JP6484491B2 - 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

荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 Download PDF

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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係り、例えば、描画時間の一部となるサブフィールド(SF)間をビーム偏向する際の偏向時間を予測する描画装置および方法に関する。
近年、LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅はさらに微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ回路パターンを形成するための露光用マスク(レチクルともいう。)を形成する方法として、優れた解像性を有する電子ビーム(EB:Electron beam)描画技術が用いられる。
図14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。
描画装置では、チップパターンを描画する際の描画時間を予測し、ユーザに提供している(例えば、特許文献1参照)。また、描画装置では、試料の描画領域をサブフィールド(SF)と呼ばれる複数の小領域に分割して、多段偏向器の1つの偏向器でSFにビーム位置を偏向し、他の偏向器で当該SF内のパターン形成位置にビーム位置を偏向することによって所望の位置にパターンを描画する多段偏向手法が採用されている。そのため、描画時間の中には、各SF内にパターンを描画する際にかかる時間の他に、SF間をビームが移動する際にかかる時間も考慮する必要がある。従来、x方向チップサイズをSFサイズで割った値とy方向チップサイズをSFサイズで割った値とを乗じた値、すなわち、チップ内のSF数すべてをビームが移動することを前提に移動時間を計算していた。しかしながら、チップ領域内に相当するすべてのSFにパターンが配置されるとは限らない。VSB方式では、パターンの存在しないSFを飛ばして他のSFに移動することが可能となる。よって、従来、飛ばされたSFへの移動時間を含めてしまっていた。そのため、予測される描画時間の誤差が大きくなってしまうといった問題があった。よって、SF間をビームが移動する際にかかる時間を高精度に計算するためには、パターンが存在するSFとパターンが存在しないSFとを区別し、パターンが存在するSF数をカウントすることが重要である。しかしながら、従来、かかるパターンが存在するSF数をカウントする手法が確立されていなかった。そのため、予測された描画時間と実際の描画時間とのずれが大きくなってしまうといった問題があった。
特開2009−088213号公報
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、パターンが存在するSF数を高精度にカウントすることが可能な描画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、
複数の図形パターンを有するチップのデータが定義された描画データを記憶する記憶部と、
多段偏向器の1つを用いて試料の描画領域が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の小領域間を移動するように荷電粒子ビームを偏向する場合の複数の小領域の各小領域と同様の縦横幅サイズでチップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第1のメッシュ領域を設定する第1のメッシュ領域設定部と、
図形パターン毎に、荷電粒子ビームによる1回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割するショット分割処理部と、
複数の第1のメッシュ領域に複数のショット図形を割り当て、第1のメッシュ領域毎に、割り当てられたショット図形の有無を判定するショット有無判定部と、
複数の第1のメッシュ領域について、隣接する2以上の第1のメッシュ領域毎にマージ処理するマージ処理部と、
マージ処理されたことによりそれぞれ2以上の第1のメッシュ領域が合成された複数の第2のメッシュ領域の第2のメッシュ領域毎に、当該第2のメッシュ領域内のショット図形が有りと判定された第1のメッシュ領域の数を計測する計測部と、
計測された第1のメッシュ領域の数をマップ値とするチップの領域単位のショット図形有領域数マップを作成するチップ単位ショット有領域数マップ作成部と、
ショット図形有領域数マップを用いて、当該チップを描画する場合における複数の小領域間をビームが移動するように偏向するための偏向時間を予測する偏向時間予測部と、
多段偏向器を有し、荷電粒子ビームを多段偏向器で多段偏向させながら、当該チップ内の複数の図形パターンを試料に描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
複数の図形パターンを有するチップのデータが定義された描画データを記憶する記憶部と、
多段偏向器の1つを用いて試料の描画領域が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の小領域間を移動するように荷電粒子ビームを偏向する場合の複数の小領域の各小領域の縦横幅サイズのn倍のサイズでチップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第1のメッシュ領域を設定する第1のメッシュ領域設定部と、
図形パターン毎に、荷電粒子ビームによる1回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割するショット分割処理部と、
複数の第1のメッシュ領域に複数のショット図形を割り当て、第1のメッシュ領域毎に、割り当てられたショット図形の有無を判定するショット有無判定部と、
ショット図形有りと判定された第1のメッシュ領域についてはn×n値を、ショット図形無しと判定された第1のメッシュ領域についてはゼロ値を、それぞれマップ値とするチップの領域単位のショット図形有領域数マップを作成するチップ単位ショット有領域数マップ作成部と、
ショット図形有領域数マップを用いて、当該チップを描画する場合における複数の小領域間をビームが移動するように偏向するための偏向時間を予測する偏向時間予測部と、
多段偏向器を有し、荷電粒子ビームを多段偏向器で多段偏向させながら、当該チップ内の前記複数の図形パターンを試料に描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
また、上述した本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置において、
第1のメッシュ領域をマージ処理するためのマージ数を演算するマージ数演算部をさらに備える好適である。
また、上述した本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置において、
ショット図形有りと判定された第1のメッシュ領域については1を、ショット図形無しと判定された第1のメッシュ領域についてはゼロ値を、それぞれマップ値とするショット図形有無マップを作成するショット図形有無マップ作成部と、
チップの領域が短冊状に仮想分割された複数のフレーム領域のフレーム領域毎に、計測された第1のメッシュ領域の数をマップ値とするフレーム領域単位のショット図形有領域数マップを作成するフレーム単位ショット有領域数マップ作成部と、
隣接するフレーム領域間の境界で互いに重なる第1のメッシュ領域同士について、ショット図形有無マップのマップ値同士を論理和演算する論理和演算部と、
をさらに備え、
ショット図形の有無は、当該ショット図形の基準点が存在するか否かで判定され、
計測部は、論理和演算によって1と演算された第1のメッシュ領域をショット図形有りの第1のメッシュ領域として計測すると好適である。
また、上述した本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置において、
ショット図形の有無は、当該ショット図形の基準点が存在するか否かで判定され、
ショット図形有りと判定された第1のメッシュ領域については1を、ショット図形無しと判定された第1のメッシュ領域についてはゼロ値を、それぞれマップ値とするショット図形有無マップを作成するショット図形有無マップ作成部と、
複数のチップをマージ処理することによって互いに重なる第1のメッシュ領域同士について、ショット図形有無マップのマップ値同士を論理和演算する論理和演算部と、
論理和演算によって1と演算された第1のメッシュ領域をショット図形有りの第1のメッシュ領域として、第2のメッシュ領域毎に、当該第2のメッシュ領域内のショット図形が有りと判定された第1のメッシュ領域の数を計測する第2の計測部と、
複数のチップがマージ処理されたマージチップについて、計測された第1のメッシュ領域の数をマップ値とする前記マージチップの領域単位のショット図形有領域数マップを作成するマージチップ単位ショット有領域数マップ作成部と、
をさらに備えると好適である。
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
多段偏向器の1つを用いて試料の描画領域が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の小領域間を移動するように荷電粒子ビームを偏向する場合の複数の小領域の各小領域と同様の縦横幅サイズで、複数の図形パターンを有するチップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第1のメッシュ領域を設定する工程と、
図形パターン毎に、荷電粒子ビームによる1回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割する工程と、
複数の第1のメッシュ領域に複数のショット図形を割り当て、第1のメッシュ領域毎に、割り当てられたショット図形の有無を判定する工程と、
複数の第1のメッシュ領域について、隣接する2以上の第1のメッシュ領域毎にマージ処理する工程と、
マージ処理されたことによりそれぞれ2以上の第1のメッシュ領域が合成された複数の第2のメッシュ領域の第2のメッシュ領域毎に、当該第2のメッシュ領域内のショット図形が有りと判定された第1のメッシュ領域の数を計測する工程と、
計測された第1のメッシュ領域の数をマップ値とするチップの領域単位のマップを作成する工程と、
前記マップを用いて、当該チップを描画する場合における複数の小領域間をビームが移動するように偏向するための偏向時間を予測する工程と、
荷電粒子ビームを多段偏向器で多段偏向させながら、当該チップ内の複数の図形パターンを試料に描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
多段偏向器の1つを用いて試料の描画領域が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の小領域間を移動するように荷電粒子ビームを偏向する場合の複数の小領域の各小領域の縦横幅サイズのn倍のサイズで、複数の図形パターンを有するチップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第1のメッシュ領域を設定する工程と、
図形パターン毎に、荷電粒子ビームによる1回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割する工程と、
複数の第1のメッシュ領域に複数のショット図形を割り当て、第1のメッシュ領域毎に、割り当てられたショット図形の有無を判定する工程と、
ショット図形有りと判定された第1のメッシュ領域についてはn×nの値を、ショット図形無しと判定された第1のメッシュ領域についてはゼロ値を、それぞれマップ値とするチップの領域単位のマップを作成する工程と、
マップを用いて、当該チップを描画する場合における複数の小領域間をビームが移動するように偏向するための偏向時間を予測する工程と、
多段偏向器を有し、荷電粒子ビームを多段偏向器で多段偏向させながら、当該チップ内の前記複数の図形パターンを試料に描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
本発明の一態様によれば、ショット図形がショットされる小領域数を高精度にカウントできる。よって、複数の小領域間を偏向するための偏向時間を高精度に予測できる。
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における各領域を説明するための概念図である。 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におけるショットメッシュ領域を説明するための図である。 実施の形態1におけるショット密度マップの一例を示す図である。 実施の形態1における仮ショットメッシュ領域を説明するための図である。 実施の形態1におけるマージ処理後の仮ショットメッシュ領域とショットメッシュ領域とを説明するための図である。 実施の形態2の比較例におけるSF数誤差を説明するためのショット密度マップの一例を示す図である。 実施の形態2における制御計算機の内部構成を示す図である。 実施の形態2における描画方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。 実施の形態2におけるSF密度マップの一例を示す図である。 実施の形態2におけるSF密度マップのフレーム境界部分の一例を示す図である。 実施の形態2におけるチップ単位のSF密度マップの一例を示す図である。 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方式)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110,120、メモリ112、制御回路130、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140,142,146を有している。制御計算機110,120、メモリ112、制御回路130、及び記憶装置140,142,146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110内には、図形パターン読出部60、ショット分割処理部62、割当処理部64、データ量見積部66、データ量判定部67、選択部68、マージ数演算部69、ショットメッシュ設定部70、ショット有無判定部72、サブフィールド(SF)数カウント部74、フレーム単位ショット密度マップ作成部76、チップ単位ショット密度マップ作成部78、仮ショットメッシュ設定部80、ショット有無判定部82、マージ処理部84、SF数カウント部86、ショット数マップ作成部90、描画時間予測部92、及びn演算部93が配置される。図形パターン読出部60、ショット分割処理部62、割当処理部64、データ量見積部66、データ量判定部67、選択部68、マージ数演算部69、ショットメッシュ設定部70、ショット有無判定部72、サブフィールド(SF)数カウント部74、フレーム単位ショット密度マップ作成部76、チップ単位ショット密度マップ作成部78、仮ショットメッシュ設定部80、ショット有無判定部82、マージ処理部84、SF数カウント部86、ショット数マップ作成部90、描画時間予測部92、及びn演算部93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。図形パターン読出部60、ショット分割処理部62、割当処理部64、データ量見積部66、データ量判定部67、選択部68、マージ数演算部69、ショットメッシュ設定部70、ショット有無判定部72、サブフィールド(SF)数カウント部74、フレーム単位ショット密度マップ作成部76、チップ単位ショット密度マップ作成部78、仮ショットメッシュ設定部80、ショット有無判定部82、マージ処理部84、SF数カウント部86、ショット数マップ作成部90、描画時間予測部92、及びn演算部93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。
制御計算機120内には、ショットデータ生成部40、照射量演算部42、及び描画処理部43が配置される。ショットデータ生成部40、照射量演算部42、及び描画処理部43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40、照射量演算部42、及び描画処理部43に入出力される情報および演算中の情報は図示しないメモリにその都度格納される。
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、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、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。
少なくとも1つの図形パターンから構成される複数のセルを有するチップのデータが定義された描画データが描画装置100の外部より入力され、記憶装置140(記憶部)に格納されている。チップデータには、各図形パターンの形状、配置座標、およびサイズを示す各図形パターンデータが定義される。言い換えれば、チップデータには、複数の図形パターンを有するチップの各図形パターンの形状、配置座標、およびサイズを示す各図形パターンデータが定義される。
図2は、実施の形態1における各領域を説明するための概念図である。図2において、試料101の描画領域10は、主偏向器208の偏向可能幅で、例えばy方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域20に仮想分割される。また、各ストライプ領域20は、副偏向器209の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のサブフィールド(SF)30(小領域)に仮想分割される。ここで、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のショット図形にチップ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。そして、各SF30内の各ショット位置にかかるショット図形32が描画される。
描画装置100では、かかる複数段の偏向器を用いて、ストライプ領域20毎に描画処理を進めていく。ここでは、一例として、主偏向器208、及び副偏向器209といった2段偏向器が用いられる。XYステージ105が例えば−x方向に向かって連続移動しながら、1番目のストライプ領域20についてx方向に向かって描画を進めていく。そして、1番目のストライプ領域20の描画終了後、同様に、或いは逆方向に向かって2番目のストライプ領域20の描画を進めていく。以降、同様に、3番目以降のストライプ領域20の描画を進めていく。そして、主偏向器208が、XYステージ105の移動に追従するように、SF30の基準位置Aに電子ビーム200を順に偏向する。基準位置Aは、例えば、SF30の中心位置が用いられる。或いは、SF30の左下角の位置であっても好適である。また、副偏向器209(第2の偏向器)が、各SF30の基準位置Aから、当該SF30内に照射される、ショット図形32に成形されたショットビーム(電子ビーム200)を所望の位置に偏向する。このように、主偏向器208、及び副偏向器209は、サイズの異なる偏向領域をもつ。
実施の形態1における描画装置100では、描画処理を実行する前の前処理として、チップを描画する際にかかる描画時間を予測する。描画時間を予測するためには、副偏向器209によって、パターンが配置されるSF内の各ショット位置にショット図形を描画する際にかかる時間(ショット時間)の合計と、SF間をビームが移動する際にかかる時間(偏向時間)の合計とが必要である。その他、ストライプ領域間を移動する際にかかる時間等が必要となる。実施の形態1では、特に、SF間をビームが移動する際にかかる時間(偏向時間)を高精度に計算するために、パターン(ショット図形)が配置されるSFとパターン(ショット図形)が配置されないSFとを区別し、パターン(ショット図形)が配置されるSF数を高精度にカウントする。そのために、実施の形態1では、チップ毎に、チップ領域を所定のサイズでメッシュ状のショットメッシュ領域に分割して、各ショットメッシュ領域内でパターン(ショット図形)が配置されるSF数を定義したショット密度マップを作成する。
図3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3において、実施の形態1における描画方法は、ショット分割工程(S102)と、ショット数マップ作成工程(S104)と、データ量見積工程(S106)と、データ量判定工程(S108)と、ショットメッシュ設定工程(S110)と、割り当て工程(S114)と、ショット有無判定工程(S116)と、SF数カウント工程(S120)と、フレーム単位のショット密度マップ作成工程(S230)と、チップ単位のショット密度マップ作成工程(S240)と、描画時間予測工程(S402)と、描画工程(S404)と、いう一連の工程を実施する。
或いは、ショット分割工程(S102)と、ショット数マップ作成工程(S104)と、データ量見積工程(S106)と、データ量判定工程(S108)と、選択工程(S109)と、n演算工程(S111)と、ショットメッシュ設定工程(S112)と、割り当て工程(S114)と、ショット有無判定工程(S116)と、SF数カウント工程(S120)と、フレーム単位のショット密度マップ作成工程(S230)と、チップ単位のショット密度マップ作成工程(S240)と、描画時間予測工程(S402)と、描画工程(S404)と、いう一連の工程を実施する。
或いは、ショット分割工程(S102)と、ショット数マップ作成工程(S104)と、データ量見積工程(S106)と、データ量判定工程(S108)と、選択工程(S109)と、マージ数演算工程(S211)と、仮ショットメッシュ設定工程(S212)と、割り当て工程(S214)と、ショット有無判定工程(S216)と、仮ショットメッシュマージ処理工程(S218)と、SF数カウント工程(S220)と、フレーム単位のショット密度マップ作成工程(S230)と、チップ単位のショット密度マップ作成工程(S240)と、描画時間予測工程(S402)と、描画工程(S404)と、いう一連の工程を実施する。
すなわち、SF数をカウントする手法として、データ量が閾値以下の場合には、ショットメッシュ設定工程(S110)と、割り当て工程(S114)からSF数カウント工程(S120)までの各工程とを実施する手法(1−1)を実施する。データ量が閾値より大きい場合には、ショットメッシュ設定工程(S112)からSF数カウント工程(S120)までの各工程を実施する手法(1−2)と、マージ数演算工程(S211)からSF数カウント工程(S220)までの各工程を実施する手法(2)とのいずれかを実施する。かかる手法の選択は、まずは、データ量によって判定される。次に、手法(1−2)と手法(2)とのいずれかを選択する。
ここで、SF内の各ショット位置にショット図形を描画する際にかかる時間(ショット時間)は、ショット図形に成形されたビームの照射時間と副偏向器209に偏向電圧を印加する図示しないDAC(デジタルアナログ変換)アンプの静定時間(セトリング時間)との和にショット図形の数、すなわちショット数を乗じた値で演算できる。かかるショット数を求めるためにショット数マップを作成する。
ショット分割工程(S102)として、まず、図形パターン読出部60は、チップデータ内の各セル内の各図形パターンデータを読み出す。そして、読み出された各図形パターンデータは、ショット分割処理部62に出力される。次に、ショット分割処理部62は、チップデータ内の各図形パターンデータを入力し、図形パターン毎に、電子ビーム200による1回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割する。
そして、割当処理部64は、チップの領域が所定のサイズでメッシュ状に仮想分割された複数のメッシュ領域に対してショット図形を割り当てる。かかるメッシュ領域のサイズは、SF30のサイズと同じであっても良いし、SFサイズより大きくても良い。
ショット数マップ作成工程(S104)として、ショット数マップ作成部90は、メッシュ領域毎に割り当てられたショット図形数をカウントする。そして、かかる処理を例えば後述するフレーム単位で求め、ショット数マップを作成する。その後、チップ単位にマージして、チップ単位のショット数マップを作成する。
データ量見積工程(S106)として、データ量見積部66は、ショット密度マップを作成する場合のショット密度マップのデータ量を見積もる。ここでは、ショット密度マップを構成するショットメッシュ領域のサイズを、例えば、SF30のサイズとして演算する。
ケース1:例えば、チップサイズが1000μm角で、SFサイズが20μm角であり、各ショットメッシュ領域(マップ要素)に定義されるマップ値のデータ量が24バイトとする。かかる条件において、ショット密度マップのデータ量は、(1000/20)×24=60kBとなる。
ケース2:例えば、チップサイズが150000μm角で、SFサイズが10μm角であり、各ショットメッシュ領域(マップ要素)に定義されるマップ値のデータ量が24バイトとする。かかる条件において、ショット密度マップのデータ量は、(150000/10)×24=5.4GBとなる。
データ量判定工程(S108)として、データ量判定部67は、ショット密度マップのデータ量が予め設定された閾値よりも大きいかどうかを判定する。ショット密度マップのデータ量が予め設定された閾値よりも大きい場合には、選択工程(S109)に進む。
選択工程(S109)として、選択部68は、ショット密度マップのデータ量が予め設定された閾値よりも大きい場合に、手法(1−2)と手法(2)のうち1つを選択する。
ショット密度マップのデータ量が予め設定された閾値よりも大きくない場合には、ショットメッシュ設定工程(S110)に進む。言い換えれば、手法(1−1)を選択する。例えば、閾値を1GBとする場合、上述した例では、ケース1は閾値よりも小さいので手法(1−1)を選択する。一方、ケース2は閾値よりも大きいので手法(1−2)或いは手法(2)を選択する。
ショットメッシュ設定工程(S110)として、ショットメッシュ設定部70(第1のメッシュ領域設定部の一例)は、SF30の縦横幅サイズのn倍(但し、n=1)のサイズ、言い換えれば、SF30と同じサイズでチップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数のショットメッシュ領域(第1のメッシュ領域の一例)を設定する。上述したように描画処理では、多段偏向器の1つである主偏向器208を用いて試料101の描画領域10が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数のSF30(小領域)間を移動するように電子ビームを偏向する。手法(1−1)では、かかるSF30のn倍(但し、n=1)のサイズでショットメッシュ領域を設定する。
n演算工程(S111)として、n演算部93は、ショット密度マップのデータ量が予め設定された閾値以内となるようにショットメッシュ領域を設定するための値nを演算する。値nは描画処理毎に求めると良い。
ショットメッシュ設定工程(S112)として、ショットメッシュ設定部70(第1のメッシュ領域設定部の一例)は、SF30の縦横幅サイズのn倍のサイズでチップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数のショットメッシュ領域(第1のメッシュ領域の一例)を設定する。上述したように描画処理では、多段偏向器の1つである主偏向器208を用いて試料101の描画領域10が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数のSF30(小領域)間を移動するように電子ビームを偏向する。手法(1−2)では、かかるSF30のn倍(n>1、nは実数、例えば、整数)のサイズでショットメッシュ領域を設定する。以下、手法(1−2)について説明する。手法(1−1)については、手法(1−2)のn=1の場合と同様である。
図4は、実施の形態1におけるショットメッシュ領域を説明するための図である。図4において、チップ44は、例えば、短冊状に複数のフレーム領域46に仮想分割される。そして、各フレーム領域46は、SF30の縦横幅サイズのn倍のサイズ(Δ=n×SFサイズ)で複数のショットメッシュ領域48に仮想分割される。図4の例では、n=2の場合を示している。
割り当て工程(S114)として、割当処理部64は、複数のショットメッシュ領域48に複数のショット図形32を割り当てる。ショット図形32は、既にショット分割処理により作成されたデータを流用すればよい。
ショット有無判定工程(S116)として、ショット有無判定部72は、ショットメッシュ領域48毎に、割り当てられたショット図形32の有無を判定する。
SF数カウント工程(S120)として、SF数カウント部74は、ショット図形有りと判定されたショットメッシュ領域48についてはn×n値を演算し、SF数としてカウントする。ショット図形無しと判定されたショットメッシュ領域48については、SF数はゼロ値になる。図4の例では、ショット図形有りと判定されたショットメッシュ領域48についてはSF数が4(=2×2)となる。
フレーム単位のショット密度マップ作成工程(S230)として、フレーム単位ショット密度マップ作成部76(フレーム単位ショット有領域数マップ作成部)は、ショット図形有りと判定されたショットメッシュ領域48についてはn×n値を、ショット図形無しと判定されたショットメッシュ領域48についてはゼロ値を、それぞれマップ値とするフレーム領域46単位のショット密度マップ(ショット図形有領域数マップ)を作成する。
チップ単位のショット密度マップ作成工程(S240)として、チップ単位ショット密度マップ作成部78(チップ単位ショット有領域数マップ作成部)は、フレーム領域46単位のショット密度マップをマージ処理して、チップ44単位のショット密度マップ(ショット図形有領域数マップ)を作成する。
図5は、実施の形態1におけるショット密度マップの一例を示す図である。図5に示すようにチップ単位ショット密度マップ50は、ショットメッシュ領域48をマップの構成要素として作成される。そして、チップ44単位のショット密度マップに定義される各マップ値は、ショット図形有りと判定されたショットメッシュ領域48についてはn×n値が、ショット図形無しと判定されたショットメッシュ領域48についてはゼロ値が、定義されている。
なお、SFサイズは描画処理毎に可変に設定できるので、n値は描画処理毎に可変に設定するとよい。n=1に近づくほど高精度になる。また、SF数をカウントする際、パターン面積密度を考慮しても好適である。例えば、図示しないパターン面積密度演算部を用いて、ショットメッシュ領域48内に割り当てられたショット図形のパターン面積密度ρを演算する。そして、得られたSF数にパターン面積密度ρを乗じた値をショット密度マップに定義するSF数とする。例えば、SF数=n×n×ρで求めることができる。これにより、よりSF数を高精度に求めることができる。
以上のようにして、手法(1)(手法(1−1)及び手法(1−2))では、チップ単位のショット密度マップを作成する。手法(1)では、後述する手法(2)よりも処理工程が少なく、より短時間でマップ作成が可能である。よって、SFサイズが大きい場合、或いはチップサイズが小さい場合には、n値を1により近づけることができるので特に有効できる。特に、データ量が閾値内の場合にはn値を1にできるので特に有効である(手法(1−1)。しかし、SFサイズが小さい場合、或いはチップサイズが大きい場合、ショット密度マップのデータ量が大きくなってしまう。その際、n値を大きくしてデータ量を抑制する必要が生じる。よって、かかる場合にはn値を1よりも大きい値に設定する手法(1−2)を用いることができる。しかし、手法(1−2)では、例えば、n=4に設定されていた場合、ショットメッシュ領域48は、16個のSF30で構成されることになる。かかる16個のSF30のうち、例えば、1つのSF30にだけショット図形が割り当てられる場合、本来のSF数は1で良いところ、手法(1−2)では16とカウントされることなる。よって、n値を大きくしていくと、それに応じて誤差が大きくなっていく。よって、手法(1−2)を用いることでも良いが、データ量が大きくなってしまう場合には、工程数が増えたとしても誤差が手法(1−2)より小さい後述する手法(2)を用いた方がさらに有効である。そこで、実施の形態1では、上述したデータ量判定工程(S108)と選択工程(S109)を実施することで、より適した手法を選択できる。次に、手法(2)について説明する。
マージ数演算工程(S211)として、マージ数演算部69は、後述する仮ショットメッシュマージ処理工程(S218)で仮ショットメッシュ領域(第1のメッシュ領域の一例)をマージ処理する仮ショットメッシュ領域の個数(マージ数)を演算する。マージ数として、ショット密度マップのデータ量が上述した閾値以下になるように値を求めると良い。
仮ショットメッシュ設定工程(S212)として、仮ショットメッシュ設定部80(第1のメッシュ領域設定部の一例)は、SFサイズと同様の縦横幅サイズでチップ44の領域がメッシュ状に仮想分割された複数の仮ショットメッシュ領域(第1のメッシュ領域の一例)を設定する。
図6は、実施の形態1における仮ショットメッシュ領域を説明するための図である。図6において、上述したようにチップ44は、例えば、短冊状に複数のフレーム領域46に仮想分割される。そして、各フレーム領域46は、SF30の縦横幅サイズと同じサイズ(Δ’=SFサイズ)で複数の仮ショットメッシュ領域49に仮想分割される。
割り当て工程(S214)として、割当処理部64は、複数の仮ショットメッシュ領域49に複数のショット図形32を割り当てる。ショット図形32は、既にショット分割処理により作成されたデータを流用すればよい。なお、ショット図形32は、各ショット図形32の基準点B(図2に示すB点)が位置する仮ショットメッシュ領域49に割り当てられる。
ショット有無判定工程(S216)として、ショット有無判定部82は、仮ショットメッシュ領域49毎に、割り当てられたショット図形32の有無を判定する。
仮ショットメッシュマージ処理工程(S218)として、マージ処理部84は、複数の仮ショットメッシュ領域49について、隣接する2以上の仮ショットメッシュ領域49毎にマージ処理する。
図7は、実施の形態1におけるマージ処理後の仮ショットメッシュ領域とショットメッシュ領域とを説明するための図である。図7の例では、マージ数として、x方向に2個ずつ、y方向に2個ずつマージ処理を行う場合を示している。よって、2×2の仮ショットメッシュ領域49によって1つのショットメッシュ領域48が構成される。
SF数カウント工程(S220)として、SF数カウント部86(計測部)は、マージ処理されたことによりそれぞれ2以上の仮ショットメッシュ領域49が合成された複数のショットメッシュ領域48(第2のメッシュ領域の一例)のショットメッシュ領域48毎に、当該ショットメッシュ領域48内のショット図形32が有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数を計測(カウント)する。1つのショットメッシュ領域48が、例えば2×2の4つの仮ショットメッシュ領域49で構成される場合、かかる4つの仮ショットメッシュ領域49のうち、3つの仮ショットメッシュ領域49にショット図形32が配置される場合にはSF数は3となる。また、かかる4つの仮ショットメッシュ領域49のうち、1つの仮ショットメッシュ領域49にショット図形32が配置される場合にはSF数は1となる。このように、ショット図形32が配置されるSF数を高精度にカウントできる。
フレーム単位のショット密度マップ作成工程(S230)として、フレーム単位ショット密度マップ作成部76(フレーム単位ショット有領域数マップ作成部)は、ショットメッシュ領域48毎に計測された仮ショットメッシュ領域49の数をそれぞれマップ値とするフレーム領域46単位のショット密度マップ(ショット図形有領域数マップ)を作成する。
チップ単位のショット密度マップ作成工程(S240)として、チップ単位ショット密度マップ作成部78(チップ単位ショット有領域数マップ作成部)は、フレーム領域46単位のショット密度マップをマージ処理して、チップ44単位のショット密度マップ(ショット図形有領域数マップ)を作成する。図5に示したようにチップ単位ショット密度マップ50は、ショットメッシュ領域48をマップの構成要素として作成される。そして、チップ44単位のショット密度マップに定義される各マップ値は、ショットメッシュ領域48毎に計測された仮ショットメッシュ領域49の数が定義されている。
手法(2)では、手法(1)におけるn=1の場合と同様の高精度なSF数をカウントできると共に、マージ処理されることでマップを構成する要素(ショットメッシュ領域48)数を減らせるので、ショット密度マップ50のデータ量を小さくできる。
描画時間予測工程(S402)として、描画時間予測部92は、チップ44単位のショット密度マップとショット数マップとを用いて、当該チップを描画する際の描画時間を予測する。描画時間は、各ショット図形32を描画する際にかかるショットサイクルの合計時間と、SF30間をビーム移動させるための各偏向時間の合計時間と、ストライプ領域間をビーム移動させるためのステージ移動時間の合計時間等との和によって求めることができる。
ショットサイクルの合計時間Tsは、各ビームのショットの照射時間t’と副偏向器209に偏向電圧を印加する図示しないDACアンプの静定時間(セトリング時間)tsとの和に合計ショット数Ntotalを乗じた値として次の式(1)で計算(予測)できる。合計ショット数Ntotalは、チップ44単位のショット数マップのマップ値の合計で求めることができる。照射時間t’は、近接効果等の補正によりショット毎に可変になり得るが、ここでは1回のショットにおける最大照射時間で近似すればよい。セトリング時間tsは、一定値で良い。
(1) Ts=(t’+ts)・Ntotal
SF30間をビーム移動させるための各偏向時間の合計時間(偏向時間)Tdは、主偏向器208に偏向電圧を印加する図示しないDACアンプの静定時間(セトリング時間)ts’にショット図形32が配置されるSF数Nsfを乗じた値として次の式(2)で計算(予測)できる。SF数Nsfは、チップ44単位のショット密度マップのマップ値の合計で求めることができる。このように、描画時間予測部92(偏向時間予測部の一例)は、ショット密度マップ50を用いて、当該チップ44を描画する場合における複数のSF30間をビームが移動するように主偏向器208で偏向するための偏向時間を予測する。
(2) Td=ts’・Nsf
よって、ストライプ領域間をビーム移動させるためのステージ移動時間の合計時間等をΔTとすれば、当該チップを描画する際の描画時間Tは、次の式(3)で計算(予測)できる。
(3) T=Ts+Td+ΔT
以上のように高精度なSF数で偏向時間を予測することで、より高精度な描画時間を予測することができる。予測された描画時間は出力される。例えば、図示しないモニタ、プリンタ、記憶装置、或いは外部に出力され、ユーザに認識させることができる。
そして、かかる描画時間予測を行った後、かかるチップについて実際に描画処理を進めていく。
ショットデータ生成工程として、ショットデータ生成部40は、記憶装置140からチップデータを読み出し、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。上述したように、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40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。生成されたショットデータは、記憶装置146に記憶される。
また、一方で、照射量演算工程として、照射量演算部42は、所定のサイズのメッシュ領域毎の照射量を演算する。照射量は、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、かぶり効果の補正を行うためのかぶり効果補正照射係数Df(ρ)を用いると好適である。かぶり効果補正照射係数Df(ρ)は、かぶり用メッシュのパターン密度ρに依存する関数である。かぶり効果は、その影響半径が、数mmに及ぶため、補正演算を行なうには、かぶり用メッシュのサイズを影響半径の1/10程度、例えば、1mmにすると好適である。そして、かかるかぶり用メッシュのパターン密度ρは、上述した各階層で演算されたパターン密度を利用すればよい。その他、照射量は、近接効果補正用の補正係数やローディング補正用の補正係数等で補正しても好適である。これらの補正においてもそれぞれの計算用のメッシュ領域におけるパターン密度が利用される。これらのパターン密度についても上述した各階層で演算されたパターン密度を利用しても構わない。そして、照射量演算部42は、演算された各照射量を領域毎に定義した照射量マップを作成する。以上のように、実施の形態1では、照射量補正を行う際のパターン密度ρについても、高精度なパターン密度ρが得られるので、より高精度に補正された照射量を演算することができる。生成された照射量マップは、記憶装置146に記憶される。
描画工程(S404)として、描画処理部43は、制御回路130に描画処理を行うように制御信号を出力する。制御回路130は、記憶装置146からショットデータと照射量マップを入力し、描画処理部43から制御信号に従って描画部150を制御し、描画部150は、電子ビーム200を主偏向器208と副偏向器209の多段偏向器で多段偏向させながら、当該チップ44内の複数の図形パターンを試料101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により矩形例えば長方形の穴を持つ第1のアパーチャ203全体を照明する。ここで、電子ビーム200をまず矩形に成形する。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SF30の基準位置A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SF30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、ショット図形32がショットされるSF数を高精度にカウントできる。よって、複数のSF間を偏向するための偏向時間を高精度に予測できる。
実施の形態2.
実施の形態1における手法(2)では、SF30と同様のサイズに設定した仮ショットメッシュ領域49をマージ処理してショットメッシュ領域48を設定し、ショットメッシュ領域48内のパターンが配置される仮ショットメッシュ領域49数をカウントする。かかる処理をフレーム領域46単位で実施し、その後にチップ44単位にマージする。かかる処理では、次の誤差が生じ得る。
図8は、実施の形態2の比較例におけるSF数誤差を説明するためのショット密度マップの一例を示す図である。図8に示す比較例として、実施の形態1における手法(2)を用いる。描画装置100では、複数のチップをマージ処理したマージチップ(仮想チップ)を用いて描画処理を実施する場合がある。図8の例では、チップ44a(仮想チップの構成チップ1)とチップ44b(仮想チップの構成チップ2)とをマージ処理したマージチップ45(仮想チップ)のSF数をカウントする場合を示している。チップ44aの領域は、複数のショットメッシュ領域48aに仮想分割される。各ショットメッシュ領域48aには図形パターン31が配置される。ここでは、ショット分割前の図形パターン31を示しているが、SF数をカウントする際にはショット図形が割り当てられることは言うまでもない。各ショットメッシュ領域48aは、例えば2×2の4つの仮ショットメッシュ領域49によって構成される。同様に、チップ44bの領域は、複数のショットメッシュ領域48bに仮想分割される。各ショットメッシュ領域48bには図形パターン31が配置される。各ショットメッシュ領域48bは、例えば2×2の4つの仮ショットメッシュ領域49によって構成される。仮ショットメッシュ領域49とSF30は同サイズで構成されるので、図8の例では、仮ショットメッシュ領域49の代わりに「SF」で表示している。
図8では、チップ44aのショット密度マップについて、左下のショットメッシュ領域48a内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が、例えば、3つ(SF:3)と定義されていることを示している。同様に、右下のショットメッシュ領域48a内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が、例えば、2つ(SF:2)と定義されていることを示している。同様に、左上のショットメッシュ領域48a内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が、例えば、3つ(SF:3)と定義されていることを示している。同様に、右上のショットメッシュ領域48a内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が、例えば、4つ(SF:4)と定義されていることを示している。
また、チップ44bのショット密度マップについて、左下のショットメッシュ領域48b内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が、例えば、3つ(SF:3)と定義されていることを示している。同様に、右下のショットメッシュ領域48b内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が、例えば、3つ(SF:3)と定義されていることを示している。同様に、左上のショットメッシュ領域48b内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が、例えば、4つ(SF:4)と定義されていることを示している。同様に、右上のショットメッシュ領域48b内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が、例えば、2つ(SF:2)と定義されていることを示している。
かかるチップ44aとチップ44bとをマージ処理した場合、マージチップ45のショット密度マップでは、左下のショットメッシュ領域48c内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が、6つ(SF:6)になってしまう。同様に、右下のショットメッシュ領域48c内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が5つ(SF:5)になってしまう。同様に、左上のショットメッシュ領域48c内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が7つ(SF:7)になってしまう。同様に、右上のショットメッシュ領域48c内にショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49の数が6つ(SF:6)になってしまう。しかしながら、マージ処理後のマージチップ45のショット密度マップについても各ショットメッシュ領域48cは、例えば2×2の4つの仮ショットメッシュ領域49によって構成される。よって、各ショットメッシュ領域48cが取りえるSF数は4以下のはずである。
以上のように、ショットメッシュ領域48同士が重なり合う場合には、ショット密度マップに定義されるSF数に誤差が生じてしまう。なお、図8の例では、複数のチップをマージ処理する場合に重なり合うショットメッシュ領域48の誤差についての一例を示したが、各チップ44の隣接するフレーム領域46同士の境界上で重なり合うショットメッシュ領域48についても同様の誤差が生じ得る。そこで、実施の形態2では、かかる誤差を補正する構成について説明する。
図9は、実施の形態2における制御計算機の内部構成を示す図である。図9において、実施の形態2における描画装置100の構成は、制御計算機110内に、SF密度マップ作成部81、論理和演算部83、SF数カウント部85、論理和演算部89、SF数カウント部91、及びマージチップ単位ショット密度マップ作成部93を追加配置した点以外は、図1と同様である。
図形パターン読出部60、ショット分割処理部62、割当処理部64、データ量見積部66、データ量判定部68、マージ数演算部69、ショットメッシュ設定部70、ショット有無判定部72、サブフィールド(SF)数カウント部74、フレーム単位ショット密度マップ作成部76、チップ単位ショット密度マップ作成部78、仮ショットメッシュ設定部80、ショット有無判定部82、マージ処理部84、SF数カウント部86、ショット数マップ作成部90、描画時間予測部92、SF密度マップ作成部81、論理和演算部83、SF数カウント部85、論理和演算部89、SF数カウント部91、及びマージチップ単位ショット密度マップ作成部93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。図形パターン読出部60、ショット分割処理部62、割当処理部64、データ量見積部66、データ量判定部68、マージ数演算部69、ショットメッシュ設定部70、ショット有無判定部72、サブフィールド(SF)数カウント部74、フレーム単位ショット密度マップ作成部76、チップ単位ショット密度マップ作成部78、仮ショットメッシュ設定部80、ショット有無判定部82、マージ処理部84、SF数カウント部86、ショット数マップ作成部90、描画時間予測部92、SF密度マップ作成部81、論理和演算部83、SF数カウント部85、論理和演算部89、SF数カウント部91、及びマージチップ単位ショット密度マップ作成部93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10は、実施の形態2における描画方法の要部工程の一部を示すフローチャート図である。図10では、手法(2)のフローについて、ショット有無判定工程(S216)の後に、フレーム単位のSF密度マップ作成工程(S232)を追加した点と、フレーム単位のショット密度マップ作成工程(S230)とチップ単位のショット密度マップ作成工程(S240)との間に、チップ単位のSF密度マップ作成工程(論理和演算工程)(S234)とSF数カウント工程(S236)とを追加した点と、チップ単位のショット密度マップ作成工程(S240)と描画時間予測工程(S402)との間に、マージチップ単位のSF密度マップ作成工程(論理和演算工程)(論理和演算工程)(S250)とSF数カウント工程(S254)とマージチップ単位のショット密度マップ作成工程(S256)とを追加した点と、以外は、図3と同様である。また、以下説明する点以外の内容は、実施の形態1と同様である。
ショット分割工程(S102)と、ショット数マップ作成工程(S104)と、データ量見積工程(S106)と、データ量判定工程(S108)との各工程の内容は実施の形態1と同様である。また、ショットメッシュ設定工程(S112)からSF数カウント工程(S120)までの各工程を実施する手法(1)の内容は実施の形態1と同様である。また、手法(2)について、マージ数演算工程(S211)からショット有無判定工程(S216)までの各工程の内容は実施の形態1と同様である。
フレーム単位のSF密度マップ作成工程(S232)として、SF密度マップ作成部81(ショット図形有無マップ作成部)は、ショット図形有りと判定された仮ショットメッシュ領域49(第1のメッシュ領域の一例)については1を、ショット図形無しと判定された仮ショットメッシュ領域49についてはゼロ値を、それぞれマップ値とするSF密度マップ(ショット図形有無マップ)を作成する。ここでは、まず、フレーム単位のSF密度マップ(ショット図形有無マップ)を作成する。なお、ショット図形の有無は、各ショット図形32の基準点B(図2に示すB点)が位置する仮ショットメッシュ領域49で判定される。
図11は、実施の形態2におけるSF密度マップの一例を示す図である。図11に示すように、フレーム単位のSF密度マップ51は、フレーム領域46について複数の仮ショットメッシュ領域49(第1のメッシュ領域の一例)をマップの構成要素とする。そして、各仮ショットメッシュ領域49には、上述したように、ショット図形有りならば1が、ショット図形無しならばゼロ値が定義される。
仮ショットメッシュマージ処理工程(S218)と、SF数カウント工程(S220)と、フレーム単位のショット密度マップ作成工程(S230)の各工程の内容は、実施の形態1と同様である。
チップ単位のSF密度マップ作成工程(論理和演算工程)(S234)として、論理和演算部83は、各フレーム単位のSF密度マップをマージ処理して、チップ単位のSF密度マップを作成する。その際、論理和演算部83は、隣接するフレーム領域46間の境界で互いに重なる仮ショットメッシュ領域49(第1のメッシュ領域)同士について、SF密度マップのマップ値同士を論理和演算する。言い換えれば、チップ44内で同じ位置に相当する仮ショットメッシュ領域49同士について論理和演算を行う。
図12は、実施の形態2におけるSF密度マップのフレーム境界部分の一例を示す図である。フレーム領域46に分割する際の分割幅(フレーム幅、或いはフレーム高さともいう)と、SF30のサイズとが一致する或いは整数倍になるとは限らない。仮ショットメッシュ領域49は、SF30と同サイズで作成されるので、同じチップ44内の隣接するフレーム領域46(46a,46b)同士の境界41上では、それぞれのフレーム領域46の端部に位置する仮ショットメッシュ領域49(49a,49b)同士が重なり合う場合がある。図12の例では、フレーム領域46aでは、左側の仮ショットメッシュ領域49から順に、0,0,1,1が定義されている。フレーム領域46bでは、左側の仮ショットメッシュ領域49から順に、1,0,1,0が定義されている。チップ単位にマージ処理する場合に、図8で説明したように、それぞれのフレーム領域46の重なり合うショットメッシュ領域48同士のSF数を加算してしまうと誤差が生じる。そこで、互いに重なる仮ショットメッシュ領域49(第1のメッシュ領域)同士について、SF密度マップのマップ値同士を論理和演算する。その結果、チップ単にマージ処理後は、図8に示すように、左側の仮ショットメッシュ領域49から順に、1,0,1,1が定義されることになる。これにより、チップ単にマージ処理後の各仮ショットメッシュ領域49のショット図形有無が0,1の2値で明確に区別できる。
SF数カウント工程(S236)として、SF数カウント部85(計測部)は、論理和演算によって1と演算された仮ショットメッシュ領域49をショット図形有りの仮ショットメッシュ領域49として計測(カウント)する。
チップ単位のショット密度マップ作成工程(S240)として、チップ単位ショット密度マップ作成部78(チップ単位ショット有領域数マップ作成部)は、フレーム領域46単位のショット密度マップをマージ処理して、チップ44単位のショット密度マップ(ショット図形有領域数マップ)を作成する。その際、隣接するフレーム領域46間の境界で互いに重なっていた仮ショットメッシュ領域49については、SF数カウント工程(S236)においてカウントされた値を用いる。
以上により、隣接するフレーム領域46間でショットメッシュ領域48同士が重なり合う場合でも、ショット密度マップに定義されるSF数に誤差が生じないようにできる。
複数のチップがマージ処理されないで単独チップのパターンが描画される場合には、描画時間予測工程(S402)へと進めばよい。また、作成されたチップ単位のショット密度マップは、出力される。或いは記憶装置に記憶される。これにより、別の描画処理の際に、今回、作成されたチップ単位のショット密度マップを流用できる。複数のチップがマージ処理される場合には続いて以下の各工程を実施する。
マージチップ単位のSF密度マップ作成工程(論理和演算工程)(論理和演算工程)(S250)として、論理和演算部89は、各チップ単位のSF密度マップをマージ処理して、マージチップ単位のSF密度マップを作成する。その際、論理和演算部83は、複数のチップをマージ処理することによって互いに重なる仮ショットメッシュ領域49同士について、チップ単位のSF密度マップのマップ値同士を論理和演算する。言い換えれば、マージ処理される複数のチップ44において同じ位置に相当する仮ショットメッシュ領域49同士について論理和演算を行う。
図13は、実施の形態2におけるチップ単位のSF密度マップの一例を示す図である。図13の例では、チップ44a(仮想チップの構成チップ1)とチップ44b(仮想チップの構成チップ2)とをマージ処理したマージチップ45(仮想チップ)のSF数をカウントする場合を示している。チップ44aの領域は、複数の仮ショットメッシュ領域49aに仮想分割される。なお、内容の理解をしやすくするために、例えば2×2の4つの仮ショットメッシュ領域49aによって構成されるショットメッシュ領域48aについても便宜上示している。同様に、チップ44bの領域は、複数の仮ショットメッシュ領域49bに仮想分割される。なお、理解しやすくするために、例えば2×2の4つの仮ショットメッシュ領域49bによって構成されるショットメッシュ領域48bについても便宜上示している。また、仮ショットメッシュ領域49とSF30は同サイズで構成されるので、図13の例では、図8と同様、仮ショットメッシュ領域49の代わりに「SF」で表示している。
図8と同様の図形パターン31がチップ44a,44bに配置される場合、チップ44a,44bの各SF密度マップは、以下のようになる。
図13では、チップ44aのSF密度マップについて、左下のショットメッシュ領域48aを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49aのうち、左下の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、左上の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、右上の仮ショットメッシュ領域49にはショット図形が配置されるので「1」が定義される。しかし、右下の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されないので「0」が定義される。
チップ44aのSF密度マップについて、右下のショットメッシュ領域48aを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49aのうち、左下の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されないので「0」が定義される。同様に、右下の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されないので「0」が定義される。しかし、左上の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、右上の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。
チップ44aのSF密度マップについて、左上のショットメッシュ領域48aを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49aのうち、左下の仮ショットメッシュ領域49にはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、右下の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、左上の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。しかし、右上の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されないので「0」が定義される。
チップ44aのSF密度マップについて、右上のショットメッシュ領域48aを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49aのうち、左下の仮ショットメッシュ領域49にはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、右下の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、左上の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、右上の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。
チップ44bについても、ショット分割工程(S102)と、ショット数マップ作成工程(S104)と、データ量見積工程(S106)と、データ量判定工程(S108)との各工程と、マージ数演算工程(S211)からショット有無判定工程(S216)までの各工程を実施することで、チップ44aと同様に、SF密度マップを作成できる。
図13では、チップ44bのSF密度マップについて、左下のショットメッシュ領域48bを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49bのうち、左下の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されないので「0」が定義される。しかし、右下の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、左上の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、右上の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。
チップ44bのSF密度マップについて、右下のショットメッシュ領域48bを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49bのうち、左下の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、右下の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、左上の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。しかし、右上の仮ショットメッシュ領域49aにはショット図形が配置されないので「0」が定義される。
チップ44bのSF密度マップについて、左上のショットメッシュ領域48bを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49bのうち、左下の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、右下の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、左上の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、右上の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。
チップ44bのSF密度マップについて、右上のショットメッシュ領域48bを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49bのうち、左下の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。同様に、左上の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されるので「1」が定義される。しかし、右下の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されないので「0」が定義される。同様に、同様に、右上の仮ショットメッシュ領域49bにはショット図形が配置されないので「0」が定義される。
チップ44aのSF密度マップとチップ44bのSF密度マップとを論理和演算することにより、図13に示すように、マージ処理後のマージチップ45のSF密度マップについて、左下のショットメッシュ領域48cを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49cには、共に「1」が定義される。
マージチップ45のSF密度マップについて、右下のショットメッシュ領域48cを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49cには、共に「1」が定義される。
マージチップ45のSF密度マップについて、左上のショットメッシュ領域48cを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49cには、共に「1」が定義される。
マージチップ45のSF密度マップについて、右上のショットメッシュ領域48cを構成する2×2の仮ショットメッシュ領域49cには、共に「1」が定義される。
SF数カウント工程(S254)として、SF数カウント部91(第2の計測部)は、論理和演算によって1と演算された仮ショットメッシュ領域49cをショット図形有りの仮ショットメッシュ領域49cとして、ショットメッシュ領域48c(第2のメッシュ領域)毎に、当該ショットメッシュ領域48c内のショット図形が有りと判定された仮ショットメッシュ領域49cの数を計測する。
マージチップ単位のショット密度マップ作成工程(S256)として、マージチップ単位ショット密度マップ作成部93(マージチップ単位ショット有領域数マップ作成部)は、複数のチップ44a,44bがマージ処理されたマージチップ45について、SF数カウント工程(S254)で計測された仮ショットメッシュ領域49cの数をマップ値とするマージチップ45領域単位のショット密度マップ(ショット図形有領域数マップ)を作成する。図13の例では、マージ処理後のマージチップ45のショット密度マップでは、左下のショットメッシュ領域48cのSF数は4つ、右下のショットメッシュ領域48cのSF数は4つ、左上のショットメッシュ領域48cのSF数は4つ、右上のショットメッシュ領域48cのSF数は4つ、となり、いずれも誤差を生じさせていない。
以上により、複数のチップをマージ処理する場合でも、ショット密度マップに定義されるSF数に誤差が生じないようにできる。
以上のように、実施の形態2では、マージ処理によってショットメッシュ領域48の一部或いは全部が重なり合う場合でも、マージ処理後の各ショットメッシュ領域48に定義されるSF数に誤差が生じないようにできる。
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置100を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。
10 描画領域
20 ストライプ領域
30 SF
31 図形パターン
32 ショット図形
40 ショットデータ生成部
42 照射量演算部
43 描画処理部
44 チップ
45 マージチップ
46 フレーム領域
48 ショットメッシュ領域
49 仮ショットメッシュ領域
50 ショット密度マップ
51 SF密度マップ
60 図形パターン読出部
62 ショット分割処理部
64 割当処理部
66 データ量見積部
67 データ量判定部
68 選択部
69 マージ数演算部
70 ショットメッシュ設定部
72 ショット有無判定部
74 SF数カウント部
76 フレーム単位ショット密度マップ作成部
78 チップ単位ショット密度マップ作成部
80 仮ショットメッシュ設定部
81 SF密度マップ作成部
82 ショット有無判定部
83,89 論理和演算部
84 マージ処理部
85,91 SF数カウント部
86 SF数カウント部
90 ショット数マップ作成部
92 描画時間予測部
93 マージチップ単位ショット密度マップ作成部
100 描画装置
101,340 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110,120 制御計算機
112 メモリ
130 制御回路
140,142,146 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
203,410 第1のアパーチャ
204 投影レンズ
205 偏向器
206,420 第2のアパーチャ
207 対物レンズ
208 主偏向器
209 副偏向器
330 電子線
411 開口
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース

Claims (7)

  1. 複数の図形パターンを有するチップのデータが定義された描画データを記憶する記憶部と、
    多段偏向器の1つを用いて試料の描画領域が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の小領域間を移動するように荷電粒子ビームを偏向する場合の前記複数の小領域の各小領域と同様の縦横幅サイズで前記チップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第1のメッシュ領域を設定する第1のメッシュ領域設定部と、
    図形パターン毎に、荷電粒子ビームによる1回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割するショット分割処理部と、
    前記複数の第1のメッシュ領域に前記複数のショット図形を割り当て、第1のメッシュ領域毎に、割り当てられたショット図形の有無を判定するショット有無判定部と、
    前記複数の第1のメッシュ領域について、隣接する2以上の第1のメッシュ領域毎にマージ処理するマージ処理部と、
    前記マージ処理されたことによりそれぞれ2以上の第1のメッシュ領域が合成された複数の第2のメッシュ領域の第2のメッシュ領域毎に、当該第2のメッシュ領域内のショット図形が有りと判定された第1のメッシュ領域の数を計測する計測部と、
    計測された第1のメッシュ領域の数をマップ値とする前記チップの領域単位のショット図形有領域数マップを作成するチップ単位ショット有領域数マップ作成部と、
    前記ショット図形有領域数マップを用いて、当該チップを描画する場合における前記複数の小領域間をビームが移動するように偏向するための偏向時間を予測する偏向時間予測部と、
    前記多段偏向器を有し、荷電粒子ビームを前記多段偏向器で多段偏向させながら、当該チップ内の前記複数の図形パターンを試料に描画する描画部と、
    を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
  2. 複数の図形パターンを有するチップのデータが定義された描画データを記憶する記憶部と、
    多段偏向器の1つを用いて試料の描画領域が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の小領域間を移動するように荷電粒子ビームを偏向する場合の前記複数の小領域の各小領域の縦横幅サイズのn倍のサイズで前記チップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第1のメッシュ領域を設定する第1のメッシュ領域設定部と、
    図形パターン毎に、荷電粒子ビームによる1回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割するショット分割処理部と、
    前記複数の第1のメッシュ領域に前記複数のショット図形を割り当て、第1のメッシュ領域毎に、割り当てられたショット図形の有無を判定するショット有無判定部と、
    ショット図形有りと判定された第1のメッシュ領域についてはn×n値を、ショット図形無しと判定された第1のメッシュ領域についてはゼロ値を、それぞれマップ値とする前記チップの領域単位のショット図形有領域数マップを作成するチップ単位ショット有領域数マップ作成部と、
    前記ショット図形有領域数マップを用いて、当該チップを描画する場合における前記複数の小領域間をビームが移動するように偏向するための偏向時間を予測する偏向時間予測部と、
    前記多段偏向器を有し、荷電粒子ビームを前記多段偏向器で多段偏向させながら、当該チップ内の前記複数の図形パターンを試料に描画する描画部と、
    を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
  3. 第1のメッシュ領域をマージ処理するためのマージ数を演算するマージ数演算部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。
  4. ショット図形有りと判定された第1のメッシュ領域については1を、ショット図形無しと判定された第1のメッシュ領域についてはゼロ値を、それぞれマップ値とするショット図形有無マップを作成するショット図形有無マップ作成部と、
    前記チップの領域が短冊状に仮想分割された複数のフレーム領域のフレーム領域毎に、計測された第1のメッシュ領域の数をマップ値とする前記フレーム領域単位のショット図形有領域数マップを作成するフレーム単位ショット有領域数マップ作成部と、
    隣接するフレーム領域間の境界で互いに重なる第1のメッシュ領域同士について、前記ショット図形有無マップのマップ値同士を論理和演算する論理和演算部と、
    をさらに備え、
    前記ショット図形の有無は、当該ショット図形の基準点が存在するか否かで判定され、
    前記計測部は、論理和演算によって1と演算された第1のメッシュ領域をショット図形有りの第1のメッシュ領域として計測することを特徴とする請求項1又は3記載の荷電粒子ビーム描画装置。
  5. 前記ショット図形の有無は、当該ショット図形の基準点が存在するか否かで判定され、
    ショット図形有りと判定された第1のメッシュ領域については1を、ショット図形無しと判定された第1のメッシュ領域についてはゼロ値を、それぞれマップ値とするショット図形有無マップを作成するショット図形有無マップ作成部と、
    複数のチップをマージ処理することによって互いに重なる第1のメッシュ領域同士について、前記ショット図形有無マップのマップ値同士を論理和演算する論理和演算部と、
    論理和演算によって1と演算された第1のメッシュ領域をショット図形有りの第1のメッシュ領域として、前記第2のメッシュ領域毎に、当該第2のメッシュ領域内のショット図形が有りと判定された第1のメッシュ領域の数を計測する第2の計測部と、
    複数のチップがマージ処理されたマージチップについて、計測された第1のメッシュ領域の数をマップ値とする前記マージチップの領域単位のショット図形有領域数マップを作成するマージチップ単位ショット有領域数マップ作成部と、
    をさらに備えたことを特徴とする請求項1又は3記載の荷電粒子ビーム描画装置。
  6. 多段偏向器の1つを用いて試料の描画領域が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の小領域間を移動するように荷電粒子ビームを偏向する場合の前記複数の小領域の各小領域と同様の縦横幅サイズで、複数の図形パターンを有するチップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第1のメッシュ領域を設定する工程と、
    図形パターン毎に、荷電粒子ビームによる1回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割する工程と、
    前記複数の第1のメッシュ領域に前記複数のショット図形を割り当て、第1のメッシュ領域毎に、割り当てられたショット図形の有無を判定する工程と、
    前記複数の第1のメッシュ領域について、隣接する2以上の第1のメッシュ領域毎にマージ処理する工程と、
    前記マージ処理されたことによりそれぞれ2以上の第1のメッシュ領域が合成された複数の第2のメッシュ領域の第2のメッシュ領域毎に、当該第2のメッシュ領域内のショット図形が有りと判定された第1のメッシュ領域の数を計測する工程と、
    計測された第1のメッシュ領域の数をマップ値とする前記チップの領域単位のマップを作成する工程と、
    前記マップを用いて、当該チップを描画する場合における前記複数の小領域間をビームが移動するように偏向するための偏向時間を予測する工程と、
    荷電粒子ビームを前記多段偏向器で多段偏向させながら、当該チップ内の前記複数の図形パターンを試料に描画する工程と、
    を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
  7. 多段偏向器の1つを用いて試料の描画領域が同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の小領域間を移動するように荷電粒子ビームを偏向する場合の前記複数の小領域の各小領域の縦横幅サイズのn倍のサイズで、複数の図形パターンを有するチップの領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第1のメッシュ領域を設定する工程と、
    図形パターン毎に、荷電粒子ビームによる1回のショットで照射可能なサイズで図形パターンを複数のショット図形に分割する工程と、
    前記複数の第1のメッシュ領域に前記複数のショット図形を割り当て、第1のメッシュ領域毎に、割り当てられたショット図形の有無を判定する工程と、
    ショット図形有りと判定された第1のメッシュ領域についてはn×nの値を、ショット図形無しと判定された第1のメッシュ領域についてはゼロ値を、それぞれマップ値とする前記チップの領域単位のマップを作成する工程と、
    前記マップを用いて、当該チップを描画する場合における前記複数の小領域間をビームが移動するように偏向するための偏向時間を予測する工程と、
    前記多段偏向器を有し、荷電粒子ビームを前記多段偏向器で多段偏向させながら、当該チップ内の前記複数の図形パターンを試料に描画する工程と、
    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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