JP6754481B2 - Multi-charged particle beam drawing device and multi-charged particle beam drawing method - Google Patents

Multi-charged particle beam drawing device and multi-charged particle beam drawing method Download PDF

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本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、ステージの歪み、及び位置測定用ミラーの歪み等に起因した位置ずれ等の補正を行うマルチビーム描画装置および方法に関する。 The present invention relates to a multi-charged particle beam drawing device and a multi-charged particle beam drawing method, and for example, a multi-beam drawing device and a method for correcting misalignment due to distortion of a stage and distortion of a mirror for position measurement. Regarding.

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン(レチクル或いはマスクともいう。)が必要となる。ここで、電子線(EB:Electron beam)描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。 Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is the only extremely important process for generating patterns in the semiconductor manufacturing process. In recent years, with the increasing integration of LSIs, the circuit line width required for semiconductor devices has been miniaturized year by year. In order to form a desired circuit pattern on these semiconductor devices, a high-precision original image pattern (also referred to as a reticle or a mask) is required. Here, the electron beam (EB: Electron beam) drawing technique has essentially excellent resolvability and is used for producing a high-precision original image pattern.

例えば、1本のビームを用いた描画装置がある。例えば、ラスター方式の描画装置がある。かかるラスター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1つの穴を持ったマスクに通して1本のビームを成形し、試料上を順になぞるように偏向器で1本の成形ビームを偏向しながら、必要な箇所にビームが照射されるように、ブランキング制御される。 For example, there is a drawing device using one beam. For example, there is a raster type drawing device. In such a raster type drawing apparatus, for example, an electron beam emitted from an electron gun is passed through a mask having one hole to form one beam, and one beam is formed by a deflector so as to trace the sample in order. The blanking is controlled so that the beam is radiated to the required location while deflecting the forming beam.

その他、例えば、マルチビームを用いた描画装置がある。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、偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される。 In addition, for example, there is a drawing device using a multi-beam. Compared with the case of drawing with one electron beam, by using the multi-beam, many beams can be irradiated at one time, so that the throughput can be significantly improved. In such a multi-beam type drawing device, 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 beam is blanked-controlled and unshielded. It is reduced by the optical system, deflected by the deflector, and irradiated to the desired position on the sample.

マルチビーム描画を含む描画装置では、ステージの位置を測定する際にレーザ測長装置を用いる場合がある。かかるレーザ測長装置では、ステージ上に配置されたミラーの反射面の歪みに起因して測定される位置に誤差が生じてしまうといった問題がある。また、描画対象とする試料面に歪みがあると描画位置に誤差が生じてしまうといった問題がある。従来、例えば、可変成形型の描画装置といったベクター方式のシングルビーム描画装置では、描画装置の座標系を理想的な座標系に補正するため、描画される試料の全面を所定のグリッド寸法でメッシュ状に分割し、各メッシュの頂点の位置を測定する。そして、測定された位置と設計上の位置との誤差から描画装置の座標系を補正している(かかる機能を「グリッドマッチングコレクション:GMC」機能と呼ぶ。以下、かかる機能による補正をGMC補正という。)。具体的には、レジストが塗布されたマスクブランクスの上述した各メッシュの頂点の位置に相当する位置にGMC測定用のパターンを描画する。そして、かかるマスクを現象及びエッチング等のプロセス処理を行なって、描画されたパターンから位置精度の測定を行なっていた。そして、得られた結果から描画装置の座標系を補正している(例えば特許文献1参照)。かかるGMC補正では、ショットデータを生成した後に個々のショット毎に位置補正を行っていた。 In a drawing device including multi-beam drawing, a laser length measuring device may be used when measuring the position of the stage. In such a laser length measuring device, there is a problem that an error occurs in the measured position due to the distortion of the reflecting surface of the mirror arranged on the stage. Further, if the sample surface to be drawn is distorted, there is a problem that an error occurs in the drawing position. Conventionally, in a vector type single beam drawing apparatus such as a variable molding type drawing apparatus, in order to correct the coordinate system of the drawing apparatus to an ideal coordinate system, the entire surface of the sample to be drawn is meshed with a predetermined grid size. Divide into and measure the position of the vertices of each mesh. Then, the coordinate system of the drawing device is corrected from the error between the measured position and the design position (this function is called a "grid matching collection: GMC" function. Hereinafter, the correction by such a function is called GMC correction. .). Specifically, a pattern for GMC measurement is drawn at a position corresponding to the position of the apex of each mesh described above in the mask blanks coated with the resist. Then, the mask was subjected to a phenomenon and process processing such as etching, and the position accuracy was measured from the drawn pattern. Then, the coordinate system of the drawing apparatus is corrected from the obtained result (see, for example, Patent Document 1). In such GMC correction, position correction is performed for each shot after the shot data is generated.

一方、マルチビーム描画方式では、一度に多数のビームが照射され、ビームを偏向する場合にもマルチビーム全体を一括して偏向するので、個々のビーム毎に位置を補正することが困難である。位置を補正するためには、パターン形状をビット(画素)パターンで近似するように変換して、各画素の照射量を演算し、隣接する画素に自己の画素の照射量を振り分ける等の照射量変調を行うといった手法がある。しかしながら、かかる手法では、パターン端部に位置する画素の照射量が周囲の画素に振り分けられてしまうのでビームプロファイルの傾きが急峻ではなくなってしまう(小さくなってしまう)。その結果、解像度が劣化してしまうといった問題を抱えている。解像度が劣化してしまうとパターンの描画位置及び線幅の精度が劣化してしまう。 On the other hand, in the multi-beam drawing method, a large number of beams are irradiated at one time, and even when the beams are deflected, the entire multi-beam is deflected at once, so that it is difficult to correct the position for each individual beam. In order to correct the position, the pattern shape is converted so as to be approximated by a bit (pixel) pattern, the irradiation amount of each pixel is calculated, and the irradiation amount of the own pixel is distributed to the adjacent pixels. There is a method such as modulation. However, in such a method, the irradiation amount of the pixel located at the end of the pattern is distributed to the surrounding pixels, so that the inclination of the beam profile is not steep (it becomes small). As a result, there is a problem that the resolution is deteriorated. If the resolution deteriorates, the accuracy of the pattern drawing position and line width deteriorates.

特開2008−085120号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-0851120

上述したように、マルチビーム描画について、ステージ上のミラーの反射面の歪み、及び/または描画対象とする試料面に歪み等に起因する位置ずれを個別に補正することが困難であった。その結果、かかる位置ずれを十分に補正することが困難であった。 As described above, in multi-beam drawing, it is difficult to individually correct the distortion of the reflecting surface of the mirror on the stage and / or the misalignment due to the distortion of the sample surface to be drawn. As a result, it was difficult to sufficiently correct such misalignment.

そこで、本発明は、マルチビーム描画について、ミラーの反射面の歪み、及び/または描画対象とする試料面に歪み等に起因する位置ずれを補正可能な装置および方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a device and a method capable of correcting distortion of the reflecting surface of a mirror and / or misalignment of a sample surface to be drawn due to distortion or the like for multi-beam drawing. ..

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料の描画領域をマルチ荷電粒子ビームが照射されるメッシュ状の複数の画素領域に分割する分割部と、
複数の画素領域を少なくとも1つの画素領域で構成される複数の画素ブロックにグループ化するグループ処理部と、
複数の画素ブロックの画素ブロック毎に、画素ブロック単位で当該画素ブロックが処理対象とする描画データ上での領域の位置を補正する補正部と、
位置が補正された画素毎に、当該画素を照射する照射量を演算する照射量演算部と、
各画素が演算された照射量になるように、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて前記試料にパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
The multi-charged particle beam drawing apparatus according to one aspect of the present invention is
A dividing part that divides the drawing area of the sample into a plurality of mesh-shaped pixel areas irradiated with a multi-charged particle beam,
A group processing unit that groups a plurality of pixel areas into a plurality of pixel blocks composed of at least one pixel area.
For each pixel block of a plurality of pixel blocks, a correction unit that corrects the position of an area on the drawing data to be processed by the pixel block in pixel block units.
An irradiation amount calculation unit that calculates the irradiation amount to irradiate the pixel for each pixel whose position has been corrected,
A drawing unit that draws a pattern on the sample using the multi-charged particle beam so that each pixel has an calculated irradiation amount.
It is characterized by being equipped with.

また、補正部は、画素ブロック毎に、当該画素ブロックの代表点での位置ずれを補正する補正関数の逆変換量を用いて、当該画素ブロックの代表点の位置を補正すると好適である。 Further, it is preferable that the correction unit corrects the position of the representative point of the pixel block for each pixel block by using the inverse conversion amount of the correction function for correcting the positional deviation at the representative point of the pixel block.

また、補画素ブロック毎に、補正関数の逆変換処理に使用する逆変換項を演算する第1の演算部をさらに備えると好適である。 Further, it is preferable that each complementary pixel block is further provided with a first calculation unit that calculates an inverse conversion term used for the inverse conversion processing of the correction function.

また、画素ブロック毎に、補正関数の偏微分値を係数に用いる関数を用いて、当該画素ブロックの形状を特定する各位置の補正量を演算する第2の演算部をさらに備えると好適である。 Further, it is preferable to further provide a second calculation unit for calculating the correction amount of each position that specifies the shape of the pixel block by using a function that uses the partial differential value of the correction function as a coefficient for each pixel block. ..

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
試料の描画領域をマルチ荷電粒子ビームが照射されるメッシュ状の複数の画素領域に分割する工程と、
複数の画素領域を少なくとも1つの画素領域で構成される複数の画素ブロックにグループ化する工程と、
複数の画素ブロックの画素ブロック毎に、画素ブロック単位で当該画素ブロックが処理対象とする描画データ上での領域の位置を補正する工程と、
位置が補正された画素毎に、当該画素を照射する照射量を演算する工程と、
各画素が演算された照射量になるように、マルチ荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
The method for drawing a multi-charged particle beam according to one aspect of the present invention is
The process of dividing the drawing area of the sample into a plurality of mesh-shaped pixel areas irradiated with the multi-charged particle beam, and
A process of grouping a plurality of pixel areas into a plurality of pixel blocks composed of at least one pixel area, and
A process of correcting the position of an area on drawing data to be processed by the pixel block for each pixel block of a plurality of pixel blocks,
The process of calculating the irradiation amount to irradiate the pixel for each pixel whose position has been corrected, and
The process of drawing a pattern on the sample using a multi-charged particle beam so that each pixel has the calculated irradiation amount,
It is characterized by being equipped with.

本発明の一態様によれば、マルチビーム描画について、ミラーの反射面の歪み、及び/または描画対象とする試料面に歪み等に起因する位置ずれを補正できる。よって、精度の高い位置および寸法でパターンを描画できる。 According to one aspect of the present invention, in multi-beam drawing, distortion of the reflecting surface of the mirror and / or misalignment due to distortion of the sample surface to be drawn can be corrected. Therefore, the pattern can be drawn at a highly accurate position and dimension.

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。It is a conceptual diagram which shows the structure of the drawing apparatus in 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。It is a conceptual diagram which shows the structure of the molded aperture array member in Embodiment 1. FIG. 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。It is sectional drawing which shows the structure of the blanking aperture array part in Embodiment 1. FIG. 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. 5 is a top conceptual diagram showing a part of the configuration in the membrane region of the blanking aperture array portion in the first embodiment. 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。It is a flowchart which shows the main part process of the drawing method in Embodiment 1. FIG. 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。It is a figure for demonstrating the drawing order in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における画素ブロックの一例および画素ブロックが補正された状態の一例を示す図である。It is a figure which shows the example of the pixel block in Embodiment 1 and the example of the state in which the pixel block is corrected. 実施の形態1における直線の方程式および直線までの距離を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the equation of a straight line and the distance to a straight line in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における位置ずれ補正をおこなった画素を用いて10°回転させた矩形パターンを描画する場合のビームプロファイルのシミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result of the beam profile at the time of drawing the rectangular pattern rotated by 10 ° using the pixel which performed the position shift correction in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における補正有無の場合で三角形パターンを描画する場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result at the time of drawing a triangle pattern in the case of the presence / absence of correction in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における補正有無の場合で三角形パターンを描画する場合のシミュレーション結果の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the simulation result at the time of drawing a triangle pattern in the case of presence / absence of correction in Embodiment 1. FIG.

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。 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 the electron beam, and a beam using charged particles such as an ion beam may be used.

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等の試料101が配置される。試料101は、例えば、図示しない3点支持によりXYステージ105上に保持される。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。また、試料101には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。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. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a drawing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the drawing device 100 includes a drawing unit 150 and a control unit 160. The drawing device 100 is an example of a multi-charged particle beam drawing device. The drawing unit 150 includes an electronic lens barrel 102 and a drawing chamber 103. An electron gun 201, an illumination lens 202, a molded aperture array member 203, a blanking aperture array unit 204, a reduction lens 205, a limiting aperture member 206, an objective lens 207, and a deflector 208 are arranged in the electron barrel 102. There is. An XY stage 105 is arranged in the drawing chamber 103. A sample 101 such as a mask, which serves as a drawing target substrate at the time of drawing, is arranged on the XY stage 105. The sample 101 is held on the XY stage 105 by, for example, a three-point support (not shown). The sample 101 includes an exposure mask for manufacturing a semiconductor device, a semiconductor substrate (silicon wafer) on which the semiconductor device is manufactured, and the like. In addition, the sample 101 includes mask blanks coated with resist and not yet drawn. A mirror 210 for measuring the position of the XY stage 105 is further arranged on the XY stage 105.

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140,142,144を有している。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及び記憶装置140,142,144は、図示しないバスを介して互いに接続されている。描画されるための複数の図形パターンのパター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、記憶装置140(記憶部)に格納されている。ここでは、描画データとして、例えば、ミラー210の反射面の歪み、及び/または描画対象とする試料101の試料面に歪み等に起因する位置ずれを評価するための評価パターンの描画データが用いられる。 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, 142, 144 such as a magnetic disk device. The control computer 110, the memory 112, the deflection control circuit 130, the stage position detector 139, and the storage devices 140, 142, 144 are connected to each other via a bus (not shown). Drawing data in which putter data of a plurality of graphic patterns to be drawn is defined is input from the outside of the drawing device 100 and stored in the storage device 140 (storage unit). Here, as the drawing data, for example, drawing data of an evaluation pattern for evaluating the distortion of the reflection surface of the mirror 210 and / or the positional deviation due to the distortion or the like on the sample surface of the sample 101 to be drawn is used. ..

また、制御計算機110内には、画素分割部50、画素ブロック作成部52、画素ブロック設定部54、取得部55、フィッティング処理部56、補正マップ作成部58、代表点位置補正量演算部60、画素ブロック形状演算部62、補正部64、判定部65、判定部66、近接効果補正照射係数Dp演算部67、照射量D演算部68、照射時間t演算部70、及び描画制御部72が配置される。画素分割部50、画素ブロック作成部52、画素ブロック設定部54、取得部55、フィッティング処理部56、補正マップ作成部58、代表点位置補正量演算部60、画素ブロック形状演算部62、補正部64、判定部65、判定部66、近接効果補正照射係数Dp演算部67、照射量D演算部68、照射時間t演算部70、及び描画制御部72といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機110内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ112に記憶される。また、画素分割部50、画素ブロック作成部52、画素ブロック設定部54、取得部55、フィッティング処理部56、補正マップ作成部58、代表点位置補正量演算部60、画素ブロック形状演算部62、補正部64、判定部65、判定部66、近接効果補正照射係数Dp演算部67、照射量D演算部68、照射時間t演算部70、及び描画制御部72の少なくとも1つがソフトウェアで構成される場合には、CPU或いはGPUといった計算器が配置される。 Further, in the control computer 110, a pixel division unit 50, a pixel block creation unit 52, a pixel block setting unit 54, an acquisition unit 55, a fitting processing unit 56, a correction map creation unit 58, a representative point position correction amount calculation unit 60, Pixel block shape calculation unit 62, correction unit 64, judgment unit 65, judgment unit 66, proximity effect correction irradiation coefficient Dp calculation unit 67, irradiation amount D calculation unit 68, irradiation time t calculation unit 70, and drawing control unit 72 are arranged. Will be done. Pixel division unit 50, pixel block creation unit 52, pixel block setting unit 54, acquisition unit 55, fitting processing unit 56, correction map creation unit 58, representative point position correction amount calculation unit 60, pixel block shape calculation unit 62, correction unit Each function such as 64, judgment unit 65, judgment unit 66, proximity effect correction irradiation coefficient Dp calculation unit 67, irradiation amount D calculation unit 68, irradiation time t calculation unit 70, and drawing control unit 72 is composed of software such as a program. You may. Alternatively, it may be configured by hardware such as an electronic circuit. Alternatively, it may be a combination of these. The input data required in the control computer 110 or the result of calculation is stored in the memory 112 each time. Further, the pixel division unit 50, the pixel block creation unit 52, the pixel block setting unit 54, the acquisition unit 55, the fitting processing unit 56, the correction map creation unit 58, the representative point position correction amount calculation unit 60, the pixel block shape calculation unit 62, At least one of the correction unit 64, the determination unit 65, the determination unit 66, the proximity effect correction irradiation coefficient Dp calculation unit 67, the irradiation amount D calculation unit 68, the irradiation time t calculation unit 70, and the drawing control unit 72 is composed of software. In that case, a calculator such as a CPU or GPU is arranged.

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 describes a configuration necessary for explaining the first embodiment. The drawing apparatus 100 may usually 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10(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600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 according to the first embodiment. In FIG. 2A, in the molded aperture array member 203, holes (openings) 22 of vertical (y direction) m row × horizontal (x direction) n rows (m, n ≧ 2) are arranged at a predetermined arrangement pitch. It is formed in a matrix. In FIG. 10A, for example, 512 × 8 rows of holes 22 are formed. Each hole 22 is formed by a rectangle having the same dimensions 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. A part of the electron beam 600 passes through each of the plurality of holes 22, so that the multi-beam 20 is formed. Here, an example in which holes 22 having two or more rows in both vertical and horizontal directions (x and y directions) are arranged 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 have a plurality of columns and the other may have only one column. Further, the method of arranging the holes 22 is not limited to the case where the holes 22 are arranged in a grid pattern in the vertical and horizontal directions as shown in FIG. 2A. 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 arranged so as to be offset by the dimension a in the horizontal direction (x direction). May be good. Similarly, the holes in the second row in the vertical direction (y direction) and the holes in the third row may be arranged so as to be offset by the 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、実質的に同じ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 portion according to 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 portion in the first embodiment. In addition, in FIGS. 3 and 4, the positional relationship between the control electrode 24, the counter electrode 26, and the control circuits 41 and 43 is not shown in agreement. In the blanking aperture array unit 204, as shown in FIG. 3, a semiconductor substrate 31 made of silicon or the like is arranged on a support base 33. The central portion of the substrate 31 is thinly scraped from the back surface side, for example, 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 so as to be at the same height position or substantially the same height position. The substrate 31 is held on the support base 33 on the back surface of the outer peripheral region 32. The central portion of the support base 33 is open, and the position of the membrane region 30 is located in the open region 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, a passage hole 25 (opening) for passing each beam of the multi-beam is opened at a position corresponding to each hole 22 of the molded aperture array member 203 shown in FIG. Then, on the membrane region 30, as shown in FIGS. 3 and 4, a set of a control electrode 24 for blanking deflection and a counter electrode 26 (a set of a control electrode 24 for blanking deflection and a counter electrode 26 with a passage hole 25 corresponding to a position in the vicinity of each passage hole 25 interposed therebetween Blankers: blanking deflectors) are placed respectively. Further, a control circuit 41 (logic circuit) that applies a deflection voltage to the control electrode 24 for each passage hole 25 is arranged in the vicinity of each passage hole 25 on the membrane region 30. The counter electrode 26 for each beam is ground-connected.

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 with, for example, 10-bit parallel wiring for control signals. Each control circuit 41 is connected with, for example, 10-bit parallel wiring for control signals, as well as clock signal lines and power supply wiring. As the wiring for the clock signal line and the power supply, a part of the wiring of the parallel wiring may be diverted. An individual blanking mechanism 47 is configured by the control electrode 24, the counter electrode 26, and the control circuit 41 for each beam constituting the multi-beam. Further, in the example of FIG. 3, the control electrode 24, the counter electrode 26, and the control circuit 41 are arranged in the thin membrane region 30 of the substrate 31. However, it 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 of the passing holes 25 is deflected by the voltage applied to the two paired electrodes 24 and 26, which are independently applied to each other. Blanking is controlled by such deflection. In other words, the pair of the control electrode 24 and the counter electrode 26 blanket deflects the corresponding beam of the multi-beams that have passed through the plurality of holes 22 (openings) of the molded 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 device 100 will be described. The electron beam 200 emitted from the electron gun 201 (emission unit) illuminates the entire molded aperture array member 203 substantially 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 an area including all 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 molded aperture array member 203, respectively, so that, for example, a plurality of rectangular electron beams (multi-beams) 20a to e 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. Each such blanker deflects the electron beams 20 that pass individually (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 20a to 20e that have passed through the blanking aperture array unit 204 are reduced by the reduction lens 205 and proceed 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 shielded by the limiting aperture member 206. On the other hand, the electron beam 20 not 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. By turning ON / OFF of the individual blanking mechanism, blanking control is performed and ON / OFF of the beam is controlled. In this way, the limiting aperture member 206 shields each beam deflected so that the beam is turned off by the individual blanking mechanism. Then, for each beam, a beam for one shot is formed by a beam that has passed through the limiting aperture member 206, which is formed from when the beam is turned on to 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 obtain a pattern image having a desired reduction ratio, and the deflector 208 causes each beam (the entire multi-beam 20) that has passed through the limiting aperture member 206 to be focused. It is collectively deflected in the same direction and irradiated to each irradiation position on the sample 101 of each beam. Further, for example, when the XY stage 105 is continuously moving, the irradiation position of the beam 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 one time are ideally arranged at a pitch obtained by multiplying the arrangement pitch of the plurality of holes of the molded aperture array member 203 by the desired reduction ratio described above. The drawing device 100 draws a multi-beam 20 that becomes a shot beam while following the movement of the XY stage 105 during each tracking operation, and is controlled by the drawing control unit 70 one pixel at a time by the movement of the beam deflection position by the deflector 208. Performs a drawing operation in which irradiation is performed according to a sequence. When drawing a desired pattern, the required beam is controlled to be turned on by blanking control according to the pattern.

図5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5において、実施の形態1における描画方法は、画素分割工程(S102)と、画素ブロック作成工程(S104)と、評価パターン描画工程(S106)と、位置ずれ量測定工程(S107)と、画素ブロック設定工程(S108)と、位置ずれ量測定工程(S110)と、補正関数フィッティング工程(S116)と、補正マップ作成工程(S118)と、代表点位置補正量演算工程(S120)と、画素ブロック形状演算工程(S122)と、画素ブロック補正工程(S124)と、判定工程(S126)と、パターン面積密度ρ演算工程(S130)と、近接効果補正照射係数Dp演算工程(S132)と、照射量D演算及び照射時間演算工程(S134)と、描画工程(S136)と、いう一連の工程を実施する。 FIG. 5 is a flowchart showing a main process of the drawing method according to the first embodiment. In FIG. 5, the drawing method according to the first embodiment is a pixel division step (S102), a pixel block creation step (S104), an evaluation pattern drawing step (S106), a misalignment amount measurement step (S107), and pixels. Block setting process (S108), position shift amount measurement process (S110), correction function fitting process (S116), correction map creation process (S118), representative point position correction amount calculation process (S120), and pixel block. Shape calculation step (S122), pixel block correction step (S124), determination step (S126), pattern area density ρ calculation step (S130), proximity effect correction irradiation coefficient Dp calculation step (S132), and irradiation amount. A series of steps of D calculation, irradiation time calculation step (S134), and drawing step (S136) are carried out.

かかる工程群のうち、実際の製品となる試料101の描画処理の前処理として、画素分割工程(S102)と、画素ブロック作成工程(S104)と、評価パターン描画工程(S106)と、位置ずれ量測定工程(S107)と、が実施される。そして、かかる前処理の後、実描画処理として、画素ブロック設定工程(S108)と、位置ずれ量取得工程(S110)と、補正関数フィッティング工程(S116)と、補正マップ作成工程(S118)と、代表点位置補正量演算工程(S120)と、画素ブロック形状演算工程(S122)と、画素ブロック補正工程(S124)と、判定工程(S126)と、画素内外判定工程(S130)と、近接効果補正照射係数Dp演算工程(S132)と、照射量D演算及び照射時間演算工程(S134)と、描画工程(S136)と、が実施される。 Among such process groups, as pre-processing of the drawing process of the sample 101 which is an actual product, a pixel dividing step (S102), a pixel block creating step (S104), an evaluation pattern drawing step (S106), and a misalignment amount The measurement step (S107) is carried out. Then, after the preprocessing, as the actual drawing process, a pixel block setting step (S108), a misalignment amount acquisition step (S110), a correction function fitting step (S116), and a correction map creation step (S118) are performed. Representative point position correction amount calculation step (S120), pixel block shape calculation step (S122), pixel block correction step (S124), determination step (S126), pixel inside / outside determination step (S130), proximity effect correction The irradiation coefficient Dp calculation step (S132), the irradiation amount D calculation, the irradiation time calculation step (S134), and the drawing step (S136) are carried out.

画素分割工程(S102)として、画素分割部50(分割部)は、試料101の描画領域をマルチビーム20が照射されるメッシュ状の複数の画素領域に分割する。 As a pixel division step (S102), the pixel division unit 50 (division unit) divides the drawing area of the sample 101 into a plurality of mesh-like pixel areas irradiated with the multi-beam 20.

図6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10(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(描画領域の他の一例)に分割される。そして、画素分割部50は、各ストライプ領域35を、複数のメッシュ状の画素領域36(画素)に分割する。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. 6 is a diagram for explaining the drawing order in the first embodiment. The drawing area 10 (or the chip area to be drawn) of the sample 101 is divided into a stripe area 35 (another example of the drawing area) on the strip with a predetermined width. Then, the pixel dividing unit 50 divides each stripe area 35 into a plurality of mesh-shaped pixel areas 36 (pixels). The size of the pixel region 36 (pixels) is preferably, for example, a beam size or a size smaller than that. For example, it is preferable to set the size to about 10 nm. 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例えば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 drawing the sample 101 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 collectively irradiated by the movement of the beam deflection position by the deflector 208, for example, one pixel at a time. To go. Then, which pixel on the sample 101 is irradiated by which beam of the multi-beam 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 (x direction) x the beam pitch (y direction) between the beams adjacent to each other in the x and y directions on the sample 101 surface. The area is composed of an area of n × n pixels (sub-pitch area). For example, when the XY stage 105 moves by the beam pitch (x direction) in the −x direction in one tracking operation, n while shifting the irradiation position by one beam in the x direction or the y direction (or diagonal direction). Pixels are drawn. In the next tracking operation, the other n pixels in the same n × n pixel region are similarly drawn by a beam different from the beam described above. By drawing n pixels by different beams in the tracking operation n times in this way, all the pixels in the area of one n × n pixels are drawn. Similar operations are performed at the same time for other n × n pixel regions in the multi-beam irradiation region, and the plots are drawn in the same manner. By such an operation, all the pixels in the irradiation area 34 can be drawn. By repeating these operations, the entire corresponding stripe area 35 can be drawn. Then, the drawing apparatus 100 can draw a desired pattern by combining pixel patterns (bit patterns) formed by irradiating the required pixels with a beam of a required irradiation amount.

画素ブロック作成工程(S104)として、画素ブロック作成部52は、複数の画素領域36を少なくとも1つの画素領域36で構成される複数の画素ブロックにグループ化する。画素ブロック作成部52は、グループ処理部の一例となる。 As a pixel block creation step (S104), the pixel block creation unit 52 groups a plurality of pixel regions 36 into a plurality of pixel blocks composed of at least one pixel region 36. The pixel block creation unit 52 is an example of a group processing unit.

図7は、実施の形態1における画素ブロックの一例および画素ブロックが補正された状態の一例を示す図である。図7の例では、x方向に4列とy方向に4段の4×4の画素領域36群を1つの画素ブロック38(42)として定義している例を示している。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a pixel block and an example of a state in which the pixel block is corrected according to the first embodiment. In the example of FIG. 7, an example is shown in which four columns in the x direction and four columns of 4 × 4 pixel regions 36 groups in the y direction are defined as one pixel block 38 (42).

ここで、上述したように、試料101は、例えば、図示しない3点支持によりXYステージ105上に保持される。この様な試料の支持方法は、試料101に支持点からの距離の応じた自重による撓みを生じさせる。そのため、電子ビームの投影像は試料面上で歪み、描画位置(露光位置)にずれが生じる。また、XYステージ105上の位置測定用のミラー210の反射面にも歪みが生じる。よって、ステージの測定位置にずれが生じる。その結果、描画位置(露光位置)にずれが生じる。実施の形態1では、マルチビーム描画において、かかるミラー210の反射面の歪み、及び/または描画対象とする試料101の試料面に歪み等に起因する位置ずれを補正する。具体的には、実施の形態1では、かかる画素ブロック38(42)毎に、画素ブロック38(42)が処理対象とする描画データ上での領域の位置及び形状を補正する。画素ブロック38(42)の構成画素数は、少なくとも1つの画素領域36で可能であるが、1つの画素毎の計算では、すべての画素領域36を補正するための計算時間が膨大に必要となるので、数個の画素群で構成されると好適である。例えば、4×4の画素領域36群を1つの画素ブロック38(42)として定義することで、1つの画素毎の計算に比べて計算量を1/16に低減できる。逆に構成画素が多すぎると位置に依存した補正が困難になる。よって、画素ブロック38(42)の幅サイズが、例えば、ストライプ領域35の短辺側の幅以下のサイズにすると好適である。また、図7の例では、各画素ブロック38(42)がどれも同じ正方形となる、隣接する4×4の画素領域36群によってそれぞれ構成されているが、これに限るものではない。画素ブロック38(42)毎に構成画素数や画素ブロック38(42)の形状が異なってもよい。 Here, as described above, the sample 101 is held on the XY stage 105 by, for example, a three-point support (not shown). Such a sample support method causes the sample 101 to bend due to its own weight according to the distance from the support point. Therefore, the projected image of the electron beam is distorted on the sample surface, and the drawing position (exposure position) is deviated. In addition, the reflective surface of the mirror 210 for position measurement on the XY stage 105 is also distorted. Therefore, the measurement position of the stage shifts. As a result, the drawing position (exposure position) shifts. In the first embodiment, in the multi-beam drawing, the distortion of the reflecting surface of the mirror 210 and / or the displacement of the sample surface of the sample 101 to be drawn due to the distortion or the like is corrected. Specifically, in the first embodiment, the position and shape of the region on the drawing data to be processed by the pixel block 38 (42) are corrected for each of the pixel blocks 38 (42). The number of constituent pixels of the pixel block 38 (42) can be set in at least one pixel area 36, but in the calculation for each pixel, a huge amount of calculation time is required to correct all the pixel areas 36. Therefore, it is preferable that the pixel group is composed of several pixels. For example, by defining the 4 × 4 pixel region 36 group as one pixel block 38 (42), the amount of calculation can be reduced to 1/16 as compared with the calculation for each pixel. On the contrary, if there are too many constituent pixels, position-dependent correction becomes difficult. Therefore, it is preferable that the width size of the pixel block 38 (42) is, for example, a size equal to or less than the width on the short side side of the stripe region 35. Further, in the example of FIG. 7, each pixel block 38 (42) is composed of 36 groups of adjacent 4 × 4 pixel regions, each of which is the same square, but the present invention is not limited to this. The number of constituent pixels and the shape of the pixel block 38 (42) may be different for each pixel block 38 (42).

評価パターン描画工程(S106)として、描画制御部72の制御のもと、描画部150は、評価パターンを試料101上に描画する。そのために、まず、ρ演算部66は、記憶装置140から評価パターン用の描画データ(評価用データ)を読み出し、画素領域36毎のパターン面積密度ρを演算する。 As the evaluation pattern drawing step (S106), the drawing unit 150 draws the evaluation pattern on the sample 101 under the control of the drawing control unit 72. For that purpose, first, the ρ calculation unit 66 reads the drawing data (evaluation data) for the evaluation pattern from the storage device 140, and calculates the pattern area density ρ for each pixel area 36.

また、Dp演算部67は、描画領域(ここでは、例えばストライプ領域35)を所定のサイズでメッシュ状に複数の近接メッシュ領域に仮想分割する。近接メッシュ領域のサイズは、近接効果の影響範囲の1/10程度、例えば、1μm程度に設定すると好適である。そして、かかる近接メッシュ領域毎に、近接効果を補正するための補正照射係数Dp(x)を演算する。補正照射係数Dp(x)の補正モデル及びその計算手法は従来と同様で構わない。 Further, the Dp calculation unit 67 virtually divides the drawing area (here, for example, the stripe area 35) into a plurality of proximity mesh areas in a mesh shape having a predetermined size. The size of the proximity mesh region is preferably set to about 1/10 of the influence range of the proximity effect, for example, about 1 μm. Then, the correction irradiation coefficient Dp (x) for correcting the proximity effect is calculated for each such proximity mesh region. The correction model of the correction irradiation coefficient Dp (x) and the calculation method thereof may be the same as the conventional ones.

そして、照射量D演算部68は、画素領域36毎に、得られた補正照射係数Dp(x)と面積密度(ρ)と基準照射量Dとを乗じて照射量D(x)を演算する。このように、照射量D(x)は、画素領域36毎に算出されたパターンの面積密度に比例して求めると好適である。そして、照射時間t演算部70は、画素領域36毎に、得られた照射量D(x)を電流密度Jで割ることで当該画素の照射時間tを演算する。画素毎に得られた照射時間データは、ショットデータとして記憶装置144にショット順に記憶される。 Then, the irradiation amount D calculation unit 68 calculates the irradiation amount D (x) by multiplying the obtained corrected irradiation coefficient Dp (x), the area density (ρ), and the reference irradiation amount D 0 for each pixel area 36. To do. As described above, it is preferable that the irradiation amount D (x) is obtained in proportion to the area density of the pattern calculated for each pixel region 36. Then, the irradiation time t calculation unit 70 calculates the irradiation time t of the pixel by dividing the obtained irradiation amount D (x) by the current density J for each pixel region 36. The irradiation time data obtained for each pixel is stored in the storage device 144 as shot data in the shot order.

そして、描画部150は、各画素が演算された照射量になるように、マルチビームを用いて評価用の試料101に評価パターンを描画(露光)する。描画(露光)された評価用の試料101は、現像され、レジストパターンが形成される。 Then, the drawing unit 150 draws (exposes) an evaluation pattern on the evaluation sample 101 using the multi-beam so that each pixel has the calculated irradiation amount. The drawn (exposed) evaluation sample 101 is developed to form a resist pattern.

位置ずれ量測定工程(S107)として、レジストパターンの各評価位置となるグリッドの位置を図示しない位置測定装置で測定することにより、各グリッドにおける描画位置を測定できる。そして、各評価対象グリッドについて評価パターンの設計位置からの対応する測定位置の位置ずれ量を演算する。位置ずれ量データは、描画装置100の外部から入力され、記憶装置142に格納される。 As the misalignment amount measuring step (S107), the drawing position in each grid can be measured by measuring the position of the grid which is each evaluation position of the resist pattern with a position measuring device (not shown). Then, the amount of misalignment of the corresponding measurement position from the design position of the evaluation pattern is calculated for each evaluation target grid. The misalignment amount data is input from the outside of the drawing device 100 and stored in the storage device 142.

画素ブロック設定工程(S108)として、画素ブロック設定部54は、作成された複数の画素ブロックの中から1つの画素ブロックを設定する。 As the pixel block setting step (S108), the pixel block setting unit 54 sets one pixel block from the created plurality of pixel blocks.

位置ずれ量取得工程(S110)として、取得部55は、記憶装置142に格納された位置ずれ量データを読み出し、設定された画素ブロック内の各位置の位置ずれ量を取得する。 As the misalignment amount acquisition step (S110), the acquisition unit 55 reads out the misalignment amount data stored in the storage device 142 and acquires the misalignment amount of each position in the set pixel block.

補正関数フィッティング工程(S116)として、フィッティング処理部56は、当該画素ブロック38内の各位置での位置ずれを補正するための補正量を補正関数で近似(フィッティング)する。言い換えれば、多項式の補正関数の各係数を演算する。補正関数の一例として、例えば4次の多項式を用いることができる。4次の多項式は、以下の式(1−1)、式(1−2)、式(1−3)、式(1−4)で定義できる。x方向の補正量g(x,y)は、式(1−1)で定義される。y方向の補正量g(x,y)は、式(1−2)で定義される。また、ここでは、1次項とそれ以外の項とを分けて示している。 In the correction function fitting step (S116), the fitting processing unit 56 approximates (fits) the correction amount for correcting the positional deviation at each position in the pixel block 38 with the correction function. In other words, each coefficient of the polynomial correction function is calculated. As an example of the correction function, for example, a fourth-order polynomial can be used. The fourth-order polynomial can be defined by the following equations (1-1), equations (1-2), equations (1-3), and equations (1-4). The correction amount g x (x, y) in the x direction is defined by the equation (1-1). The correction amount gy (x, y) in the y direction is defined by the equation (1-2). Further, here, the primary term and the other terms are shown separately.

Figure 0006754481
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補正マップ作成工程(S118)として、補正マップ作成部58は、補正関数では補正しきれない偏在的な位置ずれを補正する補正量(Gx(x,y),Gy(x,y))を上述したグリッド毎に定義した補正マップを作成する。位置(x、y)における補正マップからの位置補正量(Gx(x,y),Gy(x,y))は位置(x、y)に相当するマップグリッドの4隅の補正量の内挿値を用いればよい。 As the correction map creation step (S118), the correction map creation unit 58 describes the correction amounts (Gx (x, y), Gy (x, y)) for correcting the uneven positional deviation that cannot be completely corrected by the correction function. Create a correction map defined for each grid. The position correction amount (Gx (x, y), Gy (x, y)) from the correction map at the position (x, y) is the interpolation of the correction amount at the four corners of the map grid corresponding to the position (x, y). You can use the value.

よって、ミラー210の反射面の歪み、及び/または描画対象とする試料101の試料面の歪み等に起因するパターン位置ずれの補正量(δ,δ)は、行列表記を用いると以下の式(2)で定義できる。 Therefore, the correction amount (δ x , δ y ) of the pattern position shift due to the distortion of the reflection surface of the mirror 210 and / or the distortion of the sample surface of the sample 101 to be drawn is as follows using the matrix notation. It can be defined by equation (2).

Figure 0006754481
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上述したように、実施の形態1では、かかる画素ブロック42毎に、注目する当該画素ブロック38が処理対象とする描画データ上での領域の位置及び形状を補正する。まずは、注目する当該画素ブロック38の代表点40位置補正の位置補正量を演算する。 As described above, in the first embodiment, the position and shape of the region on the drawing data to be processed by the pixel block 38 of interest are corrected for each of the pixel blocks 42. First, the position correction amount of the representative point 40 position correction of the pixel block 38 of interest is calculated.

代表点位置補正量演算工程(S120)として、代表点位置補正量演算部60は、画素ブロック42毎に、注目する当該画素ブロック38の代表点40での位置ずれを補正する補正関数の逆変換量を用いて、注目する当該画素ブロック38aの代表点40aの位置補正量を演算する。代表点40aの位置として、例えば、当該画素ブロック38aの中心位置を用いると好適である。後述するように、画素ブロック38が処理対象とする描画データ上の領域の形状は上述した位置補正の補正関数式(1−1)〜(1−4)及び補正マップからの補正量に応じた歪みが生じている場合がある。しかし、その歪みは通常十分に小さく、そのため、代表点40の近傍の位置でも代表点40と同じ歪みを持つとすることで画素ブロック内の形状補正を容易にできる。 In the representative point position correction amount calculation step (S120), the representative point position correction amount calculation unit 60 reversely converts the correction function for correcting the positional deviation at the representative point 40 of the pixel block 38 of interest for each pixel block 42. The amount is used to calculate the amount of position correction for the representative point 40a of the pixel block 38a of interest. As the position of the representative point 40a, for example, it is preferable to use the center position of the pixel block 38a. As will be described later, the shape of the region on the drawing data to be processed by the pixel block 38 corresponds to the above-mentioned position correction correction function equations (1-1) to (1-4) and the correction amount from the correction map. Distortion may occur. However, the distortion is usually sufficiently small, and therefore, the shape correction in the pixel block can be easily performed by assuming that the distortion is the same as that of the representative point 40 even at a position near the representative point 40.

式(1−1)と式(1−2)とで示す補正関数を逆変換した逆変換式は、以下の式(3−1)と式(3−2)で定義できる。 The inverse conversion formula obtained by inversely converting the correction functions represented by the formulas (1-1) and (1-2) can be defined by the following formulas (3-1) and (3-2).

Figure 0006754481
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なお、代表点位置補正量演算部60は、式(3−1)と式(3−2)に用いる係数kを演算する。係数kは、以下の式(4)で定義できる。 The representative point position correction amount calculation unit 60 calculates the coefficient k used in the equations (3-1) and (3-2). The coefficient k can be defined by the following equation (4).

Figure 0006754481
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また、代表点位置補正量演算部60(第1の演算部)は、式(3−1)と式(3−2)を演算するにあたって、まず、画素ブロック毎に、補正関数の逆変換処理に使用する、式(1−3)で示す1次項以外をまとめた関数gΔx(x,y)の逆変換項gΔx −1(x,y)と式(1−4)で示す1次項以外をまとめた関数gΔy(x,y)の逆変換項gΔy −1(x,y)とを演算する。逆変換項gΔx −1(x,y)と逆変換項gΔy −1(x,y)とは、以下の式(5−1)と式(5−2)とで定義できる。 Further, in calculating the equations (3-1) and (3-2), the representative point position correction amount calculation unit 60 (first calculation unit) first performs an inverse conversion process of the correction function for each pixel block. The inverse conversion term g Δx -1 (x, y) of the function g Δx (x, y) that summarizes the functions other than the linear term shown in the equation (1-3) and the linear term shown in the equation (1-4). The inverse conversion term g Δy -1 (x, y) of the function g Δy (x, y) that summarizes the above is calculated. The inverse transformation term g Δx -1 (x, y) and the inverse transformation term g Δy -1 (x, y) can be defined by the following equations (5-1) and (5-2).

Figure 0006754481
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そして、代表点位置補正量演算部60は、演算された逆変換項gΔx −1(x,y)と逆変換項gΔy −1(x,y)と係数kとを用いて、式(3−1)に示すg −1(x,y)と式(3−2)に示すg −1(x,y)とを演算すればよい。よって、代表点位置補正量演算部60は、注目する当該画素ブロック38aの代表点40aの位置Cb=(Xb、Yb)での逆変換項gΔx −1(Xb、Yb)と逆変換項gΔy −1(Xb、Yb)とを求め、これらの結果を用いて、位置補正量(g −1(Xb、Yb),g −1(Xb、Yb))を演算する。このように、座標Cb=(Xb、Yb)で定義される注目する当該画素ブロック38aの代表点40aの位置補正量は、補正関数の逆変換量(g −1(Xb、Yb),g −1(Xb、Yb))から求めることができる。これにより、図7に示すような画素ブロック38aの代表点40aの補正後の位置である画素ブロック38bの代表点40bの座標は40aの座標(Xb、Yb)を用いて(Xb+g −1(Xb、Yb),Yb+g −1(Xb、Yb))から求められる。 Then, the representative point position correction amount calculation unit 60 uses the calculated inverse conversion term g Δx -1 (x, y), the inverse conversion term g Δy -1 (x, y), and the coefficient k to obtain an equation ( The g x -1 (x, y) shown in 3-1) and the g y -1 (x, y) shown in the equation (3-2) may be calculated. Therefore, the representative point position correction amount calculation unit 60 has an inverse conversion term g Δx -1 (Xb, Yb) and an inverse conversion term g at the position Cb = (Xb, Yb) of the representative point 40a of the pixel block 38a of interest. Δy -1 (Xb, Yb) and seeking, using these results, the position correction amount (g x -1 (Xb, Yb ), g y -1 (Xb, Yb)) for calculating a. As described above, the position correction amount of the representative point 40a of the pixel block 38a of interest defined by the coordinates Cb = (Xb, Yb) is the inverse conversion amount of the correction function (g x -1 (Xb, Yb), g. It can be obtained from y -1 (Xb, Yb)). As a result, the coordinates of the representative point 40b of the pixel block 38b, which is the corrected position of the representative point 40a of the pixel block 38a as shown in FIG. 7, are (Xb + g x -1 (Xb + g x -1 ) using the coordinates (Xb, Yb) of 40a. Xb, Yb), Yb + g y -1 (Xb, obtained from Yb)).

ミラー210の反射面の歪み、及び/または描画対象とする試料101の試料面に歪み等に起因する位置ずれにより、各画素ブロックが処理対象とする描画データ上の領域は歪んでいる。通常この歪みの位置毎の変化は十分に小さい。このため、画素ブロックが処理対象とする描画データ上の領域の歪みは、画素ブロック代表点に対応する描画データ上の位置での平行移動、拡大縮小、回転、せん断といった線形変換で表すことが出来る。そこで、次に画素ブロック形状を画素ブロック代表点と対応する描画データ上の位置の歪みを表す形状補正係数を演算する。 The area on the drawing data to be processed by each pixel block is distorted due to the distortion of the reflection surface of the mirror 210 and / or the displacement of the sample surface of the sample 101 to be drawn due to the distortion or the like. Usually, the change of this distortion from position to position is small enough. Therefore, the distortion of the area on the drawing data to be processed by the pixel block can be represented by linear transformations such as translation, scaling, rotation, and shear at the position on the drawing data corresponding to the pixel block representative point. .. Therefore, next, the shape correction coefficient representing the distortion of the position on the drawing data corresponding to the pixel block representative point is calculated.

画素ブロック形状演算工程(S122)として、画素ブロック形状演算部62(第2の演算部)は、画素ブロック42毎に、補正関数の偏微分値を係数(或いは行列の要素)に用いる関数を用いて、当該画素ブロック38bの形状補正係数を演算する。具体的には以下のように演算する。歪を画素ブロック毎で線形補正するための補正係数Δg(x,y)は、次の式(6)で定義できる。 As the pixel block shape calculation step (S122), the pixel block shape calculation unit 62 (second calculation unit) uses a function that uses the partial differential value of the correction function as a coefficient (or a matrix element) for each pixel block 42. Then, the shape correction coefficient of the pixel block 38b is calculated. Specifically, the calculation is performed as follows. The correction coefficient Δg (x, y) for linearly correcting the distortion for each pixel block can be defined by the following equation (6).

Figure 0006754481
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また、式(6)の係数として用いられている補正関数の各偏微分値g (x),g (y),g (x),g (y)は、補正関数のx或いはyによる偏微分値で定義され、具体的には以下の式(7−1)、式(7−2)、式(7−3)、式(7−4)で定義される。 Further, each partial differential value g x (x) , g x (y) , gy (x) , gy (y) of the correction function used as the coefficient of the equation (6) is x of the correction function or It is defined by the partial differential value with respect to y, and specifically, it is defined by the following equations (7-1), (7-2), (7-3), and (7-4).

Figure 0006754481
Figure 0006754481

判定工程(S126)として、判定部65は、すべての画素ブロックについて処理が終了したかどうかを判定する。まだ、処理が済んでいない画素ブロックがあれば画素ブロック設定工程(S108)に戻る。そして、すべての画素ブロックについて処理が終了するまで画素ブロック設定工程(S108)から判定工程(S126)までの各工程を実施する。 As a determination step (S126), the determination unit 65 determines whether or not the processing has been completed for all the pixel blocks. If there is a pixel block that has not been processed yet, the process returns to the pixel block setting step (S108). Then, each step from the pixel block setting step (S108) to the determination step (S126) is carried out until the processing is completed for all the pixel blocks.

以上により、画素ブロック単位で、ミラー210の反射面の歪み、及び/または描画対象とする試料101の試料面に歪み等に起因する位置ずれを補正するように、各画素領域36の位置及び形状を補正するための係数を取得できる。かかる画素領域36は、照射時間データを定義するための基準となる領域である。実施の形態1では、補正前の各画素領域36を使ってパターンの面積密度等を演算し、各画素領域36に照射時間データを定義した後に、各画素領域の位置を補正するのではなく、それらの処理を行う前に大元となる各画素領域36自体の位置及び形状を補正する。 As described above, the position and shape of each pixel region 36 are corrected in pixel block units so as to correct the distortion of the reflection surface of the mirror 210 and / or the displacement of the sample surface of the sample 101 to be drawn due to distortion or the like. You can get the coefficient to correct. The pixel region 36 is a reference region for defining irradiation time data. In the first embodiment, the area density of the pattern is calculated using each pixel area 36 before correction, the irradiation time data is defined in each pixel area 36, and then the position of each pixel area is not corrected. Before performing these processes, the position and shape of each pixel area 36 itself, which is the source, is corrected.

画素内外判定工程(S130)として、判定部66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た各図形パターンについて、画素領域36毎に当該画素領域36が各図形パターンの内外どちらに位置するのか判定する。 As a pixel inside / outside determination step (S130), the determination unit 66 reads drawing data from the storage device 140, and for each graphic pattern defined in the drawing data, the pixel region 36 is either inside or outside of each graphic pattern for each pixel region 36. Determine if it is located in.

図8は、実施の形態1における直線の方程式および直線までの距離を説明するための図である。直線の方程式l(x,y)は、l(x,y)=dy(x−x0)−dx(y−y0)で定義される。図8(b)に示す補正後の画素領域(例えば画素中心)から当該図形パターンの1辺にあたる直線までx方向距離dx’とy方向距離dy’は、図8(a)に示す補正前の画素領域(例えば画素中心)からかかる直線までx方向距離dxとy方向距離dyと式(6)と画素ブロック代表点Cbと当該画素の画素ブロック代表点からの相対位置δ(Cb)とを用いて、以下の式(8)で定義される。 FIG. 8 is a diagram for explaining the equation of the straight line and the distance to the straight line in the first embodiment. The linear equation l (x, y) is defined by l (x, y) = dy (x-x0) -dx (y-y0). The x-direction distance dx'and the y-direction distance dy'from the corrected pixel region (for example, the center of the pixel) shown in FIG. 8B to the straight line corresponding to one side of the graphic pattern are the uncorrected distance dy'shown in FIG. 8A. Using the x-direction distance dx, the y-direction distance dy, the equation (6), the pixel block representative point Cb, and the relative position δ (Cb) of the pixel from the pixel block representative point from the pixel region (for example, the center of the pixel) to the straight line. Therefore, it is defined by the following equation (8).

Figure 0006754481
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次に、補正後の画素ブロック代表点から見た対象画素の相対位置(x’,y’)の直線の方程式Lbは、補正後の画素ブロック代表点の直線の方程式lbを用いて、以下の式(9)で定義される。 Next, the equation Lb of the straight line of the relative position (x', y') of the target pixel seen from the corrected pixel block representative point is described below by using the equation lb of the straight line of the corrected pixel block representative point. It is defined by equation (9).

Figure 0006754481
Figure 0006754481

但し、画素ブロック代表点の直線の方程式lbは、以下の式(10)で定義される。 However, the equation lb of the straight line of the pixel block representative point is defined by the following equation (10).

Figure 0006754481
Figure 0006754481

また、画素ブロック代表点から見た計算領域の位置δ−1(Cb)は、以下の式(11)で定義される。但し、画素ブロック代表点Cbの座標は(Xb,Yb)とする。 Further, the position δ -1 (Cb) of the calculation area viewed from the representative point of the pixel block is defined by the following equation (11). However, the coordinates of the pixel block representative point Cb are (Xb, Yb).

Figure 0006754481
Figure 0006754481

そして、式(9)が正の値であれば、当該直線に対して図形パターン内と判定する。負の値であれば、当該直線に対して図形パターン外と判定する。図形パターンの辺毎に当該判定を行う。そして、判定部66は、当該図形パターンに対して、すべての辺について式(9)が正の値であれば、当該画素は、当該図形パターン内に位置すると判定する。画素毎に内外判定結果fが例えば記憶装置142に記憶される。内外判定結果fは、当該画素がいずれかの図形パターン内であれば“1”、当該画素がいずれの図形パターン内でもない場合であれば“0”を定義する。 Then, if the equation (9) has a positive value, it is determined that the straight line is within the graphic pattern. If it is a negative value, it is determined that the straight line is out of the graphic pattern. The determination is made for each side of the graphic pattern. Then, the determination unit 66 determines that the pixel is located in the graphic pattern if the equation (9) has a positive value for all the sides of the graphic pattern. The inside / outside determination result f is stored in, for example, the storage device 142 for each pixel. The inside / outside determination result f defines “1” if the pixel is in any of the graphic patterns, and “0” if the pixel is not in any of the graphic patterns.

近接効果補正照射係数Dp演算工程(S132)として、Dp演算部67は、描画領域(ここでは、例えばストライプ領域35)を所定のサイズでメッシュ状に複数の近接メッシュ領域に仮想分割する。近接メッシュ領域のサイズは、近接効果の影響範囲の1/10程度、例えば、1μm程度に設定すると好適である。そして、かかる近接メッシュ領域毎に、近接効果を補正するための補正照射係数Dp(x)を演算する。補正照射係数Dp(x)の補正モデル及びその計算手法は従来と同様で構わない。Dp演算部67は、例えば、近接メッシュ領域毎に面積密度ρ’を演算する。そして、Dp演算部67は、近接効果補正係数η、分布関数R(x)、閾値Dthを用いて、以下の式(12)を満たす未知のDp(x)を演算する。分布関数R(x)として、例えば、ガウシアン分布関数を用いると好適である。なお、式(12)において、xは、近接メッシュの位置を示す。 As the proximity effect correction irradiation coefficient Dp calculation step (S132), the Dp calculation unit 67 virtually divides the drawing area (here, for example, the stripe area 35) into a plurality of proximity mesh areas in a mesh shape with a predetermined size. The size of the proximity mesh region is preferably set to about 1/10 of the influence range of the proximity effect, for example, about 1 μm. Then, the correction irradiation coefficient Dp (x) for correcting the proximity effect is calculated for each such proximity mesh region. The correction model of the correction irradiation coefficient Dp (x) and the calculation method thereof may be the same as the conventional ones. The Dp calculation unit 67 calculates the area density ρ'for each proximity mesh region, for example. Then, the Dp calculation unit 67 calculates an unknown Dp (x) that satisfies the following equation (12) by using the proximity effect correction coefficient η, the distribution function R (x), and the threshold value Dth. As the distribution function R (x), for example, it is preferable to use the Gaussian distribution function. In the equation (12), x indicates the position of the proximity mesh.

Figure 0006754481
Figure 0006754481

照射量D演算及び照射時間演算工程(S134)として、照射量D演算部68は、位置ずれが補正された画素領域毎に、当該画素領域を照射する照射量を演算する。具体的には、照射量D演算部68は、位置ずれが補正された画素領域36毎に、得られた補正照射係数Dp(x+g −1(x,y),y+g −1(x,y))と内外判定結果fと基準照射量Dとを乗じて照射量D(x,y)を演算する。このように、照射量D(x,y)は、位置ずれが補正された画素領域36毎に算出されたパターンの面積密度に比例して求めると好適である。そして、照射時間t演算部70は、位置ずれが補正された画素領域36毎に、得られた照射量D(x,y)を電流密度Jで割ることで当該画素領域36の照射時間tを演算する。位置ずれが補正された画素領域36毎に得られた照射時間データは、ショットデータとして記憶装置144にショット順に記憶される。 In the irradiation amount D calculation and irradiation time calculation step (S134), the irradiation amount D calculation unit 68 calculates the irradiation amount for irradiating the pixel region for each pixel region in which the positional deviation is corrected. Specifically, the irradiation amount D calculation unit 68 has obtained a corrected irradiation coefficient Dp (x + g x -1 (x, y), y + gy − for each pixel region 36 in which the positional deviation has been corrected. The irradiation amount D (x, y) is calculated by multiplying 1 (x, y)), the internal / external determination result f, and the reference irradiation amount D 0 . As described above, it is preferable that the irradiation amount D (x, y) is obtained in proportion to the area density of the pattern calculated for each of the pixel regions 36 in which the positional deviation is corrected. Then, the irradiation time t calculation unit 70 calculates the irradiation time t of the pixel region 36 by dividing the obtained irradiation amount D (x, y) by the current density J for each pixel region 36 in which the positional deviation is corrected. Calculate. The irradiation time data obtained for each of the pixel regions 36 in which the misalignment has been corrected is stored in the storage device 144 as shot data in the shot order.

描画工程(S136)として、描画部150は、各画素領域36が演算された照射量になるように、マルチビーム20を用いて試料101にパターンを描画(露光)する。描画(露光)された試料101は、現像され、レジストパターンが形成される。そして、レジストパターンをマスクとして、その下層の遮光膜をエッチングすることでマスク基板が形成される。 As a drawing step (S136), the drawing unit 150 draws (exposes) a pattern on the sample 101 using the multi-beam 20 so that each pixel region 36 has the calculated irradiation amount. The drawn (exposed) sample 101 is developed to form a resist pattern. Then, the mask substrate is formed by etching the light-shielding film under the resist pattern as a mask.

図9は、実施の形態1における位置ずれ補正をおこなった画素を用いて10°回転させた矩形パターンを描画する場合のビームプロファイルのシミュレーション結果の一例を示す図である。図9では、矩形パターンを10°回転させることによって、y軸から10°の角度で傾斜した2斜辺をy方向に向かって等間隔でx方向に描画する場合のビームプロファイルのシミュレーション結果の一例を示している。y方向に向かって等間隔でx方向に描画する場合、y方向の各位置でのパターンの線幅は、設計上、いずれも同じ線幅になるはずである。そして、かかる線幅は設計上、等間隔でシフトするはずである。図9に示すように、実施の形態1における位置ずれ補正をおこなった画素を用いることで同じ線幅の各ビームプロファイルが等間隔でシフトしていることがわかる。 FIG. 9 is a diagram showing an example of a beam profile simulation result in the case of drawing a rectangular pattern rotated by 10 ° using the pixels subjected to the positional deviation correction in the first embodiment. FIG. 9 shows an example of a beam profile simulation result in which two hypotenuses inclined at an angle of 10 ° from the y-axis are drawn in the x-direction at equal intervals in the y-direction by rotating the rectangular pattern by 10 °. Shown. When drawing in the x direction at equal intervals in the y direction, the line width of the pattern at each position in the y direction should be the same line width by design. Then, the line width should be shifted at equal intervals by design. As shown in FIG. 9, it can be seen that the beam profiles having the same line width are shifted at equal intervals by using the pixels subjected to the misalignment correction in the first embodiment.

図10は、実施の形態1における補正有無の場合で三角形パターンを描画する場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。ここでは、拡大、縮小、及び回転無しに単に2次元方向に位置ずれする場合を想定している。図10(a)では、実施の形態1における位置ずれ補正を行わずに描画した場合の三角形パターンの一例を示す。設計上は、点線で示す位置に三角形パターンが形成されるはずであったが、位置ずれにより実線の位置にずれている様子が示されている。これに対して、実施の形態1における位置ずれ補正を行って描画した場合、図10(b)に示すように、位置ずれが解消されていることがわかる。なお、図10(b)では、画素ブロック中心の位置補正を行い、拡大、縮小、及び回転の補正は行っていない場合の一例を示している。 FIG. 10 is a diagram showing an example of a simulation result when a triangular pattern is drawn with or without correction in the first embodiment. Here, it is assumed that the position is simply displaced in the two-dimensional direction without enlargement, reduction, and rotation. FIG. 10A shows an example of a triangular pattern when drawn without performing the positional deviation correction in the first embodiment. In the design, the triangular pattern should have been formed at the position indicated by the dotted line, but it is shown that the position is shifted to the solid line due to the misalignment. On the other hand, when the drawing is performed with the misalignment correction in the first embodiment, it can be seen that the misalignment is eliminated as shown in FIG. 10B. Note that FIG. 10B shows an example in which the position of the center of the pixel block is corrected and the enlargement, reduction, and rotation are not corrected.

図11は、実施の形態1における補正有無の場合で三角形パターンを描画する場合のシミュレーション結果の他の一例を示す図である。ここでは、回転による位置ずれが生じる場合を想定している。図11(a)では、実施の形態1における位置ずれ補正を行わずに描画した場合の三角形パターンの一例を示す。設計上は、点線で示す位置に三角形パターンが形成されるはずであったが、回転による位置ずれにより実線の位置にずれている様子が示されている。これに対して、実施の形態1における位置ずれ補正を行って描画した場合、図11(b)に示すように、位置ずれが解消されていることがわかる。なお、図11(b)では、画素ブロック中心の位置補正と共に、拡大、縮小、及び回転の補正を行っている場合の一例を示している。 FIG. 11 is a diagram showing another example of the simulation result when the triangle pattern is drawn with or without correction in the first embodiment. Here, it is assumed that the position shifts due to rotation. FIG. 11A shows an example of a triangular pattern when drawn without performing the positional deviation correction in the first embodiment. In the design, a triangular pattern should have been formed at the position indicated by the dotted line, but it is shown that the position is shifted to the solid line due to the position shift due to rotation. On the other hand, when the drawing is performed with the misalignment correction in the first embodiment, it can be seen that the misalignment is eliminated as shown in FIG. 11B. Note that FIG. 11B shows an example in which enlargement, reduction, and rotation correction are performed in addition to position correction at the center of the pixel block.

以上のように、実施の形態1によれば、マルチビーム描画について、ミラー210の反射面の歪み、及び/または描画対象とする試料101面に歪み等に起因する位置ずれを補正できる。よって、精度の高い位置および寸法でパターンを描画できる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to correct the distortion of the reflection surface of the mirror 210 and / or the displacement of the sample 101 surface to be drawn due to the distortion or the like in the multi-beam drawing. Therefore, the pattern can be drawn at a highly accurate position and dimension.

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。 The embodiment has been described above with reference to a specific example. However, the present invention is not limited to these specific examples.

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 the description of parts that are not directly necessary for the description of the present invention, such as the device configuration and control method, is omitted, the required device configuration and control method can be appropriately selected and used. For example, the description of the control unit configuration for controlling the drawing device 100 has been omitted, but 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方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all charged particle beam drawing devices and methods that include the elements of the present invention and can be appropriately redesigned by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

10 描画領域
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
30 メンブレン領域
31 基板
32 外周領域
33 支持台
34 照射領域
35 ストライプ領域
36 画素
47 個別ブランキング機構
50 画素分割部
52 画素ブロック作成部
54 画素ブロック設定部
55 取得部
56 フィッティング処理部
58 補正マップ作成部
60 代表点位置補正量演算部
62 画素ブロック形状演算部
64 補正部
65 判定部
66 ρ演算部
67 Dp演算部
68 D演算部
70 t演算部
72 描画制御部
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
140,142,144 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
10 Drawing area 20 Multi-beam 22 Hole 24,44 Control electrode 25, 45 Passing hole 26,46 Opposed electrode 30 Membrane area 31 Substrate 32 Outer peripheral area 33 Support base 34 Irradiation area 35 Stripe area 36 Pixels 47 Individual blanking mechanism 50 Pixel division Part 52 Pixel block creation unit 54 Pixel block setting unit 55 Acquisition unit 56 Fitting processing unit 58 Correction map creation unit 60 Representative point position correction amount calculation unit 62 Pixel block shape calculation unit 64 Correction unit 65 Judgment unit 66 ρ calculation unit 67 Dp calculation Part 68 D Calculation unit 70 t Calculation unit 72 Drawing control 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 detector 140, 142, 144 Storage device 150 Drawing unit 160 Control unit 200 Electron beam 201 Electron gun 202 Illumination lens 203 Molded aperture array member 204 Blanking aperture array unit 205 Reduction lens 206 Limiting aperture member 207 Objective lens 208 Deflator 210 Mirror

Claims (4)

試料の描画領域をマルチ荷電粒子ビームが照射されるメッシュ状の複数の画素領域に分割する分割部と、
前記複数の画素領域を少なくとも1つの画素領域で構成される複数の画素ブロックにグループ化するグループ処理部と、
前記複数の画素ブロックの画素ブロック毎に、画素ブロック単位で当該画素ブロックが処理対象とする描画データ上での領域の位置を補正する補正部と、
前記位置が補正された画素毎に、当該画素を照射する照射量を演算する照射量演算部と、
各画素が演算された照射量になるように、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて前記試料にパターンを描画する描画部と、
を備え
前記補正部は、前記画素ブロック毎に、当該画素ブロックの代表点に対応する描画データ上での位置を補正し、
前記補正部は、前記画素ブロック毎に、当該画素ブロックの代表点に対応する描画データ上での位置の補正量を、前記試料上における当該画素ブロックの代表点の位置を補正する補正関数についての逆変換式を用いて算出し、
前記画素ブロック毎に、前記補正関数の偏微分値を係数に用いる関数を用いて、当該画素ブロックの形状を特定する各位置の補正量を演算する演算部をさらに備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
A dividing part that divides the drawing area of the sample into a plurality of mesh-shaped pixel areas irradiated with a multi-charged particle beam,
A group processing unit that groups the plurality of pixel areas into a plurality of pixel blocks composed of at least one pixel area.
For each pixel block of the plurality of pixel blocks, a correction unit that corrects the position of an area on the drawing data to be processed by the pixel block in pixel block units.
An irradiation amount calculation unit that calculates an irradiation amount for irradiating the pixel for each pixel whose position has been corrected,
A drawing unit that draws a pattern on the sample using the multi-charged particle beam so that each pixel has an calculated irradiation amount.
Equipped with a,
The correction unit corrects the position on the drawing data corresponding to the representative point of the pixel block for each pixel block.
The correction unit relates to a correction function for correcting the position correction amount of the position on the drawing data corresponding to the representative point of the pixel block for each pixel block and the position of the representative point of the pixel block on the sample. Calculated using the inverse conversion formula,
Each pixel block is further provided with a calculation unit that calculates a correction amount at each position that specifies the shape of the pixel block by using a function that uses the partial differential value of the correction function as a coefficient. Charged particle beam drawing device.
試料の描画領域をマルチ荷電粒子ビームが照射されるメッシュ状の複数の画素領域に分割する分割部と、
前記複数の画素領域を少なくとも1つの画素領域で構成される複数の画素ブロックにグループ化するグループ処理部と、
前記複数の画素ブロックの画素ブロック毎に、画素ブロック単位で当該画素ブロックが処理対象とする描画データ上での領域の位置を補正する補正部と、
前記位置が補正された画素毎に、当該画素を照射する照射量を演算する照射量演算部と、
各画素が演算された照射量になるように、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて前記試料にパターンを描画する描画部と、
を備え
前記補正部は、前記画素ブロック毎に、当該画素ブロックの代表点に対応する描画データ上での位置を補正し、
前記補正部は、前記画素ブロック毎に、当該画素ブロックの代表点に対応する描画データ上での位置の補正量を、前記試料上における当該画素ブロックの代表点の位置を補正する補正関数についての逆変換式を用いて算出し、
前記画素ブロック毎に、前記補正関数に対しての逆変換処理に使用する逆変換項を演算する第1の演算部と、
前記画素ブロック毎に、前記補正関数の偏微分値を係数に用いる関数を用いて、当該画素ブロックの形状を特定する各位置の補正量を演算する第2の演算部と、
をさらに備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
A dividing part that divides the drawing area of the sample into a plurality of mesh-shaped pixel areas irradiated with a multi-charged particle beam,
A group processing unit that groups the plurality of pixel areas into a plurality of pixel blocks composed of at least one pixel area.
For each pixel block of the plurality of pixel blocks, a correction unit that corrects the position of an area on the drawing data to be processed by the pixel block in pixel block units.
An irradiation amount calculation unit that calculates an irradiation amount for irradiating the pixel for each pixel whose position has been corrected,
A drawing unit that draws a pattern on the sample using the multi-charged particle beam so that each pixel has an calculated irradiation amount.
Equipped with a,
The correction unit corrects the position on the drawing data corresponding to the representative point of the pixel block for each pixel block.
The correction unit relates to a correction function for correcting the position correction amount of the position on the drawing data corresponding to the representative point of the pixel block for each pixel block and the position of the representative point of the pixel block on the sample. Calculated using the inverse conversion formula,
For each pixel block, a first calculation unit that calculates an inverse conversion term used for the inverse conversion processing for the correction function, and
A second calculation unit that calculates the correction amount at each position that specifies the shape of the pixel block by using a function that uses the partial differential value of the correction function as a coefficient for each pixel block.
A multi-charged particle beam drawing device characterized by further equipped with .
試料の描画領域をマルチ荷電粒子ビームが照射されるメッシュ状の複数の画素領域に分割する工程と、
前記複数の画素領域を少なくとも1つの画素領域で構成される複数の画素ブロックにグループ化する工程と、
前記複数の画素ブロックの画素ブロック毎に、画素ブロック単位で当該画素ブロックが処理対象とする描画データ上での領域の位置を補正する工程と、
前記位置が補正された画素毎に、当該画素を照射する照射量を演算する工程と、
各画素が演算された照射量になるように、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて前記試料にパターンを描画する工程と、
を備え
前記画素ブロック毎に、当該画素ブロックの代表点に対応する描画データ上での位置を補正し、
前記画素ブロック毎に、当該画素ブロックの代表点に対応する描画データ上での位置の補正量を、前記試料上における当該画素ブロックの代表点の位置を補正する補正関数についての逆変換式を用いて算出し、
前記画素ブロック毎に、前記補正関数の偏微分値を係数に用いる関数を用いて、当該画素ブロックの形状を特定する各位置の補正量を演算する工程をさらに備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
The process of dividing the drawing area of the sample into a plurality of mesh-shaped pixel areas irradiated with the multi-charged particle beam, and
A step of grouping the plurality of pixel regions into a plurality of pixel blocks composed of at least one pixel region, and
A step of correcting the position of an area on the drawing data to be processed by the pixel block for each pixel block of the plurality of pixel blocks.
A step of calculating the irradiation amount to irradiate the pixel for each pixel whose position has been corrected, and
A step of drawing a pattern on the sample using the multi-charged particle beam so that each pixel has an calculated irradiation amount, and
Equipped with a,
For each pixel block, the position on the drawing data corresponding to the representative point of the pixel block is corrected.
For each pixel block, the amount of correction of the position on the drawing data corresponding to the representative point of the pixel block is calculated by using an inverse conversion formula for the correction function for correcting the position of the representative point of the pixel block on the sample. Calculated
Each pixel block is further provided with a step of calculating the correction amount of each position for specifying the shape of the pixel block by using a function using the partial differential value of the correction function as a coefficient. Particle beam drawing method.
試料の描画領域をマルチ荷電粒子ビームが照射されるメッシュ状の複数の画素領域に分割する工程と、
前記複数の画素領域を少なくとも1つの画素領域で構成される複数の画素ブロックにグループ化する工程と、
前記複数の画素ブロックの画素ブロック毎に、画素ブロック単位で当該画素ブロックが処理対象とする描画データ上での領域の位置を補正する工程と、
前記位置が補正された画素毎に、当該画素を照射する照射量を演算する工程と、
各画素が演算された照射量になるように、前記マルチ荷電粒子ビームを用いて前記試料にパターンを描画する工程と、
を備え
前記画素ブロック毎に、当該画素ブロックの代表点に対応する描画データ上での位置を補正し、
前記画素ブロック毎に、当該画素ブロックの代表点に対応する描画データ上での位置の補正量を、前記試料上における当該画素ブロックの代表点の位置を補正する補正関数についての逆変換式を用いて算出し、
前記画素ブロック毎に、前記補正関数に対しての逆変換処理に使用する逆変換項を演算する工程と、
前記画素ブロック毎に、前記補正関数の偏微分値を係数に用いる関数を用いて、当該画素ブロックの形状を特定する各位置の補正量を演算する工程と、
をさらに備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
The process of dividing the drawing area of the sample into a plurality of mesh-shaped pixel areas irradiated with the multi-charged particle beam, and
A step of grouping the plurality of pixel regions into a plurality of pixel blocks composed of at least one pixel region, and
A step of correcting the position of an area on the drawing data to be processed by the pixel block for each pixel block of the plurality of pixel blocks.
A step of calculating the irradiation amount to irradiate the pixel for each pixel whose position has been corrected, and
A step of drawing a pattern on the sample using the multi-charged particle beam so that each pixel has an calculated irradiation amount, and
Equipped with a,
For each pixel block, the position on the drawing data corresponding to the representative point of the pixel block is corrected.
For each pixel block, the amount of correction of the position on the drawing data corresponding to the representative point of the pixel block is calculated by using an inverse conversion formula for the correction function for correcting the position of the representative point of the pixel block on the sample. Calculated
A step of calculating an inverse conversion term used for the inverse conversion process for the correction function for each pixel block, and
A step of calculating the correction amount of each position that specifies the shape of the pixel block by using a function that uses the partial differential value of the correction function as a coefficient for each pixel block.
A multi-charged particle beam drawing method characterized by further providing.
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