パターンｋに対して近接効果補正の補正値Ｓｍｏｄ_ｋを演算する（Ｓ７）。この演算式を次に示す。

ここで、Ｓｍｏｄは近接効果補正による補正量、η_ｂは後方散乱係数、η_ｃは前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布の係数、Ｅｂｐｂは大領域（後方散乱電子に起因する影響範囲）範囲による蓄積エネルギー比率、Ｅｂｐｃは小領域（前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布に起因する影響範囲）範囲による蓄積エネルギー比率、Ｏｒｇｂは基準とする後方散乱電子による蓄積エネルギー比率、Ｏｒｇｃは基準とする前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布の蓄積エネルギー比率である。

ところで、上記（１０）式は次のような式に変形することができる。

この式のＤｏｓｅは照射量である。

ここで、（１１）式を図８に示す蓄積エネルギー強度のプロファイルを用いて説明する。

図８中において、（１１）式の第１項の（Ｄｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１））／Ｃ２がＣ２分の前方散乱電子による蓄積エネルギー強度、第２項のη_ｂ×Ｅｂｐｂ×Ｄｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１）が後方散乱電子による蓄積エネルギー強度、第３項のη_ｃ×Ｅｂｐｃ×Ｄｏｓｅ×（Ｓｍｏｄ＋１）が前方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布と後方散乱電子による蓄積エネルギー強度分布の影響領域の間に存在する蓄積エネルギー強度分布による蓄積エネルギー強度になる。これらの項の和が一定になるように近接効果補正の補正量Ｓｍｏｄを求めるのである。

図１の前記補正値演算回路２７´は、上記（１０）式を用いて演算を行い、ショット単位の描画パターンに対して近接効果補正の補正値Ｓｍｏｄを算出し、照射時間演算回路２１に送る。

前記照射時間演算回路２１は、前記基準照射量に補正値演算回路２７´からの近接効果補正の補正値Ｓｍｏｄが適用された照射時間データを算出し、この照射時間データをブランキング制御回路１３に送る。

このとき、同時に、前記パターン情報が成形偏向器制御回路１４に、前記ショット位置情報が位置決め偏向器制御回路１５に送られるので、前記ブランキング制御回路１３によりブランカー３が前記照射時間データで制御され、前記成形偏向制御回路１４によって成形偏向器７が制御され、前記位置決め偏向器制御回路１５によって位置決め偏向器１１が制御されるので、前記成形偏向器７により前記パターン情報に基づいて電子ビームの断面形状が成形された成形ビームが、位置決め偏向器１１によりショット位置情報に基づいた描画材料１０上の位置に前記照射時間データで決まる照射時間でショットされ、前記ショット単位の描画パターンの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃと蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂに基づいて近接効果補正値が求められ（Ｓ７）、ショット単位の描画パターンが順次描画される（Ｓ８）。

このように実施の形態１の荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法によれば、後方散乱電子に起因する影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー強度分布関数を用いた蓄積エネルギー比率の演算量を大幅に軽減させることができ、実用化が可能となり、精度の高い近接効果補正を行うことができる。
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１で説明した後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー比率の演算方法とは異なる別の演算方法である。

図９は、本発明の実施の形態２に係る可変面積型電子ビーム描画装置の構成を示す図である。図中、図１にて使用した記号は同一構成要素を示す。

本実施の形態２に係る発明は、実施の形態１に係る発明と異なる点は、外部計算機２２´´内の小領域演算回路１０１の構成で、新たな機能を有した蓄積エネルギー比率演算回路３２´を備え、小領域演算回路１０１内に蓄積エネルギー比率演算回路３２´と第３メモリ２９との間にｄＥＢＰｃ演算回路４０とｄＥＢＰｃメモリ４１を配置させたことである。

前記ｄＥＢＰｃ演算回路４０は、第３メモリ２９に記憶されている蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップを用いて、オペレータが各ショット単位の描画パターンの寸法情報及び位置情報を種々設定し、該マップの中心の区画に与える蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃを演算するものである。

前記ｄＥＢＰｃメモリ４１は、前記ｄＥＢＰｃ演算回路４０で演算された蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃをショット単位の描画パターンの寸法情報及び位置情報と関連させて記憶するものである。

前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２´は、実施の形態１の演算方法とは異なり、小領域描画パターン情報取得回路３１からの出力情報に基づいてｄＥＢＰｃメモリ４１から蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃを読み出し、ショット単位の描画パターンｋごとに蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋを算出するものである。

このような構成の可変面積型電子ビーム描画装置において、蓄積エネルギー比率を演算する方法を図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４を用いて説明する。

先ず、描画を開始する前に、先ず、外部計算機２２´´内の小領域演算回路１０１のｄＥＢＰｃ演算回路４０で描画パターンの種々の寸法及び種々の位置に基づいて蓄積エネルギーの重みを算出しメモリに記憶させておく。
その演算方法について説明する。

ｄＥＢＰｃ演算回路４０は、第３メモリ２９から既に記憶されている蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップを読み込み、該蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤｃ_ｉ，ｊマップを用いて、該マップの中心区画の描画パターンｋの中心から離れた各描画パターンの中心位置（ｒ_ｉ，ｒ_ｊ）と、この描画パターンの寸法（ｓ_ｉ，ｓ_ｊ）、すなわちｒ_ｉ，ｒ_ｊ，ｓ_ｉ，ｓ_ｊの４変数に基づいた描画パターンの蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃ_{ｒｉ，ｒｊ，ｓｉ，ｓｊ}を算出する（Ｓ１０）。この演算式を次に示す。

ここで、蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃ _{ｒｉ，ｒｊ，ｓｉ，ｓｊ}は、オペレータがショット単位の描画パターンの寸法（ｓｉ，ｓｊ）と位置（ｒｉ，ｒｊ）を設定することで求められるものである。

なお、蓄積エネルギー比率演算回路３２´がｄＥＢＰｃメモリ４１に要求した寸法情報及び位置情報に基づく蓄積エネルギーの重みが記憶さていない場合には、ｄＥＢＰｃ演算回路４０は、要求された寸法情報及び位置情報に基づいた蓄積エネルギーの重みを演算し、演算結果をｄＥＢＰｃメモリ４１に送るので、ｄＥＢＰｃデータベースに新たなデータが加わる。このとき同時に蓄積エネルギーの重みが蓄積エネルギー比率演算回路３２´に送られる。

続いて、ｄＥＢＰｃ演算回路４０で演算された演算結果は、図１１に示すような描画パターンの位置（ｒｉ，ｒｊ）と描画パターンの寸法（ｓｉ，ｓｊ）、蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃ_{ｒｉ，ｒｊ，ｓｉ，ｓｊ}からなるｄＥＢＰｃデータベースとしてｄＥＢＰｃメモリ４１に記憶される（Ｓ２０）。これで、描画前の事前準備が完了する。

描画開始が指示されると、制御装置１８はパターンディスク１７から描画フィールド毎に描画パターンデータをショットパターン分割処理回路１９に送る。

該ショットパターン分割処理回路１９では、送られてきた描画パターンデータを最大ビーム寸法以下のショット単位の描画パターンに分割し（Ｓ３０）、その分割されたショット単位の描画パターンをソーティング処理回路２０に送る。

該ソーティング処理回路２０は、ショット単位の描画パターンデータをショットする順番に並び替え、更に、ショット順に番号を付け、小領域演算回路１０１の小領域描画パターン抽出回路３０の内蔵メモリ（図示せず）に送る。

なお、この内蔵メモリ（図示せず）には、ショットする順番に番号が付与されたショット単位の描画パターンデータが一時的に記憶される。

前記小領域描画パターン抽出回路３０は、ショットする順番にショット単位の描画パターンごとに、該描画パターンを中心とする４μｍ×４μｍ角の領域内に存在するショット単位の描画パターンを全て抽出する（Ｓ４０）。

例えば、図１２に示すようにショット単位の描画パターンの場合、描画パターンｋを中心とした４μｍ×４μｍ角の四方領域内に存在する描画パターンｋ−ｎと描画パターンｋ＋ｎと描画パターンｋを抽出する。そして、この抽出された描画パターンを前記小領域描画パターン抽出回路３０は小領域描画パターン情報取得回路３１に送る。

該小領域描画パターン情報取得回路３１は、ショットする描画パターンの寸法情報及び位置情報（基準位置なので位置座標は（０，０）となる）と抽出した描画パターンｋ−ｎ、描画パターンｋ＋ｎのそれぞれの寸法情報及び位置情報を取得する（Ｓ５０）。

例えば、図１３に示すように描画パターンｋを中心とする４μｍ×４μｍ角の領域内を区画（ｉ，ｊ）で区切って、描画パターンｋは寸法（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置（０，０）、描画パターンｋ＋１は寸法（ｓｉ_ｋ＋１，ｓｊ_ｋ＋１）及び位置（−ｒｉ_ｋ＋１，＋ｒｊ_ｋ＋１）、描画パターンｋ−１は寸法（ｓｉ_ｋ−１，ｓｊ_ｋ−１）及び位置（０，−ｒｊ_ｋ−１）と取得する。

このようにして取得された寸法情報及び位置情報は、蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２´に送られる。

前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２´は、前記小領域描画パターン情報取得回路３１から抽出された描画パターンの寸法情報及び位置情報、例えば、図１４に示すように描画パターン１の寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（０，０）、描画パターン２の寸法情報（ｓｉ_ｋ＋ｎ，ｓｊ_ｋ＋ｎ）及び位置情報（−ｒｉ_ｋ＋ｎ，ｒｊ_ｋ＋ｎ）、描画パターン３の寸法情報（ｓｉ_ｋ−ｎ，ｓｊ_ｋ−ｎ）及び位置情報（０，−ｒｊ_ｋ−ｎ）に基づいて、ｄＥＢＰｃメモリ４１のｄＥＢＰｃデータベースから対応する蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃを読み込み、この読み込まれた蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃに基づいて、ショット単位の描画パターン１の蓄積エネルギー比率Ｅｐｐｃ_１を算出する（Ｓ５０）。演算する描画パターンをｋとした演算式を次に示す。

ここで、ｄＥＢＰｃ_{ｒｉｋ，ｒｊｋ，ｓｉｋ，ｓｊｋ}は、ショット単位の描画パターンの寸法（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及ぶ位置（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）に基づく蓄積エネルギーの重み、ｎは演算領域内に存在するショット単位の描画パターンの数、ｒはＥＩＤｃ関数の影響が及ぶ周辺区画までの区画数である。

上記演算式の分子は、ｄＥＢＰｃメモリ４１から読み込まれた全ての蓄積エネルギーの重みの総和を算出したものである。

そして、分母は４μｍ×４μｍ角の四方領域内の全て位置（ｒ_ｉ，ｒ_ｊ）の区画の大きさと等しい描画パターン寸法（ｄｓ_ｉ，ｄｓ_ｊ）が埋め尽くされた場合の総和を算出するものである。

このようにして蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路３２´において、図１０のフローチャート図に示すように初めのショット単位の描画パターン１に対する蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_１が算出される（Ｓ５０）と、直ちにステップＳ３０に戻る。

前記小領域描画パターン抽出回路３０は、第２番目の描画パターン２について４μｍ×４μｍ角の領域内に存在する描画パターンを全て抽出する。

抽出された描画パターンに基づいて前記小領域描画パターン情報取得回路３１は寸法情報と位置情報を取得する。

取得された描画パターンの寸法情報及び位置情報に基づいて蓄積エネルギー比率演算回路３２´は前記ｄＥＢＰｃメモリ４１から蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃを読み込み、周辺の描画パターンから受ける影響を考慮した描画パターン２の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_２演算する（Ｓ５０）。

そして、ショット単位の描画パターン２の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_２が算出されると、再びステップＳ３０に戻る。

そして、この動作を繰り返し、描画フィールド内の全てのショット単位の描画パターンについて蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃが演算される（Ｓ５０）。

描画フィールド毎にショット単位の描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋが第２メモリＢ５１に記憶される。

続いて、大領域蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路２５で算出された区画（ｍ、ｎ）ごとの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ（Ｓ６０）が第２メモリＡ５０に記憶される。

前記照射時間演算回路２１は、前記ソーティング処理回路２０からショット位置情報Ｓを受けると、直ちに該ショット位置情報Ｓが補正値演算回路２７´に送る。

前記補正値演算回路２７´は、送られてきたショット位置Ｐに基づいて、第２メモリＡ５０から対応する区画の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂを読み込み、第２メモリＢ５１からショット順に記憶されている描画パターンに対応した蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃを読み込み、この両者の蓄積エネルギー比率に基づいてショット単位の描画パターンの近接効果補正の補正値Ｓｍｏｄを上記（１０）式によって演算する（Ｓ７０）。そして、その演算結果を照射時間演算回路２１に送る。

該照射時間演算回路２１は、前記補正値演算回路２７´から送られてきた補正値Ｓｍｏｄと前記基準照射量からなる照射時間データを算出し、この照射時間データをブランキング制御回路１３に送る。

このとき、前記パターン情報Ｐが成形偏向器制御回路１４に、前記ショット位置情報Ｓが位置決め偏向器制御回路１５に送られているので、前記ブランキング制御回路１３によりブランカー３が前記照射時間データで制御され、前記成形偏向器制御回路１４により成形偏向器７がパターン情報Ｐで制御され、前記位置決め偏向器制御回路１５により位置決め偏向器１１がショット位置情報Ｓで制御されるので、前記成形偏向器７により断面形状に成形された成形ビームが、位置決め偏向器１１により該成形ビームが描画材料１０上の位置に前記照射時間データで決まる照射時間でショットされ、所望のショット分割パターンが順次描画される（Ｓ８０）。

このように実施の形態２の荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法によれば、後方散乱電子に起因する影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー強度分布関数を用いた蓄積エネルギー比率の演算量を大幅に軽減させることができ、実用化が可能となり、精度の高い近接効果補正を行うことができる。

なお、前記実施例の蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋの演算において、演算範囲が、例えば、他の描画フィールドに跨るとき、周辺のフィールドの描画パターンから与えられる蓄積エネルギーの重みも考慮して演算が行われるものである。

また、前記実施例の蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤ関数を前方散乱電子に起因する蓄積エネルギー強度分布関数を用いて演算しても良い。この場合の区画の大きさは前方散乱電子による影響範囲に基づいて決められるものである。

また、前記実施の形態では、電子ビームを用いた構成について説明したが、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等のビームでも良い。

１：電子銃、２：照射レンズ、３：ブランカー、４：第１成形開口板、５：成形レンズ、６：第２成形開口板、７：成形偏向器、８：縮小レンズ、９：対物レンズ、１０：描画材料、１１：位置決め偏向器、１２：ステージ、１３：ブランキング制御回路、１４：成形偏向器制御回路、１５：位置決め偏向器制御回路、１６：ステージ制御回路、１７：パターンデータディスク、１８：制御装置、１９：ショットパターン分割処理回路、２０：ソーティング処理回路、２１：照射時間演算回路、２２、２２´、２２´´：外部計算機、２３：ＥＩＤ_ｂ演算回路、２４：第１メモリ、２５：蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎ演算回路、５０：第２メモリＡ、５１：第２メモリＢ、２７、２７´：補正値演算回路、２８：ＥＩＤｃ_ｉ，ｊ演算回路、２９：第３メモリ、３０：小領域描画パターン抽出回路、３１：小領域描画パターン情報取得回路、３２、３２´：蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋ演算回路、４０：ｄＥＢＰｃ演算回路、４１：ｄＥＢＰｃメモリ、１００：大領域演算回路、１０１：小領域演算回路

Claims (8)

1. 描画材料上の描画領域の描画パターンデータを
   ショット単位の描画パターンに分割し、
   該ショット単位の描画パターンに基づいて荷電粒子ビームの断面形状と描画材料上のショット位置とを制御して
   前記描画材料上に荷電粒子ビームをショットすると共に、
   前記描画領域内を仮想的な単位区画に区切り、
   区画（ｍ，ｎ）の後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップを求め、
   該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップからショット位置に基づいた近接効果補正量を求め、
   該近接効果補正量を考慮して荷電粒子ビームのショット時間を変化させる荷電粒子ビーム描画装置において、
   前記描画領域内の前記ショット単位の描画パターンについて、
   ショットする描画パターンｋを中心とする後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲（２ｒ×２ｒ角）内を単位区画（ｉ，ｊ）に区切り、該影響範囲内に存在する周囲ｎ個のショット単位の描画パターンを抽出し、抽出されたｎ個のショット単位の描画パターンについて寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）を取得し、取得された寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）と後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー強度分布マップＥＩＤｃ_ｉ，ｊに基づいてショット単位の描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋを
   

   

   として求め、この一連の処理を前記描画領域の全てのショット単位の描画パターンに対して繰り返し行い、ショット単位の描画パターン毎に蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃを求める繰り返し演算手段と、
   ショットする描画パターンｋの前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋと、該描画パターンｋの位置データに基づいて前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップから求めた蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂとから描画パターンｋの近接効果補正値を求める近接効果補正値演算手段と、を備え、
   該近接効果補正量に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を変化させることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー強度分布マップＥＩＤｃ_ｉ，ｊを記憶する記憶手段を備えてい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. 描画材料上の描画領域の描画パターンデータをショット単位の描画パターンに分割し、該ショット単位の描画パターンに基づいて荷電粒子ビームの断面形状と描画材料上のショット位置とを制御して前記描画材料上に荷電粒子ビームをショットすると共に、前記描画材料上の描画領域内を仮想的な単位区画に区切り、区画（ｍ，ｎ）の後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂｍ，ｎマップを求め、該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂｍ，ｎマップからショット位置に基づいた近接効果補正量を求め、該近接効果補正量を考慮して荷電粒子ビームのショット時間を変化させる荷電粒子ビーム描画装置において、
   前記描画領域内の前記ショット単位の描画パターンについて、
   ショットする描画パターンｋを中心とする後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲（２ｒ×２ｒ領域）内を単位区画に（ｉ，ｊ）に区切り、
   該影響範囲内に存在するｎ個のショット単位の描画パターンを抽出し、
   抽出された周囲ｎ個のショット単位の描画パターンについて寸法情報（ｓｉｋ，ｓｊｋ）及び位置情報（ｒｉｋ，ｒｊｋ）を取得し、
   取得された寸法情報（ｓｉｋ，ｓｊｋ）及び位置情報（ｒｉｋ，ｒｊｋ）に基づいて事前に計算された蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃｒｉｋ，ｒｊｋ，ｓｉｋ，ｓｊｋの中から選択し、選択された蓄積エネルギーの重みに基づいてショットする描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃｋを
   

   

   
   として求め、この一連の処理を前記描画領域内の全てのショット単位の描画パターンに対して繰り返し行い、描画パターン毎に蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃを求める繰り返し演算手段と、
   ショットする描画パターンｋの前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃｋと、該描画パターンｋの位置データに基づいて前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂｍ，ｎマップから求めた蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂとから描画パターンｋの近接効果補正値を求める近接効果補正値演算手段と、を備え、
   該近接効果補正量に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を変化させる荷電粒子ビーム描画装置。
   
4. 前記蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃ_{ｒｉｋ，ｒｊｋ，ｓｉｋ，ｓｊｋ}を後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲を仮想的な単位区画に区切り、後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲の蓄積エネルギー強度分布関数ＥＩＤｃから区画（ｉ，ｊ）毎の蓄積エネルギー強度を求めた区画（ｉ，ｊ）の蓄積エネルギー強度分布マップＥＩＤｃ_ｉ，ｊを用いて、複数のショット単位の描画パターンの寸法情報（ｓｉ，ｓｊ）及び位置情報（ｒｉ，ｒｊ）を設定し、
   

   

   として求める蓄積エネルギーの重み演算手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 前記蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃ_{ｒｉ，ｒｊ，ｓｉ，ｓｊ}をショット単位の描画パターンの寸法情報（ｓｉ，ｓｊ）及び位置情報（ｒｉ，ｒｊ）と関連付けしてデータベースに記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の荷電粒子ビーム描画装置。
6. 前記蓄積エネルギー比率演算Ｅｂｐｃを演算するときの区画（ｉ，ｊ）の大きさは、前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎを演算するときの区画（ｍ，ｎ）の大きさより小さいことを特徴とする請求項１又は請求項３記載の荷電粒子ビーム描画装置。
7. 描画材料上の描画領域の描画パターンデータを
   ショット単位の描画パターンに分割し、
   該ショット単位の描画パターンに基づいて荷電粒子ビームの断面形状と描画材料上のショット位置とを制御して
   前記描画材料上に荷電粒子ビームをショットすると共に、
   前記描画領域内を仮想的な単位区画に区切り、
   区画（ｍ，ｎ）の後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップを求め、
   該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップからショット位置に基づいた近接効果補正量を求め、
   該近接効果補正量を考慮して荷電粒子ビームのショット時間を変化させる荷電粒子ビーム描画方法において、
   後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲を持つ蓄積エネルギー強度分布関数ＥＩＤを用いて区画（ｉ，ｊ）ごとに蓄積エネルギー強度を求めた蓄積エネルギー強度分布マップＥＩＤｃ_ｉ，ｊを作成し、記憶する蓄積エネルギー強度分布演算工程と、
   前記描画領域の前記ショット単位の描画パターンについて、
   ショットする描画パターンｋを中心とする後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲（２ｒ×２ｒ角）内を単位区画（ｉ，ｊ）に区切り、該影響範囲内に存在する周囲ｎ個のショット単位の描画パターンを抽出するパターン抽出工程と、
   抽出されたｎ個のショット単位の描画パターンについて寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）を取得するパターン情報取得工程と、
   前記蓄積エネルギー強度分布マップＥＩＤｃ_ｉ，ｊを用いて前記抽出された寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）を考慮して描画パターンｋに与える蓄積エネルギーの重みを考慮してショットする描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋを
   

   

   として求める蓄積エネルギー比率演算工程と、
   前記パターン抽出工程、前記パターン情報取得工程、前記蓄積エネルギー比率演算工程をこの順に繰り返して前記描画領域内の全てのショット単位の描画パターンについての蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃを求める繰り返し演算工程と、
   ショットする描画パターンｋの前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋと、該描画パターンｋの位置データに基づいた前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂｍ，ｎマップから求めた描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂとから近接効果補正値を求める近接効果補正値演算工程と、を備え、
   該近接効果補正量に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を変化させることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
8. 描画材料上の描画領域の描画パターンデータをショット単位の描画パターンに分割し、該ショット単位の描画パターンに基づいて荷電粒子ビームの断面形状と描画材料上のショット位置とを制御して前記描画材料上に荷電粒子ビームをショットすると共に、前記描画材料上の描画領域内を仮想的な単位区画に区切り、区画（ｍ，ｎ）の後方散乱電子に起因する蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップを求め、該蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎマップから近接効果補正量を求め、該近接効果補正量に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を変化させる荷電粒子ビーム描画方法において、
   後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲を持つ蓄積エネルギー強度分布関数ＥＩＤを用いて区画（ｉ，ｊ）ごとに蓄積エネルギー強度を求めた蓄積エネルギー強度分布ＥＩＤマップＥＩＤｃ_ｉ，ｊを用いてショット単位の描画パターンの寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）の蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃ_{ｒｉｋ，ｒｊｋ，ｓｉｋ，ｓｊｋ}を
   

   

   として求める蓄積エネルギー強度重み演算工程と、
   該蓄積エネルギー強度重み演算手段からショット単位の描画パターンの寸法情報及び位置情報と蓄積エネルギーの重みを記憶する記憶工程と、
   前記描画材料上の描画領域のショット単位の描画パターンについて、
   ショットする描画パターンｋを中心として後方散乱電子の影響範囲より狭い影響範囲（２ｒ×２ｒ領域）に存在する周囲ｎ個の描画パターンを抽出するパターン抽出工程と、
   前記抽出された描画パターンに基づいて寸法情報及び位置情報を取得するパターン情報取得工程と、
   前記抽出されたｎ個の描画パターンの寸法情報（ｓｉ_ｋ，ｓｊ_ｋ）及び位置情報（ｒｉ_ｋ，ｒｊ_ｋ）から前記記憶手段から蓄積エネルギーの重みｄＥＢＰｃ_{ｒｉｋ，ｒｊｋ，ｓｉｋ，ｓｊｋ}を読み込み、読み込まれた蓄積エネルギーの重みを考慮してショットする描画パターンｋの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋを
   

   

   として求める蓄積エネルギー比率演算工程と、
   前記パターン抽出工程、パターン情報取得工程、蓄積エネルギー比率演算工程をこの順に繰り返して描画材料上の描画領域の全てのショット単位の描画パターンの蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃを求める繰り返し演算工程と、
   前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｃ_ｋと前記蓄積エネルギー比率Ｅｂｐｂ_ｍ，ｎとから近接効果補正値を求める近接効果補正値演算工程と、を備え、
   該近接効果補正量に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を変化させることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

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