JP6587887B2 - Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method - Google Patents

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Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、マルチビーム描画およびラスタースキャン描画における各画素の照射量を設定する手法に関する。   The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a charged particle beam drawing method, and for example, relates to a method for setting an irradiation amount of each pixel in multi-beam drawing and raster scan drawing.

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、マスクブランクスへ電子線を使ってマスクパターンを描画することが行われている。   Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is an extremely important process for generating a pattern among semiconductor manufacturing processes. In recent years, with the high integration of LSI, circuit line widths required for semiconductor devices have been reduced year by year. Here, the electron beam (electron beam) drawing technique has an essentially excellent resolution, and a mask pattern is drawn on a mask blank using an electron beam.

例えば、マルチビームを使った描画装置がある。1本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが光学系で縮小され、マスク像が縮小されて、偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される。   For example, there is a drawing apparatus using a multi-beam. Compared with the case of drawing with one electron beam, the use of multi-beams enables irradiation with many beams at a time, so that the throughput can be significantly improved. In such a multi-beam type drawing apparatus, for example, an electron beam emitted from an electron gun is passed through a mask having a plurality of holes to form a multi-beam, and each of the unshielded beams is blanked. The image is reduced by the optical system, the mask image is reduced, deflected by the deflector, and irradiated to a desired position on the sample.

ここで、例えば可変成型ビーム描画装置では所望する位置に特定形状のビームの照射を行うことができるため、パターン端の位置とビーム端の位置を対応させた描画ができる。これに対し、個々のビームの照射位置を自由に制御できないマルチビーム描画装置では、描画対象領域を複数の画素に分割して、描画対象パターンを画素パターン(ビットパターンともいう。)に変換して、画素パターンを描画している。よって、全てのパターンについて、パターン端とビーム端の位置とを対応させることは困難である。そのため、マルチビーム描画装置ではパターン端が所望の位置で形成されるよう、パターン端が掛かっている画素を照射するビームの照射量を調節することが望まれる。ここで、各画素の照射量を決める手法として、従来、1つ目の手法として、画素内のパターン面積密度にビームの照射量を比例させる手法が挙げられる。1つ目の手法に類似した手法として、パターン面積密度に完全に一致させる場合でなく、例えば、露光領域のいくつかの画素は、100パーセントのグレイレベルまで露光され、他の画素は、完全なグレイレベルの50パーセントまでしか露光されない。残りの画素は、0パーセント照射量に露光されるとする技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。その他、2つ目の手法として、画素の中心点がパターン内に入っていれば100%の照射量のビームを照射し、入っていなければビームを照射しないとする手法が挙げられる。   Here, for example, since the variable shaped beam drawing apparatus can irradiate a beam having a specific shape at a desired position, the pattern edge position and the beam edge position can be drawn. On the other hand, in a multi-beam drawing apparatus in which the irradiation position of each beam cannot be freely controlled, the drawing target area is divided into a plurality of pixels and the drawing target pattern is converted into a pixel pattern (also referred to as a bit pattern). A pixel pattern is drawn. Therefore, it is difficult to make the pattern end correspond to the position of the beam end for all patterns. For this reason, in the multi-beam drawing apparatus, it is desired to adjust the irradiation amount of the beam that irradiates the pixel on which the pattern end is applied so that the pattern end is formed at a desired position. Here, as a method for determining the irradiation amount of each pixel, conventionally, as a first method, there is a method in which the beam irradiation amount is proportional to the pattern area density in the pixel. Similar to the first approach, for example, some pixels in the exposed area are exposed to 100 percent gray level, while others are not fully matched to the pattern area density. Only 50% of the gray level is exposed. A technique is disclosed in which the remaining pixels are exposed to a dose of 0 percent (see, for example, Patent Document 1). In addition, as a second method, there is a method of irradiating a beam with a dose of 100% if the center point of the pixel is in the pattern, and not irradiating the beam if not.

ここで、1つ目の手法では、位置をずらしながらの多重描画を行わない場合であればパターン端のビームプロファイルの傾きを急峻にでき高い解像度で描画することが可能となり得る。しかし、位置をずらしながらの多重描画を行う場合、パターンが画素に少しでもかかっていると、その画素でビームを照射することになり、その分、ビームプロファイルの傾きが小さくなり、解像度の低下が生じてしまう。そのため、高精度な位置及び線幅のパターンを形成するようにレジストを現像することが難しくなる。2つ目の手法では、画素境界とパターン端との位置が合わない場合、レジストの解像位置がずれてしまい、パターン端精度を高くすることがそもそも困難となる。   Here, in the first method, if multiple drawing is not performed while shifting the position, it is possible to make the gradient of the beam profile at the pattern edge steep and to draw with high resolution. However, when performing multiple drawing while shifting the position, if the pattern is even a little on the pixel, the beam will be irradiated on that pixel, and the inclination of the beam profile will be reduced accordingly, and the resolution will be reduced. It will occur. Therefore, it becomes difficult to develop the resist so as to form a pattern with a highly accurate position and line width. In the second method, if the positions of the pixel boundary and the pattern edge do not match, the resolution position of the resist shifts, and it is difficult to increase the pattern edge accuracy in the first place.

特開2010−123966号公報JP 2010-123966 A

そこで、本発明は、画素パターンによりパターン形成する描画手法においてビーム解像度を高く保ちながら高精度なパターンを描画することが可能な荷電粒子ビーム描画装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a charged particle beam drawing apparatus capable of drawing a highly accurate pattern while maintaining a high beam resolution in a drawing method for forming a pattern with a pixel pattern.

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
位置をずらしながら行う多重描画における複数回の描画位置のうちx方向とy方向のうちの1つの方向にずれた複数の描画位置の個数で定義されるずらし数に応じて変わる、前記ずらし数に反比例するシフト量に沿って、描画対象の図形パターンを拡大した拡大パターンを作成する拡大パターン作成部と、
ずらし数に応じて変わる、前記ずらし数に反比例する前記シフト量に沿って、図形パターンを縮小した縮小パターンを作成する縮小パターン作成部と、
拡大パターンと縮小パターンとを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の小領域のそれぞれに照射される荷電粒子ビームの照射量を変調する照射係数を演算する照射係数演算部と、
照射係数を用いて小領域毎に得られる照射量の荷電粒子ビームを用いて、位置をずらしながら行う多重描画法によって、試料に図形パターンを描画する描画部と、
備えたことを特徴とする。
A charged particle beam drawing apparatus according to one embodiment of the present invention includes:
The number of shifts varies according to the number of shifts defined by the number of multiple drawing positions shifted in one of the x and y directions among multiple drawing positions in multiple drawing performed while shifting the position. An enlarged pattern creation unit that creates an enlarged pattern in which a graphic pattern to be drawn is enlarged along an inversely proportional shift amount ;
A reduced pattern creating unit that creates a reduced pattern obtained by reducing a figure pattern along the shift amount that is in proportion to the number of shifts and is inversely proportional to the number of shifts ;
An irradiation coefficient calculation unit that calculates an irradiation coefficient that modulates the irradiation amount of the charged particle beam irradiated to each of a plurality of small areas obtained by dividing the drawing area into a mesh shape using the enlarged pattern and the reduced pattern;
A drawing unit that draws a graphic pattern on a sample by a multiple drawing method performed while shifting the position using a charged particle beam of an irradiation amount obtained for each small region using an irradiation coefficient;
It is characterized by having.

また、照射係数演算部は、小領域毎に、当該小領域の代表位置が縮小パターン内に入る場合に照射係数を1と演算すると好適である。   In addition, it is preferable that the irradiation coefficient calculation unit calculates the irradiation coefficient as 1 for each small area when the representative position of the small area falls within the reduced pattern.

また、照射係数演算部は、小領域毎に、当該小領域の代表位置が拡大パターンの外側に位置する場合に照射係数を0と演算すると好適である。   Further, it is preferable that the irradiation coefficient calculation unit calculates the irradiation coefficient as 0 for each small area when the representative position of the small area is located outside the enlarged pattern.

また、照射係数演算部は、小領域毎に、当該小領域の代表位置が拡大パターンの内側であって縮小パターンの外側に位置する場合に、ずらし数を用いて照射係数を演算すると好適である。   Further, it is preferable that the irradiation coefficient calculation unit calculates the irradiation coefficient for each small area using the shift number when the representative position of the small area is located inside the enlarged pattern and outside the reduced pattern. .

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
位置をずらしながら行う多重描画における複数回の描画位置のうちx方向とy方向のうちの1つの方向にずれた複数の描画位置の個数で定義されるずらし数に応じて変わる、前記ずらし数に反比例するシフト量に沿って、描画対象の図形パターンを拡大した拡大パターンを作成する工程と、
ずらし数に応じて変わる、前記ずらしに反比例する前記シフト量に沿って、図形パターンを縮小した縮小パターンを作成する工程と、
拡大パターンと縮小パターンとを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の小領域のそれぞれに照射される荷電粒子ビームの照射量を変調する照射係数を演算する工程と、
照射係数を用いて小領域毎に得られる照射量の荷電粒子ビームを用いて、位置をずらしながら行う多重描画法によって、試料に前記図形パターンを描画する工程と、
備えたことを特徴とする。
The charged particle beam drawing method of one embodiment of the present invention includes:
The number of shifts varies according to the number of shifts defined by the number of multiple drawing positions shifted in one of the x and y directions among multiple drawing positions in multiple drawing performed while shifting the position. Creating an enlarged pattern in which a graphic pattern to be drawn is enlarged along an inversely proportional shift amount ;
A step of creating a reduced pattern obtained by reducing a graphic pattern along the shift amount inversely proportional to the shift, which changes according to the shift number;
A step of calculating an irradiation coefficient that modulates an irradiation amount of a charged particle beam irradiated to each of a plurality of small regions obtained by dividing a drawing region into a mesh shape using an enlarged pattern and a reduced pattern;
A step of drawing the graphic pattern on a sample by a multiple drawing method performed while shifting the position using a charged particle beam of an irradiation amount obtained for each small region using an irradiation coefficient;
It is characterized by having.

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
位置をずらしながら行う多重描画における複数回の描画位置のうちx方向とy方向のうちの1つの方向にずれた複数の描画位置の個数で定義されるずらし数以下の値に応じて変わる、前記ずらし数以下の値に反比例するシフト量に沿って、描画対象の図形パターンを拡大した拡大パターンを作成する拡大パターン作成部と、
ずらし数以下の値に応じて変わる、前記ずらし数以下の値に反比例する前記シフト量に沿って、図形パターンを縮小した縮小パターンを作成する縮小パターン作成部と、
拡大パターンと縮小パターンとを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の小領域のそれぞれに照射される荷電粒子ビームの照射量を変調する照射係数を演算する照射係数演算部と、
照射係数を用いて小領域毎に得られる照射量の荷電粒子ビームを用いて、位置をずらしながら行う多重描画法によって、試料に図形パターンを描画する描画部と、
備えたことを特徴とする。
The charged particle beam drawing apparatus according to another aspect of the present invention includes:
In accordance with a value equal to or less than the number of shifts defined by the number of a plurality of drawing positions shifted in one of the x and y directions among a plurality of drawing positions in multiple drawing performed while shifting the position , An enlarged pattern creating unit that creates an enlarged pattern in which a graphic pattern to be drawn is enlarged along a shift amount that is inversely proportional to a value equal to or less than the shift number ;
A reduced pattern creating unit that creates a reduced pattern obtained by reducing a figure pattern along the shift amount that is in proportion to a value equal to or smaller than the number of shifts, and is inversely proportional to the value equal to or smaller than the number of shifts ;
An irradiation coefficient calculation unit that calculates an irradiation coefficient that modulates the irradiation amount of the charged particle beam irradiated to each of a plurality of small areas obtained by dividing the drawing area into a mesh shape using the enlarged pattern and the reduced pattern;
A drawing unit that draws a graphic pattern on a sample by a multiple drawing method performed while shifting the position using a charged particle beam of an irradiation amount obtained for each small region using an irradiation coefficient;
It is characterized by having.

本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
位置をずらしながら行う多重描画における複数回の描画位置のうちx方向とy方向のうちの1つの方向にずれた複数の描画位置の個数で定義されるずらし数以下の値に応じて変わる、前記ずらし数以下の値に反比例するシフト量に沿って、描画対象の図形パターンを拡大した拡大パターンを作成する工程と、
ずらし数以下の値に応じて変わる、前記ずらし数以下の値に反比例する前記シフト量に沿って、図形パターンを縮小した縮小パターンを作成する工程と、
拡大パターンと縮小パターンとを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の小領域のそれぞれに照射される荷電粒子ビームの照射量を変調する照射係数を演算する工程と、
照射係数を用いて小領域毎に得られる照射量の荷電粒子ビームを用いて、位置をずらしながら行う多重描画法によって、試料に前記図形パターンを描画する工程と、
備えたことを特徴とする。
A charged particle beam writing method according to another aspect of the present invention includes:
In accordance with a value equal to or less than the number of shifts defined by the number of a plurality of drawing positions shifted in one of the x and y directions among a plurality of drawing positions in multiple drawing performed while shifting the position , A step of creating an enlarged pattern in which a graphic pattern to be drawn is enlarged along a shift amount inversely proportional to a value equal to or less than the number of shifts ;
A step of creating a reduced pattern obtained by reducing a figure pattern along the shift amount inversely proportional to the value of the shift number or less, which changes according to the value of the shift number or less ,
A step of calculating an irradiation coefficient that modulates an irradiation amount of a charged particle beam irradiated to each of a plurality of small regions obtained by dividing a drawing region into a mesh shape using an enlarged pattern and a reduced pattern;
A step of drawing the graphic pattern on a sample by a multiple drawing method performed while shifting the position using a charged particle beam of an irradiation amount obtained for each small region using an irradiation coefficient;
It is characterized by having.

本発明の一態様によれば、画素パターンによりパターン形成する描画手法においてビーム解像度を高く保ちながら高精度なパターンを描画できる。   According to one embodiment of the present invention, a highly accurate pattern can be drawn while maintaining a high beam resolution in a drawing method for forming a pattern using a pixel pattern.

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。1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における成形アパーチャアレイ部材の構成を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration of a molded aperture array member in the first embodiment. 実施の形態1におけるブランキングアパーチャアレイ部の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a blanking aperture array section in the first embodiment. 実施の形態1におけるブランキングアパーチャアレイ部のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。FIG. 4 is a top conceptual view showing a part of the configuration in the membrane region of the blanking aperture array section in the first embodiment. 実施の形態1における描画順序を説明するための図である。6 is a diagram for explaining a drawing order according to Embodiment 1. FIG. 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。FIG. 4 is a flowchart showing main steps of the drawing method according to Embodiment 1. 実施の形態1における拡大図形パターン作成手法を説明するための図である。5 is a diagram for explaining an enlarged graphic pattern creation method according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるずらし数とずらし多重度との関係の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a relationship between a shift number and a shift multiplicity according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるずらし多重度N=2の場合における画素レイヤの一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a pixel layer in the case of shift multiplicity N = 2 in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるずらし多重度N=4の場合における画素レイヤの一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a pixel layer in the case of shift multiplicity N = 4 in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるずらし多重度N=5の場合における画素レイヤの一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a pixel layer in the case of shift multiplicity N = 5 in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における縮小図形パターン作成手法を説明するための図である。6 is a diagram for explaining a reduced graphic pattern creation method according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における画素と図形パターンとの配置関係の一例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of an arrangement relationship between a pixel and a graphic pattern in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における照射係数の値の求め方の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of how to obtain an irradiation coefficient value according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における符号付き距離の演算方法について説明するための図である。6 is a diagram for describing a signed distance calculation method according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における符号付き距離の他の演算方法について説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for describing another calculation method of signed distance in the first embodiment. 実施の形態1における照射係数の値の求め方の他の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of how to obtain the value of the irradiation coefficient in the first embodiment. 実施の形態1と比較例とにおける、画素の境界とパターン端が一致していない図形パターンをずらし多重度N=2で多重描画した場合におけるビームプロファイルの一例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a beam profile in the case where a graphic pattern in which the pixel boundary and the pattern end do not coincide with each other is shifted and multiple drawing is performed with multiplicity N = 2 in the first embodiment and the comparative example. 実施の形態1と比較例とにおける、画素の境界とパターン端が一致していない図形パターンをずらし多重度N=2で多重描画した場合におけるビームプロファイルの他の一例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining another example of a beam profile in the case where a graphic pattern in which the pixel boundary and the pattern end do not coincide with each other is shifted and multiplexedly drawn with multiplicity N = 2 in the first embodiment and the comparative example. . 実施の形態1における矩形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of an incident dose profile for explaining the effect of the graphic end control of the rectangular pattern in the first embodiment. 実施の形態1における矩形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例の一部を拡大した図である。FIG. 6 is an enlarged view of a part of an example of an incident dose profile for explaining the effect of the graphic end control of the rectangular pattern in the first embodiment. 実施の形態1における三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of an incident dose profile for explaining the effect of the triangle pattern graphic end control according to the first embodiment. 実施の形態1における三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例の一部を拡大した図である。FIG. 6 is an enlarged view of a part of an example of an incident dose profile for explaining the effect of the triangle pattern graphic end control according to the first embodiment. 実施の形態1における任意角三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of an incident dose profile for explaining the effect of figure end control of an arbitrary angle triangle pattern in the first embodiment. 実施の形態1における任意角三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例の一部を拡大した図である。FIG. 6 is an enlarged view of a part of an example of an incident dose profile for explaining the effect of figure end control of an arbitrary angle triangle pattern in the first embodiment. 実施の形態1における任意角三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the incident dose profile for demonstrating the effect of the figure end control of the arbitrary angle | corner triangular pattern in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における任意角三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの他の一例の一部を拡大した図である。FIG. 10 is an enlarged view of a part of another example of an incident dose profile for explaining the effect of figure edge control of an arbitrary angle triangle pattern in the first embodiment. 実施の形態2における照射係数の値の求め方の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of how to obtain the value of an irradiation coefficient in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2におけるずらし数とずらし多重度との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the shift number in Embodiment 2, and a shift multiplicity.

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、以下、荷電粒子ビーム描画装置の一例として、マルチビーム描画装置について説明しているが、これに限るものではない。例えば、ラスタースキャン型の描画装置であっても適用できる。言い換えれば、実施の形態1の手法は、画素パターン(ビットパターン)の組み合わせによりパターン形成する描画方式について適用可能である。   Hereinafter, in the embodiment, a configuration using an electron beam will be described as an example of a charged particle beam. However, the charged particle beam is not limited to an electron beam, and a beam using charged particles such as an ion beam may be used. In the following, a multi-beam drawing apparatus is described as an example of a charged particle beam drawing apparatus, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied even to a raster scan type drawing apparatus. In other words, the technique of the first embodiment can be applied to a drawing method that forms a pattern by combining pixel patterns (bit patterns).

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、マルチ荷電粒子ビーム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、成形アパーチャアレイ部材203、ブランキングアパーチャアレイ部204、縮小レンズ205、制限アパーチャ部材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、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基板となるマスクブランクス等の試料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、或いは、半導体装置が製造される半導体基板(シリコンウェハ)等が含まれる。XYステージ105上には、さらに、XYステージ105の位置測定用のミラー210が配置される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the drawing apparatus 100 includes a drawing unit 150 and a control unit 160. The drawing apparatus 100 is an example of a multi charged particle beam drawing apparatus. The drawing unit 150 includes an electron column 102 and a drawing chamber 103. In the electron column 102, an electron gun 201, an illumination lens 202, a shaping aperture array member 203, a blanking aperture array section 204, a reduction lens 205, a limiting aperture member 206, an objective lens 207, and a deflector 208 are arranged. Yes. An XY stage 105 is disposed in the drawing chamber 103. On the XY stage 105, a sample 101 such as a mask blank which becomes a drawing target substrate at the time of drawing is arranged. The sample 101 includes an exposure mask for manufacturing a semiconductor device, or a semiconductor substrate (silicon wafer) on which the semiconductor device is manufactured. On the XY stage 105, a mirror 210 for measuring the position of the XY stage 105 is further arranged.

制御部160は、制御計算機110、メモリ112、偏向制御回路130、ステージ位置検出器139及び磁気ディスク装置等の記憶装置140,142を有している。制御計算機110、メモリ112、偏向制御回路120、ステージ位置検出器139及び記憶装置140,142は、図示しないバスを介して互いに接続されている。記憶装置140(記憶部)には、複数の図形パターンのパターンデータが定義された描画データが描画装置100の外部から入力され、格納されている。   The control unit 160 includes a control computer 110, a memory 112, a deflection control circuit 130, a stage position detector 139, and storage devices 140 and 142 such as a magnetic disk device. The control computer 110, the memory 112, the deflection control circuit 120, the stage position detector 139, and the storage devices 140 and 142 are connected to each other via a bus (not shown). In the storage device 140 (storage unit), drawing data in which pattern data of a plurality of graphic patterns is defined is input from the outside of the drawing device 100 and stored.

制御計算機110内には、設定部50、シフト方向演算部52、シフト量演算部54、拡大パターン作成部56、縮小パターン作成部58、判定部60、照射係数演算部62、kマップ作成部64、照射量演算部66、照射時間演算部68、描画制御部70、設定部71、及びドーズマップ作成部72が配置されている。設定部50、シフト方向演算部52、シフト量演算部54、拡大パターン作成部56、縮小パターン作成部58、判定部60、照射係数演算部62、kマップ作成部64、照射量演算部66、照射時間演算部68、描画制御部70、設定部71、及びドーズマップ作成部72といった各機能は、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。設定部50、シフト方向演算部52、シフト量演算部54、拡大パターン作成部56、縮小パターン作成部58、判定部60、照射係数演算部62、kマップ作成部64、照射量演算部66、照射時間演算部68、描画制御部70、設定部71、及びドーズマップ作成部72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。   In the control computer 110, the setting unit 50, the shift direction calculation unit 52, the shift amount calculation unit 54, the enlarged pattern creation unit 56, the reduction pattern creation unit 58, the determination unit 60, the irradiation coefficient calculation unit 62, and the k map creation unit 64. An irradiation amount calculation unit 66, an irradiation time calculation unit 68, a drawing control unit 70, a setting unit 71, and a dose map creation unit 72 are arranged. Setting unit 50, shift direction calculation unit 52, shift amount calculation unit 54, enlarged pattern creation unit 56, reduction pattern creation unit 58, determination unit 60, irradiation coefficient calculation unit 62, k map creation unit 64, dose calculation unit 66, Each function such as the irradiation time calculation unit 68, the drawing control unit 70, the setting unit 71, and the dose map creation unit 72 may be configured by hardware such as an electric circuit, or software such as a program for executing these functions. It may be constituted by. Alternatively, it may be configured by a combination of hardware and software. Setting unit 50, shift direction calculation unit 52, shift amount calculation unit 54, enlarged pattern creation unit 56, reduction pattern creation unit 58, determination unit 60, irradiation coefficient calculation unit 62, k map creation unit 64, dose calculation unit 66, Information input / output to / from the irradiation time calculation unit 68, the drawing control unit 70, the setting unit 71, and the dose map creation unit 72 and information being calculated are stored in the memory 112 each time.

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。   Here, FIG. 1 shows a configuration necessary for explaining the first embodiment. The drawing apparatus 100 may normally have other necessary configurations.

図2は、実施の形態1における成形アパーチャアレイ部材の構成を示す概念図である。図2(a)において、成形アパーチャアレイ部材203には、縦(y方向)m列×横(x方向)n列(m,n≧2)の穴(開口部)22が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図2(a)では、例えば、512×8列の穴22が形成される。各穴22は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。ここでは、y方向の各列について、x方向にAからHまでの8つの穴22がそれぞれ形成される例が示されている。これらの複数の穴22を電子ビーム200の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム20が形成されることになる。ここでは、縦横(x,y方向)が共に2列以上の穴22が配置された例を示したが、これに限るものではない。その他、例えば、縦横(x,y方向)どちらか一方が複数列で他方は1列だけであっても構わない。また、穴22の配列の仕方は、図2(a)のように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。図2(b)に示すように、例えば、縦方向(y方向)1段目の列と、2段目の列の穴同士が、横方向(x方向)に寸法aだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向(y方向)2段目の列と、3段目の列の穴同士が、横方向(x方向)に寸法bだけずれて配置されてもよい。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the molded aperture array member in the first embodiment. In FIG. 2A, the molded aperture array member 203 has vertical (y direction) m rows × horizontal (x direction) n rows (m, n ≧ 2) holes (openings) 22 at a predetermined arrangement pitch. It is formed in a matrix. In FIG. 2A, for example, 512 × 8 rows of holes 22 are formed. Each hole 22 is formed of a rectangle having the same size and shape. Alternatively, it may be a circle having the same outer diameter. Here, an example is shown in which eight holes 22 from A to H are formed in the x direction for each row in the y direction. When a part of the electron beam 200 passes through each of the plurality of holes 22, the multi-beam 20 is formed. Here, an example in which two or more holes 22 are arranged in both the vertical and horizontal directions (x and y directions) is shown, but the present invention is not limited to this. In addition, for example, one of the vertical and horizontal directions (x and y directions) may be a plurality of rows and the other may be only one row. Further, the arrangement of the holes 22 is not limited to the case where the vertical and horizontal directions are arranged in a grid pattern as shown in FIG. As shown in FIG. 2B, for example, the holes in the first row in the vertical direction (y direction) and the holes in the second row are shifted by a dimension a in the horizontal direction (x direction). Also good. Similarly, the holes in the second row in the vertical direction (y direction) and the holes in the third row may be arranged shifted by a dimension b in the horizontal direction (x direction).

図3は、実施の形態1におけるブランキングアパーチャアレイ部の構成を示す断面図である。
図4は、実施の形態1におけるブランキングアパーチャアレイ部のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。なお、図3と図4において、制御電極24と対向電極26と制御回路41,43の位置関係は一致させて記載していない。ブランキングアパーチャアレイ部204は、図3に示すように、支持台33上にシリコン等からなる半導体基板31が配置される。基板31の中央部は、例えば裏面側から薄く削られ、薄い膜厚hのメンブレン領域30(第1の領域)に加工されている。メンブレン領域30を取り囲む周囲は、厚い膜厚Hの外周領域32(第2の領域)となる。メンブレン領域30の上面と外周領域32の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に高さ位置になるように形成される。基板31は、外周領域32の裏面で支持台33上に保持される。支持台33の中央部は開口しており、メンブレン領域30の位置は、支持台33の開口した領域に位置している。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the blanking aperture array section in the first embodiment.
FIG. 4 is a top conceptual view showing a part of the configuration in the membrane region of the blanking aperture array section in the first embodiment. 3 and 4, the positional relationship among the control electrode 24, the counter electrode 26, and the control circuits 41 and 43 is not shown to be the same. In the blanking aperture array section 204, as shown in FIG. 3, a semiconductor substrate 31 made of silicon or the like is disposed on a support base 33. For example, the central portion of the substrate 31 is thinly cut from the back side and processed into a membrane region 30 (first region) having a thin film thickness h. The periphery surrounding the membrane region 30 is an outer peripheral region 32 (second region) having a thick film thickness H. The upper surface of the membrane region 30 and the upper surface of the outer peripheral region 32 are formed to have the same height position or substantially the height position. The substrate 31 is held on the support base 33 on the back surface of the outer peripheral region 32. The central part of the support base 33 is open, and the position of the membrane region 30 is located in the open area of the support base 33.

メンブレン領域30には、図2に示した成形アパーチャアレイ部材203の各穴22に対応する位置にマルチビームのそれぞれのビームの通過用の通過孔25(開口部)が開口される。そして、メンブレン領域30上には、図3及び図4に示すように、各通過孔25の近傍位置に該当する通過孔25を挟んでブランキング偏向用の制御電極24と対向電極26の組(ブランカー:ブランキング偏向器)がそれぞれ配置される。また、メンブレン領域30上の各通過孔25の近傍には、各通過孔25用の制御電極24に偏向電圧を印加する制御回路41(ロジック回路)が配置される。各ビーム用の対向電極26は、グランド接続される。   In the membrane region 30, passage holes 25 (openings) for passing the beams of the multi-beams are opened at positions corresponding to the holes 22 of the shaping aperture array member 203 shown in FIG. 2. As shown in FIGS. 3 and 4, on the membrane region 30, a set of blanking deflection control electrodes 24 and counter electrodes 26 sandwiching the passage holes 25 in the vicinity of the passage holes 25 ( (Blanker: Blanking deflector) is arranged. A control circuit 41 (logic circuit) that applies a deflection voltage to the control electrode 24 for each passage hole 25 is disposed in the vicinity of each passage hole 25 on the membrane region 30. The counter electrode 26 for each beam is grounded.

また、図4に示すように、各制御回路41は、制御信号用の例えば10ビットのパラレル配線が接続される。各制御回路41は、制御信号用の例えば10ビットのパラレル配線の他、クロック信号線および電源用の配線が接続される。クロック信号線および電源用の配線はパラレル配線の一部の配線を流用しても構わない。マルチビームを構成するそれぞれのビーム毎に、制御電極24と対向電極26と制御回路41とによる個別ブランキング機構47が構成される。また、図3の例では、制御電極24と対向電極26と制御回路41とが基板31の膜厚が薄いメンブレン領域30に配置される。但し、これに限るものではない。   Further, as shown in FIG. 4, each control circuit 41 is connected to, for example, a 10-bit parallel wiring for a control signal. Each control circuit 41 is connected to a clock signal line and a power supply line in addition to, for example, a 10-bit parallel line for a control signal. As the clock signal line and the power supply wiring, a part of the parallel wiring may be used. An individual blanking mechanism 47 including the control electrode 24, the counter electrode 26, and the control circuit 41 is configured for each beam constituting the multi-beam. In the example of FIG. 3, the control electrode 24, the counter electrode 26, and the control circuit 41 are arranged in the membrane region 30 where the substrate 31 is thin. However, the present invention is not limited to this.

各通過孔25を通過する電子ビーム20は、それぞれ独立にかかる対となる2つの電極24,26に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。言い換えれば、制御電極24と対向電極26の組は、成形アパーチャアレイ部材203の複数の穴22(開口部)を通過したマルチビームのうちの対応ビームをそれぞれブランキング偏向する。   The electron beam 20 passing through each passage hole 25 is deflected by a voltage applied to the two electrodes 24 and 26 that form a pair independently. Blanking is controlled by such deflection. In other words, the set of the control electrode 24 and the counter electrode 26 respectively blanks and deflects the corresponding beam among the multi-beams that have passed through the plurality of holes 22 (openings) of the shaping aperture array member 203.

次に描画装置100における描画部150の動作について説明する。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によりほぼ垂直に成形アパーチャアレイ部材203全体を照明する。成形アパーチャアレイ部材203には、矩形の複数の穴(開口部)が形成され、電子ビーム200は、すべての複数の穴が含まれる領域を照明する。複数の穴の位置に照射された電子ビーム200の各一部が、かかる成形アパーチャアレイ部材203の複数の穴をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム(マルチビーム)20a〜eが形成される。かかるマルチビーム20a〜eは、ブランキングアパーチャアレイ部204のそれぞれ対応するブランカー(第1の偏向器:個別ブランキング機構)内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、個別に通過する電子ビーム20を偏向する(ブランキング偏向を行う)。   Next, the operation of the drawing unit 150 in the drawing apparatus 100 will be described. The electron beam 200 emitted from the electron gun 201 (emission part) illuminates the entire shaped aperture array member 203 almost vertically by the illumination lens 202. A plurality of rectangular holes (openings) are formed in the molded aperture array member 203, and the electron beam 200 illuminates a region including all of the plurality of holes. Each part of the electron beam 200 irradiated to the positions of the plurality of holes passes through the plurality of holes of the shaping aperture array member 203, thereby, for example, a plurality of rectangular electron beams (multi-beams) 20a to 20e. Is formed. The multi-beams 20a to 20e pass through the corresponding blankers (first deflector: individual blanking mechanism) of the blanking aperture array unit 204, respectively. Each of these blankers deflects the electron beam 20 that individually passes (performs blanking deflection).

ブランキングアパーチャアレイ部204を通過したマルチビーム20a〜eは、縮小レンズ205によって、縮小され、制限アパーチャ部材206に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングアパーチャアレイ部204のブランカーによって偏向された電子ビーム20は、制限アパーチャ部材206の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材206によって遮蔽される。一方、ブランキングアパーチャアレイ部204のブランカーによって偏向されなかった電子ビーム20は、図1に示すように制限アパーチャ部材206の中心の穴を通過する。かかる個別ブランキング機構のON/OFFによって、ブランキング制御が行われ、ビームのON/OFFが制御される。このように、制限アパーチャ部材206は、個別ブランキング機構によってビームOFFの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビーム毎に、ビームONになってからビームOFFになるまでに形成された、制限アパーチャ部材206を通過したビームにより、1回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ部材206を通過したマルチビーム20は、対物レンズ207により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器208によって、制限アパーチャ部材206を通過した各ビーム(マルチビーム20全体)が同方向に一括して偏向され、各ビームの試料101上のそれぞれの照射位置に照射される。また、例えばXYステージ105が連続移動している時、ビームの照射位置がXYステージ105の移動に追従(トラッキング)するように偏向器208によって制御される。XYステージ105の位置は、ステージ位置検出器139からレーザをXYステージ105上のミラー210に向けて照射し、その反射光を用いて測定される。一度に照射されるマルチビーム20は、理想的には成形アパーチャアレイ部材203の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置100は、各回のトラッキング動作中にXYステージ105の移動に追従しながらショットビームとなるマルチビーム20を偏向器208によるビーム偏向位置の移動によって1画素ずつ描画制御部70により制御された描画シーケンスに沿って照射していく描画動作を行う。所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームONに制御される。   The multi-beams 20 a to 20 e that have passed through the blanking aperture array unit 204 are reduced by the reduction lens 205 and travel toward the central hole formed in the limiting aperture member 206. Here, the electron beam 20 deflected by the blanker of the blanking aperture array unit 204 is displaced from the central hole of the limiting aperture member 206 and is blocked by the limiting aperture member 206. On the other hand, the electron beam 20 that has not been deflected by the blanker of the blanking aperture array unit 204 passes through the central hole of the limiting aperture member 206 as shown in FIG. Blanking control is performed by ON / OFF of the individual blanking mechanism, and ON / OFF of the beam is controlled. As described above, the limiting aperture member 206 blocks each beam deflected so as to be in the beam OFF state by the individual blanking mechanism. For each beam, one shot beam is formed by the beam that has passed through the limiting aperture member 206 formed from when the beam is turned on until when the beam is turned off. The multi-beam 20 that has passed through the limiting aperture member 206 is focused by the objective lens 207 to form a pattern image with a desired reduction ratio, and each beam that has passed through the limiting aperture member 206 (the entire multi-beam 20) is deflected by the deflector 208. The beams are deflected collectively in the same direction, and irradiated to the respective irradiation positions on the sample 101 of each beam. For example, when the XY stage 105 is continuously moving, the beam irradiation position is controlled by the deflector 208 so as to follow (track) the movement of the XY stage 105. The position of the XY stage 105 is measured by irradiating a laser from the stage position detector 139 toward the mirror 210 on the XY stage 105 and using the reflected light. The multi-beams 20 irradiated at a time are ideally arranged at a pitch obtained by multiplying the arrangement pitch of the plurality of holes of the shaping aperture array member 203 by the desired reduction ratio. The drawing apparatus 100 draws the multi-beam 20 that becomes a shot beam while following the movement of the XY stage 105 during each tracking operation by the drawing control unit 70 by the drawing control unit 70 by moving the beam deflection position by the deflector 208. A drawing operation of irradiating along the sequence is performed. When drawing a desired pattern, a beam required according to the pattern is controlled to be turned on by blanking control.

図5は、実施の形態1における描画順序を説明するための図である。試料101の描画領域31(或いは描画されるチップ領域)は、所定の幅で短冊上のストライプ領域35に分割される。そして、各ストライプ領域35は、複数のメッシュ状の画素領域36(画素)に仮想分割される。画素領域36(画素)のサイズは、例えば、ビームサイズ、或いは、それ以下のサイズであると好適である。例えば、10nm程度のサイズにすると好適である。画素領域36(画素)は、マルチビームの1つのビームあたりの照射単位領域となる。   FIG. 5 is a diagram for explaining the drawing order in the first embodiment. The drawing area 31 (or the chip area to be drawn) of the sample 101 is divided into striped areas 35 on a strip with a predetermined width. Each stripe region 35 is virtually divided into a plurality of mesh pixel regions 36 (pixels). The size of the pixel region 36 (pixel) is preferably, for example, a beam size or a size smaller than that. For example, a size of about 10 nm is preferable. The pixel area 36 (pixel) is an irradiation unit area per one beam of the multi-beam.

マルチビーム20で試料101を描画する際、マルチビーム20による1回の照射によって照射領域34を照射することになる。上述したように、トラッキング動作中にXYステージ105の移動に追従しながらショットビームとなるマルチビーム20全体を一括して偏向器208によるビーム偏向位置の移動によって1画素ずつ順に連続して照射していく。そして、試料101上のどの画素をマルチビームのどのビームが照射するのかは描画シーケンスによって決まる。マルチビームのx,y方向にそれぞれ隣り合うビーム間のビームピッチを用いて、試料101面上におけるx,y方向にそれぞれ隣り合うビーム間のビームピッチ(x方向)×ビームピッチ(y方向)の領域はn×n画素の領域(サブピッチ領域)で構成される。例えば、1回のトラッキング動作で、XYステージ105が−x方向にビームピッチ(x方向)だけ移動する場合、x方向或いはy方向(或いは斜め方向)に1つのビームによって照射位置をシフトしながらn画素が描画される。同じn×n画素の領域内の他のn画素が次回のトラッキング動作で上述したビームとは異なるビームによって同様にn画素が描画される。このようにn回のトラッキング動作でそれぞれ異なるビームによってn画素ずつ描画されることにより、1つのn×n画素の領域内のすべての画素が描画される。マルチビームの照射領域内の他のn×n画素の領域についても同時期に同様の動作が実施され、同様に描画される。かかる動作によって、照射領域34内の全画素が描画可能となる。これらの動作を繰り返すことで、対応するストライプ領域35全体を描画することができる。そして、描画装置100では、必要な画素に必要な照射量のビームを照射することにより形成される画素パターン(ビットパターン)の組み合わせにより、所望のパターンを描画することができる。   When the sample 101 is drawn with the multi-beam 20, the irradiation region 34 is irradiated by one irradiation with the multi-beam 20. As described above, while following the movement of the XY stage 105 during the tracking operation, the entire multi-beam 20 that becomes a shot beam is irradiated in sequence one pixel at a time by moving the beam deflection position by the deflector 208. Go. Then, which pixel of the multi-beam is irradiated to which pixel on the sample 101 is determined by the drawing sequence. Using the beam pitch between the beams adjacent to each other in the x and y directions of the multi-beam, the beam pitch between the beams adjacent to each other in the x and y directions on the surface of the sample 101 (x direction) × beam pitch (y direction). The region is composed of an n × n pixel region (sub-pitch region). For example, when the XY stage 105 moves in the −x direction by the beam pitch (x direction) in one tracking operation, the irradiation position is shifted by one beam in the x direction or the y direction (or oblique direction). Pixels are drawn. The other n pixels in the same n × n pixel region are similarly drawn by a beam different from the beam described above in the next tracking operation. In this way, by drawing n pixels by different beams in n tracking operations, all the pixels in one n × n pixel area are drawn. The same operation is performed at the same time for other n × n pixel areas in the multi-beam irradiation area, and drawing is performed in the same manner. With this operation, all the pixels in the irradiation region 34 can be drawn. By repeating these operations, the entire corresponding stripe region 35 can be drawn. The drawing apparatus 100 can draw a desired pattern by a combination of pixel patterns (bit patterns) formed by irradiating a necessary pixel with a beam having a necessary irradiation amount.

図6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6において、実施の形態1における描画方法は、図形パターン設定工程(S102)と、シフト方向演算工程(S104)と、シフト量演算工程(S106)と、拡大パターン作成工程(S108)と、縮小パターン作成工程(S110)と、パス設定工程(S111)と、判定工程(S112)と、照射係数演算工程(S113)と、照射係数マップ作成工程(S114)と、ドーズマップ作成工程(S120)と、照射量演算工程(S130)と、照射時間マップ作成工程(S132)と、描画工程(S134)と、いう一連の工程を実施する。   FIG. 6 is a flowchart showing main steps of the drawing method according to the first embodiment. 6, the drawing method according to the first embodiment includes a graphic pattern setting step (S102), a shift direction calculation step (S104), a shift amount calculation step (S106), an enlarged pattern creation step (S108), and a reduction. A pattern creation step (S110), a path setting step (S111), a determination step (S112), an irradiation coefficient calculation step (S113), an irradiation coefficient map creation step (S114), and a dose map creation step (S120). A series of steps of an irradiation amount calculation step (S130), an irradiation time map creation step (S132), and a drawing step (S134) are performed.

図形パターン設定工程(S102)として、設定部50は、記憶装置140から描画データを読み出し、描画データに定義されている複数の図形パターンのうち1つを設定する。   As the graphic pattern setting step (S102), the setting unit 50 reads the drawing data from the storage device 140 and sets one of a plurality of graphic patterns defined in the drawing data.

シフト方向演算工程(S104)として、シフト方向演算部52は、図形パターンを例えば拡大する方向にシフトするための図形パターンの各頂点のシフト方向を演算する。ここでは、一例として、拡大するための方向を演算するが、縮小するための方向を演算してもよい。   As the shift direction calculation step (S104), the shift direction calculation unit 52 calculates the shift direction of each vertex of the graphic pattern for shifting the graphic pattern in, for example, an enlargement direction. Here, as an example, the direction for enlarging is calculated, but the direction for reducing may be calculated.

図7は、実施の形態1における拡大図形パターン作成手法を説明するための図である。図7に示した拡大図形パターン42は、頂点1,2,3を持つ三角形の図形パターン40の拡大例である。図7で辺s1、辺s2、辺s3は拡大パターン42の辺である。辺s1は頂点1,2を通る辺と並行で点p1を通る直線上に、s2は頂点2,3を通る辺と並行で点p2を通る直線上に、辺s3頂点3,1を通る辺と並行で点p3を通る直線上に配置する。図中の頂点1、2,3から伸びる矢印はそれぞれ頂点1から点p1、頂点2から点p2、頂点3から点3への配置方向を示している。シフト方向演算部52は、頂点1,2間の座標の差分を演算し、求めた差分の絶対値の大小と、符号を基に頂点1から点p1への配置方向を求める。具体的には、まず頂点1の座標v1をv1=(x1、y1)、頂点2の座標v2をv2=(x2、y2)として、dx=x2−x1と、dy=y2−y1とを演算する。次に求めたdxとdyの絶対値|dx|と|dy|の値を比較し、|dx|の値が小さければx軸に沿ったdxの符号の方向を、|dy|の値が小さければy軸に沿ったdyの符号の方向を頂点1から点p1への配置方向と決める。図7では、辺v1v2について|dy|の方が|dx|より小さく、dyの符号は負である。したがって、p1は頂点1から−y方向に配置される   FIG. 7 is a diagram for explaining an enlarged graphic pattern creation method according to the first embodiment. An enlarged graphic pattern 42 shown in FIG. 7 is an enlarged example of a triangular graphic pattern 40 having vertices 1, 2, and 3. In FIG. 7, side s1, side s2, and side s3 are sides of the enlarged pattern 42. The side s1 is parallel to the side passing through the vertices 1 and 2 and passes through the point p1, and s2 is the side parallel to the side passing through the vertices 2 and 3 and passes through the point p2, and the side passing through the s3 vertex 3 and 1 Are arranged on a straight line passing through the point p3 in parallel. The arrows extending from the vertices 1, 2 and 3 in the figure indicate the arrangement directions from the vertex 1 to the point p1, from the vertex 2 to the point p2, and from the vertex 3 to the point 3, respectively. The shift direction calculation unit 52 calculates the difference in coordinates between the vertices 1 and 2 and determines the arrangement direction from the vertex 1 to the point p1 based on the magnitude of the absolute value of the obtained difference and the sign. Specifically, first, the coordinate v1 of the vertex 1 is v1 = (x1, y1), the coordinate v2 of the vertex 2 is v2 = (x2, y2), and dx = x2-x1 and dy = y2-y1 are calculated. To do. Next, the absolute values | dx | and | dy | of the obtained dx and dy are compared. If the value of | dx | is small, the direction of the sign of dx along the x-axis can be reduced. For example, the direction of the sign of dy along the y axis is determined as the arrangement direction from the vertex 1 to the point p1. In FIG. 7, | dy | is smaller than | dx | for the side v1v2, and the sign of dy is negative. Therefore, p1 is arranged in the -y direction from vertex 1

同様に、シフト方向演算部52は、頂点2,3間の座標の差分を演算し、求めた差分の絶対値の大小と、符号を基に頂点2から点p2への配置方向を求める。具体的には、頂点3の座標v3をv3=(x3、y3)として、まずdx=x3−x2と、dy=y3−y2とを演算する。次に求めたdxとdyの絶対値|dx|と|dy|の値を比較し、|dx|の値が小さければx軸に沿ったdxの符号の方向を、|dy|の値が小さければy軸に沿ったdyの符号の方向を頂点2から点p2への配置方向と決める。図7では、頂点2,3を通る辺について|dx|の方が|dy|より小さく、dxの符号は正である。したがって、p2は頂点2から+x方向に配置される。   Similarly, the shift direction calculation unit 52 calculates the difference in coordinates between the vertices 2 and 3, and obtains the arrangement direction from the vertex 2 to the point p2 based on the magnitude of the absolute value of the obtained difference and the sign. Specifically, assuming that the coordinate v3 of the vertex 3 is v3 = (x3, y3), first, dx = x3-x2 and dy = y3-y2 are calculated. Next, the absolute values | dx | and | dy | of the obtained dx and dy are compared. If the value of | dx | is small, the direction of the sign of dx along the x-axis can be reduced. For example, the direction of the sign of dy along the y axis is determined as the arrangement direction from the vertex 2 to the point p2. In FIG. 7, | dx | is smaller than | dy | for the sides passing through the vertices 2 and 3, and the sign of dx is positive. Therefore, p2 is arranged in the + x direction from the vertex 2.

同様に、シフト方向演算部52は、頂点3,1間の座標の差分を演算し、求めた差分の絶対値の大小と、符号を基に頂点3から点p3への配置方向を求める。具体的には、まず頂点3の座標v3をv3=(x3、y3)として、まずdx=x3−x2と、dy=y3−y2とを演算する。次に求めたdxとdyの絶対値|dx|と|dy|の値を比較し、|dx|の値が小さければx軸に沿ったdxの符号の方向を、|dy|の値が小さければy軸に沿ったdyの符号の方向を頂点3から点p3への配置方向と決める。図7では、頂点3,1を通る辺について|dy|の方が|dx|より小さく、dyの符号は正である。したがって、p3は頂点3から+y方向に配置される。   Similarly, the shift direction calculation unit 52 calculates the difference in coordinates between the vertices 3 and 1, and obtains the arrangement direction from the vertex 3 to the point p3 based on the magnitude of the absolute value of the obtained difference and the sign. Specifically, first, the coordinates v3 of the vertex 3 is set to v3 = (x3, y3), and dx = x3-x2 and dy = y3-y2 are calculated first. Next, the absolute values | dx | and | dy | of the obtained dx and dy are compared. If the value of | dx | is small, the direction of the sign of dx along the x-axis can be reduced. For example, the direction of the sign of dy along the y axis is determined as the arrangement direction from the vertex 3 to the point p3. In FIG. 7, | dy | is smaller than | dx | for the sides passing through the vertices 3 and 1, and the sign of dy is positive. Therefore, p3 is arranged in the + y direction from the vertex 3.

シフト量演算工程(S106)として、シフト量演算部54は、図形パターン40を拡大図形パターン42に拡大する場合のシフト量sを演算する。具体的には、シフト量sは、画素36のグリッド幅wとずらし数mとを用いて、次の式(1)で定義される。
(1) s=w/(2・m)
As the shift amount calculation step (S106), the shift amount calculation unit 54 calculates the shift amount s when the graphic pattern 40 is enlarged to the enlarged graphic pattern 42. Specifically, the shift amount s is defined by the following equation (1) using the grid width w of the pixel 36 and the shift number m.
(1) s = w / (2 · m)

ここで、ずらし数mは、位置をずらしながら行う多重描画における複数回の描画位置のうちx方向とy方向のうちの1つの方向にずれた複数の描画位置の個数で定義される。ずらし数mは、試料101に描画する描画データの描画処理条件として設定された多重描画の位置をずらしながら行う多重度(ずらし多重度)に応じて求まる。   Here, the shift number m is defined by the number of a plurality of drawing positions shifted in one of the x direction and the y direction among a plurality of drawing positions in multiple drawing performed while shifting the position. The shift number m is obtained according to the multiplicity (shift multiplicity) performed while shifting the position of multiple drawing set as the drawing processing condition of the drawing data to be drawn on the sample 101.

図8は、実施の形態1におけるずらし数とずらし多重度との関係の一例を示す図である。ここでは、マルチビームで1回の照射で照射可能な照射領域34をグリッドとして示している。図8(a)では、仮想の基準グリッドとずらし多重度N=2の多重描画における2回の描画位置の一例を示している。図8(a)の例では、1回目の描画について、画素37aを中心する照射領域34(グリッド)を照射する。そして、2回目の描画について、画素37bを中心する照射領域34(グリッド)を照射する。よって、図8(a)の例では、位置をずらしながら行う多重描画における多重度(ずらし多重度)N=2となる。かかる場合に、図8(a)の例では、x方向に画素37aと画素37bとのずれた2つの描画位置が存在するので、x方向のずらし数mは2となる。y方向に画素37aと画素37bとのずれた2つの描画位置が存在するので、y方向のずらし数mは2となる。よって、x、y方向に共にずれた複数の描画位置の個数が2つなので、ずらし数mは2となる。   FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the number of shifts and the shift multiplicity in the first embodiment. Here, the irradiation region 34 that can be irradiated by multi-beam one-time irradiation is shown as a grid. FIG. 8A shows an example of two rendering positions in multiple rendering with a virtual reference grid and a shift multiplicity N = 2. In the example of FIG. 8A, the irradiation region 34 (grid) around the pixel 37a is irradiated for the first drawing. Then, for the second drawing, the irradiation region 34 (grid) around the pixel 37b is irradiated. Accordingly, in the example of FIG. 8A, the multiplicity (shift multiplicity) N = 2 in the multiple drawing performed while shifting the position. In this case, in the example of FIG. 8A, since there are two drawing positions in which the pixel 37a and the pixel 37b are shifted in the x direction, the shift number m in the x direction is 2. Since there are two drawing positions shifted in the y direction between the pixel 37a and the pixel 37b, the shift number m in the y direction is 2. Therefore, since the number of the plurality of drawing positions shifted in the x and y directions is two, the shift number m is 2.

図8(b)の例では、1回目の描画について、画素37aを中心する照射領域34(グリッド)を照射する。そして、2回目の描画について、画素37bを中心する照射領域34(グリッド)を照射する。そして、3回目の描画について、画素37cを中心する照射領域34(グリッド)を照射する。そして、4回目の描画について、画素37dを中心する照射領域34(グリッド)を照射する。よって、図8(b)の例では、位置をずらしながら行う多重描画における多重度(ずらし多重度)N=4となる。かかる場合に、図8(b)の例では、x方向に画素37aと画素37bとのずれた2つの描画位置が存在するので、x方向のずらし数mは2となる。y方向に画素37aと画素37cとのずれた2つの描画位置(或いは、画素37bと画素37d)が存在するので、y方向のずらし数mは2となる。よって、x、y方向に共にずれた複数の描画位置の個数が2つなので、ずらし数mは2となる。   In the example of FIG. 8B, the irradiation region 34 (grid) centering on the pixel 37a is irradiated for the first drawing. Then, for the second drawing, the irradiation region 34 (grid) around the pixel 37b is irradiated. Then, for the third drawing, the irradiation region 34 (grid) around the pixel 37c is irradiated. For the fourth drawing, the irradiation region 34 (grid) centering on the pixel 37d is irradiated. Therefore, in the example of FIG. 8B, the multiplicity (shift multiplicity) N = 4 in the multiple drawing performed while shifting the position. In this case, in the example of FIG. 8B, since there are two drawing positions shifted in the x direction between the pixel 37a and the pixel 37b, the shift number m in the x direction is 2. Since there are two drawing positions (or the pixel 37b and the pixel 37d) shifted in the y direction between the pixel 37a and the pixel 37c, the shift number m in the y direction is 2. Therefore, since the number of the plurality of drawing positions shifted in the x and y directions is two, the shift number m is 2.

図8(c)の例では、同様に、5つの画素をそれぞれ中心する照射領域34(グリッド)を照射する。よって、図8(c)の例では、位置をずらしながら行う多重描画における多重度(ずらし多重度)N=5となる。かかる場合に、図8(c)の例では、x方向にずれた5つの描画位置が存在するので、x方向のずらし数mは5となる。y方向にずれた5つの描画位置が存在するので、y方向のずらし数mは5となる。よって、x、y方向に共にずれた複数の描画位置の個数が5つなので、ずらし数mは5となる。   In the example of FIG. 8C, similarly, irradiation areas 34 (grids) each centering on five pixels are irradiated. Therefore, in the example of FIG. 8C, the multiplicity (shift multiplicity) N = 5 in the multiple drawing performed while shifting the position. In such a case, in the example of FIG. 8C, since there are five drawing positions shifted in the x direction, the shift number m in the x direction is 5. Since there are five drawing positions shifted in the y direction, the shift number m in the y direction is 5. Therefore, since the number of a plurality of drawing positions shifted in the x and y directions is five, the shift number m is 5.

図8(d)の例では、同様に、8つの画素をそれぞれ中心する照射領域34(グリッド)を照射する。よって、図8(d)の例では、位置をずらしながら行う多重描画における多重度(ずらし多重度)N=8となる。かかる場合に、図8(d)の例では、x方向にずれた4つの描画位置が存在するので、x方向のずらし数mは4となる。y方向にずれた4つの描画位置が存在するので、y方向のずらし数mは4となる。よって、x、y方向に共にずれた複数の描画位置の個数が4つなので、ずらし数mは4となる。   In the example of FIG. 8D, similarly, irradiation regions 34 (grids) each centering eight pixels are irradiated. Accordingly, in the example of FIG. 8D, the multiplicity (shift multiplicity) N = 8 in the multiple drawing performed while shifting the position. In such a case, in the example of FIG. 8D, since there are four drawing positions shifted in the x direction, the shift number m in the x direction is 4. Since there are four drawing positions shifted in the y direction, the shift number m in the y direction is 4. Therefore, since the number of drawing positions shifted in the x and y directions is four, the shift number m is 4.

図8(e)の例では、同様に、9つの画素をそれぞれ中心する照射領域34(グリッド)を照射する。よって、図8(e)の例では、位置をずらしながら行う多重描画における多重度(ずらし多重度)N=9となる。かかる場合に、図8(e)の例では、x方向にずれた3つの描画位置が存在するので、x方向のずらし数mは3となる。y方向にずれた3つの描画位置が存在するので、y方向のずらし数mは3となる。よって、x、y方向に共にずれた複数の描画位置の個数が3つなので、ずらし数mは3となる。   In the example of FIG. 8E, similarly, the irradiation areas 34 (grids) each centering on nine pixels are irradiated. Accordingly, in the example of FIG. 8E, the multiplicity (shift multiplicity) N = 9 in the multiple drawing performed while shifting the position. In this case, in the example of FIG. 8E, there are three drawing positions shifted in the x direction, so the shift number m in the x direction is 3. Since there are three drawing positions shifted in the y direction, the shift number m in the y direction is 3. Therefore, since the number of drawing positions shifted in both the x and y directions is 3, the shift number m is 3.

図8(f)の例では、同様に、10つの画素をそれぞれ中心する照射領域34(グリッド)を照射する。よって、図8(f)の例では、位置をずらしながら行う多重描画における多重度(ずらし多重度)N=10となる。かかる場合に、図8(f)の例では、x方向にずれた10つの描画位置が存在するので、x方向のずらし数mは10となる。y方向にずれた10つの描画位置が存在するので、y方向のずらし数mは10となる。よって、x、y方向に共にずれた複数の描画位置の個数が10つなので、ずらし数mは10となる。   In the example of FIG. 8F, similarly, irradiation regions 34 (grids) each centering on ten pixels are irradiated. Therefore, in the example of FIG. 8F, the multiplicity (shift multiplicity) N = 10 in the multiple drawing performed while shifting the position. In such a case, in the example of FIG. 8F, there are ten drawing positions shifted in the x direction, so the shift number m in the x direction is 10. Since there are ten drawing positions shifted in the y direction, the shift number m in the y direction is 10. Therefore, since the number of the plurality of drawing positions shifted in the x and y directions is 10, the shift number m is 10.

図8(g)の例では、同様に、16つの画素をそれぞれ中心する照射領域34(グリッド)を照射する。よって、図8(g)の例では、位置をずらしながら行う多重描画における多重度(ずらし多重度)N=16となる。かかる場合に、図8(g)の例では、x方向にずれた4つの描画位置が存在するので、x方向のずらし数mは4となる。y方向にずれた4つの描画位置が存在するので、y方向のずらし数mは4となる。よって、x、y方向に共にずれた複数の描画位置の個数が4つなので、ずらし数mは4となる。図8(h)の例では、位置をずらしながら行う多重描画における多重度(ずらし多重度)N=4となる。かかる場合に、図8(h)の例では、x方向にずれた4つの描画位置が存在するので、x方向のずらし数mは4となる。y方向にずれた4つの描画位置が存在するので、y方向のずらし数mは4となる。よって、x、y方向に共にずれた複数の描画位置の個数が4つなので、ずらし数mは4となる。   In the example of FIG. 8G, similarly, irradiation regions 34 (grids) each centering 16 pixels are irradiated. Accordingly, in the example of FIG. 8G, the multiplicity (shift multiplicity) N = 16 in the multiple drawing performed while shifting the position. In such a case, in the example of FIG. 8G, since there are four drawing positions shifted in the x direction, the shift number m in the x direction is 4. Since there are four drawing positions shifted in the y direction, the shift number m in the y direction is 4. Therefore, since the number of drawing positions shifted in the x and y directions is four, the shift number m is 4. In the example of FIG. 8H, the multiplicity (shift multiplicity) N = 4 in the multiple drawing performed while shifting the position. In such a case, in the example of FIG. 8H, there are four drawing positions shifted in the x direction, so the shift number m in the x direction is 4. Since there are four drawing positions shifted in the y direction, the shift number m in the y direction is 4. Therefore, since the number of drawing positions shifted in the x and y directions is four, the shift number m is 4.

図9は、実施の形態1におけるずらし多重度N=2の場合における画素レイヤの一例を示す図である。図9の例では、1回目の描画を行ったのち、1/2画素ずつ、x方向とy方向にそれぞれ位置をずらして2回目の描画を行う、ずらし多重度N=2の多重描画を行う場合を示している。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a pixel layer when the shift multiplicity N = 2 in the first embodiment. In the example of FIG. 9, after the first drawing, the second drawing is performed by shifting the position by 1/2 pixel in the x direction and the y direction, and the multiple drawing with the shift multiplicity N = 2 is performed. Shows the case.

図10は、実施の形態1におけるずらし多重度N=4の場合における画素レイヤの一例を示す図である。図10の例では、1回目の描画を行ったのち、1/2画素ずつ、x方向とy方向にそれぞれ位置をずらして2回目の描画を行う、同様に、1/2画素ずつ、x方向とy方向にそれぞれ位置をずらして3回目の描画を行う、同様に、1/2画素ずつ、x方向とy方向にそれぞれ位置をずらして4回目の描画を行う、ずらし多重度N=4の多重描画を行う場合を示している。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a pixel layer when the shift multiplicity N = 4 in the first embodiment. In the example of FIG. 10, after the first drawing, the second drawing is performed by shifting the position in the x direction and the y direction by ½ pixel. Similarly, every ½ pixel in the x direction. The third drawing is performed by shifting the positions in the x and y directions. Similarly, the fourth drawing is performed by shifting the positions in the x direction and the y direction by ½ pixel respectively. A case of performing multiple drawing is shown.

図11は、実施の形態1におけるずらし多重度N=5の場合における画素レイヤの一例を示す図である。図11の例では、1回目の描画を行ったのち、x方向に2/5画素、y方向に1/5画素、それぞれ位置をずらして2回目の描画を行う、同様に、x方向に2/5画素、y方向に1/5画素、それぞれ位置をずらして3回目の描画を行う、同様に、−x方向に3/5画素、y方向に1/5画素、それぞれ位置をずらして4回目の描画を行う、同様に、x方向に2/5画素、y方向に1/5画素、それぞれ位置をずらして5回目の描画を行う、ずらし多重度N=4の多重描画を行う場合を示している。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a pixel layer when the shift multiplicity N = 5 in the first embodiment. In the example of FIG. 11, after the first drawing, the second drawing is performed with the position shifted by 2/5 pixels in the x direction and 1/5 pixel in the y direction. Similarly, 2 in the x direction. / 5 pixels and 1/5 pixel in the y direction, and the third drawing is performed with the position shifted. Similarly, 3/5 pixel in the -x direction and 1/5 pixel in the y direction are shifted to 4 respectively. Similarly, the drawing is performed for the second time. Similarly, the drawing is performed for the fifth time by shifting the position by 2/5 pixels in the x direction and 1/5 pixel in the y direction. Show.

拡大パターン作成工程(S108)として、拡大パターン作成部56は、ずらし数mに応じて、描画対象の図形パターン40を拡大した拡大パターン42を作成する。具体的には、拡大パターン作成部56は、演算されたシフト方向およびシフト量に沿って、図形パターンの各辺の両端の2頂点間を通る直線(各辺を延ばした直線)を拡大する方向に移動(シフト)させ、これら複数の直線で囲まれる図形を作成することによって、拡大パターン42を作成する。   As an enlarged pattern creating step (S108), the enlarged pattern creating unit 56 creates an enlarged pattern 42 obtained by enlarging the graphic pattern 40 to be drawn according to the shift number m. Specifically, the enlargement pattern creation unit 56 enlarges a straight line (a straight line extending each side) passing through two vertices at both ends of each side of the graphic pattern along the calculated shift direction and shift amount. The enlarged pattern 42 is created by moving (shifting) to and creating a figure surrounded by the plurality of straight lines.

縮小パターン作成工程(S110)として、縮小パターン作成部58は、ずらし数mに応じて、図形パターン40を縮小した縮小パターンを作成する。   As a reduction pattern creation step (S110), the reduction pattern creation unit 58 creates a reduction pattern obtained by reducing the figure pattern 40 in accordance with the shift number m.

図12は、実施の形態1における縮小図形パターン作成手法を説明するための図である。図中に示した縮小図形パターン44は図7と同一の頂点1,2,3を持つ三角形の図形パターン40の縮小例である。図7で辺t1、辺t2、辺t3は拡大パターン44の辺である。辺t1は頂点1,2を通る辺と並行で点q1を通る直線上に、t2は頂点2,3を通る辺と並行で点q2を通る直線上に、辺t3頂点3,1を通る辺と並行で点q3を通る直線上に配置する。図中の頂点1、2,3から伸びる矢印はそれぞれ頂点1から点q1、頂点2から点q2、頂点3から点q3への配置方向を示している。頂点1から点q1への配置方は、図7の説明の際に求めた頂点1から点p1への配置方向と逆の方向である。したがって図12の場合q1は頂点1から+y方向に配置される。   FIG. 12 is a diagram for explaining a reduced graphic pattern creation method according to the first embodiment. The reduced graphic pattern 44 shown in the figure is an example of reducing the triangular graphic pattern 40 having the same vertices 1, 2, and 3 as in FIG. In FIG. 7, side t1, side t2, and side t3 are sides of the enlarged pattern 44. Side t1 is on a straight line passing through point q1 in parallel with the side passing through vertices 1 and 2, t2 is on a straight line passing through point q2 in parallel with the side passing through vertices 2 and 3, and side passing through side t3 vertices 3 and 1 Are arranged on a straight line passing through the point q3 in parallel. The arrows extending from the vertices 1, 2 and 3 in the figure indicate the arrangement directions from the vertex 1 to the point q1, from the vertex 2 to the point q2, and from the vertex 3 to the point q3, respectively. The arrangement method from the vertex 1 to the point q1 is opposite to the arrangement direction from the vertex 1 to the point p1 obtained in the description of FIG. Accordingly, in the case of FIG. 12, q1 is arranged in the + y direction from the vertex 1.

同様に、頂点2から点q2への配置方向は、図7の説明の際に求めた頂点2から点p2への配置方向と逆の方向である。したがって図12の場合、q2は頂点2から−x方向に配置される。   Similarly, the arrangement direction from the vertex 2 to the point q2 is opposite to the arrangement direction from the vertex 2 to the point p2 obtained in the description of FIG. Therefore, in the case of FIG. 12, q2 is arranged in the −x direction from the vertex 2.

同様に、同様に、頂点3から点q3への配置方向は、図7で説明の際に求めた頂点3から点p3への配置方向と逆の方向である。したがって図12の場合、q3は頂点3から−y方向に配置される。   Similarly, the arrangement direction from the vertex 3 to the point q3 is the opposite direction to the arrangement direction from the vertex 3 to the point p3 obtained in the description with reference to FIG. Therefore, in the case of FIG. 12, q3 is arranged in the −y direction from the vertex 3.

また、シフト量sについても、既に式(1)によって演算済みである。よって、縮小パターン作成部58は、演算されたシフト方向(拡大方向の反対方向)および演算されたシフト量に沿って、図形パターンの各辺の両端の2頂点間を通る直線(各辺を延ばした直線)を縮小する方向に移動(シフト)させ、これら複数の直線で囲まれる図形を作成することによって、縮小パターン44を作成する。   Also, the shift amount s has already been calculated by the equation (1). Therefore, the reduced pattern creation unit 58 extends a straight line (extending each side) between the two vertices at both ends of each side of the graphic pattern along the calculated shift direction (direction opposite to the enlargement direction) and the calculated shift amount. The reduced pattern 44 is created by moving (shifting) the line in the direction of reduction and creating a figure surrounded by the plurality of lines.

そして、図形パターン設定工程(S102)に戻り、描画データに定義されたすべての図形パターンについて同様に、図形パターン設定工程(S102)から縮小パターン作成工程(S110)までを繰り返す。なお、これらのループ処理は、ストライプ領域35単位で実施されると好適である。以上により、各図形パターンについて拡大パターンと縮小パターンが作成される。   Then, returning to the graphic pattern setting step (S102), the graphic pattern setting step (S102) to the reduced pattern creating step (S110) are repeated for all the graphic patterns defined in the drawing data. Note that these loop processes are preferably performed in units of stripe regions 35. Thus, an enlarged pattern and a reduced pattern are created for each graphic pattern.

パス設定工程(S111)として、設定部71は、位置をずらしながら行う多重描画のパスを設定する。例えば、位置をずらしながら行う多重描画における多重度(ずらし多重度)N=2の場合であれば、1回目の描画処理をパス1として設定し、位置をずらした2回目の描画処理をパス2と設定すればよい。その際、設定部71は、位置をずらしたパス2用の画素レイヤを作成する。ずらし量は上述したように例えば1/2画素ずつずらせばよい。   As the path setting step (S111), the setting unit 71 sets a path for multiple drawing performed while shifting the position. For example, in the case of multiplicity (shift multiplicity) N = 2 in multiplex drawing performed while shifting the position, the first drawing process is set as pass 1, and the second drawing process with shifted position is set as pass 2. Should be set. At that time, the setting unit 71 creates a pixel layer for pass 2 whose position is shifted. The shift amount may be shifted by 1/2 pixel, for example, as described above.

判定工程(S112)として、判定部60は、当該パスの画素レイヤを用いて、画素36毎に、当該画素36の代表位置(例えば、中心)が、いずれかの図形パターンの拡大パターン42外(或いは線上)に位置するか、或いは当該図形パターンの縮小パターン44内(或いは線上)に位置するか、或いは、その他(当該図形パターンの縮小パターン44と拡大パターン42の間)に位置するか、を判定する。   As a determination step (S112), the determination unit 60 uses the pixel layer of the path for each pixel 36 and the representative position (for example, the center) of the pixel 36 is outside the enlarged pattern 42 of any graphic pattern ( Or on the line), in the reduced pattern 44 of the graphic pattern (or on the line), or elsewhere (between the reduced pattern 44 of the graphic pattern and the enlarged pattern 42). judge.

図13は、実施の形態1における画素と図形パターンとの配置関係の一例を示す図である。図13において、代表位置39aの画素は、代表位置39aが図形パターンの拡大パターン42外に位置すると判定する。代表位置39bの画素は、代表位置39bが図形パターンの縮小パターン44内に位置すると判定する。代表位置39cの画素は、代表位置39cが図形パターンの縮小パターン44と拡大パターン42の間に位置すると判定する。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an arrangement relationship between a pixel and a graphic pattern in the first embodiment. In FIG. 13, the pixel at the representative position 39a is determined to be located outside the enlarged pattern 42 of the graphic pattern. The pixel at the representative position 39b is determined that the representative position 39b is located within the reduced pattern 44 of the graphic pattern. The pixel at the representative position 39c determines that the representative position 39c is located between the reduced pattern 44 and the enlarged pattern 42 of the graphic pattern.

照射係数演算工程(S113)として、照射係数演算部62は、拡大パターン42と縮小パターン44とを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の画素36(小領域)のそれぞれに照射される電子ビームの照射量を変調する照射係数kを演算する。ここで、照射係数演算部62は、画素36毎に、当該画素36の代表位置(例えば、中心)が縮小パターン44内に入る場合に照射係数kを1と演算する。また、照射係数演算部62は、画素36毎に、当該画素36の代表位置が拡大パターン42の外側に位置する場合に照射係数kを0と演算する。また、照射係数演算部62は、画素36毎に、当該画素36の代表位置が拡大パターン42と縮小パターン44の間に位置する場合に照射係数kを関数fによって演算する(k=f)。具体的には、照射係数演算部62は、画素36毎に、当該画素36の代表位置が拡大パターン42の内側であって縮小パターン44の外側に位置する場合に、ずらし数mを用いて照射係数kを演算する。   In the irradiation coefficient calculation step (S113), the irradiation coefficient calculation unit 62 uses the enlarged pattern 42 and the reduced pattern 44 to irradiate each of the plurality of pixels 36 (small areas) in which the drawing area is divided into a mesh shape. An irradiation coefficient k for modulating the irradiation amount of the electron beam is calculated. Here, the irradiation coefficient calculation unit 62 calculates the irradiation coefficient k as 1 for each pixel 36 when the representative position (for example, the center) of the pixel 36 falls within the reduced pattern 44. Further, the irradiation coefficient calculation unit 62 calculates the irradiation coefficient k to 0 for each pixel 36 when the representative position of the pixel 36 is located outside the enlarged pattern 42. In addition, for each pixel 36, the irradiation coefficient calculation unit 62 calculates the irradiation coefficient k using the function f when the representative position of the pixel 36 is located between the enlarged pattern 42 and the reduced pattern 44 (k = f). Specifically, for each pixel 36, the irradiation coefficient calculation unit 62 performs irradiation using the shift number m when the representative position of the pixel 36 is located inside the enlarged pattern 42 and outside the reduced pattern 44. The coefficient k is calculated.

図14は、実施の形態1における照射係数の値の求め方の一例を示す図である。図14(a)に示すように、関数fは、元の図形パターン40を使った対象画素から辺までの符号付き距離L(LX或いはLY)と、ずらし数mとを用いて定義される。当該画素36の符号付き距離Lが(m−1)/(2m)以下の場合には、関数f=0で定義される。当該画素36の符号付き距離Lが(m+1)/(2m)以上の場合には、関数f=1で定義される。当該画素36の符号付き距離Lが(m−1)/(2m)より大きく(m+1)/(2m)より小さい場合には、関数f=(mL−(m−1)/2)で定義される。上述したずらし数mとずらし多重度との関係は図14(b)の通りである。また、関数fの値は、図14(c)に示すように当該画素36の符号付き距離Lに応じて変化する。当該画素36の符号付き距離Lが(m−1)/(2m)から(m+1)/(2m)まで関数fの値は、1次比例で大きくなる。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of how to obtain the value of the irradiation coefficient in the first embodiment. As shown in FIG. 14A, the function f is defined using a signed distance L (LX or LY) from the target pixel to the side using the original graphic pattern 40 and a shift number m. When the signed distance L of the pixel 36 is (m−1) / (2m) or less, it is defined by the function f = 0. When the signed distance L of the pixel 36 is (m + 1) / (2m) or more, it is defined by the function f = 1. When the signed distance L of the pixel 36 is larger than (m−1) / (2m) and smaller than (m + 1) / (2m), it is defined by the function f = (mL− (m−1) / 2). The The relationship between the shift number m and the shift multiplicity described above is as shown in FIG. Further, the value of the function f changes according to the signed distance L of the pixel 36 as shown in FIG. When the signed distance L of the pixel 36 is (m−1) / (2m) to (m + 1) / (2m), the value of the function f increases in a linear proportion.

図15は、実施の形態1における符号付き距離の演算方法について説明するための図である。図15に示すように、対象画素36の代表位置(例えば中心)の座標(x,y)から図形パターン40の辺までの距離を符号も含めて演算する。図15の例では、例えば、三角形の図形パターン40の場合を示している。図形パターン40の3つの頂点の座標をv1,v2,v3とする。座標v1=(v1x,v1y),座標v2=(v2x,v2y),座標v3=(v3x,v3y)とする。頂点v1,v2を通る直線L12の方程式は、以下の式(2)で定義できる。なお、dx=v2x−v1x、dy=v2y−v1yとする。
(2) dx(y−v1y)=dy(y−v1x)
FIG. 15 is a diagram for explaining a signed distance calculation method according to the first embodiment. As shown in FIG. 15, the distance from the coordinate (x, y) of the representative position (for example, the center) of the target pixel 36 to the side of the graphic pattern 40 is calculated including the sign. In the example of FIG. 15, for example, a case of a triangular graphic pattern 40 is shown. The coordinates of the three vertices of the graphic pattern 40 are v1, v2, and v3. It is assumed that the coordinates v1 = (v1x, v1y), the coordinates v2 = (v2x, v2y), and the coordinates v3 = (v3x, v3y). The equation of the straight line L12 passing through the vertices v1 and v2 can be defined by the following equation (2). Note that dx = v2x−v1x and dy = v2y−v1y.
(2) dx (y−v1y) = dy (y−v1x)

また、式(2)を使って、頂点v1,v2を通る直線L12の方程式FL12(x,y)を以下の式(3)のように書き換える。
(3) FL12(x,y)=dy(y−v1x)−dx(y−v1y)
Also, using the equation (2), the equation FL12 (x, y) of the straight line L12 passing through the vertices v1 and v2 is rewritten as the following equation (3).
(3) FL12 (x, y) = dy (y−v1x) −dx (y−v1y)

対象画素36の代表位置(x,y)を式(3)に代入したとき、FL12(x,y)の符号が負であれば、代表位置(x,y)は図形パターン40の頂点v1,v2を通る辺の外側(図形パターン40の外部側)を意味する。逆に、FL12(x,y)の符号が正であれば、代表位置(x,y)は図形パターン40の頂点v1,v2を通る辺の内側(図形パターン40の内部側)を意味する。よって、各辺について同様に演算して、すべて正であれば代表位置(x,y)は図形パターン40の内側にあることになる。   When the representative position (x, y) of the target pixel 36 is substituted into Expression (3), if the sign of FL12 (x, y) is negative, the representative position (x, y) is the vertex v1, It means the outside of the side passing through v2 (the outside of the graphic pattern 40). Conversely, if the sign of FL12 (x, y) is positive, the representative position (x, y) means the inside of the side passing through the vertices v1 and v2 of the graphic pattern 40 (inside the graphic pattern 40). Therefore, the same calculation is performed for each side, and if all are positive, the representative position (x, y) is inside the graphic pattern 40.

ここで、対象画素36の代表位置(x,y)からx、y軸に沿った直線L12への符号付き距離Lは、y軸に沿った符号付き距離LYであれば、式(4−1)で定義される。x軸に沿った符号付き距離LXであれば、式(4−2)で定義される。
(4−1) LY(x,y)=y−v1y−(dy/dx)(x−v1x)
(4−2) LX(x,y)=x−v1x−(dx/dy)(y−v1y)
Here, if the signed distance L from the representative position (x, y) of the target pixel 36 to the straight line L12 along the x and y axes is a signed distance LY along the y axis, the expression (4-1) ). If it is a signed distance LX along the x-axis, it is defined by equation (4-2).
(4-1) LY (x, y) = y−v1y− (dy / dx) (x−v1x)
(4-2) LX (x, y) = x−v1x− (dx / dy) (y−v1y)

図16は、実施の形態1における符号付き距離の他の演算方法について説明するための図である。図16(a)に示すように、対象画素36の代表位置(x,y)からある直線に対してy軸に沿った符号付き距離LYは、式(3)を用いて、次の式(5−1)で定義できる。また、図16(b)に示すように、対象画素36の代表位置(x,y)からある直線に対してx軸に沿った符号付き距離LYは、式(3)を用いて、次の式(5−2)で定義できる。
(5−1) LY(x,y)=FL12(x,y)/dx
(5−2) LX(x,y)=FL12(x,y)/dy
FIG. 16 is a diagram for explaining another calculation method of the signed distance in the first embodiment. As shown in FIG. 16A, the signed distance LY along the y-axis with respect to a certain straight line from the representative position (x, y) of the target pixel 36 is calculated using the following equation (3): 5-1). Further, as shown in FIG. 16B, a signed distance LY along the x-axis with respect to a certain straight line from the representative position (x, y) of the target pixel 36 is expressed by the following equation (3). It can be defined by equation (5-2).
(5-1) LY (x, y) = FL12 (x, y) / dx
(5-2) LX (x, y) = FL12 (x, y) / dy

関数fの演算において、符号付き距離Lは、LXとLYのうち、絶対値が小さい方を用いる。   In the calculation of the function f, the signed distance L is the smaller of the absolute values of LX and LY.

図17は、実施の形態1における照射係数の値の求め方の他の一例を示す図である。図17では、画素36の代表位置(例えば、中心)が縮小パターン44の外側であって拡大パターン42の内側である場合を想定している。画素36の代表位置(例えば、中心)が縮小パターン44の内側であれば1、拡大パターン42の外側であれば0である点は上述した場合と同様である。かかる場合、図17(a)に示すように、画素36の代表位置(x,y)における、縮小パターン44の辺である直線L12の方程式FL12(x,y)の値(FL縮(x,y))は負となる。一方、図17(b)に示すように、画素36の代表位置(x,y)における、拡大パターン42の辺である直線L12の方程式FL12(x,y)の値(FL拡(x,y))は正となる。そして、画素36の代表位置が拡大パターン42と縮小パターン44の間に位置する場合に照射係数kを関数fで定義する。かかる場合、関数fは、次の式(6)で定義できる。
(6) k=f=m・(FL拡(x,y)−FL縮(x,y))/max.(|dx|,|dy|)
FIG. 17 is a diagram showing another example of how to obtain the value of the irradiation coefficient in the first embodiment. In FIG. 17, it is assumed that the representative position (for example, the center) of the pixel 36 is outside the reduced pattern 44 and inside the enlarged pattern 42. The point that is 1 if the representative position (for example, the center) of the pixel 36 is inside the reduced pattern 44 and 0 if it is outside the enlarged pattern 42 is the same as described above. In this case, as shown in FIG. 17A, the value of the equation FL12 (x, y) of the straight line L12 that is the side of the reduced pattern 44 at the representative position (x, y) of the pixel 36 (FL reduction (x, y, y)) is negative. On the other hand, as shown in FIG. 17B, the value of the equation FL12 (x, y) of the straight line L12 that is the side of the enlarged pattern 42 at the representative position (x, y) of the pixel 36 (FL expansion (x, y)). )) Is positive. When the representative position of the pixel 36 is located between the enlarged pattern 42 and the reduced pattern 44, the irradiation coefficient k is defined by the function f. In such a case, the function f can be defined by the following equation (6).
(6) k = f = m · (FL expansion (x, y) −FL contraction (x, y)) / max. (| Dx |, | dy |)

なお、dxとdyは、拡大パターン42と縮小パターン44についてそれぞれ求める。そして、max.(|dx|,|dy|)は、拡大パターン42と縮小パターン44のそれぞれdxの絶対値とdyの絶対値の中から最も大きい値を意味する。   Note that dx and dy are obtained for the enlarged pattern 42 and the reduced pattern 44, respectively. And max. (| Dx |, | dy |) means the largest value among the absolute value of dx and the absolute value of dy of the enlarged pattern 42 and the reduced pattern 44, respectively.

照射係数マップ作成工程(S114)として、kマップ作成部64は、パス毎に、当該パスにおける照射係数kマップを作成する。照射係数kマップは、ストライプ領域35毎に作成されると好適である。作成された照射係数マップは、記憶装置142に格納される。   As an irradiation coefficient map creation step (S114), the k map creation unit 64 creates an irradiation coefficient k map in the pass for each pass. The irradiation coefficient k map is preferably created for each stripe region 35. The created irradiation coefficient map is stored in the storage device 142.

ドーズマップ作成工程(S120)として、ドーズマップ作成部72は、パス毎に、各画素のドーズ量を演算し、ドーズマップを作成する。具体的には、以下のように動作する。ドーズマップ作成部72は、記憶装置140から描画データを読み出し、試料101の描画領域、或いは描画されるチップ領域がメッシュ状に仮想分割された複数のメッシュ領域のメッシュ領域毎にその内部に配置されるパターンの面積密度ρを算出する。面積密度ρを演算する際のメッシュ領域は、画素と一致する必要はない。メッシュ領域は、例えば近接効果の影響半径の1/10程度、例えば、1μm程度にすると好適である。かぶり効果やローディング効果の計算ではさらに大きなサイズにする。一方、画素サイズは例えばビームサイズ(数10nmオーダー)になるので、通常、メッシュ領域は画素よりも大きいサイズになる。かかる面積密度ρを用いて、近接効果、かぶり効果、ローディング効果等の寸法変動を引き起こす現象に対する寸法変動分を照射量によって補正する補正照射係数Dpを演算する。また、位置をずらしながら行う多重描画のパス毎に、当該パスの画素レイヤでの各画素にパターンが占める面積密度ρ’を演算する。そして、パス毎に、各画素36について、例えば、基準照射量Dbaseに補正照射係数Dp(x,y)と面積密度ρ’(x,y)と1/多重度Nとを乗じたドーズ量D(x,y)を演算する。なお、ここでの座標(x,y)は、画素の位置を示している。補正照射係数Dpは、当該画素36が位置するメッシュ領域の値を用いればよい。また、ここでは、一例として、各パスについて照射量を1/多重度Nずつにしているが、これに限るものではない。パス毎に照射量の割合を可変にしてもよい。そして、パス毎に、演算された各画素のドーズ量D(x,y)をマップ値とするドーズマップを作成する。ドーズマップはストライプ領域35毎に作成されると好適である。作成されたドーズマップは記憶装置142に格納される。   As a dose map creation step (S120), the dose map creation unit 72 calculates a dose amount of each pixel for each pass and creates a dose map. Specifically, it operates as follows. The dose map creation unit 72 reads the drawing data from the storage device 140 and arranges the drawing area of the sample 101 or the chip area to be drawn in each mesh area of a plurality of mesh areas virtually divided into mesh shapes. The area density ρ of the pattern to be calculated is calculated. The mesh area when calculating the area density ρ does not need to coincide with the pixel. The mesh region is preferably about 1/10 of the influence radius of the proximity effect, for example, about 1 μm. For the calculation of the fogging effect and loading effect, the size should be larger. On the other hand, since the pixel size is, for example, a beam size (on the order of several tens of nm), the mesh region is usually larger than the pixel. Using the area density ρ, a correction irradiation coefficient Dp for correcting a dimensional variation for a phenomenon causing a dimensional variation such as a proximity effect, a fogging effect, and a loading effect by the dose is calculated. In addition, for each multiple drawing pass performed while shifting the position, the area density ρ ′ occupied by the pattern in each pixel in the pixel layer of the pass is calculated. For each pixel 36, for each pixel 36, for example, a dose amount D obtained by multiplying the reference irradiation amount Dbase by the corrected irradiation coefficient Dp (x, y), the area density ρ ′ (x, y), and 1 / multiplicity N. Calculate (x, y). The coordinates (x, y) here indicate the position of the pixel. As the corrected irradiation coefficient Dp, the value of the mesh area where the pixel 36 is located may be used. Here, as an example, the dose is set to 1 / multiplicity N for each pass, but the present invention is not limited to this. The dose ratio may be variable for each pass. Then, for each pass, a dose map is created with the calculated dose amount D (x, y) of each pixel as a map value. The dose map is preferably created for each stripe region 35. The created dose map is stored in the storage device 142.

なお、ドーズマップ作成工程(S120)は、上述した図形パターン設定工程(S102)から照射係数マップ作成工程(S114)までの各工程とは並列に実施すればよい。   The dose map creation step (S120) may be performed in parallel with the steps from the graphic pattern setting step (S102) to the irradiation coefficient map creation step (S114).

照射量演算工程(S130)として、照射量演算部66は、パス毎に、記憶装置142から当該パスにおけるドーズマップと照射係数マップとを読み出し、照射係数kを用いて画素36毎に、当該パスでの照射量Dを演算する。具体的には、当該パスにおけるドーズ量に照射係数kを乗じることによって、当該パスでの照射量Dを演算すればよい。   As the dose calculation step (S130), the dose calculation unit 66 reads the dose map and the irradiation coefficient map for the path from the storage device 142 for each pass, and uses the irradiation coefficient k for each pixel 36. The dose D at is calculated. Specifically, the dose D in the pass may be calculated by multiplying the dose in the pass by the irradiation coefficient k.

照射時間マップ作成工程(S132)として、照射時間演算部68は、パス毎に、各画素の照射量Dを電流密度Jで割ることによって、パス毎に、各画素の照射時間tを演算する。そして、パス毎に、演算された各画素の照射時間tをマップ値とする照射時間マップを作成する。照射時間マップはストライプ領域35毎に作成されると好適である。作成された照射時間マップは記憶装置142に格納される。また、照射時間演算部68は、得られた照射時間を照射時間分解能の例えば10ビットの照射時間データに変換する。照射時間データ(ショットデータ)は記憶装置142に格納される。   In the irradiation time map creation step (S132), the irradiation time calculation unit 68 calculates the irradiation time t of each pixel for each pass by dividing the dose D of each pixel by the current density J for each pass. Then, for each pass, an irradiation time map is created with the calculated irradiation time t of each pixel as a map value. The irradiation time map is preferably created for each stripe region 35. The created irradiation time map is stored in the storage device 142. Further, the irradiation time calculation unit 68 converts the obtained irradiation time into, for example, 10-bit irradiation time data with irradiation time resolution. Irradiation time data (shot data) is stored in the storage device 142.

まだ作成されていないパスが残っている場合には、パス設定工程(S111)に戻り、すべてのパスが終了するまで、パス設定工程(S111)から照射時間マップ作成工程(S132)までの各工程を繰り返す。なお、これらのループ処理は、ストライプ領域35単位で実施されると好適である。以上により、各パスについて照射時間マップが作成される。   If there are still paths that have not yet been created, the process returns to the path setting process (S111), and each process from the path setting process (S111) to the irradiation time map creating process (S132) until all the paths are completed. repeat. Note that these loop processes are preferably performed in units of stripe regions 35. Thus, an irradiation time map is created for each pass.

描画工程(S134)として、描画制御部70の制御のもと、偏向制御回路130は、記憶装置142から照射時間データを読み出し、ショット毎に、各ビーム用の制御回路41に照射時間データを出力する。そして、描画部150は、パス毎に、照射係数kを用いて画素毎に得られる照射量の電子ビームを用いて、位置をずらしながら行う多重描画法によって、試料101に図形パターンを描画する。具体的には、描画部150は、パス毎に、演算された照射時間tの対応ビームを含むマルチビーム20を用いて試料101にパターンを描画する。なお、描画順序は、描画制御部70に制御された描画シーケンスに沿って進める。ストライプ領域単位で各パスを切り替えても良いし、ショット毎に各パスを切り替えても良い。ショット毎に各パスを切り替えることで描画時間を短縮できる。   In the drawing step (S134), the deflection control circuit 130 reads the irradiation time data from the storage device 142 under the control of the drawing control unit 70, and outputs the irradiation time data to the control circuit 41 for each beam for each shot. To do. Then, for each pass, the drawing unit 150 draws a graphic pattern on the sample 101 by a multiple drawing method performed while shifting the position using an electron beam with an irradiation amount obtained for each pixel using the irradiation coefficient k. Specifically, the drawing unit 150 draws a pattern on the sample 101 using the multi-beam 20 including the corresponding beam of the calculated irradiation time t for each pass. The drawing order is advanced in accordance with a drawing sequence controlled by the drawing control unit 70. Each path may be switched for each stripe area, or each path may be switched for each shot. Drawing time can be shortened by switching each pass for each shot.

図18は、実施の形態1と比較例とにおける、画素の境界とパターン端が一致していない図形パターンをずらし多重度N=2で多重描画した場合におけるビームプロファイルの一例を説明するための図である。図18(a)では、1層目(L=1)(1パス目)の画素レイヤと2層目(L=2)(2パス目)の画素レイヤと図形パターン48aとを重ね合わせた様子を示している。図18(a)の例では、画素36の境界とパターン端が一致していない図形パターンを示している。そして、図18(a)の例では、1パス目の画素レイヤの位置から1/2画素ずつx、y方向に位置をずらして2パス目の描画を行う場合を示している。図18(b)では、図形パターン48aの断面を示している。図18(c)では、比較例1として、画素内のパターン面積密度にビームの照射量を単純に比例させる手法で1パス目の描画と2パス目の描画を行った場合のビームプロファイルの一例を示している。図18(d)では、比較例2として、画素の中心点がパターン内に入っていれば100%の照射量のビームを照射し、入っていなければビームを照射しないとする手法で1パス目の描画と2パス目の描画を行った場合のビームプロファイルの一例を示している。図18(e)では、実施の形態1の手法で1パス目の描画と2パス目の描画を行った場合のビームプロファイルの一例を示している。比較例1では、少しでも画素内に図形パターンが重なれば照射することになる。そのため、その分、ビームプロファイルの傾きが小さくなり、解像度の低下が生じてしまう。そのため、高精度な位置及び線幅のパターンを形成するようにレジストを現像することが難しくなる。これに対して、比較例2と実施の形態1とでは、いずれもビームプロファイルの傾きが小さくならず、解像度の低下を抑制できる。   FIG. 18 is a diagram for explaining an example of a beam profile in the case where a graphic pattern in which the pixel boundary and the pattern end do not coincide with each other is shifted and multiplexedly drawn with multiplicity N = 2 in the first embodiment and the comparative example. It is. In FIG. 18A, the pixel layer of the first layer (L = 1) (first pass), the pixel layer of the second layer (L = 2) (second pass), and the graphic pattern 48a are superimposed. Is shown. In the example of FIG. 18A, a graphic pattern in which the boundary of the pixel 36 and the pattern end do not coincide is shown. In the example of FIG. 18A, the second pass is drawn by shifting the position in the x and y directions by 1/2 pixel from the position of the pixel layer in the first pass. FIG. 18B shows a cross section of the graphic pattern 48a. In FIG. 18C, as Comparative Example 1, an example of a beam profile in the case where the first pass drawing and the second pass drawing are performed by a method in which the beam irradiation amount is simply proportional to the pattern area density in the pixel. Is shown. In FIG. 18D, as a comparative example 2, the first pass is a method in which a beam with a dose of 100% is irradiated if the center point of the pixel is within the pattern, and if not, the beam is not irradiated. 2 shows an example of a beam profile in the case of performing drawing and drawing in the second pass. FIG. 18E shows an example of a beam profile when the first pass drawing and the second pass drawing are performed by the method of the first embodiment. In Comparative Example 1, irradiation is performed if a graphic pattern overlaps even within a pixel. For this reason, the inclination of the beam profile is reduced accordingly, and the resolution is lowered. Therefore, it becomes difficult to develop the resist so as to form a pattern with a highly accurate position and line width. On the other hand, in both Comparative Example 2 and Embodiment 1, the inclination of the beam profile is not reduced, and a decrease in resolution can be suppressed.

図19は、実施の形態1と比較例とにおける、画素の境界とパターン端が一致していない図形パターンをずらし多重度N=2で多重描画した場合におけるビームプロファイルの他の一例を説明するための図である。図19(a)では、1層目(L=1)(1パス目)の画素レイヤと2層目(L=2)(2パス目)の画素レイヤと図形パターン48bとを重ね合わせた様子を示している。図19(a)の例では、図形パターン48aの左端側を1/4画素縮め画素36の境界に一致させ、図形パターン48aの右端側を1/2画素縮めた図形パターン48bを示している。そして、図19(a)の例では、1パス目の画素レイヤの位置から1/2画素ずつx、y方向に位置をずらして2パス目の描画を行う場合を示している。図19(b)では、図形パターン48bの断面を示している。図19(c)では、比較例1として、画素内のパターン面積密度にビームの照射量を単純に比例させる手法で1パス目の描画と2パス目の描画を行った場合のビームプロファイルの一例を示している。図19(d)では、比較例2として、画素の中心点がパターン内に入っていれば100%の照射量のビームを照射し、入っていなければビームを照射しないとする手法で1パス目の描画と2パス目の描画を行った場合のビームプロファイルの一例を示している。図19(e)では、実施の形態1の手法で1パス目の描画と2パス目の描画を行った場合のビームプロファイルの一例を示している。比較例2では、2パス目のように画素境界とパターン端との位置が合わない場合、レジストの解像位置がずれてしまい、パターン端精度を高くすることがそもそも困難となる。これに対して、比較例1と実施の形態1とでは、いずれもレジストの解像位置をパターン端の位置に合わせることができる。   FIG. 19 is a diagram for explaining another example of the beam profile in the case where the graphic pattern in which the pixel boundary and the pattern end do not coincide with each other and the multiple drawing is performed with the multiplicity N = 2 in the first embodiment and the comparative example. FIG. In FIG. 19A, the pixel layer of the first layer (L = 1) (first pass), the pixel layer of the second layer (L = 2) (second pass), and the graphic pattern 48b are superimposed. Is shown. In the example of FIG. 19A, a graphic pattern 48b is shown in which the left end side of the graphic pattern 48a is made to coincide with the boundary of the 1/4 pixel reduced pixel 36 and the right end side of the graphic pattern 48a is reduced by 1/2 pixel. In the example of FIG. 19A, the second pass drawing is performed by shifting the position in the x and y directions by 1/2 pixel from the position of the pixel layer of the first pass. FIG. 19B shows a cross section of the graphic pattern 48b. In FIG. 19C, as Comparative Example 1, an example of a beam profile in the case where the first pass drawing and the second pass drawing are performed by a method in which the beam irradiation amount is simply proportional to the pattern area density in the pixel. Is shown. In FIG. 19D, as Comparative Example 2, the first pass is a method in which a beam with a dose of 100% is irradiated if the center point of the pixel is within the pattern, and if not, the beam is not irradiated. 2 shows an example of a beam profile in the case of performing drawing and drawing in the second pass. FIG. 19 (e) shows an example of a beam profile when the first pass drawing and the second pass drawing are performed by the method of the first embodiment. In Comparative Example 2, if the position of the pixel boundary and the pattern edge do not match as in the second pass, the resolution position of the resist shifts, and it is difficult to increase the pattern edge accuracy in the first place. On the other hand, in both Comparative Example 1 and Embodiment 1, the resolution position of the resist can be matched with the position of the pattern edge.

以上のように、実施の形態1によれば、比較例1,2のそれぞれの弱点をいずれも克服できる。   As described above, according to the first embodiment, both weak points of Comparative Examples 1 and 2 can be overcome.

図20は、実施の形態1における矩形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例を示す図である。図20において、横軸は位置を示し、縦軸は照射量を示している。また、図20では、位置をずらした2つの矩形パターンを描画する場合を示している。左に示した矩形パターンでは、端部の位置を1nmずつ10回ずらして描画した入射ドーズプロファイルを重ねたグラフを示している。右に示した矩形パターンでは、端部の位置を0.1nmずつ10回ずらして描画した入射ドーズプロファイルを重ねたグラフを示している。   FIG. 20 is a diagram showing an example of an incident dose profile for explaining the effect of the graphic end control of the rectangular pattern in the first embodiment. In FIG. 20, the horizontal axis indicates the position, and the vertical axis indicates the dose. FIG. 20 shows a case where two rectangular patterns whose positions are shifted are drawn. The rectangular pattern shown on the left shows a graph in which incident dose profiles drawn by shifting the position of the end 10 times by 1 nm are overlaid. The rectangular pattern shown on the right shows a graph in which incident dose profiles drawn by shifting the position of the end portion 10 times by 0.1 nm are superimposed.

図21は、実施の形態1における矩形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例の一部を拡大した図である。図21(a)では、図20の左に示した矩形パターンの入射ドーズプロファイルのA部を拡大した結果を示している。図21(b)では、図20の右に示した矩形パターンの入射ドーズプロファイルのB部を拡大した結果を示している。実施の形態1によれば、矩形パターンについて図21(a)に示すように1nmの図形端位置の制御はもちろん、図21(b)に示すように0.1nmの図形端位置の制御もできる。   FIG. 21 is an enlarged view of a part of an example of the incident dose profile for explaining the effect of the rectangular pattern graphic end control in the first embodiment. FIG. 21A shows the result of enlarging the A portion of the incident dose profile of the rectangular pattern shown on the left in FIG. FIG. 21B shows a result of enlarging the B portion of the incident dose profile of the rectangular pattern shown on the right side of FIG. According to the first embodiment, as shown in FIG. 21A, not only the 1 nm figure end position can be controlled as shown in FIG. 21A, but also the 0.1 nm figure end position can be controlled as shown in FIG. .

図22は、実施の形態1における三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例を示す図である。図22において、横軸は位置を示し、縦軸は照射量を示している。また、図22では、位置をずらした2つの三角形パターンを描画する場合を示している。左に示した三角形パターンでは、斜線の端部の位置をx方向に1nmずつ5回ずらして描画した入射ドーズプロファイルを重ねたグラフを示している。右に示した三角形パターンでは、斜線の端部の位置をx方向に0.1nmずつ5回ずらして描画した入射ドーズプロファイルを重ねたグラフを示している。   FIG. 22 is a diagram showing an example of an incident dose profile for explaining the effect of the pattern end control of the triangular pattern in the first embodiment. In FIG. 22, the horizontal axis indicates the position, and the vertical axis indicates the dose. FIG. 22 shows a case where two triangular patterns whose positions are shifted are drawn. The triangle pattern shown on the left shows a graph in which incident dose profiles drawn by shifting the position of the end of the oblique line by shifting the position in the x direction by 5 nm each by 1 nm are superimposed. The triangle pattern shown on the right shows a graph in which incident dose profiles drawn by shifting the position of the end of the diagonal line by shifting the position in the x direction by 0.1 nm five times are overlapped.

図23は、実施の形態1における三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例の一部を拡大した図である。図23(a)では、図22の左に示した三角形パターンの入射ドーズプロファイルのC部を拡大した結果を示している。図23(b)では、図22の右に示した三角形パターンの入射ドーズプロファイルのD部を拡大した結果を示している。実施の形態1によれば、三角形パターンについて図23(a)に示すように1nmの図形端位置の制御はもちろん、図23(b)に示すように0.1nmの図形端位置の制御もできる。   FIG. 23 is an enlarged view of a part of an example of an incident dose profile for explaining the effect of the shape end control of the triangular pattern in the first embodiment. FIG. 23A shows a result of enlarging the C portion of the incident dose profile of the triangular pattern shown on the left in FIG. FIG. 23B shows a result of enlarging the D portion of the incident dose profile of the triangular pattern shown on the right side of FIG. According to the first embodiment, not only the 1 nm figure end position can be controlled for the triangular pattern as shown in FIG. 23A, but also the 0.1 nm figure end position can be controlled as shown in FIG. 23B. .

図24は、実施の形態1における任意角三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例を示す図である。図24において、横軸は位置を示し、縦軸は照射量を示している。また、図24では、位置をずらした2つの任意角三角形パターン(ここでは30°)を描画する場合を示している。左に示した任意角三角形パターンでは、斜線の端部の位置をx方向に1nmずつ5回ずらして描画した入射ドーズプロファイルを重ねたグラフを示している。右に示した任意角三角形パターンでは、斜線の端部の位置をx方向に0.1nmずつ5回ずらして描画した入射ドーズプロファイルを重ねたグラフを示している。   FIG. 24 is a diagram showing an example of an incident dose profile for explaining the effect of the graphic end control of the arbitrary angle triangular pattern in the first embodiment. In FIG. 24, the horizontal axis indicates the position, and the vertical axis indicates the dose. FIG. 24 shows a case where two arbitrary angled triangular patterns (30 ° in this case) with different positions are drawn. The arbitrary angle triangle pattern shown on the left shows a graph in which incident dose profiles drawn by shifting the position of the end of the oblique line by shifting the position in the x direction by 5 nm each by 1 nm are superimposed. The arbitrary angle triangular pattern shown on the right shows a graph in which incident dose profiles drawn by shifting the position of the end portion of the oblique line by shifting the position in the x direction by 0.1 nm five times are overlapped.

図25は、実施の形態1における任意角三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの一例の一部を拡大した図である。図25(a)では、図24の左に示した任意角三角形パターンの入射ドーズプロファイルのE部を拡大した結果を示している。図25(b)では、図24の右に示した任意角三角形パターンの入射ドーズプロファイルのF部を拡大した結果を示している。実施の形態1によれば、30°の任意角三角形パターンについて図25(a)に示すように1nmの図形端位置の制御はもちろん、図25(b)に示すように0.1nmの図形端位置の制御もできる。   FIG. 25 is an enlarged view of a part of an example of the incident dose profile for explaining the effect of the figure end control of the arbitrary angle triangle pattern in the first embodiment. FIG. 25A shows a result of enlarging the E portion of the incident dose profile of the arbitrary angle triangular pattern shown on the left in FIG. FIG. 25B shows a result of enlarging the F portion of the incident dose profile of the arbitrary angle triangular pattern shown on the right side of FIG. According to the first embodiment, as shown in FIG. 25 (a), as for an arbitrary angle triangle pattern of 30 °, as shown in FIG. 25 (a), the shape edge position of 0.1 nm is controlled as shown in FIG. 25 (b). You can also control the position.

図26は、実施の形態1における任意角三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの他の一例を示す図である。図26において、横軸は位置を示し、縦軸は照射量を示している。また、図26では、位置をずらした2つの任意角三角形パターン(ここでは15°)を描画する場合を示している。左に示した任意角三角形パターンでは、斜線の端部の位置をx方向に1nmずつ5回ずらして描画した入射ドーズプロファイルを重ねたグラフを示している。右に示した任意角三角形パターンでは、斜線の端部の位置をx方向に0.1nmずつ5回ずらして描画した入射ドーズプロファイルを重ねたグラフを示している。   FIG. 26 is a diagram showing another example of the incident dose profile for explaining the effect of the graphic end control of the arbitrary angle triangular pattern in the first embodiment. In FIG. 26, the horizontal axis indicates the position, and the vertical axis indicates the dose. FIG. 26 shows a case where two arbitrary angle triangular patterns (15 ° in this case) with different positions are drawn. The arbitrary angle triangle pattern shown on the left shows a graph in which incident dose profiles drawn by shifting the position of the end of the oblique line by shifting the position in the x direction by 5 nm each by 1 nm are superimposed. The arbitrary angle triangular pattern shown on the right shows a graph in which incident dose profiles drawn by shifting the position of the end portion of the oblique line by shifting the position in the x direction by 0.1 nm five times are overlapped.

図27は、実施の形態1における任意角三角形パターンの図形端制御の効果を説明するための入射ドーズプロファイルの他の一例の一部を拡大した図である。図27(a)では、図26の左に示した任意角三角形パターンの入射ドーズプロファイルのG部を拡大した結果を示している。図27(b)では、図26の右に示した任意角三角形パターンの入射ドーズプロファイルのH部を拡大した結果を示している。実施の形態1によれば、15°の任意角三角形パターンについて図27(a)に示すように1nmの図形端位置の制御はもちろん、図27(b)に示すように0.1nmの図形端位置の制御もできる。   FIG. 27 is an enlarged view of a part of another example of the incident dose profile for explaining the effect of the figure end control of the arbitrary angle triangle pattern in the first embodiment. FIG. 27A shows a result of enlarging the G portion of the incident dose profile of the arbitrary angle triangular pattern shown on the left in FIG. FIG. 27B shows a result of enlarging the H portion of the incident dose profile of the arbitrary angle triangular pattern shown on the right side of FIG. According to the first embodiment, as shown in FIG. 27 (a), for a 15 ° arbitrary angle triangle pattern, the shape edge position of 1 nm is controlled as well as the shape edge position of 0.1 nm as shown in FIG. 27 (b). You can also control the position.

実施の形態2.
実施の形態1では、ずらし数mをそのまま用いて関数f(=照射係数k)を演算する場合について説明したが、これに限るものではない。実施の形態2では、ずらし数mを含むそれ以外の値を用いる場合について説明する。描画装置100の構成は、図1と同様である。また、描画方法の構成は、図6と同様である。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。図形パターン設定工程(S102)と、シフト方向演算工程(S104)との内容は実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the case where the function f (= irradiation coefficient k) is calculated using the shift number m as it is is described, but the present invention is not limited to this. In the second embodiment, a case in which other values including the shift number m are used will be described. The configuration of the drawing apparatus 100 is the same as that shown in FIG. The configuration of the drawing method is the same as in FIG. Hereinafter, the contents other than those specifically described are the same as those of the first embodiment. The contents of the graphic pattern setting step (S102) and the shift direction calculation step (S104) are the same as those in the first embodiment.

図28は、実施の形態2における照射係数の値の求め方の一例を示す図である。図14(c)にて説明した場合と同様、ずらし数mをそのまま用いた場合、図28(c)のグラフA’に示すように、関数fの値は、当該画素36の符号付き距離Lに応じて変化する。ここで、ずらし数mが大きな値を取る場合、グラフA’の傾きが急峻となる。かかる場合、符号付き距離Lの少しの変化でも関数fの値(照射係数k)が大きく変化してしまう。そこで、実施の形態2では、グラフB’に示すように、かかる傾きをグラフA’よりも緩やかに(小さく)できるように構成する。そのために、実施の形態2では、ずらし数mをそのまま用いずに、ずらし数以下の値Mを定義する。ずらし数以下の値Mは、1≦M≦mで定義される。このように、ずらし数以下の値Mは、ずらし数m以下であると共に、1以上の値が用いられる。   FIG. 28 is a diagram illustrating an example of how to obtain the value of the irradiation coefficient in the second embodiment. As in the case described with reference to FIG. 14C, when the shift number m is used as it is, the value of the function f is the signed distance L of the pixel 36 as shown in the graph A ′ of FIG. It changes according to. Here, when the shift number m takes a large value, the slope of the graph A ′ becomes steep. In such a case, even if the signed distance L changes slightly, the value of the function f (irradiation coefficient k) changes greatly. Therefore, in the second embodiment, as shown in the graph B ′, the slope is configured to be gentler (smaller) than the graph A ′. Therefore, in the second embodiment, a value M equal to or less than the shift number is defined without using the shift number m as it is. A value M equal to or less than the shift number is defined by 1 ≦ M ≦ m. Thus, the value M equal to or less than the shift number is equal to or less than the shift number m and a value equal to or greater than 1 is used.

シフト量演算工程(S106)として、シフト量演算部54は、図形パターン40を拡大図形パターン42に拡大する場合のシフト量sを演算する。具体的には、シフト量sは、画素36のグリッド幅wとずらし数以下の値Mとを用いて、次の式(7)で定義される。
(7) s=w/(2・M)
As the shift amount calculation step (S106), the shift amount calculation unit 54 calculates the shift amount s when the graphic pattern 40 is enlarged to the enlarged graphic pattern 42. Specifically, the shift amount s is defined by the following equation (7) using the grid width w of the pixel 36 and a value M equal to or less than the shift number.
(7) s = w / (2 · M)

拡大パターン作成工程(S108)として、拡大パターン作成部56は、ずらし数以下の値Mに応じて、描画対象の図形パターン40を拡大した拡大パターン42を作成する。具体的な内容は実施の形態1と同様である。ここでは、式(7)で求めたシフト量sが用いられる。   As an enlarged pattern creating step (S108), the enlarged pattern creating unit 56 creates an enlarged pattern 42 obtained by enlarging the graphic pattern 40 to be drawn according to the value M equal to or less than the number of shifts. The specific contents are the same as in the first embodiment. Here, the shift amount s obtained by Expression (7) is used.

縮小パターン作成工程(S110)として、縮小パターン作成部58は、ずらし数以下の値Mに応じて、図形パターン40を縮小した縮小パターンを作成する。具体的な内容は実施の形態1と同様である。ここでは、式(7)で求めたシフト量sが用いられる。   As a reduction pattern creation step (S110), the reduction pattern creation unit 58 creates a reduction pattern obtained by reducing the figure pattern 40 according to the value M equal to or less than the number of shifts. The specific contents are the same as in the first embodiment. Here, the shift amount s obtained by Expression (7) is used.

パス設定工程(S111)と、判定工程(S112)と、の内容は実施の形態1と同様である。   The contents of the path setting step (S111) and the determination step (S112) are the same as those in the first embodiment.

照射係数演算工程(S113)として、照射係数演算部62は、拡大パターン42と縮小パターン44とを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の画素36(小領域)のそれぞれに照射される電子ビームの照射量を変調する照射係数kを演算する。なお、照射係数演算部62は、画素36毎に、当該画素36の代表位置(例えば、中心)が縮小パターン44内に入る場合に照射係数kを1と演算する。また、照射係数演算部62は、画素36毎に、当該画素36の代表位置が拡大パターン42の外側に位置する場合に照射係数kを0と演算する。また、照射係数演算部62は、画素36毎に、当該画素36の代表位置が拡大パターン42と縮小パターン44の間に位置する場合に照射係数kを関数fによって演算する(k=f)。かかる点は実施の形態1と同様である。具体的には、照射係数演算部62は、画素36毎に、当該画素36の代表位置が拡大パターン42の内側であって縮小パターン44の外側に位置する場合に、ずらし数以下の値Mを用いて照射係数kを演算する。但し、関数fの演算は、図28(a)に示される。その際のずらし多重度とずらし数mとの関係は図28(b)に示される。図28(a)に示すように、関数fは、元の図形パターン40を使った対象画素から辺までの符号付き距離L(LX或いはLY)と、ずらし数以下の値Mとを用いて定義される。当該画素36の符号付き距離Lが(M−1)/(2M)以下の場合には、関数f=0で定義される。当該画素36の符号付き距離Lが(M+1)/(2M)以上の場合には、関数f=1で定義される。当該画素36の符号付き距離Lが(M−1)/(2M)より大きく(M+1)/(2M)より小さい場合には、関数f=(ML−(M−1)/2)で定義される。当該画素36の符号付き距離Lが(M−1)/(2M)から(M+1)/(2M)まで関数fの値は、図28(c)に示すように1次比例で大きくなる。以下の工程は実施の形態1と同様である。   In the irradiation coefficient calculation step (S113), the irradiation coefficient calculation unit 62 uses the enlarged pattern 42 and the reduced pattern 44 to irradiate each of the plurality of pixels 36 (small areas) in which the drawing area is divided into a mesh shape. An irradiation coefficient k for modulating the irradiation amount of the electron beam is calculated. The irradiation coefficient calculation unit 62 calculates the irradiation coefficient k as 1 for each pixel 36 when the representative position (for example, the center) of the pixel 36 falls within the reduced pattern 44. Further, the irradiation coefficient calculation unit 62 calculates the irradiation coefficient k to 0 for each pixel 36 when the representative position of the pixel 36 is located outside the enlarged pattern 42. In addition, for each pixel 36, the irradiation coefficient calculation unit 62 calculates the irradiation coefficient k using the function f when the representative position of the pixel 36 is located between the enlarged pattern 42 and the reduced pattern 44 (k = f). This is the same as in the first embodiment. Specifically, for each pixel 36, the irradiation coefficient calculation unit 62 sets a value M equal to or less than the shift number when the representative position of the pixel 36 is located inside the enlarged pattern 42 and outside the reduced pattern 44. To calculate the irradiation coefficient k. However, the calculation of the function f is shown in FIG. The relationship between the shift multiplicity and the shift number m at that time is shown in FIG. As shown in FIG. 28A, the function f is defined using a signed distance L (LX or LY) from the target pixel to the side using the original graphic pattern 40 and a value M equal to or less than the shift number. Is done. When the signed distance L of the pixel 36 is (M−1) / (2M) or less, the function is defined by f = 0. When the signed distance L of the pixel 36 is equal to or greater than (M + 1) / (2M), the function is defined as f = 1. When the signed distance L of the pixel 36 is larger than (M−1) / (2M) and smaller than (M + 1) / (2M), it is defined by the function f = (ML− (M−1) / 2). The When the signed distance L of the pixel 36 is (M−1) / (2M) to (M + 1) / (2M), the value of the function f increases linearly as shown in FIG. The following steps are the same as those in the first embodiment.

以上のように、ずらし数mからずらし数以下の値Mに変えることで、ずらし数mが大きな値を取る場合でも、グラフの傾きが急峻となることを抑制できる。よって、急激な照射量の変化を抑えることができる。符号付き距離Lはパス毎に変わるので、パス毎に関数f(照射係数k)が変化する。その結果、1つのパスでの個別ビームによる調整よりも複数のパスのビームによる調整の可能性が大きくなるので平均化できる。よって、描画精度を向上させることができる。   As described above, by changing the shift number m from the shift number m to a value M equal to or less than the shift number, even when the shift number m takes a large value, it is possible to suppress the steepness of the graph. Therefore, a rapid change in irradiation amount can be suppressed. Since the signed distance L changes for each pass, the function f (irradiation coefficient k) changes for each pass. As a result, the possibility of adjustment with beams of a plurality of paths is greater than that of adjustment with individual beams in one path, so that averaging can be performed. Therefore, the drawing accuracy can be improved.

ここで、図8の例では、x、y方向に共にずれた複数の描画位置の個数が同じ値になる場合、すなわち、ずらし数mが一意に決まる、ずらし数とずらし多重度との関係の一例を示したが、これに限るものではない。   Here, in the example of FIG. 8, when the number of drawing positions shifted in both the x and y directions has the same value, that is, the shift number m is uniquely determined, the relationship between the shift number and the shift multiplicity An example is shown, but the present invention is not limited to this.

図29は、実施の形態2におけるずらし数とずらし多重度との関係の一例を示す図である。図29では、仮想の基準グリッドとずらし多重度N=4の多重描画における4回の描画位置の一例を示している。図29の例では、x方向にずれた4つの描画位置が存在するので、x方向のずらし数mは4となる。y方向にずれた2つの描画位置が存在するので、y方向のずらし数mは2となる。よって、x、y方向でずれた複数の描画位置の個数が異なる。実施の形態2では、かかる場合、小さい個数でずらし数mを定義する。図29の例では、y方向のずらし数を用いる。よって、実施の形態2では、ずらし数以下の値Mは、かかる小さい個数で定義されるずらし数m以下の値が用いられる。   FIG. 29 is a diagram illustrating an example of the relationship between the number of shifts and the shift multiplicity according to the second embodiment. FIG. 29 shows an example of four rendering positions in multiple rendering with a virtual reference grid and a shift multiplicity N = 4. In the example of FIG. 29, since there are four drawing positions shifted in the x direction, the shift number m in the x direction is 4. Since there are two drawing positions shifted in the y direction, the shift number m in the y direction is 2. Therefore, the number of drawing positions shifted in the x and y directions is different. In the second embodiment, in such a case, the shift number m is defined as a small number. In the example of FIG. 29, the number of shifts in the y direction is used. Therefore, in the second embodiment, the value M equal to or smaller than the shift number is a value equal to or smaller than the shift number m defined by such a small number.

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。例えば、図29に示したx、y方向でずれた複数の描画位置の個数が異なる場合を実施の形態1に適用する場合、x、y方向でずれた複数の描画位置の個数のうち、小さい個数でずらし数mを定義すればよい。図29の例では、y方向のずらし数を用いればよい。   The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, when the case where the number of drawing positions shifted in the x and y directions shown in FIG. 29 is different is applied to the first embodiment, the number of drawing positions shifted in the x and y directions is small. The shift number m may be defined by the number. In the example of FIG. 29, the shift number in the y direction may be used.

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。   In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used. For example, although the description of the control unit configuration for controlling the drawing apparatus 100 is omitted, it goes without saying that the required control unit configuration is appropriately selected and used.

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荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。   In addition, all charged particle beam writing apparatuses and charged particle beam writing methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

20 マルチビーム
22 穴
24,44 制御電極
25,45 通過孔
26,46 対向電極
31 描画領域
34 照射領域
35 ストライプ領域
36,37 画素
39 代表位置
40 図形パターン
41 制御回路
42 拡大パターン
44 縮小パターン
47 個別ブランキング機構
48 図形パターン
50 設定部
52 シフト方向演算部
54 シフト量演算部
56 拡大パターン作成部
58 縮小パターン作成部
60 判定部
62 照射係数演算部
64 kマップ作成部
66 照射量演算部
68 照射時間演算部
70 描画制御部
71 設定部
72 ドーズマップ作成部
100 描画装置
101 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 メモリ
130 偏向制御回路
139 ステージ位置検出器
140,142 記憶装置
150 描画部
160 制御部
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 成形アパーチャアレイ部材
204 ブランキングアパーチャアレイ部
205 縮小レンズ
206 制限アパーチャ部材
207 対物レンズ
208 偏向器
210 ミラー
20 Multi-beam 22 Hole 24, 44 Control electrode 25, 45 Passing hole 26, 46 Counter electrode 31 Drawing area 34 Irradiation area 35 Stripe area 36, 37 Pixel 39 Representative position 40 Graphic pattern 41 Control circuit 42 Enlargement pattern 44 Reduction pattern 47 Individual Blanking mechanism 48 Graphic pattern 50 Setting unit 52 Shift direction calculation unit 54 Shift amount calculation unit 56 Enlarged pattern creation unit 58 Reduction pattern creation unit 60 Determination unit 62 Irradiation coefficient calculation unit 64 k map creation unit 66 Irradiation amount calculation unit 68 Irradiation time Calculation unit 70 Drawing control unit 71 Setting unit 72 Dose map creation unit 100 Drawing device 101 Sample 102 Electron barrel 103 Drawing room 105 XY stage 110 Control computer 112 Memory 130 Deflection control circuit 139 Stage position detectors 140 and 142 Storage device 150 Drawing Part 160 Control unit 200 electron beam 201 electron gun 202 illumination lens 203 shaping aperture array member 204 blanking aperture array 205 reduction lens 206 limiting aperture member 207 objective lens 208 deflector 210 mirrors

Claims (10)

位置をずらしながら行う多重描画における複数回の描画位置のうちx方向とy方向のうちの1つの方向にずれた複数の描画位置の個数で定義されるずらし数に応じて変わる、前記ずらし数に反比例するシフト量に沿って、描画対象の図形パターンを拡大した拡大パターンを作成する拡大パターン作成部と、
前記ずらし数に応じて変わる、前記ずらし数に反比例する前記シフト量に沿って、前記図形パターンを縮小した縮小パターンを作成する縮小パターン作成部と、
前記拡大パターンと前記縮小パターンとを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の小領域のそれぞれに照射される荷電粒子ビームの照射量を変調する照射係数を演算する照射係数演算部と、
前記照射係数を用いて小領域毎に得られる照射量の荷電粒子ビームを用いて、位置をずらしながら行う多重描画法によって、試料に前記図形パターンを描画する描画部と、
備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
The number of shifts varies according to the number of shifts defined by the number of multiple drawing positions shifted in one of the x and y directions among multiple drawing positions in multiple drawing performed while shifting the position. An enlarged pattern creation unit that creates an enlarged pattern in which a graphic pattern to be drawn is enlarged along an inversely proportional shift amount ;
A reduced pattern creating unit that creates a reduced pattern obtained by reducing the figure pattern along the shift amount inversely proportional to the shift number, which changes according to the shift number ;
An irradiation coefficient calculation unit that calculates an irradiation coefficient that modulates an irradiation amount of a charged particle beam irradiated to each of a plurality of small areas in which a drawing area is divided into meshes using the enlarged pattern and the reduced pattern; ,
A drawing unit that draws the graphic pattern on the sample by a multiple drawing method that is performed while shifting the position using a charged particle beam of an irradiation amount obtained for each small region using the irradiation coefficient;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
前記照射係数演算部は、小領域毎に、当該小領域の代表位置が前記縮小パターン内に入る場合に前記照射係数を1と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。   2. The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein the irradiation coefficient calculation unit calculates the irradiation coefficient as 1 for each small area when a representative position of the small area falls within the reduced pattern. . 前記照射係数演算部は、小領域毎に、当該小領域の代表位置が前記拡大パターンの外側に位置する場合に前記照射係数を0と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。   3. The charge according to claim 1, wherein the irradiation coefficient calculation unit calculates the irradiation coefficient as 0 for each small area when a representative position of the small area is located outside the enlarged pattern. Particle beam drawing device. 前記照射係数演算部は、小領域毎に、当該小領域の代表位置が前記拡大パターンの内側であって前記縮小パターンの外側に位置する場合に、前記ずらし数を用いて前記照射係数を演算することを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。   The irradiation coefficient calculation unit calculates the irradiation coefficient for each small area when the representative position of the small area is located inside the enlarged pattern and outside the reduced pattern. The charged particle beam drawing apparatus according to any one of claims 1 to 3. 位置をずらしながら行う多重描画における複数回の描画位置のうちx方向とy方向のうちの1つの方向にずれた複数の描画位置の個数で定義されるずらし数に応じて変わる、前記ずらし数に反比例するシフト量に沿って、描画対象の図形パターンを拡大した拡大パターンを作成する工程と、
前記ずらし数に応じて変わる、前記ずらし数に反比例する前記シフト量に沿って、前記図形パターンを縮小した縮小パターンを作成する工程と、
前記拡大パターンと前記縮小パターンとを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の小領域のそれぞれに照射される荷電粒子ビームの照射量を変調する照射係数を演算する工程と、
前記照射係数を用いて小領域毎に得られる照射量の荷電粒子ビームを用いて、位置をずらしながら行う多重描画法によって、試料に前記図形パターンを描画する工程と、
備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
The number of shifts varies according to the number of shifts defined by the number of multiple drawing positions shifted in one of the x and y directions among multiple drawing positions in multiple drawing performed while shifting the position. Creating an enlarged pattern in which a graphic pattern to be drawn is enlarged along an inversely proportional shift amount ;
Creating a reduced pattern by reducing the figure pattern along the shift amount inversely proportional to the shift number, which changes according to the shift number ;
A step of calculating an irradiation coefficient that modulates an irradiation amount of a charged particle beam irradiated to each of a plurality of small regions obtained by dividing the drawing region into a mesh using the enlarged pattern and the reduced pattern;
Drawing the figure pattern on the sample by a multiple drawing method performed while shifting the position using a charged particle beam of an irradiation amount obtained for each small region using the irradiation coefficient;
A charged particle beam writing method comprising:
位置をずらしながら行う多重描画における複数回の描画位置のうちx方向とy方向のうちの1つの方向にずれた複数の描画位置の個数で定義されるずらし数以下の値に応じて変わる、前記ずらし数以下の値に反比例するシフト量に沿って、描画対象の図形パターンを拡大した拡大パターンを作成する拡大パターン作成部と、
前記ずらし数以下の値に応じて変わる、前記ずらし数以下の値に反比例する前記シフト量に沿って、前記図形パターンを縮小した縮小パターンを作成する縮小パターン作成部と、
前記拡大パターンと前記縮小パターンとを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の小領域のそれぞれに照射される荷電粒子ビームの照射量を変調する照射係数を演算する照射係数演算部と、
前記照射係数を用いて小領域毎に得られる照射量の荷電粒子ビームを用いて、位置をずらしながら行う多重描画法によって、試料に前記図形パターンを描画する描画部と、
備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
In accordance with a value equal to or less than the number of shifts defined by the number of a plurality of drawing positions shifted in one of the x and y directions among a plurality of drawing positions in multiple drawing performed while shifting the position , An enlarged pattern creating unit that creates an enlarged pattern in which a graphic pattern to be drawn is enlarged along a shift amount that is inversely proportional to a value equal to or less than the shift number ;
A reduced pattern creation unit that creates a reduced pattern obtained by reducing the figure pattern along the shift amount that is inversely proportional to the value that is less than or equal to the number of shifts , depending on the value that is less than or equal to the number of shifts ;
An irradiation coefficient calculation unit that calculates an irradiation coefficient that modulates an irradiation amount of a charged particle beam irradiated to each of a plurality of small areas in which a drawing area is divided into meshes using the enlarged pattern and the reduced pattern; ,
A drawing unit that draws the graphic pattern on the sample by a multiple drawing method that is performed while shifting the position using a charged particle beam of an irradiation amount obtained for each small region using the irradiation coefficient;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
前記照射係数演算部は、小領域毎に、当該小領域の代表位置が前記拡大パターンの内側であって前記縮小パターンの外側に位置する場合に、前記ずらし数以下の値を用いて前記照射係数を演算することを特徴とする請求項6記載の荷電粒子ビーム描画装置。   The irradiation coefficient calculation unit, for each small area, when the representative position of the small area is located inside the enlarged pattern and outside the reduced pattern, the irradiation coefficient is calculated using a value equal to or less than the shift number. The charged particle beam drawing apparatus according to claim 6, wherein: 前記x方向にずれた複数の描画位置の個数と前記y方向にずれた複数の描画位置の個数とが異なる場合には、小さい個数で前記ずらし数が定義され、
前記小さい個数で定義される前記ずらし数以下の値が用いられることを特徴とする請求項6又は7記載の荷電粒子ビーム描画装置。
When the number of drawing positions shifted in the x direction is different from the number of drawing positions shifted in the y direction, the shift number is defined as a small number,
The charged particle beam drawing apparatus according to claim 6 or 7, wherein a value equal to or smaller than the shift number defined by the small number is used.
前記ずらし数以下の値は、1以上の値が用いられることを特徴とする請求項6〜8いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。   The charged particle beam drawing apparatus according to claim 6, wherein a value equal to or greater than 1 is used as the value equal to or less than the shift number. 位置をずらしながら行う多重描画における複数回の描画位置のうちx方向とy方向のうちの1つの方向にずれた複数の描画位置の個数で定義されるずらし数以下の値に応じて変わる、前記ずらし数以下の値に反比例するシフト量に沿って、描画対象の図形パターンを拡大した拡大パターンを作成する工程と、
前記ずらし数以下の値に応じて変わる、前記ずらし数以下の値に反比例する前記シフト量に沿って、前記図形パターンを縮小した縮小パターンを作成する工程と、
前記拡大パターンと前記縮小パターンとを用いて、描画領域がメッシュ状に分割された複数の小領域のそれぞれに照射される荷電粒子ビームの照射量を変調する照射係数を演算する工程と、
前記照射係数を用いて小領域毎に得られる照射量の荷電粒子ビームを用いて、位置をずらしながら行う多重描画法によって、試料に前記図形パターンを描画する工程と、
備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
In accordance with a value equal to or less than the number of shifts defined by the number of a plurality of drawing positions shifted in one of the x and y directions among a plurality of drawing positions in multiple drawing performed while shifting the position , A step of creating an enlarged pattern in which a graphic pattern to be drawn is enlarged along a shift amount inversely proportional to a value equal to or less than the number of shifts ;
Creating a reduced pattern by reducing the figure pattern along the shift amount inversely proportional to the value less than the shift number, which changes according to the value less than the shift number;
A step of calculating an irradiation coefficient that modulates an irradiation amount of a charged particle beam irradiated to each of a plurality of small regions obtained by dividing the drawing region into a mesh using the enlarged pattern and the reduced pattern;
Drawing the figure pattern on the sample by a multiple drawing method performed while shifting the position using a charged particle beam of an irradiation amount obtained for each small region using the irradiation coefficient;
A charged particle beam writing method comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7002837B2 (en) * 2016-10-26 2022-01-20 株式会社ニューフレアテクノロジー Multi-charged particle beam drawing device and multi-charged particle beam drawing method
JP6815192B2 (en) * 2016-12-22 2021-01-20 株式会社ニューフレアテクノロジー Multi-charged particle beam drawing device and multi-charged particle beam drawing method
JP6951083B2 (en) * 2017-02-22 2021-10-20 株式会社ニューフレアテクノロジー Multi-charged particle beam drawing method and multi-charged particle beam drawing device
JP6804389B2 (en) * 2017-05-30 2020-12-23 株式会社ニューフレアテクノロジー Drawing device and drawing method
JP6854215B2 (en) * 2017-08-02 2021-04-07 株式会社ニューフレアテクノロジー Multi-charged particle beam drawing device and multi-charged particle beam drawing method
JP6756320B2 (en) * 2017-09-20 2020-09-16 株式会社ニューフレアテクノロジー Drawing data generation method, program, multi-charged particle beam drawing device, and pattern inspection device
JP7024616B2 (en) * 2018-06-08 2022-02-24 株式会社ニューフレアテクノロジー Data processing method, data processing device, and multi-charged particle beam drawing device
JP7210991B2 (en) * 2018-10-11 2023-01-24 株式会社ニューフレアテクノロジー Multi-charged particle beam writing apparatus and multi-charged particle beam writing method
JP7167842B2 (en) * 2019-05-08 2022-11-09 株式会社ニューフレアテクノロジー Charged particle beam writing method and charged particle beam writing apparatus

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3310400B2 (en) * 1993-02-19 2002-08-05 富士通株式会社 Electron beam exposure method and exposure apparatus
JP2006236420A (en) * 2005-02-22 2006-09-07 Toshiba Corp Storage medium, reproducing method, and recording method
JP2008118033A (en) 2006-11-07 2008-05-22 Topcon Corp Pattern matching method for charged particle beam apparatus
EP2190003B1 (en) 2008-11-20 2014-10-01 IMS Nanofabrication AG Constant current multi-beam patterning
KR101854828B1 (en) * 2009-05-20 2018-05-04 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. Dual pass scanning
JP6209369B2 (en) * 2013-06-13 2017-10-04 株式会社ニューフレアテクノロジー Multi-charged particle beam writing method and multi-charged particle beam writing apparatus

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