WO2014148096A1 - 荷電粒子線照射位置の補正プログラム、荷電粒子線照射位置の補正量演算装置、荷電粒子線照射システム、荷電粒子線照射位置の補正方法 - Google Patents

荷電粒子線照射位置の補正プログラム、荷電粒子線照射位置の補正量演算装置、荷電粒子線照射システム、荷電粒子線照射位置の補正方法 Download PDF

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irradiation
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洋平 大川
英則 小澤
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    • H01J2237/304—Controlling tubes
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Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam irradiation position correction program, a charged particle beam irradiation position correction amount calculation device, a charged particle beam irradiation system, and a charged particle beam irradiation position correction method.
  • An object of the present invention is to correct a charged particle beam irradiation position accurately and improve a drawing pattern position accuracy, a charged particle beam irradiation position correction program, a charged particle beam irradiation position correction amount calculation device, A particle beam irradiation system and a charged particle beam irradiation position correction method are provided.
  • a first invention is a charged particle beam irradiation position correction program for correcting an irradiation position of a charged particle beam irradiated to a workpiece (M) coated with a resist (R), and includes a computer (22).
  • the charge density distribution for calculating the charge density distribution for each mesh (A) of the replaced surface charge by replacing the charge of the resist by irradiation of the charged particle beam with the surface charge at the interface between the resist and the workpiece
  • the trajectory calculating means for calculating the trajectory of the charged particles from the emission position of the charged particle beam to the surface of the resist based on the charge density distribution, and the charged particle beam based on the calculated trajectory
  • An error amount calculation means for calculating an error amount of the irradiation position of the laser beam; and an irradiation position correction amount calculation means for calculating a correction amount of the irradiation position of the charged particle beam based on the calculated error amount.
  • a correction program of the charged particle beam irradiation position characterized in that to function.
  • the trajectory calculating means is based on only the charge density generated by the region irradiated with the charged particle beam in the charge density distribution.
  • a charged particle beam irradiation position correction program characterized by calculating the trajectory.
  • the charge density distribution calculating unit is configured to irradiate the resist (R) with the charged particle beam a plurality of times.
  • a charged particle beam irradiation position correction program is characterized in that a charge density distribution corresponding to each irradiation state is created.
  • the trajectory calculating means calculates the trajectory corresponding to each irradiation state based on the charge density distribution corresponding to the irradiation state.
  • the error amount calculation means calculates the error amount according to each irradiation situation based on the trajectory according to the irradiation situation, and the irradiation position correction amount calculation means calculates the error according to the irradiation situation.
  • a charged particle beam irradiation position correction program characterized in that, based on an error amount, the correction amount corresponding to each irradiation state is calculated, and each is used as a correction amount for each irradiation position of the charged particle beam. It is.
  • the trajectory calculating means calculates the trajectory according to the irradiation state based on the charge density distribution according to the irradiation state.
  • the error amount calculating means calculates the error amount according to the irradiation condition based on the trajectory according to the irradiation condition, and the irradiation position correction amount calculating means is based on the error amount according to the irradiation condition.
  • a correction program for a charged particle beam irradiation position wherein the correction amount according to the irradiation state is calculated, and an average value of the calculated correction amounts is used as a correction amount for the irradiation position of the charged particle beam. is there.
  • 6th invention reads the said correction program from the memory
  • a seventh invention is a charged particle beam irradiation system comprising the charged particle beam irradiation position correction amount calculation device (20) of the sixth invention and a charged particle beam irradiation device (10) for irradiating the charged particle beam. (1).
  • An eighth invention is a charged particle beam irradiation position correction method for correcting an irradiation position of a charged particle beam irradiated to a workpiece (M) coated with a resist (R), wherein the charged particle beam The charge of the resist due to irradiation is replaced with a surface charge at the interface between the resist and the workpiece, a charge density distribution calculating step for calculating a charge density distribution for each mesh of the replaced surface charge, and the charge density distribution Based on the trajectory calculation step for calculating the trajectory of the charged particles from the emission position of the charged particle beam to the surface of the resist, the error amount of the irradiation position of the charged particle beam is calculated based on the calculated trajectory.
  • a charged particle beam irradiation position correction method comprising: an error amount calculation step; and an irradiation position correction amount calculation step of calculating a correction amount of the irradiation position of the charged particle beam based on the calculated error amount It is.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a drawing system 1 according to the embodiment.
  • the irradiation direction of the electron beam is the Z direction
  • the directions perpendicular to the irradiation direction are the X direction and the Y direction, respectively.
  • the drawing system (charged particle beam irradiation system) 1 is an apparatus for producing a photomask by irradiating a mask substrate (workpiece) 100 with an electron beam as a charged particle beam and drawing a predetermined pattern on the mask substrate M.
  • the drawing system 1 includes an electron beam irradiation device 10, a correction amount calculation device 20, and the like.
  • the electron beam irradiation apparatus 10 includes an electron gun 11, an XY stage 12, a control unit 13, a storage unit 14, a deflector 15, and the like.
  • the electron gun 11 irradiates the mask substrate M placed on the XY stage 12 with an electron beam.
  • the electron gun 11 is disposed vertically above the XY stage 12 (+ Z direction), and irradiates the mask substrate M placed on the XY stage 12 with an electron beam.
  • the XY stage 12 is a work stage on which the mask substrate M is placed and moves in a horizontal plane (XY plane).
  • the XY stage 12 moves the mounted mask substrate M so that the irradiation position of the electron beam of the electron gun 11 matches the processing position of the mask substrate M in cooperation with the deflector 15.
  • the control unit 13 is a control circuit that performs overall control of each unit of the drawing system 1 and includes, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 13 reads out and executes various programs stored in the storage unit 14 as appropriate, thereby realizing various functions according to the present invention in cooperation with the hardware described above.
  • the control unit 13 irradiates an electron beam from the electron gun 11 while driving and controlling the XY stage 12 on the basis of a drawing pattern and a correction map (described later) stored in the storage unit 14, and applies a predetermined amount onto the mask substrate M. Form a pattern.
  • the storage unit 14 is a storage device such as a hard disk or a semiconductor memory element for storing programs, information, and the like necessary for the operation of the electron beam irradiation apparatus 10, and also stores information such as a photomask drawing pattern as described above. is doing.
  • the storage unit 14 is connected to a control unit 22 (described later) of the correction amount calculation device 20 and stores a correction map output from the correction amount calculation device 20.
  • the deflector 15 is a device that changes the deflection angle of the electron beam emitted from the electron gun 11.
  • the correction amount calculation device 20 is a device that calculates the correction amount of the irradiation position of the electron beam irradiated on the surface of the resist R applied to the mask substrate M, and creates a correction map.
  • a workpiece such as a mask substrate coated with a resist
  • a charged particle beam such as an electron beam
  • the resist is charged, and the charged particle beam trajectory is caused by this charging. Is distorted and an error occurs in the irradiation position of the charged particle beam. For this reason, it has been a factor of reducing the positional accuracy of the drawing pattern formed on the workpiece.
  • measures are taken such as grounding the metal film on the mask substrate surface.
  • the correction amount calculation apparatus 20 of the present embodiment predicts a charge density distribution corresponding to the resist charging, and calculates a correction amount for correcting the error in the electron beam irradiation position caused by the charged resist.
  • the correction amount calculation device 20 includes a storage unit 21, a control unit 22 (computer), and the like.
  • the storage unit 21 is a storage device such as a hard disk or a semiconductor memory element for storing a program, information, and the like necessary for the operation of the correction amount calculation device 20. Further, the storage unit 21 stores a correction program for calculating a correction amount of the irradiation position of the irradiated electron beam onto the mask substrate M.
  • the control unit 22 is a control circuit that performs overall control of the correction amount calculation device 20, and includes, for example, a CPU (central processing unit). The control unit 22 reads out and executes the correction program stored in the storage unit 21, thereby calculating the correction amount of the irradiation position of the electron beam irradiated from the electron gun 11, and calculating the calculation result (correction map) as an electron. It outputs to the memory
  • the mask substrate M is a substrate for a photomask made of glass or the like, and a photomask is manufactured by irradiating an electron beam to form a predetermined pattern.
  • the mask substrate M has a resist R applied on the surface thereof.
  • the resist R is an electron beam resist that changes its chemical resistance when irradiated with an electron beam as a thin film.
  • ZEP7000 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
  • the resist R may be a chemically amplified resist.
  • FEP-171 manufactured by Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd., NEB-22 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., or the like can be used.
  • the technique of the present invention can be applied even when the resist R has a two-layer structure using an antistatic film as an upper layer and an electron beam resist as a lower layer, and the antistatic film cannot completely prevent resist charging. Can do.
  • an antistatic film aquaSAVE manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. can be used.
  • the resist R can be used regardless of whether it is a non-chemically amplified type or a chemically amplified type, a positive type resist, a negative type resist, or an internal structure including an antistatic film.
  • the material used for the resist R is not particularly limited as long as the material can be charged by drawing even a little.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the correction program stored in the correction amount calculation device 20 of the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a charged state of the resist R applied to the mask substrate M of the embodiment.
  • FIG. 3A is a side view of the mask substrate M and shows a charged state of the resist R.
  • FIG. 3B is a schematic diagram in the case where the charge of the resist R is replaced with the surface charge at the interface between the resist R and the mask substrate M.
  • FIG. 3 (c) is a plan view of a charge density distribution in which the charge of FIG.
  • FIG. 3 (b) is the charge density for each plane mesh, and the position of the charge density in the height direction is shown in FIG. 3 (b). As shown, it is the interface between the resist R and the mask substrate M.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between primary electron energy and secondary electron emission ratio.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the emission position of the electron beam and the irradiation position on the mask substrate M.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an error amount and a correction amount vector calculated by the correction program. 3, 5, and 6, as in FIG. 1, the electron beam irradiation direction (thickness direction of the mask substrate M) is the Z direction, and the direction perpendicular to the irradiation direction (thickness direction) is the X direction, respectively. The Y direction is assumed.
  • the control unit 22 of the correction amount calculation device 20 reads the correction program stored in the storage unit 21 and calculates the correction amount of the irradiation position of the electron beam with respect to the drawing pattern.
  • the control unit 22 inputs drawing pattern information from the storage unit 14 via the control unit 13 of the electron beam irradiation apparatus 10.
  • the control unit 22 makes the mesh of the resist R charged when the electron beam is irradiated by the method described later based on the input drawing pattern information.
  • the charge density distribution is predicted and calculated (charge density distribution calculation means).
  • the charging of the resist R as shown in FIG. 3A is replaced with the surface charge existing at the interface between the resist R and the mask substrate M as shown in FIG. Yes. That is, the position in the height direction of the calculated charge density distribution in FIG. 3C is the interface between the resist R and the mask substrate M.
  • the calculation means for predicting the charge density distribution is performed by the following method, for example.
  • incident electron energy primary electron energy
  • ⁇ S secondary electron emission ratio
  • the number of secondary electrons is smaller than the number of incident electrons when ⁇ S ⁇ 1, as shown in FIG. Therefore, the irradiated part of the sample is negatively charged as a whole.
  • ⁇ S > 1 since the number of secondary electrons is larger than the number of incident electrons, the irradiated portion of the sample is positively charged as a whole.
  • the energy region in which the sample in the vicinity of the acceleration voltage is negatively charged is “negative region I”, and the energy region in which the sample is positively charged in the intermediate zone is “positive region”.
  • the energy region in which the sample is negatively charged in the low energy band is defined as “negative region II”, and the charge distribution generated by each is separately calculated and added to calculate the charge density distribution.
  • the electrons in the negative region I are distributed near the irradiation region, and the electrons in the positive region are wider than that.
  • the electrons in the negative region II are further distributed over a wider range.
  • the charge density distribution of the resist R due to charging is obtained by convolution integration of the pattern area density g and the Gaussian function using the following relational expression (1).
  • ⁇ represents the charge density
  • ⁇ m1 is the influence range (scattering radius) of the negative region I
  • ⁇ m1 is a coefficient representing the ease of negative charging of the resist R by the negative region I.
  • ⁇ p is the influence range (scattering radius) of the positive region
  • ⁇ p is a coefficient representing the ease of positive charging of the resist R by the positive region
  • ⁇ m2 is the negative region II.
  • ⁇ m2 is a coefficient representing the ease of negative charging of the resist R by the negative region II.
  • the resist R will be described as an example in which the top and bottom and left and right directions of the surface are divided into four equal parts, and each mesh is divided into 16 square areas A.
  • the surface of the mask substrate is meshed into a large number of regions in a lattice shape.
  • Each region of the divided resist R is A ij, and the charge density of each region A ij is ⁇ ij [C / m 2 ].
  • i represents the number of divisions in the left-right direction of the resist R
  • j represents the number of divisions in the vertical direction.
  • i 1 to 4
  • j 1 to 4.
  • the lower left area A of FIG. 3 (c) is A 11, its charge density [rho, the [rho 11.
  • the region A of the lower right is A 41, its charge density [rho, the [rho 41.
  • control unit 22 determines, for each calculation target region, the position and velocity of the charged particles moving from the electron beam emission position to the surface of the resist R, and the electric field strength E received by the charged particles at each position. It calculates
  • the electric field strengths E x , E y , E z are calculated by the following relational expressions (4) to (6).
  • (x, y, z) in the relational expressions (4) to (6) indicate the coordinates of the position r of the charged particle in the X direction, the Y direction, and the Z direction, respectively, as shown in FIG.
  • (x 0 , y 0 , z 0 ) represents the coordinates of the electron beam emission position r 0
  • (x ⁇ , y ⁇ , z ⁇ ) represents the displacement from r 0 .
  • ⁇ 0 indicates the dielectric constant of vacuum.
  • the integrals may be approximated using a numerical calculation method as appropriate.
  • the relational expressions (4) to (6) are transformed into the following relational expressions (4) ′ to (6) ′.
  • h is the mesh size
  • ⁇ ij is the charge density of mesh ij.
  • the following equation is equivalent to the case where a point charge having a charge corresponding to the total charge amount of the mesh exists at the center of the mesh, and the charge density of each mesh is replaced with the point charge.
  • (v x , v y , v z ) indicates the velocity [m / s 2 ] in each direction of XYZ of the charged particle.
  • M and q represent the mass [kg] and the charge [C] of the charged particles.
  • q can take a negative value if it is an electron beam, and can take both a positive value and a negative value depending on the type of ion if it is an ion beam.
  • v 0 is set to an appropriate value according to the acceleration voltage of the irradiation apparatus.
  • the coordinates (x 0 , y 0 ) in the horizontal plane of the electron beam emission position r 0 indicate the center coordinates of the region A to be irradiated.
  • z 0 which is the vertical coordinate of r 0 is the height of the electron gun 1 from the substrate. If the speed of the electron beam is close to the speed of light, the coordinate system of relational expressions (4) to (12) subjected to Lorentz transformation may be used instead.
  • the calculated error amount by S103 described above is the error displacement of the charged particles on the surface of the resist R as a vector for each region A of the meshed resist R surface. Can be represented.
  • the error amount in each region A is approximated to be equal to the calculated error amount at the center of the region A.
  • the control unit 22 calculates the correction amount of the irradiation position of the electron beam for each region A of the resist R based on the calculated error amount data (irradiation position correction amount calculation means). Specifically, the control unit 22 calculates an inverse vector of the error amount vector calculated in S103. Then, as shown in FIG. 6B, the control unit 22 creates a correction amount vector distribution based on the calculated correction amount, and creates a correction map.
  • the control unit 22 of the correction amount calculation device 20 corrects in advance the error of the irradiation position of the electron beam caused by the charging of the resist R by the correction program described above. Calculate the amount and create a correction map. Then, the control unit 22 outputs the created correction map to the storage unit 14 of the electron beam irradiation apparatus 10.
  • the control unit 13 reads the correction map input from the correction amount calculation device 20 from the storage unit 14 and irradiates the electron beam from the electron gun 11 while driving and controlling the XY stage 12 and the deflector 15. Thereby, the drawing system 1 can correct the irradiation position of the electron beam which is distorted by the charging of the resist R, and can accurately form a predetermined pattern on the mask substrate M.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another form of the correction amount calculation process by the correction program.
  • FIG. 7A is a diagram for explaining a divided charge density map, which is a charge density distribution generated by only a single region (mesh), and
  • FIG. 7B is an irradiation state of the resist R with an electron beam.
  • FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a divided charge density map divided for each region (mesh) in multi-pass drawing and a divided charge density map divided by the number of passes.
  • the control unit 22 of the correction amount calculation device 20 previously divides the entire photomask when each mesh region is drawn as shown in FIG. 7A before electron beam irradiation. Each charge density map is created, and only the map corresponding to the region irradiated with the electron beam is added to predict the charge density distribution of the resist R, and the charged particle trajectory and error are calculated based on the above-described method.
  • the amount of correction may be calculated by calculating the amount. For example, as shown in FIG. 7B, the regions A 11 to A 14 , A 21 to A 24 , and A 31 have already been irradiated in this order, and the next region to be irradiated with the electron beam is A 32.
  • the control unit 22 adds the divided charge density map of the region A 32 to the sum of the divided charge density maps of the regions A 11 to A 31 calculated in advance, and adds the divided charge density map of the region A 32 to the region A 32.
  • the correction amount is calculated as the charge density distribution used for the trajectory calculation.
  • the drawing system 1 can improve the calculation accuracy of the correction amount and reduce the calculation load of the control unit 22.
  • the calculation of the correction amount of the calculation target region (mesh) uses the sum of the divided charge density maps up to the region itself, but the present invention is not limited to this.
  • a sum of the divided charge density maps up to the previous area may be used.
  • the drawing system 1 may create a charge density distribution according to each irradiation state and calculate a correction amount according to the irradiation state. As a result, the drawing system 1 can correct the irradiation position of the electron beam using a different correction map each time even when multi-pass drawing is applied, thereby improving the position accuracy of the drawing pattern each time. it can.
  • the charge density value in the divided charge density map is divided by the number of passes, and a divided charge density map for each pass is created as shown in FIG. Then, as in the case described above, the charge density distribution may be obtained by adding the divided charge density maps according to the irradiation order.
  • the irradiation position of the electron beam of the first pass reaches the final irradiation position (A 44 shown in FIG. 7B), it is sufficient to add from the area A 11 of the divided charge density map of the second pass. The above calculation is repeated for the number of multipaths.
  • the drawing system 1 corrects the electron beam in consideration of the situation in which multiple drawing is performed and multiple drawing is performed even when it is limited to the use of a single correction map.
  • the amount can be calculated, and the position accuracy of the drawing pattern as a whole can be improved.
  • the drawing system 1 of the present embodiment has the following effects.
  • the drawing system 1 of the present embodiment replaces the charge of the resist R charged by the electron beam irradiation with the surface charge at the interface between the resist R and the mask substrate M, and calculates the charge density distribution of the replaced surface charge. To do. Then, based on the charge density distribution, the trajectory of the electron beam is calculated, the electron beam irradiation error amount is obtained from the obtained trajectory, and the correction amount of the electron beam irradiation position is calculated. Thereby, the drawing system 1 can calculate the strength of the electric field on the resist surface based on electromagnetism without falling into a state where the calculated electric field strength becomes infinite and cannot be calculated. Therefore, the correction amount of the irradiation position of the electron beam on the surface of the resist R can be accurately calculated, and the position accuracy of the pattern drawn on the mask substrate M can be improved.
  • the drawing system 1 calculates the trajectory of the charged particle based on the charge density generated by the region irradiated with the electron beam, the divided charge density corresponding to the calculation target region is included in the charge density distribution as an existing calculation result. Since the charge density distribution is obtained by adding the maps, the calculation accuracy of the correction amount can be improved and the calculation load on the control unit 22 can be reduced.
  • the drawing system 1 when multi-pass drawing is applied to the mask substrate M and a charge density distribution according to the irradiation state of the electron beam is created, the correction amount of the irradiation position according to the irradiation state of the electron beam Is appropriately calculated, and the irradiation position is corrected using a different correction map each time. Thereby, the drawing system 1 can improve the position accuracy of each drawing pattern.
  • the calculation system calculates the average correction amount and calculates the average correction amount for each electron beam.
  • the correction amount of the electron beam can be calculated in consideration of the situation of overdrawing multiple times. As a result, the position accuracy of the drawing pattern can be improved.
  • the drawing system 1 has been described with an example in which the correction amount calculation device 20 is provided to calculate the correction amount of the irradiation position of the electron beam, but is not limited thereto.
  • the correction program may be stored in the storage unit of the electron beam irradiation apparatus, and the correction program may be executed by the control unit of the electron beam irradiation apparatus to correct the electron beam irradiation position.

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  • Analytical Chemistry (AREA)
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Abstract

　荷電粒子線の照射位置を正確に補正し、描画パターンの位置精度を向上させることができる荷電粒子線照射位置の補正プログラム、荷電粒子線照射位置の補正量演算装置、荷電粒子線照射システム、荷電粒子線の照射位置補正方法を提供する。　電子ビームの照射位置の補正プログラムは、制御部２２を、レジストの帯電をレジストＲ及びマスク基板Ｍの界面における面電荷であると置き換え、置き換えた面電荷の電荷密度分布を演算する電荷密度分布演算手段と、電荷密度分布に基づいて荷電粒子の軌道を演算する軌道演算手段と、荷電粒子の軌道に基づいて電子ビームの照射位置の誤差量を演算する誤差量演算手段と、誤差量に基づいて電子ビームの照射位置の補正量を演算する照射位置補正量演算手段として機能させることを特徴とする。

Description

荷電粒子線照射位置の補正プログラム、荷電粒子線照射位置の補正量演算装置、荷電粒子線照射システム、荷電粒子線照射位置の補正方法
　本発明は、荷電粒子線照射位置の補正プログラム、荷電粒子線照射位置の補正量演算装置、荷電粒子線照射システム、荷電粒子線照射位置の補正方法に関するものである。
　従来、荷電粒子線を用いたリソグラフィ等の描画工程において、被加工体の表面に塗布されたレジストが荷電粒子線の照射により帯電してしまい、この帯電に起因して荷電粒子線の軌道が歪曲し、照射位置に誤差が生じてしまう場合があった。そのため、被加工体に形成される描画パターンの位置精度を低下させる要因となっていた。
　このような誤差を抑制するために、例えば、被加工体の帯電分布を描画パターンから予測して、その帯電分布と、単一の単位帯電量に対するパターンのズレ量である応答関数との畳み込み積分を照射位置の誤差量とし、その誤差量から照射位置の補正量を演算する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
　しかし、電磁気学上において、電界や電位の重ね合わせの理は成立しているが、空間上の荷電粒子の位置関数に対しては重ね合わせの理は成立しないことから、上述の帯電分布と応答関数との畳み込み積分から誤差量を求める演算は、その演算結果が正確に得られない場合がある。
　また、予測した帯電分布に基づいて、電磁気学に従って荷電粒子線の軌道を演算し、照射位置の補正量及び誤差量を演算することも考えられる。しかし、この場合、荷電粒子線が被加工体の帯電箇所に接近するにつれ電界強度が無限大に近づき、計算機の性能を超えて計算不能な状態に陥るため、帯電箇所における誤差量や補正量を演算することができないという問題があった。
特開２００７－３２４１７５号公報
　本発明の課題は、荷電粒子線の照射位置を正確に補正し、描画パターンの位置精度を向上させることができる荷電粒子線照射位置の補正プログラム、荷電粒子線照射位置の補正量演算装置、荷電粒子線照射システム、荷電粒子線照射位置の補正方法を提供することである。
　本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
　第１の発明は、レジスト（Ｒ）が塗布された被加工体（Ｍ）に照射される荷電粒子線の照射位置を補正する荷電粒子線照射位置の補正プログラムであって、コンピュータ（２２）を、前記荷電粒子線の照射による前記レジストの帯電を前記レジスト及び前記被加工体の界面における面電荷であると置き換え、置き換えた面電荷のメッシュ（Ａ）ごとの電荷密度分布を演算する電荷密度分布演算手段と、前記電荷密度分布に基づいて、前記荷電粒子線の出射位置から前記レジストの表面までの荷電粒子の軌道を演算する軌道演算手段と、演算した前記軌道に基づいて、前記荷電粒子線の照射位置の誤差量を演算する誤差量演算手段と、演算した前記誤差量に基づいて、前記荷電粒子線の照射位置の補正量を演算する照射位置補正量演算手段として機能させることを特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラムである。
　第２の発明は、第１の発明の荷電粒子線照射位置の補正プログラムにおいて、前記軌道演算手段は、前記電荷密度分布のうち前記荷電粒子線が照射済みの領域によって生ずる電荷密度のみに基づいて前記軌道を演算すること、を特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラムである。
　第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の荷電粒子線照射位置の補正プログラムにおいて、前記電荷密度分布演算手段は、前記レジスト（Ｒ）に荷電粒子線が複数回照射される場合に、各回の照射状況に応じた電荷密度分布を作成すること、を特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラムである。
　第４の発明は、第３の発明の荷電粒子線照射位置の補正プログラムにおいて、前記軌道演算手段は、照射状況に応じた前記電荷密度分布に基づいて、各回の照射状況に応じた前記軌道を演算し、前記誤差量演算手段は、照射状況に応じた前記軌道に基づいて、各回の照射状況に応じた前記誤差量を演算し、前記照射位置補正量演算手段は、照射状況に応じた前記誤差量に基づいて、各回の照射状況に応じた前記補正量を演算し、それぞれを前記荷電粒子線の各回の照射位置の補正量とすること、を特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラムである。
　第５の発明は、第３の発明の荷電粒子線照射位置の補正プログラムにおいて、前記軌道演算手段は、照射状況に応じた前記電荷密度分布に基づいて、照射状況に応じた前記軌道を演算し、前記誤差量演算手段は、照射状況に応じた前記軌道に基づいて、照射状況に応じた前記誤差量を演算し、前記照射位置補正量演算手段は、照射状況に応じた前記誤差量に基づいて、照射状況に応じた前記補正量を演算し、演算した各補正量の平均値を前記荷電粒子線の照射位置の補正量とすること、を特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラムである。
　第６の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれかの荷電粒子線照射位置の補正プログラムを記憶した記憶部（２１）と、前記記憶部から前記補正プログラムを読み出して実行する演算部（２２）と、を備える荷電粒子線照射位置の補正量演算装置（２０）である。
　第７の発明は、第６の発明の荷電粒子線照射位置の補正量演算装置（２０）と、前記荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射装置（１０）と、を備える荷電粒子線照射システム（１）である。
　第８の発明は、レジスト（Ｒ）が塗布された被加工体（Ｍ）に照射される荷電粒子線の照射位置を補正する荷電粒子線照射位置の補正方法であって、前記荷電粒子線の照射による前記レジストの帯電を前記レジスト及び前記被加工体の界面における面電荷であると置き換え、置き換えた面電荷のメッシュごとの電荷密度分布を演算する電荷密度分布演算工程と、前記電荷密度分布に基づいて、前記荷電粒子線の出射位置から前記レジストの表面までの荷電粒子の軌道を演算する軌道演算工程と、演算した前記軌道に基づいて、前記荷電粒子線の照射位置の誤差量を演算する誤差量演算工程と、演算した前記誤差量に基づいて、前記荷電粒子線の照射位置の補正量を演算する照射位置補正量演算工程と、を備える荷電粒子線照射位置の補正方法である。
　本発明によれば、荷電粒子線の照射位置を正確に補正し、描画パターンの位置精度を向上させることができる。
実施形態の描画システム１の構成を説明する図である。 実施形態の補正量演算装置２０に記憶される補正プログラムの動作を説明するフローチャートである。 実施形態のマスク基板Ｍに塗布されたレジストＲの帯電状態を説明する図である。 １次電子のエネルギーと２次電子放出比との関係を示す図である。 電子ビームの出射位置と、マスク基板Ｍ上の照射位置との関係を説明する図である。 補正プログラムにより演算した誤差量及び補正量のベクトルを示す図である。 補正プログラムによる補正量演算過程の別な形態を説明する図である。 マルチパス描画における領域（メッシュ）ごとに分割された分割電荷密度マップとパス数で割られた分割電荷密度マップとを説明する図である。
（第１実施形態）
　以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
　図１は、実施形態の描画システム１の構成を説明する図である。
　図１において、電子ビームの照射方向をＺ方向とし、その照射方向と垂直な方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。
　描画システム（荷電粒子線照射システム）１は、マスク基板（被加工体）１００に荷電粒子線として電子ビームを照射し、マスク基板Ｍに所定のパターンを描画してフォトマスクを作製する装置である。描画システム１は、図１に示すように、電子ビーム照射装置１０、補正量演算装置２０等を有している。
　電子ビーム照射装置１０は、電子銃１１、ＸＹステージ１２、制御部１３、記憶部１４、偏向器１５等を備えている。
　電子銃１１は、電子ビームをＸＹステージ１２に載置されたマスク基板Ｍに対して照射する。本実施形態では、電子銃１１は、ＸＹステージ１２の鉛直上方（＋Ｚ方向）に配置されており、そこからＸＹステージ１２に載置されたマスク基板Ｍに対して電子ビームを照射する。
　ＸＹステージ１２は、マスク基板Ｍを載置して水平面（ＸＹ平面）内を移動するワークステージである。ＸＹステージ１２は、載置したマスク基板Ｍを移動させることによって、偏向器１５と協働して、電子銃１１の電子ビームの照射位置とマスク基板Ｍの加工位置とを一致させる。
　制御部１３は、描画システム１の各部を統括制御する制御回路であり、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。制御部１３は、記憶部１４に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、前述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。
　制御部１３は、記憶部１４に記憶された描画パターンや補正マップ（後述する）に基づいて、ＸＹステージ１２を駆動制御しながら電子銃１１から電子ビームを照射し、マスク基板Ｍ上に所定のパターンを形成する。
　記憶部１４は、電子ビーム照射装置１０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するためのハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置であり、上述したようにフォトマスクの描画パターンの情報等も記憶している。また、記憶部１４は、補正量演算装置２０の制御部２２（後述する）と接続されており、補正量演算装置２０から出力される補正マップを記憶する。
　偏向器１５は、電子銃１１から照射される電子ビームの偏向角度を変更する機器である。
　補正量演算装置２０は、マスク基板Ｍに塗布されたレジストＲの表面に対して照射される電子ビームの照射位置の補正量を演算し、補正マップを作成する装置である。ここで、一般に、レジストが塗布されたマスク基板等の被加工体は、電子ビーム等の荷電粒子線が照射されると、レジストが帯電してしまい、この帯電に起因して荷電粒子線の軌道が歪曲し、荷電粒子線の照射位置に誤差が生じてしまう。そのため、被加工体に形成される描画パターンの位置精度を低下させる要因となっていた。この帯電を防ぐために、マスク基板表面の金属膜にアース（接地）を取る対策等が採られているが、この対策では、レジストの表面に帯電した電荷を十分に除去することができなかった。
　そこで、本実施形態の補正量演算装置２０は、レジストの帯電に相当する電荷密度分布を予測し、帯電したレジストにより生じてしまう電子ビームの照射位置の上記誤差を補正する補正量を演算する。
　補正量演算装置２０は、記憶部２１、制御部２２（コンピュータ）等を備えている。
　記憶部２１は、補正量演算装置２０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するためのハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置である。また、記憶部２１は、照射される電子ビームのマスク基板Ｍへの照射位置の補正量を演算する補正プログラムが記憶されている。
　制御部２２は、補正量演算装置２０を統括制御する制御回路であり、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。制御部２２は、記憶部２１に記憶された補正プログラムを読み出して実行することにより、電子銃１１から照射される電子ビームの照射位置の補正量を演算し、その演算結果（補正マップ）を電子ビーム照射装置１０の記憶部１４に出力する。
　マスク基板Ｍは、硝子等から構成されたフォトマスク用の基板であり、電子ビームが照射され所定のパターンが形成されることによってフォトマスクが作製される。マスク基板Ｍは、その表面にレジストＲが塗布されている。
　レジストＲは、薄膜にして電子ビームを照射すると、照射箇所の薬品耐性が変化する電子線レジストであり、一例として、日本ゼオン株式会社製のＺＥＰ７０００等を使用することができる。また、レジストＲには化学増幅型レジストを用いてもよく、一例として、富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製のＦＥＰ－１７１や、住友化学株式会社製のＮＥＢ－２２等を使用することができる。
　また、レジストＲが上層に帯電防止膜、下層に電子線レジストを用いた２層構造で、かつ帯電防止膜でも完全にはレジスト帯電を防げなかった場合にも、本発明の技術を適用することができる。帯電防止膜には、一例として、三菱レイヨン株式会社のａｑｕａＳＡＶＥ等を使用することができる。
　このようにレジストＲには非化学増幅型、化学増幅型を問わず、またポジ型レジスト、ネガ型レジストの種別を問わず、また内部構造に帯電防止膜を含んだものでも使用することができる。また、この他、レジストＲに用いる材料は、描画により少しでも帯電が生じるものであればよく、それ以外で何ら制限はない。
　次に、補正量演算装置２０に記憶された補正プログラムの動作について説明する。
　図２は、実施形態の補正量演算装置２０に記憶される補正プログラムの動作を説明するフローチャートである。
　図３は、実施形態のマスク基板Ｍに塗布されたレジストＲの帯電状態を説明する図である。
　図３（ａ）は、マスク基板Ｍの側面図であり、レジストＲの帯電状態を示している。図３（ｂ）は、レジストＲの帯電をレジストＲ及びマスク基板Ｍの界面における面電荷に置き換えた場合の模式図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）の帯電を平面メッシュごとの電荷密度とした電荷密度分布の平面図であり、当電荷密度の高さ方向の位置は、図３（ｂ）に示した通りレジストＲ及びマスク基板Ｍの界面である。
　図４は、１次電子のエネルギーと２次電子放出比との関係を示す図である。
　図５は、電子ビームの出射位置と、マスク基板Ｍ上の照射位置との関係を説明する図である。
　図６は、補正プログラムにより演算した誤差量及び補正量のベクトルを示す図である。
　図３、図５、図６において、図１と同様に、電子ビームの照射方向（マスク基板Ｍの厚み方向）をＺ方向とし、その照射方向（厚み方向）と垂直な方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。
　補正量演算装置２０の制御部２２は、記憶部２１に記憶された補正プログラムを読み込んで、描画パターンに対する電子ビームの照射位置の補正量を演算する。
　まず、図２に示すように、Ｓ１０１において、制御部２２は、電子ビーム照射装置１０の制御部１３を介して記憶部１４から描画パターンの情報を入力する。
　そして、Ｓ１０２において、制御部２２は、図３（ｃ）に示すように、入力した描画パターンの情報に基づいて、後述の方法等により電子ビームが照射された場合に帯電するレジストＲのメッシュごとの電荷密度分布を予測演算する（電荷密度分布演算手段）。本発明のモデルにおいては、図３（ａ）に示すようなレジストＲの帯電を、図３（ｂ）に示すようなレジストＲとマスク基板Ｍとの界面に存在する面電荷であると置き換えている。すなわち、演算された図３（ｃ）の電荷密度分布の高さ方向の位置は、レジストＲとマスク基板Ｍとの界面である。
　ここで、電荷密度分布を予測する演算手段は、例えば、以下の方法によって行われる。
　電子線が試料に入射すると、入射電子エネルギー（１次電子エネルギー）に応じて二次電子が放出される。このとき、入射電子数に対する二次電子数の比をδＳ（二次電子放出比）とすると、図４に示すように、δＳ＜１では、入射電子数よりも二次電子数が少ないので、試料の照射箇所は総体として負に帯電する。一方、δＳ＞１では、入射電子数よりも二次電子数が多いので、試料の照射箇所は総体として正に帯電する。
　試料に電子線が照射されると、反射した一次電子、二次電子等を含めて試料外に電子が放出される。放出された電子には、照射装置内部の鏡筒下部等と試料とで多数回の衝突を起こし、照射領域以外の周辺に散乱して、試料の広範囲に電子を与える現象、いわゆるフォギング現象を生じる。
　このフォギング現象による多重散乱により、電子は、徐々にエネルギーを失っていくため、試料に入射する電子のエネルギーの状態によって、試料を正に帯電させるか、負に帯電させるかが異なってくる。
　そのため、図４に示すように、便宜上、加速電圧近傍である試料を負に帯電させるエネルギー領域を「負領域Ｉ」とし、中間帯で試料を正に帯電させるエネルギー領域を「正領域」とし、低エネルギー帯で試料を負に帯電させるエネルギー領域を「負領域ＩＩ」として、それぞれによって生ずる帯電分布を別途計算し、それらを足し合わせて電荷密度分布を演算する。なお、照射領域近傍ほど散乱回数が少なくエネルギーが高い（加速電圧に近い）電子が多く入射すると仮定して、負領域Ｉの電子は照射領域近傍に分布し、正領域の電子はそれよりも広範囲に分布し、負領域ＩＩの電子はさらにそれより広範囲に分布すると限定する。
　具体的には、帯電によるレジストＲの電荷密度分布は、以下の関係式（１）を用いて、パターン面積密度ｇとガウス関数との畳み込み積分により求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、ρは、電荷密度を示し、σｍ１は、負領域Ｉの影響範囲（散乱半径）であり、κｍ１は、負領域ＩによるレジストＲの負の帯電の帯電しやすさを表す係数である。同様に、σｐは、正領域の影響範囲（散乱半径）であり、κｐは、正領域によるレジストＲの正の帯電の帯電しやすさを表す係数であり、σｍ２は、負領域ＩＩの影響範囲（散乱半径）であり、κｍ２は、負領域ＩＩによるレジストＲの負の帯電の帯電しやすさを表す係数である。また、κｍ１＜０、κｐ＞０、κｍ２＜０であり、σｍ１＜σｐ＜σｍ２である。
　また、上記関係式（１）に台形積分の公式を用いると、関係式（２）に変形することができる。従って、面積密度マップ内の一つのメッシュＡｉｊ（後述する）のみによって生じる電荷密度ρ’（分割電荷密度マップ）は、上記関係式（３）から求めることができる。
　本実施形態では、レジストＲは、図３（ｃ）に示すように、その表面の上下、左右方向をそれぞれ４等分にし、メッシュごとに正方形状の領域Ａに１６分割する例で説明するが、実際には、マスク基板の表面は、格子状に多数の領域にメッシュ化される。
　分割されたレジストＲの各領域は、Ａｉｊとし、その各領域Ａｉｊの電荷密度は、ρｉｊ［Ｃ／ｍ２］とする。ここで、ｉは、レジストＲの左右方向の分割数を示し、ｊは、上下方向の分割数を示す。本実施形態では、ｉ＝１～４であり、ｊ＝１～４である。例えば、図３（ｃ）の左下の領域Ａは、Ａ１１であり、その電荷密度ρは、ρ１１となる。また、右下の領域Ａは、Ａ４１であり、その電荷密度ρは、ρ４１となる。
　Ｓ１０３において、制御部２２は、各計算対象領域について、電子ビームの出射位置からレジストＲの表面までを移動する荷電粒子の位置及び速度と、各位置で荷電粒子が受ける電界の強さＥとを並行して求め、それらに基づいて荷電粒子の軌道を演算する（軌道演算手段）。演算された軌道に基づいて、レジスト表面における荷電粒子線の照射位置誤差（誤差量）が求められる（誤差量演算手段）。
　電界を求める方法として具体的には、電界の強さＥｘ、Ｅｙ、Ｅｚは、以下の関係式（４）～（６）により演算される。
　ここで、関係式（４）～（６）中の（ｘ、ｙ、ｚ）は、図５に示すように、それぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の荷電粒子の位置ｒの座標を示す。また、（ｘ０、ｙ０、ｚ０）は、電子ビームの出射位置ｒ０の座標を示し、（ｘΔ、ｙΔ、ｚΔ）は、ｒ０からの変位を示す。ε０は、真空の誘電率を示す。ρ（ｘ’、ｙ’）は、レジストＲの座標（ｘ’、ｙ’）における電荷密度である。
　また、レジストＲとマスク基板Ｍとの界面の鉛直方向（Ｚ方向）の座標を、ｚ＝０とし、レジストＲの表面の座標をｚ＝ｚｈとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、上記関係式（４）～（６）中の積分を計算するにあたり、適宜、数値計算の手法を用いて積分を近似してよい。例えば、台形積分公式を適用すれば、関係式（４）～（６）は以下の関係式（４）’～（６）’ように変形される。ここで、ｈは、メッシュサイズであり、ρｉｊはメッシュｉｊ番の電荷密度である。以下の式は、メッシュの全電荷量に相当する電荷を持つ点電荷がメッシュ中心に存在するとし、各メッシュの電荷密度を前記点電荷に置き換えた場合に等しい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　また、Ｓ１０３において、制御部２２は、電子ビームの照射位置からレジストＲの表面（ｚ＝ｚｈ）までの荷電粒子の位置ｒと速度ｖとを、以下の関係式（７）～（１２）により求める。
　ここで、（ｖｘ、ｖｙ、ｖｚ）は、荷電粒子のＸＹＺの各方向の速度［ｍ／ｓ２］を示す。また、ｍ及びｑは、荷電粒子の質量［ｋｇ］及び電荷［Ｃ］を示す。ここで、ｑは、電子ビームならば負の値を取り、イオンビームならば、そのイオンの種類によって正及び負の両方の値を取り得る。
　また、関係式（７）～（１２）による演算の初期条件としては、ｔ＝０［ｓｅｃ］における荷電粒子の位置は、ｒ＝ｒ０であり、すなわちｔ＝０［ｓｅｃ］における変位量は、（ｘΔ、ｙΔ、ｚΔ）＝（０、０、０）である。また、ｔ＝０における荷電粒子の速度（初期速度）は、（ｖｘ、ｖｙ、ｖｚ）＝（０、０、－ｖ０）である。なお、電子銃１１から鉛直下方（－Ｚ方向）のレジストＲの表面へと電子ビームが照射されるので、荷電粒子のＺ方向における初期速度は、－ｖ０となる。ｖ０は、照射装置の加速電圧に応じて適当な値とする。
　また、電子ビームの出射位置ｒ０の水平面内の座標の（ｘ０、ｙ０）は、照射対象となる領域Ａの中心座標を示す。ｒ０の鉛直方向の座標であるｚ０は、基板からの電子銃１の高さである。
　また、電子ビームの速度が光速に近ければ、関係式（４）～（１２）の座標系にローレンツ変換を施したものを代わりに使用してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　Ｓ１０３の内容を具体的に述べると、まず、制御部２２は、照射対照であり計算対象となる領域Ａに対して、上述の初期条件における電界を、関係式（４）～（６）を用いて演算する。そして、得られた電界に基づいて、微小時間が経過した後の粒子の位置と速度とを、関係式（７）～（１２）を用いて演算する。同様にして、得られた位置における電界を求め、さらに微小時間が経過した後の粒子の位置と速度とを求める。この手順を繰り返し、粒子の位置がレジストＲの表面（ｚ＝ｚｈ）まで到達したら、計算の繰り返しを停止する。このとき算出されたｘΔ、ｙΔが、領域Ａの照射位置の誤差量である。Ｓ１０３は上記手順を各計算対象領域に対して実行する。
　上述のＳ１０３により、図６（ａ）に示すように、演算された誤差量は、メッシュ化されたレジストＲの表面の各領域Ａについて、レジストＲの表面上の荷電粒子の誤差変位をベクトルで表すことができる。ここで、各領域Ａ内の誤差量は、計算した領域Ａの中心の誤差量に等しいものと近似される。
　Ｓ１０４において、制御部２２は、演算した誤差量のデータに基づいてレジストＲの各領域Ａについての電子ビームの照射位置の補正量を演算する（照射位置補正量演算手段）。具体的には、制御部２２は、Ｓ１０３で演算した誤差量のベクトルの逆ベクトルを演算する。そして、制御部２２は、図６（ｂ）に示すように、演算した補正量に基づいて補正量ベクトルの分布を作成し、補正マップを作成する。
　次に、描画システム１の全体動作について説明する。
　まず、描画システム１は、電子ビームの照射前に予め補正量演算装置２０の制御部２２が、上述した補正プログラムによって、レジストＲの帯電が起因となる電子ビームの照射位置の誤差を補正する補正量を演算し、補正マップを作成する。そして、制御部２２は、作成した補正マップを電子ビーム照射装置１０の記憶部１４に出力する。
　制御部１３は、補正量演算装置２０から入力した補正マップを記憶部１４から読み出して、ＸＹステージ１２及び偏向器１５を駆動制御しながら電子銃１１から電子ビームを照射する。これにより、描画システム１は、レジストＲの帯電によって歪曲する電子ビームの照射位置を補正して、マスク基板Ｍ上に正確に所定のパターンを形成することができる。
　次に、描画システム１の補正量演算過程の別な形態について説明する。
　図７は、補正プログラムによる補正量演算過程の別な形態を説明する図である。図７（ａ）は、それぞれ単一の領域（メッシュ）のみによって生じた電荷密度分布である分割電荷密度マップを説明する図であり、図７（ｂ）は、レジストＲの電子ビームの照射状態を示す図である。
　図８は、マルチパス描画における領域（メッシュ）ごとに分割された分割電荷密度マップとパス数で割られた分割電荷密度マップとを説明する図である。
　描画システム１は、電子ビームの照射前に予め補正量演算装置２０の制御部２２が、図７（ａ）に示すように、各メッシュ領域が単一で描画された場合のフォトマスク全体の分割電荷密度マップをそれぞれ作成しておき、そのうち電子ビームを照射済みの領域に対応するマップのみを足し合わせて、レジストＲの電荷密度分布を予測し、上述の方法に基づいて荷電粒子の軌道及び誤差量を演算して補正量を演算するようにしてもよい。
　例えば、図７（ｂ）に示すように、領域Ａ１１～Ａ１４、Ａ２１～Ａ２４、Ａ３１の順で既に電子ビームが照射されており、次に電子ビームを照射する領域がＡ３２である場合、制御部２２は、予め計算されている領域Ａ１１～Ａ３１までの分割電荷密度マップを足し合わせたものに、領域Ａ３２の分割電荷密度マップを足したものを、領域Ａ３２の軌道計算に使用する電荷密度分布として補正量を演算する。
　また、領域Ａ３３を演算する際に使用する電荷密度分布は、領域Ａ３２で使用した電荷密度分布に、領域Ａ３３の分割電荷密度マップを足せばよい。こうすることにより、描画システム１は、補正量の演算精度を向上させるとともに、制御部２２の演算負荷を低減させることができる。
　また、上記例では計算対象領域（メッシュ）の補正量の演算に、当該領域自身までの分割電荷密度マップを足し合わせたものを使用しているが、これに限定するものではなく、計算対象領域（メッシュ）の補正量の演算には、一つ前の領域までの分割電荷密度マップを足し合わせたものを使用してもよい。
　また、マスク基板Ｍに対して、ドーズ量を分割して同一パターンを複数回に渡って重ねて描画するマルチパス描画を適用した場合、各回の電子ビームの照射において、照射箇所周囲のレジストＲの帯電状態は各回で相違する。そのため、描画システム１は、各回の照射状況に応じた電荷密度分布を作成し、その照射状況に応じた補正量を演算するようにしてもよい。これにより、描画システム１は、マルチパス描画を適用する場合においても、各回で異なる補正マップを用いて電子ビームの照射位置を補正することができ、各回の描画パターンの位置精度を向上することができる。
　具体的には、分割電荷密度マップ内の電荷密度値をパス数で割り、図８に示すように、パスごとの分割電荷密度マップを作成する。そして、上述の場合と同様に、照射順に応じて、分割電荷密度マップを足して電荷密度分布とすればよい。１パス目の電子ビームの照射位置が最終照射位置（図７（ｂ）に示すＡ４４）に達したら、２パス目の分割電荷密度マップの領域Ａ１１から足していけばよい。上記演算をマルチパスの回数分、繰り返す。
　更に、上述のように照射状況に応じた電荷密度分布を作成し、補正量を演算した場合に、演算した各回の補正量を平均して、その平均した補正量を、各回の電子ビームの照射時の補正量としてもよい。これにより、描画システム１は、マルチパス描画を適用する場合において、単一の補正マップの使用のみに制限された場合においても、複数回に渡って重ね描画する状況を考慮して電子ビームの補正量を演算することができ、全体としての描画パターンの位置精度を向上することができる。
　以上より、本実施形態の描画システム１は、以下のような効果を奏する。
（１）本実施形態の描画システム１は、電子ビームの照射によって帯電するレジストＲの帯電をレジストＲ及びマスク基板Ｍの界面における面電荷であると置き換え、置き換えた面電荷の電荷密度分布を演算する。そして、その電荷密度分布に基づいて、電子ビームの軌道を演算し、得られた軌道から電子ビームの照射誤差量を求めて、電子ビームの照射位置の補正量を演算する。これにより、描画システム１は、電磁気学に基づいてレジスト表面における電界の強さを、計算上の電界強度が無限大となり計算不能な状態に陥ることなく、演算することができる。そのため、レジストＲの表面における電子ビームの照射位置の補正量を正確に演算することができ、マスク基板Ｍに描画されるパターンの位置精度を向上させることができる。
（２）描画システム１は、電子ビームが照射済みの領域によって生じる電荷密度に基づいて荷電粒子の軌道を演算する場合、既存の計算結果である電荷密度分布に計算対象領域に対応する分割電荷密度マップを足し合わせて電荷密度分布を求めるので、補正量の演算精度を向上させるとともに、制御部２２に対する演算負荷を低減させることができる。
（３）描画システム１は、マスク基板Ｍに対してマルチパス描画が適用され、電子ビームの照射状況に応じた電荷密度分布を作成する場合、電子ビームの照射状況に応じて照射位置の補正量を適切に演算し、各回で異なる補正マップを用いて照射位置を補正する。これにより、描画システム１は、各回の描画パターンの位置精度を向上することができる。
（４）描画システム１は、照射状況に応じた電荷密度分布を作成し、補正量を演算した場合に、演算した各回の補正量を平均して、その平均した補正量を、各回の電子ビームの照射時の補正量とした場合、単一の補正マップの使用のみに制限された場合でも、複数回にわたって重ね描画する状況を考慮して、電子ビームの補正量を演算することができ、全体としての描画パターンの位置精度を向上させることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
（変形形態）
（１）実施形態において、荷電粒子線として電子ビームを使用する例を説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、荷電粒子線としてイオンビーム等を使用するようにしてもよい。
（２）実施形態において、補正プログラムは、マスク基板Ｍに電子ビームを照射する場合に用いる例を説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、半導体ウエハにダイレクト描画する場合に用いてもよい。
（３）実施形態において、描画システム１は、予め補正量データを作成した上で、電子ビームを照射する例をが、照射しながら作成してもよい
（４）実施形態において、描画システム１は、補正量演算装置２０を設けて電子ビームの照射位置の補正量を演算する例で説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電子ビーム照射装置の記憶部に補正プログラムを記憶させ、電子ビーム照射装置の制御部にその補正プログラムを実行させ、電子ビームの照射位置を補正するようにしてもよい。
　１　描画システム
　１０　電子ビーム照射装置
　１１　電子銃
　１２　ＸＹステージ
　１３　制御部
　１４　記憶部
　１５　偏向器
　２０　補正量演算装置
　２１　記憶部
　２２　制御部
　Ｍ　マスク基板
　Ｒ　レジスト

Claims (8)

  1. 　レジストが塗布された被加工体に照射される荷電粒子線の照射位置を補正する荷電粒子線照射位置の補正プログラムであって、
    　コンピュータを、
    　　前記荷電粒子線の照射による前記レジストの帯電を前記レジスト及び前記被加工体の界面における面電荷であると置き換え、置き換えた面電荷のメッシュごとの電荷密度分布を演算する電荷密度分布演算手段と、
    　　前記電荷密度分布に基づいて、前記荷電粒子線の出射位置から前記レジストの表面までの荷電粒子の軌道を演算する軌道演算手段と、
    　　演算した前記軌道に基づいて、前記荷電粒子線の照射位置の誤差量を演算する誤差量演算手段と、
    　　演算した前記誤差量に基づいて、前記荷電粒子線の照射位置の補正量を演算する照射位置補正量演算手段
    　として機能させることを特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラム。
  2. 　請求項１に記載の荷電粒子線照射位置の補正プログラムにおいて、
    　前記軌道演算手段は、前記電荷密度分布のうち前記荷電粒子線が照射済みの領域によって生ずる電荷密度のみに基づいて前記軌道を演算すること、
    　を特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラム。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の荷電粒子線照射位置の補正プログラムにおいて、
    　前記電荷密度分布演算手段は、前記レジストに荷電粒子線が複数回照射される場合に、各回の照射状況に応じた電荷密度分布を作成すること、
    　を特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラム。
  4. 　請求項３に記載の荷電粒子線照射位置の補正プログラムにおいて、
    　前記軌道演算手段は、照射状況に応じた前記電荷密度分布に基づいて、各回の照射状況に応じた前記軌道を演算し、
    　前記誤差量演算手段は、照射状況に応じた前記軌道に基づいて、各回の照射状況に応じた前記誤差量を演算し、
    　前記照射位置補正量演算手段は、照射状況に応じた前記誤差量に基づいて、各回の照射状況に応じた前記補正量を演算し、それぞれを前記荷電粒子線の各回の照射位置の補正量とすること、
    　を特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラム。
  5. 　請求項３に記載の荷電粒子線照射位置の補正プログラムにおいて、
    　前記軌道演算手段は、照射状況に応じた前記電荷密度分布に基づいて、照射状況に応じた前記軌道を演算し、
    　前記誤差量演算手段は、照射状況に応じた前記軌道に基づいて、照射状況に応じた前記誤差量を演算し、
    　前記照射位置補正量演算手段は、照射状況に応じた前記誤差量に基づいて、照射状況に応じた前記補正量を演算し、演算した各補正量の平均値を前記荷電粒子線の照射位置の補正量とすること、
    　を特徴とする荷電粒子線照射位置の補正プログラム。
  6. 　請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の荷電粒子線照射位置の補正プログラムを記憶した記憶部と、
    　前記記憶部から前記補正プログラムを読み出して実行する演算部と、
    　を備える荷電粒子線照射位置の補正量演算装置。
  7. 　請求項６に記載の荷電粒子線照射位置の補正量演算装置と、
    　前記荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射装置と、
    　を備える荷電粒子線照射システム。
  8. 　レジストが塗布された被加工体に照射される荷電粒子線の照射位置を補正する荷電粒子線照射位置の補正方法であって、
    　前記荷電粒子線の照射による前記レジストの帯電を前記レジスト及び前記被加工体の界面における面電荷であると置き換え、置き換えた面電荷のメッシュごとの電荷密度分布を演算する電荷密度分布演算工程と、
    　前記電荷密度分布に基づいて、前記荷電粒子線の出射位置から前記レジストの表面までの荷電粒子の軌道を演算する軌道演算工程と、
    　演算した前記軌道に基づいて、前記荷電粒子線の照射位置の誤差量を演算する誤差量演算工程と、
    　演算した前記誤差量に基づいて、前記荷電粒子線の照射位置の補正量を演算する照射位置補正量演算工程と、
    　を備える荷電粒子線照射位置の補正方法。
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