荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
【課題】多重描画する場合の描画時間の低減を図る荷電粒子ビーム描画装置を提供する。
【解決手段】描画装置１００は、パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する分割部５０と、チップ領域が仮想分割された複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する多重度算出／設定部６４と、小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する描画部１５０と、を備える。
【解決手段】描画装置１００は、パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する分割部５０と、チップ領域が仮想分割された複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する多重度算出／設定部６４と、小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する描画部１５０と、を備える。
【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及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、電子ビームを用いて多重描画する際の描画方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（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、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図７は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式（ＶＳＢ方式）という。
【０００４】
かかる電子ビーム描画では、描画パターンを複数回重ねて描画を行う多重描画方式が一般に採用されている。多重描画方式では、チップ領域が仮想分割されたストライプ領域の領域間の境界などでのパターンのつなぎ精度の向上や、描画時のヒーティング（帯電）効果の軽減に効果がある。そのため、従来、描画対象となるチップ毎に描画の重ね回数（多重度）を設定して、設定された多重度で描画が行われる。
【０００５】
また、電子ビーム描画では、近接効果等による寸法変動を照射量の増減で補正することが行われている。よって、描画される位置によって照射量が異なる場合が多い。そのため、最大の照射量でも上述したヒーティング（帯電）効果を軽減ができ、つなぎ精度が満足するように、チップ毎に多重度が予め決められて描画装置に入力されている。
【０００６】
試料の１つとなるマスク上には、複数のチップのパターンを描画することが一般的に行なわれており、また、チップによって描画条件が異なっている場合も多い。例えば、あるチップは１回描画（多重度＝１）で描画される。また、他のあるチップは多重描画（例えば多重度＝２）で描画される（例えば、特許文献１参照）。従来、電子ビーム描画装置では、複数のチップのパターンをマスク上に描画する際、ある範囲内にレイアウトされる描画条件が同一のチップ同士をまとめて描画グループを構成し、描画グループ毎に描画していた。これにより、１つの描画グループ内を描画している間は同じ描画条件（多重度）で描画されることになる。
【０００７】
多重度が大きくなるとその分描画時間が長くかかることになる。昨今のパターンの微細化に伴い、描画時間の短縮化が望まれている。そのため、かかる多重描画を行なう際の描画時間も短縮化することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２７４０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、描画時間の短縮化が望まれている中、多重描画を行なう際でもかかる問題点を解決することが望ましい。しかし、従来、かかる問題を十分に解決するための手法が確立されていなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、多重描画する場合の描画時間の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する分割部と、
チップ領域が仮想分割された複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する設定部と、
小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成により、１つのチップ内で多重度の異なる領域を設定できる。よって、従来のように一律に同じ多重度にしないので、多重度の低い領域では、描画回数が減る分の描画時間を短縮できる。
【００１３】
また、照射量が定義される照射量マップを演算する照射量マップ演算部をさらに備え、
設定部は、照射量マップに定義された各照射量を用いて、当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定するように構成すると好適である。
【００１４】
また、照射量マップに定義された各照射量が閾値よりも大きいかどうかを判定する判定部をさらに備え、
設定部は、描画１回当たりの照射量が前記閾値より大きくならないように多重度を設定するように構成すると好適である。
【００１５】
また、多重度がそれぞれ設定される複数の小領域として、荷電粒子ビームが照射される複数のショット領域と、少なくとも１つのショット領域で構成される複数のサブフィールド領域と、１つが複数のサブフィールド領域で構成される複数のストライプ領域と、のうちの１つが用いられると好適である。
【００１６】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する工程と、
チップ領域が仮想分割された複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する工程と、
小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、チップを多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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２】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３】実施の形態１におけるストライプレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。
【図４】実施の形態１におけるＳＦレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。
【図５】実施の形態１におけるショットレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。
【図６】実施の形態１における判定領域メッシュの一例を示す図である。
【図７】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。
【００２０】
上述したように、従来、描画されるチップでは、一律に同じ多重度が設定されてきた。しかし、ヒーティング効果削減のためには、照射量の大きい領域のみ描画多重度を上げればよい。そこで、以下、実施の形態では、描画されるチップ内において、異なる多重度の領域を設定する。これにより、多重度の低い領域では、描画回数が減る分の描画時間を短縮できる。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型の描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８及び副偏向器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となるマスク等の試料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が含まれる。また、試料１０１には、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。
【００２２】
制御部１６０は、制御計算機ユニット１１０、メモリ１１１、制御回路１２０、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。制御計算機ユニット１１０、メモリ１１１、制御回路１２０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置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。
【００２３】
制御計算機ユニット１１０内には、分割部５０、パターン密度算出部５２、照射量密度算出部５４、照射量算出部５６、多重度設定部６０、及び描画データ処理部６６が配置されている。多重度設定部６０には、判定部５８、多重度算出部６２、及び多重度算出／設定部６４が配置されている。分割部５０、パターン密度算出部５２、照射量密度算出部５４、照射量算出部５６、多重度設定部６０、及び描画データ処理部６６は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。同様に、判定部５８、多重度算出部６２、及び多重度算出／設定部６４は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。分割部５０、パターン密度算出部５２、照射量密度算出部５４、照射量算出部５６、多重度設定部６０、及び描画データ処理部６６、並びに判定部５８、多重度算出部６２、及び多重度算出／設定部６４に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１１にその都度格納される。特に、描画データ処理部６６は、データ処理量が膨大となり得るため、図示しない複数のＣＰＵと複数のメモリ等で構成されると好適である。
【００２４】
記憶装置１４０には、レイアウトデータ（描画データ）となるチップデータが装置外部から入力され、格納される。チップは複数の図形パターンにより構成される。
【００２５】
記憶装置１４２には、実施の形態１における多重度設定に必要な情報が装置外部から入力され、格納される。例えば、ストライプ間、サブフィールド（ＳＦ）間、或いは、ショット間の必要なつなぎ精度を維持するために必要な多重度Ｎを示す多重度情報が格納される。さらに、必要な多重度の判定に必要な照射量しきい値Ａが格納される。さらに、必要な多重度の判定を行う判定領域を示す判定領域情報が格納される。さらに、多重度を可変に設定する際の単位領域となる多重度可変領域を示す多重度可変領域情報が格納される。さらに、描画１回あたりの照射量が照射量しきい値Ａより大きくならない範囲で、多重度情報に定義された多重度よりも低い多重度に減らすことを許可するか不許可にするかを示す可否フラグが格納される。
【００２６】
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。例えば、位置偏向用には、主偏向器２０８と副偏向器２０９の主副２段の偏向器を用いているが、１段の偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。
【００２７】
図２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２において、実施の形態１における描画方法は、メッシュ分割工程（Ｓ１０２）と、パターン密度算出工程（Ｓ１０４）と、照射量密度算出工程（Ｓ１０６）と、照射量算出工程（照射量マップ作成工程）（Ｓ１０６）と、多重度設定工程（Ｓ１０８）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１１６）と、描画工程（Ｓ１１８）といった一連の工程を実施する。多重度設定工程（Ｓ１０８）は、その内部工程として、判定工程（Ｓ１１０）と、判定領域多重度算出工程（Ｓ１１２）と、可変領域多重度算出／設定工程（Ｓ１１４）といった一連の工程を実施する。
【００２８】
図３は、実施の形態１におけるストライプレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。図３では、多重度可変領域として、例えば、ストライプ領域２０を設定した場合を示している。描画装置１００では、試料１０１の描画領域が短冊状の複数のストライプ領域２０に仮想分割される。図３では、例えば、チップ領域１０で示す１つのチップが試料１０１上に描画される場合を示している。もちろん、複数のチップが試料１０１上に描画される場合であっても構わない。かかるストライプ領域２０の幅は、主偏向器２０８で偏向可能な幅で分割される。試料１０１に描画する場合には、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に連続移動させる。このように連続移動させながら、１つのストライプ領域２０上を電子ビーム２００が照射する。ＸＹステージ１０５のＸ方向の移動は、連続移動とし、同時に主偏向器２０８で電子ビーム２００のショット位置もステージ移動に追従させる。また、連続移動させることで描画時間を短縮させることができる。そして、１つのストライプ領域２０を描画し終わったら、ＸＹステージ１０５をｙ方向にステップ送りしてｘ方向（今度は逆向き）に次のストライプ領域２０の描画動作を行なう。各ストライプ領域２０の描画動作を蛇行させるように進めることでＸＹステージ１０５の移動時間を短縮することができる。
【００２９】
ここで、図３の例では、例えば、下から第２番目のストライプ領域２０だけ、多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要で、他のストライプ領域２０では多重度Ｎ＝１（１回描画）で良い場合を示している。かかる場合、実施の形態１では、１層目のストライプレイヤＬ１として、すべてのストライプ領域２０を描画する。そして、２層目のストライプレイヤＬ２では、下から第２番目のストライプ領域２２だけ描画する。このように、描画条件が同じチップ内或いは描画条件が同じ描画グループ内であっても、一部のストライプ領域だけ局所的に必要に応じて多重度を増減させることで、低い多重度に設定される領域の描画回数を減らすことができる。従来、１つでも多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要な領域があればすべてのストライプ領域２０について多重度Ｎ＝２（２回描画）で描画していたが、実施の形態１のように不要な領域について多重度を減らし、逆に必要な領域について多重度を増やすことで、ストライプ間でのつなぎ精度を保ち、かつヒーティング効果削減を達成できつつ描画時間を短縮できる。描画順序は、１層目のすべてのストライプ領域２０を描画した後で、２層目のストライプ領域２２を描画しても良いし、下から順にストライプ領域２０を描画していき、下から第２番目のストライプ領域２０について１層目分の描画の後、続けて２層目分の描画を行なっても良い。
【００３０】
図４は、実施の形態１におけるＳＦレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。図４では、多重度可変領域として、例えば、ＳＦ領域３０を設定した場合を示している。各ストライプ領域２０は、例えば正方形のメッシュ状の複数の小領域（ＳＦ：サブフィールド）に仮想分割される。かかるＳＦ領域３０のサイズは、副偏向器２０９で偏向可能なサイズとなる。分割される偏向領域としては、ＳＦが最小の偏向領域となる。
【００３１】
ここで、図４の例では、例えば、１列目の下から第３，４番目のＳＦ領域３０だけ、多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要で、他のＳＦ領域３０では多重度Ｎ＝１（１回描画）で良い場合を示している。かかる場合、実施の形態１では、１層目のＳＦレイヤＬ１として、すべてのＳＦ領域３０を描画する。そして、２層目のＳＦレイヤＬ２では、１列目の下から第３，４番目のＳＦ領域３２だけ描画する。このように、描画条件が同じチップ内或いは描画条件が同じ描画グループ内であっても、一部のＳＦ領域だけ局所的に必要に応じて多重度を増減させることで、低い多重度に設定される領域の描画回数を減らすことができる。従来、１つでも多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要な領域があればすべてのＳＦ領域３０について多重度Ｎ＝２（２回描画）で描画していたが、実施の形態１のように不要な領域について多重度を減らし、逆に必要な領域について多重度を増やすことで、ＳＦ間のつなぎ精度を保ち、かつヒーティング効果削減を達成できつつ描画時間を短縮できる。描画順序は、左側の列から右の列に向かって順に描画され、各列では例えば下から上に向かって順に描画される。図４の例では、１列目の下側のＳＦから上側に向かって（ｙ方向に向かって）順に描画され、１列目の１層目の描画（図４では１〜６の順）が終了した後に、１列目の２層目の描画（図４では７，８の順）がおこなわれる。そして、１列目が終了後、２列目のＳＦを同様に順に描画していく。
【００３２】
図５は、実施の形態１におけるショットレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。図５では、多重度可変領域として、例えば、図形パターン４０等で示すショット領域を設定した場合を示している。各ＳＦ領域３０内では、副偏向器２０９で各図形位置に所望の形状およびサイズに可変成形された電子ビーム２００がショットされる。図５の例では、正方形の図形パターン４０と長方形の図形パターン４１をショットする場合を示しいている。
【００３３】
ここで、図５の例では、例えば、図形パターン４０だけ、多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要で、他の図形パターン４１では多重度Ｎ＝１（１回描画）で良い場合を示している。かかる場合、実施の形態１では、１層目のショットレイヤＬ１として、すべての図形パターン４０，４１を描画する。そして、２層目のショットレイヤＬ２では、図形パターン４０の位置に図形パターン４２だけ描画する。このように、描画条件が同じチップ内或いは描画条件が同じ描画グループ内であっても、一部のショットだけ局所的に必要に応じて多重度を増減させることで、低い多重度に設定されるショット領域の描画回数を減らすことができる。従来、１つでも多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要な領域があればすべてのショットについて多重度Ｎ＝２（２回描画）で描画していたが、実施の形態１のように不要な領域について多重度を減らし、逆に必要な領域について多重度を増やすことで、例えばショット間のつなぎ精度を保ち、かつヒーティング効果削減を達成できつつ描画時間を短縮できる。描画順序は、特に指定はないが、例えば、図形パターン４０を描画後に、続けて図形パターン４１を描画し、その後、図形パターン４２を描画する。
【００３４】
以下、チップ内でかかる領域によって異なる多重度を設定する方法を工程に沿って説明する。
【００３５】
メッシュ分割工程（Ｓ１０２）として、分割部５０は、記憶装置１４２から判定領域情報を読み出し、かかる判定領域情報に定義されたサイズで、パターン形成されるチップ領域を複数のメッシュ領域（小領域：判定領域）に仮想分割する。また、分割部５０は、記憶装置１４２から多重度可変領域情報を読み出し、かかる多重度可変領域に定義されたサイズで、パターン形成されるチップ領域を複数のメッシュ領域（小領域：多重度可変領域）に仮想分割する。多重度可変領域は、上述した電子ビーム２００が照射される図形パターン４０等で示す複数のショット領域と、少なくとも１つのショット領域で構成される複数のＳＦ領域と、１つが複数のＳＦ領域３０で構成される複数のストライプ領域２０と、のうちの少なくとも１つが用いられる。すなわち、多重度可変領域は、ＳＦ領域３０とストライプ領域２０との組み合わせであってもよい。後述するように、多重度可変領域毎に多重度が改めて設定されることになる。
【００３６】
図６は、実施の形態１における判定領域メッシュの一例を示す図である。メッシュ状に分割された判定領域１２のサイズは、例えば、ＳＦと同じサイズであってもよいし、ＳＦよりも大きい或いは小さいサイズであってもよい。例えば、１０μｍのサイズのメッシュ領域に分割する。
【００３７】
パターン密度算出工程（Ｓ１０４）として、パターン密度算出部５２は、記憶装置１４０からチップデータを読み出し、所定のサイズの近接効果メッシュ毎に、メッシュ領域内のパターンの近接効果密度を算出する。ここで、近接効果密度Ｕ（ｘ）は、近接効果メッシュ内のパターン面積密度ρ（ｘ）に分布関数ｇ（ｘ）を近接効果の影響範囲以上の範囲で畳み込み積分した値で定義される。近接効果メッシュは、近接効果の影響範囲の例えば１／１０程度のサイズが好適であり、例えば、１μｍ程度のサイズが好適である。ｘは位置を示すベクトルとする。
【００３８】
照射量密度算出工程（Ｓ１０６）として、照射量密度算出部５４は、単位面積あたりの照射量（照射量密度）を算出する。ここでは、近接効果、かぶり、或いはローディング効果といった要素に起因した寸法変動分を照射量で補正する。よって、かかる寸法変動分が補正された照射量を算出する。例えば、近接効果を補正した照射量密度Ｄ（ｘ，Ｕ）は、基準照射量Ｄｂａｓｅと、近接効果補正係数η（ｘ）に依存した近接効果補正照射量Ｄｐ（η（ｘ），Ｕ（ｘ））を用いて、以下の式（１）で求めることができる。
（１） Ｄ（ｘ，Ｕ）＝Ｄｂａｓｅ・Ｄｐ（η（ｘ），Ｕ（ｘ））
【００３９】
照射量算出工程（照射量マップ作成工程）（Ｓ１０６）として、照射量算出部５６は、各判定領域１２内の照射量を算出する。ここでは、各判定領域１２内に配置される図形パターン面積に照射量密度Ｄ（ｘ，Ｕ）を乗じることで算出できる。そして、照射量算出部５６は、判定領域１２を単位領域として、判定領域１２毎に、照射量が定義される照射量マップを演算し、作成する。照射量算出部５６は、照射量マップ演算部の一例となる。
【００４０】
多重度設定工程（Ｓ１０８）として、多重度設定部６０は、チップ領域１０が仮想分割された複数の多重度可変領域（小領域）の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、多重度可変領域毎に当該多重度可変領域内のパターンを描画するための多重度を設定する。また、多重度設定部６０は、照射量マップに定義された各照射量を用いて、当該多重度可変領域内のパターンを描画するための多重度を設定する。特に、描画１回当たりの照射量が照射量しきい値Ａ（閾値）より大きくならないように各多重度可変領域の多重度を設定する。具体的には、以下のように動作する。
【００４１】
判定工程（Ｓ１０８）として、判定部５８は、記憶装置１４２から照射量しきい値Ａを読み出し、判定領域１２毎に、照射量マップに定義された当該判定領域１２の照射量Ｄが照射量しきい値Ａ（閾値）よりも大きいかどうかを判定する。
【００４２】
判定領域多重度算出工程（Ｓ１１２）として、多重度算出部６２は、判定領域１２毎に、描画１回あたりの照射量が照射量しきい値Ａより大きくならない範囲での多重度Ｎ’（但し、Ｎ’＞１）を算出する。判定工程（Ｓ１０８）でＤ＞Ａの場合、多重度算出部６２は、まず、描画１回あたりの照射量が照射量しきい値Ａより大きくならない範囲での最小多重度となる多重度Ｎ’を算出する。判定工程（Ｓ１０８）でＤ＞Ａではない場合、多重度算出部６２は、多重度Ｎ’＝１と算出する。
【００４３】
可変領域多重度算出／設定工程（Ｓ１１４）として、多重度算出／設定部６４は、記憶装置１４２から多重度可変領域情報を読み出し、多重度可変領域情報に示された多重度可変領域毎に、多重度可変領域内に位置する、或いは多重度可変領域と重なる判定領域で算出された多重度Ｎ’の最大値Ｎ”を算出する。そして、多重度算出／設定部６４は、記憶装置１４２から多重度情報を読み出し、多重度最大値Ｎ”と多重度情報が示す多重度Ｎを比較する。多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さい場合、多重度算出／設定部６４は、記憶装置１４２から可否フラグを読み出し、可否フラグに基づいて多重度を低くしてよい場合には当該多重度可変領域の多重度をＮ”と設定する。可否フラグにより、若しくはフラグが定義されておらず多重度を低くすることが許可されていない場合には当該多重度可変領域の多重度をＮと設定する。また、多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さくない場合、多重度算出／設定部６４は、当該多重度可変領域の多重度をＮ”と設定する。
【００４４】
以上のように構成することで、多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さい場合で可否フラグに基づいて多重度を低くしてよい場合には、当該多重度可変領域の多重度を入力された多重度Ｎよりも低くできる。その結果、低くした多重度可変領域の描画回数が減るので描画時間を短縮できる。逆に、判定工程（Ｓ１０８）でＤ＞Ａの場合で多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さくない場合、局所的に多重度を増やすことができ、ヒーティング効果による寸法変動を抑制できる。
【００４５】
ショットデータ生成工程（Ｓ１１６）として、描画データ処理部６６は、チップデータを記憶装置１４０から読み出し、複数段の変換処理を行なって、ストライプ領域毎にショットデータを作成し、記憶装置１４４に格納する。そして、ショットデータは、多重度可変領域毎に可変に設定された多重度に沿って生成される。すなわち、多重度可変領域がストライプ領域であれば、ストライプレイヤが多層になる。多重度可変領域がＳＦ領域であれば、ＳＦレイヤが多層になる。多重度可変領域がショット領域であれば、ショットレイヤが多層になる。
【００４６】
そして、描画工程（Ｓ１１８）として、制御回路１２０は、設定された多重度で構成されたショットデータを記憶装置１４４から読み出し、描画部１５０を制御して、電子ビーム２００を用いて、設定された多重度で各多重度可変領域内のパターンを描画する。描画部１５０は、具体的には以下のように動作する。
【００４７】
電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図１では、位置偏向に、主副２段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器２０８でストライプ領域を仮想分割した小領域となるサブフィールド（ＳＦ）の基準位置にステージ移動に追従しながら電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９でＳＦ内の各照射位置にかかるビームを偏向すればよい。
【００４８】
以上のように、本実施の形態によれば、チップを多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。
【００４９】
ここで、上述した例では、描画処理を開始後に多重度の計算を行なったがこれに限るものではない。実際の描画データ処理では、照射量密度算出の際、例えば、近接効果補正用に細かいメッシュ領域単位で計算をおこなう。すなわち、近接効果計算に近接効果の影響範囲の例えば１／１０程度のサイズのメッシュを用いるため近接効果が補正された照射量密度算出に時間がかかる。そこで、描画処理を開始する前に予めもっと粗いメッシュサイズで照射量密度を算出し、かかる照射量密度を用いた照射量マップから多重度を設定してもよい。そして、予め、設定された多重度のストライプレイヤ数やＳＦレイヤ数を調整しておいてもよい。或いは、両者を組み合わせてもよい。組み合わせることで、描画処理を開始する前に予め低精度の多重度を求めておき、描画処理の開始後に変更が必要な領域のみ多重度の再設定を行うことができる。その結果、多重度設定を高精度に行うことができる。
【００５０】
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、照射量密度に照射面積を乗じた照射量と照射量しきい値Ａとの比較により多重度を算出していたが、これに限るものではない。例えば、照射量密度と照射量密度しきい値との比較により多重度を算出してもよい。或いは、パターン面積密度とパターン面積密度しきい値との比較により多重度を算出してもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５３】
１０ チップ領域
１２ 判定領域
２０，２２ ストライプ領域
３０，３２ ＳＦ領域
４０，４１，４２ 図形パターン
５０ 分割部
５２ パターン密度算出部
５４ 照射量密度算出部
５６ 照射量算出部
５８ 判定部
６０ 多重度設定部
６２ 多重度算出部
６４ 多重度算出／設定部
６６ 描画データ処理部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機ユニット
１１１ メモリ
１２０ 制御回路
１４０，１４２，１４４ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、電子ビームを用いて多重描画する際の描画方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（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、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図７は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式（ＶＳＢ方式）という。
【０００４】
かかる電子ビーム描画では、描画パターンを複数回重ねて描画を行う多重描画方式が一般に採用されている。多重描画方式では、チップ領域が仮想分割されたストライプ領域の領域間の境界などでのパターンのつなぎ精度の向上や、描画時のヒーティング（帯電）効果の軽減に効果がある。そのため、従来、描画対象となるチップ毎に描画の重ね回数（多重度）を設定して、設定された多重度で描画が行われる。
【０００５】
また、電子ビーム描画では、近接効果等による寸法変動を照射量の増減で補正することが行われている。よって、描画される位置によって照射量が異なる場合が多い。そのため、最大の照射量でも上述したヒーティング（帯電）効果を軽減ができ、つなぎ精度が満足するように、チップ毎に多重度が予め決められて描画装置に入力されている。
【０００６】
試料の１つとなるマスク上には、複数のチップのパターンを描画することが一般的に行なわれており、また、チップによって描画条件が異なっている場合も多い。例えば、あるチップは１回描画（多重度＝１）で描画される。また、他のあるチップは多重描画（例えば多重度＝２）で描画される（例えば、特許文献１参照）。従来、電子ビーム描画装置では、複数のチップのパターンをマスク上に描画する際、ある範囲内にレイアウトされる描画条件が同一のチップ同士をまとめて描画グループを構成し、描画グループ毎に描画していた。これにより、１つの描画グループ内を描画している間は同じ描画条件（多重度）で描画されることになる。
【０００７】
多重度が大きくなるとその分描画時間が長くかかることになる。昨今のパターンの微細化に伴い、描画時間の短縮化が望まれている。そのため、かかる多重描画を行なう際の描画時間も短縮化することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２７４０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、描画時間の短縮化が望まれている中、多重描画を行なう際でもかかる問題点を解決することが望ましい。しかし、従来、かかる問題を十分に解決するための手法が確立されていなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、多重描画する場合の描画時間の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する分割部と、
チップ領域が仮想分割された複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する設定部と、
小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成により、１つのチップ内で多重度の異なる領域を設定できる。よって、従来のように一律に同じ多重度にしないので、多重度の低い領域では、描画回数が減る分の描画時間を短縮できる。
【００１３】
また、照射量が定義される照射量マップを演算する照射量マップ演算部をさらに備え、
設定部は、照射量マップに定義された各照射量を用いて、当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定するように構成すると好適である。
【００１４】
また、照射量マップに定義された各照射量が閾値よりも大きいかどうかを判定する判定部をさらに備え、
設定部は、描画１回当たりの照射量が前記閾値より大きくならないように多重度を設定するように構成すると好適である。
【００１５】
また、多重度がそれぞれ設定される複数の小領域として、荷電粒子ビームが照射される複数のショット領域と、少なくとも１つのショット領域で構成される複数のサブフィールド領域と、１つが複数のサブフィールド領域で構成される複数のストライプ領域と、のうちの１つが用いられると好適である。
【００１６】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する工程と、
チップ領域が仮想分割された複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する工程と、
小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、チップを多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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２】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３】実施の形態１におけるストライプレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。
【図４】実施の形態１におけるＳＦレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。
【図５】実施の形態１におけるショットレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。
【図６】実施の形態１における判定領域メッシュの一例を示す図である。
【図７】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。
【００２０】
上述したように、従来、描画されるチップでは、一律に同じ多重度が設定されてきた。しかし、ヒーティング効果削減のためには、照射量の大きい領域のみ描画多重度を上げればよい。そこで、以下、実施の形態では、描画されるチップ内において、異なる多重度の領域を設定する。これにより、多重度の低い領域では、描画回数が減る分の描画時間を短縮できる。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型の描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８及び副偏向器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となるマスク等の試料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が含まれる。また、試料１０１には、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。
【００２２】
制御部１６０は、制御計算機ユニット１１０、メモリ１１１、制御回路１２０、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。制御計算機ユニット１１０、メモリ１１１、制御回路１２０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置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。
【００２３】
制御計算機ユニット１１０内には、分割部５０、パターン密度算出部５２、照射量密度算出部５４、照射量算出部５６、多重度設定部６０、及び描画データ処理部６６が配置されている。多重度設定部６０には、判定部５８、多重度算出部６２、及び多重度算出／設定部６４が配置されている。分割部５０、パターン密度算出部５２、照射量密度算出部５４、照射量算出部５６、多重度設定部６０、及び描画データ処理部６６は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。同様に、判定部５８、多重度算出部６２、及び多重度算出／設定部６４は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。分割部５０、パターン密度算出部５２、照射量密度算出部５４、照射量算出部５６、多重度設定部６０、及び描画データ処理部６６、並びに判定部５８、多重度算出部６２、及び多重度算出／設定部６４に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１１にその都度格納される。特に、描画データ処理部６６は、データ処理量が膨大となり得るため、図示しない複数のＣＰＵと複数のメモリ等で構成されると好適である。
【００２４】
記憶装置１４０には、レイアウトデータ（描画データ）となるチップデータが装置外部から入力され、格納される。チップは複数の図形パターンにより構成される。
【００２５】
記憶装置１４２には、実施の形態１における多重度設定に必要な情報が装置外部から入力され、格納される。例えば、ストライプ間、サブフィールド（ＳＦ）間、或いは、ショット間の必要なつなぎ精度を維持するために必要な多重度Ｎを示す多重度情報が格納される。さらに、必要な多重度の判定に必要な照射量しきい値Ａが格納される。さらに、必要な多重度の判定を行う判定領域を示す判定領域情報が格納される。さらに、多重度を可変に設定する際の単位領域となる多重度可変領域を示す多重度可変領域情報が格納される。さらに、描画１回あたりの照射量が照射量しきい値Ａより大きくならない範囲で、多重度情報に定義された多重度よりも低い多重度に減らすことを許可するか不許可にするかを示す可否フラグが格納される。
【００２６】
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。例えば、位置偏向用には、主偏向器２０８と副偏向器２０９の主副２段の偏向器を用いているが、１段の偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。
【００２７】
図２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２において、実施の形態１における描画方法は、メッシュ分割工程（Ｓ１０２）と、パターン密度算出工程（Ｓ１０４）と、照射量密度算出工程（Ｓ１０６）と、照射量算出工程（照射量マップ作成工程）（Ｓ１０６）と、多重度設定工程（Ｓ１０８）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１１６）と、描画工程（Ｓ１１８）といった一連の工程を実施する。多重度設定工程（Ｓ１０８）は、その内部工程として、判定工程（Ｓ１１０）と、判定領域多重度算出工程（Ｓ１１２）と、可変領域多重度算出／設定工程（Ｓ１１４）といった一連の工程を実施する。
【００２８】
図３は、実施の形態１におけるストライプレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。図３では、多重度可変領域として、例えば、ストライプ領域２０を設定した場合を示している。描画装置１００では、試料１０１の描画領域が短冊状の複数のストライプ領域２０に仮想分割される。図３では、例えば、チップ領域１０で示す１つのチップが試料１０１上に描画される場合を示している。もちろん、複数のチップが試料１０１上に描画される場合であっても構わない。かかるストライプ領域２０の幅は、主偏向器２０８で偏向可能な幅で分割される。試料１０１に描画する場合には、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に連続移動させる。このように連続移動させながら、１つのストライプ領域２０上を電子ビーム２００が照射する。ＸＹステージ１０５のＸ方向の移動は、連続移動とし、同時に主偏向器２０８で電子ビーム２００のショット位置もステージ移動に追従させる。また、連続移動させることで描画時間を短縮させることができる。そして、１つのストライプ領域２０を描画し終わったら、ＸＹステージ１０５をｙ方向にステップ送りしてｘ方向（今度は逆向き）に次のストライプ領域２０の描画動作を行なう。各ストライプ領域２０の描画動作を蛇行させるように進めることでＸＹステージ１０５の移動時間を短縮することができる。
【００２９】
ここで、図３の例では、例えば、下から第２番目のストライプ領域２０だけ、多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要で、他のストライプ領域２０では多重度Ｎ＝１（１回描画）で良い場合を示している。かかる場合、実施の形態１では、１層目のストライプレイヤＬ１として、すべてのストライプ領域２０を描画する。そして、２層目のストライプレイヤＬ２では、下から第２番目のストライプ領域２２だけ描画する。このように、描画条件が同じチップ内或いは描画条件が同じ描画グループ内であっても、一部のストライプ領域だけ局所的に必要に応じて多重度を増減させることで、低い多重度に設定される領域の描画回数を減らすことができる。従来、１つでも多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要な領域があればすべてのストライプ領域２０について多重度Ｎ＝２（２回描画）で描画していたが、実施の形態１のように不要な領域について多重度を減らし、逆に必要な領域について多重度を増やすことで、ストライプ間でのつなぎ精度を保ち、かつヒーティング効果削減を達成できつつ描画時間を短縮できる。描画順序は、１層目のすべてのストライプ領域２０を描画した後で、２層目のストライプ領域２２を描画しても良いし、下から順にストライプ領域２０を描画していき、下から第２番目のストライプ領域２０について１層目分の描画の後、続けて２層目分の描画を行なっても良い。
【００３０】
図４は、実施の形態１におけるＳＦレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。図４では、多重度可変領域として、例えば、ＳＦ領域３０を設定した場合を示している。各ストライプ領域２０は、例えば正方形のメッシュ状の複数の小領域（ＳＦ：サブフィールド）に仮想分割される。かかるＳＦ領域３０のサイズは、副偏向器２０９で偏向可能なサイズとなる。分割される偏向領域としては、ＳＦが最小の偏向領域となる。
【００３１】
ここで、図４の例では、例えば、１列目の下から第３，４番目のＳＦ領域３０だけ、多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要で、他のＳＦ領域３０では多重度Ｎ＝１（１回描画）で良い場合を示している。かかる場合、実施の形態１では、１層目のＳＦレイヤＬ１として、すべてのＳＦ領域３０を描画する。そして、２層目のＳＦレイヤＬ２では、１列目の下から第３，４番目のＳＦ領域３２だけ描画する。このように、描画条件が同じチップ内或いは描画条件が同じ描画グループ内であっても、一部のＳＦ領域だけ局所的に必要に応じて多重度を増減させることで、低い多重度に設定される領域の描画回数を減らすことができる。従来、１つでも多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要な領域があればすべてのＳＦ領域３０について多重度Ｎ＝２（２回描画）で描画していたが、実施の形態１のように不要な領域について多重度を減らし、逆に必要な領域について多重度を増やすことで、ＳＦ間のつなぎ精度を保ち、かつヒーティング効果削減を達成できつつ描画時間を短縮できる。描画順序は、左側の列から右の列に向かって順に描画され、各列では例えば下から上に向かって順に描画される。図４の例では、１列目の下側のＳＦから上側に向かって（ｙ方向に向かって）順に描画され、１列目の１層目の描画（図４では１〜６の順）が終了した後に、１列目の２層目の描画（図４では７，８の順）がおこなわれる。そして、１列目が終了後、２列目のＳＦを同様に順に描画していく。
【００３２】
図５は、実施の形態１におけるショットレイヤと描画手順とを説明するための概念図である。図５では、多重度可変領域として、例えば、図形パターン４０等で示すショット領域を設定した場合を示している。各ＳＦ領域３０内では、副偏向器２０９で各図形位置に所望の形状およびサイズに可変成形された電子ビーム２００がショットされる。図５の例では、正方形の図形パターン４０と長方形の図形パターン４１をショットする場合を示しいている。
【００３３】
ここで、図５の例では、例えば、図形パターン４０だけ、多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要で、他の図形パターン４１では多重度Ｎ＝１（１回描画）で良い場合を示している。かかる場合、実施の形態１では、１層目のショットレイヤＬ１として、すべての図形パターン４０，４１を描画する。そして、２層目のショットレイヤＬ２では、図形パターン４０の位置に図形パターン４２だけ描画する。このように、描画条件が同じチップ内或いは描画条件が同じ描画グループ内であっても、一部のショットだけ局所的に必要に応じて多重度を増減させることで、低い多重度に設定されるショット領域の描画回数を減らすことができる。従来、１つでも多重度Ｎ＝２（２回描画）が必要な領域があればすべてのショットについて多重度Ｎ＝２（２回描画）で描画していたが、実施の形態１のように不要な領域について多重度を減らし、逆に必要な領域について多重度を増やすことで、例えばショット間のつなぎ精度を保ち、かつヒーティング効果削減を達成できつつ描画時間を短縮できる。描画順序は、特に指定はないが、例えば、図形パターン４０を描画後に、続けて図形パターン４１を描画し、その後、図形パターン４２を描画する。
【００３４】
以下、チップ内でかかる領域によって異なる多重度を設定する方法を工程に沿って説明する。
【００３５】
メッシュ分割工程（Ｓ１０２）として、分割部５０は、記憶装置１４２から判定領域情報を読み出し、かかる判定領域情報に定義されたサイズで、パターン形成されるチップ領域を複数のメッシュ領域（小領域：判定領域）に仮想分割する。また、分割部５０は、記憶装置１４２から多重度可変領域情報を読み出し、かかる多重度可変領域に定義されたサイズで、パターン形成されるチップ領域を複数のメッシュ領域（小領域：多重度可変領域）に仮想分割する。多重度可変領域は、上述した電子ビーム２００が照射される図形パターン４０等で示す複数のショット領域と、少なくとも１つのショット領域で構成される複数のＳＦ領域と、１つが複数のＳＦ領域３０で構成される複数のストライプ領域２０と、のうちの少なくとも１つが用いられる。すなわち、多重度可変領域は、ＳＦ領域３０とストライプ領域２０との組み合わせであってもよい。後述するように、多重度可変領域毎に多重度が改めて設定されることになる。
【００３６】
図６は、実施の形態１における判定領域メッシュの一例を示す図である。メッシュ状に分割された判定領域１２のサイズは、例えば、ＳＦと同じサイズであってもよいし、ＳＦよりも大きい或いは小さいサイズであってもよい。例えば、１０μｍのサイズのメッシュ領域に分割する。
【００３７】
パターン密度算出工程（Ｓ１０４）として、パターン密度算出部５２は、記憶装置１４０からチップデータを読み出し、所定のサイズの近接効果メッシュ毎に、メッシュ領域内のパターンの近接効果密度を算出する。ここで、近接効果密度Ｕ（ｘ）は、近接効果メッシュ内のパターン面積密度ρ（ｘ）に分布関数ｇ（ｘ）を近接効果の影響範囲以上の範囲で畳み込み積分した値で定義される。近接効果メッシュは、近接効果の影響範囲の例えば１／１０程度のサイズが好適であり、例えば、１μｍ程度のサイズが好適である。ｘは位置を示すベクトルとする。
【００３８】
照射量密度算出工程（Ｓ１０６）として、照射量密度算出部５４は、単位面積あたりの照射量（照射量密度）を算出する。ここでは、近接効果、かぶり、或いはローディング効果といった要素に起因した寸法変動分を照射量で補正する。よって、かかる寸法変動分が補正された照射量を算出する。例えば、近接効果を補正した照射量密度Ｄ（ｘ，Ｕ）は、基準照射量Ｄｂａｓｅと、近接効果補正係数η（ｘ）に依存した近接効果補正照射量Ｄｐ（η（ｘ），Ｕ（ｘ））を用いて、以下の式（１）で求めることができる。
（１） Ｄ（ｘ，Ｕ）＝Ｄｂａｓｅ・Ｄｐ（η（ｘ），Ｕ（ｘ））
【００３９】
照射量算出工程（照射量マップ作成工程）（Ｓ１０６）として、照射量算出部５６は、各判定領域１２内の照射量を算出する。ここでは、各判定領域１２内に配置される図形パターン面積に照射量密度Ｄ（ｘ，Ｕ）を乗じることで算出できる。そして、照射量算出部５６は、判定領域１２を単位領域として、判定領域１２毎に、照射量が定義される照射量マップを演算し、作成する。照射量算出部５６は、照射量マップ演算部の一例となる。
【００４０】
多重度設定工程（Ｓ１０８）として、多重度設定部６０は、チップ領域１０が仮想分割された複数の多重度可変領域（小領域）の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、多重度可変領域毎に当該多重度可変領域内のパターンを描画するための多重度を設定する。また、多重度設定部６０は、照射量マップに定義された各照射量を用いて、当該多重度可変領域内のパターンを描画するための多重度を設定する。特に、描画１回当たりの照射量が照射量しきい値Ａ（閾値）より大きくならないように各多重度可変領域の多重度を設定する。具体的には、以下のように動作する。
【００４１】
判定工程（Ｓ１０８）として、判定部５８は、記憶装置１４２から照射量しきい値Ａを読み出し、判定領域１２毎に、照射量マップに定義された当該判定領域１２の照射量Ｄが照射量しきい値Ａ（閾値）よりも大きいかどうかを判定する。
【００４２】
判定領域多重度算出工程（Ｓ１１２）として、多重度算出部６２は、判定領域１２毎に、描画１回あたりの照射量が照射量しきい値Ａより大きくならない範囲での多重度Ｎ’（但し、Ｎ’＞１）を算出する。判定工程（Ｓ１０８）でＤ＞Ａの場合、多重度算出部６２は、まず、描画１回あたりの照射量が照射量しきい値Ａより大きくならない範囲での最小多重度となる多重度Ｎ’を算出する。判定工程（Ｓ１０８）でＤ＞Ａではない場合、多重度算出部６２は、多重度Ｎ’＝１と算出する。
【００４３】
可変領域多重度算出／設定工程（Ｓ１１４）として、多重度算出／設定部６４は、記憶装置１４２から多重度可変領域情報を読み出し、多重度可変領域情報に示された多重度可変領域毎に、多重度可変領域内に位置する、或いは多重度可変領域と重なる判定領域で算出された多重度Ｎ’の最大値Ｎ”を算出する。そして、多重度算出／設定部６４は、記憶装置１４２から多重度情報を読み出し、多重度最大値Ｎ”と多重度情報が示す多重度Ｎを比較する。多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さい場合、多重度算出／設定部６４は、記憶装置１４２から可否フラグを読み出し、可否フラグに基づいて多重度を低くしてよい場合には当該多重度可変領域の多重度をＮ”と設定する。可否フラグにより、若しくはフラグが定義されておらず多重度を低くすることが許可されていない場合には当該多重度可変領域の多重度をＮと設定する。また、多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さくない場合、多重度算出／設定部６４は、当該多重度可変領域の多重度をＮ”と設定する。
【００４４】
以上のように構成することで、多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さい場合で可否フラグに基づいて多重度を低くしてよい場合には、当該多重度可変領域の多重度を入力された多重度Ｎよりも低くできる。その結果、低くした多重度可変領域の描画回数が減るので描画時間を短縮できる。逆に、判定工程（Ｓ１０８）でＤ＞Ａの場合で多重度最大値Ｎ”が多重度Ｎより小さくない場合、局所的に多重度を増やすことができ、ヒーティング効果による寸法変動を抑制できる。
【００４５】
ショットデータ生成工程（Ｓ１１６）として、描画データ処理部６６は、チップデータを記憶装置１４０から読み出し、複数段の変換処理を行なって、ストライプ領域毎にショットデータを作成し、記憶装置１４４に格納する。そして、ショットデータは、多重度可変領域毎に可変に設定された多重度に沿って生成される。すなわち、多重度可変領域がストライプ領域であれば、ストライプレイヤが多層になる。多重度可変領域がＳＦ領域であれば、ＳＦレイヤが多層になる。多重度可変領域がショット領域であれば、ショットレイヤが多層になる。
【００４６】
そして、描画工程（Ｓ１１８）として、制御回路１２０は、設定された多重度で構成されたショットデータを記憶装置１４４から読み出し、描画部１５０を制御して、電子ビーム２００を用いて、設定された多重度で各多重度可変領域内のパターンを描画する。描画部１５０は、具体的には以下のように動作する。
【００４７】
電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図１では、位置偏向に、主副２段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器２０８でストライプ領域を仮想分割した小領域となるサブフィールド（ＳＦ）の基準位置にステージ移動に追従しながら電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９でＳＦ内の各照射位置にかかるビームを偏向すればよい。
【００４８】
以上のように、本実施の形態によれば、チップを多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。
【００４９】
ここで、上述した例では、描画処理を開始後に多重度の計算を行なったがこれに限るものではない。実際の描画データ処理では、照射量密度算出の際、例えば、近接効果補正用に細かいメッシュ領域単位で計算をおこなう。すなわち、近接効果計算に近接効果の影響範囲の例えば１／１０程度のサイズのメッシュを用いるため近接効果が補正された照射量密度算出に時間がかかる。そこで、描画処理を開始する前に予めもっと粗いメッシュサイズで照射量密度を算出し、かかる照射量密度を用いた照射量マップから多重度を設定してもよい。そして、予め、設定された多重度のストライプレイヤ数やＳＦレイヤ数を調整しておいてもよい。或いは、両者を組み合わせてもよい。組み合わせることで、描画処理を開始する前に予め低精度の多重度を求めておき、描画処理の開始後に変更が必要な領域のみ多重度の再設定を行うことができる。その結果、多重度設定を高精度に行うことができる。
【００５０】
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、照射量密度に照射面積を乗じた照射量と照射量しきい値Ａとの比較により多重度を算出していたが、これに限るものではない。例えば、照射量密度と照射量密度しきい値との比較により多重度を算出してもよい。或いは、パターン面積密度とパターン面積密度しきい値との比較により多重度を算出してもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５３】
１０ チップ領域
１２ 判定領域
２０，２２ ストライプ領域
３０，３２ ＳＦ領域
４０，４１，４２ 図形パターン
５０ 分割部
５２ パターン密度算出部
５４ 照射量密度算出部
５６ 照射量算出部
５８ 判定部
６０ 多重度設定部
６２ 多重度算出部
６４ 多重度算出／設定部
６６ 描画データ処理部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機ユニット
１１１ メモリ
１２０ 制御回路
１４０，１４２，１４４ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する分割部と、
前記チップ領域が仮想分割された前記複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、前記小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する設定部と、
前記小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
照射量が定義される照射量マップを演算する照射量マップ演算部をさらに備え、
前記設定部は、前記照射量マップに定義された各照射量を用いて、当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記照射量マップに定義された各照射量が閾値よりも大きいかどうかを判定する判定部をさらに備え、
前記設定部は、描画１回当たりの照射量が前記閾値より大きくならないように前記多重度を設定することを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記多重度がそれぞれ設定される前記複数の小領域として、荷電粒子ビームが照射される複数のショット領域と、少なくとも１つのショット領域で構成される複数のサブフィールド領域と、１つが複数のサブフィールド領域で構成される複数のストライプ領域と、のうちの少なくとも１つが用いられることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する工程と、
前記チップ領域が仮想分割された前記複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、前記小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する工程と、
前記小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項１】
パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する分割部と、
前記チップ領域が仮想分割された前記複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、前記小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する設定部と、
前記小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
照射量が定義される照射量マップを演算する照射量マップ演算部をさらに備え、
前記設定部は、前記照射量マップに定義された各照射量を用いて、当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記照射量マップに定義された各照射量が閾値よりも大きいかどうかを判定する判定部をさらに備え、
前記設定部は、描画１回当たりの照射量が前記閾値より大きくならないように前記多重度を設定することを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記多重度がそれぞれ設定される前記複数の小領域として、荷電粒子ビームが照射される複数のショット領域と、少なくとも１つのショット領域で構成される複数のサブフィールド領域と、１つが複数のサブフィールド領域で構成される複数のストライプ領域と、のうちの少なくとも１つが用いられることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
パターン形成されるチップ領域を複数の小領域に仮想分割する工程と、
前記チップ領域が仮想分割された前記複数の小領域の少なくとも一部に他とは異なる多重度が設定されるように、前記小領域毎に当該小領域内のパターンを描画するための多重度を設定する工程と、
前記小領域毎に、荷電粒子ビームを用いて、設定された多重度で当該小領域内のパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５２４４（Ｐ２０１２−１５２４４Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４８８４１（Ｐ２０１０−１４８８４１）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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