荷電粒子ビーム描画装置の描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置
【課題】本発明は荷電粒子ビーム描画装置の描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に関し、元のパターンデータに忠実に精度よくパターンを描画することができるようにすることを目的としている。
【解決手段】材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットする荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、個別のショットについて、前方散乱の影響による隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうように構成する。
【解決手段】材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットする荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、個別のショットについて、前方散乱の影響による隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子ビーム描画装置の描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に関し、更に詳しくは近接効果補正の精度を向上させることができる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビーム描画装置は荷電粒子ビームを用いて乾板上にレジストが塗布された材料面上にパターンを描画・形成する装置である。この種の装置で、荷電粒子ビームを材料面に照射すると、レジストに入射した荷電粒子ビームがレジスト内で散乱して描画パターンの精度を悪くする現象（近接効果）が発生する。
【０００３】
以下、近接効果補正（Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｅｆｆｅｃｔ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）について説明する。荷電粒子ビーム描画方法において、ショットした荷電粒子ビームがレジスト内で散乱（前方散乱と称す）したり、レジストを通過して基板中に入り、再び該基板からレジスト内に散乱（後方散乱と称す）したりすることにより、ショットした部分以外の近接した部分にもエネルギーが蓄積されてしまう。
【０００４】
図９は前方散乱と後方散乱のエネルギー分布の説明図である。横軸は位置、縦軸は荷電粒子エネルギーである。Ａは理想的な荷電粒子エネルギーの蓄積、Ｂは前方散乱の影響、Ｃは後方散乱の影響、Ｄは前方散乱の影響範囲、Ｅは後方散乱の影響範囲である。後方散乱の影響範囲が広範囲に及んでいることが分かる。
【０００５】
その結果、一定のプロセスレベルで現像すると、同じ線幅のパターンを同じ荷電粒子ビームのショット時間で描画しても、パターンが孤立していて疎な部分（図１０の（ａ）の部分）に比べ、パターンが隣接して密な部分（図１０の（ｂ）〜（ｄ）の部分）では線幅が太く形成されてしまう現象が発生する。図１０は近接効果が現像プロセス後のパターン線幅に与える影響の説明図である。横軸は位置、縦軸は荷電粒子エネルギーである。Ｌはプロセスに必要なエネルギーレベルであるプロセスレベルである。このような現象を近接効果と称しており、特に後方散乱による近接効果はその影響が比較的大きく、荷電粒子ビームによるパターン描画が始まった頃から、既にこうした影響を少なくするために荷電粒子ビームのショット時間を調節してドーズ量を補正する方法での種々の対策（近接効果補正）がとられている。
【０００６】
次に、後方散乱による近接効果補正について説明する。
（I）近接効果の見積り
描画パターンに依存した近接効果の大きさを見積もる。先ず、近接効果の影響は、パターンを描画するために照射した電子ビームがレジスト中や材料面で散乱することによって発生した電子エネルギー（散乱電子エネルギー）が、材料上の任意の位置に蓄積される大きさに依存すると仮定する。
【０００７】
材料上の任意の位置に蓄積される散乱電子エネルギーの大きさ（散乱電子エネルギーの蓄積量）は、周辺に照射した電子ビームの密度と、電子ビームを照射した位置からの距離に依存した散乱電子エネルギーの影響量を積算した値に比例すると考えられる。
【０００８】
散乱電子エネルギーの蓄積量は、描画フィールド全面に仮想的に配列した０．５μｍ又は１μｍ四方程度の微小領域（区画）毎に近似して求める。描画するパターンがそれぞれの区画内に入射される電子エネルギー量の割合に応じて、その区画と周辺の区画に与える散乱電子エネルギーの影響量全体を加減して、それぞれの区画に加算していく。図１１はパターンデータのレイアウトを示す図である。この時、照射した電子ビームがその区画と周辺の区画に与える散乱電子エネルギーの影響量は、区画毎の分布（エネルギー分布基準テーブル）として、別途パラメータで指定する。図１２はエネルギー分布基準テーブル（Ｅｉｄi,j）の例を示す図である。
【０００９】
こうして任意の描画フィールド上の各位置で求めた散乱電子エネルギーの蓄積量を基に、その分布（蓄積エネルギー分布マップ）を求める。図１３は蓄積エネルギー分布マップ（Ｅｂｐn,m）の例を示す図である。（Ｅｂｐn,m）は、任意の一つの図形（ｋ）を描画する際にそれぞれの区画（ｎ，ｍ）に入射される電子エネルギー量の割合（Ｅ（ｋ）n,m）と、入射電子が周辺区画（ｉ，ｊ）に与える後方散乱電子エネルギー強度の分布（Ｅｉｄi,j）から、ハードウェアが（１）式に準じた演算処理を実施することによって算出する。
【００１０】
【数１】
【００１１】
ここで、入射電子エネルギー量の割合（Ｅ（ｋ）n,m）は、一定の強度で一つの微小領域（区画）全体に電子ビームが入射された時のエネルギー量を１００％とする比率（割合）で表現する。また、後方散乱電子エネルギー強度は、電子ビームが照射された区画での後方散乱電子エネルギー強度を４０９５とする比率で表現する。
【００１２】
後方散乱電子エネルギー強度の分布は、電子エネルギー分布パラメータ（エネルギー分布基準テーブル）として別途パラメータで指定しておいたものである（図１２参照）。ｒは後方散乱電子の影響を考慮する周辺区画までの区画数、ｆはパターンデータに含まれる図形数である。得られた散乱電子エネルギーの蓄積量（Ｅｂｐ）は、無限の塗りつぶし領域の任意の位置における散乱電子エネルギーの蓄積量を１００％とする比率（割合）で表現される。
【００１３】
この時、周辺からの電子ビームの散乱によって与えられる電子エネルギーは、同じフィールド内のみならず、周辺のフィールドや近隣のチップからも与えられることを考慮する。算出された微小領域（区画）毎の散乱電子エネルギーの蓄積量が、即ち近接効果の影響の大きさを表わすものと見積もる。
（II）近接効果補正量の算出
近接効果の大きさに応じて、材料面上にパターンを描画する際の電子ビームの照射時間（ショットタイム）の補正量を算出する。（ａ）で得られた１描画フィールド分の蓄積エネルギー分布マップを基に、描画するパターンデータの電子ビーム１ショット毎の照射時間の補正量を微小領域（区画）毎に算出する。電子ビームの照射時間の補正量は後述する（２）式に準じた関係式から後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ）に対するショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ）として求める。
【００１４】
この関係式の内容は、「近接効果補正テーブル（蓄積エネルギー換算テーブル）」として別途パラメータで設定しておいたものである。図１４は蓄積エネルギー換算テーブルの例を示す図である。横軸は散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ％）、縦軸はショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ％）である。散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合に応じて、ショットタイム変調量は正負の値をとることが分かる。ショットタイム変調量は、基準となる電子ビームの照射時間に対する照射時間の増減の比率（割合％）で表現する。
【００１５】
【数２】
【００１６】
ここで、Ｓｍｏｄはショットタイム変調量、Ｃ１及びＣ２は定数、ηは後方散乱係数である。（２）式は、補正前の入射電子エネルギー強度（Ｄａ）が任意の微小領域（区画）に適用されるショットタイム補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）に比例して増減するにつれて、補正前の後方散乱電子エネルギー強度（Ｄａ×Ｅｂｐ×η）もその区画に適用されるショットタイム補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）だけに比例して増減すると見なして導き出したものである。
【００１７】
即ち、補正後の入射電子エネルギー強度（Ｄａ×（Ｓｍｏｄ＋１））の１／Ｃ２と後方散乱電子エネルギー強度（Ｄａ×Ｅｂｐ×η×（Ｓｍｏｄ＋１））の和を吸収電子エネルギー強度とし、このレベルが後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ）に依存せず一定（ＣＯＮＳＴ）となるように、後方散乱電子の蓄積エネルギーの強度の割合（Ｅｂｐ）に応じてショットとタイムを補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）としている。図１５はショットタイム補正の説明図である。（ａ）が補正前のエネルギーを、（ｂ）がショット補正後のエネルギーをそれぞれ示している。補正前のベース部分１とピーク部分２は何れもショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ＋１）倍されて、ショット時のエネルギーが小さくなっていることが分かる。
【００１８】
このようにして得られた蓄積エネルギー換算テーブルを元に、蓄積エネルギー分布マップから微小領域（区画）毎の電子ビーム１ショット毎の照射時間の補正量の分布（近接効果補正量マップ）を求める。図１６はこのようにして求めた照射時間の近接効果補正量マップである。
（III）近接効果の再見積り（再計算）
（I）及び（II）では、一定のショットタイムでパターンを描画した場合（即ち近接効果補正を実施しなかった場合）を前提として蓄積エネルギー分布マップを作成し、微小領域（区画）毎に近接効果の影響がキャンセルされるように電子ビーム１ショット毎の照射時間の補正量を求めている。即ち、任意の微小領域（区画）における後方散乱電子エネルギー強度がその区画以外の周辺区画に適用されるショットタイム補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）に依存して増減することまでは考慮していない。
【００１９】
そのため、近接効果補正を実施した結果、周辺区画でのショットタイム補正の影響によって自身の区画の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ）が変化する（Ｅｂｐ’）ようなケースでは、近接効果の影響を十分に補正することができない。
【００２０】
図１７は計算上の補正結果と実際の補正結果を示す図である。（ａ）が計算上の補正結果を、（ｂ）が実際の補正結果を示す図である。（ａ）と（ｂ）とを比較すると明らかなように、計算上の補正結果と実際の補正結果は同じではない。ベース部分の大きさが異なっている。（ａ）のベース部分１がＤａ×Ｅｂｐ×η×（Ｓｍｏｄ＋１）であるのに対して、（ｂ）のベース部分１’がＤａ×Ｅｂｐ’×ηと算出式が異なるためである。
【００２１】
そこで、（II）で得られた近接効果補正量マップを適用して、近接効果補正描画、即ちそれぞれの微小領域（区画）毎において電子ビーム1ショット毎の照射時間を補正しながら１描画フィールド分のパターンを描画したと仮定して、その時に発生する近接効果の影響の大きさを、改めて見積もる。
【００２２】
（I）と同様に、蓄積エネルギーマップを求めるが、区画（ｎ，ｍ）毎の入射電子エネルギー量の割合（Ｅ（ｋ）n,m）から後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合のマップ（蓄積エネルギー分布マップ）を算出する際に、任意の微小領域（区画（ｍ，ｎ）における後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐn,m）が周辺区画（ｍ±ｒ，ｎ±ｒ）の電子ビームの照射量に依存して増減すること（Ｅｂｐ’n,m）を考慮する。即ち、（１）式に準じた処理処理を（３）式に準じた処理に変更して、蓄積エネルギー分布マップを算出する。（Ｅｂｐ’n,m）は次式で表される。
【００２３】
【数３】
【００２４】
ここで、１回目の再計算で（３）式に準じた関係式に与えるＳｍｏｄは、最初の計算（０回目の再計算）で得られた微小領域（区画）毎のショットタイム変調量である。
（IV）近接効果補正量の算出（再計算）
（III）で得られた１描画フィールド分の蓄積エネルギー分布マップを基に、微小領域（区画）毎の電子ビーム照射時間の補正量を求める。これは後述の（４）式に準じた関係式から後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）に対するショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ）として求め、これを「近接効果補正テーブル（蓄積エネルギー換算テーブル）」として別途パラメータで設定しておく。図１８は蓄積エネルギー換算テーブルの例を示す図である。横軸は散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ）（％）を、縦軸はショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ）（％）を示す。図において、ｆ１は最初の計算に基づく特性を、ｆ２は再計算して得られた特性をそれぞれ示す。
【００２５】
Ｓｍｏｄ＝Ｃ１−（１＋Ｃ２×Ｅｂｐ’×η） （４）
（４）式では、任意の微小領域（区画）における後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）には、（３）式に準じた関係式によって既に最初の計算（０回目の再計算）で得られたショットタイム補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）が適用されていることを考慮している。
【００２６】
即ち、補正後の入射電子エネルギー強度（Ｄａ×（Ｓｍｏｄ＋１））の１／Ｃ２と、再計算して得られた後方散乱電子エネルギー強度（Ｄａ×Ｅｂｐ’×η）の和を吸収電子エネルギー強度とし、このレベルが後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）に依存せず一定（Ｃｏｎｓｔ）となるよう、後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）に応じてショットタイムを補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）している。
【００２７】
図１９はショットタイム補正の説明図である。（ａ）は補正前の、（ｂ）は補正後の状態を示す。ベース部分は等しく、スペクトル部分が異なっている。即ち、
（１／Ｃ２）×Ｄａ×（Ｓｍｏｄbefore＋１）が（１／Ｃ２）×Ｄａ×（Ｓｍｏｄ＋１）に変化し、Ｄａ×（Ｓｍｏｄbefore＋１）がＤａ×（Ｓｍｏｄ＋１）に変化している。
【００２８】
２回目以降の再計算で（３）式に与えるＳｍｏｄは、前回の再計算によて（４）式に準じた近接効果補正テーブル（蓄積エネルギー換算テーブル）により得られた微小領域（区画）毎のショットタイム変調量である。そして、（３）式に準じた関係式によって再び得られた後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）から、微小領域（区画）毎のショットタイム変調量を求める。
【００２９】
この操作（再計算）を別途パラメータで指定された回数だけ繰り返すことによって、任意の微小領域（区画）（ｍ，ｎ）における後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合
（Ｅｂｐn,m）を最適化（Ｅｂｐ’n,m）し、その結果を蓄積エネルギー分布マップとする。これら一連の処理は、専用のハードウェアを用いて、描画フィールド毎に実施する。最適化された蓄積エネルギー分布マップから（４）式に準じた近接効果補正テーブル（蓄積エネルギー換算テーブル）により、微小領域（区画）毎の電子ビーム１ショット毎の照射時間の補正量の分布（近接効果補正量マップ）を求める。
（V）近接効果補正描画の実施
上記（I）〜（IV）の演算は、描画装置に装備された専用のハードウェアにより、パターンデータの描画と並行して、描画する１フィールド毎に実施する。図２０は従来システムの構成例を示す図である。図に示すように、装置制御用計算機システム４０と、通常描画用ハードウェアデータ転送システム２０と、近接効果補正用ハードウェア転送システム３０と、ＥＢ−リソグラフィシステム８０とから構成されている。
【００３０】
通常描画用ハードウェアデータ転送システム２０において、１１は装置制御用計算機システム４０からの描画フィールド毎にショットタイム変調量を設定し、それを記憶する乾板面内照射量補正用レジスタ、１２は装置制御用計算機システム４０からのデータを受けてライブラリ展開を行なうライブラリ展開を行なうライブラリ展開部、１３はライブラリ展開されたデータを記憶するメモリである。１４はライブラリ展開されたデータをショット分割するショット分割部である。
【００３１】
１５はショットタイムを演算するショットタイム演算部である。該ショットタイム演算部１５には、乾板面内照射量補正用レジスタ１１からのデータと、ショットランク換算テーブル１６からのデータと、ショットサイズ換算テーブル１７からのデータと、近接効果補正量マップ１８からのデータが入力されており、これら入力データを演算してショットタイムを演算し、ＥＢ−リソグラフィシステム８０に与え、ビーム描画を行なう。
【００３２】
一方、近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３０において、６２は入射電子エネルギー割合を計算する入射電子エネルギー割合計算部、６１は装置制御用計算機システム４０からのデータを受けてエネルギー分布基準データを記憶するエネルギー分布基準テーブル、６３はエネルギー分布基準テーブル６１に記憶されているデータと、入射電子エネルギー割合計算部６２からのデータとを受けて電子エネルギー積算を行なう電子エネルギー積算部、６４は該電子エネルギー積算部６３で作成された蓄積エネルギー分布マップである。
【００３３】
６５は装置制御用計算機システム４０と接続され、初回計算用の蓄積エネルギー換算テーブル、６６は蓄積エネルギー分布マップ６４及び蓄積エネルギー換算テーブル６５の出力を受けて蓄積エネルギー換算を行なう蓄積エネルギー換算部、６７は該蓄積エネルギー換算部６６の換算結果を記憶する近接効果補正量マップである。この近接効果補正量マップは、初回計算に基づくマップである。
【００３４】
６８は入射電子エネルギー割合計算部６２の出力と、エネルギー分布基準テーブル６１と再計算による近接効果補正量マップ７２とを受けて電子エネルギーを積算する電子エネルギー積算部、６９は該積算により得られたデータを記憶する蓄積エネルギー分布マップである。７０は装置制御用計算機システム４０からのデータを受けて記憶する、再計算用の蓄積エネルギー換算テーブルである。７１は該蓄積エネルギー換算テーブル７０の出力と、蓄積エネルギー分布マップ６９の出力とを受けて蓄積エネルギー換算を行なう蓄積エネルギー換算部、７２は該蓄積エネルギー換算部７１で得られたデータを近接効果補正量マップとして記憶する近接効果補正量マップで、通常描画用の近接効果補正量マップ１８に転送される。このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
【００３５】
予めエネルギー分布基準テーブル６１と蓄積エネルギー換算テーブル６５を近接効果補正用のハードウェアデータ転送システム３０に転送しておく。近接効果補正用のハードウェアデータ転送システム３０では、描画の開始（描画材料の搬入開始）と同時に近接効果補正描画を行なう全てのパターンデータを、一つずつ順番に近接効果補正用のハードウェアデータ転送システム２０にデータ転送する。この時、指定された大きさの微小領域（区画）毎にパターンを描画する際の入射電子エネルギー量の割合を計算しておく。
【００３６】
一つのフィールドの描画に先立ち、近接効果補正用のハードウェアデータ転送システム３０では、微小領域（区画）毎の入射電子エネルギー量の割合に応じてエネルギー分布基準テーブル６１に示された分布を持った散乱電子エネルギー量を微小領域（区画）毎に蓄積エネルギー分布マップ６４に積算していく。描画する１フィールド分の蓄積エネルギー分布マップ６４を作成するためには、近隣のフィールドデータについても同様の散乱電子エネルギー量の積算（蓄積エネルギー分布マップ６４の作成）を行ない、近隣のフィールドから受ける散乱電子エネルギーの影響も考慮する。
【００３７】
描画する１フィールドについての蓄積エネルギー分布マップが完成した時点で、そのマップを蓄積エネルギー換算テーブル６５を使って近接効果補正量マップ６７に変換する。再計算を実施する場合には、ここで得られた近接効果補正量マップ６７を微小領域（区画）毎の入射電子エネルギー量の割合（入射エネルギー割合計算部６２の出力）に乗算し、改めて蓄積エネルギー分布マップ６９を作成し直し、再び蓄積エネルギー換算テーブル７０を使って近接効果補正量マップ７２に変換する動作を、指定された再計算回数に従い繰り返し実施する。得られた近接効果補正量マップ７２は、通常描画用のハードウェアデータ転送システム１０に転送される。
【００３８】
一方、通常描画用のハードウェアデータ転送システム１０では、描画するフィールドの近接効果補正量マップの転送（受け取り）が完了した時点で、そのフィールドの描画を開始する。この時、近接効果補正量マップ７２を受け取る側のメモリをダブルバッファ構成とし、一つのフィールドを描画している最中に次の描画フィールドの近接効果補正量マップ７２を受け取ることができるようにしておく。
【００３９】
描画の開始に伴い、通常描画用のハードウェアデータ転送システム１０では、描画する電子ビームのショット位置に応じて近接効果補正量マップ１８からショットタイムをショートタイム演算器１５で計算する。電子ビームのショットの大きさが蓄積エネルギー分布マップ６９の微小領域（区画）の大きさよりも大きい場合（電子ビームショットが複数の微小領域（区画）にまたがる場合）は、電子ビームショットの中心が含まれる微小領域（区画）の電子エネルギー蓄積量が、その電子ビームのビームショットに対して有効であるものとみなす。こうして得られたショットタイムを電子ビーム１ショット毎に適用してパターンの描画を行なう。
【００４０】
前述したように、近接効果補正のためのデータ処理と通常の描画データ処理を一つの描画フィールド毎に並行して繰り返し実施する。１フィールド分の近接効果補正量マップの作成時間が、通常の描画処理に要する時間に隠れるように、これらは並行してパイプライン形式で実行する。
【００４１】
後続して描画するフィールドデータについては、先行する描画フィールドの蓄積エネルギー分布マップ６９を作成する際に作成した近隣フィールドの蓄積エネルギー分布マップをしばらく保存して活用し、近隣のフィールドも含めて蓄積エネルギー分布マップが保存されていないフィールドデータについてのみ、蓄積エネルギー分布マップの作成などの処理を実施するものとする。１描画フィールドの近接効果補正量マップが準備できた段階で、これを適用して微小領域（区画）毎の電子ビーム１ショット毎の照射時間（即ちショットタイム）を補正しながら、１描画フィールド分のパターンを描画する。
【００４２】
従来のこの種の装置としては、対象領域内に配置された複数のパターンをそれらの配置位置によって分類し、分類されたパターンを用いて各パターンの各辺に隣接するパターンを探索して、隣接パターン情報を取得し、次に対象領域を階層的に分割してパターンを登録し、その情報を用いてパターン上の評価点における後方散乱強度を計算し、次に隣接ごパターン情報と得られた後方散乱強度を用いて、評価点における前方散乱強度と後方散乱強度の和を評価し、パターンの移動量を計算し、その辺を移動量だけ移動させてパターンの図形を変更する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【００４３】
また、作成すべき露光パターンに対し、各独立したパターンを一定の電子ビーム照射密度で描画した時の電子ビーム散乱によるパターン間の影響を考慮して、縮小補正したパターン寸法を求め、次いで各独立したパターン毎に該縮小補正したパターン寸法の大きさに応じて各独立パターンを描画する際の電子ビーム照射密度を決定し、前記パターン寸法及び電子ビーム照射密度でパターン描画することを特徴とする電子ビーム露光方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開２００６−２３７３９６号公報（段落００１６〜００２１、図１）
【特許文献２】特開昭５８−４３５１６号公報（第２頁右下欄第１３行〜第３頁右下欄第１９行、第１図〜第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４５】
従来技術では、荷電粒子の後方散乱による近接効果の影響だけに着目し、前方散乱による近接効果の影響を無視している。これは、前方散乱による近接効果の影響範囲が後方散乱のそれに比べて極めて狭く、実際のデバイスパターンの図形同士の隣接間隔においては、描画パターンの仕上がり寸法や位置精度にそれほど大きな影響を与えないことが明らかであるためである。また、前方散乱による近接効果の影響を無視することで近接効果の影響を見積もる微小領域（区画）の大きさを後方散乱径の１／１０〜１／２０程度まで粗くすることができ、近接効果補正機能を描画装置に実装する際に搭載する機器のコストや補正量演算にかかるパフォーマンスの悪化を防ぐという利点もあった。
【００４６】
しかしながら、近年の高集積度デバイスパターンでは、パターン同士が前方散乱径の２〜３倍程度まで隣接するケースが散見されるようになり、こうした部分で前方散乱による近接効果の影響を無視した場合、描画パターンの仕上がり寸法や位置精度が悪化することが予想される。
【００４７】
即ち、図２１に示すように、隣接するパターンを描画するための荷電粒子ビームの前方散乱が互いに相手のパターンに蓄積される荷電粒子エネルギーに影響を与え、特に両者が隣接する部分では、両者のパターンに蓄積される荷電粒子エネルギーが増加し、現像やエッチングなどのプロセス後に形成されるそれぞれのパターンは元のパターンデータに比べサイズが大きくなったり両者の間隔が狭くなったり（図２１の（２））する。或いは両者のパターンが接合してしまったりする（図２１の（３））。
【００４８】
図２１は隣接したパターンでの前方散乱による近接効果の影響の説明図である。横軸は位置、縦軸は荷電粒子エネルギーである。（１）の場合は、パターン同士が十分に離れている場合を示す。形成されるパターンはプロセスレベルＬのパターン幅（ａ）になる。（２）はパターン同士が隣接している場合を示す。隣接するパターンが間隔ｂだけ離れている。この場合は形成されるパターンは間隔ｂ’のパターンが描画される。
【００４９】
ここで、パターン同士の間隔はｂ’＜ｂとなり、線幅ａもａ＜ａ＋となる。（３）はパターン同士が隣接している場合を示す。形成されるパターンは双方のパターンが接着した状態を示している。即ち、エネルギーピーク部分ではｃだけ間隔があるが、形成されるパターンでは間隔ｃ’は０になっている。（４）はパターン同士が接触している場合を示す。形成されるパターンは双方のパターン幅ａを加算した２ａとなる。
【００５０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、荷電粒子ビーム描画装置におけるこうした問題点を克服し、元のパターンデータに忠実に精度よくパターンを描画することができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００５１】
前記した問題を解決するために、本発明は以下のような構成をとっている。
【００５２】
（１）請求項１記載の発明は、材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、個別のショットについて、隣接するショットとの間の領域について荷電粒子ビームの前方散乱によるレジストに与える吸収エネルギーの大きさの分布を見積もり、該吸収エネルギーの大きさがレジストの現像及びエッチング等のプロセスに必要なエネルギーレベルを超える範囲を判定し、判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうことを特徴とする。
【００５３】
（２）請求項２記載の発明は、材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、個別のショットについて、隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうことを特徴とする。
【００５４】
（３）請求項３記載の発明は、個別のショットについて、隣接する周囲のショットについて、上下左右４辺に関してショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に、それぞれ最短距離のショットを求め、求めた最短距離のショットを隣接ショットとする
ことを特徴とする。
【００５５】
（４）請求項４記載の発明は、荷電粒子ビーム描画領域のショットを小領域単位にメッシュ分割した記憶領域を持つショットメモリに格納し、該小領域単位で個別のショットについて、上下左右４辺に関して該ショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に隣接するショットを探索し、最短距離のものを各辺についての隣接するショットとする
ことを特徴とする。
【００５６】
（５）請求項５記載の発明は、個別のショットについて、隣接するショットとの間の最短距離が零になる場合又は前記隣接するショットが前方散乱の近接効果の影響が及ばないような最短距離の場合には、各ショットの隣接ショットに面する辺の位置を補正しない
ことを特徴とする。
【００５７】
（６）請求項６記載の発明は、材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置において、個別のショットについて、隣接するショットとの間の領域に応じて荷電粒子ビームの前方散乱によるレジストに与える吸収エネルギーの大きさの分布を見積もり、該吸収エネルギーの大きさがレジストの現像及びエッチング等のプロセスに必要なエネルギーレベルを超える範囲を判定し、該判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを作成する演算手段と、
該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうショット手段とを備えたことを特徴とする。
【００５８】
（７）請求項７記載の発明は、前記演算手段は、隣接するショットとの間に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量を読み出して補正ショットデータを作成することを特徴とする。
【００５９】
（８）請求項８記載の発明は、前記ショット手段は、前記算出された近接効果補正値に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を制御するブランキング手段と、前記補正ショットデータに基づいて成形荷電粒子ビームのサイズを決める成形偏向手段と、前記補正ショットデータに基づいて前記成形荷電粒子ビームの材料面上の照射位置を決める位置偏向手段とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００６０】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００６１】
（１）請求項１記載の発明によれば、判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと補正値に基づいてショットを行なうようにしているので、元のパターンデータに忠実に精度よくパターンを描画することができる。
【００６２】
（２）請求項２記載の発明によれば、隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうようにしているので、元のパターンデータに忠実に精度よくパターンを描画させることができる。
【００６３】
（３）請求項３記載の発明によれば、隣接する周囲のショットについて、上下左右４辺に関してショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に、それぞれ最短距離のショットを求め、求めた最短距離のショットを隣接ショットとするようにしているので、精度のよいパターン描画を行なうことができる。
【００６４】
（４）請求項４記載の発明によれば、荷電粒子ビーム描画領域のショットを小領域単位にメッシュ分割した記憶領域を持つショットメモリに格納し、該小領域単位で個別のショットについて、上下左右４辺に関して該ショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に隣接するショットを探索し、最短距離のものを各辺についての隣接するショットとするようにしているので、精度のよいパターン描画を行なうことができる。
【００６５】
（５）請求項５記載の発明によれば、個別のショットについて、隣接するショットとの間の最短距離が零になる場合又は前記隣接するショットが前方散乱の近接効果の影響が及ばないような最短距離の場合には、各ショットの隣接ショットに面する辺の位置を補正しなくても精度よくパターン描画を行なうことができる。
【００６６】
（６）請求項６記載の発明によれば、判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと補正値に基づいてショットを行なうようにしているので、元のパターンデータに忠実に精度よくパターンを描画することができる。
【００６７】
（７）請求項７記載の発明によれば、前記演算手段は、隣接するショットとの間に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量を読み出して補正ショットデータを作成するようにしているので、精度よくパターン描画を行なうことができる。
【００６８】
（８）請求項８記載の発明によれば、前記ショット手段は、前記算出された近接効果補正値に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を制御するブランキング手段と、前記補正ショットデータに基づいて成形荷電粒子ビームのサイズを決める成形偏向手段と、前記補正ショットデータに基づいて前記成形荷電粒子ビームの材料面上の照射位置を決める位置偏向手段とから構成されるようにしているので、精度よくパターン描画を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】前方散乱による近接効果とその補正の説明図である。
【図２】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図３】パターンデータ転送処理システムの詳細構成例を示す図である。
【図４】近接効果補正用のハードウェア転送システムの構成例を示す図である。
【図５】隣接するショットについての説明図である。
【図６】ショット辺の補正の説明図である。
【図７】ショットメモリへのショットする様子を示した概念図である。
【図８】隣接ショットの探索の説明図である。
【図９】前方散乱と後方散乱のエネルギー分布の説明図である。
【図１０】近接効果が現像プロセス後のパターン線幅に与える影響の説明図である。
【図１１】パターンデータの例を示す図である。
【図１２】エネルギー分布基準テーブルの例を示す図である。
【図１３】蓄積エネルギー分布マップの例を示す図である。
【図１４】蓄積エネルギー換算テーブルの例を示す図である。
【図１５】ショットタイム補正の説明図である。
【図１６】近接効果補正量マップの例を示す図である。
【図１７】計算上の補正結果と実際の補正結果を示す図である。
【図１８】蓄積エネルギー換算テーブルの例を示す図である。
【図１９】ショットタイム補正の説明図である。
【図２０】従来システムの構成例を示す図である。
【図２１】隣接したパターンでの前方散乱による近接効果の影響の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、図面を参照して本発明の実施例について、詳細に説明する。
【００７１】
図１は前方散乱による近接効果とその補正の説明図である。（ａ）は描画パターン、（ｂ）は前方散乱による近接効果の影響、（ｃ）は前方散乱による近接効果の影響を補正したものである。（ａ）に示すように同じ矩形を３つ並べた描画パターンをパターン通りに描画すると、向かい合った辺同士が近づくように変形するため、形成されるパターンは各矩形の幅が増大したものとなる。即ち、（ｂ）に示すように破線のようなショットを行なうと、両端の矩形は内側へ向けて幅が増大し、中央の１つの矩形は左右両側に向けて幅が増大する。
【００７２】
そのため、矩形同士の間隔は狭くなり、両側の矩形については、中心位置が内側にずれることになる。これに対して、本発明による前方散乱の近接効果補正によれば、辺同士が近づくことによる幅の増加を考慮し、辺同士を遠ざけるように移動させて（ａ）よりも幅を狭めた矩形パターン（（ｃ）において破線で示す）をショットして描画するため、形成されるパターンは、（ａ）に示す描画パターンに沿ったものとなる。
【００７３】
荷電粒子ビーム描画装置として電子ビーム描画装置に本発明を適用した場合の構成例を図２〜図４に示す。図２は本発明の一実施例を示す構成図である。図３はパターンデータ転送処理システムの詳細構成例を示す図、図４は近接効果補正用のハードウェア転送システムの詳細構成例を示す図である。
【００７４】
図２において、１００は描画制御用計算機システム、２００はパターンデータ転送処理システム、３００は近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム、４００は電子ビーム描画装置である。描画制御用計算機システム１００は、描画制御プログラム１０１、ジョブデック１０２、パターン１０３、前方散乱による近接効果補正パラメータ１１１及び後方散乱による近接効果補正パラメータ１０４から構成される。１０は電子光学系鏡筒及びステージである。２３はショット時間制御用ビーム偏向アンプ、２９はショットサイズ制御用ビーム偏向アンプ、３４はショット位置制御用ビーム偏向アンプ、３３はステージ位置制御ユニットである。
【００７５】
図３において、パターンデータ転送処理システム２００は、以下のものから構成されている。図において、２０１はパターン展開部、２０２はデータメモリ、２０３はショット分割部、２１１は最短距離ショット探索部、２１２はショットメモリ、２１３はショット辺位置補正部（入射電子エネルギー変化量算出部）、２１４は入射電子エネルギー変化量分布マップ、２１５はショットバッファメモリ、２０４はショット制御部、２０５はＰＥＣバッファメモリである。
【００７６】
図４において、近接効果補正用ハードウェア転送システム３００は以下のものから構成されている。図において、３０１はパターン展開部、３０２はデータメモリ、３０３は入射電子エネルギーの割合算出部である。３０５は近接効果補正量の算出部である。該近接効果補正量算出部３０５は以下のものから構成されている。
【００７７】
近接効果補正量算出部３０５は、エネルギー分布基準テーブル４１と、電子エネルギー積算部４２と、蓄積エネルギー分布マップ４３と、初回計算用の蓄積エネルギー換算テーブル４４と、蓄積エネルギー換算部４５と、初回計算用の近接効果補正量マップ４６と、電子エネルギー積算部４８と、蓄積エネルギー分布マップ４９と、蓄積エネルギー換算部５０と、再計算用の近接効果補正量マップ５１とから構成されている。３０６は近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００内に設けられた近接効果補正量マップである。これら信号線の内、制御信号の流れは破線で、データの流れは実線で示されている。
【００７８】
描画制御用計算機システム１００は、描画装置全体の動作を制御する描画制御プログラム１０１が稼働し、記憶装置上に描画パターンのレイアウトや描画条件を記載したジョブデック１０２、描画するパターン１０３、近接効果を補正するための制御パラメータを記述した後方散乱による近接効果補正パラメータ１０４及び前方散乱による近接効果補正パラメータ１１１等を格納している。
【００７９】
パターンデータ転送処理システム２００は、パターン１０３を一時格納するためのデータメモリ２０２を持つパターン展開ユニット２０１、パターンをショットに分割するショット分割部２０３、パターンをショット毎に分割したデータを一時格納するためのショットメモリ２１２を持ち、ショット相互の距離を測定して最短距離にあるショットを探索する最短距離ショット検索部２１１、ショット間の距離に応じてショットの辺の位置を平行移動し、その結果をショットバッファメモリ２１５に出力すると共に、ショット辺の位置を平行移動したことによる入射電子エネルギーの変化率の分布を示した入射電子エネルギー変化量分布マップ２１４を出力するショット辺位置補正部２１３、ショットバッファメモリ２１５から読み出されたショットデータと、近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００で作成された近接効果補正量マップを一時格納しておくＰＥＣバッファメモリ２０５から読み出されたショットタイム変調量に基づきショットを生成してショット時間を補正するショット制御部２０４等から構成される。
【００８０】
近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００は、パターン１０３を一時格納するためのデータメモリ３０２を持つパターン展開部３０１、区画毎に入射電子エネルギーの割合を見積もるための入射電子エネルギーの割合算出部３０３、見積もった入射電子エネルギー量の割合を格納するための入射電子エネルギー分布マップ３０４、描画フィールド単位での区画毎の近接効果補正量データを格納した近接効果補正量マップ３０６を算出するための近接効果補正量の算出部３０５等から構成される。
【００８１】
電子光学系鏡筒及びステージ１０は、荷電粒子ビーム源２５、荷電粒子ビーム２６、ビーム偏向電極２４，３０，３５、ビーム成形スリット３１、ビーム成形スリット３２、被描画材料２８及び被描画材料移動用ステージ２７から構成されている。システム構成図としては、図２〜図４に記載されたものを用いる。このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
【００８２】
ジョブデック１０２に記載されたレイアウト・描画条件等に従い、描画制御プログラム１０１が描画装置に搭載された各種処理装置を制御し、それぞれの処理装置で以下に示す処理を実施する。描画を開始すると、描画制御プログラム１０１は、ジョブデック１０２に記載されたパターンデータ１０３をデータ圧縮された状態で描画制御用計算機システム１００のディスク（記憶装置）からパターンデータ転送処理システム２００のデータメモリ２０２へ送る。
【００８３】
パターンデータ転送処理システム２００のパターン展開ユニット２０１は、描画のタイミングに合わせてデータメモリ２０２から一描画単位（１フィールド）分のパターンデータを読み出し、データ圧縮を展開し矩形・台形の形状のパターンを生成しショット分割部２０３へ送る。ショット分割部２０３は、描画する荷電粒子ビームの大きさにパターンを分割してＸＹ直交座標軸のどちらかに平行な４辺で構成された矩形の形状をしたショットを生成し、一旦これらをショットメモリ２１２に蓄える。
【００８４】
最短距離ショット探索部２１１は、ショットメモリ２１２に蓄えられたショット一つ一つに着目し、個別のショットについて、隣接する周囲のショットについて、上下左右４辺に関して、各辺に対面する辺を持つショットを見つけ出し、各ショット間の距離を求める。
【００８５】
隣接するショットは、着目したショットを構成する辺の始点から終点までの範囲内から垂直な方向を探索範囲とし、探索範囲においてその辺と平行な辺までの距離が最短となるショットとする。図５は隣接するショットについての説明図である。（ａ）〜（ｃ）までの３つの例を示す。（ａ）において、Ａが着目するショット、５０ａが辺の始点（○印）、５０ｂが辺の終点（□印）である。隣接するショットの定義は、「着目したショットを構成する辺の始点から終点までの範囲内から垂直な方向を探索範囲とし、探索範囲においてその辺と平行な辺までの距離が最短となるショット、即ち個別のショットについて、上下左右４辺に関して各辺に対面する辺を持つショットを探索し、最短距離のものを各辺について隣接するショットとする。」のことであるから、（ａ）のＢが隣接するショットとなる。この場合、ショットＡから隣接するショットＢまでの距離はａとする。一方、このパターンにはショットＣも存在する。しかしながら、このショットＣと着目ショットＡからの距離はｂとなり、ａ＜ｂであるから、ショットＣは隣接するショットではない。
【００８６】
（ｂ）について説明する。この図では、ショットＣが隣接するショットとなる。ショットＢも着目ショットＡに近いが、隣接する方向が直交する方向ではないので隣接するショットではない。（ｃ）について説明する。この図では、着目するショットＣの上辺に対してはショットＢが隣接するショットとなり、その距離はｃとなる。一方、隣接するショットＡも着目するショットＣの左辺に対して対象となり、その距離はｂとなる。 一方で、探索範囲は前方散乱による近接効果の影響が及ぶ範囲に限定することができるため、パターンの描画領域全体を前方散乱による近接効果の影響をカバーできるだけの大きさに領域を分割しておき、ショットはその位置毎に何れかのショットメモリ領域に格納されるようにしておく。
【００８７】
図６はショット位置の補正の説明図である。（ａ）はショットメモリ内のショットデータ、（ｂ）はパラメータ、（ｃ）はバッファメモリ内のショットデータを示している。（ａ）では、着目するショットＡの周囲にショットＢとショットＣがあり、ショットＡとショットＢ間の距離ａが、ショットＡとショットＣ間の距離ｂに比較して小さいため、ショットＢを隣接するショットとした場合を示している。
【００８８】
（ｂ）は辺の位置の補正量を示す図である。横軸は隣接ショット間距離、縦軸は辺の位置補正量を示す。隣接ショット間距離に応じたショット辺片側あたりの位置補正量の関係を表すパラメータである。この図の例では、隣接ショット間距離がａであるので、ａに対応する特性曲線の値がｄｌとなっている。隣接ショット距離が０の場合、或いは隣接するショットが前方散乱による近接効果の影響を及ぼさないような最短距離である場合は、ショット辺の位置補正量は±０ｎｍとする。
【００８９】
（ｃ）は辺の位置補正を示す図である。ショット位置Ａの位置補正は、（ｂ）に示すようにｄｌである。辺の端からｄｌだけ辺の位置をシフトする。この結果、補正後のショット辺の位置は、５０になる。５１は補正前のショット辺の位置である。ショットＢとＣはショットＡ’の位置が補正され次第、バッファメモリに出力される。Ａ’は補正後のショットのことである。なお、図６（ｂ）に示すショットの辺の位置を補正する補正データは、予め測定によって得られたデータである。
【００９０】
図７はショット分割部２０３からのパターンデータをショットサイズ毎に分割したショットをショットメモリ２１２に格納する様子を概念的に表した図である。５５はショットメモリ２１２内の記憶領域で、該記憶領域は荷電粒子ビーム描画領域を小領域単位５５にメッシュ分割したものである。ショット分割部２０３は、小領域単位５６毎に記憶されたショットを読み出してショットを行なう。このようにすることで、ほとんどのショットはそのショットが格納されている一つの小領域単位５６内を探索することによって前方散乱による近接効果の影響が及ぶ隣接ショットを見つけ出すことができるようになる。
【００９１】
ただし、分割された小領域単位５６周縁部に位置するショットについては、隣接するショットがそのショットが格納されている小領域単位外に存在する可能性があるため、隣接する小領域単位内も併せて探索する。
【００９２】
図８は隣接ショットの探索方法を説明する説明図である。（ａ）と（ｂ）の２つの例を示している。６０は一つの小領域単位を、６１は着目するショットが存在する小領域単位（図７の５６に同じ）、６２は電子ビームによるショットを、６３は着目するショット、６４は着目するショットに隣接するショット、６５は着目するショットと同じ小領域単位に存在するショット、６６は着目するショットに隣接するショットのうち、着目するショットと異なる小領域単位に存在するショットである。
【００９３】
ショット辺位置補正部２１３は、予め描画制御用計算機システム１００のディスクにパラメータ１１１として記憶しておいた隣接ショット間距離と相対するショット辺の片側あたりの位置補正量の関係に従い、着目したショットの位置と大きさを修正したショットを生成し、ショットバッファメモリ２１５に出力すると共に、このようなショットを生成した結果、変化した入射電子エネルギーの割合を、後方散乱による近接効果の影響を見積もるための区画当たりの入射電子エネルギー変化量マップ２１４として算出する。そして、該算出されたマップをパターンデータ転送処理システム２００は、近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００に送る（図２，図３及び図４中の線丸１１）。
【００９４】
隣接ショット間の距離と相対するショット辺の片側あたりの位置補正量の関係を表すパラメータには隣接ショット距離がゼロの場合のパラメータも含めるが、この場合両者のショットは密着しているのでショット辺の片側当たりの位置補正量はゼロと定義する。本来であれば、着目したショットとこれに隣接するショットの両方のショット辺の位置を補正する必要があるが、逆に隣接したショットに着目した場合に、今まで着目していたショットが必ずしもこれに隣接したショットになるとは限らないため、ここでは着目したショットについてのみ片側あたりの補正量分だけ辺の位置を平行移動して補正する。
【００９５】
更に、着目したショットは後続するショットから隣接ショットとして探索されることもあるため、ショットメモリ内では補正することなくそのまま保持しておく（ショットバッファメモリ２１５へは着目したショットの位置と大きさを修正したショットを送っておく）。こうして全てのショットに着目し、それぞれの４辺の位置を補正する。
【００９６】
このような処理と並行して、近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００では、前記パターンデータ転送処理システム２００から送られてきた前記入射電子エネルギー変化量マップ２１４に基づいて近接効果補正値の再計算を行ない近接効果補正のための近接効果補正量マップ（ショット時間変調量の分布）３０６を作成し、前述の１描画単位分に相当する近接効果補正量マップ３０６をショット制御部２０４のＰＥＣバッファメモリ２０５に送る（図３及び図４の線丸１０）。
【００９７】
この時、前述の通り前方散乱による近接効果を補正するためにショットの辺の位置補正をした結果、後方散乱による近接効果の影響を見積もるための区画当たりに入射される荷電粒子エネルギー量の割合が変化するため、この影響を考慮した上で後方散乱による近接効果を補正し、またショットの辺を平行移動させたことによって変化した入射電子エネルギー量の変化率の分布マップ（図３の２１４）を作成し、これで入射電子エネルギーの割合を補正しながら近接効果補正量を算出する。
【００９８】
ショット制御部２０４は、ショットバッファメモリ２１５から前述の修正されたショットを読み出し、その位置に応じてＰＥＣバッファメモリ２０５に格納されている近接効果補正量マップに基づくショット時間をそれぞれのショットに設定し、ショット時間制御用ビーム偏向アンプ２３を通じてビーム偏向電極２４に電圧を印加し、荷電粒子ビーム源２５から放出された電子ビーム２６が被描画材料移動用ステージ２７に固定された被描画材料２８上に照射される時間を制御する。
【００９９】
一方、修正された大きさのショットを電子ビーム２６で形成するために、ショット図形の大きさに基づき、ショットサイズ制御用ビーム偏向アンプ２９を通じてビーム偏向電極３０に電圧を印加し、ビーム成形スリット３１とビーム成形スリット３２を通る電子ビーム２６を偏向し、所望の大きさの成形電子ビームを作る。更に修正されたショットの位置に応じて、ステージ位置制御ユニット３３を通じて被描画材料移動用ステージ２７を移動して電子ビーム２６の偏向領域内に描画フィールドを設定し、ショット位置制御用ビーム偏向アンプ３４を通じてビーム偏向電極３５に電圧を印加し、描画フィールド内の所望する位置に成形電子ビームを照射する。
【０１００】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【０１０１】
荷電粒子ビーム描画装置において、パターンを描画する際に、個別のショットについて、隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうことによって、前方散乱による近接効果補正の影響を補正し、被描画材料上に所望の寸法の描画パターンを形成することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 電子光学系及びステージ制御システム
２３ ショット時間制御用ビーム偏向アンプ
２４ ビーム偏向電極
２５ 電子ビーム源
２７ 被描画材料移動用ステージ
２８ 被描画材料
２９ ショットサイズ制御用ビーム偏向アンプ
３０ ビーム偏向電極
３１ ビーム成形スリット
３２ ビーム成形スリット
３３ ステージ位置制御ユニット
３５ ビーム偏向電極
４１ エネルギー分布基準テーブル
４２ 電子エネルギー積算部
４３ 蓄積エネルギー分布マップ
４４ 蓄積エネルギー積算テーブル
４５ 蓄積エネルギー換算部
４６ 近接効果補正量マップ
４７ 蓄積エネルギー換算テーブル
４８ 電子エネルギー積算部
４９ 蓄積エネルギー分布マップ
５０ 蓄積エネルギー換算部
５１ 近接効果補正量マップ
１００ 描画制御用計算機システム
１０１ 描画制御プログラム
１０２ ジョブテック
１０３ パターン
１０４ 後方散乱による近接効果補正パラメータ
２００ パターンデータ転送処理システム
２０１ パターン展開部
２０２ データメモリ
２０３ ショット分割部
２０４ ショット制御部
２０５ ＰＥＣバッファメモリ
２１１ 最短距離ショット探索部
２１２ ショットメモリ
２１３ ショット辺位置補正部
２１４ 入射電子エネルギー変化量分布マップ
２１５ ショットバッファメモリ
３００ 近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム
３０１ パターン展開部
３０２ データメモリ
３０３ 入射電子エネルギーの割合算出部
３０５ 近接効果補正量の算出部
３０６ 近接効果補正量マップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子ビーム描画装置の描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に関し、更に詳しくは近接効果補正の精度を向上させることができる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビーム描画装置は荷電粒子ビームを用いて乾板上にレジストが塗布された材料面上にパターンを描画・形成する装置である。この種の装置で、荷電粒子ビームを材料面に照射すると、レジストに入射した荷電粒子ビームがレジスト内で散乱して描画パターンの精度を悪くする現象（近接効果）が発生する。
【０００３】
以下、近接効果補正（Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｅｆｆｅｃｔ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）について説明する。荷電粒子ビーム描画方法において、ショットした荷電粒子ビームがレジスト内で散乱（前方散乱と称す）したり、レジストを通過して基板中に入り、再び該基板からレジスト内に散乱（後方散乱と称す）したりすることにより、ショットした部分以外の近接した部分にもエネルギーが蓄積されてしまう。
【０００４】
図９は前方散乱と後方散乱のエネルギー分布の説明図である。横軸は位置、縦軸は荷電粒子エネルギーである。Ａは理想的な荷電粒子エネルギーの蓄積、Ｂは前方散乱の影響、Ｃは後方散乱の影響、Ｄは前方散乱の影響範囲、Ｅは後方散乱の影響範囲である。後方散乱の影響範囲が広範囲に及んでいることが分かる。
【０００５】
その結果、一定のプロセスレベルで現像すると、同じ線幅のパターンを同じ荷電粒子ビームのショット時間で描画しても、パターンが孤立していて疎な部分（図１０の（ａ）の部分）に比べ、パターンが隣接して密な部分（図１０の（ｂ）〜（ｄ）の部分）では線幅が太く形成されてしまう現象が発生する。図１０は近接効果が現像プロセス後のパターン線幅に与える影響の説明図である。横軸は位置、縦軸は荷電粒子エネルギーである。Ｌはプロセスに必要なエネルギーレベルであるプロセスレベルである。このような現象を近接効果と称しており、特に後方散乱による近接効果はその影響が比較的大きく、荷電粒子ビームによるパターン描画が始まった頃から、既にこうした影響を少なくするために荷電粒子ビームのショット時間を調節してドーズ量を補正する方法での種々の対策（近接効果補正）がとられている。
【０００６】
次に、後方散乱による近接効果補正について説明する。
（I）近接効果の見積り
描画パターンに依存した近接効果の大きさを見積もる。先ず、近接効果の影響は、パターンを描画するために照射した電子ビームがレジスト中や材料面で散乱することによって発生した電子エネルギー（散乱電子エネルギー）が、材料上の任意の位置に蓄積される大きさに依存すると仮定する。
【０００７】
材料上の任意の位置に蓄積される散乱電子エネルギーの大きさ（散乱電子エネルギーの蓄積量）は、周辺に照射した電子ビームの密度と、電子ビームを照射した位置からの距離に依存した散乱電子エネルギーの影響量を積算した値に比例すると考えられる。
【０００８】
散乱電子エネルギーの蓄積量は、描画フィールド全面に仮想的に配列した０．５μｍ又は１μｍ四方程度の微小領域（区画）毎に近似して求める。描画するパターンがそれぞれの区画内に入射される電子エネルギー量の割合に応じて、その区画と周辺の区画に与える散乱電子エネルギーの影響量全体を加減して、それぞれの区画に加算していく。図１１はパターンデータのレイアウトを示す図である。この時、照射した電子ビームがその区画と周辺の区画に与える散乱電子エネルギーの影響量は、区画毎の分布（エネルギー分布基準テーブル）として、別途パラメータで指定する。図１２はエネルギー分布基準テーブル（Ｅｉｄi,j）の例を示す図である。
【０００９】
こうして任意の描画フィールド上の各位置で求めた散乱電子エネルギーの蓄積量を基に、その分布（蓄積エネルギー分布マップ）を求める。図１３は蓄積エネルギー分布マップ（Ｅｂｐn,m）の例を示す図である。（Ｅｂｐn,m）は、任意の一つの図形（ｋ）を描画する際にそれぞれの区画（ｎ，ｍ）に入射される電子エネルギー量の割合（Ｅ（ｋ）n,m）と、入射電子が周辺区画（ｉ，ｊ）に与える後方散乱電子エネルギー強度の分布（Ｅｉｄi,j）から、ハードウェアが（１）式に準じた演算処理を実施することによって算出する。
【００１０】
【数１】
【００１１】
ここで、入射電子エネルギー量の割合（Ｅ（ｋ）n,m）は、一定の強度で一つの微小領域（区画）全体に電子ビームが入射された時のエネルギー量を１００％とする比率（割合）で表現する。また、後方散乱電子エネルギー強度は、電子ビームが照射された区画での後方散乱電子エネルギー強度を４０９５とする比率で表現する。
【００１２】
後方散乱電子エネルギー強度の分布は、電子エネルギー分布パラメータ（エネルギー分布基準テーブル）として別途パラメータで指定しておいたものである（図１２参照）。ｒは後方散乱電子の影響を考慮する周辺区画までの区画数、ｆはパターンデータに含まれる図形数である。得られた散乱電子エネルギーの蓄積量（Ｅｂｐ）は、無限の塗りつぶし領域の任意の位置における散乱電子エネルギーの蓄積量を１００％とする比率（割合）で表現される。
【００１３】
この時、周辺からの電子ビームの散乱によって与えられる電子エネルギーは、同じフィールド内のみならず、周辺のフィールドや近隣のチップからも与えられることを考慮する。算出された微小領域（区画）毎の散乱電子エネルギーの蓄積量が、即ち近接効果の影響の大きさを表わすものと見積もる。
（II）近接効果補正量の算出
近接効果の大きさに応じて、材料面上にパターンを描画する際の電子ビームの照射時間（ショットタイム）の補正量を算出する。（ａ）で得られた１描画フィールド分の蓄積エネルギー分布マップを基に、描画するパターンデータの電子ビーム１ショット毎の照射時間の補正量を微小領域（区画）毎に算出する。電子ビームの照射時間の補正量は後述する（２）式に準じた関係式から後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ）に対するショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ）として求める。
【００１４】
この関係式の内容は、「近接効果補正テーブル（蓄積エネルギー換算テーブル）」として別途パラメータで設定しておいたものである。図１４は蓄積エネルギー換算テーブルの例を示す図である。横軸は散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ％）、縦軸はショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ％）である。散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合に応じて、ショットタイム変調量は正負の値をとることが分かる。ショットタイム変調量は、基準となる電子ビームの照射時間に対する照射時間の増減の比率（割合％）で表現する。
【００１５】
【数２】
【００１６】
ここで、Ｓｍｏｄはショットタイム変調量、Ｃ１及びＣ２は定数、ηは後方散乱係数である。（２）式は、補正前の入射電子エネルギー強度（Ｄａ）が任意の微小領域（区画）に適用されるショットタイム補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）に比例して増減するにつれて、補正前の後方散乱電子エネルギー強度（Ｄａ×Ｅｂｐ×η）もその区画に適用されるショットタイム補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）だけに比例して増減すると見なして導き出したものである。
【００１７】
即ち、補正後の入射電子エネルギー強度（Ｄａ×（Ｓｍｏｄ＋１））の１／Ｃ２と後方散乱電子エネルギー強度（Ｄａ×Ｅｂｐ×η×（Ｓｍｏｄ＋１））の和を吸収電子エネルギー強度とし、このレベルが後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ）に依存せず一定（ＣＯＮＳＴ）となるように、後方散乱電子の蓄積エネルギーの強度の割合（Ｅｂｐ）に応じてショットとタイムを補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）としている。図１５はショットタイム補正の説明図である。（ａ）が補正前のエネルギーを、（ｂ）がショット補正後のエネルギーをそれぞれ示している。補正前のベース部分１とピーク部分２は何れもショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ＋１）倍されて、ショット時のエネルギーが小さくなっていることが分かる。
【００１８】
このようにして得られた蓄積エネルギー換算テーブルを元に、蓄積エネルギー分布マップから微小領域（区画）毎の電子ビーム１ショット毎の照射時間の補正量の分布（近接効果補正量マップ）を求める。図１６はこのようにして求めた照射時間の近接効果補正量マップである。
（III）近接効果の再見積り（再計算）
（I）及び（II）では、一定のショットタイムでパターンを描画した場合（即ち近接効果補正を実施しなかった場合）を前提として蓄積エネルギー分布マップを作成し、微小領域（区画）毎に近接効果の影響がキャンセルされるように電子ビーム１ショット毎の照射時間の補正量を求めている。即ち、任意の微小領域（区画）における後方散乱電子エネルギー強度がその区画以外の周辺区画に適用されるショットタイム補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）に依存して増減することまでは考慮していない。
【００１９】
そのため、近接効果補正を実施した結果、周辺区画でのショットタイム補正の影響によって自身の区画の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ）が変化する（Ｅｂｐ’）ようなケースでは、近接効果の影響を十分に補正することができない。
【００２０】
図１７は計算上の補正結果と実際の補正結果を示す図である。（ａ）が計算上の補正結果を、（ｂ）が実際の補正結果を示す図である。（ａ）と（ｂ）とを比較すると明らかなように、計算上の補正結果と実際の補正結果は同じではない。ベース部分の大きさが異なっている。（ａ）のベース部分１がＤａ×Ｅｂｐ×η×（Ｓｍｏｄ＋１）であるのに対して、（ｂ）のベース部分１’がＤａ×Ｅｂｐ’×ηと算出式が異なるためである。
【００２１】
そこで、（II）で得られた近接効果補正量マップを適用して、近接効果補正描画、即ちそれぞれの微小領域（区画）毎において電子ビーム1ショット毎の照射時間を補正しながら１描画フィールド分のパターンを描画したと仮定して、その時に発生する近接効果の影響の大きさを、改めて見積もる。
【００２２】
（I）と同様に、蓄積エネルギーマップを求めるが、区画（ｎ，ｍ）毎の入射電子エネルギー量の割合（Ｅ（ｋ）n,m）から後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合のマップ（蓄積エネルギー分布マップ）を算出する際に、任意の微小領域（区画（ｍ，ｎ）における後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐn,m）が周辺区画（ｍ±ｒ，ｎ±ｒ）の電子ビームの照射量に依存して増減すること（Ｅｂｐ’n,m）を考慮する。即ち、（１）式に準じた処理処理を（３）式に準じた処理に変更して、蓄積エネルギー分布マップを算出する。（Ｅｂｐ’n,m）は次式で表される。
【００２３】
【数３】
【００２４】
ここで、１回目の再計算で（３）式に準じた関係式に与えるＳｍｏｄは、最初の計算（０回目の再計算）で得られた微小領域（区画）毎のショットタイム変調量である。
（IV）近接効果補正量の算出（再計算）
（III）で得られた１描画フィールド分の蓄積エネルギー分布マップを基に、微小領域（区画）毎の電子ビーム照射時間の補正量を求める。これは後述の（４）式に準じた関係式から後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）に対するショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ）として求め、これを「近接効果補正テーブル（蓄積エネルギー換算テーブル）」として別途パラメータで設定しておく。図１８は蓄積エネルギー換算テーブルの例を示す図である。横軸は散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ）（％）を、縦軸はショットタイム変調量（Ｓｍｏｄ）（％）を示す。図において、ｆ１は最初の計算に基づく特性を、ｆ２は再計算して得られた特性をそれぞれ示す。
【００２５】
Ｓｍｏｄ＝Ｃ１−（１＋Ｃ２×Ｅｂｐ’×η） （４）
（４）式では、任意の微小領域（区画）における後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）には、（３）式に準じた関係式によって既に最初の計算（０回目の再計算）で得られたショットタイム補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）が適用されていることを考慮している。
【００２６】
即ち、補正後の入射電子エネルギー強度（Ｄａ×（Ｓｍｏｄ＋１））の１／Ｃ２と、再計算して得られた後方散乱電子エネルギー強度（Ｄａ×Ｅｂｐ’×η）の和を吸収電子エネルギー強度とし、このレベルが後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）に依存せず一定（Ｃｏｎｓｔ）となるよう、後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）に応じてショットタイムを補正（係数Ｓｍｏｄ＋１）している。
【００２７】
図１９はショットタイム補正の説明図である。（ａ）は補正前の、（ｂ）は補正後の状態を示す。ベース部分は等しく、スペクトル部分が異なっている。即ち、
（１／Ｃ２）×Ｄａ×（Ｓｍｏｄbefore＋１）が（１／Ｃ２）×Ｄａ×（Ｓｍｏｄ＋１）に変化し、Ｄａ×（Ｓｍｏｄbefore＋１）がＤａ×（Ｓｍｏｄ＋１）に変化している。
【００２８】
２回目以降の再計算で（３）式に与えるＳｍｏｄは、前回の再計算によて（４）式に準じた近接効果補正テーブル（蓄積エネルギー換算テーブル）により得られた微小領域（区画）毎のショットタイム変調量である。そして、（３）式に準じた関係式によって再び得られた後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合（Ｅｂｐ’）から、微小領域（区画）毎のショットタイム変調量を求める。
【００２９】
この操作（再計算）を別途パラメータで指定された回数だけ繰り返すことによって、任意の微小領域（区画）（ｍ，ｎ）における後方散乱電子の蓄積エネルギー強度の割合
（Ｅｂｐn,m）を最適化（Ｅｂｐ’n,m）し、その結果を蓄積エネルギー分布マップとする。これら一連の処理は、専用のハードウェアを用いて、描画フィールド毎に実施する。最適化された蓄積エネルギー分布マップから（４）式に準じた近接効果補正テーブル（蓄積エネルギー換算テーブル）により、微小領域（区画）毎の電子ビーム１ショット毎の照射時間の補正量の分布（近接効果補正量マップ）を求める。
（V）近接効果補正描画の実施
上記（I）〜（IV）の演算は、描画装置に装備された専用のハードウェアにより、パターンデータの描画と並行して、描画する１フィールド毎に実施する。図２０は従来システムの構成例を示す図である。図に示すように、装置制御用計算機システム４０と、通常描画用ハードウェアデータ転送システム２０と、近接効果補正用ハードウェア転送システム３０と、ＥＢ−リソグラフィシステム８０とから構成されている。
【００３０】
通常描画用ハードウェアデータ転送システム２０において、１１は装置制御用計算機システム４０からの描画フィールド毎にショットタイム変調量を設定し、それを記憶する乾板面内照射量補正用レジスタ、１２は装置制御用計算機システム４０からのデータを受けてライブラリ展開を行なうライブラリ展開を行なうライブラリ展開部、１３はライブラリ展開されたデータを記憶するメモリである。１４はライブラリ展開されたデータをショット分割するショット分割部である。
【００３１】
１５はショットタイムを演算するショットタイム演算部である。該ショットタイム演算部１５には、乾板面内照射量補正用レジスタ１１からのデータと、ショットランク換算テーブル１６からのデータと、ショットサイズ換算テーブル１７からのデータと、近接効果補正量マップ１８からのデータが入力されており、これら入力データを演算してショットタイムを演算し、ＥＢ−リソグラフィシステム８０に与え、ビーム描画を行なう。
【００３２】
一方、近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３０において、６２は入射電子エネルギー割合を計算する入射電子エネルギー割合計算部、６１は装置制御用計算機システム４０からのデータを受けてエネルギー分布基準データを記憶するエネルギー分布基準テーブル、６３はエネルギー分布基準テーブル６１に記憶されているデータと、入射電子エネルギー割合計算部６２からのデータとを受けて電子エネルギー積算を行なう電子エネルギー積算部、６４は該電子エネルギー積算部６３で作成された蓄積エネルギー分布マップである。
【００３３】
６５は装置制御用計算機システム４０と接続され、初回計算用の蓄積エネルギー換算テーブル、６６は蓄積エネルギー分布マップ６４及び蓄積エネルギー換算テーブル６５の出力を受けて蓄積エネルギー換算を行なう蓄積エネルギー換算部、６７は該蓄積エネルギー換算部６６の換算結果を記憶する近接効果補正量マップである。この近接効果補正量マップは、初回計算に基づくマップである。
【００３４】
６８は入射電子エネルギー割合計算部６２の出力と、エネルギー分布基準テーブル６１と再計算による近接効果補正量マップ７２とを受けて電子エネルギーを積算する電子エネルギー積算部、６９は該積算により得られたデータを記憶する蓄積エネルギー分布マップである。７０は装置制御用計算機システム４０からのデータを受けて記憶する、再計算用の蓄積エネルギー換算テーブルである。７１は該蓄積エネルギー換算テーブル７０の出力と、蓄積エネルギー分布マップ６９の出力とを受けて蓄積エネルギー換算を行なう蓄積エネルギー換算部、７２は該蓄積エネルギー換算部７１で得られたデータを近接効果補正量マップとして記憶する近接効果補正量マップで、通常描画用の近接効果補正量マップ１８に転送される。このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
【００３５】
予めエネルギー分布基準テーブル６１と蓄積エネルギー換算テーブル６５を近接効果補正用のハードウェアデータ転送システム３０に転送しておく。近接効果補正用のハードウェアデータ転送システム３０では、描画の開始（描画材料の搬入開始）と同時に近接効果補正描画を行なう全てのパターンデータを、一つずつ順番に近接効果補正用のハードウェアデータ転送システム２０にデータ転送する。この時、指定された大きさの微小領域（区画）毎にパターンを描画する際の入射電子エネルギー量の割合を計算しておく。
【００３６】
一つのフィールドの描画に先立ち、近接効果補正用のハードウェアデータ転送システム３０では、微小領域（区画）毎の入射電子エネルギー量の割合に応じてエネルギー分布基準テーブル６１に示された分布を持った散乱電子エネルギー量を微小領域（区画）毎に蓄積エネルギー分布マップ６４に積算していく。描画する１フィールド分の蓄積エネルギー分布マップ６４を作成するためには、近隣のフィールドデータについても同様の散乱電子エネルギー量の積算（蓄積エネルギー分布マップ６４の作成）を行ない、近隣のフィールドから受ける散乱電子エネルギーの影響も考慮する。
【００３７】
描画する１フィールドについての蓄積エネルギー分布マップが完成した時点で、そのマップを蓄積エネルギー換算テーブル６５を使って近接効果補正量マップ６７に変換する。再計算を実施する場合には、ここで得られた近接効果補正量マップ６７を微小領域（区画）毎の入射電子エネルギー量の割合（入射エネルギー割合計算部６２の出力）に乗算し、改めて蓄積エネルギー分布マップ６９を作成し直し、再び蓄積エネルギー換算テーブル７０を使って近接効果補正量マップ７２に変換する動作を、指定された再計算回数に従い繰り返し実施する。得られた近接効果補正量マップ７２は、通常描画用のハードウェアデータ転送システム１０に転送される。
【００３８】
一方、通常描画用のハードウェアデータ転送システム１０では、描画するフィールドの近接効果補正量マップの転送（受け取り）が完了した時点で、そのフィールドの描画を開始する。この時、近接効果補正量マップ７２を受け取る側のメモリをダブルバッファ構成とし、一つのフィールドを描画している最中に次の描画フィールドの近接効果補正量マップ７２を受け取ることができるようにしておく。
【００３９】
描画の開始に伴い、通常描画用のハードウェアデータ転送システム１０では、描画する電子ビームのショット位置に応じて近接効果補正量マップ１８からショットタイムをショートタイム演算器１５で計算する。電子ビームのショットの大きさが蓄積エネルギー分布マップ６９の微小領域（区画）の大きさよりも大きい場合（電子ビームショットが複数の微小領域（区画）にまたがる場合）は、電子ビームショットの中心が含まれる微小領域（区画）の電子エネルギー蓄積量が、その電子ビームのビームショットに対して有効であるものとみなす。こうして得られたショットタイムを電子ビーム１ショット毎に適用してパターンの描画を行なう。
【００４０】
前述したように、近接効果補正のためのデータ処理と通常の描画データ処理を一つの描画フィールド毎に並行して繰り返し実施する。１フィールド分の近接効果補正量マップの作成時間が、通常の描画処理に要する時間に隠れるように、これらは並行してパイプライン形式で実行する。
【００４１】
後続して描画するフィールドデータについては、先行する描画フィールドの蓄積エネルギー分布マップ６９を作成する際に作成した近隣フィールドの蓄積エネルギー分布マップをしばらく保存して活用し、近隣のフィールドも含めて蓄積エネルギー分布マップが保存されていないフィールドデータについてのみ、蓄積エネルギー分布マップの作成などの処理を実施するものとする。１描画フィールドの近接効果補正量マップが準備できた段階で、これを適用して微小領域（区画）毎の電子ビーム１ショット毎の照射時間（即ちショットタイム）を補正しながら、１描画フィールド分のパターンを描画する。
【００４２】
従来のこの種の装置としては、対象領域内に配置された複数のパターンをそれらの配置位置によって分類し、分類されたパターンを用いて各パターンの各辺に隣接するパターンを探索して、隣接パターン情報を取得し、次に対象領域を階層的に分割してパターンを登録し、その情報を用いてパターン上の評価点における後方散乱強度を計算し、次に隣接ごパターン情報と得られた後方散乱強度を用いて、評価点における前方散乱強度と後方散乱強度の和を評価し、パターンの移動量を計算し、その辺を移動量だけ移動させてパターンの図形を変更する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【００４３】
また、作成すべき露光パターンに対し、各独立したパターンを一定の電子ビーム照射密度で描画した時の電子ビーム散乱によるパターン間の影響を考慮して、縮小補正したパターン寸法を求め、次いで各独立したパターン毎に該縮小補正したパターン寸法の大きさに応じて各独立パターンを描画する際の電子ビーム照射密度を決定し、前記パターン寸法及び電子ビーム照射密度でパターン描画することを特徴とする電子ビーム露光方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開２００６−２３７３９６号公報（段落００１６〜００２１、図１）
【特許文献２】特開昭５８−４３５１６号公報（第２頁右下欄第１３行〜第３頁右下欄第１９行、第１図〜第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４５】
従来技術では、荷電粒子の後方散乱による近接効果の影響だけに着目し、前方散乱による近接効果の影響を無視している。これは、前方散乱による近接効果の影響範囲が後方散乱のそれに比べて極めて狭く、実際のデバイスパターンの図形同士の隣接間隔においては、描画パターンの仕上がり寸法や位置精度にそれほど大きな影響を与えないことが明らかであるためである。また、前方散乱による近接効果の影響を無視することで近接効果の影響を見積もる微小領域（区画）の大きさを後方散乱径の１／１０〜１／２０程度まで粗くすることができ、近接効果補正機能を描画装置に実装する際に搭載する機器のコストや補正量演算にかかるパフォーマンスの悪化を防ぐという利点もあった。
【００４６】
しかしながら、近年の高集積度デバイスパターンでは、パターン同士が前方散乱径の２〜３倍程度まで隣接するケースが散見されるようになり、こうした部分で前方散乱による近接効果の影響を無視した場合、描画パターンの仕上がり寸法や位置精度が悪化することが予想される。
【００４７】
即ち、図２１に示すように、隣接するパターンを描画するための荷電粒子ビームの前方散乱が互いに相手のパターンに蓄積される荷電粒子エネルギーに影響を与え、特に両者が隣接する部分では、両者のパターンに蓄積される荷電粒子エネルギーが増加し、現像やエッチングなどのプロセス後に形成されるそれぞれのパターンは元のパターンデータに比べサイズが大きくなったり両者の間隔が狭くなったり（図２１の（２））する。或いは両者のパターンが接合してしまったりする（図２１の（３））。
【００４８】
図２１は隣接したパターンでの前方散乱による近接効果の影響の説明図である。横軸は位置、縦軸は荷電粒子エネルギーである。（１）の場合は、パターン同士が十分に離れている場合を示す。形成されるパターンはプロセスレベルＬのパターン幅（ａ）になる。（２）はパターン同士が隣接している場合を示す。隣接するパターンが間隔ｂだけ離れている。この場合は形成されるパターンは間隔ｂ’のパターンが描画される。
【００４９】
ここで、パターン同士の間隔はｂ’＜ｂとなり、線幅ａもａ＜ａ＋となる。（３）はパターン同士が隣接している場合を示す。形成されるパターンは双方のパターンが接着した状態を示している。即ち、エネルギーピーク部分ではｃだけ間隔があるが、形成されるパターンでは間隔ｃ’は０になっている。（４）はパターン同士が接触している場合を示す。形成されるパターンは双方のパターン幅ａを加算した２ａとなる。
【００５０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、荷電粒子ビーム描画装置におけるこうした問題点を克服し、元のパターンデータに忠実に精度よくパターンを描画することができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００５１】
前記した問題を解決するために、本発明は以下のような構成をとっている。
【００５２】
（１）請求項１記載の発明は、材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、個別のショットについて、隣接するショットとの間の領域について荷電粒子ビームの前方散乱によるレジストに与える吸収エネルギーの大きさの分布を見積もり、該吸収エネルギーの大きさがレジストの現像及びエッチング等のプロセスに必要なエネルギーレベルを超える範囲を判定し、判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうことを特徴とする。
【００５３】
（２）請求項２記載の発明は、材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、個別のショットについて、隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうことを特徴とする。
【００５４】
（３）請求項３記載の発明は、個別のショットについて、隣接する周囲のショットについて、上下左右４辺に関してショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に、それぞれ最短距離のショットを求め、求めた最短距離のショットを隣接ショットとする
ことを特徴とする。
【００５５】
（４）請求項４記載の発明は、荷電粒子ビーム描画領域のショットを小領域単位にメッシュ分割した記憶領域を持つショットメモリに格納し、該小領域単位で個別のショットについて、上下左右４辺に関して該ショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に隣接するショットを探索し、最短距離のものを各辺についての隣接するショットとする
ことを特徴とする。
【００５６】
（５）請求項５記載の発明は、個別のショットについて、隣接するショットとの間の最短距離が零になる場合又は前記隣接するショットが前方散乱の近接効果の影響が及ばないような最短距離の場合には、各ショットの隣接ショットに面する辺の位置を補正しない
ことを特徴とする。
【００５７】
（６）請求項６記載の発明は、材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置において、個別のショットについて、隣接するショットとの間の領域に応じて荷電粒子ビームの前方散乱によるレジストに与える吸収エネルギーの大きさの分布を見積もり、該吸収エネルギーの大きさがレジストの現像及びエッチング等のプロセスに必要なエネルギーレベルを超える範囲を判定し、該判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを作成する演算手段と、
該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうショット手段とを備えたことを特徴とする。
【００５８】
（７）請求項７記載の発明は、前記演算手段は、隣接するショットとの間に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量を読み出して補正ショットデータを作成することを特徴とする。
【００５９】
（８）請求項８記載の発明は、前記ショット手段は、前記算出された近接効果補正値に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を制御するブランキング手段と、前記補正ショットデータに基づいて成形荷電粒子ビームのサイズを決める成形偏向手段と、前記補正ショットデータに基づいて前記成形荷電粒子ビームの材料面上の照射位置を決める位置偏向手段とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００６０】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００６１】
（１）請求項１記載の発明によれば、判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと補正値に基づいてショットを行なうようにしているので、元のパターンデータに忠実に精度よくパターンを描画することができる。
【００６２】
（２）請求項２記載の発明によれば、隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうようにしているので、元のパターンデータに忠実に精度よくパターンを描画させることができる。
【００６３】
（３）請求項３記載の発明によれば、隣接する周囲のショットについて、上下左右４辺に関してショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に、それぞれ最短距離のショットを求め、求めた最短距離のショットを隣接ショットとするようにしているので、精度のよいパターン描画を行なうことができる。
【００６４】
（４）請求項４記載の発明によれば、荷電粒子ビーム描画領域のショットを小領域単位にメッシュ分割した記憶領域を持つショットメモリに格納し、該小領域単位で個別のショットについて、上下左右４辺に関して該ショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に隣接するショットを探索し、最短距離のものを各辺についての隣接するショットとするようにしているので、精度のよいパターン描画を行なうことができる。
【００６５】
（５）請求項５記載の発明によれば、個別のショットについて、隣接するショットとの間の最短距離が零になる場合又は前記隣接するショットが前方散乱の近接効果の影響が及ばないような最短距離の場合には、各ショットの隣接ショットに面する辺の位置を補正しなくても精度よくパターン描画を行なうことができる。
【００６６】
（６）請求項６記載の発明によれば、判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと補正値に基づいてショットを行なうようにしているので、元のパターンデータに忠実に精度よくパターンを描画することができる。
【００６７】
（７）請求項７記載の発明によれば、前記演算手段は、隣接するショットとの間に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量を読み出して補正ショットデータを作成するようにしているので、精度よくパターン描画を行なうことができる。
【００６８】
（８）請求項８記載の発明によれば、前記ショット手段は、前記算出された近接効果補正値に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を制御するブランキング手段と、前記補正ショットデータに基づいて成形荷電粒子ビームのサイズを決める成形偏向手段と、前記補正ショットデータに基づいて前記成形荷電粒子ビームの材料面上の照射位置を決める位置偏向手段とから構成されるようにしているので、精度よくパターン描画を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】前方散乱による近接効果とその補正の説明図である。
【図２】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図３】パターンデータ転送処理システムの詳細構成例を示す図である。
【図４】近接効果補正用のハードウェア転送システムの構成例を示す図である。
【図５】隣接するショットについての説明図である。
【図６】ショット辺の補正の説明図である。
【図７】ショットメモリへのショットする様子を示した概念図である。
【図８】隣接ショットの探索の説明図である。
【図９】前方散乱と後方散乱のエネルギー分布の説明図である。
【図１０】近接効果が現像プロセス後のパターン線幅に与える影響の説明図である。
【図１１】パターンデータの例を示す図である。
【図１２】エネルギー分布基準テーブルの例を示す図である。
【図１３】蓄積エネルギー分布マップの例を示す図である。
【図１４】蓄積エネルギー換算テーブルの例を示す図である。
【図１５】ショットタイム補正の説明図である。
【図１６】近接効果補正量マップの例を示す図である。
【図１７】計算上の補正結果と実際の補正結果を示す図である。
【図１８】蓄積エネルギー換算テーブルの例を示す図である。
【図１９】ショットタイム補正の説明図である。
【図２０】従来システムの構成例を示す図である。
【図２１】隣接したパターンでの前方散乱による近接効果の影響の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、図面を参照して本発明の実施例について、詳細に説明する。
【００７１】
図１は前方散乱による近接効果とその補正の説明図である。（ａ）は描画パターン、（ｂ）は前方散乱による近接効果の影響、（ｃ）は前方散乱による近接効果の影響を補正したものである。（ａ）に示すように同じ矩形を３つ並べた描画パターンをパターン通りに描画すると、向かい合った辺同士が近づくように変形するため、形成されるパターンは各矩形の幅が増大したものとなる。即ち、（ｂ）に示すように破線のようなショットを行なうと、両端の矩形は内側へ向けて幅が増大し、中央の１つの矩形は左右両側に向けて幅が増大する。
【００７２】
そのため、矩形同士の間隔は狭くなり、両側の矩形については、中心位置が内側にずれることになる。これに対して、本発明による前方散乱の近接効果補正によれば、辺同士が近づくことによる幅の増加を考慮し、辺同士を遠ざけるように移動させて（ａ）よりも幅を狭めた矩形パターン（（ｃ）において破線で示す）をショットして描画するため、形成されるパターンは、（ａ）に示す描画パターンに沿ったものとなる。
【００７３】
荷電粒子ビーム描画装置として電子ビーム描画装置に本発明を適用した場合の構成例を図２〜図４に示す。図２は本発明の一実施例を示す構成図である。図３はパターンデータ転送処理システムの詳細構成例を示す図、図４は近接効果補正用のハードウェア転送システムの詳細構成例を示す図である。
【００７４】
図２において、１００は描画制御用計算機システム、２００はパターンデータ転送処理システム、３００は近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム、４００は電子ビーム描画装置である。描画制御用計算機システム１００は、描画制御プログラム１０１、ジョブデック１０２、パターン１０３、前方散乱による近接効果補正パラメータ１１１及び後方散乱による近接効果補正パラメータ１０４から構成される。１０は電子光学系鏡筒及びステージである。２３はショット時間制御用ビーム偏向アンプ、２９はショットサイズ制御用ビーム偏向アンプ、３４はショット位置制御用ビーム偏向アンプ、３３はステージ位置制御ユニットである。
【００７５】
図３において、パターンデータ転送処理システム２００は、以下のものから構成されている。図において、２０１はパターン展開部、２０２はデータメモリ、２０３はショット分割部、２１１は最短距離ショット探索部、２１２はショットメモリ、２１３はショット辺位置補正部（入射電子エネルギー変化量算出部）、２１４は入射電子エネルギー変化量分布マップ、２１５はショットバッファメモリ、２０４はショット制御部、２０５はＰＥＣバッファメモリである。
【００７６】
図４において、近接効果補正用ハードウェア転送システム３００は以下のものから構成されている。図において、３０１はパターン展開部、３０２はデータメモリ、３０３は入射電子エネルギーの割合算出部である。３０５は近接効果補正量の算出部である。該近接効果補正量算出部３０５は以下のものから構成されている。
【００７７】
近接効果補正量算出部３０５は、エネルギー分布基準テーブル４１と、電子エネルギー積算部４２と、蓄積エネルギー分布マップ４３と、初回計算用の蓄積エネルギー換算テーブル４４と、蓄積エネルギー換算部４５と、初回計算用の近接効果補正量マップ４６と、電子エネルギー積算部４８と、蓄積エネルギー分布マップ４９と、蓄積エネルギー換算部５０と、再計算用の近接効果補正量マップ５１とから構成されている。３０６は近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００内に設けられた近接効果補正量マップである。これら信号線の内、制御信号の流れは破線で、データの流れは実線で示されている。
【００７８】
描画制御用計算機システム１００は、描画装置全体の動作を制御する描画制御プログラム１０１が稼働し、記憶装置上に描画パターンのレイアウトや描画条件を記載したジョブデック１０２、描画するパターン１０３、近接効果を補正するための制御パラメータを記述した後方散乱による近接効果補正パラメータ１０４及び前方散乱による近接効果補正パラメータ１１１等を格納している。
【００７９】
パターンデータ転送処理システム２００は、パターン１０３を一時格納するためのデータメモリ２０２を持つパターン展開ユニット２０１、パターンをショットに分割するショット分割部２０３、パターンをショット毎に分割したデータを一時格納するためのショットメモリ２１２を持ち、ショット相互の距離を測定して最短距離にあるショットを探索する最短距離ショット検索部２１１、ショット間の距離に応じてショットの辺の位置を平行移動し、その結果をショットバッファメモリ２１５に出力すると共に、ショット辺の位置を平行移動したことによる入射電子エネルギーの変化率の分布を示した入射電子エネルギー変化量分布マップ２１４を出力するショット辺位置補正部２１３、ショットバッファメモリ２１５から読み出されたショットデータと、近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００で作成された近接効果補正量マップを一時格納しておくＰＥＣバッファメモリ２０５から読み出されたショットタイム変調量に基づきショットを生成してショット時間を補正するショット制御部２０４等から構成される。
【００８０】
近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００は、パターン１０３を一時格納するためのデータメモリ３０２を持つパターン展開部３０１、区画毎に入射電子エネルギーの割合を見積もるための入射電子エネルギーの割合算出部３０３、見積もった入射電子エネルギー量の割合を格納するための入射電子エネルギー分布マップ３０４、描画フィールド単位での区画毎の近接効果補正量データを格納した近接効果補正量マップ３０６を算出するための近接効果補正量の算出部３０５等から構成される。
【００８１】
電子光学系鏡筒及びステージ１０は、荷電粒子ビーム源２５、荷電粒子ビーム２６、ビーム偏向電極２４，３０，３５、ビーム成形スリット３１、ビーム成形スリット３２、被描画材料２８及び被描画材料移動用ステージ２７から構成されている。システム構成図としては、図２〜図４に記載されたものを用いる。このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
【００８２】
ジョブデック１０２に記載されたレイアウト・描画条件等に従い、描画制御プログラム１０１が描画装置に搭載された各種処理装置を制御し、それぞれの処理装置で以下に示す処理を実施する。描画を開始すると、描画制御プログラム１０１は、ジョブデック１０２に記載されたパターンデータ１０３をデータ圧縮された状態で描画制御用計算機システム１００のディスク（記憶装置）からパターンデータ転送処理システム２００のデータメモリ２０２へ送る。
【００８３】
パターンデータ転送処理システム２００のパターン展開ユニット２０１は、描画のタイミングに合わせてデータメモリ２０２から一描画単位（１フィールド）分のパターンデータを読み出し、データ圧縮を展開し矩形・台形の形状のパターンを生成しショット分割部２０３へ送る。ショット分割部２０３は、描画する荷電粒子ビームの大きさにパターンを分割してＸＹ直交座標軸のどちらかに平行な４辺で構成された矩形の形状をしたショットを生成し、一旦これらをショットメモリ２１２に蓄える。
【００８４】
最短距離ショット探索部２１１は、ショットメモリ２１２に蓄えられたショット一つ一つに着目し、個別のショットについて、隣接する周囲のショットについて、上下左右４辺に関して、各辺に対面する辺を持つショットを見つけ出し、各ショット間の距離を求める。
【００８５】
隣接するショットは、着目したショットを構成する辺の始点から終点までの範囲内から垂直な方向を探索範囲とし、探索範囲においてその辺と平行な辺までの距離が最短となるショットとする。図５は隣接するショットについての説明図である。（ａ）〜（ｃ）までの３つの例を示す。（ａ）において、Ａが着目するショット、５０ａが辺の始点（○印）、５０ｂが辺の終点（□印）である。隣接するショットの定義は、「着目したショットを構成する辺の始点から終点までの範囲内から垂直な方向を探索範囲とし、探索範囲においてその辺と平行な辺までの距離が最短となるショット、即ち個別のショットについて、上下左右４辺に関して各辺に対面する辺を持つショットを探索し、最短距離のものを各辺について隣接するショットとする。」のことであるから、（ａ）のＢが隣接するショットとなる。この場合、ショットＡから隣接するショットＢまでの距離はａとする。一方、このパターンにはショットＣも存在する。しかしながら、このショットＣと着目ショットＡからの距離はｂとなり、ａ＜ｂであるから、ショットＣは隣接するショットではない。
【００８６】
（ｂ）について説明する。この図では、ショットＣが隣接するショットとなる。ショットＢも着目ショットＡに近いが、隣接する方向が直交する方向ではないので隣接するショットではない。（ｃ）について説明する。この図では、着目するショットＣの上辺に対してはショットＢが隣接するショットとなり、その距離はｃとなる。一方、隣接するショットＡも着目するショットＣの左辺に対して対象となり、その距離はｂとなる。 一方で、探索範囲は前方散乱による近接効果の影響が及ぶ範囲に限定することができるため、パターンの描画領域全体を前方散乱による近接効果の影響をカバーできるだけの大きさに領域を分割しておき、ショットはその位置毎に何れかのショットメモリ領域に格納されるようにしておく。
【００８７】
図６はショット位置の補正の説明図である。（ａ）はショットメモリ内のショットデータ、（ｂ）はパラメータ、（ｃ）はバッファメモリ内のショットデータを示している。（ａ）では、着目するショットＡの周囲にショットＢとショットＣがあり、ショットＡとショットＢ間の距離ａが、ショットＡとショットＣ間の距離ｂに比較して小さいため、ショットＢを隣接するショットとした場合を示している。
【００８８】
（ｂ）は辺の位置の補正量を示す図である。横軸は隣接ショット間距離、縦軸は辺の位置補正量を示す。隣接ショット間距離に応じたショット辺片側あたりの位置補正量の関係を表すパラメータである。この図の例では、隣接ショット間距離がａであるので、ａに対応する特性曲線の値がｄｌとなっている。隣接ショット距離が０の場合、或いは隣接するショットが前方散乱による近接効果の影響を及ぼさないような最短距離である場合は、ショット辺の位置補正量は±０ｎｍとする。
【００８９】
（ｃ）は辺の位置補正を示す図である。ショット位置Ａの位置補正は、（ｂ）に示すようにｄｌである。辺の端からｄｌだけ辺の位置をシフトする。この結果、補正後のショット辺の位置は、５０になる。５１は補正前のショット辺の位置である。ショットＢとＣはショットＡ’の位置が補正され次第、バッファメモリに出力される。Ａ’は補正後のショットのことである。なお、図６（ｂ）に示すショットの辺の位置を補正する補正データは、予め測定によって得られたデータである。
【００９０】
図７はショット分割部２０３からのパターンデータをショットサイズ毎に分割したショットをショットメモリ２１２に格納する様子を概念的に表した図である。５５はショットメモリ２１２内の記憶領域で、該記憶領域は荷電粒子ビーム描画領域を小領域単位５５にメッシュ分割したものである。ショット分割部２０３は、小領域単位５６毎に記憶されたショットを読み出してショットを行なう。このようにすることで、ほとんどのショットはそのショットが格納されている一つの小領域単位５６内を探索することによって前方散乱による近接効果の影響が及ぶ隣接ショットを見つけ出すことができるようになる。
【００９１】
ただし、分割された小領域単位５６周縁部に位置するショットについては、隣接するショットがそのショットが格納されている小領域単位外に存在する可能性があるため、隣接する小領域単位内も併せて探索する。
【００９２】
図８は隣接ショットの探索方法を説明する説明図である。（ａ）と（ｂ）の２つの例を示している。６０は一つの小領域単位を、６１は着目するショットが存在する小領域単位（図７の５６に同じ）、６２は電子ビームによるショットを、６３は着目するショット、６４は着目するショットに隣接するショット、６５は着目するショットと同じ小領域単位に存在するショット、６６は着目するショットに隣接するショットのうち、着目するショットと異なる小領域単位に存在するショットである。
【００９３】
ショット辺位置補正部２１３は、予め描画制御用計算機システム１００のディスクにパラメータ１１１として記憶しておいた隣接ショット間距離と相対するショット辺の片側あたりの位置補正量の関係に従い、着目したショットの位置と大きさを修正したショットを生成し、ショットバッファメモリ２１５に出力すると共に、このようなショットを生成した結果、変化した入射電子エネルギーの割合を、後方散乱による近接効果の影響を見積もるための区画当たりの入射電子エネルギー変化量マップ２１４として算出する。そして、該算出されたマップをパターンデータ転送処理システム２００は、近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００に送る（図２，図３及び図４中の線丸１１）。
【００９４】
隣接ショット間の距離と相対するショット辺の片側あたりの位置補正量の関係を表すパラメータには隣接ショット距離がゼロの場合のパラメータも含めるが、この場合両者のショットは密着しているのでショット辺の片側当たりの位置補正量はゼロと定義する。本来であれば、着目したショットとこれに隣接するショットの両方のショット辺の位置を補正する必要があるが、逆に隣接したショットに着目した場合に、今まで着目していたショットが必ずしもこれに隣接したショットになるとは限らないため、ここでは着目したショットについてのみ片側あたりの補正量分だけ辺の位置を平行移動して補正する。
【００９５】
更に、着目したショットは後続するショットから隣接ショットとして探索されることもあるため、ショットメモリ内では補正することなくそのまま保持しておく（ショットバッファメモリ２１５へは着目したショットの位置と大きさを修正したショットを送っておく）。こうして全てのショットに着目し、それぞれの４辺の位置を補正する。
【００９６】
このような処理と並行して、近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム３００では、前記パターンデータ転送処理システム２００から送られてきた前記入射電子エネルギー変化量マップ２１４に基づいて近接効果補正値の再計算を行ない近接効果補正のための近接効果補正量マップ（ショット時間変調量の分布）３０６を作成し、前述の１描画単位分に相当する近接効果補正量マップ３０６をショット制御部２０４のＰＥＣバッファメモリ２０５に送る（図３及び図４の線丸１０）。
【００９７】
この時、前述の通り前方散乱による近接効果を補正するためにショットの辺の位置補正をした結果、後方散乱による近接効果の影響を見積もるための区画当たりに入射される荷電粒子エネルギー量の割合が変化するため、この影響を考慮した上で後方散乱による近接効果を補正し、またショットの辺を平行移動させたことによって変化した入射電子エネルギー量の変化率の分布マップ（図３の２１４）を作成し、これで入射電子エネルギーの割合を補正しながら近接効果補正量を算出する。
【００９８】
ショット制御部２０４は、ショットバッファメモリ２１５から前述の修正されたショットを読み出し、その位置に応じてＰＥＣバッファメモリ２０５に格納されている近接効果補正量マップに基づくショット時間をそれぞれのショットに設定し、ショット時間制御用ビーム偏向アンプ２３を通じてビーム偏向電極２４に電圧を印加し、荷電粒子ビーム源２５から放出された電子ビーム２６が被描画材料移動用ステージ２７に固定された被描画材料２８上に照射される時間を制御する。
【００９９】
一方、修正された大きさのショットを電子ビーム２６で形成するために、ショット図形の大きさに基づき、ショットサイズ制御用ビーム偏向アンプ２９を通じてビーム偏向電極３０に電圧を印加し、ビーム成形スリット３１とビーム成形スリット３２を通る電子ビーム２６を偏向し、所望の大きさの成形電子ビームを作る。更に修正されたショットの位置に応じて、ステージ位置制御ユニット３３を通じて被描画材料移動用ステージ２７を移動して電子ビーム２６の偏向領域内に描画フィールドを設定し、ショット位置制御用ビーム偏向アンプ３４を通じてビーム偏向電極３５に電圧を印加し、描画フィールド内の所望する位置に成形電子ビームを照射する。
【０１００】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【０１０１】
荷電粒子ビーム描画装置において、パターンを描画する際に、個別のショットについて、隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうことによって、前方散乱による近接効果補正の影響を補正し、被描画材料上に所望の寸法の描画パターンを形成することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 電子光学系及びステージ制御システム
２３ ショット時間制御用ビーム偏向アンプ
２４ ビーム偏向電極
２５ 電子ビーム源
２７ 被描画材料移動用ステージ
２８ 被描画材料
２９ ショットサイズ制御用ビーム偏向アンプ
３０ ビーム偏向電極
３１ ビーム成形スリット
３２ ビーム成形スリット
３３ ステージ位置制御ユニット
３５ ビーム偏向電極
４１ エネルギー分布基準テーブル
４２ 電子エネルギー積算部
４３ 蓄積エネルギー分布マップ
４４ 蓄積エネルギー積算テーブル
４５ 蓄積エネルギー換算部
４６ 近接効果補正量マップ
４７ 蓄積エネルギー換算テーブル
４８ 電子エネルギー積算部
４９ 蓄積エネルギー分布マップ
５０ 蓄積エネルギー換算部
５１ 近接効果補正量マップ
１００ 描画制御用計算機システム
１０１ 描画制御プログラム
１０２ ジョブテック
１０３ パターン
１０４ 後方散乱による近接効果補正パラメータ
２００ パターンデータ転送処理システム
２０１ パターン展開部
２０２ データメモリ
２０３ ショット分割部
２０４ ショット制御部
２０５ ＰＥＣバッファメモリ
２１１ 最短距離ショット探索部
２１２ ショットメモリ
２１３ ショット辺位置補正部
２１４ 入射電子エネルギー変化量分布マップ
２１５ ショットバッファメモリ
３００ 近接効果補正用ハードウェアデータ転送システム
３０１ パターン展開部
３０２ データメモリ
３０３ 入射電子エネルギーの割合算出部
３０５ 近接効果補正量の算出部
３０６ 近接効果補正量マップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、
個別のショットについて、
隣接するショットとの間の領域について荷電粒子ビームの前方散乱によるレジストに与える吸収エネルギーの大きさの分布を見積もり、
該吸収エネルギーの大きさがレジストの現像及びエッチング等のプロセスに必要なエネルギーレベルを超える範囲を判定し、
判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、
前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なう
ことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項２】
材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、
個別のショットについて、
隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、
前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なう
ことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項３】
個別のショットについて、
隣接する周囲のショットについて、上下左右４辺に関してショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に、それぞれ最短距離のショットを求め、求めた最短距離のショットを隣接ショットとする
ことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項４】
荷電粒子ビーム描画領域のショットを小領域単位にメッシュ分割した記憶領域を持つショットメモリに格納し、該小領域単位で個別のショットについて、上下左右４辺に関して該ショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に隣接するショットを探索し、
最短距離のものを各辺についての隣接するショットとする
ことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項５】
個別のショットについて、
隣接するショットとの間の最短距離が零になる場合又は前記隣接するショットが前方散乱の近接効果の影響が及ばないような最短距離の場合には、各ショットの隣接ショットに面する辺の位置を補正しない
ことを特徴とする請求項３又は４記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項６】
材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置において、
個別のショットについて、
隣接するショットとの間の領域に応じて荷電粒子ビームの前方散乱によるレジストに与える吸収エネルギーの大きさの分布を見積もり、
該吸収エネルギーの大きさがレジストの現像及びエッチング等のプロセスに必要なエネルギーレベルを超える範囲を判定し、
該判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを作成する演算手段と、
該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうショット手段と
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項７】
前記演算手段は、隣接するショットとの間に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量を読み出して補正ショットデータを作成する
ことを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項８】
前記ショット手段は、前記算出された近接効果補正値に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を制御するブランキング手段と、
前記補正ショットデータに基づいて成形荷電粒子ビームのサイズを決める成形偏向手段と、
前記補正ショットデータに基づいて前記成形荷電粒子ビームの材料面上の照射位置を決める位置偏向手段と
からなることを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項１】
材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、
個別のショットについて、
隣接するショットとの間の領域について荷電粒子ビームの前方散乱によるレジストに与える吸収エネルギーの大きさの分布を見積もり、
該吸収エネルギーの大きさがレジストの現像及びエッチング等のプロセスに必要なエネルギーレベルを超える範囲を判定し、
判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、
前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なう
ことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項２】
材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置の描画方法において、
個別のショットについて、
隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを求め、かつ該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、
前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なう
ことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項３】
個別のショットについて、
隣接する周囲のショットについて、上下左右４辺に関してショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に、それぞれ最短距離のショットを求め、求めた最短距離のショットを隣接ショットとする
ことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項４】
荷電粒子ビーム描画領域のショットを小領域単位にメッシュ分割した記憶領域を持つショットメモリに格納し、該小領域単位で個別のショットについて、上下左右４辺に関して該ショットの辺の始点から終点までの範囲に垂直な方向に隣接するショットを探索し、
最短距離のものを各辺についての隣接するショットとする
ことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項５】
個別のショットについて、
隣接するショットとの間の最短距離が零になる場合又は前記隣接するショットが前方散乱の近接効果の影響が及ばないような最短距離の場合には、各ショットの隣接ショットに面する辺の位置を補正しない
ことを特徴とする請求項３又は４記載の荷電粒子ビーム描画装置の描画方法。
【請求項６】
材料面上に塗布されたレジストに可変成形された荷電粒子ビームを順次ショットすることにより前記材料面上にパターンを描画すると共に成形荷電粒子ビームのショット時間を予め計算により求めた近接効果補正値に基づいて変化させる荷電粒子ビーム描画装置において、
個別のショットについて、
隣接するショットとの間の領域に応じて荷電粒子ビームの前方散乱によるレジストに与える吸収エネルギーの大きさの分布を見積もり、
該吸収エネルギーの大きさがレジストの現像及びエッチング等のプロセスに必要なエネルギーレベルを超える範囲を判定し、
該判定結果に基づいて各ショットの隣接ショットに面する辺を平行移動させた補正ショットデータを作成する演算手段と、
該補正ショットデータに基づいて後方散乱の影響による近接効果の補正値を算出し、前記補正ショットデータと該補正値に基づいてショットを行なうショット手段と
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項７】
前記演算手段は、隣接するショットとの間に応じた辺の補正量の関係を表すテーブルを有し、該テーブルから隣接するショットとの間の距離に応じた辺の補正量を読み出して補正ショットデータを作成する
ことを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項８】
前記ショット手段は、前記算出された近接効果補正値に基づいて荷電粒子ビームのショット時間を制御するブランキング手段と、
前記補正ショットデータに基づいて成形荷電粒子ビームのサイズを決める成形偏向手段と、
前記補正ショットデータに基づいて前記成形荷電粒子ビームの材料面上の照射位置を決める位置偏向手段と
からなることを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−６００５４（Ｐ２０１２−６００５４Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４１９３（Ｐ２０１０−２０４１９３）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
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