WO2023234178A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2023234178A1
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correction data
charged particle
defect correction
particle beam
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靖雄 加藤
亮 川名
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株式会社ニューフレアテクノロジー
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Definitions

  • JP2022-090905 application number
  • JP2022-090905 application number
  • One aspect of the present invention relates to a multi-charged particle beam lithography apparatus and a multi-charged particle beam lithography method, and relates, for example, to a method for reducing pattern dimensional deviation due to multi-beam lithography.
  • Lithography technology which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is the only extremely important process in the semiconductor manufacturing process that generates patterns.
  • LSIs have become more highly integrated, the circuit line width required for semiconductor devices has become smaller year by year.
  • electron beam (electron beam) drawing technology inherently has excellent resolution, and mask patterns are drawn on mask blanks using electron beams.
  • a writing device that uses multiple beams. Compared to writing with a single electron beam, using multiple beams allows multiple beams to be irradiated at once, resulting in a significant improvement in throughput.
  • a multi-beam 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 subjected to blanking control, and each beam that is not blocked is The mask image is reduced by being reduced by the optical system, and is irradiated onto a desired position on the sample by being deflected by a deflector.
  • the dose of each beam is controlled by the irradiation time.
  • a defective beam may occur, which is a constantly OFF beam that is not irradiated.
  • the pattern formed on the sample will have a shape error.
  • This problem can be corrected by calculating the dose of each pixel according to the drawing pattern to be drawn, and distributing the insufficient dose of the pixel handled by the always-OFF defective beam to the surrounding beams. It has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • data processing for defective beam correction takes time. Therefore, a problem may arise that data generation cannot keep up with the drawing processing speed.
  • One aspect of the present invention provides an apparatus and method that can avoid data processing for defective beam correction not being able to keep up with the writing processing speed in multi-beam writing.
  • a multi-charged particle beam lithography apparatus includes: a beam forming mechanism that forms a multi-charged particle beam; Regardless of the drawing pattern to be written, multi-charged particles Defect correction that creates defect correction data that defines the dose modulation rate to correct the dose amount at the position of the defective beam that is always off among the beams by distributing it to one or more other pixels a data creation circuit; a storage device that stores defect correction data; a dose calculation circuit that calculates, for each drawing pattern, an individual dose at each position on the sample according to the drawing pattern; For each drawing pattern, the defect correction data is read from the storage device, and the drawing pattern is calculated by dose distribution using a value obtained by multiplying the individual dose amount at each position on the sample by the dose modulation rate defined in the read defect correction data.
  • a dose correction circuit that corrects the individual dose amount at each position on the sample according to the above, and obtains the corrected dose amount; a drawing mechanism that draws the drawing pattern on the sample using the multi-charged particle beam irradiated with a corrected dose; It is characterized by having the following.
  • a multi-charged particle beam writing method includes: forming a multi-charged particle beam, Regardless of the drawing pattern to be written, multi-charged particles Create defect correction data that defines a dose modulation rate for correcting the dose amount at a position handled by a defective beam that is always OFF among the beams by distributing it to one or more other pixels; Store defect correction data in a storage device, For each drawing pattern, calculate the individual dose amount for each position on the sample according to the drawing pattern, For each drawing pattern, the defect correction data is read from the storage device, and the drawing pattern is calculated by dose distribution using a value obtained by multiplying the individual dose amount at each position on the sample by the dose modulation rate defined in the read defect correction data. Correct the individual dose amount for each position on the sample according to the , obtain the corrected dose amount, A drawing pattern is drawn on the sample using a multi-charged particle beam irradiated with a corrected dose. It is characterized by
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a drawing device in Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of a molded aperture array substrate in Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a blanking aperture array mechanism in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining an example of a drawing operation in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a multi-beam irradiation area and pixels to be drawn in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a multi-beam drawing method in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a flowchart showing main steps of the drawing method in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining beam positional deviation and positional deviation periodicity in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining beam positional deviation and positional deviation periodicity in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a positional deviation correction method in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a positional deviation correction method in the first embodiment.
  • 5 is a diagram showing an example of a dose map of a rectangular unit area for defect correction in the first embodiment.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a method of performing defect correction by multiple writing in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a method of performing defect correction by multiple writing in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a method of performing defect correction using peripheral pixels in Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another example of a method of performing defect correction using peripheral pixels in
  • the charged particle beam is not limited to an electron beam, and may be a beam using charged particles such as an ion beam.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a drawing apparatus in the first embodiment.
  • a drawing apparatus 100 includes a drawing mechanism 150 and a control system circuit 160.
  • the drawing apparatus 100 is an example of a multi-charged particle beam drawing apparatus.
  • the drawing mechanism 150 includes an electron lens barrel 102 (multi-electron beam column) and a drawing chamber 103. Inside the electron lens barrel 102, there are an electron gun 201, an illumination lens 202, a molded aperture array substrate 203, a blanking aperture array mechanism 204, a reduction lens 205, a limiting aperture substrate 206, an objective lens 207, a deflector 208, and a deflector 209. is located.
  • An XY stage 105 is arranged inside the drawing chamber 103.
  • a sample 101 such as a mask blank coated with resist, which becomes a substrate to be drawn upon during drawing, is arranged.
  • the sample 101 includes an exposure mask used in manufacturing a semiconductor device, a semiconductor substrate (silicon wafer) on which a semiconductor device is manufactured, and the like.
  • a mirror 210 for position measurement of the XY stage 105 is further arranged on the XY stage 105. Further, a Faraday cup 106 is arranged on the XY stage 105.
  • the control system circuit 160 includes a control computer 110, a memory 112, a deflection control circuit 130, digital-to-analog conversion (DAC) amplifier units 132, 134, a stage position detector 139, and storage devices 140, 142, 144 such as a magnetic disk device. have.
  • the control computer 110, memory 112, deflection control circuit 130, DAC amplifier units 132, 134, stage position detector 139, and storage devices 140, 142, 144 are connected to each other via a bus (not shown).
  • the deflection control circuit 130 is connected to DAC amplifier units 132 and 134 and a blanking aperture array mechanism 204.
  • the output of the DAC amplifier unit 132 is connected to the deflector 209.
  • the output of the DAC amplifier unit 134 is connected to the deflector 208.
  • the deflector 208 is composed of four or more electrodes, and each electrode is controlled by the deflection control circuit 130 via the DAC amplifier 134.
  • the deflector 209 is composed of four or more electrodes, and each electrode is controlled by a deflection control circuit 130 via a DAC amplifier 132.
  • the stage position detector 139 irradiates a mirror 210 on the XY stage 105 with laser light and receives reflected light from the mirror 210. Then, the position of the XY stage 105 is measured using the principle of laser interference using information on the reflected light.
  • the control computer 110 includes a beam position deviation map creation section 50, a position deviation correction data creation section 52, a detection section 54, a specification section 55, a defect correction data creation section 56, a rasterization section 60, a dose map creation section 62, and a dose correction section. section 64, an irradiation time calculation section 72, and a drawing control section 74.
  • Each "unit" such as 72 and the drawing control unit 74 has a processing circuit.
  • Such processing circuits include, for example, electrical circuits, computers, processors, circuit boards, quantum circuits, or semiconductor devices. Each " ⁇ section" may use a common processing circuit (the same processing circuit) or may use different processing circuits (separate processing circuits).
  • Beam position deviation map creation unit 50, position deviation correction data creation unit 52, detection unit 54, identification unit 55, defect correction data creation unit 56, rasterization unit 60, dose map creation unit 62, dose correction unit 64, irradiation time calculation unit 72, information input/output to/from the drawing control unit 74, and information being calculated are stored in the memory 112 each time.
  • drawing data is input from outside the drawing device 100 and stored in the storage device 140.
  • the drawing data usually defines information on a plurality of graphic patterns for drawing. Specifically, a graphic code, coordinates, size, etc. are defined for each graphic pattern.
  • FIG. 1 shows the configuration necessary for explaining the first embodiment.
  • the drawing apparatus 100 may normally include other necessary configurations.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the molded aperture array substrate in the first embodiment.
  • a molded aperture array substrate 203 has holes (openings) 22 arranged in p columns vertically (in the y direction) by q columns horizontally (in the x direction) (p, q ⁇ 2) at a predetermined pitch. It is formed.
  • 512 ⁇ 512 rows of holes 22 are formed in the vertical and horizontal directions (x, y directions).
  • Each hole 22 is formed in a rectangular shape with the same size and shape. Alternatively, they may be circular with the same diameter.
  • a shaped aperture array substrate 203 (beam forming mechanism) forms a multi-beam 20.
  • a portion of the electron beam 200 passes through each of the plurality of holes 22, thereby forming the multi-beam 20.
  • the arrangement of the holes 22 is not limited to the case where the holes 22 are arranged in a grid pattern vertically and horizontally as shown in FIG.
  • the holes in the k-th row in the vertical direction (y direction) and the holes in the k+1-th row may be arranged to be shifted by a dimension a in the horizontal direction (x direction).
  • the holes in the k+1st row in the vertical direction (y direction) and the holes in the k+2nd row may be arranged to be shifted by the dimension b in the horizontal direction (x direction).
  • FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of the blanking aperture array mechanism in the first embodiment.
  • a semiconductor substrate 31 made of silicon or the like is placed on a support base 33.
  • the center portion of the substrate 31 is carved, for example, from the back surface side and processed into a membrane region 330 (first region) having a thin film thickness h.
  • the periphery surrounding the membrane region 330 becomes an outer peripheral region 332 (second region) with a thick film thickness H.
  • the upper surface of the membrane region 330 and the upper surface of the outer peripheral region 332 are formed at the same height position or substantially the same height position.
  • the substrate 31 is held on the support base 33 on the back side of the outer peripheral area 332.
  • the center portion of the support base 33 is open, and the membrane region 330 is located in the open area of the support base 33.
  • passage holes 25 openings for each beam of the multi-beam 20 to pass are opened at positions corresponding to the holes 22 of the shaped aperture array substrate 203 shown in FIG.
  • a plurality of passage holes 25 are formed in an array, through which respective beams of the multi-beam 20 using electron beams pass.
  • a plurality of electrode pairs each having two electrodes are arranged at positions facing each other across a corresponding one of the plurality of passage holes 25.
  • a set of control electrodes 24 and counter electrodes 26 for blanking deflection (blanker : blanking deflector) are arranged 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 inside the substrate 31 and near each passage hole 25 on the membrane region 330. The counter electrode 26 for each beam is connected to ground.
  • An amplifier (an example of a switching circuit), which is not shown, is arranged within the control circuit 41.
  • a complementary MOS (CMOS) inverter circuit is arranged.
  • the CMOS inverter circuit is connected to a positive potential (Vdd: blanking potential: first potential) (for example, 5V) (first potential) and a ground potential (GND: second potential).
  • Vdd blanking potential: first potential
  • GND ground potential
  • the output line (OUT) of the CMOS inverter circuit is connected to the control electrode 24.
  • the ground potential is applied to the counter electrode 26.
  • a plurality of control electrodes 24 to which a blanking potential and a ground potential are applied in a switchable manner are provided on the substrate 31, and a plurality of counter electrodes 24 are arranged on both sides of the corresponding passage holes 25 of the plurality of passage holes 25. are arranged at positions facing the corresponding counter electrodes 26, respectively.
  • the input (IN) of the CMOS inverter circuit has either an L (low) potential (e.g., ground potential) that is lower than the threshold voltage, or an H (high) potential (e.g., 1.5 V) that is greater than or equal to the threshold voltage. is applied as a control signal.
  • L low
  • H high
  • Vdd positive potential
  • a corresponding one of the multi-beams 20 is deflected by an electric field, and the beam is controlled to be turned off by shielding it with a limiting aperture substrate 206.
  • the beam is controlled to be turned on by passing through the limiting aperture substrate 206.
  • a corresponding electron beam in the multi-beam 20 passing through each passage hole is deflected by a voltage applied to the two control electrodes 24 and the counter electrode 26 that are each independently paired. Blanking is controlled by this deflection.
  • the set of control electrode 24 and counter electrode 26 individually blanks and deflects the corresponding beams of the multi-beam 20 by means of potentials switched by CMOS inverter circuits serving as corresponding switching circuits.
  • the plurality of blankers perform blanking deflection of the corresponding beams among the multi-beams 20 that have passed through the plurality of holes 22 (openings) of the shaped aperture array substrate 203.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining an example of a drawing operation in the first embodiment.
  • the drawing area 30 of the sample 101 is virtually divided into a plurality of striped areas 32 having a predetermined width in the y direction, for example.
  • the XY stage 105 is moved and adjusted so that the irradiation area 34 that can be irradiated with one shot of the multi-beam 20 is located at the left end of the first stripe area 32 or further to the left, and then the drawing is performed. is started.
  • the XY stage 105 is moved, for example, in the -x direction, thereby relatively progressing the writing in the x direction.
  • the XY stage 105 is continuously moved, for example, at a constant speed. After drawing the first stripe area 32, the stage position is moved in the -y direction, and the irradiation area 34 is located at the right end of the second stripe area 32 or further to the right in the y direction. Then, by moving the XY stage 105 in the x direction, for example, drawing is performed in the same manner in the -x direction. In the third stripe area 32, drawing is performed in the x direction, and in the fourth stripe area 32, drawing is performed in the -x direction. can be shortened. However, the drawing is not limited to such a case where the drawing is performed while changing the direction alternately, but when drawing each stripe area 32, the drawing may proceed in the same direction.
  • the multi-beams formed by passing through each hole 22 of the shaped aperture array substrate 203 create a plurality of shot patterns, the maximum number of which is the same as the number of holes 22 formed in the shaped aperture array substrate 203. formed at once.
  • FIG. 4 shows a case where each stripe region 32 is drawn once, the present invention is not limited to this. It is also suitable to perform multiple drawing in which the same area is drawn multiple times. When performing multiple drawing, it is preferable to set the stripe area 32 for each pass while shifting the position.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a multi-beam irradiation area and pixels to be drawn in the first embodiment.
  • a plurality of control grids 27 (design grids) are set in the stripe region 32, which are arranged in a grid pattern at the beam size pitch of the multi-beams 20 on the surface of the sample 101, for example.
  • This control grid 27 is preferably arranged at a pitch of about 10 nm, for example.
  • Such a plurality of control grids 27 serve as the designed irradiation positions of the multi-beam 20.
  • the arrangement pitch of the control grid 27 is not limited to the beam size, and may be configured at any size that can be controlled as the deflection position of the deflector 209 regardless of the beam size.
  • a plurality of pixels 36 are set, which are virtually divided into a mesh shape with each control grid 27 at the center and having the same size as the arrangement pitch of the control grids 27.
  • Each pixel 36 becomes a unit area irradiated by one beam of the multi-beam.
  • the drawing area of the sample 101 is multiple in the y direction with substantially the same width as the size of the irradiation area 34 (drawing field) that can be irradiated by one irradiation with the multi-beam 20 (beam array). This shows the case where the area is divided into stripe areas 32.
  • the x-direction size of the irradiation area 34 can be defined as a value obtained by multiplying the beam pitch in the x-direction of the multi-beam 20 by the number of beams in the x-direction.
  • the size of the irradiation area 34 in the y direction can be defined as a value obtained by multiplying the inter-beam pitch in the y direction of the multi-beam 20 by the number of beams in the y direction.
  • the width of the stripe area 32 is not limited to this. It is preferable that the size is n times the size of the irradiation area 34 (n is an integer of 1 or more). In the example of FIG.
  • the illustration of 512 ⁇ 512 columns of multibeams is abbreviated to 8 ⁇ 8 columns of multibeams.
  • the irradiation area 34 a plurality of pixels 28 (beam drawing positions) that can be irradiated with one shot of the multi-beam 20 are shown.
  • the pitch between adjacent pixels 28 is the pitch between each beam of the designed multi-beam.
  • one sub-irradiation area 29 is configured by the area surrounded by the inter-beam pitch.
  • each sub-irradiation area 29 is composed of 4 ⁇ 4 pixels.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the multi-beam drawing method in the first embodiment.
  • the coordinates (1, 3), (2, 3), (3, 3), ..., ( 512, 3) shows a part of the sub-irradiation area 29 to be drawn with each beam.
  • the example in FIG. 6 shows, for example, a case where four pixels are drawn (exposed) while the XY stage 105 moves a distance of eight beam pitches. While drawing (exposure) these four pixels, the entire multibeam 20 is deflected at once by the deflector 208 so that the relative position of the irradiation area 34 with respect to the sample 101 does not shift due to movement of the XY stage 105.
  • FIG. 6 shows a case where one tracking cycle is performed by drawing (exposure) four pixels while moving a distance equivalent to eight beam pitches.
  • a beam is irradiated for a drawing time (irradiation time or exposure time) corresponding to each control grid 27 within the set maximum drawing time.
  • each control grid 27 is irradiated with a corresponding one of the ON beams among the multi-beams 20 .
  • the irradiation position of each beam is moved to the next shot position by collective deflection by the deflector 209 every shot cycle time Ttr, which is the maximum writing time plus the settling time of the DAC amplifier.
  • the DAC amplifier unit 134 resets the beam deflection for tracking control. This returns the tracking position to the tracking start position where tracking control was started.
  • the deflector 209 first aligns the drawing position of the beam corresponding to the control grid 27 of the first pixel from the bottom and second from the right of each sub-irradiation area 29. to deflect (to shift). By repeating this operation, all pixels are drawn.
  • the sub-irradiation area 29 is composed of n ⁇ n pixels
  • each n pixel is drawn by a different beam in n tracking operations. As a result, all pixels within one n ⁇ n pixel area are drawn. Similar operations are performed on other n ⁇ n pixel areas within the multi-beam irradiation area at the same time, and drawing is performed in the same manner.
  • An electron beam 200 emitted from an electron gun 201 illuminates the entire shaped aperture array substrate 203 through an illumination lens 202 .
  • a plurality of rectangular holes 22 are formed in the molded aperture array substrate 203.
  • the electron beam 200 then illuminates the area including all the holes 22.
  • a portion of each of the electron beams 200 irradiated to the positions of the plurality of holes 22 passes through the plurality of holes 22 of the shaped aperture array substrate 203, respectively.
  • a plurality of rectangular electron beams are formed, for example.
  • the multi-beams 20 pass through corresponding blankers (first deflectors: individual blanking mechanisms) of the blanking aperture array mechanism 204, respectively. Each such blanker individually deflects the passing electron beam (performs a blanking deflection).
  • the multi-beam 20 that has passed through the blanking aperture array mechanism 204 is reduced by a reduction lens 205 and proceeds toward a central hole formed in a limiting aperture substrate 206.
  • the electron beam deflected by the blanker of the blanking aperture array mechanism 204 is displaced from the center hole of the limiting aperture substrate 206 and is blocked by the limiting aperture substrate 206.
  • the electron beam that is not deflected by the blanker of the blanking aperture array mechanism 204 passes through the central hole of the limiting aperture substrate 206, as shown in FIG.
  • Blanking control is performed by turning ON/OFF the individual blanking mechanisms, and ON/OFF of the beam is controlled.
  • the limited aperture substrate 206 blocks each beam that is deflected into a beam OFF state by an individual blanking mechanism. Then, for each beam, a beam for one shot is formed by the beam that has passed through the limiting aperture substrate 206 and is formed from when the beam is turned on until when the beam is turned off.
  • the multi-beam 20 that has passed through the limited aperture substrate 206 is focused by an objective lens 207 to become a pattern image with a desired reduction ratio, and each beam that has passed through the limited aperture substrate 206 (the passed multi-beam 20) are collectively deflected in the same direction, and each beam is irradiated to each irradiation position on the sample 101.
  • the multi-beams 20 that are irradiated at once are ideally arranged at a pitch equal to the arrangement pitch of the plurality of holes 22 in the shaped aperture array substrate 203 multiplied by the desired reduction ratio described above.
  • defective beams may occur in multi-beams.
  • defect beams There are two types of defect beams: over-dose defect beams in which the beam dose cannot be controlled and the irradiated dose is excessive, and under-dose defect beams in which the beam dose cannot be controlled and the irradiated dose is insufficient.
  • the excessive dose defect beams include an ON defect beam that is always ON and a part of poorly controlled defect beams whose irradiation time is poorly controlled.
  • the insufficient dose defect beams include an OFF defect beam that is always OFF and the remainder of the poorly controlled defect beam.
  • the dose amount of each pixel is calculated according to the drawing pattern desired to be drawn. Then, with respect to the dose of each pixel, the excess or deficiency of the dose in the pixel covered by the defective beam is determined. Then, a distribution ratio for distributing the determined excess or deficiency dose amount to surrounding beams is determined. Then, dose modulation of each pixel is performed according to the distribution ratio.
  • a correction method has been considered. However, data processing for defective beam correction takes time. Therefore, a problem may arise that data generation cannot keep up with the drawing processing speed.
  • Embodiment 1 for the permanently OFF beam among the defective beams, as a preprocess before starting the writing process, a distribution ratio for distributing the insufficient dose amount to the surrounding beams is determined regardless of the writing pattern. . Then, defect correction data defining a distribution rate for each distribution destination of each pixel is created in advance. In the actual drawing process, dose modulation of each pixel is performed for each drawing pattern by using defect correction data that does not depend on the drawing pattern that has already been created. This will be explained in detail below.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the main steps of the drawing method in the first embodiment.
  • the drawing method in the first embodiment includes a beam position deviation measurement step (S102), a defective beam detection step (S104), a position deviation correction data creation step (S106), and a defective beam position identification step (S104).
  • S108 a defect correction data creation step (S110), a dose calculation step (S120), a dose correction step (S130), an irradiation time calculation step (S140), and a drawing step (S142).
  • S102 beam position deviation measurement step
  • S104 a position deviation correction data creation step
  • S104 defective beam position identification step
  • S110 a defect correction data creation step
  • S120 a dose calculation step
  • S130 a dose correction step
  • S140 irradiation time calculation step
  • S142 drawing step
  • the drawing apparatus 100 measures the position deviation amount by which the irradiation position of each beam of the multi-beam 20 on the surface of the sample 101 deviates from the corresponding control grid 27.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining beam positional deviation and positional deviation periodicity in the first embodiment.
  • the multi-beam 20 as shown in FIG. 8A, distortion occurs in the exposure field due to the characteristics of the optical system, and due to such distortion, the actual irradiation position 39 of each beam changes from the irradiation position when the ideal grid is irradiated. It deviates from 37. Therefore, in the first embodiment, the amount of positional deviation of the actual irradiation position 39 of each beam is measured.
  • the evaluation board coated with resist is irradiated with the multi-beam 20, and the evaluation board is developed to measure the position of the resist pattern generated by using a position measuring device. This measures the amount of positional deviation for each beam.
  • each beam With the shot size of each beam, if it is difficult to measure the size of the resist pattern at the irradiation position of each beam with a position measuring device, use each beam to draw a graphic pattern (for example, a rectangular pattern) of a size that can be measured with a position measuring device. do. Then, measure the edge positions on both sides of the figure pattern (resist pattern) (both left and right sides of the rectangular pattern or both sides of the upper limit), and calculate the difference between the intermediate position between both edges and the designed intermediate position of the figure pattern. What is necessary is to measure the amount of positional deviation of the beam. Then, the obtained positional deviation amount data of the irradiation position of each beam is input to the drawing device 100 and stored in the storage device 144.
  • a graphic pattern for example, a rectangular pattern
  • writing is performed while shifting the irradiation area 34 within the stripe area 32.
  • the position of the irradiation area 34 is sequentially moved from irradiation area 34a to 34o. Then, each time the irradiation area 34 moves, periodicity occurs in the positional shift of each beam.
  • periodicity occurs in the positional deviation of each beam.
  • the measurement results can be used. In other words, it is only necessary to measure the amount of positional deviation at each pixel 36 in the corresponding sub-irradiation area 29 for each beam.
  • the beam position shift map creation unit 50 first generates a beam array unit, that is, each beam of each pixel 36 within one rectangular unit area 35 (an example of a unit area) on the sample surface corresponding to the irradiation area 34.
  • a beam position deviation amount map (1) defining the position deviation amount is created.
  • the rectangular unit area 35 is a combination of designed sub-irradiation areas 29 (small areas) in which each beam of the multi-beam 20 is surrounded by a plurality of adjacent beams on the sample surface. This area corresponds to the irradiation area 34.
  • the beam position deviation map creation unit 50 reads the position deviation amount data of the irradiation position of each beam from the storage device 144, and creates the beam position deviation amount map (1) using such data as a map value. .
  • Which beam of the entire multi-beam 20 irradiates the control grid 27 of each pixel 36 within one rectangular unit area 35 on the sample surface corresponding to the irradiation area 34 irradiated with the entire multi-beam 20, for example. As explained in FIG. 6, it is determined by the drawing sequence.
  • the beam position shift map creation unit 50 identifies the beam responsible for irradiating the control grid 27 for each control grid 27 of each pixel 36 within one unit area 35 according to the drawing sequence, and Calculate the amount of positional deviation.
  • the created beam position shift amount map (1) is stored in the storage device 144.
  • the detection unit 54 detects a defective beam from among the multi-beams 20.
  • the ON defect beam that is always ON always irradiates the beam for the maximum irradiation time in one shot, regardless of the control dose amount. Alternatively, irradiation continues even when moving between pixels. Further, in the case of an OFF defect beam that is always OFF, the beam is always OFF regardless of the control dose amount.
  • the writing mechanism 150 controls the multi-beams 20 one by one so that the blanking aperture array mechanism 204 turns on the beams, and turns off all the remaining beams.
  • the positional deviation correction data creation unit 52 creates positional deviation correction data for correcting the individual positional deviation of each irradiation position of the multi-beam 20.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining an example of a positional deviation correction method in the first embodiment.
  • the example in FIG. 9A shows a case where the beam a' irradiated to the pixel at the coordinates (x, y) has shifted to the -x, -y side.
  • the irradiation amount corresponding to the deviation is This can be corrected by distributing it to pixels on the opposite side to the direction of surrounding pixels.
  • FIG. 9A shows a case where the beam a' irradiated to the pixel at the coordinates (x, y) has shifted to the -x, -y side.
  • the amount of irradiation shifted to the pixel at coordinates (x, y-1) may be distributed to the pixel at coordinates (x, y+1).
  • the amount of irradiation shifted to the pixel at coordinates (x-1, y) may be distributed to the pixel at coordinates (x+1, y).
  • the amount of irradiation shifted to the pixel at coordinates (x-1, y-1) may be distributed to the pixel at coordinates (x+1, y+1).
  • a positional deviation correction distribution amount is calculated, which distributes the irradiation amount to the beam for at least one surrounding pixel in proportion to the amount of positional deviation of the beam.
  • the positional deviation correction data creation unit 52 determines the modulation rate of the beam to the pixel and the modulation of the beam to at least one pixel around the pixel, according to the ratio of the area shifted due to the positional deviation of the beam to the pixel. Calculate the rate. Specifically, for each surrounding pixel where the beam shifts from the pixel of interest and a portion of the beam overlaps, calculate the ratio of the area of the shift (area of the overlapped beam part) divided by the beam area. The pixel is calculated as the distribution amount (beam modulation rate) to the pixel located on the opposite side to the pixel of interest.
  • the area ratio shifted to the pixel at coordinates (x, y-1) is (x direction beam size - (-x) direction shift amount) x y direction shift amount / (x direction beam size x (beam size in the y direction). Therefore, the distribution amount (beam modulation rate) V for distribution to the pixel at coordinates (x, y+1) for correction is (x direction beam size - (-x) direction deviation amount) x y direction deviation amount It can be calculated as /(x-direction beam size x y-direction beam size).
  • the area ratio shifted to the pixel at the coordinates (x-1, y-1) is -x direction shift amount x -y direction shift amount/(x direction beam size x y direction beam size) Can calculate. Therefore, the distribution amount (beam modulation rate) W for distributing to the pixel at coordinates (x+1, y+1) for correction is -x direction deviation x -y direction deviation/(x direction beam size x y (direction beam size).
  • the area ratio shifted to the pixel at coordinates (x-1, y) is -x direction shift amount x (y direction beam size - (-y) direction shift amount) / (x direction beam size xy direction beam size). Therefore, the distribution amount (beam modulation rate) Z for distributing to the pixel at coordinates (x+1, y) for correction is -x direction deviation amount x (y direction beam size - (-y) direction deviation amount )/(x-direction beam size x y-direction beam size).
  • the modulation factor U of the beam of the pixel at the coordinates (x, y), which remains undistributed, can be determined by the calculation 1-VWZ.
  • the modulation rate of the beam to the pixel and the distribution destination are determined.
  • a modulation factor of the beam to at least one surrounding pixel is calculated.
  • the positional deviation correction data creation unit 52 performs positional deviation correction in which the modulation rate of the beam to the pixel and the modulation rate of the beam to at least one surrounding pixel to which it is distributed are defined. Create data.
  • Positional deviation correction data is created for one rectangular unit area 35 on the sample surface corresponding to the irradiation area 34. The created positional deviation correction data is stored in the storage device 144.
  • the specifying unit 55 identifies, among the defective beams, for each pixel 36 in a beam array unit, in other words, one rectangular unit area 35 on the sample surface corresponding to the irradiation area 34. Identify the pixel that is irradiated by the always-OFF defective beam. Which beam irradiates the control grid 27 of each pixel 36 within the rectangular unit area 35 is determined by the drawing sequence, as described above.
  • the defect correction data creation unit 56 In the defect correction data creation step (S110), the defect correction data creation unit 56 generates a beam array unit, in other words, one rectangular unit on the sample surface corresponding to the irradiation area 34, regardless of the writing pattern to be written. Using a dose distribution in which each pixel 36 in the region 35 is defined by a uniform dose, the dose at a position of the multi-beam 20 covered by a defective beam whose beam is always OFF is transferred to one or more other pixels. Create defect correction data that defines a dose modulation rate to be corrected by distributing.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a dose map of a rectangular unit area for defect correction in the first embodiment. As shown in FIG. 10, it is preferable to use a dose of 100% of the reference dose as the dose of each pixel. In other words, assume that the entire rectangular unit area 35 is a so-called solid pattern. Since the entire rectangular unit area 35 is a so-called solid pattern, it does not depend on the drawing pattern actually drawn.
  • One drawing process is performed during the movement of 32 beam pitches.
  • each pixel 36 is drawn 16 times.
  • one writing process is performed for each pixel.
  • FIGS. 11A and 11B are diagrams for explaining an example of a method of performing defect correction using multiple writing in the first embodiment.
  • the examples in FIGS. 11A and 11B show a case where multiple drawing is performed using four drawing processes (passes).
  • Each pixel is illuminated with four different beams, for example.
  • the pixel is irradiated with a dose T(x) of 1/4 in each pass. Therefore, pixels that are not covered by the defective beam are irradiated with a dose of T(x)/pass per time in FIG. 11A.
  • the defective beam is responsible for one out of four irradiations. Since the beam is not irradiated in the pass covered by the defective beam, the dose for one time is insufficient.
  • the defect correction data creation unit 56 corrects the dose amount at the position covered by the defective beam performed in one of the multiple passes of the multiple writing. Create defect correction data as in the pass. For example, as shown in FIG. 11B, defect correction data is created so that the distributed dose amount (insufficient amount) obtained by dividing the dose amount for one time by the number of other passes is equally added to the other passes. In the example of FIG. 11B, 33% of the 25% dose is distributed.
  • the method of distribution is not limited to equality. The distribution may be biased toward some paths. If distributed unevenly, the dose may become too large in some passes. In that case, the maximum irradiation time becomes longer, leading to an increase in drawing time. Therefore, it is preferable to add it equally to other paths. This can prevent the maximum irradiation time from increasing.
  • a dose modulation rate of 0% for the pixel covered by the defective beam and a dose modulation rate for at least one path to which the pixel is distributed are defined.
  • a dose modulation rate of 100%, which is solid data is defined. It is preferable to create defect correction data for each pass. Information on pixels covered by defective beams is shared between each pass.
  • the defect correction data creation unit 56 inputs the positional deviation correction data for correcting the individual positional deviation of each irradiation position of the multi-beam, and The deviation correction data is further used to create defect correction data. Therefore, the pixel to which the defective beam is assigned is defined to have its own dose modulation rate of 0% and the dose modulation rate to at least one path to which it is distributed. The dose modulation rate for the distribution destination path is further defined as a value obtained by multiplying the positional deviation correction data by each dose modulation rate defined. For other pixels, a dose modulation rate of each dose modulation rate defined in the positional deviation correction data x 100% is defined.
  • the defect correction data creation unit 56 creates defect correction data such that the dose amount at the position handled by the defect beam is corrected by a peripheral beam that irradiates positions around the position handled by the defect beam.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an example of a method of performing defect correction using peripheral pixels in the first embodiment.
  • the defect correction data creation unit 56 distributes the dose at the position covered by the defective beam to at least one, for example, three or more surrounding pixels around the control grid 10 of the pixel covered by the defective beam.
  • the example in FIG. 12 shows a case where the light is distributed to pixels around the irradiation position 39a, pixels around the irradiation position 39c, and pixels around the irradiation position 39g. It is preferred to use three or more irradiation positions surrounding the control grid 10 of the pixel covered by the defective beam.
  • each distribution ratio ⁇ di can be defined, for example, by the following equation (1) using the 100% dose ⁇ and the distance ri.
  • the distribution destination irradiation position 39g is outside the pattern. If a dose distribution corresponding to the drawing pattern has been created in advance, it can be determined whether the irradiation position of each pixel is within the pattern or outside the pattern. Therefore, since the dose amount corresponding to the drawing pattern is zero for pixels at the irradiation position located outside the pattern, it is possible to make adjustments such as increasing the dose amount distributed for defect correction. If the shift in the center of gravity position can be tolerated, the adjustment can be made, for example, by 5% for two pixels within the pattern and by 80% for one pixel outside the pattern. This makes it possible to avoid creating pixels whose final dose amount is too large.
  • the distribution rate it is preferable to set an upper limit on the distribution rate. For example, it is preferable to set the upper limit to about 40%. Further, it is preferable to set the maximum value of the total value (total modulation rate) of the dose modulation rate of the pixel corresponding to the positional deviation correction for each pixel and the dose modulation rate distributed from other pixels as the upper limit. This makes it possible to avoid pixels whose dose amount is too large. Therefore, an increase in the maximum irradiation time can be suppressed. As a result, drawing time can be shortened.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining another example of a method of performing defect correction using peripheral pixels in the first embodiment. If the distribution rate of the distribution destination exceeds the set upper limit, the number of distribution destinations may be increased as shown in FIG. The example in FIG. 13 shows a case where the image is distributed to 11 pixels.
  • the distribution ratio ⁇ d can be determined by simply dividing the 100% dose ⁇ by the number N of recipients. Also good.
  • the pixel to which the defective beam is assigned has its own dose modulation rate of 0% and a distribution rate (dose modulation rate) to at least one or more pixels to which it is distributed. For other pixels, a dose modulation rate of 100%, which is solid data, is defined.
  • the defect correction data creation unit 56 inputs the positional deviation correction data for correcting the individual positional deviation of each irradiation position of the multi-beam, and The deviation correction data is further used to create defect correction data. Therefore, the pixel to which the defective beam is assigned has its own dose modulation rate of 0% and the dose modulation rate of at least one, for example, three or more pixels to which it is distributed. Here, it is preferable to match the position of the center of gravity of the dose modulation rate of the distribution destination, taking into account the positional deviation, to the position of the pixel to which the defective beam is responsible. For other pixels, a dose modulation rate of each dose modulation rate defined in the positional deviation correction data x 100% is defined.
  • the created defect correction data is stored in the storage device 144.
  • the defect correction data may be created in consideration of the contents of the positional deviation correction data as described above.
  • the data may be stored in the storage device 144 as separate data.
  • defect correction data (and positional deviation correction data) that does not depend on the drawing pattern is created.
  • drawing processing is performed for each drawing pattern.
  • the larger value (3) of the maximum value (2) of the dose modulation rate for the defect correction to be performed is determined. If the standard value (4) of the individual dose amount depending on the drawing pattern is known, the actual dose amount irradiated to each pixel will be larger than the value ((3) x (4)) multiplied by both. It won't happen. Therefore, the maximum irradiation time can be obtained by dividing the maximum dose by the current density by setting the value obtained by multiplying both of them as the maximum dose ((3) ⁇ (4)).
  • the reference dose Dbase can be used unless dose modulation such as proximity effect correction is performed.
  • dose modulation such as proximity effect correction
  • a value obtained by multiplying the maximum value of the dose modulation rate such as proximity effect correction by the reference dose Dbase may be used as the reference value (4) of the individual dose amount.
  • the dose map creation unit 62 calculates, for each drawing pattern, the individual dose of each pixel 36 on the sample 101 according to the drawing pattern. Specifically, it operates as follows. First, the rasterizing unit 60 reads the drawing data from the storage device 140, and calculates the pattern area density ⁇ ' within the pixel 36 for each pixel 36. Such processing is executed for each stripe area 32, for example.
  • the dose map creation unit 62 first virtually divides the drawing area (here, for example, the stripe area 32) into a plurality of adjacent mesh areas (mesh areas for proximity effect correction calculation) in a mesh shape of a predetermined size.
  • the size of the proximity mesh region is preferably set to about 1/10 of the range of influence of the proximity effect, for example, about 1 ⁇ m.
  • the dose map creation unit 62 reads the drawing data from the storage device 140 and calculates, for each adjacent mesh area, the pattern area density ⁇ of the pattern arranged within the adjacent mesh area.
  • the dose map creation unit 62 calculates a proximity effect correction exposure coefficient Dp(x) (correction dose) for correcting the proximity effect for each proximity mesh region.
  • the unknown proximity effect corrected exposure coefficient Dp(x) is calculated using the same proximity calculation as in the conventional method using the backscattering coefficient ⁇ , the dose threshold Dth of the threshold model, the pattern area density ⁇ , and the distribution function g(x). It can be defined by a threshold model for effect correction.
  • the dose map creation unit 62 calculates, for each pixel 36, the incident irradiation amount D(x) (dose amount) for irradiating the pixel 36.
  • the incident dose D(x) may be calculated as, for example, a value obtained by multiplying a preset reference dose Dbase by a proximity effect correction exposure coefficient Dp and a pattern area density ⁇ '.
  • the reference dose Dbase can be defined as, for example, Dth/(1/2+ ⁇ ).
  • the dose map creation unit 62 creates a dose map that defines the incident dose D(x) for each pixel 36 in units of stripes.
  • the amount of incident radiation D(x) for each pixel 36 is the amount of incident radiation D(x) scheduled to be irradiated onto the control grid 27 of the pixel 36 in terms of design.
  • the dose map creation unit 52 creates a dose map that defines the incident dose D(x) for each control grid 27 in units of stripes. This created dose map is stored in the storage device 144, for example.
  • the dose correction unit 64 reads defect correction data from the storage device 144 for each drawing pattern, and adjusts the dose modulation rate defined in the read defect correction data to individual positions at each position on the sample.
  • a dose distribution using a value multiplied by the dose amount corrects the individual dose amount at each position on the sample according to the drawing pattern to obtain a corrected dose amount.
  • the dose correction unit 64 first repeatedly allocates the rectangular unit area 35 to the stripe area 32 according to the drawing sequence. This makes it possible to specify which beam each pixel 36 in the stripe area 32 is irradiated with.
  • the dose correction unit 64 calculates, for each pixel, a value obtained by multiplying the individual dose amount of each pixel according to the drawing pattern by the dose modulation rate of the pixel defined in the defect correction data. Further, the dose correction unit 64 calculates, for each pixel, a value obtained by multiplying the individual dose amount of each pixel according to the drawing pattern by the dose modulation rate for the distribution destination pixel defined in the defect correction data. Distribute to the destination pixel. Next, for each pixel 36, the dose correction unit 64 adds up the dose amount obtained by multiplying the dose variable rate of the pixel and the distributed dose amount. In the pixel to which the defective beam is responsible, if there is a dose distributed from other pixels, the dose after summation will not become zero.
  • a value is calculated by multiplying the summed dose amount by the dose modulation rate (0%) of the pixel defined in the defect correction data. Note that it is preferable to remove the defective beam from the dose distribution destination in advance at the stage of creating the defect correction data.
  • the dose variation rate of the pixel defined in the positional deviation correction data is added to the individual dose amount of each pixel according to the drawing pattern. Calculate the multiplied value. Further, the dose correction unit 64 calculates, for each pixel, a value obtained by multiplying the individual dose amount of the pixel by the dose modulation rate for the distribution destination pixel defined in the defect correction data, and calculates the value by multiplying the individual dose amount of the pixel by the dose modulation rate for the distribution destination pixel defined in the defect correction data. distribute. Then, for each pixel 36, the dose correction unit 64 adds up the dose amount obtained by multiplying the dose variable rate of the pixel and the distributed dose amount.
  • a value is calculated by multiplying the individual summed dose amount of each pixel by the dose variation rate of the pixel defined by the defect correction data. Further, the dose correction unit 64 calculates, for each pixel, a value obtained by multiplying the total individual dose amount of the pixel by the dose modulation rate for the pixel to be the distribution destination defined in the defect correction data, and Distribute to pixels. Then, for each pixel 36, the dose correction unit 64 adds up the dose amount obtained by multiplying the dose variable rate of the pixel and the distributed dose amount. Further, it is preferable to combine the defect correction data and the positional deviation correction data in advance, and to perform the defect correction and the positional deviation correction all at once.
  • correction is not performed for defective beams other than the always-OFF defective beam. However, it is not limited to this. It is also possible to further correct the excessive dose irradiated by an excessive dose defect beam such as a constantly ON defect beam.
  • the method of correcting excessive dose may be the same as the conventional method.
  • the irradiation time calculation unit 72 calculates the irradiation time t corresponding to the dose amount of each pixel in which the beam position shift is corrected and the insufficient dose amount due to the defective beam is corrected.
  • the irradiation time t can be calculated by dividing the dose amount D by the current density J.
  • the irradiation time t of each pixel 36 (control grid 27) is calculated as a value within the maximum irradiation time Ttr that can be irradiated with one shot of the multi-beam 20.
  • the irradiation time t of each pixel 36 (control grid 27) is converted into gradation value data of 0 to 1023 gradations, where the maximum irradiation time Ttr is, for example, 1023 gradations (10 bits).
  • the gradated irradiation time data is stored in the storage device 142.
  • the drawing control unit 74 rearranges the irradiation time data in shot order according to the drawing sequence. Then, the irradiation time data is transferred to the deflection control circuit 130 in shot order.
  • the deflection control circuit 130 outputs a blanking control signal to the blanking aperture array mechanism 204 in shot order, and also outputs a deflection control signal to the DAC amplifier units 132 and 134 in shot order. Then, the drawing mechanism 150 draws a drawing pattern on the sample 101 using the multi-beam 20 that is irradiated with the corrected dose.
  • defect correction data (and positional deviation correction data) that does not depend on the drawing pattern is created in advance. Then, using the defect correction data (and positional deviation correction data), for each drawing pattern, the individual dose amount of each pixel according to the drawing pattern is corrected. Even if the drawing pattern changes, the already created defect correction data (and positional deviation correction data) can be used. Therefore, there is no need to recreate defect correction data (and positional deviation correction data) every time the drawing pattern changes. Therefore, data processing time in drawing processing can be shortened.
  • the irradiation time of each beam of the multi-beam 20 is individually controlled within the maximum irradiation time Ttr for one shot.
  • the maximum irradiation time Ttr for one shot is divided into a plurality of subshots having different irradiation times. Then, for each beam, a combination of subshots is selected from among the plurality of subshots so that the irradiation time is one shot. It is also preferable to control the irradiation time of one shot for each beam by continuously irradiating the same pixel with the same beam using the selected combination of sub-shots.
  • control signal was input for controlling each control circuit 41, but the number of bits may be set as appropriate.
  • a 2-bit or 3-9 bit control signal may be used.
  • a control signal of 11 bits or more may be used.
  • One aspect of the present invention relates to a multi-charged particle beam writing device and a multi-charged particle beam writing method, and can be used, for example, as a method for reducing pattern dimensional deviation due to multi-beam writing.

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Abstract

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、マルチ荷電粒子ビームを形成するビーム形成機構と、描画されるための描画パターンに関わらずマルチ荷電粒子ビーム全体での照射領域に対応する試料面上の単位領域の各位置が一様のドーズ量で定義されるドーズ分布を用いて、マルチ荷電粒子ビームのうち常時ビームＯＦＦとなる欠陥ビームが担当する位置のドーズ量を他の１つ以上の画素へと分配することによって補正するための、ドーズ変調率を定義する欠陥補正データを作成する欠陥補正データ作成回路と、欠陥補正データを記憶する記憶装置と、描画パターン毎に、当該描画パターンに応じた試料上の各位置の個別のドーズ量を演算するドーズ量演算回路と、描画パターン毎に、記憶装置から欠陥補正データを読み出し、読み出した欠陥補正データに定義されるドーズ変調率を試料上の各位置の個別のドーズ量に乗じた値を用いたドーズ分配により当該描画パターンに応じた、試料上の各位置の個別のドーズ量を補正し、補正したドーズ量を得るドーズ補正回路と、補正したドーズ量で照射される前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、前記試料に前記描画パターンを描画する描画機構と、を備えたことを特徴とする。

Description

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
　本出願は、２０２２年６月３日に日本国に出願されたＪＰ２０２２－０９０９０５（出願番号）を基礎出願とする優先権を主張する出願である。ＪＰ２０２２－０９０９０５に記載されたすべての内容は、参照されることにより本出願にインコーポレートされる。
　本発明の一態様は、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、マルチビーム描画によるパターンの寸法ずれを低減する手法に関する。
　半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、マスクブランクスへ電子線を使ってマスクパターンを描画することが行われている。
　例えば、マルチビームを使った描画装置がある。１本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが光学系で縮小されることによりマスク像が縮小されて、偏向器で偏向されることにより試料上の所望の位置へと照射される。
　マルチビーム描画では、各ビームから照射されるドーズ量を照射時間によって制御している。しかしながら、ブランキング制御機構の故障等により照射時間制御が困難となり、ビームが照射されない常時ＯＦＦビームとなる欠陥ビームが発生し得る。必要なドーズが試料に照射されない場合、試料上に形成されるパターンの形状誤差が生じてしまうといった問題があった。かかる問題に対して、描画したい描画パターンに応じた各画素のドーズ量を演算し、常時ＯＦＦ欠陥ビームが担当する画素で不足する分のドーズ量を周囲のビームに分配することにより補正することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、欠陥ビーム補正のデータ処理には時間がかかる。そのため、描画処理速度にデータ生成が間に合わなくなるといった問題が生じ得る。
特開２０１９－０３３１１７号公報
　本発明の一態様は、マルチビーム描画において、描画処理速度に欠陥ビーム補正のデータ処理が間に合わなくなることを回避可能な装置及び方法を提供する。
　本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
　マルチ荷電粒子ビームを形成するビーム形成機構と、
　描画されるための描画パターンに関わらずマルチ荷電粒子ビーム全体での照射領域に対応する試料面上の単位領域の各位置が一様のドーズ量で定義されるドーズ分布を用いて、マルチ荷電粒子ビームのうち常時ビームＯＦＦとなる欠陥ビームが担当する位置のドーズ量を他の１つ以上の画素へと分配することによって補正するための、ドーズ変調率を定義する欠陥補正データを作成する欠陥補正データ作成回路と、
　欠陥補正データを記憶する記憶装置と、
　描画パターン毎に、当該描画パターンに応じた試料上の各位置の個別のドーズ量を演算するドーズ量演算回路と、
　描画パターン毎に、記憶装置から欠陥補正データを読み出し、読み出した欠陥補正データに定義されるドーズ変調率を試料上の各位置の個別のドーズ量に乗じた値を用いたドーズ分配により当該描画パターンに応じた、試料上の各位置の個別のドーズ量を補正し、補正したドーズ量を得るドーズ補正回路と、
　補正したドーズ量で照射される前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、前記試料に前記描画パターンを描画する描画機構と、
　を備えたことを特徴とする。
　本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
　マルチ荷電粒子ビームを形成し、
　描画されるための描画パターンに関わらずマルチ荷電粒子ビーム全体での照射領域に対応する試料面上の単位領域の各位置が一様のドーズ量で定義されるドーズ分布を用いて、マルチ荷電粒子ビームのうち常時ビームＯＦＦとなる欠陥ビームが担当する位置のドーズ量を他の１つ以上の画素へと分配することによって補正するための、ドーズ変調率を定義する欠陥補正データを作成し、
　欠陥補正データを記憶装置に記憶し、
　描画パターン毎に、当該描画パターンに応じた試料上の各位置の個別のドーズ量を演算し、
　描画パターン毎に、記憶装置から欠陥補正データを読み出し、読み出した欠陥補正データに定義されるドーズ変調率を試料上の各位置の個別のドーズ量に乗じた値を用いたドーズ分配により当該描画パターンに応じた、試料上の各位置の個別のドーズ量を補正し、補正したドーズ量を得、
　補正したドーズ量で照射されるマルチ荷電粒子ビームを用いて、試料に描画パターンを描画する、
　ことを特徴とする。
　本発明の一態様によれば、マルチビーム描画において、描画処理速度に欠陥ビーム補正のデータ処理が間に合わなくなることを回避できる。
実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。 実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。 実施の形態１におけるマルチビームの描画方法の一例を説明するための図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１におけるビームの位置ずれと位置ずれ周期性とを説明するための図である。 実施の形態１におけるビームの位置ずれと位置ずれ周期性とを説明するための図である。 実施の形態１における位置ずれ補正方法の一例を説明するための図である。 実施の形態１における位置ずれ補正方法の一例を説明するための図である。 実施の形態１における欠陥補正用の矩形単位領域のドーズマップの一例を示す図である。 実施の形態１における多重描画で欠陥補正を行う手法の一例を説明するための図である。 実施の形態１における多重描画で欠陥補正を行う手法の一例を説明するための図である。 実施の形態１における周辺画素を用いて欠陥補正を行う手法の一例を説明するための図である。 実施の形態１における周辺画素を用いて欠陥補正を行う手法の他の一例を説明するための図である。
　以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
［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、描画機構１５０と制御系回路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。描画機構１５０は、電子鏡筒１０２（マルチ電子ビームカラム）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基板２０３、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ基板２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、及び偏向器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象基板となるレジストが塗布されたマスクブランクス等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ファラディーカップ１０６が配置される。
　制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプユニット１３２，１３４、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、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４、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。偏向制御回路１３０には、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４及びブランキングアパーチャアレイ機構２０４が接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３２の出力は、偏向器２０９に接続される。ＤＡＣアンプユニット１３４の出力は、偏向器２０８に接続される。偏向器２０８は、４極以上の電極により構成され、電極毎にＤＡＣアンプ１３４を介して偏向制御回路１３０により制御される。偏向器２０９は、４極以上の電極により構成され、電極毎にＤＡＣアンプ１３２を介して偏向制御回路１３０により制御される。ステージ位置検出器１３９は、レーザ光をＸＹステージ１０５上のミラー２１０に照射し、ミラー２１０からの反射光を受光する。そして、かかる反射光の情報を使ったレーザ干渉の原理を利用してＸＹステージ１０５の位置を測定する。
　制御計算機１１０内には、ビーム位置ずれマップ作成部５０、位置ずれ補正データ作成部５２、検出部５４、特定部５５、欠陥補正データ作成部５６、ラスタライズ部６０、ドーズマップ作成部６２、ドーズ補正部６４、照射時間演算部７２、及び描画制御部７４が配置されている。ビーム位置ずれマップ作成部５０、位置ずれ補正データ作成部５２、検出部５４、特定部５５、欠陥補正データ作成部５６、ラスタライズ部６０、ドーズマップ作成部６２、ドーズ補正部６４、照射時間演算部７２、及び描画制御部７４といった各「～部」は、処理回路を有する。かかる処理回路は、例えば、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置を含む。各「～部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いても良いし、或いは異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。ビーム位置ずれマップ作成部５０、位置ずれ補正データ作成部５２、検出部５４、特定部５５、欠陥補正データ作成部５６、ラスタライズ部６０、ドーズマップ作成部６２、ドーズ補正部６４、照射時間演算部７２、及び描画制御部７４に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。
　また、描画装置１００の外部から描画データが入力され、記憶装置１４０に格納される。描画データには、通常、描画するための複数の図形パターンの情報が定義される。具体的には、図形パターン毎に、図形コード、座標、及びサイズ等が定義される。
　ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
　図２は、実施の形態１における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。図２において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、縦（ｙ方向）ｐ列×横（ｘ方向）ｑ列（ｐ，ｑ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図２では、例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）に５１２×５１２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、同じ直径の円形であっても構わない。成形アパーチャアレイ基板２０３（ビーム形成機構）は、マルチビーム２０を形成する。具体的には、これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。また、穴２２の配列の仕方は、図２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。例えば、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１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）ｋ＋１段目の列と、ｋ＋２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。
　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機構の構成を示す断面図である。ブランキングアパーチャアレイ機構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、例えば裏面側から削られ、薄い膜厚ｈのメンブレン領域３３０（第１の領域）に加工されている。メンブレン領域３３０を取り囲む周囲は、厚い膜厚Ｈの外周領域３３２（第２の領域）となる。メンブレン領域３３０の上面と外周領域３３２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３３２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３３０の位置は、支持台３３の開口した領域に位置している。
　メンブレン領域３３０には、図２に示した成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２に対応する位置にマルチビーム２０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。言い換えれば、基板３１のメンブレン領域３３０には、電子線を用いたマルチビーム２０のそれぞれ対応するビームが通過する複数の通過孔２５がアレイ状に形成される。そして、基板３１のメンブレン領域３３０上であって、複数の通過孔２５のうち対応する通過孔２５を挟んで対向する位置に２つの電極を有する複数の電極対がそれぞれ配置される。具体的には、メンブレン領域３３０上に、図３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、基板３１内部であってメンブレン領域３３０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。
　制御回路４１内には、図示しないアンプ（スイッチング回路の一例）が配置される。アンプの一例として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　ＭＯＳ）インバータ回路が配置される。そして、ＣＭＯＳインバータ回路は正の電位（Ｖｄｄ：ブランキング電位：第１の電位）（例えば、５Ｖ）（第１の電位）とグランド電位（ＧＮＤ：第２の電位）に接続される。ＣＭＯＳインバータ回路の出力線（ＯＵＴ）は制御電極２４に接続される。一方、対向電極２６は、グランド電位が印加される。そして、ブランキング電位とグランド電位とが切り替え可能に印加される複数の制御電極２４が、基板３１上であって、複数の通過孔２５のそれぞれ対応する通過孔２５を挟んで複数の対向電極２６のそれぞれ対応する対向電極２６と対向する位置に配置される。
　ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）には、閾値電圧よりも低くなるＬ（ｌｏｗ）電位（例えばグランド電位）と、閾値電圧以上となるＨ（ｈｉｇｈ）電位（例えば、１．５Ｖ）とのいずれかが制御信号として印加される。実施の形態１では、ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）にＬ電位が印加される状態では、ＣＭＯＳインバータ回路の出力（ＯＵＴ）は正電位（Ｖｄｄ）となり、対向電極２６のグランド電位との電位差による電界によりマルチビーム２０中の対応する１本を偏向し、制限アパーチャ基板２０６で遮蔽することでビームＯＦＦになるように制御する。一方、ＣＭＯＳインバータ回路の入力（ＩＮ）にＨ電位が印加される状態（アクティブ状態）では、ＣＭＯＳインバータ回路の出力（ＯＵＴ）はグランド電位となり、対向電極２６のグランド電位との電位差が無くなりマルチビーム２０中の対応する１本を偏向しないので制限アパーチャ基板２０６を通過することでビームＯＮになるように制御する。
　各通過孔を通過するマルチビーム２０中の対応する１本の電子ビームは、それぞれ独立に対となる２つの制御電極２４と対向電極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。具体的には、制御電極２４と対向電極２６の組は、それぞれ対応するスイッチング回路となるＣＭＯＳインバータ回路によって切り替えられる電位によってマルチビーム２０の対応ビームをそれぞれ個別にブランキング偏向する。このように、複数のブランカーが、成形アパーチャアレイ基板２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビーム２０のうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。
　図４は、実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。図４に示すように、試料１０１の描画領域３０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０のショットで照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば－ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は例えば等速で連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を－ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、－ｘ方向に向かって同様に描画を行う。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、－ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。１回のショットでは、成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、最大で成形アパーチャアレイ基板２０３に形成された複数の穴２２と同数の複数のショットパターンが一度に形成される。また、図４の例では、各ストライプ領域３２を１回ずつ描画する場合を示しているが、これに限るものではない。同じ領域を複数回描画する多重描画を行っても好適である。多重描画を行う場合には、位置をずらしながら各パスのストライプ領域３２を設定すると好適である。
　図５は、実施の形態１におけるマルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。図５において、ストライプ領域３２には、例えば、試料１０１面上におけるマルチビーム２０のビームサイズピッチで格子状に配列される複数の制御グリッド２７（設計グリッド）が設定される。この制御グリッド２７は、例えば、１０ｎｍ程度の配列ピッチにすると好適である。かかる複数の制御グリッド２７が、マルチビーム２０の設計上の照射位置となる。制御グリッド２７の配列ピッチはビームサイズに限定されるものではなく、ビームサイズとは関係なく偏向器２０９の偏向位置として制御可能な任意の大きさで構成されるものでも構わない。そして、各制御グリッド２７を中心とした、制御グリッド２７の配列ピッチと同サイズでメッシュ状に仮想分割された複数の画素３６が設定される。各画素３６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。図５の例では、試料１０１の描画領域が、例えばｙ方向に、１回のマルチビーム２０（ビームアレイ）の照射で照射可能な照射領域３４（描画フィールド）のサイズと実質同じ幅サイズで複数のストライプ領域３２に分割された場合を示している。照射領域３４のｘ方向サイズは、マルチビーム２０のｘ方向のビーム間ピッチにｘ方向のビーム数を乗じた値で定義できる。照射領域３４のｙ方向サイズは、マルチビーム２０のｙ方向のビーム間ピッチにｙ方向のビーム数を乗じた値で定義できる。なお、ストライプ領域３２の幅は、これに限るものではない。照射領域３４のｎ倍（ｎは１以上の整数）のサイズであると好適である。図５の例では、例えば５１２×５１２列のマルチビームの図示を８×８列のマルチビームに省略して示している。そして、照射領域３４内に、１回のマルチビーム２０のショットで照射可能な複数の画素２８（ビームの描画位置）が示されている。言い換えれば、隣り合う画素２８間のピッチが設計上のマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。図５の例では、ビーム間ピッチで囲まれる領域で１つのサブ照射領域２９を構成する。図５の例では、各サブ照射領域２９は、４×４画素で構成される場合を示している。
　図６は、実施の形態１におけるマルチビームの描画方法の一例を説明するための図である。図６では、図５で示したストライプ領域３２を描画するマルチビームのうち、ｙ方向ｋ段目の座標（１，３），（２，３），（３，３），・・・，（５１２，３）の各ビームで描画するサブ照射領域２９の一部を示している。図６の例では、例えば、ＸＹステージ１０５が８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）する場合を示している。かかる４つの画素を描画（露光）する間、照射領域３４がＸＹステージ１０５の移動によって試料１０１との相対位置がずれないように、偏向器２０８によってマルチビーム２０全体を一括偏向する。これによって、照射領域３４をＸＹステージ１０５の移動に追従させる。言い換えれば、トラッキング制御が行われる。図６の例では、８ビームピッチ分の距離を移動する間に４つの画素を描画（露光）することで１回のトラッキングサイクルを実施する場合を示している。
　具体的には、各ショットにおいて、設定された最大描画時間内のそれぞれの制御グリッド２７に対応する描画時間（照射時間、或いは露光時間）ビームを照射する。具体的には、各制御グリッド２７にマルチビーム２０のうちＯＮビームのそれぞれ対応するビームを照射する。そして、最大描画時間にＤＡＣアンプの整定時間を加算したショットサイクル時間Ｔｔｒ毎に、偏向器２０９による一括偏向により各ビームの照射位置を次のショット位置へと移動する。
　そして、図６の例では４ショット終了した時点で、ＤＡＣアンプユニット１３４は、トラッキング制御用のビーム偏向をリセットする。これにより、トラッキング位置をトラッキング制御が開始されたトラッキング開始位置に戻す。
　なお、各サブ照射領域２９の右から１番目の画素列の描画は終了している。よって、トラッキングリセットした後に、次回のトラッキングサイクルにおいてまず偏向器２０９は、各サブ照射領域２９の下から１段目かつ右から２番目の画素の制御グリッド２７にそれぞれ対応するビームの描画位置を合わせる（シフトする）ように偏向する。かかる動作を繰り返すことで、すべての画素の描画が行われる。サブ照射領域２９がｎ×ｎ画素で構成される場合に、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。これにより、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。
　次に描画装置１００における描画機構１５０の動作について説明する。電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、矩形の複数の穴２２（開口部）が形成される。そして、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。複数の穴２２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基板２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過する。これによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム２０）が形成される。かかるマルチビーム２０は、ブランキングアパーチャアレイ機構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を偏向する（ブランキング偏向を行う）。
　ブランキングアパーチャアレイ機構２０４を通過したマルチビーム２０は、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ基板２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、マルチビーム２０のうち、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４のブランカーによって偏向された電子ビームは、制限アパーチャ基板２０６の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板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機構２０４のブランカーによって偏向されなかった電子ビームは、図１に示すように制限アパーチャ基板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、制限アパーチャ基板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、制限アパーチャ基板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。制限アパーチャ基板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２０８，２０９によって、制限アパーチャ基板２０６を通過した各ビーム（通過したマルチビーム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。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基板２０３の複数の穴２２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。
　上述したように、マルチビームには欠陥ビームが生じ得る。欠陥ビームには、ビームのドーズ量制御ができず照射されるドーズ量が過剰になるドーズ過剰欠陥ビームと、ビームのドーズ量制御ができず照射されるドーズ量が不足になるドーズ不足欠陥ビームと、があげられる。ドーズ過剰欠陥ビームの中には、常時ＯＮとなるＯＮ欠陥ビームと照射時間制御が不良な制御不良欠陥ビームの一部とが含まれる。ドーズ不足欠陥ビームの中には、常時ＯＦＦとなるＯＦＦ欠陥ビームと制御不良欠陥ビームの残部とが含まれる。
　欠陥ビームによって予定されるドーズ量が試料に照射されない場合、試料上に形成されるパターンの形状誤差が生じてしまうといった問題があった。かかる問題に対して、従来、描画したい描画パターンに応じた各画素のドーズ量を演算する。そして、各画素のドーズ量に対して、欠陥ビームが担当する画素で過不足する分のドーズ量を求める。そして、求めた過不足する分のドーズ量を周辺のビームに分配するための分配率を求める。そして、分配率に沿って各画素のドーズ変調を行う。このような補正手法が検討されていた。しかしながら、欠陥ビーム補正のデータ処理には時間がかかる。このため、描画処理速度にデータ生成が間に合わなくなるといった問題が生じ得る。また、描画対象となる描画パターンが変わると、周辺のビームに分配するための分配率を求めるために、描画パターンに応じた各画素のドーズ量を演算するところからやり直す必要がある。このように、描画パターンが変わるたびに、周辺のビームに分配するための分配率を求めるために１からデータ処理をやり直す必要があった。
　ここで、欠陥ビームのうち、常時ＯＦＦ以外の欠陥ビームでは、描画パターンに応じた設計上のドーズ量が決まらないとドーズが不足するのか過剰となるのか不明である。過剰ドーズを補正する場合、周辺のビームのドーズ量を減らすことになる。よって、パターン無しで設計上のドーズ量がゼロの画素では、それ以上減らせないので欠陥補正に使用できない。よって、描画パターンを用いずに周辺のビームに分配するための分配率を求めることが困難である。これに対して、欠陥ビームのうち、常時ＯＦＦ欠陥ビームについては、照射されるドーズ量がゼロになるので、欠陥補正する場合、周辺のビームのドーズ量を増やすことになる。よって、パターン無しで設計上のドーズ量がゼロの画素でも欠陥補正に使用できる。よって、描画パターンに関わらず、独立して周辺のビームに分配するための分配率を求めることができ得る。
　そこで、実施の形態１では、欠陥ビームのうち、常時ＯＦＦビームについて、描画処理を開始する前の前処理として、描画パターンに関わらず不足ドーズ量を周囲のビームに分配するための分配率を求める。そして、各画素の分配先ごとの分配率を定義した欠陥補正データを予め作成する。そして、実際の描画処理では、描画パターン毎に、既に作成された描画パターンに依存しない欠陥補正データを流用して各画素のドーズ変調を行う。以下、具体的に説明する。
　図７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７において、実施の形態１における描画方法は、ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１０２）と、欠陥ビーム検出工程（Ｓ１０４）と、位置ずれ補正データ作成工程（Ｓ１０６）と、欠陥ビーム位置特定工程（Ｓ１０８）と、欠陥補正データ作成工程（Ｓ１１０）と、ドーズ量演算工程（Ｓ１２０）と、ドーズ補正工程（Ｓ１３０）と、照射時間演算工程（Ｓ１４０）と、描画工程（Ｓ１４２）と、いう一連の工程を実施する。実施の形態１では、欠陥ビーム補正の他に、ビーム位置ずれ補正も併せて行う場合を説明するが、これに限るものではない。ビーム位置ずれ補正を行わない場合には、ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１０２）と、位置ずれ補正データ作成工程（Ｓ１０６）とを省略しても構わない。
　ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１０２）と、欠陥ビーム検出工程（Ｓ１０４）と、位置ずれ補正データ作成工程（Ｓ１０６）と、欠陥ビーム位置特定工程（Ｓ１０８）と、欠陥補正データ作成工程（Ｓ１１０）と、の各工程は、描画処理を開始する前の前処理として実施される。
　ビーム位置ずれ量測定工程（Ｓ１０２）として、描画装置１００は、マルチビーム２０の各ビームの試料１０１面上の照射位置が、対応する制御グリッド２７からずれる位置ずれ量を測定する。
　図８Ａと図８Ｂは、実施の形態１におけるビームの位置ずれと位置ずれ周期性とを説明するための図である。マルチビーム２０では、図８Ａに示すように、光学系の特性上、露光フィールドに歪が生じ、かかる歪等によって、個々のビームの実際の照射位置３９が理想グリッドに照射される場合の照射位置３７からずれてしまう。そこで、実施の形態１では、かかる個々のビームの実際の照射位置３９の位置ずれ量を測定する。具体的には、レジストが塗布された評価基板に、マルチビーム２０を照射し、評価基板を現像することで生成されるレジストパターンの位置を位置測定器で測定する。これにより、ビーム毎の位置ずれ量を測定する。各ビームのショットサイズでは、各ビームの照射位置におけるレジストパターンのサイズを位置測定器で測定困難であれば、各ビームで、位置測定器で測定可能なサイズの図形パターン（例えば矩形パターン）を描画する。そして、図形パターン（レジストパターン）の両側（矩形パターンの左右の両辺または上限の両辺）のエッジ位置を測定して、両エッジ間の中間位置と設計上の図形パターンの中間位置との差分から対象ビームの位置ずれ量を測定すればよい。そして、得られた各ビームの照射位置の位置ずれ量データは、描画装置１００に入力され、記憶装置１４４に格納される。また、マルチビーム描画では、ストライプ領域３２内において照射領域３４をずらしながら描画を進めていくため、例えば、図６において説明した描画シーケンスでは、図４の下段に示すように、ストライプ領域３２の描画中、照射領域３４ａ～３４ｏといった具合に順次照射領域３４の位置が移動する。そして、照射領域３４の移動毎に、各ビームの位置ずれに周期性が生じることになる。或いは、各ビームが、それぞれ対応するサブ照射領域２９内のすべての画素３６を照射する描画シーケンスの場合であれば、図８Ｂに示すように、少なくとも照射領域３４と同じサイズの単位領域３５毎（３５ａ、３５ｂ、・・・）に各ビームの位置ずれに周期性が生じることになる。よって、ビームアレイの照射領域３４分の各ビームの位置ずれ量を測定すれば、測定結果を流用できる。言い換えれば、各ビームについて、対応するサブ照射領域２９内の各画素３６での位置ずれ量を測定できれば良い。
　そして、ビーム位置ずれマップ作成部５０は、まず、ビームアレイ単位、言い換えれば、照射領域３４に対応する試料面上の１つの矩形単位領域３５（単位領域の一例）内の各画素３６の各ビームの位置ずれ量を定義するビーム位置ずれ量マップ（１）を作成する。矩形単位領域３５は、試料面上において、マルチビーム２０の各ビームが隣接する他の複数のビームとの間で囲まれる設計上の各サブ照射領域２９（小領域）を組み合わせたマルチビーム２０の照射領域３４に対応する領域となる。ここでは、マルチビーム２０が正方格子状に配列されるため単位領域を矩形としているが、マルチビーム２０の配列形状に応じて単位領域の形状は変わっても構わない。具体的には、ビーム位置ずれマップ作成部５０は、記憶装置１４４から各ビームの照射位置の位置ずれ量データを読み出し、かかるデータをマップ値としてビーム位置ずれ量マップ（１）を作成すればよい。マルチビーム２０全体が照射する照射領域３４に対応する試料面上の１つの矩形単位領域３５内の各画素３６の制御グリッド２７を、マルチビーム２０全体の内のどのビームが照射するのかは、例えば図６において説明したように、描画シーケンスによって決まる。よって、ビーム位置ずれマップ作成部５０は、描画シーケンスに応じて１つの単位領域３５内の各画素３６の制御グリッド２７毎に当該制御グリッド２７への照射を担当するビームを特定して、当該ビームの位置ずれ量を演算する。作成されたビーム位置ずれ量マップ（１）は、記憶装置１４４に格納しておく。
　欠陥ビーム検出工程（Ｓ１０４）として、検出部５４は、マルチビーム２０の中から欠陥ビームを検出する。常時ＯＮとなるＯＮ欠陥ビームでは、制御ドーズ量に関わらず、常に、１回のショットにおける最大照射時間のビームを照射する。或いは、さらに画素間の移動時も照射し続ける。また、常時ＯＦＦとなるＯＦＦ欠陥ビームでは、制御ドーズ量に関わらず、常に、ビームＯＦＦとなる。具体的には、描画制御部７４による制御のもと、描画機構１５０は、マルチビーム２０を１本ずつブランキングアパーチャアレイ機構２０４でビームＯＮになるように制御すると共に、残りはすべてビームＯＦＦになるように制御する。かかる状態で、ファラディーカップ１０６で電流が検出されなかったビームは、ＯＦＦ欠陥ビームとして検出される。逆に、かかる状態から検出対象ビームをビームＯＦＦになるように制御を切り替える。この際、ビームＯＮからビームＯＦＦに切り替えたのにもかかわらず、ファラディーカップ１０６で常時電流が検出されたビームは、ＯＮ欠陥ビームとして検出される。ビームＯＮからビームＯＦＦに切り替えたのち、ファラディーカップ１０６で所定の期間だけ電流が検出されたビームは、制御不良欠陥ビームとして検出される。マルチビーム２０のすべてのビームについて同じ方法で順に確認すれば、欠陥ビームの有無、種類及び欠陥ビームがどの位置のビームなのかを検出できる。ここでは、ＯＦＦ欠陥ビーム以外の欠陥ビームについても検出する場合を説明しているが、常時ＯＦＦとなるＯＦＦ欠陥ビームを検出するだけでも構わない。検出された欠陥ビームの情報は記憶装置１４４に格納される。
　位置ずれ補正データ作成工程（Ｓ１０６）として、位置ずれ補正データ作成部５２は、マルチビーム２０の各照射位置の個別の位置ずれを補正するための位置ずれ補正データを作成する。
　図９Ａと図９Ｂは、実施の形態１における位置ずれ補正方法の一例を説明するための図である。図９Ａの例では、座標（ｘ，ｙ）の画素に照射されたビームａ’が－ｘ，－ｙ側に位置ずれを起こした場合を示している。かかる位置ずれが生じているビームａ’によって形成されるパターンの位置ずれを図９Ｂのように座標（ｘ，ｙ）の画素に合う位置に補正するには、ずれた分の照射量を、ずれた周囲の画素の方向とは反対側の画素に分配することで補正できる。図９Ａの例では、座標（ｘ，ｙ－１）の画素にずれた分の照射量は、座標（ｘ，ｙ＋１）の画素に分配されればよい。座標（ｘ－１，ｙ）の画素にずれた分の照射量は、座標（ｘ＋１，ｙ）の画素に分配されればよい。座標（ｘ－１，ｙ－１）の画素にずれた分の照射量は、座標（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素に分配されればよい。
　実施の形態１では、ビームの位置ずれ量に比例して周囲の少なくとも１つの画素用のビームに照射量を分配する位置ずれ補正分配量を演算する。位置ずれ補正データ作成部５２は、当該画素へのビームの位置ずれによりずれた面積の比率に応じて、当該画素へのビームの変調率と当該画素の周囲の少なくとも１つの画素へのビームの変調率とを演算する。具体的には、ビームが注目画素からずれて、ビームの一部が重なった周囲の画素毎に、ずれた分の面積（重なったビーム部分の面積）をビーム面積で割った割合を、重なった画素とは注目画素に対して反対側に位置する画素への分配量（ビームの変調率）として演算する。
　図９Ａの例において、座標（ｘ，ｙ－１）の画素へとずれた面積比は、（ｘ方向ビームサイズ－（－ｘ）方向ずれ量）×ｙ方向ずれ量／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。よって、補正のために座標（ｘ，ｙ＋１）の画素へと分配するための分配量（ビームの変調率）Ｖは、（ｘ方向ビームサイズ－（－ｘ）方向ずれ量）×ｙ方向ずれ量／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。
　図９Ａの例において、座標（ｘ－１，ｙ－１）の画素へとずれた面積比は、－ｘ方向ずれ量×－ｙ方向ずれ量／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。よって、補正のために座標（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素へと分配するための分配量（ビームの変調率）Ｗは、－ｘ方向ずれ量×－ｙ方向ずれ量／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。
　図９Ａの例において、座標（ｘ－１，ｙ）の画素へとずれた面積比は、－ｘ方向ずれ量×（ｙ方向ビームサイズ－（－ｙ）方向ずれ量）／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。よって、補正のために座標（ｘ＋１，ｙ）の画素へと分配するための分配量（ビームの変調率）Ｚは、－ｘ方向ずれ量×（ｙ方向ビームサイズ－（－ｙ）方向ずれ量）／（ｘ方向ビームサイズ×ｙ方向ビームサイズ）で演算できる。
　この結果、分配されずに残った分となる、座標（ｘ，ｙ）の画素のビームの変調率Ｕは、１－Ｖ－Ｗ－Ｚの演算で求めることができる。
　以上のようにして、ビームアレイ単位、言い換えれば、照射領域３４に対応する試料面上の１つの矩形単位領域３５内の各画素３６について、当該画素へのビームの変調率と、分配先となる少なくとも１つの周囲の画素へのビームの変調率とを演算する。そして、位置ずれ補正データ作成部５２は、各画素３６について、当該画素へのビームの変調率と、分配先となる少なくとも１つの周囲の画素へのビームの変調率とが定義された位置ずれ補正データを作成する。位置ずれ補正データは、照射領域３４に対応する試料面上の１つの矩形単位領域３５について作成される。作成された位置ずれ補正データは、記憶装置１４４に格納される。
　欠陥ビーム位置特定工程（Ｓ１０８）として、特定部５５は、ビームアレイ単位、言い換えれば、照射領域３４に対応する試料面上の１つの矩形単位領域３５内の各画素３６について、欠陥ビームのうち、常時ＯＦＦ欠陥ビームが照射する画素を特定する。矩形単位領域３５内の各画素３６の制御グリッド２７をどのビームが照射するのかは、上述したように、描画シーケンスによって決まる。
　欠陥補正データ作成工程（Ｓ１１０）として、欠陥補正データ作成部５６は、描画されるための描画パターンに関わらず、ビームアレイ単位、言い換えれば、照射領域３４に対応する試料面上の１つの矩形単位領域３５の各画素３６が一様のドーズ量で定義されるドーズ分布を用いて、マルチビーム２０のうち常時ビームＯＦＦとなる欠陥ビームが担当する位置のドーズ量を他の１つ以上の画素へと分配することによって補正するための、ドーズ変調率を定義する欠陥補正データを作成する。
　図１０は、実施の形態１における欠陥補正用の矩形単位領域のドーズマップの一例を示す図である。図１０に示すように、各画素のドーズ量として、基準ドーズ量に対して１００％ドーズを用いると好適である。言い換えれば、矩形単位領域３５全体が所謂ベタパターンの場合を想定する。矩形単位領域３５全体が所謂ベタパターンなので、実際に描画する描画パターンには依存しない。
　図６の例では、４回のトラッキング動作でＸＹステージ１０５は－ｘ方向に３２ビームピッチ（＝４回×８ビームピッチ）分移動する。かかる３２ビームピッチ分移動する間に１回分の描画処理が行われることになる。かかる構成では、ビームアレイ単位、言い換えれば、照射領域３４に対応する試料面上の１つの矩形単位領域３５全体を５１２×５１２本のマルチビームで描画する場合、各画素３６に対して、１６回（＝５１２／３２）の描画処理（パス）による多重描画（多重度＝１６）が行われることになる。３２×３２本のマルチビーム２０で描画する場合、各画素に対して、１回の描画処理（パス）が行われることになる。また、ＸＹステージ１０５の例えば４回の繰り返しの連続移動を行なえば、各画素３６に対して、４回の描画処理（パス）による多重描画（多重度＝４）が行われることになる。なお、実施の形態１では、多重描画の各描画処理ではなく、ステージの移動回数をパスと表現する。
　図１１Ａと図１１Ｂは、実施の形態１における多重描画で欠陥補正を行う手法の一例を説明するための図である。図１１Ａと図１１Ｂの例では、４回の描画処理（パス）による多重描画を行う場合を示している。各画素では、例えば４回の異なるビームで照射される。かかる画素へのドーズ量Ｔ（ｘ）は、１／４ずつ各パスに分けて照射される。よって、欠陥ビームが担当しない画素では、図１１Ａ１回あたりＴ（ｘ）／ｐａｓｓのドーズが照射される。欠陥ビームが担当する画素では、４回の照射のうち１回を欠陥ビームが担当する。欠陥ビームが担当するパスでは、ビームが照射されないので、１回分のドーズ量が不足することになる。そこで、描画パターンが、多重描画によって試料に描画される場合、欠陥補正データ作成部５６は、多重描画の複数のパスの１つで行われる欠陥ビームが担当する位置のドーズ量の補正を他のパスで行うように欠陥補正データを作成する。例えば、図１１Ｂに示すように、１回分のドーズ量を他のパス数で割った分配ドーズ量（不足分）を他のパスに均等に加算するように、欠陥補正データを作成する。図１１Ｂの例では、２５％分のドーズ量の３３％ずつ分配する。分配の仕方は均等である場合に限るものではない。一部のパスに偏って分配してもよい。偏って分配すると一部のパスにおいて、ドーズ量が大きくなり過ぎる場合もある。その場合、最大照射時間が大きくなってしまい描画時間の増加に繋がる。よって、他のパスに均等に加算する方が好適である。これにより最大照射時間が大きくなってしまうことを抑制できる。
　欠陥補正データは、欠陥ビームが担当する画素には、自身のドーズ変調率０％と分配先となる少なくとも１つのパスへのドーズ変調率とが定義される。その他の画素には、ベタデータである１００％のドーズ変調率が定義される。欠陥補正データは、パス毎に作成すると好適である。欠陥ビームが担当する画素の情報は各パス間で共有される。
　なお、上述したように、位置ずれ補正データが作成される場合、欠陥補正データ作成部５６は、マルチビームの各照射位置の個別の位置ずれを補正するための位置ずれ補正データを入力し、位置ずれ補正データをさらに用いて、欠陥補正データを作成する。よって、欠陥ビームが担当する画素には、自身のドーズ変調率０％と分配先となる少なくとも１つのパスへのドーズ変調率とが定義される。分配先のパスへのドーズ変調率には、さらに、位置ずれ補正データに定義される各ドーズ変調率を掛けた値が定義される。その他の画素には、位置ずれ補正データに定義される各ドーズ変調率×１００％のドーズ変調率が定義される。
　他のパスへの分配によって欠陥補正を行う場合に限るものではない。例えば、欠陥補正データ作成部５６は、欠陥ビームが担当する位置のドーズ量の補正を欠陥ビームが担当する位置の周辺の位置を照射する周辺ビームにより行うように欠陥補正データを作成する。
　図１２は、実施の形態１における周辺画素を用いて欠陥補正を行う手法の一例を説明するための図である。欠陥補正データ作成部５６は、欠陥ビームが担当する画素の制御グリッド１０の周辺の少なくとも１つ、例えば３つ以上の周辺画素に欠陥ビームが担当する位置のドーズ量を分配する。図１２の例では、照射位置３９ａの周辺画素と、照射位置３９ｃの周辺画素と、照射位置３９ｇの周辺画素と、に分配する場合を示している。欠陥ビームが担当する画素の制御グリッド１０を取り囲む３つ以上の照射位置を用いると好適である。実施の形態１では、分配される複数の分配率（ドーズ変調率）の重心位置が、欠陥ビームが担当する画素の制御グリッド１０の位置になるように分配率を決定すると好適である。その場合、制御グリッド１０から周辺ビームの照射位置までの距離ｒｉに応じて分配率を決定する。ｉは、Ｎ個の周辺ビーム群のうちの対象となる周辺ビームのインデックスを示す。かかる場合、各分配率δｄｉは、１００％ドーズ量Δ、及び距離ｒｉを用いて、例えば次の式（１）で定義できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　図１２に示すように、分配先の照射位置３９ｇがパターン外になる場合も起こり得る。先に描画パターンに応じたドーズ量分布が作成されている場合、各画素の照射位置がパターン内なのかパターン外なのかがわかる。よって、パターン外に位置する照射位置の画素には、描画パターンに応じたドーズ量がゼロになるので、欠陥補正用に分配するドーズ量を大きくするといった調整ができる。重心位置のずれを許容できれば、例えば、パターン内の２つの画素には５％、パターン外の１つの画素には８０％といったように調整できる。これにより、最終的なドーズ量が大きくなり過ぎる画素を作らないようにできる。しかしながら、実施の形態１では、描画パターンに関わらず欠陥補正を行うので、分配先の照射位置がパターン内なのかパターン外なのかが欠陥補正用の分配率を計算する時点では不明である。よって、パターン内外による分配率の調整が困難である。そこで、分配率に上限を設けると好適である。例えば、上限を４０％程度に設定すると好適である。また、画素毎の位置ずれ補正分の当該画素のドーズ変調率と他の画素から分配されてくるドーズ変調率との合計値（合計変調率）の最大値を上限に設定すると好適である。これにより、ドーズ量が大きくなり過ぎる画素を回避できる。よって、最大照射時間の増加を抑制できる。この結果、描画時間の短縮につながる。
　図１３は、実施の形態１における周辺画素を用いて欠陥補正を行う手法の他の一例を説明するための図である。分配先の分配率が設定された上限を超える場合、図１３に示すように分配先の数を増やせばよい。図１３の例では、１１個の画素に分配する場合を示している。
　また、精度は劣化することになるが、重心位置のずれを考慮しない場合には、単純に１００％ドーズ量Δを分担先の数Ｎで割った式（２）で分配率δｄを決定しても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　欠陥補正データは、欠陥ビームが担当する画素には、自身のドーズ変調率０％と分配先となる少なくとも１つ以上の画素への分配率（ドーズ変調率）とが定義される。その他の画素には、ベタデータである１００％のドーズ変調率が定義される。
　なお、上述したように、位置ずれ補正データが作成される場合、欠陥補正データ作成部５６は、マルチビームの各照射位置の個別の位置ずれを補正するための位置ずれ補正データを入力し、位置ずれ補正データをさらに用いて、欠陥補正データを作成する。よって、欠陥ビームが担当する画素には、自身のドーズ変調率０％と分配先となる少なくとも１つ、例えば３つ以上の画素へのドーズ変調率とが定義される。ここで、位置ずれを加味した、分配先のドーズ変調率の重心位置を、欠陥ビームが担当する画素の位置に合わせると好適である。その他の画素には、位置ずれ補正データに定義される各ドーズ変調率×１００％のドーズ変調率が定義される。
　作成された欠陥補正データは、記憶装置１４４に格納される。なお、欠陥補正データは、上述したように位置ずれ補正データの内容が考慮された状態で作成されても良い。或いは、別々のデータとして記憶装置１４４に格納されるようにしても良い。
　以上のように、描画処理を開始する前の前処理として、描画パターンに依存しない欠陥補正データ（及び位置ずれ補正データ）を作成しておく。次に描画パターン毎の描画処理を行う。
　ここで、画素毎の位置ずれ補正分の当該画素のドーズ変調率と他の画素から分配されてくるドーズ変調率との合計値（合計変調率）の最大値（１）と、画素毎の分配されてくる欠陥補正分のドーズ変調率の最大値（２）とのうち、大きい方の値（３）を求める。描画パターンに応じた個別のドーズ量の基準値（４）がわかっていれば、各画素に実際に照射されるドーズ量は、両者を乗じた値（（３）×（４））よりも大きくなることはない。よって、両者を乗じた値を最大ドーズ量（（３）×（４））として、最大ドーズ量を電流密度で割った最大照射時間を求めておくことができる。個別のドーズ量の基準値（４）は、近接効果補正等のドーズ変調を行わなければ、基準照射量Ｄｂａｓｅを用いることができる。近接効果補正等のドーズ変調を行う場合、個別のドーズ量の基準値（４）として、近接効果補正等のドーズ変調率の最大値に基準照射量Ｄｂａｓｅを乗じた値を用いればよい。
　ドーズ量演算工程（Ｓ１２０）として、ドーズマップ作成部６２（ドーズ量演算部）は、描画パターン毎に、当該描画パターンに応じた試料１０１上の各画素３６の個別のドーズ量を演算する。具体的には、以下のように動作する。まず、ラスタライズ部６０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、画素３６毎に、当該画素３６内のパターン面積密度ρ’を演算する。かかる処理は、例えば、ストライプ領域３２毎に実行する。
　次に、ドーズマップ作成部６２は、まず、描画領域（ここでは、例えばストライプ領域３２）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（近接効果補正計算用メッシュ領域）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。ドーズマップ作成部６２は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、近接メッシュ領域毎に、当該近接メッシュ領域内に配置されるパターンのパターン面積密度ρを演算する。
　次に、ドーズマップ作成部６２は、近接メッシュ領域毎に、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）（補正照射量）を演算する。未知の近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）は、後方散乱係数η、しきい値モデルの照射量閾値Ｄｔｈ、パターン面積密度ρ、及び分布関数ｇ（ｘ）を用いた、従来手法と同様の近接効果補正用のしきい値モデルによって定義できる。
　次に、ドーズマップ作成部６２は、画素３６毎に、当該画素３６に照射するための入射照射量Ｄ（ｘ）（ドーズ量）を演算する。入射照射量Ｄ（ｘ）は、例えば、予め設定された基準照射量Ｄｂａｓｅに近接効果補正照射係数Ｄｐとパターン面積密度ρ’とを乗じた値として演算すればよい。基準照射量Ｄｂａｓｅは、例えば、Ｄｔｈ／（１／２＋η）で定義できる。以上により、描画データに定義される複数の図形パターンのレイアウトに基づいた、近接効果が補正された本来の所望する入射照射量Ｄ（ｘ）を得ることができる。
　そして、ドーズマップ作成部６２は、ストライプ単位で画素３６毎の入射照射量Ｄ（ｘ）を定義したドーズマップを作成する。かかる画素３６毎の入射照射量Ｄ（ｘ）は、設計上、当該画素３６の制御グリッド２７に照射される予定の入射照射量Ｄ（ｘ）となる。言い換えれば、ドーズマップ作成部５２は、ストライプ単位で制御グリッド２７毎の入射照射量Ｄ（ｘ）を定義したドーズマップを作成する。この作成されたドーズマップは、例えば、記憶装置１４４に格納される。
　ドーズ補正工程（Ｓ１３０）として、ドーズ補正部６４は、描画パターン毎に、記憶装置１４４から欠陥補正データを読み出し、読み出した欠陥補正データに定義されるドーズ変調率を試料上の各位置の個別のドーズ量に乗じた値を用いたドーズ分配により当該描画パターンに応じた、試料上の各位置の個別のドーズ量を補正し、補正したドーズ量を得る。
　具体的には、ドーズ補正部６４は、まず、描画シーケンスに応じてストライプ領域３２に矩形単位領域３５を繰り返し割り当てる。これにより、ストライプ領域３２内の各画素３６がどのビームで照射されるのかを特定できる。
　ドーズ補正部６４は、画素毎に、描画パターンに応じた各画素の個別のドーズ量に欠陥補正データに定義される当該画素のドーズ変調率を乗じた値を算出する。また、ドーズ補正部６４は、画素毎に、描画パターンに応じた各画素の個別のドーズ量に欠陥補正データに定義される分配先となる画素へのドーズ変調率を乗じた値を算出して分配先の画素へと分配する。次に、ドーズ補正部６４は、画素３６毎に、当該画素のドーズ変量率を乗じて得られたドーズ量と分配されてきたドーズ量とを合算する。欠陥ビームが担当する画素では、他の画素から分配されてきたドーズ量が存在する場合、合算後のドーズ量がゼロにならない。その場合、欠陥ビームが担当する画素について、合算後のドーズ量に欠陥補正データに定義される当該画素のドーズ変調率（０％）を乗じた値を算出する。なお、欠陥補正データを作成する段階で、予め、欠陥ビームをドーズの分配先から除いておくと好適である。
　欠陥補正データと位置ずれ補正データとを別々に記憶しておく場合には、まず、描画パターンに応じた各画素の個別のドーズ量に位置ずれ補正データに定義される当該画素のドーズ変量率を乗じた値を算出する。また、ドーズ補正部６４は、画素毎に、当該画素の個別ドーズ量に欠陥補正データに定義される分配先となる画素へのドーズ変調率を乗じた値を算出して分配先の画素へと分配する。そして、ドーズ補正部６４は、画素３６毎に、当該画素のドーズ変量率を乗じて得られたドーズ量と分配されてきたドーズ量とを合算する。次に、各画素の個別の合算された各画素のドーズ量に対して欠陥補正データ定義される当該画素のドーズ変量率を乗じた値を算出する。また、ドーズ補正部６４は、画素毎に、当該画素の合算された個別ドーズ量に欠陥補正データに定義される分配先となる画素へのドーズ変調率を乗じた値を算出して分配先の画素へと分配する。そして、ドーズ補正部６４は、画素３６毎に、当該画素のドーズ変量率を乗じて得られたドーズ量と分配されてきたドーズ量とを合算する。また、予め、欠陥補正データと位置ずれ補正データとを合成しておき、欠陥補正と位置ずれ補正を、まとめて一度に実施すると好適である。
　図７に示したフローチャート図では、常時ＯＦＦ欠陥ビーム以外の欠陥ビームについての補正を行っていない。但し、これに限るものではない。常時ＯＮ欠陥ビームのような過剰ドーズ欠陥ビームにより照射される過剰ドーズの補正をさらに行っても構わない。過剰ドーズの補正の仕方については、従来の手法と同様で構わない。
　照射時間演算工程（Ｓ１４０）として、照射時間演算部７２は、ビームの位置ずれが補正され、欠陥ビームによる不足ドーズ量が補正された各画素のドーズ量に対応する照射時間ｔを演算する。照射時間ｔは、ドーズ量Ｄを電流密度Ｊで割ることで演算できる。各画素３６（制御グリッド２７）の照射時間ｔは、マルチビーム２０の１ショットで照射可能な最大照射時間Ｔｔｒ内の値として演算される。各画素３６（制御グリッド２７）の照射時間ｔは、最大照射時間Ｔｔｒを例えば１０２３階調（１０ビット）とする０～１０２３階調の階調値データに変換する。階調化された照射時間データは記憶装置１４２に格納される。
　描画工程（Ｓ１４２）として、まず、描画制御部７４は、照射時間データを描画シーケンスに沿ってショット順に並び替える。そして、ショット順に照射時間データを偏向制御回路１３０に転送する。偏向制御回路１３０は、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４にショット順にブランキング制御信号を出力すると共に、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４にショット順に偏向制御信号を出力する。そして、描画機構１５０は、補正後のドーズ量で照射されるマルチビーム２０を用いて、試料１０１に描画パターンを描画する。
　以上のように、実施の形態１では、描画処理を開始する前に、予め描画パターンに依存しない欠陥補正データ（及び位置ずれ補正データ）を作成している。そして、欠陥補正データ（及び位置ずれ補正データ）を用いて、描画パターン毎に、描画パターンに応じた各画素の個別のドーズ量を補正する。描画パターンが変化しても既に作成済の欠陥補正データ（及び位置ずれ補正データ）を流用することができる。よって、描画パターンが変化するたびに欠陥補正データ（及び位置ずれ補正データ）を作成し直す必要が無い。そのため、描画処理におけるデータ処理時間を短縮できる。
　よって、実施の形態１によれば、マルチビーム描画において、描画処理速度に欠陥ビーム補正のデータ処理が間に合わなくなることを回避できる。
　以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述した例では、１ショット分の最大照射時間Ｔｔｒ内で、マルチビーム２０の各ビームが照射時間をビーム毎に個別に制御する場合について説明した。しかし、これに限るものではない。例えば、１ショット分の最大照射時間Ｔｔｒを照射時間の異なる複数のサブショットに分割する。そして、各ビームに対して、それぞれ複数のサブショットの中から１ショット分の照射時間になるようにサブショットの組合せを選択する。そして、選択されたサブショットの組合せが同じ画素に対して連続して同じビームで照射されることにより、ビーム毎に１ショット分の照射時間を制御するようにしても好適である。
　また、上述した例では、各制御回路４１の制御用に１０ビットの制御信号が入力される場合を示したが、ビット数は、適宜設定すればよい。例えば、２ビット、或いは３ビット～９ビットの制御信号を用いてもよい。なお、１１ビット以上の制御信号を用いてもよい。
　また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
　その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての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は、本発明の範囲に包含される。
　本発明の一態様は、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、マルチビーム描画によるパターンの寸法ずれを低減する手法に利用できる。
２０　マルチビーム
２２　穴
２４　制御電極
２５　通過孔
２６　対向電極
２７　制御グリッド
２８　画素
２９　サブ照射領域
３０　描画領域
３２　ストライプ領域
３１　基板
３３　支持台
３４　照射領域
３５　矩形単位領域
３６　画素
３７，３９　照射位置
４１　制御回路
５０　ビーム位置ずれマップ作成部
５２　位置ずれ補正データ作成部
５４　検出部
５５　特定部
５６　欠陥補正データ作成部
６０　ラスタライズ部
６２　ドーズマップ作成部
６４　ドーズ補正部
７２　照射時間演算部
７４　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
１３２，１３４　ＤＡＣアンプユニット
１３９　ステージ位置検出器
１４０，１４２，１４４　記憶装置
１５０　描画機構
１６０　制御系回路
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基板
２０４　ブランキングアパーチャアレイ機構
２０５　縮小レンズ
２０６　制限アパーチャ基板
２０７　対物レンズ
２０８，２０９　偏向器
２１０　ミラー
３３０　メンブレン領域
３３２　外周領域

Claims (10)

  1. 　マルチ荷電粒子ビームを形成するビーム形成機構と、
    　描画パターンに関わらず前記マルチ荷電粒子ビーム全体での照射領域に対応する試料面上の単位領域の各位置が一様のドーズ量で定義されるドーズ分布を用いて、前記マルチ荷電粒子ビームのうち常時ビームＯＦＦとなる欠陥ビームが担当する位置のドーズ量を他の１つ以上の画素へと分配することによって補正するための、ドーズ変調率を定義する欠陥補正データを作成する欠陥補正データ作成回路と、
    　前記欠陥補正データを記憶する記憶装置と、
    　描画パターン毎に、当該描画パターンに応じた試料上の各位置の個別のドーズ量を演算するドーズ量演算回路と、
    　描画パターン毎に、前記記憶装置から前記欠陥補正データを読み出し、読み出した前記欠陥補正データに定義されるドーズ変調率を前記試料上の前記各位置の個別のドーズ量に乗じた値を用いたドーズ分配により当該描画パターンに応じた、前記試料上の前記各位置の個別のドーズ量を補正し、補正したドーズ量を得るドーズ補正回路と、
    　前記補正したドーズ量で照射される前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、前記試料に前記描画パターンを描画する描画機構と、
    　を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。
  2. 　前記欠陥補正データ作成回路は、前記マルチ荷電粒子ビームの各照射位置の個別の位置ずれを補正するための位置ずれ補正データを入力し、前記位置ずれ補正データをさらに用いて、前記欠陥補正データを作成することを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
  3. 　前記描画パターンは、多重描画によって前記試料に描画され、
    　前記欠陥補正データ作成回路は、前記多重描画の複数のパスの１つで行われる前記欠陥ビームが担当する位置のドーズ量の補正を他のパスで行うように前記欠陥補正データを作成することを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
  4. 　前記欠陥補正データ作成回路は、前記欠陥ビームが担当する位置のドーズ量の補正を前記欠陥ビームが担当する位置の周囲の位置を照射する周辺ビームにより行うように前記欠陥補正データを作成することを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
  5. 　前記マルチ荷電粒子ビームの各照射位置の個別の位置ずれを補正するための前記位置ずれ補正データを作成する位置ずれ補正データ作成回路をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
  6. 　前記位置ずれ補正データ作成回路は、対象の画素へのビームの位置ずれによりずれた面積の比率に応じて、前記対象の画素へのビームの変調率と前記対象の画素の周囲の少なくとも１つの画素へのビームの変調率とを演算することを特徴とする請求項５記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
  7. 　前記欠陥補正データ作成回路は、前記欠陥ビームが担当する位置のドーズ量を前記欠陥ビームが担当する位置の周囲の複数の位置に分配するための複数の分配率を算出し、
    　分配される複数の分配率の重心位置が、前記欠陥ビームが担当する位置になるように分配率を決定することを特徴とする請求項４記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
  8. 　マルチ荷電粒子ビームを形成し、
    　描画されるための描画パターンに関わらず前記マルチ荷電粒子ビーム全体での照射領域に対応する試料面上の単位領域の各位置が一様のドーズ量で定義されるドーズ分布を用いて、前記マルチ荷電粒子ビームのうち常時ビームＯＦＦとなる欠陥ビームが担当する位置のドーズ量を他の１つ以上の画素へと分配することによって補正するための、ドーズ変調率を定義する欠陥補正データを作成し、
    　前記欠陥補正データを記憶装置に記憶し、
    　描画パターン毎に、当該描画パターンに応じた試料上の各位置の個別のドーズ量を演算し、
    　描画パターン毎に、前記記憶装置から前記欠陥補正データを読み出し、読み出した前記欠陥補正データに定義されるドーズ変調率を前記試料上の前記各位置の個別のドーズ量に乗じた値を用いたドーズ分配により当該描画パターンに応じた、前記試料上の前記各位置の個別のドーズ量を補正し、補正したドーズ量を得、
    　前記補正したドーズ量で照射される前記マルチ荷電粒子ビームを用いて、前記試料に前記描画パターンを描画する、
    　ことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
  9. 　前記マルチ荷電粒子ビームの各照射位置の個別の位置ずれを補正するための位置ずれ補正データをさらに用いて、前記欠陥補正データが作成されることを特徴とする請求項８記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
  10. 　前記描画パターンは、多重描画によって前記試料に描画され、
    　前記多重描画の複数のパスの１つで行われる前記欠陥ビームが担当する位置のドーズ量の補正を他のパスで行うように前記欠陥補正データが作成されることを特徴とする請求項８記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
     
     
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JP2019212869A (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 株式会社ニューフレアテクノロジー データ処理方法、データ処理装置、及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP2021197425A (ja) * 2020-06-12 2021-12-27 株式会社ニューフレアテクノロジー 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

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