電子線描画システムおよびその制御方法
【課題】近接効果の補正計算エラー等の異常の有無を自己診断するとともに、異常箇所の特定を容易にする電子線描画システムおよびその制御方法を提供する。
【解決手段】基板の表面に電子線を照射して所望の図形パターンを描画する電子線描画手段２と、近接効果の影響を考慮して描画図形パターンに対応する電子線の照射量を補正した補正照射量を描画領域中の小領域毎に算出する補正照射量演算手段４０とを備えた電子線描画システム６０において、上記補正照射量で電子線を照射した場合に基板に蓄積されるエネルギー量を算出し、このエネルギー量を所定の理論値と比較して誤差を算出し、補正照射量演算手段４０の動作の精度を判断する制御手段３７と、表示手段６７と、上記補正照射量を可視的に階層化した情報を上記小領域毎に表示手段６７に表示させるデータ検証支援手段６１と、を備える。
【解決手段】基板の表面に電子線を照射して所望の図形パターンを描画する電子線描画手段２と、近接効果の影響を考慮して描画図形パターンに対応する電子線の照射量を補正した補正照射量を描画領域中の小領域毎に算出する補正照射量演算手段４０とを備えた電子線描画システム６０において、上記補正照射量で電子線を照射した場合に基板に蓄積されるエネルギー量を算出し、このエネルギー量を所定の理論値と比較して誤差を算出し、補正照射量演算手段４０の動作の精度を判断する制御手段３７と、表示手段６７と、上記補正照射量を可視的に階層化した情報を上記小領域毎に表示手段６７に表示させるデータ検証支援手段６１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線描画システムおよびその制御方法に関し、特に、ビーム照射に伴って発生する反射電子の影響による近接効果の補正を高速かつ高精度で行うとともに、計算エラー等の異常の有無を自己診断し、異常箇所の特定を容易にする電子線描画システムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置のより一層の高集積度化に伴い、電子ビームを用いてウェーハやレチクル等の基板に図形パターンを描画する技術が開発されている。
【０００３】
まず、従来の電子線描画システムにおいて、電子線描画装置固有のデータ形式である描画用データを作成する手順の一例を図面を参照しながら説明する。なお、以下の各図において同一の部分には同一の参照番号を付してその説明を適宜省略する。
【０００４】
図５７は、従来の技術において描画用データを作成する場合の手順を示すフローチャートである。
【０００５】
まず、ＣＡＤ（Computer Aided Design）により描画すべき図形パターンのＣ ＡＤデータが作成される（ステップＳ２００）。このＣＡＤデータは、データ変換１により中間フォーマット１のデータに変換される（ステップＳ２１０）。この中間フォーマット１は、汎用性の高い形式となる場合が多い。中間フォーマット１のデータは、さらに変換２によって中間フォーマット２に変換される（ステップＳ２２０）。データ変換２では、図形パターンの白黒反転、リサイズ、倍率調整、重なり除去、デザインルールチェック等の図形パターン調整が行われる。このデータ変換２に要する時間は膨大であり、例えば、ロジックＬＳＩ等の遮光マスク基板に描画する図形パターンの変換には、数時間〜数十時間もの時間を要する。従って、電子線描画システム用のデータを作成するにあたり、このデータ変換２が最も時間を消費する。その後、データ変換２によって出力された中間フォーマット２のデータは、データ変換３により描画用データに変換される（ステップＳ２３０）。この描画用データは、電子線描画装置用の図形パターンのデータ配置情報(以下チップレイアウトデータという)とともに電子線描画装置へ供給される（ステップＳ２４０）。これらのデータによって、電子線描画装置が所望の図形パターンを描画する（ステップＳ２５０）。
【０００６】
電子ビームを用いた図形パターン描画においては、電子ビームの照射を受けた基板から発生する反射電子（後方散乱電子・前方散乱電子）によって、近接した図形の露光量が増加する。例えば、図５８の模式図に示すように、基板３１０上に図形パターンを描画するため、ある点Ｐに電子ビーム３１１を照射すると、点Ｐ上に供給された照射エネルギーにより、基板３１０から反射電子（後方散乱電子・前方散乱電子）が発生する。この反射電子の発生量は、点Ｐを最大値とし、点Ｐからの距離に比例して小さくなるため、そのエネルギー３１２は、あたかも点Ｐを中心とする同心円でなる等高線をなすように分布し、例えば、加速電圧５０ｋＶの電子線描画システムの場合では後方に散乱された電子が入射点Ｐから約１０〜２０μｍ（後方散乱径σb）の範囲に影響する。従って、同じ照射量であ っも、密集図形パターンと孤立図形パターンとでは、実際の露光量が異なってくる。これが近接効果と称される現象であり、この近接効果の影響により所望の図形パターン形状の劣化、寸法の変化等が発生する。従って、図形パターンの微細化に伴い、露光量を補正してこの近接効果の影響を抑制することが重要な課題となっている。
【０００７】
このような課題に対処し、露光量を補正する方法のひとつとして、照射量補正法がある。これは、場所によって照射量を変化させることにより照射量を補正する方法であり、ウェーハ直接描画で主に利用されてきた。この場合、補正照射量の算出は電子線描画システムの外部で汎用計算機を使用し、ハードウェアまたはソフトウェアによって行われる。
【０００８】
一方、レチクル描画では、電圧を下げる等の方法により近接効果の発生を抑制してきた。
【０００９】
近年、レチクル描画でも微細な図形パターンの作成が必要となり、従来のように低い電圧での図形パターン描画は、不可能となりつつある。このため、高電圧での描画が必須となり、レチクル描画でも照射量補正法による近接効果補正が必要となってきた。
【００１０】
この近接効果を補正する手段としては、非特許文献１、特許文献１などが挙げられ る。これらの方法では、電子線が後方に散乱される範囲内にある図形パターンの有無によって電子線の最適な照射量を計算する。図５９は、この近接効果補正方法の概略を示す模式図である。例えば、同図に示す図形パターン３４０ｆ内の点Ｑにおける最適照射量を求めるには、周辺の図形パターン３４０ａ〜３４０ｅのうち後方散乱径σb内の領域からの後方散乱の影響を考慮しなければならない。 つまり、近接効果補正計算を行なうには、照射される図形パターンだけでなく、照射される図形パターンの周辺に存在する図形パターンの情報も必要となる。近接効果補正は、ソフトウェアを用いたデータ処理により、または電子線描画システム内のハードウェアによって行われる。
【００１１】
しかしながら、従来のソフトウェアによる補正照射量を求める方式でレチクル描画用の近接効果補正を行うと、補正処理すべきデータが大量であるため、大量の計算時間が必要である。そこで補正計算は、ウェーハ直接描画の場合と同様に電子線描画システム外部の高速の計算機を利用し、並列処理を利用するなどして処理時間の短縮を図っていた。
【００１２】
ハードウェアによる解決法のひとつとして、電子線描画システム内にリアルタイム近接効果補正回路を備える方法がある。リアルタイム近接効果補正回路の形態として、第１の例は、レチクル上の図形パターンすべてを一括して補正処理し、これに基づいて描画するものがある。しかし、この方法では、レチクル全域の補正がすべて終了するまで描画できないため、電子線描画システム全体のスループットが低下する。第２の例は、描画用データを帯状に分割したストライプを単位に補正と描画とをパイプライン処理で行う方法である。この方法では、描画と補正とを並列で処理するため、第１の例に比べ、電子線描画システムのロスタイムは大幅に低減する。なお、これらの例において、最適照射量のデータは、いずれも数μｍ程度の領域毎に設定される。
【００１３】
リアルタイム近接効果補正回路により算出された補正照射量で描画した場合の照射量分布の一例を図６０に示す。同図に示すイメージ画像３２０は、周辺に他の図形パターンが近接していない孤立図形パターン３２１と２つの正方形の頂点近傍を接続させた形状の図形パターン３２２に対して補正照射量を算出して描画した場合の照射量分布を示したものである。同図に示すように、図形パターン３２１よりも図形パターン３２２の方が近接効果による影響が大きいため、図形パターン３２２内および図形パターン３２２周辺の照射量が小さく、特に、図形パターン３２２内では非常に小さい照射量となっている。
【００１４】
複数の半導体チップの図形パターンを同一基板上に描画する場合、近接効果の影響が及ぶ距離σbよりも短い間隔で相互に配置されたチップ間では、従来は近 接効果の影響が描画用データに反映されていなかった。これは、それぞれのチップ領域内に限ってのみ近接効果補正を行っていたからである。従って、後方散乱径σbよりも短い間隔でチップを配置した場合、各チップ端部の図形パターンで 近接効果の影響が現れてしまい、この部分で目標とする精度を得ることができなかった。
【００１５】
そこで、このようなチップ端部における近接効果の影響を避けるため、ＣＡＤデータの段階で複数チップを１チップにまとめる（マージする）方法が考えられた。
【００１６】
しかし、ＣＡＤデータの段階にまで遡って複数チップを１チップにマージするためには、まず、必要な各チップをＣＡＤデータ上で１つにマージし、データ変換１、２、３（図５７参照）を介して１つのチップデータを作り上げなくてはならない。
【００１７】
ここで、前述したとおり、データ変換２では図形パターンの白黒反転、リサイズ、倍率調整、重なり除去、デザインルールチェック等が行われるため、膨大な処理時間が必要となる。さらに１チップにマージすることによりチップサイズおよびデータ量がさらに膨大となり、各チップ毎でデータ変換２の処理を行った場合の処理時間の総和よりも、１チップにマージした上でデータ変換２の処理を行う場合の方が変換に要する時間が多くなる場合もある。さらにデータ量が増加したために、その後のデータ操作にも影響を及すことがあり、例えば、電子線描画システムが備える記憶装置で容量不足が発生したり、データ転送速度が律速するなどの事態が発生する。
【００１８】
このように、従来のデータ作成過程で同一基板上に複数チップを配置する場合では、近接効果補正を各チップ単位で行うとき、隣接して配置された各チップの端部では近接効果補正を行うことができず、この一方、隣接して配置されたチップの全領域で近接効果補正をそれぞれ反映させるために、これらのチップを１つのチップにマージする場合は、別途ＣＡＤデータから変換を行わなければならないので膨大な処理時間を必要としていた。
【００１９】
また、前述した、非特許文献１、特許文献１で示された方法は、より具体的には後 方散乱径σb程度の範囲内にある図形パターンの描画密度や近接効果補正パラメ ータによって電子線の最適な照射量を計算するものである。計算に用いる補正パラメータとしては、(後方散乱係数、後方散乱径)＝(η、σb)と、前方散乱によ る項などがある。補正を行なうためには、近接効果補正パラメータを前もって実験によって求めなければならない。従来の近接効果補正パラメータの設定方法について図面を参照しながら簡単に説明する。
【００２０】
従来の方法では、図形パターン描画密度の異なる図形パターンをそれぞれ照射量を変えて描画する。例えば、図６１（ａ）のような図形パターン３５１〜３５４について説明する。まず、近接効果補正を行うことなく、これらの図形パターンを現像し、またはエッチングの工程まで処理した後、それぞれの仕上がり寸法を測定する。測定は各図形パターンの中心部で行う。この測定結果を図６１（ｂ）に示す。この測定結果に基づいて、それぞれの図形パターンに対して設計寸法通りに仕上がる最適照射量を求めることができる。このようにして得られた測定結果を、下記の１）、２）等で示される補正式
【数１】
に代入することによって近接効果補正パラメータを設定していた。ここで、Ｄは最適照射量、Ｄ0は定数である。Ｕは図形パターン中心領域で一定となり、ほぼ 図形パターン描画密度に等しくなる。このようにして近接効果補正パラメータを見積もった後、近接効果補正パラメータη、σbを実際に変化させながら描画し て、補正が有効か否かを確認することにより評価する。
【特許文献１】特願平８−３６４４１号公報
【非特許文献１】Journal of Vacuum Science and Techno1ogy B4, 159(1986) (J.M.Parkovich)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、以下に詳述するとおり、従来の電子線描画装置では一枚の基板上で複数の近接効果補正パラメータを振ることができなかった。
【００２２】
図５７に示した従来の描画用データ作成手順のステップＳ２４０において、電子線描画装置に供給されるチップレイアウト情報には、各チップの配置位置、照射量、近接効果補正パラメータの定義等が含まれるが、従来の描画装置では、近接効果補正パラメータは、レイアウト内のすべてのチップで同一となっていた。これは、一度の描画に対して単一の近接効果補正パラメータ情報しかハードウェアに入力できなかったからである。従って、近接効果補正パラメータを実験で求めるにはパラメータの数と同数の基板を用意して、それぞれの基板に対してそれぞれの近接効果補正パラメータを設定して補正処理を行なって描画し、評価しなければならない。このような場合には、基板間でプロセスのばらつきの影響等を受けることになる。プロセスのばらつきの主な原因としては、現像温度、エッチング温度、現像時間、エッチング時間のばらつきなどがある。さらに、評価に用いる基板枚数も非常に多くなるため、これに伴って、評価に要する時間、費用も大きくなる。
【００２３】
このように、従来の方法では、複数の近接効果補正パラメータを一度に振りながら描画することが不可能であった。
【００２４】
また、描画すべき図形の中には、全描画領域をストライプで分割した結果、隣接する２つのストライプの境界線で分割されることになる図形（以下、飛出図形という）も含まれる場合がある。このような飛出図形はその一部が、あるストライプの外に飛出していても、所定の範囲内であればそのストライプに含めて描画する場合がある。上述した第１の例のように、全面で補正計算を行う場合は、そもそもストライプの内外の区別がないため問題になることはない。ただし、装置全体のパフォーマンスは低いままである。ところが、補正計算をストライプ単位で実施する第２の例の場合に問題が生じる。即ち、飛出図形のうち、ストライプから飛出した部分に対しては、近接効果補正計算のための補助領域が定義されていないため、正確な補正照射量を算出することができない。このため、ストライプの領域と同一の領域に含まれる図形パターンのみについて補正照射量データを出力することになり、飛出した領域の図形パターンを考慮して補正照射量を設定することができなかった。
【００２５】
例えば、図６２に示す図形パターンにおいて、全描画領域を描画装置の主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプであるフレームで分割した場合、サブフィールドＡ内に配置された図形パターン１５１は、フレーム１とフレーム２の境界線で分割されることになる。フレーム毎に補正照射量を算出する場合に、この図形パターン１５１についてはフレーム１に属する領域とフレーム２に属する領域はそれぞれ別個に補正照射量が算出される。この結果、隣接するフレームに属する図形パターンによる近接効果の影響が考慮されないので、図形パターン１５１は２つのフレームの境界領域において寸法精度が劣化し、同一図形パターンを描画することができないという問題点があった。
【００２６】
一方、近接効果補正とは別に、近年、図形パターンの寸法精度や位置精度を高めるための技術として、多重描画技術が利用されている。多重描画方法は各種存在するが、その中のひとつにストライプを所定の距離だけずらしながら描画する方法がある。この多重描画方法と上述の近接効果補正の第１の例とを組み合わせて実行する場合は、レチクル全域の照射時間が算出されているので、ストライプを多重描画する上で特に問題は発生しない。しかし、上述したとおり、補正計算に要する時間が膨大であるため、システムのロスタイムとなる問題は存続する。
【００２７】
また、ストライプ多重描画と第２の例とを組合わせる場合は、近接効果補正処理をストライプ毎に個別に処理するため、次のような問題が発生する。即ち、描画用データの段階でストライプ数がｎ個（ｎは自然数）あるものとすると、４回の多重描画を行う場合では、４ｎストライプ分の補正が必要となる。このため、４ｎストライプ分に対応して補正回路の処理速度を向上させなければならないため、多重描画については、近接効果補正回路を効果的に組込むことが困難であった。また、前述したようなストライプから飛び出した図形パターンについても近接効果補正をするために、照射量データの領域を広げた場合は、多重描画のための中間フレームに対応する照射量データの座標がずれて、正確な設定ができない、という問題点もあった。
【００２８】
さらに、以上のような近接効果の補正、即ち、補正照射量またはこの補正照射量を算出するためのデータを算出する際には、ハードウェアまたはソフトウェアに起因する計算エラーの問題が発生する可能性がある。この計算エラーの原因は、ディジタル回路に発生するノイズや回路内の接触不良、ソフトウェア上のバグなどがあげられる。
【００２９】
図６３に示すイメージ画像３３０は、図６０に示す図形パターン３２１，３２２と同一の図形パターンについて計算ミスが発生した場合の照射量分布の一例を示す。図形パターン３２２については片方の正方形状に対する適正照射量の演算処理が欠如しており、また、図形パターン３２１については細長形状のうち、一端と、他端の近傍にのみ適正照射量の演算処理がなされている。また、図形パターン３２２の周囲には、ソフト上のバグが原因と思われるエラー３２５が数箇所現れている。
【００３０】
このような計算エラーによる図形パターンのエラーは、レチクル上に数箇所〜数百箇所にわたって寸法誤差数十ｎｍ程度の誤差として現れる。さらに、これらの誤差は、処理すべき図形パターンの規模、面積に比例して増加する傾向があり、面積の大きいレチクルを作成する場合、特に顕著にあらわれる。
【００３１】
このような寸法誤差を伴って作成されたレチクルは、その誤差が許容限界を超えている場合、本来は使用不能である。しかし、現状では、１０ｃｍ×１０ｃｍの広い領域中で数箇所〜数百箇所の数十ｎｍの寸法誤差エラーを検知する高速・高精度の計測装置は存在しない。そのため、算出された補正照射量の精度は、主として、単純試験図形パターンの手計算で行われた照射量の検出結果と比較することにより確認されていた。
【００３２】
しかしながら、補正照射量の算出を電子線描画システム外部の汎用計算機で処理する場合は、計算結果の確認を比較的容易に行うことができるが、これに対して、電子線描画システム内部のハードウェアによる補正では、計算結果算出直後にこのデータを利用して描画を行うため、結果の確認を行うタイミングがない。従って、計算結果の検証は、困難または不可能であった。
【００３３】
また、計算エラーによる図形パターンのエラーが発見された場合に、エラーが生じた箇所を特定するためには、補正照射量の演算に伴う小領域（メッシュ）毎の図形面積や後方散乱寄与分等、データファイルの内容を確認する必要がある。
【００３４】
しかしながら、従来は、小領域毎の座標（メッシュ座標）とその該当データを数値で表示するダンプ出力が主な手段であった。このようなダンプ出力による描画用データ確認方法は、試験的な微少領域１個〜数百個程度のデータ数においては問題ないが、実用レベルでは約数億個のデータ数である。この膨大なデータ数のため、ダンプ形式では、表示に時間が掛かるばかりでなく、必要なデータの検索、異常箇所の検出、またデータの正当性の確認等に大変な時間と労力を要していた。
【００３５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣接して配置された各チップに対しても短時間で近接効果の影響を考慮した照射量補正を行って描画することができる電子線描画システムおよびその制御方法を提供することにある。
【００３６】
本発明はまた、それぞれに近接効果補正パラメータが割当てられた複数のチップデータについて近接効果の影響を考慮して照射量を一度に補正して一つの基板に対し描画できる電子線描画システムおよびその制御方法を提供することをも目的とする。
【００３７】
本発明はまた、多重描画と近接効果補正とを両立させつつ高速での補正処理が可能な電子線描画システムおよびその制御方法を提供することをも目的とする。
【００３８】
本発明はまた、多重描画においてフレーム単位で近接効果補正を実施する場合に、高精度の補正を実現する電子線描画システムおよびその制御方法を提供することをも目的とする。
【００３９】
さらに、本発明の目的はまた、近接効果補正の処理における計算エラー等の異常の有無を自己診断し、さらに異常箇所の特定を容易にする電子線描画システムおよびその制御方法を提供することにもある。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明の第１の態様によれば、
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に上記電子線を照射して所望の図形パターンを上記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプに分割してこのストライプ毎に描画する電子線描画手段と、近接効果の影響を考慮して上記電子線の照射量を補正した最適照射量を上記ストライプ毎に算出する近接効果補正演算手段と、上記最適照射量のデータを上記図形パターンの全領域に至るまで順次格納する記憶手段と、描画回数毎に上記ストライプを用いた全描画領域の分割形態を所定の基準位置から上記副偏向の方向に所定距離だけシフトさせながら、上記記憶手段から上記最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して上記電子線描画手段に供給し、上記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる制御手段と、を備えた電子線描画システムが提供される。
【００４１】
本発明にかかる電子線描画システムによれば、多重描画における中間ストライプ用の照射量データは、既に算出された、１重描画において前後して描画される２つのストライプの最適照射量データの分離・結合により算出することができる。これにより、最適照射量の算出は、描画用データ上のストライプ毎に行われ、中間ストライプ用に改めて近接効果補正を演算処理する必要がない。この結果、上記近接効果補正演算手段は、多重描画の有無に影響されることなく１重描画の場合の処理速度で構成することができる。
【００４２】
上記近接効果補正演算手段は、上記ストライプの領域を格子状に等分割した小領域ごとに最適照射量を算出し、上記記憶手段は、上記小領域のそれぞれを上記所定の基準位置を原点とする相対位置のデータとともに上記最適照射量のデータを格納し、上記制御手段は、上記相対位置データに基づいて各描画回数毎に各ストライプについて上記記憶手段から上記最適照射量のデータを選択的に引出して上記電子線描画手段に供給することが好ましい。
【００４３】
上記小領域毎にそれぞれの相対位置データに基づいて最適照射量のデータを選択的に引出すことにより、隣接する２つの描画ストライプの境界線で分割される図形パターンについて上記最適照射量の連続性を確保することができる。この連続性がない場合は、１／２メッシュ分の誤差が発生し、これにより全体として数パーセントの誤差が発生するが、上記構成により、このような誤差発生のおそれが解消される。
【００４４】
また、上記制御手段は、上記電子線描画手段の描画中に、次に描画すべき上記ストライプについて上記最適照射量のデータを選択することが好ましい。
【００４５】
また、本発明の第２の態様によれば、
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に上記電子線を照射して所望の図形パターンを上記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプに分割してこのストライプ毎に描画する電子線描画手段と、記憶手段とを有し、同一の図形パターンを上記基板の表面に複数回多重描画する電子線描画システムの制御方法であって、近接効果の影響を考慮して上記電子線の照射量を補正した最適照射量のデータを上記図形パターンの全領域に至るまで順次算出して上記記憶手段に格納する第１の過程と、第１回目の描画については上記記憶手段に格納された上記最適照射量のデータをそのまま引出して上記電子線描画手段に供給する第２の過程と、第２回目以降の描画については、上記ストライプを用いた全描画領域の分割形態を所定の基準位置から上記副偏向の方向に所定距離だけ描画回数毎にシフトさせながら、上記記憶手段から上記最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して上記電子線描画手段に供給する第３の過程と、を備えた電子線描画システムの制御方法が提供される。
【００４６】
上記電子線描画システムの制御方法によれば、１重描画用のストライプのみについて近接効果の影響を考慮した最適照射量を算出し、この最適照射量のデータに基づいて多重描画時の中間ストライプ用の照射量データを作成する。これにより、描画の多重度に影響されることなく、１重描画の場合の処理速度で多重描画に対応した近接効果補正を処理することができる。この結果、専用の補正回路を備えていない電子線描画システムでも、リアルタイムで近接効果の補正処理を行いながら多重描画による高精度の描画を短時間で行うことができる。
【００４７】
上記第１の過程は、上記ストライプの領域を格子状に等分割した小領域ごとに上記最適照射量を算出し、上記小領域のそれぞれについて上記所定の基準位置を原点とする相対位置を算出し、この相対位置に対応させて上記小領域毎に上記最適照射量を上記記憶手段に格納する過程であり、上記第３の過程は、上記相対位置のデータに基づいて上記最適照射量のデータを選択的に引出す過程を含むことが好ましい。
【００４８】
また、上記第２および第３の過程は、上記電子線描画手段が一描画ストライプについて描画している間に、次に描画すべき上記描画ストライプに対応する上記最適照射量のデータを上記記憶手段から選択的に引出すことが好ましい。
【００４９】
また、本発明の第３の態様によれば、
電子ビームを偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に上記電子線を照射して所望の図形パターンを上記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義される第１のフレームに分割してこの第１のフレーム毎に描画する電子線描画手段と、上記第１のフレームの領域を副偏向の方向に伸張した第２のフレームごとに上記図形パターンのデータを分割して演算用データを形成するデータ変換手段と、このデータ変換手段から上記演算用データの供給を受けて、近接効果の影響を考慮して上記電子線の照射量を補正した最適照射量を算出する補正照射量演算手段と、上記最適照射量のデータに基づいて隣接する上記第２のフレームの上記最適照射量データから重複部分を除去して上記第１のフレームに含まれる図形パターンに対応する描画用データを作成して上記描画手段に供給して描画させ、上記描画手段の描画中は、次に描画すべき上記第１のフレームの描画用データを形成するとともに、描画回数毎に上記第１のフレームを設定する基準位置を上記副偏向の方向に所定距離だけシフトして多重描画用データを形成して上記電子線描画手段に供給し、上記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる制御手段と、を備えた電子線描画システムが提供される。
【００５０】
また、本発明の第４の態様によれば、
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に上記電子線を照射して所望の図形パターンを上記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義される第１のフレーム毎に描画する電子線描画手段と、近接効果の影響を考慮して上記電子線の照射量を補正した最適照射量を算出する補正照射量演算手段とを備えた電子線描画システムの制御方法であって、上記第１のフレームの領域を副偏向の方向に伸張した第２のフレームごとに上記図形パターンのデータを分割して演算用データを形成する第１の過程と、上記演算用データに基づいて上記図形パターンに対応する電子線照射量のデータを上記補正照射量演算手段により補正して最適照射量を算出する第２の過程と、この最適照射量のデータに基づいて隣接する上記第２のフレームの上記最適照射量データから重複部分を除去して上記第１のフレームに属する図形パターンに対応する描画用データを形成する第３の過程と、上記第１のフレームを設定する基準位置を描画回数毎に上記副偏向の方向に所定距離だけシフトして多重描画用データを形成して上記電子線描画手段に供給し、上記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる第４の過程と、上記描画手段の描画中に、次に描画すべき上記第１のフレームの描画用データを形成する第５の過程とを備えた電子線描画システムの制御方法が提供される。
【００５１】
上記第２のフレームは、上記第１のフレームと、この第１のフレームに付加された所定の大きさの補助領域と、この補助領域および上記第１のフレームの外側の相反する副偏向方向にそれぞれ付加され、他の第１のフレーム内の図形パターンによる近接効果の影響を排除するための後方散乱領域とでなり、２つの上記第１のフレームの境界で分割される図形パターンは、この図形パターンを含む副偏向領域であるサブフィールドの全領域が上記補助領域に含まれるときに上記第２のフレームの領域に属するように定義されることが望ましい。
【発明の効果】
【００５２】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００５３】
即ち、本発明にかかる電子線描画システムによれば、記憶手段から最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して電子線描画手段に供給する制御手段を備えているので、多重描画の描画回数に影響されることなく、１回のみの描画の場合の処理速度で近接効果の影響を考慮した補正処理を実行することができる。これにより、単純な回路構成で、近接効果補正と多重描画とを両立させ、高精度かつ高速で図形パターンを描画することができる電子線描画システムを提供することができる。
【００５４】
また、本発明にかかる電子線描画システムによれば、第２のフレームごとに図形パターンのデータを分割して演算用データを形成するデータ変換手段と、最適照射量のデータに基づいて隣接する上記第２のフレームの最適照射量データから重複部分を除去して描画用データを作成する制御手段とを備えているので、単純な回路構成で、近接効果補正と多重描画とを両立させ、高精度で高速な近接効果補正を実現することができる。これにより高精度でかつスループットの高い電子線描画システムが提供される。
【００５５】
上記第２のフレームが所定の大きさの補助領域を有する場合は、フレームに分割される飛出図形についても、補正照射量を高精度で設定できる電子線描画システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明の実施の形態のいくつかについて図面を参照しながら説明する。
【００５７】
まず、本発明に係る電子線描画システムの第１の実施の形態について説明する。本実施形態の特徴は、図１ないし図４のフローチャートに示すように、ＣＡＤデータから変換された描画用データを用いて複数のチップを結合することにより、新たな領域の１チップとして再定義した上で基板上に連続描画する点にある。
【００５８】
図５は、本実施形態である電子線描画システム５の概略構成を示すブロック図である。
【００５９】
同図に示す電子線描画システム５は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ａと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【００６０】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０は、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。本実施形態において基板１１はレチクルである。
【００６１】
また、描画制御部３ａは、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５、バッファメモリおよび制御回路３６、照射量データ選択回路４３および照射量データ用メモリ４４を備えている。
【００６２】
さらに、制御部４は、描画すべき図形パターンを作成するＣＡＤシステム３９と、このＣＡＤシステム３９で作成された図形データを電子光学系２で描画するためのデータ形式でなる描画用データに変換するデータ変換用計算機３８と、ワークステーション等の制御計算機３７とを備えている。さらに、データ変換用計算機３８は、近接効果補正回路４２を備えている。
【００６３】
電子光学系２の動作について簡単に説明する。電子銃２１から放出された電子線(電子ビーム)は、ブランキング用偏向器２３により、ＯＮ−ＯＦＦされる。このＯＮ−ＯＦＦの制御は、照射量データ選択回路４３から供給される照射量データに基づいて行なわれる。この際のＯＮ−ＯＦＦによって、照射時間を調整し、照射位置に応じて照射量を変化させることを可能にしている。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームは、ビーム成形用偏向器２４および、ビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、また、その矩形の寸法が可変される。そして、この成形された電子ビームは走査偏向器２５，２６によりターゲットである基板１１上で偏向走査され、このビーム走査により基板１１に所望の図形パターンが描画されるものとなっている。走査偏向器２５，２６は、それぞれ主偏向器、副偏向器と呼ばれる。主偏向器２５、副偏向器２６はそれぞれ最大の偏向幅を有しており、本実施形態ではそれぞれ約１，２００μｍ、６０μｍである。主偏向器２５は、副偏向領域(サブフィールド)間の長い距離について電子線を偏向する。副偏向器２６は、サブフィールド内の図形パターンを描画するために電子線を偏向する。
【００６４】
一般的な描画進行状況を図６の模式図を用いて簡単に説明する。主偏向器２５でサブフィールド１７間を移動し（ｙ方向）、副偏向２６でサブフィールド１７内の図形パターン、例えば、図形パターン１０１を描画する（ｘ方向）。このとき、電子光学系２のステージ１２はｘ方向に進行しており、ｙ方向に主偏向器２５による最大の偏向幅が存在する。これをフレーム幅と呼ぶ。電子光学系２はステージ１１をｘ方向に移動させながらフレーム単位で描画し、例えばフレーム１６ａの描画が終了するとステージ１１がｙ方向に移動して次のフレーム１６ｂの描画を行なう。
【００６５】
以上のような電子光学系２の走査上の特徴は、描画用データの構造にも反映される。即ち、データの定義においても、フレーム、サブフィールドが存在する。図７にデータ構造を簡略的に示す。同図に示すように描画用データは階層構造をとり、チップデータはｎ個のフレームでなり、各フレームはｍ個のサブフィールドで構成される。さらに、各サブフィールドに描画すべき図形パターン１〜ｌが含まれる。
【００６６】
図５に示す電子線描画システム５の動作について、本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第１の実施の形態として図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図１は、本実施形態の制御方法を説明するフローチャートである。まず、図５７に示す従来の技術と同様の手順で、ＣＡＤシステム３９で図形パターンが作成され、この図形パターンデータを受けたデータ変換用計算機３７がデータ変換１およびデータ変換２を行い、これにより中間フォーマット１および中間フォーマット２の作成を経てデータ変換３により描画用データを出力する（ステップＳ６０〜ステップＳ６３）。次に、チップレイアウト情報に基づいて隣接するチップ間の距離Ｄを算出し、予め定めた基準値と比較する（ステップＳ６６）。チップ間距離Ｄが基準値よりも小さい場合は（ステップＳ６６）、隣接するチップについて描画用データのマージ処理を行い（ステップＳ６８）、マージ処理後の描画用データをチップレイアウト情報とともに描画制御部３に供給し、描画制御部３の制御により電子光学系２は連続描画を行う（ステップＳ６９）。隣接するチップ間の距離が基準値以上である場合は（ステップＳ６８６、マージ処理を行うことなく、描画制御部３を介して電子光学系２により通常の描画を行う（ステップＳ６９）。
【００６８】
ここで、フレームやサブフィールドの各サイズは、各チップで任意に選ぶことができる。このため、複数チップの描画用データをマージして１チップの描画用データを形成するためには、これらのサイズを揃える必要がある。従って、本実施形態のマージ処理では、まず、複数のチップ間でフレームおよびサブフィールドを揃える処理を行い、その後座標の変更を行なう。これにより、複数チップは、データ構造上で１チップとなる。
【００６９】
次に、本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第２の実施の形態について図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００７０】
まず、ＣＡＤシステム３９で図形パターンを作成した後、この図形パターンデータを受けたデータ変換用計算機３８がデータ変換１およびデータ変換２を行い、これにより中間フォーマット１および中間フォーマット２を作成する（ステップＳ６０〜ステップＳ６２）。
【００７１】
次に、チップレイアウト情報に基づいて隣接するチップ間の距離Ｄを算出し（ステップＳ７０）、予め定めた基準値と比較する（ステップＳ７２）。チップ間距離Ｄが基準値よりも小さい場合は（ステップＳ７２）、隣接するチップについて中間フォーマット２のマージ処理を行い（ステップＳ７４）、その後、マージ後の中間フォーマット２についてデータ変換３の処理を行って描画用データを作成し（ステップＳ７５）、描画制御部３を介して電子光学系２により連続描画を行う（ステップＳ７６）。隣接するチップ間の距離Ｄが基準値以上である場合は（ステップＳ７２）、マージ処理を行うことなく、描画制御部３および電子光学系２により通常の描画を行う（ステップＳ７６）。
【００７２】
次に、本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第３の実施の形態について図３のフローチャートを参照しながら説明する。本実施形態は、データマージ処理を行うか否かの判断における手順が上述した第１の実施形態と異なる。その他の点については、第１の実施形態と同一である。
【００７３】
即ち、第１の実施の形態と同様にして、ＣＡＤシステム３９で図形パターンを作成した後、この図形パターンデータについてデータ変換１およびデータ変換２を行い、これにより中間フォーマット１および中間フォーマット２を経てデータ変換３により描画用データを出力する（ステップＳ６０〜ステップＳ６３）。
【００７４】
次に、チップレイアウト情報に基づいて隣接するチップの描画領域について描画時間を予測し（ステップＳ６５）、隣接するチップの描画用データを結合させることにより描画時間を短縮できるか否かを判断する（ステップＳ６７）。結合させることにより描画時間を短縮できると判断した場合は（ステップＳ６７）、隣接するチップについて描画用データのマージ処理を行い（ステップＳ６８）、描画制御部３を介して電子光学系２により連続描画を行う（ステップＳ６９）。描画用データを結合しても描画時間を短縮できないと判断した場合は（ステップＳ６７）、マージ処理を行うことなく、描画制御部３を介して電子光学系２により通常の描画を行う（ステップ６９）。
【００７５】
次に、本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第４の実施の形態について図４のフローチャートを参照しながら説明する。本実施形態についても、データマージ処理を行うか否かの判断における手順が上述した第２の実施形態と異なり、その他の点については、第２の実施形態と同一である。
【００７６】
まず、第２の実施形態と同様にして、ＣＡＤシステム３９で図形パターンを作成した後、この図形パターンデータについてデータ変換１およびデータ変換２を行い、これにより中間フォーマット１および中間フォーマット２を形成する（ステップＳ６０〜ステップＳ６２）。
【００７７】
次に、チップレイアウト情報に基づいて隣接するチップの描画領域について描画時間を予測し（ステップＳ７１）、隣接するチップの描画用データを結合させることにより描画時間を短縮できるか否かを判断する（ステップＳ７３）。結合させることにより描画時間を短縮できると判断した場合は（ステップＳ７３）、隣接するチップについて中間フォーマット２のマージ処理を行い（ステップＳ７４）、マージ後の中間フォーマット２についてデータ変換３の処理を行って描画用データを作成し（ステップＳ７５）、描画制御部３を介して電子光学系２により連続描画を行う（ステップＳ７６）。マージ処理を行っても描画時間を短縮できないと判断した場合は（ステップＳ７３）、マージ処理を行うことなく、それぞれのチップについてデータ変換３の処理を行って描画用データを作成し（ステップＳ７５）、描画制御部３を介して電子光学系２により通常の描画を行う（ステップＳ７６）。
【００７８】
このような複数チップのマージ処理の具体例のいくつかを図８および図９の模式図に示す。これらは近接する２つのチップについてマージ処理を行った場合であり、図８および図９の（ａ），（ｂ）にマージ前のチップを示し、図８および図９の（ｃ），（ｄ）にそれぞれのマージ処理後のチップを示す。また、ＤHは ｘ方向でのチップ間距離、ＤVはｙ方向でのチップ間距離、さらに、ＦHはフレーム幅を示す。
【００７９】
図８および図９に示す４つの例ではいずれの場合も、第２の領域である新たな領域のチップ形状がマージ前の各チップの全領域（第１の領域）を含むとともに最小面積の矩形状をなすようにマージ処理を行う。なお、本実施形態の電子線描画システム５の電子線の標準の加速電圧は５０ｋＶである。この場合の近接効果の及ぶ範囲である後方散乱径σbは約１０μmである。
【００８０】
本発明にかかる電子線描画システムの制御方法により、チップの図形パターンを描画した場合の効果について、従来の電子線描画装置用データ作成過程による描画結果と対比して説明する。描画にあたっては、遮光用マスク基板である、クロム（Ｃｒ）を蒸着したガラス（Ｑｚ）を利用した。レジストはポジ型の電子線用レジストを用いた。各チップ内の評価用図形パターンと各チップの配置図をそれぞれ図１０（ａ）〜（Ｃ）に示す。図１０（ａ）に示された評価用チップ図形パターンは、１：１のライン・アンド・スペースの図形パターン１０２であり、その設計寸法は、２．０μm、そのピッチは４．０μmであった。チップのサイズは、高さ（ｘ方向）１００μm、幅（ｙ方向）１００μmである。
【００８１】
後方散乱径σbは約１０μmなので、評価用チップの中心部は、隣接した各チップからの近接効果の影響を受けない。即ち、各評価用チップの中心部は、それぞれ自己のチップ内図形パターンからのみ、それぞれ同じ量の後方散乱電子を受けるため、各図形パターンは同じ寸法に仕上がる。図１０（ｂ）は従来の方法によるチップ配置状況を示す。同図における各チップはそれぞれ独立に定義され、独立して近接効果補正が行われた。図１０（ｃ）は本発明にかかる電子線描画システムの制御方法で作成されたチップ配置状況を示す。同図に示すように、すべてのチップは１つのチップ１１０として定義されている。従って、近接効果補正も１チップ定義のもとで行われた。データ作成は、チップデータ作成後、各チップをマージする第１の実施形態（図１）の方法を用いた。図１０（ｂ）、（ｃ）上で配置された各チップのチップ間距離ＤHは、０．５μm〜２０．０μmの間とし た。描画した図形パターンを現像し、クロム（Ｃｒ）をウエット系エッチングによりパターニングした後、測長ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）でガラ ス（Ｑｚ）部を測定した。各チップの端部での図形パターン寸法と各チップの中心での図形パターン寸法とを測定し、その寸法差を算出することにより近接効果補正における精度の検証を行なった。この測定結果を図１１に示す。同図において横軸は隣接チップ間距離ＤHを表し、また縦軸は各チップの端部での図形パターン寸法と各チップの中心での図形パターンの寸法差を表している。図１１から分かるように、従来の技術による方法では、後方散乱径σb程度の隣接チップ間 距離において、寸法差が最大で約４０ｎｍ生じている。これに対して、本発明ではすべての隣接チップ間距離で、寸法差がほとんど無く数ｎｍ程度以下となった。この結果、本発明を用いることで高精度の近接効果補正を行うことができることが確認された。
【００８２】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は専用回路で近接効果補正を行なう形態である。
【００８３】
図１３は、本実施形態である電子線描画システム８の概略構成を示すブロック図である。
【００８４】
同図に示す電子線描画システム８は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ｂと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【００８５】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０は、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。本実施形態において基板１１はレチクルである。
【００８６】
また、制御部４は、描画すべき図形パターンを作成するＣＡＤシステム３９と、このＣＡＤシステム３９で作成された図形データを電子光学系２で描画できる描画用データに変換するとともに、後述するチップマージ処理を行うデータ変換用計算機３８と、ワークステーション等の制御計算機３７とを備えている。
【００８７】
さらに、描画制御部３ｂは、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５と、バッファメモリ及び制御回路３６と、本発明において特徴的な近接効果補正回路６０と、照射量データ選択回路４３とを備えている。
【００８８】
バッファメモリ及び制御回路３６は、照射量データ用メモリ４４を備え、また近接効果補正回路６０は、補正パラメータ入力部６８を備えている。
【００８９】
本実施形態の電子線描画システム８の動作について、本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第５の実施の形態として図面を参照しながら説明する。
【００９０】
図１２は、本実施形態の電子線描画システムの制御方法の概略を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、ＣＡＤデータを電子光学系２により電子線で描画するための描画用データであるチップデータに変換し（ステップＳ８０）、このチップデータを、チップレイアウト情報とともにデータ変換用計算機３８へ供給する（ステップＳ８１）。チップレイアウト情報には、チップの配置、照射量、電子光学系２、近接効果パラメータなどに関する情報が含まれる。ここで近接効果補正パラメータの算出のための係数、即ち後方散乱係数ηと後方散乱径σbはチップ毎に設定されて いる。
【００９２】
次に、データ変換用計算機３８は、チップデータとチップレイアウト情報に基づいてチップマージ処理を行う（ステップＳ８２からＳ８５）。このチップマージ処理は、主に後方散乱径σbよりも近接して配置された複数チップを１チップ として定義し直すことにより行う。
【００９３】
即ち、まず、チップレイアウト情報に基づいて各チップ間の距離Ｄを算出し（ステップＳ８２）、この距離Ｄを後方散乱径σbと比較する（ステップＳ８３） 。チップ間距離Ｄが後方散乱径σbよりも小さい場合は（ステップＳ８３）、マージ対象となるチップについて設定パラメータを照合する（ステップＳ８４）。これは、再定義された１チップについても単一の近接効果補正パラメータしか設定できないので、マージ対象となるチップのうちに異なる近接効果補正パラメータが設定されているチップが含まれる場合は、これらのチップをマージ（結合）することができないからである。従って、このように設定パラメータ間で矛盾がある場合には（ステップＳ８４）、警告信号を出力する（ステップＳ８６）。データ変換計算機３８はこの警告信号に基づいて、チップレイアウトを変更する（ステップＳ８７）。これにより、相互に異なる近接効果補正パラメータが設定されたチップは、相互の間隔が後方散乱径σb以上になるようにチップレイアウト が変更され、同一の近接効果補正パラメータを有するチップ同士でマージ処理が行われる。設定パラメータ間で矛盾がない場合は（ステップＳ８４）、これらのチップについてチップマージ処理を行い（ステップＳ８５）、後述のとおり電子線描画を行う（ステップＳ８８）。
【００９４】
チップ間距離Ｄが後方散乱径σb以上である場合は（ステップＳ８３）、マー ジ処理を行うことなく電子線描画を行う（ステップＳ８８）。
【００９５】
このようなチップマージ処理により必要なすべての描画図形パターンを取込んで最適照射量を計算することにより高い精度で近接効果補正を行うことができる。
【００９６】
図１３へ戻り、チップマージ処理後、チップデータとチップレイアウト情報は制御計算機３７へ供給され、制御計算機３７が備える図示しないメモリに格納される。
【００９７】
制御計算機３７に格納されたチップデータとチップレイアウト情報は、制御ソフトによってバッファメモリ及び制御回路３６へ供給される。近接効果補正回路６０は、チップごとのデータとともに各チップに対応するそれぞれの近接効果補正パラメータ情報を受ける。補正パラメータは、近接効果補正回路６０の補正パラメータ入力部６８ヘセットされる。さらに、近接効果補正回路６０は、それぞれのチップについて、それぞれ割当てられた近接効果補正パラメータに基づいて最適照射量を算出する。補正後に得られた最適照射量データは、照射量データ用メモリ４４に記憶される。照射量データ選択回路４３は、照射量データ用メモリ４４から供給される照射量データに基づいてブランキング制御回路３４を介してブランキング用偏向器２３を制御することにより電子銃２１から放出された電子線（電子ビーム）のＯＮ−ＯＦＦを制御する。この電子線のＯＮ−ＯＦＦによって、照射時間が調整され、照射位置に応じて照射量を変化させることができる。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームは、ビーム成形用偏向器２４と、ビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、また、その矩形の寸法が増減される。
【００９８】
さらに、この成形されたビームは走査偏向器２５，２５によりターゲットである基板１１上で偏向走査され、このビーム走査により基板１１に所望図形パターンが描画される。なお、本実施形態では電子光学系２の加速電圧は５０ｋＶであった。
【００９９】
図１３に示す電子線描画システム８を上述した制御方法で制御して後方散乱係数η、後方散乱径σbを確認することにより、評価を行なった。評価に当っては 本発明と従来技術との間でプロセス変動差を見極めるための実験を行なった。プロセス変動差は、一つの基板上で複数の後方散乱係数η1〜η5を振って実験した場合(本実施形態)と、一つの基板に対してそれぞれ一つの後方散乱係数η1〜η5を用いて、複数基板３４１〜３４５を用いて描画した場合（従来法）とを比較することにより測定した。図１４に評価に用いた図形パターンを示す。評価用図形パターン１０３〜１０５は、それぞれスペース、ライン・アンド・スパース、および２−ラインの図形パターンである。これらの図形パターンに対して、後方散乱係数（η1，η2，η3，η4，η5）＝（０．２，０．２５，０．３０，０．３ ５，０．４０）を割振って補正描画を行なった。本実施形態の制御方法の評価では、図１５（ａ）に示すように、複数チップ１４１〜１４５を同一基板１１上に配置した。この一方、従来法の評価では、同図（ｂ）に示すように、複数基板３４１〜３４５の中心にそれぞれ１チップずつ配置した。後方散乱径σbは、１０ μｍに固定した。また、設計寸法は、０．５μｍとした。基板１１には、遮光用マスク基板である、クロム（Ｃｒ）を蒸着したガラス（Ｑｚ）を利用した。用いたレジストはポジ型の電子線用レジストである。描画した図形パターンを現像した後、測長ＳＥＭにより寸法を測長した。測定箇所は、すべてクロム（Ｃｒ）の場所である。測定結果を図１６（ａ），（ｂ）に示す。同図に示すように、密度が高い図形パターン１０５（２−ライン）は後方散乱係数ηの変化に対してほとんど変化することなく、鈍感であった。この一方、密度が低い図形パターン１０３（スペース）は後方散乱係数ηの変化に対して敏感であり、ηの増大に対して仕上がり寸法が急激に大きくなった。図形パターン１０４（ライン・アンド・スペース）のη依存性は、図形パターン１０５（２−ライン）と図形パターン１０３（スペース）のη依存性の中問程度である。
【０１００】
このような図形パターン密度に依存した寸法変動量のη依存特性は、スペース、ライン・アンド・スパース、２ラインのいずれについてもη＝約０．３５の値の付近で交差する。これが求めるべき後方散乱係数ηの値である。従って、このηを用いた場合、スペース、ライン・アンド・スペース、２−ラインはすべて同じ寸法に仕上がる。しかしながら、図１６の（ａ），（ｂ）間では、ばらつきに相違が生じている。同図（ａ）に示すように、本実施形態の制御方法で一つの基板に複数パラメータのチップを描画した場合は、寸法ばらつきが約±５ｎｍ程度であった。
【０１０１】
この一方、同図（ｂ）に示すように、従来技術の方法により複数の基板に分けてそれぞれ近接効果補正パラメータが異なるチップを描画した場合は、約±２０ｎｍもの寸法ばらつきが生じていた。即ち、単一の基板で求めた後方散乱係数ηの精度は、複数の基板に跨って求めたものに比べ約４倍向上する。この寸法ばらつきの差異が前述したプロセス要因によるものである。このように、本実施形態の制御方法によれば、プロセスの変動要因を分離した上で、一枚の基板で近接効果補正パラメータを確認し、評価することができた。さらに、一枚の基板のみで評価できることから基板枚数および評価時間も節約できることが示された。
【０１０２】
上記実施形態では、チップ毎に異なる近接効果補正パラメータが設定され、それぞれ個別に処理された場合を示したが、これに限ることなく、例えば、同一の図形パターンの場合は最適照射量算出結果を記憶しておき、これを用いてチップの図形パターンを描画してもよい。
【０１０３】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの第３の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０１０４】
図１９は、本実施形態である電子線描画システム９の概略を示すブロック図である。同図に示す電子線描画システム９は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ｃと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【０１０５】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０内には、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。
【０１０６】
また、描画制御部３は、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５、および本実施形態において特徴的な近接効果補正回路及び制御回路６６を備えている。
【０１０７】
さらに、制御部４は、ワークステーション等の制御計算機３７とデータ変換用計算機３８およびＣＡＤシステム３９とを備えている。
【０１０８】
本実施形態の電子線描画システム９は、ステージ連続移動方式を採用している。すなわち、ステージ１１を連続移動させながら、ビームを偏向してビーム位置を制御しながら図形パターンを描画する。
【０１０９】
図２１は描画領域の説明図である。描画領域１５中のフレーム（ストライプ）１６は、１回のステージ連続移動で描画する領域であり、目的の図形パターンは、このような連続移動の描画を繰返すことですべて描画される。連続移動中、ビーム位置の制御は主偏向器２５と副偏向器２６とによって行われる。
【０１１０】
図１９に戻り、電子銃２１から放出された電子ビームはブランキング用偏向器２３によりＯＮ−ＯＦＦされる。本実施形態の電子線描画システム９は、このＯＮ−ＯＦＦの際の照射時間を調整することにより、照射位置に応じて照射量を変化させることを可能としている。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームはビーム成形用偏向器２４およびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、またその矩形の寸法が可変される。そして、この成形された電子ビームは主偏向器２５と副偏向器２６によりターゲット１１上で偏向走査され、このビーム走査によりターゲット１１が所望の図形パターンに描画されるものとなっている。なお、電子線描画システム９において電子ビームの加速電圧は５０ｋＶであり、また発生し得る可変成形ビームの最大サイズは高さ２μｍ、幅２μｍの矩形である。
【０１１１】
図２０は、近接効果補正回路及び描画回路６６のより詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、近接効果補正回路及び描画回路６６は、近接効果補正回路１７１と描画回路６９とを備え、また、描画回路６９は、照射量データメモリ１６１〜１６３、キャッシュメモリ１６４、バッファメモリ１６５、ショット分割回路１６６、照射量選択回路１６７、照射時間算出回路１６８および制御回路１６０を備えている。
【０１１２】
上記の構成を有する電子線描画システム９の動作を図１７および図１８のフローチャートを用いて説明する。
【０１１３】
制御計算機３７には、全描画領域の照射量データを図２１に示すフレームに相当する１重描画用のストライプで分割した場合の各ストライプ内の照射量データ（以下、データストライプという）と、全描画領域の図形パターンデータをストライプで分割した場合の各ストライプ内の図形パターンデータ（以下、描画ストライプという）が図示しないメモリに予め格納されている。まず、図１７に示すように、制御計算機３７は、各データストライプ内の小領域であるメッシュの２次元配置を特定するための基準位置（以下、メッシュ原点という）を算出し（ステップＳ９１）、このメッシュ原点のデータとともに照射量データを近接効果補正回路１７１と描画回路６９に供給する（ステップＳ９２）。
【０１１４】
近接効果補正回路１７１は、これらのデータを受けて予め供給された図形パターンのデータに基づいてメッシュ毎に最適照射量データを算出する（ステップＳ１０１）。即ち、近接効果補正回路１７１は、ストライプ内の図形パターンをメッシュに分割し、そのメッシュ毎の面積を求め、この面積に基づいてコンボリューション計算を実行し、その計算値を利用して、メッシュ毎の照射量データを算出する。ここで、予め制御計算機３７から転送されたストライプ毎のメッシュ原点を次の計算式３）、４）を用いてメッシュ境界を設定することにより、照射量メッシュの連続性を保証することができる。
メッシュ境界のｘ座標＝チップ原点からの該ストライプのメッシュ原点ｘ1＋(メッシュのｘ方向サイズＸ)×ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・・・３）
メッシュ境界のｙ座標＝チップ原点からの該ストライプのメッシュ原点ｙ1＋(メッシュのｙ方向サイズＹ)×ｍ・・・・・・・・・・・・・・・・・・４）
【０１１５】
ここで、ｎ，ｍはメッシュを特定するための番号である。例えば、図２４に示すように、チップ原点をＯCとする２次元座標において、ストライプＲSのメッシュ原点ＯMの座標は（ｘ1，ｙ1）であり、同図に示すメッシュサイズはＸ×Ｙで あるため、メッシュ原点から起算してｘ方向にｎ番目、ｙ方向にｍ番目のメッシュ（ｎ，ｍ）のメッシュ境界の座標は、（ｘ1＋Ｘｎ，ｙ1＋Ｙｍ）となる。
【０１１６】
図１７に戻り、近接効果補正回路１７１は、以上のようにして１ストライプ分の最適照射量データを算出し、その算出結果を、バッファメモリ１８１に格納した後（図２５参照）、描画用回路６９の照射量データ用メモリ１６１〜１６３に転送する（ステップＳ１０２）。
【０１１７】
近接効果補正回路１７１で最適照射量データの算出が行われている間に、制御計算機３７は、多重描画における各描画回数での描画ストライプの位置を特定するための基準となる位置である描画ストライプのメッシュ原点の算出を行い（ステップＳ９３）、このデータを描画回路６９に転送する（ステップＳ９４）。
【０１１８】
次に、制御計算機３７は、データストライプ上の照射量データを利用する手順を算出する（ステップＳ９５）。これは、各描画ストライプ毎に行われる。この結果は、描画回路６９に転送される（ステップＳ９６）。
【０１１９】
次に、描画回路６９は、描画すべきストライプに対応する照射量データの再構成を行う。１回目の描画（１重描画）のように、データストライプをそのまま利用して描画する場合には、１重描画における描画ストライプに対応する照射量データをそのまま利用すればよい。この一方、２回目以降の描画において中間のストライプを描画する場合には、照射量データ用メモリ１６１〜１６３に格納されている２つの１重描画用ストライプのメッシュデータから中間ストライプの図形パターンに対応する照射量データを１mm×１mmの領域（以下、ブロックという）毎に作成し（ステップＳ１０３）、このブロック毎の照射量データをステップＳ９６で予め転送されているメッシュデータの利用手順に基づいてキャッシュメモリ１６４に転送して格納する（ステップＳ１０４）。なお、このステップＳ１０３の手順を実行している間に、既に作成したブロック内図形パターンについての描画が並列処理で行われている。
【０１２０】
キャッシュメモリ１６４に格納される照射量データの２次元的配置を図２２の模式図に示す。同図において、例えば照射量データのメッシュ位置（ｎ，ｍ）は、描画ストライプのメッシュ原点Ｏdに位置するメッシュの位置を（０，０）と した場合の相対的位置である。各メッシュの照射量データは、図２３に示すように、キャッシュメモリ１６４内で照射量データテーブルの形式で格納される。
【０１２１】
図１７に戻り、上述したブロック毎の照射量データの作成（ステップＳ１０３）および転送（ステップＳ１０４）に並行して、描画回路６９のショット分割回路１６６は、ショット毎に最適照射量データを設定し、ショットデータを作成する（ステップＳ１１１）。
【０１２２】
キャンシュメモリ１６４に格納された最適照射量データは次のように利用する。 即ち、図１８に示すように、あるショットに対応する最適照射量データのメッシュ位置（ｋ，ｌ）を照射量選択回路１６７が次式５）、６）に従って算出する（ステップＳ１１２）。
（ｋ）＝〔｛（ショットの中心のＸ座標）−（描画ストライプのメッシュ原点ＯdのＸ座標）｝／（メッシュのＸ方向のサイズ）〕の整数部分・・・・５）
（ｌ）＝〔｛（ショットの中心のＹ座標）−（描画ストライプのメッシュ原点ＯdのＹ座標）｝／（メッシュのＹ方向のサイズ）〕の整数部分・・・・６）
【０１２３】
例えば、図２６に示すショットについて説明すると、この対応する最適照射量のメッシュ位置は、ショットの中心の座標を（ｘ2，ｙ2）、描画ストライプのメッシュ原点Ｏdの座標を（ｘ1，ｙ1）とすると、
（ｋ）＝〔（ｘ2−ｘ1）／Ｘ1〕の整数部分
（ｌ）＝〔（ｙ2−ｙ1）／Ｙ1〕の整数部分
となる。
【０１２４】
図１８に戻り、このメッシュ（ｋ，ｌ）に対応する最適照射量がそのショットの照射量であるため、描画回路６９は、キャッシュメモリ１６４内のデータを照合し、メッシュ位置に該当する最適照射量のデータがキャッシュメモリ１６４内に格納されているか否かを調べる（ステップＳ１１３）。一致する最適照射量データがある場合は（ステップＳ１１３）、これをそのショットデータとともに照射時間算出回路１６８に転送する（ステップＳ１１５）。一致する最適照射量データがない場合は（ステップＳ１１３）、描画回路６９は、メッシュ位置（ｋ，ｌ）に基づいてメッシュが属するブロックを算出し、算出されたブロックのデータをキャッシュメモリ１６４に転送し（ステップＳ１１４）、そのショットデータとともに照射時間算出回路１６８に転送する（ステップＳ１１５）。
【０１２５】
照射時間算出回路１６８は、ショット毎に設定された最適照射量データを照射時間のクロック数のデータに変換する（ステップＳ１１６）。クロック数のデータはブランキング制御回路部３４へ転送される（ステップＳ１１７）。ブランキング制御回路部３４は、ショット毎に、このクロック数だけビームをＯＮした後ＯＦＦすることにより描画する（ステップＳ１１８）。クロック数は、ユーザが指定する基準照射量(塗りつぶし部の照射量)Ｄ0および電流密度Ｉ、並びに照射 時間の制御単位Δに基づいて、次のように算出される。
クロック数＝Ｄ0×（ショットの照射量データ）／（電流密度Ｉ×制御単位Δ)
【０１２６】
これにより、照射量をショット毎に制御できるので、精度の高い照射量補正を実行することができる。以上の手順を各描画ストライプ毎に全領域について所定回数の多重描画が終了するまで実行することによって（ステップＳ１１９）、近接効果補正と多重描画とを両立させることができる。
【０１２７】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、汎用計算機を利用したソフトウェアにより近接効果補正をリアルタイムで処理する点に特徴がある。従って、専用の補正回路を備えていない電子線描画システムでもリアルタイムで近接効果の補正処理を行いながら多重描画による高精度の描画を短時間で行うことができる。
【０１２８】
図２９は、本実施形態に用いる電子線描システムの概略構成を示すブロック図であり、また、図３０は、図２９に示す電子線描画システムが備える描画回路のより詳細な構成を示すブロック図である。図１９に示す電子線描画システム９との対比において、図２９に示す電子線描画システム５０は、データ変換用計算機、ＣＡＤシステムおよび近接効果補正回路を備えていない点のみが相違する。その他の点は、電子線描画システム９と略同一である。
【０１２９】
図２７および図２８は、本実施形態の電子線描画システムの制御方法を説明するフローチャートである。
【０１３０】
図２７に示すように、まず、外部の汎用計算機１４５（図２９参照）を用いてデータストライプのメッシュ原点をデータストライプ毎に算出し、これをメモリディスク１４６（図２９参照）に格納しておく（ステップＳ１２１）。また、このデータストライプのメッシュ原点に基づいて、データストライプ毎に近接効果の影響を考慮した補正計算を行い、メッシュ毎の最適照射量を算出し、データストライプ毎のメッシュ原点とともに、メモリディスク１４６に格納しておく（ステップＳ１２２）。
【０１３１】
次に、汎用計算機１４５のメモリディスク１４６から、メッシュ毎の最適照射量データとデータストライプ毎のメッシュ原点を図形パターンデータとともに、電子線描画システム５０に入力する（ステップＳ１２３）。制御ソフトにより、図形パターンデータに記述されるストライプ原点とメッシュ原点のデータとから多重描画時の描画ストライプのメッシュ原点が描画ストライプ毎に算出され（ステップＳ１２５）、このデータは描画回路６９に転送される（ステップＳ１２６）。また、最適照射量のデータは、データストライプ毎に描画回路６９の照射量データ用メモリ１６１〜１６３へ転送される（ステップＳ１２７）。
【０１３２】
さらに、制御計算機３７は、データストライプ上の照射量データを利用する手順を算出する。これは、各描画ストライプ毎に行われる。この結果は、描画回路６９に転送される。
【０１３３】
これ以降は、上述した第３の実施形態とほぼ同様の手順で処理される。
【０１３４】
即ち、描画回路６９により、描画すべきストライプに対応する照射量データの再構成を行う。１重描画の場合は、１重描画における描画ストライプに対応する照射量データをそのまま利用するが、２回目以降の描画において中間のストライプを描画する場合には、照射量データ用メモリ１６１〜１６３に格納されている２つの１重描画用ストライプのメッシュデータから中間ストライプの図形パターンに対応する照射量データをブロック毎に作成し（ステップＳ１３０）、このブロック毎の照射量データ−をステップＳ１２８で予め転送されているメッシュデータの利用手順に基づいてキャッシュメモリ１６４に転送して格納する（ステップＳ１３１）。このステップＳ１０３の手順を実行している間に、既に作成したブロック内図形パターンについての描画を並列処理で行う。キャッシュメモリ１６４に格納された最適照射量データは次のように利用する。即ち、あるショットに対応する最適照射量データのメッシュ位置（ｋ，ｌ）を照射量選択回路１６７が上述した式５）、６）に従って算出する（ステップＳ１３３）。次に、図２８に示すように、描画回路６９により、キャッシュメモリ１６４内のデータを照合し、メッシュ位置に該当する最適照射量のデータがキャッシュメモリ１６４内に格納されているか否かを調べる（ステップＳ１３４）。一致する最適照射量データがある場合は（ステップＳ１３４）、これをそのショットデータとともに照射時間算出回路１６８に転送し（ステップＳ１３６）、この一方、一致する最適照射量データがない場合は（ステップＳ１３４）、メッシュ位置（ｋ，ｌ）に基づいてメッシュが属するブロックを算出し、算出されたブロックのデータをキャッシュメモリ１６４に転送し（ステップＳ１３５）、そのショットデータとともに照射時間算出回路１６８に転送する（ステップＳ１３６）。次に、照射時間算出回路１６８により、ショット毎に設定された最適照射量データを照射時間のクロック数のデータに変換し（ステップＳ１１６）、クロック数のデータをブランキング制御回路３４へ転送する（ステップＳ１３８）。次に、ブランキング制御回路３４により、ショット毎に、クロック数だけビームをＯＮした後ＯＦＦすることにより描画する（ステップＳ１３９）。以上の手順を各描画ストライプ毎に全領域について所定回数の多重描画が終了するまで実行することによって（ステップＳ１４０）、近接効果補正と多重描画とを両立させることができる。
【０１３５】
本実施形態の制御方法において、前述した電子線描画システム９の動作との相異点は、リアルタイムの処理回路の代替として出力データがメモリディスク上にあることに起因する点だけである。即ち、リアルタイムの近接効果補正回路を使用する替りに、最適照射量データをメモリディスクから描画回路６９の照射量データ用メモリ１６１〜１６３へ転送する点が異なっている。これは、制御計算機３７により制御し、実行することができる。
【０１３６】
このように、本実施形態の電子線描画システムの制御方法によれば、多重描画時の中間ストライプ毎に近接効果補正データを作成しておく必要がないので、システム全体の処理時間を短縮しつつ、高精度の描画を実現することができる。上述した第６の実施形態では、補正計算は制御ソフトを利用してデータストライプ毎に処理を行い、また、このデータに基づく中間の描画ストライプ用照射量データの算出は、電子線描画システムにより処理した。しかし、この中間の描画ストライプ用照射量データの算出を上記手順に従って補正ソフトにより処理しても良い。即ち、補正計算そのものは、データストライプ毎にのみ行い、中間の描画ストライプ用照射量データの算出を、隣接するストライプの照射量データの選択・結合により実行し、その結果を電子線描画システムに転送しても良い。この場合は、照射量データの転送をメモリディスクから描画回路へ描画ストライプの数量だけ行うことになるため、データ転送のロスタイムが発生するという問題がある。しかし、この問題も高速の転送手段や高速アクセス可能なメモリディスク(Ｒ ＡＭディスク)などを用いることにより回避することができる。
【０１３７】
上述した本発明の効果を近接効果補正時間について従来技術と対比することにより説明する。
【０１３８】
データストライプおよび描画ストライプのいずれについても同様のことであるが、まず、１重描画するときの１ショットに要する時間（以下、ショット時間という）を照射量から換算し、例えばこれを１μｓとする。これと同一の照射量条件で多重描画をする場合のショット時間は、２重描画で０．５μｓ、４重描画では０．２５μｓである。
【０１３９】
また、１個のストライプの全領域を描画するときに要する時間（以下、描画時間という）は、ショットの全時間を１ｓとし、その他照射量に関係なく一定量付加される時間を０．３ｓとして、１重描画の場合で合計１．３ｓとする。同様にして、２重描画の描画時間を０．８ｓ、４重描画の描画時間を０．５５ｓとする。
【０１４０】
この一方、１個のストライプについて近接効果補正処理に要する時間（以下、補正時間という）は、リアルタイムで描画処理と並行して処理するために描画時間より短くなければならない。従って、補正時間を例えば１ｓとする。このような設定で１重描画、２重描画および４重描画の３つの場合で補正時間を従来技術と本発明のそれぞれについて算出した結果を表１に示す。
【表１】
【０１４１】
表１に示すように、従来の技術によれば、２重描画や４重描画の場合では補正時間が長いため、描画を待たせることになる。これは、上述したとおり、多重描画において１個のデータストライプに対して多重度に比例した個数の描画ストライプを描画するからである。従来は、近接効果補正回路の処理速度を向上させることによりこの問題を解消しなければならなかったが、このような回路を単純な構成で実現することは困難であった。
【０１４２】
これに対して、上述した本発明にかかる電子線描画システムの第３の実施の形態および本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施の形態によれば、１重描画用のデータストライプのみについて近接効果の影響を考慮して照射量を補正して最適照射量を算出し、この最適照射量のデータを選択・結合して多重描画時の中間フレームに対応するように処理するので、表１に示すように、多重度が大きくなっても、補正時間は常に１ｓのままである。従って、描画を待たせることがない。
【０１４３】
上述したとおり、本発明によれば、描画の多重度に影響されることなく、１重描画の場合の処理速度で多重描画に対応した近接効果補正を処理することができる。これにより、単純な回路構成で、近接効果補正と多重描画とを両立させ、高精度かつ高速で図形パターンを描画することができる。
【０１４４】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの第４の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０１４５】
図３１は、本実施形態である電子線描画システムの概略を示すブロック図である。同図に示す電子線描画システム７は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ｄと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【０１４６】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０内には、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。
【０１４７】
また、描画制御部３ｄは、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５、および本実施形態において特徴的なバッファメモリ及び制御回路部５９とを備えている。また、近接効果補正回路部１７１はバッファメモリ及び制御回路部５９内に備えられる。
【０１４８】
さらに、制御部４は、ワークステーション等の制御計算機３７とデータ変換用計算機３８およびＣＡＤシステム３９とを備えている。
【０１４９】
本実施形態の電子線描画システム７は、ステージ連続移動方式を採用している。すなわち、ステージ１１を連続移動させながら、ビームを偏向してビーム位置を制御しながら図形パターンを描画する。
【０１５０】
図２１に描画領域の説明図を示す。描画領域１５中のフレーム１６は、１回のステージ連続移動で描画する領域であり、目的の図形パターンは、このような連続移動の描画を繰返すことですべて描画される。連続移動中、ビーム位置の制御は主偏向器２５と副偏向器２６とによって行われる。副偏向器２６は約６０μｍ×６０μｍの副偏向領域（サブフィールド１７）にビームの位置を制御する。このサブフィールド１７の位置決めは、主偏向器２５によって行い、フレーム１６の幅は、主偏向位置を決めることができる範囲で決まる。
【０１５１】
図３１に戻り、電子銃２１から放出された電子ビームはブランキング用偏向器２３によりＯＮ−ＯＦＦされる。本実施形態の電子線描画システム７は、このＯＮ−ＯＦＦの際の照射時間を調整することにより、照射位置に応じて照射量を変化させることを可能としている。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームはビーム成形用偏向器２４およびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、またその矩形の寸法が可変される。そして、この成形された電子ビームは偏向器２５，２６によりターゲットである基板１１上で偏向走査され、このビーム走査により基板１１が所望の図形パターンに描画されるものとなっている。なお、電子線描画システム７において電子ビームの加速電圧は５０ｋＶであり、また発生し得る可変成形ビームの最大サイズは高さ２μｍ、幅２μｍの矩形である。
【０１５２】
バッファメモリおよび制御回路部５９のより詳細な構成を図３２のブロック図に示す。同図に示すように、 バッファメモリおよび制御回路部５９は、制御計 算機３７から図形パターンデータと照射量データの供給を受けて近接効果の影響を考慮して照射量を補正する近接効果補正回路部１７１と、この近接効果補正回路部１７１の演算結果と制御計算機３７から供給される図形レイアウト情報を受けて、描画用データを作成して偏向制御回路部３３などの各種制御回路部に供給する描画用回路５２とを備えている。
【０１５３】
図３３は、近接効果補正回路部１７１のより詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、近接効果補正回路部１７１は、図形パターンのデータを格納するバッファメモリ１８１〜１８６と、図形パターンデータ間で後述する領域結合処理を行う領域結合回路１７２と、近接効果補正回路１７３と、照射量データメモリ１８７，１８８とを備えている。近接効果補正回路１７３は入力および出力のいずれについてもダブルバンク方式を採用し、これによりパイプライン方式で入力・計算・出力を並列処理できるようになっている。
【０１５４】
図３４は、描画用回路５２のより詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、描画用回路５２は、照射量データメモリ１６１〜１６３、本実施形態において特徴的な中間フレーム用照射量データ作成回路１７４、キャッシュメモリ１６４、バッファメモリ１６５、ショット分割回路１６６、照射量選択回路１６７、照射時間算出回路１６８および制御回路１６０を備えている。
【０１５５】
以上の構成を有する電子線描画システム７の動作について、本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第７の実施の形態として図面を参照しながら説明する。本実施形態は、第１のフレームである元フレームに所定の補助領域である余白領域と後方散乱領域を付加して第２のフレームである拡大フレームを形成し、これに基づいて近接効果の補正演算を行う点に特徴がある。本実施形態は、また、上記方法で演算された補正照射量データについて、重複部分を除去して中間フレームを形成する点に特徴がある。
【０１５６】
まず、上述した拡大フレームについて図３５から図３８を参照しながら説明する。図３５に示すように、フレームの高さ方向（ｙ方向）にサブフイールド１個と同一の高さを有し、横方向（ｘ方向）にフレームの長さと同一の長さを有する長方形でなる領域（以下、余白領域という）を元フレームに付加し、さらに元フレームと余白領域の外側の高さ方向に、後方散乱電子の影響を回避するための領域（以下、後方散乱領域という）をそれぞれ付加する。余白領域は、飛出図形パターンを分割することなく全領域についていずれかのフレームに帰属させるための補助領域である。また、後方散乱領域の高さは、後方散乱径をσとしたとき、２σである。本実施形態においては上述したように電子ビームの加速電圧が５０ｋＶなのでσ＝１０μｍである。以上のように、本来のフレームに余白領域と２つの後方散乱領域を付加した領域を拡大フレームと定義し、この拡大された領域で図形パターンを分割した上で近接効果補正を行う。この拡大フレームに基づく図形パターンのデータを分割する方法を図６２に示した飛出図形パターン１５１を用いて説明する。本実施形態においては、サブフィールドの全領域がある拡大フレーム内に含まれている場合は、その拡大フレームに帰属するものとし、サブフィールドの一部でも隣接する拡大フレームの領域にある場合は、隣接する拡大フレームに帰属するものとする。
【０１５７】
図３６は、図６２に示す図形パターンに拡大フレームを当てはめたものである。同図に示すように、サブフィールドＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれ全領域が元フレーム１、余白領域ＲM1および後方散乱領域Ｒb1に含まれている。従って、サブフィールドＡ〜Ｃは図３７に示すように、拡大フレーム１に帰属する。この一方、サブフィールドＤについては、内部に含む図形パターン１５７も拡大フレーム１内に位置するが、図形パターン１５８は余白領域ＲMおよび後方散乱領域Ｒbから外れるため、拡大フレーム１に含まれず、図３８に示すように拡大フレーム２に帰属する。
【０１５８】
このような拡大フレームを用いて分割された図形パターンは近接効果補正回路部１７１で処理される。ＬＳＩの図形パターンに対応する照射量データは、元フレーム単位で制御計算機３７からバッファメモリ１８１〜１８４に元フレームの順番に従って転送される。例えば、図３３に示すように、制御計算機３７は、元フレーム１に後方散乱領域Ｒb1を付加したデータをバッファメモリ１８１に格納し、また、元フレーム２のデータをバッファメモリ１８２に格納する。さらに、バッファメモリ１８３には、元フレーム３に余白領域ＲM2と後方散乱領域Ｒb2を付加したデータを格納する。ここで制御計算機３７からバッファメモリ１８１ヘ元フレーム４のデータが転送されると、これと同時に、領域結合回路１７２は、バッファメモリ１８１〜１８３からそれぞれの図形パターンに対応する照射量データを選択して引出し、拡大フレーム２を形成する。すなわち、バッファメモリ１８１から後方散乱領域Ｒb1の図形パターンの照射量データ、バッファメモリ１８２から元フレーム２の図形パターンの照射量データ、バッファメモリ１８３から余白領域ＲM2と後方散乱領域Ｒbの図形パターンの照射量データをそれぞれ引 出し、これらの領域の図形パターンの照射量でーたを結合させて拡大フレーム２を形成し、これをバッファメモリ１８５に転送する。各バッファメモリ１８１〜１８３，１８５に格納された図形パターンの照射量データを図３９に模式的に示す。
【０１５９】
拡大フレーム２のデータが領域結合回路１７２からバッファメモリ１８５(ま たは、バッファメモリ１８６)に転送されるとき、バッファメモリ１８６(または、バッファメモリ１８５)から、既に形成され格納された拡大フレーム１のデー タが近接効果補正回路１７３に転送される。近接効果補正回路１７３では、入力された拡大フレーム１の図形パターンに対応する照射量データに基づいて近接効果補正計算を行い、最適照射量を出力する。本実施形態ではこの計算に簡単な近似解の公式を利用する方法（例えば、前述した、Journal of Vacuum Science and Techno1ogy B4, 159(1986)(J.M.Parkovich)に記載の方法)を用いた。この計算結果を近接効果補正回路１７３は照射量データメモリ１８７(または、照射量デ ータメモリ１８８)に出力して格納する。
【０１６０】
次に、図３４に示すように、近接効果補正回路１７１から各拡大フレームの照射量データがメッシュごとに描画用回路５２の照射量データメモリ１６１〜１６３に転送される。なお、後方散乱領域Ｒｂの照射量メッシュは描画では使用されないので、これを除いた元フレームと余白領域ＲＭの照射量メッシュのデータが描画用回路５２に転送される。
【０１６１】
本実施形態では、１重（初回）描画については、データ上の元フレームをそのまま描画するので、これに対応する照射量データが利用される。一方、中間フレームの描画時には、中間フレーム用照射量データ作成回路１７４が照射量データメモリ１６１〜１６３に格納されている照射量メッシュのデータから中間フレームを作成する。図４０は、中間フレーム用照射量データ作成回路１７４が中間フレームを作成するまでの各段階のデータを示す模式図である。同図（ａ）は、例えば照射量データメモリ１６２に格納された元フレーム２および余白領域ＲＭ２のデータを示し、また、同図の（ｂ）は、例えば照射量データメモリ１６１に格納された元フレーム１および余白領域ＲＭ１のデータを模式的に示す。同図（ｃ）は、従来の技術により２つの元フレームを単純に並べたときの模式図であり、また、同図（ｄ）は本実施形態の制御方法により余白領域ＲＭ１を除去したときの２つの元フレームの模式図である。さらに、同図（ｅ）は元フレーム１の領域の一部と元フレーム２の領域の一部で構成される中間フレームの模式図である。なお、この中間フレームは、同図（ｄ）に示す距離ＤSだけフレーム設定の基準 位置をシフトさせた場合の中間フレームである。
【０１６２】
図４０（ｃ）に示すように、２フレームを単純に並べて中間フレームを作成すると、元フレーム２と余白領域ＲＭ２で照射量メッシュの座標がずれてしまう。これは、図３７と図３８との対比から明らかなように、余白領域ＲＭ１と、元フレーム２の底辺付近の照射量メッシュが本来同じ物であるため、その分ずれることになるからである。このことは、図４０の（ｃ）と（ｄ）の模式図を対比することにより、余白領域ＲＭ１の高さだけ元フレーム２が高さ方向にずれていることからもわかる。同図（ｄ）のフレームイメージは、照射量データメモリ１６１から元フレーム１の領域を読み出し、照射量データメモリ１６２から元フレーム２の領域と余白領域ＲＭ２の領域とを読み出して構成したものである。実際には、中間フレームの描画時に中間フレーム全体の照射量データを作成するのではなく、中間フレーム用照射量データ作成回路１７４が中間フレームの照射量データを1mm×1mmの領域毎に作成する。即ち、照射量メッシュの座標の範囲を指定して照射量データメモリ１６１から、例えば、図４０（ｂ）に示す領域βを読み出す。同様にして照射量データメモリ１６２から例えば図４０（ａ）に示す領域δとεを読み出す。これにより、キャッシュメモリ１６４には、同図（ｅ）に示すように、１mm×１mmの領域を構成する領域(β十δ十ε)が転送される。以上の読出および転送を処理する間に、既に作成したブロック内の描画が並列処理で行われている。
【０１６３】
キャッシュメモリ１６４ヘのデータ転送は、予め格納されたメッシュデータの利用手順のデータに基づいて行われる。照射量データの設定はショット毎に行うわれるが、本実施形態では、キャッシュメモリ１６４に格納された照射量データを次のように利用する。
【０１６４】
まず、あるショットに対応する照射量メッシュの位置（ｋ，ｌ）を次式により算出する。その照射量メッシュが有する照射量がそのショットの値に該当する。
（ｋ）＝（ショットの中心のＸ座標−描画ストライプのメッシュ原点のＸ座標)／メッシュサイズＸ
（ｌ）＝（ショットの中心のＹ座標−描画ストライプのメッシュ原点のＹ座標)／メッシュサイズＹ
【０１６５】
描画用回路５２の照射時間算出回路１６８は、ショット毎に設定された照射量データを照射時間のクロック数のデータに変換する。このクロック数はブランキング制御回路部３４へ供給される。ブランキング制御回路部３４は、ショット毎にこのクロック数だけビームをＯＮした後ＯＦＦする。クロック数は、ユーザが指定する、基準照射量（塗りつぶし部の照射量）Ｄ0と電流密度Ｉ、照射時間の 制御単位Δから次の様に算出される。
クロック数＝Ｄ0×(ショットの照射量データ)／(電流密度Ｉ×制御単位Δ)
【０１６６】
以上の方法により、照射量をショット毎に制御でき、照射量補正が実行される。この操作を各描画ストライプ毎に行うことによって、近接効果補正と多重描画とを両立して行うことができる。
【０１６７】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの第５〜第７の実施の形態について図面を参照しながら説明する。第５の実施の形態は、近接効果の補正に際する計算エラー等の異常の有無を電子線描画システム内部に備えるハードウェアにより自己診断する形態であり、第６の実施の形態は、上記ハードウェアまたは制御ソフトに含まれるソフトウェアにて自己診断する形態である。また、第７の実施の形態は、計算エラー等の異常が発見された場合に、ＣＲＴ等の表示手段から容易に異常箇所を特定できるデータ検証支援システムを備えた実施形態である。
【０１６８】
まず、本発明に係る電子線描画システムの第５の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態の特徴は、近接効果の補正に際する計算エラー等の異常の有無を診断する演算結果自己診断手段を備えた点にある。
【０１６９】
図４１は、本実施形態である電子線描画システム１の概略構成を示すブロック図である。
【０１７０】
同図に示す電子線描画システム１は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ｅと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【０１７１】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０内には、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。
【０１７２】
また、描画制御部３ｅは、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５、バッファメモリ及び制御回路３６とを備えている。
【０１７３】
さらに、制御部４は、ワークステーション等の制御計算機３７とデータ変換用計算機３８およびＣＡＤシステム３９とを備えている。
【０１７４】
本実施形態の電子線描画システム１は、ステージ連続移動方式を採用している。すなわち、ステージを連続移動させながら、ビームを偏向してビーム位置を制御しながら図形パターンを描画する。
【０１７５】
図２１に描画領域の説明図を示す。描画領域１５中のフレーム１６は、１回のステージ連続移動で描画する領域であり、目的の図形パターンは、このような連続移動の描画を繰返すことですべて描画される。連続移動中、ビーム位置の制御は主偏向器２５と副偏向器２６とによって行われる。副偏向器２６は約６０μｍ×６０μｍの領域面（サブフィールド１７）にビームの位置を制御する。このサブフィールド１７の位置決めは、主偏向器２５によって行い、フレーム１６の幅（ｘ方向の長さ）は、主偏向位置を決めることができる範囲で決まる。
【０１７６】
図４１に戻り、電子銃２１から放出された電子ビームはブランキング用偏向器２３によりＯＮ−ＯＦＦされる。本実施形態の電子線描画システム１は、このＯＮ−ＯＦＦの際の照射時間を調整することにより、照射位置に応じて照射量を変化させることを可能としている。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームはビーム成形用偏向器２４およびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、またその矩形の寸法が可変される。そして、この成形された電子ビームは偏向器２５，２６により基板１１上で偏向走査され、このビーム走査により基板１１の表面に所望の図形パターンが描画されるものとなっている。
【０１７７】
制御部４の制御計算機３７は、描画用データの書込みと保管、精度管理や描画手順の制御などを行う。電子線描画システム１に入力できるＥＢ（Electron Beam）データの構造の概念図を図４２に示す。これは、代表図形法を利用した近接 効果補正用データ圧縮を実現させる構造である。（参考文献、Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ；Ｔ．Ａｂｅ，Ｓ．Ｙａｍａｓａｋｉ，Ｔ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ，Ｒ．Ｙｏｓｈｉｋａｗａ＆Ｔ．Ｔａｋｉｇａｗａ， Ｖｏｌ．３０，ｐ２９６５（１９９１））。
【０１７８】
同図（ａ）に示すように、各フレーム毎に図形パターンデータＤPが格納され 、各図形パターンデータＤPには、サブフィールド毎にその位置情報及びアレイ 情報が格納されている。これらの情報のうちには、例えば、各サブフィールド内の図形情報が含まれる。なお、図形情報は、ショット分割前の図形が定義され、繰返し配列の定義等でデータ圧縮されて格納される。
【０１７９】
また、各フレーム毎にそれぞれの図形パターンデータに対応した照射量データＤSが格納される。即ち、照射量は、図形データとは別個に小さな領域（例えば １μｍ×１μｍ、同図（ｂ）参照）毎に設定される。
【０１８０】
バッファメモリ及び制御回路３６の詳細な構成を図４３を参照しながら説明する。同図に示すバッファメモリ及び制御回路３６ａは、補正照射量算出回路４０と描画制御回路５１を含み、制御ソフト４９を有する制御計算機３７とともに、本発明において特徴的な演算結果自己診断手段を構成する。
【０１８１】
補正照射量算出回路４０は、計算回路４１と入力バッファ４５，４６と出力バッファ４７，４８とを備えている。また、描画制御回路５１は、バッファ５５〜５８を備えている。
【０１８２】
補正照射量算出回路４０の入力バッファ４５，４６は、制御計算機３７に接続され、図示しないメモリに格納された各フレーム毎の照射量データ（図４２参照）の供給を受ける。計算回路４１は、回路間の専用線とは独立に設けられた専用のバス配線５９を介して制御計算機３７に接続されている。制御ソフト４９により計算回路４１を制御する場合は、制御計算機３７がこのバス配線５９を経由して制御信号を送り、制御ソフト４９により回路状態を把握するためにもこのバス配線５９を利用する。また、出力バッファ４７，４８もバス配線５９を介して制御計算機３７に接続され、出力バッファの内容もまたバス配線５９を経由して制御計算機３７が制御ソフト４９により読込むことができる構成となっている。
【０１８３】
描画制御回路５１の入力バッファ５５，５６は、制御計算機３７に接続され、各フレーム毎の図形パターンデータＤP（図４２参照）を受取る。また、描画制 御回路５１の入力バッファ５７，５８は、バス配線５９を介して補正照射量算出回路４０の出力バッファ４７，４８に接続され、演算結果としての補正照射量データＤSの転送を受ける。さらに、描画制御回路５１は、図示しない出力部が電 子光学系２に接続されている。
【０１８４】
図４３に示すバッファメモリ及び制御回路３６ａの動作は、以下のとおりである。
【０１８５】
即ち、制御計算機３７が制御信号を補正照射量算出回路４０の計算回路４１に供給し、各フレーム毎の照射量データＤSを入力バッファ４５，４６に供給する とともに、この照射量データＤSに対応して各フレーム毎の図形パターンデータ ＤPを描画制御回路５１に供給する。
【０１８６】
補正照射量算出回路４０の計算回路４１は、１フレーム毎に補正照射量を算出し、この補正照射量データＤSの供給を受けた出力バッファ４７，４８がバス配 線５９を介して描画制御回路５１に転送する。
【０１８７】
描画制御回路５１は、補正照射量算出回路４０から供給された照射量データＤSを利用し、予め制御計算機３７から供給された各フレーム毎の図形パターンデ ータＤPに基づいて、電子ビームの各ショット１８（図２１参照）毎に照射時間 を算出し、ショット１８のサイズや位置とともに、照射時間データを電子光学系２に送る。
【０１８８】
電子光学系２では、これらのデータに基づいて電子ビームを成形し、照射位置や照射時間等を調整する。
【０１８９】
図４３に示すように、補正照射量算出回路４０では、入力、出力ともに、ダブルバンク方式を採用しており、そのためパイプライン方式で計算・入力・出力を並列処理できる。また、描画制御回路５１も同様にダブルバンク方式により、照射量データの入力と描画用制御とを並列処理できる形態となっている。
【０１９０】
このような構成により、本実施形態の電子線描画システム１は、補正照射量の算出と描画を並列に処理する。即ち、描画制御回路５１は、補正照射量のデータを利用しながら、描画の制御を行い、この間、補正照射量算出回路４０は、次に描画するフレームの補正照射量を算出している。
【０１９１】
本実施形態の電子線描画システム１は、規格化した補正照射量Ｄ（ｘ）を図形に対してではなく、描画領域を等分割した第１の小領域であるメッシュ毎に算出する。このメッシュのサイズは、図４２（ｂ）に示すように、後方散乱の広がり（１０μｍ×１０μｍ）よりも充分に小さな１μｍ×１μｍ程度である。
【０１９２】
この補正照射量の演算は、図４３に示す計算回路４１により以下のように処理される。
【０１９３】
（１）補正照射量算出回路４０の計算回路４１に、制御計算機３７から図形パターンデータＤPが送られる。この図形パターンデータＤPを用いて、計算回路４１は、描画領域を第２の小領域に区分し、この第２の小領域内部に含まれる図形パターンの面積と重心を求める。ここで、小領域は後方散乱の広がりと同程度の１０μｍとする。
【０１９４】
または、描画領域をメッシュに区分し、このメッシュに含まれる図形パターンの面積を求める。
【０１９５】
メッシュのサイズは、上述したとおり後方散乱の広がりよりも充分小さな１μｍとすれば良い。システム上は、０．７×０．７μｍ〜５×５μｍの範囲で可変である。
【０１９６】
（２）各小領域の面積または面積および重心から、次の式に従って、コンボリューション計算を行う。
Ｕ（ｘ，ｙ）＝［ｅｒｆ｛（ｘ−ｘ′＋ａ）／σb｝−ｅｒｆ｛（ｘ−ｘ′− ａ）／σb｝］×［ｅｒｆ｛（ｙ−ｙ′＋ｂ）／σb｝−ｅｒｆ｛（ｙ−ｙ′−ｂ）／σb｝］・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・７）
ここで、ｘ，ｙは照射量を設定すべきメッシュの中心座標である。また、ｘ′，ｙ′およびａ，ｂの定義は以下のとおりである。
Ｉ．（１）で、面積と重心を利用する場合
ｘ′，ｙ′はｘ，ｙから３σ程度以内に存在する第２の小領域での図形パターンの重心座標ａ，ｂは次式であらわされる。
ａ（ｂ）＝（第２の小領域での図形パターンの面積）1/2
II．（２）で、面積のみを利用する場合
ｘ′，ｙ′はｘ，ｙから３σ程度以内に存在する第２の小領域の中心座標であり、ａ，ｂはメッシュの長さの半分である。
【０１９７】
（３） （２）のコンボリューション値Ｕから各メッシュ毎の（規格化した）補正照射量ｄを以下の式にしたがって算出する。
ｄ（ｘ，ｙ）＝（１／２＋η）／（１／２＋η×Ｕ（ｘ，ｙ））・・８）
【０１９８】
（４） （３）で得られたｄ（ｘ）から以下の式により、照射量データＤSを １メッシュあたりに２５６階調すなわち１バイトにて表現しなおす。
Ｄ（ｘ，ｙ）＝２５５×（ＩＮＴ（ｄ（ｘ，ｙ）／（１＋η）＋０．５） ・・９）
【０１９９】
これにより、最小の（規格化された）照射量が０で表現され、最大の（規格化された）照射量が２５５で表現される。
【０２００】
このようにして得られた補正照射量のデータは、描画制御回路５１に送られ、描画制御回路５１はこの照射量データＤSと図形パターンデータＤPとから、ショット毎の照射量を算出し、ショット毎に照射時間を変更しながら図形パターンを描画するための制御を行う。
【０２０１】
本実施形態の電子線描画システム１では、このデータを用い、以下の式で照射時間Ｔを算出する。
Ｔ＝（ＤＯ／Ｉ）×（１．０＋ｋ×Ｄ（ｘ）／２５６．０）・・・１０）
【０２０２】
ここで、ＤＯは最小の照射量（μＣ／ｃｍ2）、Ｉは電流密度（Ａ／ｃｍ2）、ｋは照射を換算するための定数であり、（規格化された）最大照射量が１＋ｋとなるよう調整してある定数である。
【０２０３】
補正照射量の算出は、１回のフレーム連続移動で描画する領域即ち１フレーム毎に行われ、補正照射量が算出された後、場所によって照射時間を調整されながら該フレーム内の図形パターンが描画される。
【０２０４】
次に、補正照射量の演算結果を自己診断する動作を本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第８の実施の形態として図４４ないし図４６のフローチャートを参照しながら説明する。
【０２０５】
まず、制御計算機３７の図示しないハードディスクの内部に数種類〜数十種類の図形パターンデータＤP（図４２参照）を予め格納しておく。この図形パター ンデータＤPには、１：１のライン・アンド・スペースや、孤立のライン図形パ ターン、スペース図形パターンなどの各種のテスト図形パターンが含まれる。これらの図形パターンデータＤPは、外部の汎用の計算機によりデータ変換ソフト などを用いて予め作成しておく。
【０２０６】
また、制御計算機３７のハードディスクの内部には、これらの図形パターンに対応する基準値としての最適照射量のデータが格納されている。この最適照射量データは、補正照射量算出回路４０が正常動作している際に得られた出力結果である。
【０２０７】
ここで、上記一つの図形パターンに対しては、一つ以上の最適照射量のデータが格納されている。これは、一つの図形パターンに対して、メッシュの大きさを０．７μｍ×０．７μｍから５μｍ×５μｍまでの５種類（０．７μｍ×０．７μｍ、１．０μｍ×１．０μｍ、１．５μｍ×１．５μｍ、２．０μｍ×２．０μｍ、３．０μｍ×３．０μｍ、５．０μｍ×５．０μｍ）の条件で算出された結果が格納され、また、補正計算用のパラメータη、σの組合わせが３種類（η＝０．３、σ＝１０．０μｍ：η＝０．８、σ＝８．０μｍ：η＝１．２、σ＝１０．０μｍ）セットされているためである。
【０２０８】
また、この最適照射量データは、フレーム毎に算出して格納しておく。
【０２０９】
さらに、制御計算機３７のハードディスクの中には、システムのチェック時間を記述するファイル（ファイルＡ）と、チェック終了の有無およびエラーの内容を記述するファイル（ファイルＢ）とが格納されている。チェック時間ファイルＡには、例えば、１：００などが記述されている。
【０２１０】
制御ソフト４９は、レチクル等の基板の描画開始前に必ず上記２つのファイルＡ，Ｂを読込み、また、制御計算機３７内部の現在時刻を読出す。図４４に示すように、（１）現在の時刻が、チェック時間に至っていない場合（ステップＳ３０）、および、（２）チェック時間を過ぎているが、ファイルＢにより（ステップＳ３１）、チェック終了していることが確認された場合には（ステップＳ３２）、次のレチクルの描画準備を開始する（ステップＳ３３）。ここで、ファイルＢのエラー内容に、高精度描画不可の記述がある場合（ステップＳ３４）、これから描画する図形パターンが高精度の描画を要するパターンであるか否かの判断を行い（ステップＳ３５）、もし高精度描画が必要ない場合は、描画を開始し（ステップＳ３６）、この一方、高精度描画を要する場合には本レチクルの描画を中断し（ステップＳ３７）、高精度でない図形パターンを探して描画を行う（ステップＳ３８）。
【０２１１】
これに対し、（３）チェック時間を過ぎており（ステップＳ３０）、ファイルＢにより（ステップＳ３１）、当日のチェックが終了していないことが確認された場合には（ステップＳ３２）、次のレチクルの描画を開始せず、図４５のフローチャートに示すように、チェック用動作を開始する。
【０２１２】
まず、補正照射量算出回路４０にメッシュサイズや、補正計算用パラメータをセットする。次に図形パターンデータ１をハードディスクから補正照射量算出回路４０の入力バッファ４５，４６にデータを供給し（ステップＳ４０）、その後、計算回路４１に起動をかける（ステップＳ４１）。計算回路４１は、その演算結果を出力バッファ４７，４８に出力して格納し、入力データをすべて処理した後は処理終了信号を制御計算機３７に供給して処理を終える。制御ソフト４９は、この処理終了信号を受けて、出力データをバス配線５９経由で読取り、読取結果をハードディスクに格納する。次に、格納された出力結果を予め算出しておいた補正照射量の基準値データと比較し（ステップＳ４２）、比較結果をハードディスクの内部にファイルの形で格納する（ステップＳ４３）。以上のステップＳ４００〜ステップＳ４３０の動作を繰返し（ステップＳ４４）、比較結果をすべてファイルに出力する。
【０２１３】
次に、比較結果の判断を行う。すべての比較で完全に一致した場合には（ステップＳ４５）、問題ない旨のメッセージを出力するとともに、完全一致の旨をファイルに格納しておき、レチクルの描画を開始する（ステップＳ４６）。
【０２１４】
比較結果が異常な場合には（ステップＳ４５）、処理は２つのケースに別れる。
【０２１５】
もし、誤差が１単位程度の軽微なものである場合（ステップＳ４７）、ワーニングとメンテナンスコールのメッセージを表示して、その旨をファイルＢに出力した上で（ステップＳ４８）、レチクルの描画を開始する（ステップＳ４９）。
【０２１６】
もし、誤差が２単位以上４単位未満の場合には（図４６ステップＳ５０）、超高精度の描画は不可能とし、その旨のメッセージを表示するとともにファイルＢに出力し（ステップＳ５１）、高精度でない図形パターンを探して描画を行う（ステップＳ５２）。
【０２１７】
もし、差が４単位以上の場合は（ステップＳ５０）、すべての描画は不可能とし、その旨のメッセージを表示するとともにファイルＢに出力し（ステップＳ５３）、描画システムを終了させる（ステップＳ５４）。
【０２１８】
このように、本実施形態の電子線描画システム１は、補正照射量算出回路４０の演算結果を所定の基準値と比較してシステムの動作を制御する演算結果自己診断手段を備えているので、レチクルの製造（図形パターン描画、レジスト現像、エッチング等）を完了した後に寸法測定等の処理により演算結果を確認する必要なく、システム単体で演算結果を検証することができる。このため、演算結果自己診断手段を定期的あるいは不定期に起動することにより、わずかな時間で演算結果の検証と補正照射量算出回路４０の状態のチェックを終了させることができる。
【０２１９】
従来、現実的ではないが、例えば仮に、すべての場所の寸法を測定したとしても、レジスト、または、クロム等の寸法測定において測定精度は数十ｎｍからせいぜい数ｎｍの測定精度しか得られなかった。これに対し、本実施形態の電子線描画システム１によれば、計算回路４１等の動作を直接検知してチェックできるため、照射量の５％以下の誤差まで検知することができる。これは、誤差２ｎｍ〜３ｎｍの測定誤差に相当する高精度のものである。しかも、算出された照射量すべてをチェックできることになる。
【０２２０】
次に、本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０２２１】
まず、本実施形態に適用される補正照射量の算出方法とその演算誤差を算出する原理について説明する。
【０２２２】
図４７は、本実施形態である電子線描画システム３０に用いられる、照射量補正により近接効果の影響を抑制する方法を説明する模式図である。即ち、同図（ａ）は描画する図形パターンの例２０１〜２０３を示し、同図（ｂ）は補正をしなかった場合の図形パターン２０１〜２０３に対応する照射量分布とエネルギー分布を示し、さらに、同図（ｃ）は、補正した場合の図形パターン２０１〜２０３に対応する照射量分布とエネルギー分布を示している。同図（ｂ）に示すように、密度の高い図形パターン２０１に対応する部分ではエネルギーの蓄積が大きく、また、粗な部分、即ち密度の低い図形パターン２０３の部分ではエネルギーの蓄積が少ない。従って、近接効果の影響は、基板から生じるエネルギーをも考慮に加え、同図（ｃ）に示すように、全体のエネルギーを一定に保つような照射量補正を行うことにより抑制する。
【０２２３】
図４８は、描画する図形パターンの他の一例２５３について、本実施形態における照射量補正の方法を説明する模式図である。
【０２２４】
同図において、それぞれａ×ｂの面積を有する小領域に分割された描画領域２１５中のメッシュ２５２に描画すべき図形パターン２５３が示されている。図形パターン２１３および２１４は、いずれも電子ビームで図形パターン２５３を描画した場合のエネルギー分布の境界を示し、図形パターン２１４のエネルギー強度は、図形パターン２１３のエネルギー強度よりも小さい。
【０２２５】
まず、位置（ｘ′，ｙ′）での照射量の寄与を考慮した、メッシュ２５２の補正照射量Ｄ（ｘ，ｙ）は下記の式で近似できる。ここで、Ｕ（ｘ，ｙ），Ｖn（ ｘ，ｙ）は、位置（ｘ′，ｙ′）が小領域（ｘ，ｙ）に及ぼす寄与分である。
Ｄ（ｘ，ｙ）＝Σｄn（ｘ，ｙ） ・・・・・・・・・・・・・・・・１１） n
ｎ：繰返し回数
ｄ0（ｘ，ｙ）＝（Ｆｔｅｒｍ＋η）／｛Ｆｔｅｒｍ＋η×Ｕ（ｘ，ｙ）｝
…１２）
Ｆｔｅｒｍ：定数
η ：定数
【数２】
【０２２６】
即ち、レチクル上に蓄積するエネルギー分布は、図形パターンの面積の大小にかかわらず一定となることが理想であり、この時もっとも良好な図形パターンを描画すると考えられる。照射量補正は、この場所毎・面積毎のエネルギー分布の調整を行う。つまり、この理論値と算出された補正照射量データに基づいて、補正誤差を算出することにより、補正計算をおこなう。
【０２２７】
場所（ｘ′，ｙ′）近傍に存在する図形パターンの端辺でのエネルギーをＥ（ｘ′，ｙ′）とし、照射量メッシュサイズを（ａ，ｂ）とすると、
【数３】
【０２２８】
ここで、（ｘj，ｙj）はメッシュ（ｘi，ｙi）の近傍３σb程度以内のメッシ ュ中心である。このとき、もし照射量が完全に正確で、誤差が無い場合、このＥ（ｘ′，ｙ′）は１．０となる。つまり、この値からのズレが補正誤差となり、 Ｅrr（ｘ′，ｙ′）＝Ｅ（ｘ′，ｙ′）−１．０００ ・・・・・・・１７ ）
で表される。
【０２２９】
本実施形態の電子線描画システム３０はこの点に注目し、１６）、１７）を制御計算機３７の制御ソフト４９に含まれるソフトウェアにより、自動的に計算する機能を設けたものである。
【０２３０】
本実施形態の電子線描画システム３０の基本的構成は、図４１に示す電子線描画システム１と略同一である。従って、その動作も補正照射量の演算処理および演算結果に対する自己診断処理を除いて同一である。本実施形態の特徴は、電子線描画システム３０のバッファメモリ及び制御回路３６ｂに含まれる補正照射量算出回路１３０にある。
【０２３１】
図４９に電子線描画システム３０が備える補正照射量算出回路１３０を含むブロック図を示す。同図に示すように、補正照射量算出回路１３０は、メッシュ毎に面積または重心を算出する面積・重心算出部１３１と、コンボリューション演算を行うコンボリューション回路１３２と、制御計算機３７および面積・重心算出部１３１に接続されるバッファ１４１，１４２と、面積・重心算出部１３１およびコンボリューション回路１３２に接続されるバッファ１４３，１４４とを備えている。補正照射量算出回路１３０は、バス配線５９を介して制御計算機３７と接続され、また、補正照射量算出回路の出力データである補正照射量データＤSは、転送回路１３４により描画制御回路５１に供給される。
【０２３２】
補正照射量算出回路１３０の動作は、次のとおりである。なお、以下では、説明を簡略化するため、メッシュ毎の重心のデータは利用しないものとする。
【０２３３】
まず、制御計算機３７からメッシュ毎の描画図形のパターンデータＤPがバッ ファ１４１または１４２に供給されると、面積・重心算出部１３１が制御計算機３７から供給される起動信号により、メッシュ毎の面積Ｓ（ｘ′)を算出し、算 出結果である面積データＤaをバッファ１４３または１４４に出力する。制御計 算機３７は、この面積データＤaを引出して図示しないハードディスクに格納す る。コンボリューション回路１３２は、バッファ１４３または１４４から面積データＤaを引出して以下の計算式に従ってコンボリューション計算を行い、補正 照射量Ｄ（ｘ）を算出して補正照射量データＤSとして転送回路１３４に出力す る。
【数４】
【０２３４】
転送回路１３４は、補正照射量データＤSを描画制御回路５１に供給するとと もに制御計算機３７にも供給し、制御計算機３７は、これをハードディスクに格納する。
【０２３５】
制御計算機３７は、これらの面積データＤaと補正照射量データＤSとを用いて面積×照射量、即ちＳ※（ｘ)＝Ｄ（ｘ)×Ｓ（ｘ)を算出して補正照射量算出回 路１３０のバッファ１４３または１４４に供給した後、コンボリューション回路１３２を起動させる。コンボリューション回路１３２は、計算式１８）に従って照射量Ｄ※（ｘ）を出力する。この出力データは、転送回路１３４により制御計算機３７へ転送され、ハードディスクに保管される。制御計算機３７は、この照射量Ｄ※（ｘ）から次のようにコンボリューション結果を逆算する。
ηＵ（ｘ）＝（１／２＋η）／Ｄ※（ｘ）−１／２・・・・・・・・・１９）
【０２３６】
このＵ（ｘ）が補正照射量算出回路１３０で得られたＤ(ｘ)で図形パターンを描画した場合の後方散乱電子によるレジストの感光量である。
【０２３７】
また、前方散乱電子によるレジストの感光量は、
１／２Ｄ※(ｘ)＝１／２Ｄ(ｘ)×Ｓ(ｘ)
であるため、全感光量Ｅ(ｘ)は、次式
Ｅ(ｘ)＝１／２Ｄ※(ｘ)＋ηＵ（ｘ）
＝１／２Ｄ(ｘ)×Ｓ(ｘ)＋（１／２＋η）／Ｄ※（ｘ）−１／２
…２０）
となる。制御計算機３７は、制御ソフト４９により上式２０）に従って全感光量Ｅ(ｘ)を算出する。
【０２３８】
Ｅ(ｘ)の理論値は１であるため、Ｅ(ｘ)の所定値１からのずれが補正計算の誤差を意味する。即ち、Ｅ(ｘ)−１で得られる。従って、補正計算誤差が所定値を超える場合は、補正照射量算出回路にエラーがあることがわかる。
【０２３９】
このように、理論に基づく場合は、発生する誤差の上限は数％である。従って、ハードウェアおよびソフトウェアに異常がなければ補正誤差がこれを超えることはない。よって、制御計算機３７は、制御ソフト４９によりこの補正誤差が上限値を超えるか否かを判断し、超えた場合には、最適照射量算出回路１３０に異常があることを認識できたことになり、その旨のメッセージ信号を出力する。
【０２４０】
ここで、面積の算出結果は面積・重心算出部１３１から出力されたものを使用したが、別途ソフトウェアにより算出しておいても良いし、他の同様の回路により算出されたものを利用しても良い。
【０２４１】
また、本実施形態では、補正照射量算出回路１３０の内部で照射量テータを算出したが、コンボリューション結果そのものを出力させても良いし、誤差そのものを出力させても良い。これらは、補正照射量算出回路１３０内の、コンボリューション結果から照射量データを算出する部分をテーブル参照方式にすることで容易に実現可能である。
【０２４２】
さらに、上記実施形態では補正照射量算出回路のチェックを描画とは別に行ったが、同時に行っても良い。
【０２４３】
図５０は、本実施形態の電子線描画システム３０の一変形例における補正照射量算出回路１４０を含むブロック図である。
【０２４４】
同図に示す補正照射量算出回路１４０は、図４９との対比において明らかなように、コンボリューション回路の出力側に２段の出力バッファ１４５，１４６を備え、このうち１段を描画制御回路５１への転送用に用い、他の１段をチェック用に利用する。チェック用バッファの後段には、補正照射量算出回路に備えられたコンボリューション回路１３２と同一のコンボリューション回路１３３がさらに備えられている。
【０２４５】
同図に示す変形例では、制御計算機３７から供給される面積×照射量のデータに対するコンボリューション計算はこのコンボリューション回路１３３が実行する。
【０２４６】
また、この結果得られた照射量データＤ※（ｘ）から誤差を算出する回路をさらに備え、この誤差算出回路で誤差が所定値以上になるか否かを検知させ、異常時には、これを制御計算機３７に通知させるようにしても良い。
【０２４７】
以上は、近接効果補正の計算をハードウェアが行ったが、ソフトによって計算を行う場合にも、同様に実現が可能である。
【０２４８】
このソフトウェアにより演算結果の自己診断を行うプロセスを図５１のフローチャートを参照しながら説明する。
【０２４９】
まず、補正照射量の演算の過程でメッシュデータと図形パターンデータに基づいて図形パターンの面積分割の結果得られた各小領域の面積データを制御計算機３７のメモリに格納しておく（ステップＳ１０）。次に、補正演算を実行して各小領域毎に補正照射量のデータをディスクに格納する（ステップＳ１１）。
【０２５０】
次に、このようにして得られた補正照射量と面積のデータから各小領域毎に面積×補正照射量のデータを作成し（ステップＳ１２）、所定のコンボリューション演算を実行して（ステップＳ１３）、補正誤差を算出する（ステップＳ１４）。
【０２５１】
次に、この補正誤差を所定の理論値と比較する（ステップＳ１６）。その結果、すべての比較で完全に一致した場合には（ステップＳ２０）、問題ない旨のメッセージを出力して、レチクルの描画を開始する（ステップＳ２１）。
【０２５２】
比較結果が理論値と合致しない場合には（ステップＳ２０）、処理は２つのケースに別れる。
【０２５３】
もし、誤差が第１の範囲内に属するような軽微なものである場合には（ステップＳ２２）、ワーニングとメンテナンスコールのメッセージを表示して（ステップＳ２３）、レチクルの描画を開始する（ステップＳ２４）。
【０２５４】
もし、誤差が第１の範囲に属さず、第２の範囲に属する場合には（ステップＳ２５）、高精度の描画は不可能とし、その旨のメッセージを表示するとともに（ステップＳ２６）、高精度でない図形パターンを探して描画を行う（ステップＳ２７）。
【０２５５】
もし、誤差が第２の範囲にも属さない大きな値である場合は（ステップＳ２５）、すべての描画は不可能とし、その旨のメッセージを表示するととともに（ステップＳ２８）、描画システムを終了させる（ステップＳ２９）。
【０２５６】
このように、本実施形態の電子線描画システムによれば、近接効果補正のためのハードウェアまたはソフトウェアの演算過程に異常がある場合に、自らこの異常を検知することができるので、トラブルやエラーの有無を早期に発見することができる。これにより、描画後のチェックの負担を大幅に低減することができる。
【０２５７】
次に、本発明に係る電子線描画システムの第７の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０２５８】
図５２は、本実施形態である電子線描画システム６０の基本的構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の特徴は、補正照射量の演算過程に異常が発見された場合に、ＣＲＴ（Ｃathode Ｒay Ｔube）等の表示手段から 容易に異常箇所を特定できるデータ支援システム６１をさらに備えた点にある。
【０２５９】
同図に示す電子線描画システム６０は、ハードメモリ６６を有しシステム全体を制御する制御計算機３７と、制御計算機３７から図形パターンデータＤPを受 けて近接効果の影響を考慮して補正した電子線照射量である補正照射量データＤSをバッファメモリ６５に出力する補正照射量算出回路４０と、バッファメモリ ６５から供給された補正照射量データＤSと制御計算機３７から供給された図形 パターンデータＤPに基づいて電子光学系２を制御する描画制御回路５１と、描 画制御回路５１の出力信号を受けてレチクル等の基板に目的の図形パターンを描画する電子光学系２と、補正照射量データＤSなどを表示するＣＲＴ６７と、本 発明において特徴的なデータ検証支援システム６１とを備えている。
【０２６０】
データ検証支援システム６１は、専用のバス配線５９により制御計算機３７と接続されている。バッファメモリから出力された補正照射量データＤSは、描画 とは別個にバス配線５９を経由して、制御計算機３７のハードディスクに格納される。さらに、この補正照射量データＤSは、制御計算機３７からデータ検証支 援システム６１に入力され、ＣＲＴ６７にグラフィック出力することにより異常箇所のチェックが目視にて行われる。
【０２６１】
制御計算機３７は、図示しないメモリ内に上述の第５の実施形態の制御ソフト４９に含まれる補正照射量自己診断用ソフトと同一のソフトウェアを格納しており、描画領域中のフレーム毎にリアルタイムで描画直前の補正照射量データの誤差の有無をチェックする。
【０２６２】
図５３は、電子線描画システム６０に備えられたデータ検証支援システム６１の一構成例である。同図に示す構成例において、データ検証支援システム６１は、オペレーションを行うメインタスク６２と、表示を行う子タスク６３を備えている。また、メモリのデータファイル領域には、制御計算機３７から供給された各種のデータがファイル６５ａ〜６５ｎに格納されている。各ファイルには、メッシュデータＤMや描画の図形パターンデータＤPが描画領域中の小領域毎の情報として個々に格納されている。
【０２６３】
メッシュデータＤMのファイルは、例えば、メッシュの大きさ、メッシュの配 置、格納データ数値、表示色しきい値等の情報から構成されている。
【０２６４】
また、図形パターンデータＤPは、例えば、その配置情報・図形形状コード・ 図形辺長さ等の情報から構成されている。
【０２６５】
電子線描画システム６０のデータ検証支援システム６１は、メインタスク６２の要求により、対象となるデータファイルを選び、必要な情報をファイルから取出して子タスク６３へ出力する。子タスク６３ではメインタスク６２のオペレーションにより、配置、色等に編集された補正照射量データＤSを、表示スピード 等、メインタスク６２の要求に応じた出力方法でＣＲＴ６７にグラフィク表示する。
【０２６６】
本実施形態におけるデータ検証支援システム６１は、メッシュデータＤMのフ ァイルから、メッシュサイズ７３、総数、データ並び方向７４、Ｘ方向個数７５、Ｙ方向個数７６、開始座標および格納データ数値等を読取り、各メッシュに該当する補正照射量データＤSの数値と、この数値を色階調化した色を、各座標に 配置されたメッシュに記入し、図５４（ａ）に示す画像９１のように、メッシュデータを可視化してＣＲＴ６７に表示する。
【０２６７】
また、描画図形パターンデータＤPは、本実施形態においてチップサイズおよ び配置位置８３、各図形のパターンおよび配置位置８５等の情報を読取り、パレット上に用意した色とハッチを用いて、図５４（ｂ）に示す画像９２のように、描画図形パターンを可視化して表示する。
【０２６８】
さらに、本実施形態におけるデータ検証支援システム６１では、メッシュデータＤM、図形パターンデータＤP等のファイルを同時に読込み、これらの重ね合わせ等、所望の要求に合致した表示画面を出力する。
【０２６９】
図５４（ｃ）に示す画像９３は、メッシュデータと図形パターンデータとを重ね合せてＣＲＴ６７に表示した一具体例である。同図に示すように、図５４（ａ）の画像９１のメッシュデータＤMと図５４（ｂ）の画像９２の図形パターンデータＤPとが重畳されることにより、補正照射量データＤSが、描画する図形パターンに対応しているか否かを目視にて点検することが容易になる。同図からは、垂直方向に帯形状をなす図形パターン９５に対応する小領域（メッシュ）では、その周辺の小領域と比較して補正照射量データＤSが小さくなっており、また、 矩形状の一部をなす図形パターン９６に対応する小領域では、表示画像９３の中央部から端部にかけて補正照射量が徐々に小さくなっていく様子がわかる。従って、ある小領域で図形パターンに対応して概ね期待される数値およびその階調色と大きく逸脱した数値・階調色が発見された場合は、その小領域を演算エラーの発生箇所と特定することが可能になる。
【０２７０】
また、前述したとおり、照射量の全データはきわめて膨大であるため、異常箇所の特定に当っては、全図形パターンについて概略的に把握した後、異常と思われる箇所の拡大表示・縮小表示を繰返して特定する必要がある。データ検証支援システム６１では、子タスク６３側の表示画面をマウスでドラッグすることにより、表示画面上から座標指定や領域指定を行い、目的の領域の拡大、縮小、スクロール等の表示を行うことができる。これは、表示画面上で指示された位置および領域情報に基づいてメインタスク６２がデータファイル６５から必要な情報を呼出し、要求されたデータを子タスク６３へ送って画面表示することにより実現する。
【０２７１】
このような画面表示の一具体例を図５５に示す。同図（ａ）は紙面右方向に画面をスクロールすることにより図形パターン９７の近傍の図形パターン８８，８７とともに表示した例を示し、また、同図（ｂ）は図形パターン９７の一部をマウスで領域指定することにより画面全体に拡大表示した例を示し、さらに、同図（ｃ）は図形パターン９７の全体をマウスで領域指定することにより縮小表示した例を示す。
【０２７２】
また、同様の操作により、表示画面上のカーソルで示す座標の単位系を切替えることもできる。例えば、Ｘ方向及びＹ方向の個数で示すメッシュ座標の単位から所定の基準位置からの距離、例えば（Ｘμｍ，Ｙμｍ）等の単位や、１６進法に基づく座標単位系に変更することもできる。
【０２７３】
なお、データファイルはメインタスク６２によりリアルタイムでアクセスされる。
【０２７４】
また、本実施形態のデータ検証支援システム６１は、ダンプツール６４をも備えているので、従来技術でのダンプ表示への表示切替えや上述したグラフィック表示との重ね合せ表示も可能である。
【０２７５】
図５６は、このようなダンプ表示を実現する構成を説明するブロック図である。同図に示すように、子タスク６３側の表示画面であるメッシュデータ表示画像９１に対し、マウスでドラッグすることにより目的の領域９８を指定すると、子タスク６３は、この指定に基づいてダンプ表示の指令をメインタスク６２に供給する。メインタスク６２は、この指令を受けてダンプツール６４を起動させ、該当するデータファイル６５から指定された領域の座標データと補正照射量データＤSを引出して、目的の領域だけのダンプ表示９４を出力する。
【０２７６】
本実施形態の電子線描画システム６０は、上述した第６の実施の形態である電子線描画システム３０と同様に、ソフトウェアによる演算結果自己診断機能を有するので、自己診断の結果エラー出力がされた場合に、さらに備えるデータ検証支援システム６１により、メッシュの補正照射量の数値をこの数値を階調化した色とともに可視化した画像で表示されるので、データを広く同時に捕らえることができ、数値を羅列したダンプ表示のみの場合に比べ、補正照射量データＤSの 確認や異常箇所の検出が容易になる。また、画面上からのアクセスによる、データ表示画像の拡大、縮小、スクロール等が可能であるためデータ検索の操作性を高めることができる。さらに、補正照射量データＤSと図形パターンデータＤPとを同時に読込み、重ね合わせて出力する場合は、データ同士の比較が非常に容易になり、データ検証がより一層容易になる。これにより、電子線描画システムの精度および効率をさらに高めることができる。
【０２７７】
以上、本発明の実施の形態のいくつかについて説明したが、本発明は上記形態に限るものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して適用することができる。例えば、上述した第５ないし第７の実施形態においては、補正照射量の算出をフレーム毎に行い、動作確認もこれに対応してフレーム単位で行ったが、レチクルに描画する図形パターンに対して一度にすべての補正照射量を算出するタイプの電子線描画システムについては、これに対応してレチクル毎にシステムの動作確認をしても良い。
【０２７８】
逆に、そのようなシステムであっても、敢てフレーム毎に、また、さらに小さな領域毎に動作確認をしても良い。
【０２７９】
さらに、上記第６の実施形態においては、補正照射量算出回路４０のみをチェックしたが、描画制御回路５１においても同様の処理を行い、システムの安定性をさらに確認することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２８０】
【図１】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第１の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図２】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第２の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図３】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第３の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図４】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第４の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図５】本発明に係る電子線描画システムの第１の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図６】一般的な電子ビーム描画の進行状況の様子を示す模式図である。
【図７】描画用データのデータ構造を簡略的に示す説明図である。
【図８】複数チップのマージ処理の具体例を示す模式図である。
【図９】複数チップのマージ処理の具体例を示す模式図である。
【図１０】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の効果を説明する模式図である。
【図１１】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法による近接効果補正の精度を説明する特性図である。
【図１２】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第５の実施の形態の概略を示すフローチャートである。
【図１３】本発明にかかる電子線描画システムの第２の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明により描画した基板の評価用図形パターンの一具体例である。
【図１５】（ａ）は本発明の評価に用いたチップレイアウトの一具体例であり、（ｂ）は従来の技術の評価に用いたチップレイアウトの一具体例である。
【図１６】図１４に示す図形パターンを図１５に示すチップレイアウトで描画した後に寸法を測長した結果を示す特性図である。
【図１７】図１９に示す電子線描画システムの動作を説明するフローチャートである。
【図１８】図１９に示す電子線描画システムの動作を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明にかかる電子線描画システムの第３の実施の形態の概略を示すブロック図である。
【図２０】図１９に示す電子線描画システムの描画用回路のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図２１】基板上の描画領域の説明図である。
【図２２】図２０に示す描画用回路のキャッシュメモリに格納される照射量データの２次元的配置を示す模式図である。
【図２３】図２０に示す描画用回路のキャッシュメモリに格納される照射量データテーブルの説明図である。
【図２４】メッシュ境界の設定方法を説明する模式図である。
【図２５】図２０に示す描画用回路の照射量データ用メモリに格納される照射量データを示す説明図である。
【図２６】ショットに対応する最適照射量データのメッシュ位置（ｋ，ｌ）の算出方法を説明する模式図である。
【図２７】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施形態を説明するフローチャートである。
【図２８】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施形態を説明するフローチャートである。
【図２９】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施形態に用いる電子線描システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３０】図２９に示す電子線描画システムの描画回路のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図３１】本発明にかかる電子線描画システムの第４の実施の形態の概略を示すブロック図である。
【図３２】図３１に示す電子線描画システムのバッファメモリおよび制御回路部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図３３】図３１に示す電子線描画システムの近接効果回路部のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図３４】図３１に示す電子線描画システムの描画用回路のより詳細な構成を示すブロック図である。に
【図３５】第２のフレームである拡大フレームの説明図である。
【図３６】第２のフレームである拡大フレームの説明図である。
【図３７】第２のフレームである拡大フレームの説明図である。
【図３８】第２のフレームである拡大フレームの説明図である。
【図３９】図３３に示す近接効果回路部のバッファメモリに格納された図形パターンデータの模式図である。
【図４０】図３４に示す描画用回路の中間フレーム用照射量データ作成回路の動作を説明する模式図である。
【図４１】本発明に係る電子線描画システムの第５の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図４２】図４１に示す電子線描画システムに入力できるデータ構造の概念図である。
【図４３】図４１に示す電子線描画システムのバッファメモリ及び制御回路部の詳細な構成を含むブロック図である。
【図４４】本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第８の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図４５】本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第８の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図４６】本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第８の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図４７】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態に用いられる、照射量補正により近接効果の影響を抑制する方法を説明する模式図である。
【図４８】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態に用いられる、照射量補正の方法の説明図である。
【図４９】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態が備えるバッファメモリ及び制御回路部の詳細な構成を含むブロック図である。
【図５０】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態の変形例が備えるバッファメモリ及び制御回路部の詳細な構成を含むブロック図である。
【図５１】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態の変形例の動作を説明するフローチャートである。
【図５２】本発明に係る電子線描画システムの第７の実施の形態の基本的構成を示すブロック図である。
【図５３】図５２に示す電子線描画システムに備えられたデータ検証支援システムの一構成例である。
【図５４】（ａ）ないし（ｃ）のいずれも図５２に示すデータ検証支援システムによる表示画像の具体例である。
【図５５】図５２に示すデータ検証支援システムによる表示画像の拡大、縮小、スクロールの説明図である。
【図５６】図５２に示すデータ検証支援システムのダンプ表示機能を説明するブロック図である。
【図５７】従来の描画用データ作成の流れを示すフローチャートである。
【図５８】近接効果を説明するための模式図である。
【図５９】従来の技術による近接効果補正方法の概略を示す模式図である。
【図６０】補正照射量で描画した場合の照射量分布の一例を示す模式図である。
【図６１】（ａ）は従来技術を説明するための図形パターン図の一例であり、（ｂ）は従来技術を説明するための特性図である。
【図６２】従来の技術を説明する図形パターン図である。
【図６３】補正照射量の演算過程において計算エラーが発生した場合の照射量分布の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２８１】
１，５，７，８，９，３０，５０，６０ 電子線描画システム
２ 電子光学系
３，３ａ〜３ｄ 描画制御部
４ 制御部
１０ 試料室
１１ 基板
１２ 試料台
２０ 電子光学鏡筒
２１ 電子銃
２２ａ〜２２ｃ レンズ系
２３〜２６ 偏向系
２７ａ〜２７ｃ アパーチャマスク
３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ バッファメモリ及び制御回路
３７ 制御計算機
３８ データ変換用計算機
３９ ＣＡＤシステム
４０，１３０ 補正照射量算出回路
４１ 計算回路
４２ 近接効果補正回路
４３ 照射量データ選択回路
４４ 照射量データ用メモリ
４５〜４８，５５〜５８，１４１〜１４６ バッファ
４９ 制御ソフト
５１ 描画制御回路
５２ 描画用回路
５３ 制御回路
５９ バッファメモリ及び制御回路部
６０ 近接効果補正回路
６１ データ検証支援システム
６２ メインタスク
６３ 子タスク
６４ ダンプツール
６５ データファイル
６６ 近接効果補正回路及び制御回路
６７ ＣＲＴ
６８ 近接効果補正パラメータ入力部
６９ 描画回路
１０２ 評価用チップ図形パターン
１１１，１１２，１１５，１１６，１２１，１２２，１２５，１２６ マージ前のチップ（第１の領域の図形パターン）
１１０，１１３，１１７，１２３，１２７ マージ後のチップ（第２の領域の図形パターン）
１３１ 面積・重心算出部
１３２，１３３ コンボリューション回路
１３４ 転送回路
１５１，１５７ 図形パターン
１６１〜１６３，１６５，１８７，１８８ 照射量データメモリ
１６４ キャッシュメモリ
１６６ ショット分割回路
１６７ 照射量選択回路
１６８ 照射時間算出回路
１７１ 近接効果補正回路部
１７３ 近接効果補正回路
１７４ 中間フレーム用照射量データ作成回路
１８１〜１８６ バッファメモリ
ＤP 図形パターンデータ
ＤS 照射量データ
ＤM メッシュデータ
ＲM，ＲM1，ＲM2 余白領域
Ｒb，Ｒb1，Ｒb2 後方散乱領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線描画システムおよびその制御方法に関し、特に、ビーム照射に伴って発生する反射電子の影響による近接効果の補正を高速かつ高精度で行うとともに、計算エラー等の異常の有無を自己診断し、異常箇所の特定を容易にする電子線描画システムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置のより一層の高集積度化に伴い、電子ビームを用いてウェーハやレチクル等の基板に図形パターンを描画する技術が開発されている。
【０００３】
まず、従来の電子線描画システムにおいて、電子線描画装置固有のデータ形式である描画用データを作成する手順の一例を図面を参照しながら説明する。なお、以下の各図において同一の部分には同一の参照番号を付してその説明を適宜省略する。
【０００４】
図５７は、従来の技術において描画用データを作成する場合の手順を示すフローチャートである。
【０００５】
まず、ＣＡＤ（Computer Aided Design）により描画すべき図形パターンのＣ ＡＤデータが作成される（ステップＳ２００）。このＣＡＤデータは、データ変換１により中間フォーマット１のデータに変換される（ステップＳ２１０）。この中間フォーマット１は、汎用性の高い形式となる場合が多い。中間フォーマット１のデータは、さらに変換２によって中間フォーマット２に変換される（ステップＳ２２０）。データ変換２では、図形パターンの白黒反転、リサイズ、倍率調整、重なり除去、デザインルールチェック等の図形パターン調整が行われる。このデータ変換２に要する時間は膨大であり、例えば、ロジックＬＳＩ等の遮光マスク基板に描画する図形パターンの変換には、数時間〜数十時間もの時間を要する。従って、電子線描画システム用のデータを作成するにあたり、このデータ変換２が最も時間を消費する。その後、データ変換２によって出力された中間フォーマット２のデータは、データ変換３により描画用データに変換される（ステップＳ２３０）。この描画用データは、電子線描画装置用の図形パターンのデータ配置情報(以下チップレイアウトデータという)とともに電子線描画装置へ供給される（ステップＳ２４０）。これらのデータによって、電子線描画装置が所望の図形パターンを描画する（ステップＳ２５０）。
【０００６】
電子ビームを用いた図形パターン描画においては、電子ビームの照射を受けた基板から発生する反射電子（後方散乱電子・前方散乱電子）によって、近接した図形の露光量が増加する。例えば、図５８の模式図に示すように、基板３１０上に図形パターンを描画するため、ある点Ｐに電子ビーム３１１を照射すると、点Ｐ上に供給された照射エネルギーにより、基板３１０から反射電子（後方散乱電子・前方散乱電子）が発生する。この反射電子の発生量は、点Ｐを最大値とし、点Ｐからの距離に比例して小さくなるため、そのエネルギー３１２は、あたかも点Ｐを中心とする同心円でなる等高線をなすように分布し、例えば、加速電圧５０ｋＶの電子線描画システムの場合では後方に散乱された電子が入射点Ｐから約１０〜２０μｍ（後方散乱径σb）の範囲に影響する。従って、同じ照射量であ っも、密集図形パターンと孤立図形パターンとでは、実際の露光量が異なってくる。これが近接効果と称される現象であり、この近接効果の影響により所望の図形パターン形状の劣化、寸法の変化等が発生する。従って、図形パターンの微細化に伴い、露光量を補正してこの近接効果の影響を抑制することが重要な課題となっている。
【０００７】
このような課題に対処し、露光量を補正する方法のひとつとして、照射量補正法がある。これは、場所によって照射量を変化させることにより照射量を補正する方法であり、ウェーハ直接描画で主に利用されてきた。この場合、補正照射量の算出は電子線描画システムの外部で汎用計算機を使用し、ハードウェアまたはソフトウェアによって行われる。
【０００８】
一方、レチクル描画では、電圧を下げる等の方法により近接効果の発生を抑制してきた。
【０００９】
近年、レチクル描画でも微細な図形パターンの作成が必要となり、従来のように低い電圧での図形パターン描画は、不可能となりつつある。このため、高電圧での描画が必須となり、レチクル描画でも照射量補正法による近接効果補正が必要となってきた。
【００１０】
この近接効果を補正する手段としては、非特許文献１、特許文献１などが挙げられ る。これらの方法では、電子線が後方に散乱される範囲内にある図形パターンの有無によって電子線の最適な照射量を計算する。図５９は、この近接効果補正方法の概略を示す模式図である。例えば、同図に示す図形パターン３４０ｆ内の点Ｑにおける最適照射量を求めるには、周辺の図形パターン３４０ａ〜３４０ｅのうち後方散乱径σb内の領域からの後方散乱の影響を考慮しなければならない。 つまり、近接効果補正計算を行なうには、照射される図形パターンだけでなく、照射される図形パターンの周辺に存在する図形パターンの情報も必要となる。近接効果補正は、ソフトウェアを用いたデータ処理により、または電子線描画システム内のハードウェアによって行われる。
【００１１】
しかしながら、従来のソフトウェアによる補正照射量を求める方式でレチクル描画用の近接効果補正を行うと、補正処理すべきデータが大量であるため、大量の計算時間が必要である。そこで補正計算は、ウェーハ直接描画の場合と同様に電子線描画システム外部の高速の計算機を利用し、並列処理を利用するなどして処理時間の短縮を図っていた。
【００１２】
ハードウェアによる解決法のひとつとして、電子線描画システム内にリアルタイム近接効果補正回路を備える方法がある。リアルタイム近接効果補正回路の形態として、第１の例は、レチクル上の図形パターンすべてを一括して補正処理し、これに基づいて描画するものがある。しかし、この方法では、レチクル全域の補正がすべて終了するまで描画できないため、電子線描画システム全体のスループットが低下する。第２の例は、描画用データを帯状に分割したストライプを単位に補正と描画とをパイプライン処理で行う方法である。この方法では、描画と補正とを並列で処理するため、第１の例に比べ、電子線描画システムのロスタイムは大幅に低減する。なお、これらの例において、最適照射量のデータは、いずれも数μｍ程度の領域毎に設定される。
【００１３】
リアルタイム近接効果補正回路により算出された補正照射量で描画した場合の照射量分布の一例を図６０に示す。同図に示すイメージ画像３２０は、周辺に他の図形パターンが近接していない孤立図形パターン３２１と２つの正方形の頂点近傍を接続させた形状の図形パターン３２２に対して補正照射量を算出して描画した場合の照射量分布を示したものである。同図に示すように、図形パターン３２１よりも図形パターン３２２の方が近接効果による影響が大きいため、図形パターン３２２内および図形パターン３２２周辺の照射量が小さく、特に、図形パターン３２２内では非常に小さい照射量となっている。
【００１４】
複数の半導体チップの図形パターンを同一基板上に描画する場合、近接効果の影響が及ぶ距離σbよりも短い間隔で相互に配置されたチップ間では、従来は近 接効果の影響が描画用データに反映されていなかった。これは、それぞれのチップ領域内に限ってのみ近接効果補正を行っていたからである。従って、後方散乱径σbよりも短い間隔でチップを配置した場合、各チップ端部の図形パターンで 近接効果の影響が現れてしまい、この部分で目標とする精度を得ることができなかった。
【００１５】
そこで、このようなチップ端部における近接効果の影響を避けるため、ＣＡＤデータの段階で複数チップを１チップにまとめる（マージする）方法が考えられた。
【００１６】
しかし、ＣＡＤデータの段階にまで遡って複数チップを１チップにマージするためには、まず、必要な各チップをＣＡＤデータ上で１つにマージし、データ変換１、２、３（図５７参照）を介して１つのチップデータを作り上げなくてはならない。
【００１７】
ここで、前述したとおり、データ変換２では図形パターンの白黒反転、リサイズ、倍率調整、重なり除去、デザインルールチェック等が行われるため、膨大な処理時間が必要となる。さらに１チップにマージすることによりチップサイズおよびデータ量がさらに膨大となり、各チップ毎でデータ変換２の処理を行った場合の処理時間の総和よりも、１チップにマージした上でデータ変換２の処理を行う場合の方が変換に要する時間が多くなる場合もある。さらにデータ量が増加したために、その後のデータ操作にも影響を及すことがあり、例えば、電子線描画システムが備える記憶装置で容量不足が発生したり、データ転送速度が律速するなどの事態が発生する。
【００１８】
このように、従来のデータ作成過程で同一基板上に複数チップを配置する場合では、近接効果補正を各チップ単位で行うとき、隣接して配置された各チップの端部では近接効果補正を行うことができず、この一方、隣接して配置されたチップの全領域で近接効果補正をそれぞれ反映させるために、これらのチップを１つのチップにマージする場合は、別途ＣＡＤデータから変換を行わなければならないので膨大な処理時間を必要としていた。
【００１９】
また、前述した、非特許文献１、特許文献１で示された方法は、より具体的には後 方散乱径σb程度の範囲内にある図形パターンの描画密度や近接効果補正パラメ ータによって電子線の最適な照射量を計算するものである。計算に用いる補正パラメータとしては、(後方散乱係数、後方散乱径)＝(η、σb)と、前方散乱によ る項などがある。補正を行なうためには、近接効果補正パラメータを前もって実験によって求めなければならない。従来の近接効果補正パラメータの設定方法について図面を参照しながら簡単に説明する。
【００２０】
従来の方法では、図形パターン描画密度の異なる図形パターンをそれぞれ照射量を変えて描画する。例えば、図６１（ａ）のような図形パターン３５１〜３５４について説明する。まず、近接効果補正を行うことなく、これらの図形パターンを現像し、またはエッチングの工程まで処理した後、それぞれの仕上がり寸法を測定する。測定は各図形パターンの中心部で行う。この測定結果を図６１（ｂ）に示す。この測定結果に基づいて、それぞれの図形パターンに対して設計寸法通りに仕上がる最適照射量を求めることができる。このようにして得られた測定結果を、下記の１）、２）等で示される補正式
【数１】
に代入することによって近接効果補正パラメータを設定していた。ここで、Ｄは最適照射量、Ｄ0は定数である。Ｕは図形パターン中心領域で一定となり、ほぼ 図形パターン描画密度に等しくなる。このようにして近接効果補正パラメータを見積もった後、近接効果補正パラメータη、σbを実際に変化させながら描画し て、補正が有効か否かを確認することにより評価する。
【特許文献１】特願平８−３６４４１号公報
【非特許文献１】Journal of Vacuum Science and Techno1ogy B4, 159(1986) (J.M.Parkovich)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、以下に詳述するとおり、従来の電子線描画装置では一枚の基板上で複数の近接効果補正パラメータを振ることができなかった。
【００２２】
図５７に示した従来の描画用データ作成手順のステップＳ２４０において、電子線描画装置に供給されるチップレイアウト情報には、各チップの配置位置、照射量、近接効果補正パラメータの定義等が含まれるが、従来の描画装置では、近接効果補正パラメータは、レイアウト内のすべてのチップで同一となっていた。これは、一度の描画に対して単一の近接効果補正パラメータ情報しかハードウェアに入力できなかったからである。従って、近接効果補正パラメータを実験で求めるにはパラメータの数と同数の基板を用意して、それぞれの基板に対してそれぞれの近接効果補正パラメータを設定して補正処理を行なって描画し、評価しなければならない。このような場合には、基板間でプロセスのばらつきの影響等を受けることになる。プロセスのばらつきの主な原因としては、現像温度、エッチング温度、現像時間、エッチング時間のばらつきなどがある。さらに、評価に用いる基板枚数も非常に多くなるため、これに伴って、評価に要する時間、費用も大きくなる。
【００２３】
このように、従来の方法では、複数の近接効果補正パラメータを一度に振りながら描画することが不可能であった。
【００２４】
また、描画すべき図形の中には、全描画領域をストライプで分割した結果、隣接する２つのストライプの境界線で分割されることになる図形（以下、飛出図形という）も含まれる場合がある。このような飛出図形はその一部が、あるストライプの外に飛出していても、所定の範囲内であればそのストライプに含めて描画する場合がある。上述した第１の例のように、全面で補正計算を行う場合は、そもそもストライプの内外の区別がないため問題になることはない。ただし、装置全体のパフォーマンスは低いままである。ところが、補正計算をストライプ単位で実施する第２の例の場合に問題が生じる。即ち、飛出図形のうち、ストライプから飛出した部分に対しては、近接効果補正計算のための補助領域が定義されていないため、正確な補正照射量を算出することができない。このため、ストライプの領域と同一の領域に含まれる図形パターンのみについて補正照射量データを出力することになり、飛出した領域の図形パターンを考慮して補正照射量を設定することができなかった。
【００２５】
例えば、図６２に示す図形パターンにおいて、全描画領域を描画装置の主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプであるフレームで分割した場合、サブフィールドＡ内に配置された図形パターン１５１は、フレーム１とフレーム２の境界線で分割されることになる。フレーム毎に補正照射量を算出する場合に、この図形パターン１５１についてはフレーム１に属する領域とフレーム２に属する領域はそれぞれ別個に補正照射量が算出される。この結果、隣接するフレームに属する図形パターンによる近接効果の影響が考慮されないので、図形パターン１５１は２つのフレームの境界領域において寸法精度が劣化し、同一図形パターンを描画することができないという問題点があった。
【００２６】
一方、近接効果補正とは別に、近年、図形パターンの寸法精度や位置精度を高めるための技術として、多重描画技術が利用されている。多重描画方法は各種存在するが、その中のひとつにストライプを所定の距離だけずらしながら描画する方法がある。この多重描画方法と上述の近接効果補正の第１の例とを組み合わせて実行する場合は、レチクル全域の照射時間が算出されているので、ストライプを多重描画する上で特に問題は発生しない。しかし、上述したとおり、補正計算に要する時間が膨大であるため、システムのロスタイムとなる問題は存続する。
【００２７】
また、ストライプ多重描画と第２の例とを組合わせる場合は、近接効果補正処理をストライプ毎に個別に処理するため、次のような問題が発生する。即ち、描画用データの段階でストライプ数がｎ個（ｎは自然数）あるものとすると、４回の多重描画を行う場合では、４ｎストライプ分の補正が必要となる。このため、４ｎストライプ分に対応して補正回路の処理速度を向上させなければならないため、多重描画については、近接効果補正回路を効果的に組込むことが困難であった。また、前述したようなストライプから飛び出した図形パターンについても近接効果補正をするために、照射量データの領域を広げた場合は、多重描画のための中間フレームに対応する照射量データの座標がずれて、正確な設定ができない、という問題点もあった。
【００２８】
さらに、以上のような近接効果の補正、即ち、補正照射量またはこの補正照射量を算出するためのデータを算出する際には、ハードウェアまたはソフトウェアに起因する計算エラーの問題が発生する可能性がある。この計算エラーの原因は、ディジタル回路に発生するノイズや回路内の接触不良、ソフトウェア上のバグなどがあげられる。
【００２９】
図６３に示すイメージ画像３３０は、図６０に示す図形パターン３２１，３２２と同一の図形パターンについて計算ミスが発生した場合の照射量分布の一例を示す。図形パターン３２２については片方の正方形状に対する適正照射量の演算処理が欠如しており、また、図形パターン３２１については細長形状のうち、一端と、他端の近傍にのみ適正照射量の演算処理がなされている。また、図形パターン３２２の周囲には、ソフト上のバグが原因と思われるエラー３２５が数箇所現れている。
【００３０】
このような計算エラーによる図形パターンのエラーは、レチクル上に数箇所〜数百箇所にわたって寸法誤差数十ｎｍ程度の誤差として現れる。さらに、これらの誤差は、処理すべき図形パターンの規模、面積に比例して増加する傾向があり、面積の大きいレチクルを作成する場合、特に顕著にあらわれる。
【００３１】
このような寸法誤差を伴って作成されたレチクルは、その誤差が許容限界を超えている場合、本来は使用不能である。しかし、現状では、１０ｃｍ×１０ｃｍの広い領域中で数箇所〜数百箇所の数十ｎｍの寸法誤差エラーを検知する高速・高精度の計測装置は存在しない。そのため、算出された補正照射量の精度は、主として、単純試験図形パターンの手計算で行われた照射量の検出結果と比較することにより確認されていた。
【００３２】
しかしながら、補正照射量の算出を電子線描画システム外部の汎用計算機で処理する場合は、計算結果の確認を比較的容易に行うことができるが、これに対して、電子線描画システム内部のハードウェアによる補正では、計算結果算出直後にこのデータを利用して描画を行うため、結果の確認を行うタイミングがない。従って、計算結果の検証は、困難または不可能であった。
【００３３】
また、計算エラーによる図形パターンのエラーが発見された場合に、エラーが生じた箇所を特定するためには、補正照射量の演算に伴う小領域（メッシュ）毎の図形面積や後方散乱寄与分等、データファイルの内容を確認する必要がある。
【００３４】
しかしながら、従来は、小領域毎の座標（メッシュ座標）とその該当データを数値で表示するダンプ出力が主な手段であった。このようなダンプ出力による描画用データ確認方法は、試験的な微少領域１個〜数百個程度のデータ数においては問題ないが、実用レベルでは約数億個のデータ数である。この膨大なデータ数のため、ダンプ形式では、表示に時間が掛かるばかりでなく、必要なデータの検索、異常箇所の検出、またデータの正当性の確認等に大変な時間と労力を要していた。
【００３５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣接して配置された各チップに対しても短時間で近接効果の影響を考慮した照射量補正を行って描画することができる電子線描画システムおよびその制御方法を提供することにある。
【００３６】
本発明はまた、それぞれに近接効果補正パラメータが割当てられた複数のチップデータについて近接効果の影響を考慮して照射量を一度に補正して一つの基板に対し描画できる電子線描画システムおよびその制御方法を提供することをも目的とする。
【００３７】
本発明はまた、多重描画と近接効果補正とを両立させつつ高速での補正処理が可能な電子線描画システムおよびその制御方法を提供することをも目的とする。
【００３８】
本発明はまた、多重描画においてフレーム単位で近接効果補正を実施する場合に、高精度の補正を実現する電子線描画システムおよびその制御方法を提供することをも目的とする。
【００３９】
さらに、本発明の目的はまた、近接効果補正の処理における計算エラー等の異常の有無を自己診断し、さらに異常箇所の特定を容易にする電子線描画システムおよびその制御方法を提供することにもある。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明の第１の態様によれば、
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に上記電子線を照射して所望の図形パターンを上記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプに分割してこのストライプ毎に描画する電子線描画手段と、近接効果の影響を考慮して上記電子線の照射量を補正した最適照射量を上記ストライプ毎に算出する近接効果補正演算手段と、上記最適照射量のデータを上記図形パターンの全領域に至るまで順次格納する記憶手段と、描画回数毎に上記ストライプを用いた全描画領域の分割形態を所定の基準位置から上記副偏向の方向に所定距離だけシフトさせながら、上記記憶手段から上記最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して上記電子線描画手段に供給し、上記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる制御手段と、を備えた電子線描画システムが提供される。
【００４１】
本発明にかかる電子線描画システムによれば、多重描画における中間ストライプ用の照射量データは、既に算出された、１重描画において前後して描画される２つのストライプの最適照射量データの分離・結合により算出することができる。これにより、最適照射量の算出は、描画用データ上のストライプ毎に行われ、中間ストライプ用に改めて近接効果補正を演算処理する必要がない。この結果、上記近接効果補正演算手段は、多重描画の有無に影響されることなく１重描画の場合の処理速度で構成することができる。
【００４２】
上記近接効果補正演算手段は、上記ストライプの領域を格子状に等分割した小領域ごとに最適照射量を算出し、上記記憶手段は、上記小領域のそれぞれを上記所定の基準位置を原点とする相対位置のデータとともに上記最適照射量のデータを格納し、上記制御手段は、上記相対位置データに基づいて各描画回数毎に各ストライプについて上記記憶手段から上記最適照射量のデータを選択的に引出して上記電子線描画手段に供給することが好ましい。
【００４３】
上記小領域毎にそれぞれの相対位置データに基づいて最適照射量のデータを選択的に引出すことにより、隣接する２つの描画ストライプの境界線で分割される図形パターンについて上記最適照射量の連続性を確保することができる。この連続性がない場合は、１／２メッシュ分の誤差が発生し、これにより全体として数パーセントの誤差が発生するが、上記構成により、このような誤差発生のおそれが解消される。
【００４４】
また、上記制御手段は、上記電子線描画手段の描画中に、次に描画すべき上記ストライプについて上記最適照射量のデータを選択することが好ましい。
【００４５】
また、本発明の第２の態様によれば、
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に上記電子線を照射して所望の図形パターンを上記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプに分割してこのストライプ毎に描画する電子線描画手段と、記憶手段とを有し、同一の図形パターンを上記基板の表面に複数回多重描画する電子線描画システムの制御方法であって、近接効果の影響を考慮して上記電子線の照射量を補正した最適照射量のデータを上記図形パターンの全領域に至るまで順次算出して上記記憶手段に格納する第１の過程と、第１回目の描画については上記記憶手段に格納された上記最適照射量のデータをそのまま引出して上記電子線描画手段に供給する第２の過程と、第２回目以降の描画については、上記ストライプを用いた全描画領域の分割形態を所定の基準位置から上記副偏向の方向に所定距離だけ描画回数毎にシフトさせながら、上記記憶手段から上記最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して上記電子線描画手段に供給する第３の過程と、を備えた電子線描画システムの制御方法が提供される。
【００４６】
上記電子線描画システムの制御方法によれば、１重描画用のストライプのみについて近接効果の影響を考慮した最適照射量を算出し、この最適照射量のデータに基づいて多重描画時の中間ストライプ用の照射量データを作成する。これにより、描画の多重度に影響されることなく、１重描画の場合の処理速度で多重描画に対応した近接効果補正を処理することができる。この結果、専用の補正回路を備えていない電子線描画システムでも、リアルタイムで近接効果の補正処理を行いながら多重描画による高精度の描画を短時間で行うことができる。
【００４７】
上記第１の過程は、上記ストライプの領域を格子状に等分割した小領域ごとに上記最適照射量を算出し、上記小領域のそれぞれについて上記所定の基準位置を原点とする相対位置を算出し、この相対位置に対応させて上記小領域毎に上記最適照射量を上記記憶手段に格納する過程であり、上記第３の過程は、上記相対位置のデータに基づいて上記最適照射量のデータを選択的に引出す過程を含むことが好ましい。
【００４８】
また、上記第２および第３の過程は、上記電子線描画手段が一描画ストライプについて描画している間に、次に描画すべき上記描画ストライプに対応する上記最適照射量のデータを上記記憶手段から選択的に引出すことが好ましい。
【００４９】
また、本発明の第３の態様によれば、
電子ビームを偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に上記電子線を照射して所望の図形パターンを上記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義される第１のフレームに分割してこの第１のフレーム毎に描画する電子線描画手段と、上記第１のフレームの領域を副偏向の方向に伸張した第２のフレームごとに上記図形パターンのデータを分割して演算用データを形成するデータ変換手段と、このデータ変換手段から上記演算用データの供給を受けて、近接効果の影響を考慮して上記電子線の照射量を補正した最適照射量を算出する補正照射量演算手段と、上記最適照射量のデータに基づいて隣接する上記第２のフレームの上記最適照射量データから重複部分を除去して上記第１のフレームに含まれる図形パターンに対応する描画用データを作成して上記描画手段に供給して描画させ、上記描画手段の描画中は、次に描画すべき上記第１のフレームの描画用データを形成するとともに、描画回数毎に上記第１のフレームを設定する基準位置を上記副偏向の方向に所定距離だけシフトして多重描画用データを形成して上記電子線描画手段に供給し、上記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる制御手段と、を備えた電子線描画システムが提供される。
【００５０】
また、本発明の第４の態様によれば、
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に上記電子線を照射して所望の図形パターンを上記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義される第１のフレーム毎に描画する電子線描画手段と、近接効果の影響を考慮して上記電子線の照射量を補正した最適照射量を算出する補正照射量演算手段とを備えた電子線描画システムの制御方法であって、上記第１のフレームの領域を副偏向の方向に伸張した第２のフレームごとに上記図形パターンのデータを分割して演算用データを形成する第１の過程と、上記演算用データに基づいて上記図形パターンに対応する電子線照射量のデータを上記補正照射量演算手段により補正して最適照射量を算出する第２の過程と、この最適照射量のデータに基づいて隣接する上記第２のフレームの上記最適照射量データから重複部分を除去して上記第１のフレームに属する図形パターンに対応する描画用データを形成する第３の過程と、上記第１のフレームを設定する基準位置を描画回数毎に上記副偏向の方向に所定距離だけシフトして多重描画用データを形成して上記電子線描画手段に供給し、上記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる第４の過程と、上記描画手段の描画中に、次に描画すべき上記第１のフレームの描画用データを形成する第５の過程とを備えた電子線描画システムの制御方法が提供される。
【００５１】
上記第２のフレームは、上記第１のフレームと、この第１のフレームに付加された所定の大きさの補助領域と、この補助領域および上記第１のフレームの外側の相反する副偏向方向にそれぞれ付加され、他の第１のフレーム内の図形パターンによる近接効果の影響を排除するための後方散乱領域とでなり、２つの上記第１のフレームの境界で分割される図形パターンは、この図形パターンを含む副偏向領域であるサブフィールドの全領域が上記補助領域に含まれるときに上記第２のフレームの領域に属するように定義されることが望ましい。
【発明の効果】
【００５２】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００５３】
即ち、本発明にかかる電子線描画システムによれば、記憶手段から最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して電子線描画手段に供給する制御手段を備えているので、多重描画の描画回数に影響されることなく、１回のみの描画の場合の処理速度で近接効果の影響を考慮した補正処理を実行することができる。これにより、単純な回路構成で、近接効果補正と多重描画とを両立させ、高精度かつ高速で図形パターンを描画することができる電子線描画システムを提供することができる。
【００５４】
また、本発明にかかる電子線描画システムによれば、第２のフレームごとに図形パターンのデータを分割して演算用データを形成するデータ変換手段と、最適照射量のデータに基づいて隣接する上記第２のフレームの最適照射量データから重複部分を除去して描画用データを作成する制御手段とを備えているので、単純な回路構成で、近接効果補正と多重描画とを両立させ、高精度で高速な近接効果補正を実現することができる。これにより高精度でかつスループットの高い電子線描画システムが提供される。
【００５５】
上記第２のフレームが所定の大きさの補助領域を有する場合は、フレームに分割される飛出図形についても、補正照射量を高精度で設定できる電子線描画システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明の実施の形態のいくつかについて図面を参照しながら説明する。
【００５７】
まず、本発明に係る電子線描画システムの第１の実施の形態について説明する。本実施形態の特徴は、図１ないし図４のフローチャートに示すように、ＣＡＤデータから変換された描画用データを用いて複数のチップを結合することにより、新たな領域の１チップとして再定義した上で基板上に連続描画する点にある。
【００５８】
図５は、本実施形態である電子線描画システム５の概略構成を示すブロック図である。
【００５９】
同図に示す電子線描画システム５は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ａと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【００６０】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０は、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。本実施形態において基板１１はレチクルである。
【００６１】
また、描画制御部３ａは、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５、バッファメモリおよび制御回路３６、照射量データ選択回路４３および照射量データ用メモリ４４を備えている。
【００６２】
さらに、制御部４は、描画すべき図形パターンを作成するＣＡＤシステム３９と、このＣＡＤシステム３９で作成された図形データを電子光学系２で描画するためのデータ形式でなる描画用データに変換するデータ変換用計算機３８と、ワークステーション等の制御計算機３７とを備えている。さらに、データ変換用計算機３８は、近接効果補正回路４２を備えている。
【００６３】
電子光学系２の動作について簡単に説明する。電子銃２１から放出された電子線(電子ビーム)は、ブランキング用偏向器２３により、ＯＮ−ＯＦＦされる。このＯＮ−ＯＦＦの制御は、照射量データ選択回路４３から供給される照射量データに基づいて行なわれる。この際のＯＮ−ＯＦＦによって、照射時間を調整し、照射位置に応じて照射量を変化させることを可能にしている。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームは、ビーム成形用偏向器２４および、ビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、また、その矩形の寸法が可変される。そして、この成形された電子ビームは走査偏向器２５，２６によりターゲットである基板１１上で偏向走査され、このビーム走査により基板１１に所望の図形パターンが描画されるものとなっている。走査偏向器２５，２６は、それぞれ主偏向器、副偏向器と呼ばれる。主偏向器２５、副偏向器２６はそれぞれ最大の偏向幅を有しており、本実施形態ではそれぞれ約１，２００μｍ、６０μｍである。主偏向器２５は、副偏向領域(サブフィールド)間の長い距離について電子線を偏向する。副偏向器２６は、サブフィールド内の図形パターンを描画するために電子線を偏向する。
【００６４】
一般的な描画進行状況を図６の模式図を用いて簡単に説明する。主偏向器２５でサブフィールド１７間を移動し（ｙ方向）、副偏向２６でサブフィールド１７内の図形パターン、例えば、図形パターン１０１を描画する（ｘ方向）。このとき、電子光学系２のステージ１２はｘ方向に進行しており、ｙ方向に主偏向器２５による最大の偏向幅が存在する。これをフレーム幅と呼ぶ。電子光学系２はステージ１１をｘ方向に移動させながらフレーム単位で描画し、例えばフレーム１６ａの描画が終了するとステージ１１がｙ方向に移動して次のフレーム１６ｂの描画を行なう。
【００６５】
以上のような電子光学系２の走査上の特徴は、描画用データの構造にも反映される。即ち、データの定義においても、フレーム、サブフィールドが存在する。図７にデータ構造を簡略的に示す。同図に示すように描画用データは階層構造をとり、チップデータはｎ個のフレームでなり、各フレームはｍ個のサブフィールドで構成される。さらに、各サブフィールドに描画すべき図形パターン１〜ｌが含まれる。
【００６６】
図５に示す電子線描画システム５の動作について、本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第１の実施の形態として図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図１は、本実施形態の制御方法を説明するフローチャートである。まず、図５７に示す従来の技術と同様の手順で、ＣＡＤシステム３９で図形パターンが作成され、この図形パターンデータを受けたデータ変換用計算機３７がデータ変換１およびデータ変換２を行い、これにより中間フォーマット１および中間フォーマット２の作成を経てデータ変換３により描画用データを出力する（ステップＳ６０〜ステップＳ６３）。次に、チップレイアウト情報に基づいて隣接するチップ間の距離Ｄを算出し、予め定めた基準値と比較する（ステップＳ６６）。チップ間距離Ｄが基準値よりも小さい場合は（ステップＳ６６）、隣接するチップについて描画用データのマージ処理を行い（ステップＳ６８）、マージ処理後の描画用データをチップレイアウト情報とともに描画制御部３に供給し、描画制御部３の制御により電子光学系２は連続描画を行う（ステップＳ６９）。隣接するチップ間の距離が基準値以上である場合は（ステップＳ６８６、マージ処理を行うことなく、描画制御部３を介して電子光学系２により通常の描画を行う（ステップＳ６９）。
【００６８】
ここで、フレームやサブフィールドの各サイズは、各チップで任意に選ぶことができる。このため、複数チップの描画用データをマージして１チップの描画用データを形成するためには、これらのサイズを揃える必要がある。従って、本実施形態のマージ処理では、まず、複数のチップ間でフレームおよびサブフィールドを揃える処理を行い、その後座標の変更を行なう。これにより、複数チップは、データ構造上で１チップとなる。
【００６９】
次に、本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第２の実施の形態について図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００７０】
まず、ＣＡＤシステム３９で図形パターンを作成した後、この図形パターンデータを受けたデータ変換用計算機３８がデータ変換１およびデータ変換２を行い、これにより中間フォーマット１および中間フォーマット２を作成する（ステップＳ６０〜ステップＳ６２）。
【００７１】
次に、チップレイアウト情報に基づいて隣接するチップ間の距離Ｄを算出し（ステップＳ７０）、予め定めた基準値と比較する（ステップＳ７２）。チップ間距離Ｄが基準値よりも小さい場合は（ステップＳ７２）、隣接するチップについて中間フォーマット２のマージ処理を行い（ステップＳ７４）、その後、マージ後の中間フォーマット２についてデータ変換３の処理を行って描画用データを作成し（ステップＳ７５）、描画制御部３を介して電子光学系２により連続描画を行う（ステップＳ７６）。隣接するチップ間の距離Ｄが基準値以上である場合は（ステップＳ７２）、マージ処理を行うことなく、描画制御部３および電子光学系２により通常の描画を行う（ステップＳ７６）。
【００７２】
次に、本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第３の実施の形態について図３のフローチャートを参照しながら説明する。本実施形態は、データマージ処理を行うか否かの判断における手順が上述した第１の実施形態と異なる。その他の点については、第１の実施形態と同一である。
【００７３】
即ち、第１の実施の形態と同様にして、ＣＡＤシステム３９で図形パターンを作成した後、この図形パターンデータについてデータ変換１およびデータ変換２を行い、これにより中間フォーマット１および中間フォーマット２を経てデータ変換３により描画用データを出力する（ステップＳ６０〜ステップＳ６３）。
【００７４】
次に、チップレイアウト情報に基づいて隣接するチップの描画領域について描画時間を予測し（ステップＳ６５）、隣接するチップの描画用データを結合させることにより描画時間を短縮できるか否かを判断する（ステップＳ６７）。結合させることにより描画時間を短縮できると判断した場合は（ステップＳ６７）、隣接するチップについて描画用データのマージ処理を行い（ステップＳ６８）、描画制御部３を介して電子光学系２により連続描画を行う（ステップＳ６９）。描画用データを結合しても描画時間を短縮できないと判断した場合は（ステップＳ６７）、マージ処理を行うことなく、描画制御部３を介して電子光学系２により通常の描画を行う（ステップ６９）。
【００７５】
次に、本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第４の実施の形態について図４のフローチャートを参照しながら説明する。本実施形態についても、データマージ処理を行うか否かの判断における手順が上述した第２の実施形態と異なり、その他の点については、第２の実施形態と同一である。
【００７６】
まず、第２の実施形態と同様にして、ＣＡＤシステム３９で図形パターンを作成した後、この図形パターンデータについてデータ変換１およびデータ変換２を行い、これにより中間フォーマット１および中間フォーマット２を形成する（ステップＳ６０〜ステップＳ６２）。
【００７７】
次に、チップレイアウト情報に基づいて隣接するチップの描画領域について描画時間を予測し（ステップＳ７１）、隣接するチップの描画用データを結合させることにより描画時間を短縮できるか否かを判断する（ステップＳ７３）。結合させることにより描画時間を短縮できると判断した場合は（ステップＳ７３）、隣接するチップについて中間フォーマット２のマージ処理を行い（ステップＳ７４）、マージ後の中間フォーマット２についてデータ変換３の処理を行って描画用データを作成し（ステップＳ７５）、描画制御部３を介して電子光学系２により連続描画を行う（ステップＳ７６）。マージ処理を行っても描画時間を短縮できないと判断した場合は（ステップＳ７３）、マージ処理を行うことなく、それぞれのチップについてデータ変換３の処理を行って描画用データを作成し（ステップＳ７５）、描画制御部３を介して電子光学系２により通常の描画を行う（ステップＳ７６）。
【００７８】
このような複数チップのマージ処理の具体例のいくつかを図８および図９の模式図に示す。これらは近接する２つのチップについてマージ処理を行った場合であり、図８および図９の（ａ），（ｂ）にマージ前のチップを示し、図８および図９の（ｃ），（ｄ）にそれぞれのマージ処理後のチップを示す。また、ＤHは ｘ方向でのチップ間距離、ＤVはｙ方向でのチップ間距離、さらに、ＦHはフレーム幅を示す。
【００７９】
図８および図９に示す４つの例ではいずれの場合も、第２の領域である新たな領域のチップ形状がマージ前の各チップの全領域（第１の領域）を含むとともに最小面積の矩形状をなすようにマージ処理を行う。なお、本実施形態の電子線描画システム５の電子線の標準の加速電圧は５０ｋＶである。この場合の近接効果の及ぶ範囲である後方散乱径σbは約１０μmである。
【００８０】
本発明にかかる電子線描画システムの制御方法により、チップの図形パターンを描画した場合の効果について、従来の電子線描画装置用データ作成過程による描画結果と対比して説明する。描画にあたっては、遮光用マスク基板である、クロム（Ｃｒ）を蒸着したガラス（Ｑｚ）を利用した。レジストはポジ型の電子線用レジストを用いた。各チップ内の評価用図形パターンと各チップの配置図をそれぞれ図１０（ａ）〜（Ｃ）に示す。図１０（ａ）に示された評価用チップ図形パターンは、１：１のライン・アンド・スペースの図形パターン１０２であり、その設計寸法は、２．０μm、そのピッチは４．０μmであった。チップのサイズは、高さ（ｘ方向）１００μm、幅（ｙ方向）１００μmである。
【００８１】
後方散乱径σbは約１０μmなので、評価用チップの中心部は、隣接した各チップからの近接効果の影響を受けない。即ち、各評価用チップの中心部は、それぞれ自己のチップ内図形パターンからのみ、それぞれ同じ量の後方散乱電子を受けるため、各図形パターンは同じ寸法に仕上がる。図１０（ｂ）は従来の方法によるチップ配置状況を示す。同図における各チップはそれぞれ独立に定義され、独立して近接効果補正が行われた。図１０（ｃ）は本発明にかかる電子線描画システムの制御方法で作成されたチップ配置状況を示す。同図に示すように、すべてのチップは１つのチップ１１０として定義されている。従って、近接効果補正も１チップ定義のもとで行われた。データ作成は、チップデータ作成後、各チップをマージする第１の実施形態（図１）の方法を用いた。図１０（ｂ）、（ｃ）上で配置された各チップのチップ間距離ＤHは、０．５μm〜２０．０μmの間とし た。描画した図形パターンを現像し、クロム（Ｃｒ）をウエット系エッチングによりパターニングした後、測長ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）でガラ ス（Ｑｚ）部を測定した。各チップの端部での図形パターン寸法と各チップの中心での図形パターン寸法とを測定し、その寸法差を算出することにより近接効果補正における精度の検証を行なった。この測定結果を図１１に示す。同図において横軸は隣接チップ間距離ＤHを表し、また縦軸は各チップの端部での図形パターン寸法と各チップの中心での図形パターンの寸法差を表している。図１１から分かるように、従来の技術による方法では、後方散乱径σb程度の隣接チップ間 距離において、寸法差が最大で約４０ｎｍ生じている。これに対して、本発明ではすべての隣接チップ間距離で、寸法差がほとんど無く数ｎｍ程度以下となった。この結果、本発明を用いることで高精度の近接効果補正を行うことができることが確認された。
【００８２】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は専用回路で近接効果補正を行なう形態である。
【００８３】
図１３は、本実施形態である電子線描画システム８の概略構成を示すブロック図である。
【００８４】
同図に示す電子線描画システム８は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ｂと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【００８５】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０は、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。本実施形態において基板１１はレチクルである。
【００８６】
また、制御部４は、描画すべき図形パターンを作成するＣＡＤシステム３９と、このＣＡＤシステム３９で作成された図形データを電子光学系２で描画できる描画用データに変換するとともに、後述するチップマージ処理を行うデータ変換用計算機３８と、ワークステーション等の制御計算機３７とを備えている。
【００８７】
さらに、描画制御部３ｂは、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５と、バッファメモリ及び制御回路３６と、本発明において特徴的な近接効果補正回路６０と、照射量データ選択回路４３とを備えている。
【００８８】
バッファメモリ及び制御回路３６は、照射量データ用メモリ４４を備え、また近接効果補正回路６０は、補正パラメータ入力部６８を備えている。
【００８９】
本実施形態の電子線描画システム８の動作について、本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第５の実施の形態として図面を参照しながら説明する。
【００９０】
図１２は、本実施形態の電子線描画システムの制御方法の概略を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、ＣＡＤデータを電子光学系２により電子線で描画するための描画用データであるチップデータに変換し（ステップＳ８０）、このチップデータを、チップレイアウト情報とともにデータ変換用計算機３８へ供給する（ステップＳ８１）。チップレイアウト情報には、チップの配置、照射量、電子光学系２、近接効果パラメータなどに関する情報が含まれる。ここで近接効果補正パラメータの算出のための係数、即ち後方散乱係数ηと後方散乱径σbはチップ毎に設定されて いる。
【００９２】
次に、データ変換用計算機３８は、チップデータとチップレイアウト情報に基づいてチップマージ処理を行う（ステップＳ８２からＳ８５）。このチップマージ処理は、主に後方散乱径σbよりも近接して配置された複数チップを１チップ として定義し直すことにより行う。
【００９３】
即ち、まず、チップレイアウト情報に基づいて各チップ間の距離Ｄを算出し（ステップＳ８２）、この距離Ｄを後方散乱径σbと比較する（ステップＳ８３） 。チップ間距離Ｄが後方散乱径σbよりも小さい場合は（ステップＳ８３）、マージ対象となるチップについて設定パラメータを照合する（ステップＳ８４）。これは、再定義された１チップについても単一の近接効果補正パラメータしか設定できないので、マージ対象となるチップのうちに異なる近接効果補正パラメータが設定されているチップが含まれる場合は、これらのチップをマージ（結合）することができないからである。従って、このように設定パラメータ間で矛盾がある場合には（ステップＳ８４）、警告信号を出力する（ステップＳ８６）。データ変換計算機３８はこの警告信号に基づいて、チップレイアウトを変更する（ステップＳ８７）。これにより、相互に異なる近接効果補正パラメータが設定されたチップは、相互の間隔が後方散乱径σb以上になるようにチップレイアウト が変更され、同一の近接効果補正パラメータを有するチップ同士でマージ処理が行われる。設定パラメータ間で矛盾がない場合は（ステップＳ８４）、これらのチップについてチップマージ処理を行い（ステップＳ８５）、後述のとおり電子線描画を行う（ステップＳ８８）。
【００９４】
チップ間距離Ｄが後方散乱径σb以上である場合は（ステップＳ８３）、マー ジ処理を行うことなく電子線描画を行う（ステップＳ８８）。
【００９５】
このようなチップマージ処理により必要なすべての描画図形パターンを取込んで最適照射量を計算することにより高い精度で近接効果補正を行うことができる。
【００９６】
図１３へ戻り、チップマージ処理後、チップデータとチップレイアウト情報は制御計算機３７へ供給され、制御計算機３７が備える図示しないメモリに格納される。
【００９７】
制御計算機３７に格納されたチップデータとチップレイアウト情報は、制御ソフトによってバッファメモリ及び制御回路３６へ供給される。近接効果補正回路６０は、チップごとのデータとともに各チップに対応するそれぞれの近接効果補正パラメータ情報を受ける。補正パラメータは、近接効果補正回路６０の補正パラメータ入力部６８ヘセットされる。さらに、近接効果補正回路６０は、それぞれのチップについて、それぞれ割当てられた近接効果補正パラメータに基づいて最適照射量を算出する。補正後に得られた最適照射量データは、照射量データ用メモリ４４に記憶される。照射量データ選択回路４３は、照射量データ用メモリ４４から供給される照射量データに基づいてブランキング制御回路３４を介してブランキング用偏向器２３を制御することにより電子銃２１から放出された電子線（電子ビーム）のＯＮ−ＯＦＦを制御する。この電子線のＯＮ−ＯＦＦによって、照射時間が調整され、照射位置に応じて照射量を変化させることができる。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームは、ビーム成形用偏向器２４と、ビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、また、その矩形の寸法が増減される。
【００９８】
さらに、この成形されたビームは走査偏向器２５，２５によりターゲットである基板１１上で偏向走査され、このビーム走査により基板１１に所望図形パターンが描画される。なお、本実施形態では電子光学系２の加速電圧は５０ｋＶであった。
【００９９】
図１３に示す電子線描画システム８を上述した制御方法で制御して後方散乱係数η、後方散乱径σbを確認することにより、評価を行なった。評価に当っては 本発明と従来技術との間でプロセス変動差を見極めるための実験を行なった。プロセス変動差は、一つの基板上で複数の後方散乱係数η1〜η5を振って実験した場合(本実施形態)と、一つの基板に対してそれぞれ一つの後方散乱係数η1〜η5を用いて、複数基板３４１〜３４５を用いて描画した場合（従来法）とを比較することにより測定した。図１４に評価に用いた図形パターンを示す。評価用図形パターン１０３〜１０５は、それぞれスペース、ライン・アンド・スパース、および２−ラインの図形パターンである。これらの図形パターンに対して、後方散乱係数（η1，η2，η3，η4，η5）＝（０．２，０．２５，０．３０，０．３ ５，０．４０）を割振って補正描画を行なった。本実施形態の制御方法の評価では、図１５（ａ）に示すように、複数チップ１４１〜１４５を同一基板１１上に配置した。この一方、従来法の評価では、同図（ｂ）に示すように、複数基板３４１〜３４５の中心にそれぞれ１チップずつ配置した。後方散乱径σbは、１０ μｍに固定した。また、設計寸法は、０．５μｍとした。基板１１には、遮光用マスク基板である、クロム（Ｃｒ）を蒸着したガラス（Ｑｚ）を利用した。用いたレジストはポジ型の電子線用レジストである。描画した図形パターンを現像した後、測長ＳＥＭにより寸法を測長した。測定箇所は、すべてクロム（Ｃｒ）の場所である。測定結果を図１６（ａ），（ｂ）に示す。同図に示すように、密度が高い図形パターン１０５（２−ライン）は後方散乱係数ηの変化に対してほとんど変化することなく、鈍感であった。この一方、密度が低い図形パターン１０３（スペース）は後方散乱係数ηの変化に対して敏感であり、ηの増大に対して仕上がり寸法が急激に大きくなった。図形パターン１０４（ライン・アンド・スペース）のη依存性は、図形パターン１０５（２−ライン）と図形パターン１０３（スペース）のη依存性の中問程度である。
【０１００】
このような図形パターン密度に依存した寸法変動量のη依存特性は、スペース、ライン・アンド・スパース、２ラインのいずれについてもη＝約０．３５の値の付近で交差する。これが求めるべき後方散乱係数ηの値である。従って、このηを用いた場合、スペース、ライン・アンド・スペース、２−ラインはすべて同じ寸法に仕上がる。しかしながら、図１６の（ａ），（ｂ）間では、ばらつきに相違が生じている。同図（ａ）に示すように、本実施形態の制御方法で一つの基板に複数パラメータのチップを描画した場合は、寸法ばらつきが約±５ｎｍ程度であった。
【０１０１】
この一方、同図（ｂ）に示すように、従来技術の方法により複数の基板に分けてそれぞれ近接効果補正パラメータが異なるチップを描画した場合は、約±２０ｎｍもの寸法ばらつきが生じていた。即ち、単一の基板で求めた後方散乱係数ηの精度は、複数の基板に跨って求めたものに比べ約４倍向上する。この寸法ばらつきの差異が前述したプロセス要因によるものである。このように、本実施形態の制御方法によれば、プロセスの変動要因を分離した上で、一枚の基板で近接効果補正パラメータを確認し、評価することができた。さらに、一枚の基板のみで評価できることから基板枚数および評価時間も節約できることが示された。
【０１０２】
上記実施形態では、チップ毎に異なる近接効果補正パラメータが設定され、それぞれ個別に処理された場合を示したが、これに限ることなく、例えば、同一の図形パターンの場合は最適照射量算出結果を記憶しておき、これを用いてチップの図形パターンを描画してもよい。
【０１０３】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの第３の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０１０４】
図１９は、本実施形態である電子線描画システム９の概略を示すブロック図である。同図に示す電子線描画システム９は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ｃと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【０１０５】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０内には、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。
【０１０６】
また、描画制御部３は、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５、および本実施形態において特徴的な近接効果補正回路及び制御回路６６を備えている。
【０１０７】
さらに、制御部４は、ワークステーション等の制御計算機３７とデータ変換用計算機３８およびＣＡＤシステム３９とを備えている。
【０１０８】
本実施形態の電子線描画システム９は、ステージ連続移動方式を採用している。すなわち、ステージ１１を連続移動させながら、ビームを偏向してビーム位置を制御しながら図形パターンを描画する。
【０１０９】
図２１は描画領域の説明図である。描画領域１５中のフレーム（ストライプ）１６は、１回のステージ連続移動で描画する領域であり、目的の図形パターンは、このような連続移動の描画を繰返すことですべて描画される。連続移動中、ビーム位置の制御は主偏向器２５と副偏向器２６とによって行われる。
【０１１０】
図１９に戻り、電子銃２１から放出された電子ビームはブランキング用偏向器２３によりＯＮ−ＯＦＦされる。本実施形態の電子線描画システム９は、このＯＮ−ＯＦＦの際の照射時間を調整することにより、照射位置に応じて照射量を変化させることを可能としている。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームはビーム成形用偏向器２４およびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、またその矩形の寸法が可変される。そして、この成形された電子ビームは主偏向器２５と副偏向器２６によりターゲット１１上で偏向走査され、このビーム走査によりターゲット１１が所望の図形パターンに描画されるものとなっている。なお、電子線描画システム９において電子ビームの加速電圧は５０ｋＶであり、また発生し得る可変成形ビームの最大サイズは高さ２μｍ、幅２μｍの矩形である。
【０１１１】
図２０は、近接効果補正回路及び描画回路６６のより詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、近接効果補正回路及び描画回路６６は、近接効果補正回路１７１と描画回路６９とを備え、また、描画回路６９は、照射量データメモリ１６１〜１６３、キャッシュメモリ１６４、バッファメモリ１６５、ショット分割回路１６６、照射量選択回路１６７、照射時間算出回路１６８および制御回路１６０を備えている。
【０１１２】
上記の構成を有する電子線描画システム９の動作を図１７および図１８のフローチャートを用いて説明する。
【０１１３】
制御計算機３７には、全描画領域の照射量データを図２１に示すフレームに相当する１重描画用のストライプで分割した場合の各ストライプ内の照射量データ（以下、データストライプという）と、全描画領域の図形パターンデータをストライプで分割した場合の各ストライプ内の図形パターンデータ（以下、描画ストライプという）が図示しないメモリに予め格納されている。まず、図１７に示すように、制御計算機３７は、各データストライプ内の小領域であるメッシュの２次元配置を特定するための基準位置（以下、メッシュ原点という）を算出し（ステップＳ９１）、このメッシュ原点のデータとともに照射量データを近接効果補正回路１７１と描画回路６９に供給する（ステップＳ９２）。
【０１１４】
近接効果補正回路１７１は、これらのデータを受けて予め供給された図形パターンのデータに基づいてメッシュ毎に最適照射量データを算出する（ステップＳ１０１）。即ち、近接効果補正回路１７１は、ストライプ内の図形パターンをメッシュに分割し、そのメッシュ毎の面積を求め、この面積に基づいてコンボリューション計算を実行し、その計算値を利用して、メッシュ毎の照射量データを算出する。ここで、予め制御計算機３７から転送されたストライプ毎のメッシュ原点を次の計算式３）、４）を用いてメッシュ境界を設定することにより、照射量メッシュの連続性を保証することができる。
メッシュ境界のｘ座標＝チップ原点からの該ストライプのメッシュ原点ｘ1＋(メッシュのｘ方向サイズＸ)×ｎ・・・・・・・・・・・・・・・・・・３）
メッシュ境界のｙ座標＝チップ原点からの該ストライプのメッシュ原点ｙ1＋(メッシュのｙ方向サイズＹ)×ｍ・・・・・・・・・・・・・・・・・・４）
【０１１５】
ここで、ｎ，ｍはメッシュを特定するための番号である。例えば、図２４に示すように、チップ原点をＯCとする２次元座標において、ストライプＲSのメッシュ原点ＯMの座標は（ｘ1，ｙ1）であり、同図に示すメッシュサイズはＸ×Ｙで あるため、メッシュ原点から起算してｘ方向にｎ番目、ｙ方向にｍ番目のメッシュ（ｎ，ｍ）のメッシュ境界の座標は、（ｘ1＋Ｘｎ，ｙ1＋Ｙｍ）となる。
【０１１６】
図１７に戻り、近接効果補正回路１７１は、以上のようにして１ストライプ分の最適照射量データを算出し、その算出結果を、バッファメモリ１８１に格納した後（図２５参照）、描画用回路６９の照射量データ用メモリ１６１〜１６３に転送する（ステップＳ１０２）。
【０１１７】
近接効果補正回路１７１で最適照射量データの算出が行われている間に、制御計算機３７は、多重描画における各描画回数での描画ストライプの位置を特定するための基準となる位置である描画ストライプのメッシュ原点の算出を行い（ステップＳ９３）、このデータを描画回路６９に転送する（ステップＳ９４）。
【０１１８】
次に、制御計算機３７は、データストライプ上の照射量データを利用する手順を算出する（ステップＳ９５）。これは、各描画ストライプ毎に行われる。この結果は、描画回路６９に転送される（ステップＳ９６）。
【０１１９】
次に、描画回路６９は、描画すべきストライプに対応する照射量データの再構成を行う。１回目の描画（１重描画）のように、データストライプをそのまま利用して描画する場合には、１重描画における描画ストライプに対応する照射量データをそのまま利用すればよい。この一方、２回目以降の描画において中間のストライプを描画する場合には、照射量データ用メモリ１６１〜１６３に格納されている２つの１重描画用ストライプのメッシュデータから中間ストライプの図形パターンに対応する照射量データを１mm×１mmの領域（以下、ブロックという）毎に作成し（ステップＳ１０３）、このブロック毎の照射量データをステップＳ９６で予め転送されているメッシュデータの利用手順に基づいてキャッシュメモリ１６４に転送して格納する（ステップＳ１０４）。なお、このステップＳ１０３の手順を実行している間に、既に作成したブロック内図形パターンについての描画が並列処理で行われている。
【０１２０】
キャッシュメモリ１６４に格納される照射量データの２次元的配置を図２２の模式図に示す。同図において、例えば照射量データのメッシュ位置（ｎ，ｍ）は、描画ストライプのメッシュ原点Ｏdに位置するメッシュの位置を（０，０）と した場合の相対的位置である。各メッシュの照射量データは、図２３に示すように、キャッシュメモリ１６４内で照射量データテーブルの形式で格納される。
【０１２１】
図１７に戻り、上述したブロック毎の照射量データの作成（ステップＳ１０３）および転送（ステップＳ１０４）に並行して、描画回路６９のショット分割回路１６６は、ショット毎に最適照射量データを設定し、ショットデータを作成する（ステップＳ１１１）。
【０１２２】
キャンシュメモリ１６４に格納された最適照射量データは次のように利用する。 即ち、図１８に示すように、あるショットに対応する最適照射量データのメッシュ位置（ｋ，ｌ）を照射量選択回路１６７が次式５）、６）に従って算出する（ステップＳ１１２）。
（ｋ）＝〔｛（ショットの中心のＸ座標）−（描画ストライプのメッシュ原点ＯdのＸ座標）｝／（メッシュのＸ方向のサイズ）〕の整数部分・・・・５）
（ｌ）＝〔｛（ショットの中心のＹ座標）−（描画ストライプのメッシュ原点ＯdのＹ座標）｝／（メッシュのＹ方向のサイズ）〕の整数部分・・・・６）
【０１２３】
例えば、図２６に示すショットについて説明すると、この対応する最適照射量のメッシュ位置は、ショットの中心の座標を（ｘ2，ｙ2）、描画ストライプのメッシュ原点Ｏdの座標を（ｘ1，ｙ1）とすると、
（ｋ）＝〔（ｘ2−ｘ1）／Ｘ1〕の整数部分
（ｌ）＝〔（ｙ2−ｙ1）／Ｙ1〕の整数部分
となる。
【０１２４】
図１８に戻り、このメッシュ（ｋ，ｌ）に対応する最適照射量がそのショットの照射量であるため、描画回路６９は、キャッシュメモリ１６４内のデータを照合し、メッシュ位置に該当する最適照射量のデータがキャッシュメモリ１６４内に格納されているか否かを調べる（ステップＳ１１３）。一致する最適照射量データがある場合は（ステップＳ１１３）、これをそのショットデータとともに照射時間算出回路１６８に転送する（ステップＳ１１５）。一致する最適照射量データがない場合は（ステップＳ１１３）、描画回路６９は、メッシュ位置（ｋ，ｌ）に基づいてメッシュが属するブロックを算出し、算出されたブロックのデータをキャッシュメモリ１６４に転送し（ステップＳ１１４）、そのショットデータとともに照射時間算出回路１６８に転送する（ステップＳ１１５）。
【０１２５】
照射時間算出回路１６８は、ショット毎に設定された最適照射量データを照射時間のクロック数のデータに変換する（ステップＳ１１６）。クロック数のデータはブランキング制御回路部３４へ転送される（ステップＳ１１７）。ブランキング制御回路部３４は、ショット毎に、このクロック数だけビームをＯＮした後ＯＦＦすることにより描画する（ステップＳ１１８）。クロック数は、ユーザが指定する基準照射量(塗りつぶし部の照射量)Ｄ0および電流密度Ｉ、並びに照射 時間の制御単位Δに基づいて、次のように算出される。
クロック数＝Ｄ0×（ショットの照射量データ）／（電流密度Ｉ×制御単位Δ)
【０１２６】
これにより、照射量をショット毎に制御できるので、精度の高い照射量補正を実行することができる。以上の手順を各描画ストライプ毎に全領域について所定回数の多重描画が終了するまで実行することによって（ステップＳ１１９）、近接効果補正と多重描画とを両立させることができる。
【０１２７】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、汎用計算機を利用したソフトウェアにより近接効果補正をリアルタイムで処理する点に特徴がある。従って、専用の補正回路を備えていない電子線描画システムでもリアルタイムで近接効果の補正処理を行いながら多重描画による高精度の描画を短時間で行うことができる。
【０１２８】
図２９は、本実施形態に用いる電子線描システムの概略構成を示すブロック図であり、また、図３０は、図２９に示す電子線描画システムが備える描画回路のより詳細な構成を示すブロック図である。図１９に示す電子線描画システム９との対比において、図２９に示す電子線描画システム５０は、データ変換用計算機、ＣＡＤシステムおよび近接効果補正回路を備えていない点のみが相違する。その他の点は、電子線描画システム９と略同一である。
【０１２９】
図２７および図２８は、本実施形態の電子線描画システムの制御方法を説明するフローチャートである。
【０１３０】
図２７に示すように、まず、外部の汎用計算機１４５（図２９参照）を用いてデータストライプのメッシュ原点をデータストライプ毎に算出し、これをメモリディスク１４６（図２９参照）に格納しておく（ステップＳ１２１）。また、このデータストライプのメッシュ原点に基づいて、データストライプ毎に近接効果の影響を考慮した補正計算を行い、メッシュ毎の最適照射量を算出し、データストライプ毎のメッシュ原点とともに、メモリディスク１４６に格納しておく（ステップＳ１２２）。
【０１３１】
次に、汎用計算機１４５のメモリディスク１４６から、メッシュ毎の最適照射量データとデータストライプ毎のメッシュ原点を図形パターンデータとともに、電子線描画システム５０に入力する（ステップＳ１２３）。制御ソフトにより、図形パターンデータに記述されるストライプ原点とメッシュ原点のデータとから多重描画時の描画ストライプのメッシュ原点が描画ストライプ毎に算出され（ステップＳ１２５）、このデータは描画回路６９に転送される（ステップＳ１２６）。また、最適照射量のデータは、データストライプ毎に描画回路６９の照射量データ用メモリ１６１〜１６３へ転送される（ステップＳ１２７）。
【０１３２】
さらに、制御計算機３７は、データストライプ上の照射量データを利用する手順を算出する。これは、各描画ストライプ毎に行われる。この結果は、描画回路６９に転送される。
【０１３３】
これ以降は、上述した第３の実施形態とほぼ同様の手順で処理される。
【０１３４】
即ち、描画回路６９により、描画すべきストライプに対応する照射量データの再構成を行う。１重描画の場合は、１重描画における描画ストライプに対応する照射量データをそのまま利用するが、２回目以降の描画において中間のストライプを描画する場合には、照射量データ用メモリ１６１〜１６３に格納されている２つの１重描画用ストライプのメッシュデータから中間ストライプの図形パターンに対応する照射量データをブロック毎に作成し（ステップＳ１３０）、このブロック毎の照射量データ−をステップＳ１２８で予め転送されているメッシュデータの利用手順に基づいてキャッシュメモリ１６４に転送して格納する（ステップＳ１３１）。このステップＳ１０３の手順を実行している間に、既に作成したブロック内図形パターンについての描画を並列処理で行う。キャッシュメモリ１６４に格納された最適照射量データは次のように利用する。即ち、あるショットに対応する最適照射量データのメッシュ位置（ｋ，ｌ）を照射量選択回路１６７が上述した式５）、６）に従って算出する（ステップＳ１３３）。次に、図２８に示すように、描画回路６９により、キャッシュメモリ１６４内のデータを照合し、メッシュ位置に該当する最適照射量のデータがキャッシュメモリ１６４内に格納されているか否かを調べる（ステップＳ１３４）。一致する最適照射量データがある場合は（ステップＳ１３４）、これをそのショットデータとともに照射時間算出回路１６８に転送し（ステップＳ１３６）、この一方、一致する最適照射量データがない場合は（ステップＳ１３４）、メッシュ位置（ｋ，ｌ）に基づいてメッシュが属するブロックを算出し、算出されたブロックのデータをキャッシュメモリ１６４に転送し（ステップＳ１３５）、そのショットデータとともに照射時間算出回路１６８に転送する（ステップＳ１３６）。次に、照射時間算出回路１６８により、ショット毎に設定された最適照射量データを照射時間のクロック数のデータに変換し（ステップＳ１１６）、クロック数のデータをブランキング制御回路３４へ転送する（ステップＳ１３８）。次に、ブランキング制御回路３４により、ショット毎に、クロック数だけビームをＯＮした後ＯＦＦすることにより描画する（ステップＳ１３９）。以上の手順を各描画ストライプ毎に全領域について所定回数の多重描画が終了するまで実行することによって（ステップＳ１４０）、近接効果補正と多重描画とを両立させることができる。
【０１３５】
本実施形態の制御方法において、前述した電子線描画システム９の動作との相異点は、リアルタイムの処理回路の代替として出力データがメモリディスク上にあることに起因する点だけである。即ち、リアルタイムの近接効果補正回路を使用する替りに、最適照射量データをメモリディスクから描画回路６９の照射量データ用メモリ１６１〜１６３へ転送する点が異なっている。これは、制御計算機３７により制御し、実行することができる。
【０１３６】
このように、本実施形態の電子線描画システムの制御方法によれば、多重描画時の中間ストライプ毎に近接効果補正データを作成しておく必要がないので、システム全体の処理時間を短縮しつつ、高精度の描画を実現することができる。上述した第６の実施形態では、補正計算は制御ソフトを利用してデータストライプ毎に処理を行い、また、このデータに基づく中間の描画ストライプ用照射量データの算出は、電子線描画システムにより処理した。しかし、この中間の描画ストライプ用照射量データの算出を上記手順に従って補正ソフトにより処理しても良い。即ち、補正計算そのものは、データストライプ毎にのみ行い、中間の描画ストライプ用照射量データの算出を、隣接するストライプの照射量データの選択・結合により実行し、その結果を電子線描画システムに転送しても良い。この場合は、照射量データの転送をメモリディスクから描画回路へ描画ストライプの数量だけ行うことになるため、データ転送のロスタイムが発生するという問題がある。しかし、この問題も高速の転送手段や高速アクセス可能なメモリディスク(Ｒ ＡＭディスク)などを用いることにより回避することができる。
【０１３７】
上述した本発明の効果を近接効果補正時間について従来技術と対比することにより説明する。
【０１３８】
データストライプおよび描画ストライプのいずれについても同様のことであるが、まず、１重描画するときの１ショットに要する時間（以下、ショット時間という）を照射量から換算し、例えばこれを１μｓとする。これと同一の照射量条件で多重描画をする場合のショット時間は、２重描画で０．５μｓ、４重描画では０．２５μｓである。
【０１３９】
また、１個のストライプの全領域を描画するときに要する時間（以下、描画時間という）は、ショットの全時間を１ｓとし、その他照射量に関係なく一定量付加される時間を０．３ｓとして、１重描画の場合で合計１．３ｓとする。同様にして、２重描画の描画時間を０．８ｓ、４重描画の描画時間を０．５５ｓとする。
【０１４０】
この一方、１個のストライプについて近接効果補正処理に要する時間（以下、補正時間という）は、リアルタイムで描画処理と並行して処理するために描画時間より短くなければならない。従って、補正時間を例えば１ｓとする。このような設定で１重描画、２重描画および４重描画の３つの場合で補正時間を従来技術と本発明のそれぞれについて算出した結果を表１に示す。
【表１】
【０１４１】
表１に示すように、従来の技術によれば、２重描画や４重描画の場合では補正時間が長いため、描画を待たせることになる。これは、上述したとおり、多重描画において１個のデータストライプに対して多重度に比例した個数の描画ストライプを描画するからである。従来は、近接効果補正回路の処理速度を向上させることによりこの問題を解消しなければならなかったが、このような回路を単純な構成で実現することは困難であった。
【０１４２】
これに対して、上述した本発明にかかる電子線描画システムの第３の実施の形態および本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施の形態によれば、１重描画用のデータストライプのみについて近接効果の影響を考慮して照射量を補正して最適照射量を算出し、この最適照射量のデータを選択・結合して多重描画時の中間フレームに対応するように処理するので、表１に示すように、多重度が大きくなっても、補正時間は常に１ｓのままである。従って、描画を待たせることがない。
【０１４３】
上述したとおり、本発明によれば、描画の多重度に影響されることなく、１重描画の場合の処理速度で多重描画に対応した近接効果補正を処理することができる。これにより、単純な回路構成で、近接効果補正と多重描画とを両立させ、高精度かつ高速で図形パターンを描画することができる。
【０１４４】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの第４の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０１４５】
図３１は、本実施形態である電子線描画システムの概略を示すブロック図である。同図に示す電子線描画システム７は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ｄと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【０１４６】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０内には、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。
【０１４７】
また、描画制御部３ｄは、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５、および本実施形態において特徴的なバッファメモリ及び制御回路部５９とを備えている。また、近接効果補正回路部１７１はバッファメモリ及び制御回路部５９内に備えられる。
【０１４８】
さらに、制御部４は、ワークステーション等の制御計算機３７とデータ変換用計算機３８およびＣＡＤシステム３９とを備えている。
【０１４９】
本実施形態の電子線描画システム７は、ステージ連続移動方式を採用している。すなわち、ステージ１１を連続移動させながら、ビームを偏向してビーム位置を制御しながら図形パターンを描画する。
【０１５０】
図２１に描画領域の説明図を示す。描画領域１５中のフレーム１６は、１回のステージ連続移動で描画する領域であり、目的の図形パターンは、このような連続移動の描画を繰返すことですべて描画される。連続移動中、ビーム位置の制御は主偏向器２５と副偏向器２６とによって行われる。副偏向器２６は約６０μｍ×６０μｍの副偏向領域（サブフィールド１７）にビームの位置を制御する。このサブフィールド１７の位置決めは、主偏向器２５によって行い、フレーム１６の幅は、主偏向位置を決めることができる範囲で決まる。
【０１５１】
図３１に戻り、電子銃２１から放出された電子ビームはブランキング用偏向器２３によりＯＮ−ＯＦＦされる。本実施形態の電子線描画システム７は、このＯＮ−ＯＦＦの際の照射時間を調整することにより、照射位置に応じて照射量を変化させることを可能としている。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームはビーム成形用偏向器２４およびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、またその矩形の寸法が可変される。そして、この成形された電子ビームは偏向器２５，２６によりターゲットである基板１１上で偏向走査され、このビーム走査により基板１１が所望の図形パターンに描画されるものとなっている。なお、電子線描画システム７において電子ビームの加速電圧は５０ｋＶであり、また発生し得る可変成形ビームの最大サイズは高さ２μｍ、幅２μｍの矩形である。
【０１５２】
バッファメモリおよび制御回路部５９のより詳細な構成を図３２のブロック図に示す。同図に示すように、 バッファメモリおよび制御回路部５９は、制御計 算機３７から図形パターンデータと照射量データの供給を受けて近接効果の影響を考慮して照射量を補正する近接効果補正回路部１７１と、この近接効果補正回路部１７１の演算結果と制御計算機３７から供給される図形レイアウト情報を受けて、描画用データを作成して偏向制御回路部３３などの各種制御回路部に供給する描画用回路５２とを備えている。
【０１５３】
図３３は、近接効果補正回路部１７１のより詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、近接効果補正回路部１７１は、図形パターンのデータを格納するバッファメモリ１８１〜１８６と、図形パターンデータ間で後述する領域結合処理を行う領域結合回路１７２と、近接効果補正回路１７３と、照射量データメモリ１８７，１８８とを備えている。近接効果補正回路１７３は入力および出力のいずれについてもダブルバンク方式を採用し、これによりパイプライン方式で入力・計算・出力を並列処理できるようになっている。
【０１５４】
図３４は、描画用回路５２のより詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、描画用回路５２は、照射量データメモリ１６１〜１６３、本実施形態において特徴的な中間フレーム用照射量データ作成回路１７４、キャッシュメモリ１６４、バッファメモリ１６５、ショット分割回路１６６、照射量選択回路１６７、照射時間算出回路１６８および制御回路１６０を備えている。
【０１５５】
以上の構成を有する電子線描画システム７の動作について、本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第７の実施の形態として図面を参照しながら説明する。本実施形態は、第１のフレームである元フレームに所定の補助領域である余白領域と後方散乱領域を付加して第２のフレームである拡大フレームを形成し、これに基づいて近接効果の補正演算を行う点に特徴がある。本実施形態は、また、上記方法で演算された補正照射量データについて、重複部分を除去して中間フレームを形成する点に特徴がある。
【０１５６】
まず、上述した拡大フレームについて図３５から図３８を参照しながら説明する。図３５に示すように、フレームの高さ方向（ｙ方向）にサブフイールド１個と同一の高さを有し、横方向（ｘ方向）にフレームの長さと同一の長さを有する長方形でなる領域（以下、余白領域という）を元フレームに付加し、さらに元フレームと余白領域の外側の高さ方向に、後方散乱電子の影響を回避するための領域（以下、後方散乱領域という）をそれぞれ付加する。余白領域は、飛出図形パターンを分割することなく全領域についていずれかのフレームに帰属させるための補助領域である。また、後方散乱領域の高さは、後方散乱径をσとしたとき、２σである。本実施形態においては上述したように電子ビームの加速電圧が５０ｋＶなのでσ＝１０μｍである。以上のように、本来のフレームに余白領域と２つの後方散乱領域を付加した領域を拡大フレームと定義し、この拡大された領域で図形パターンを分割した上で近接効果補正を行う。この拡大フレームに基づく図形パターンのデータを分割する方法を図６２に示した飛出図形パターン１５１を用いて説明する。本実施形態においては、サブフィールドの全領域がある拡大フレーム内に含まれている場合は、その拡大フレームに帰属するものとし、サブフィールドの一部でも隣接する拡大フレームの領域にある場合は、隣接する拡大フレームに帰属するものとする。
【０１５７】
図３６は、図６２に示す図形パターンに拡大フレームを当てはめたものである。同図に示すように、サブフィールドＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれ全領域が元フレーム１、余白領域ＲM1および後方散乱領域Ｒb1に含まれている。従って、サブフィールドＡ〜Ｃは図３７に示すように、拡大フレーム１に帰属する。この一方、サブフィールドＤについては、内部に含む図形パターン１５７も拡大フレーム１内に位置するが、図形パターン１５８は余白領域ＲMおよび後方散乱領域Ｒbから外れるため、拡大フレーム１に含まれず、図３８に示すように拡大フレーム２に帰属する。
【０１５８】
このような拡大フレームを用いて分割された図形パターンは近接効果補正回路部１７１で処理される。ＬＳＩの図形パターンに対応する照射量データは、元フレーム単位で制御計算機３７からバッファメモリ１８１〜１８４に元フレームの順番に従って転送される。例えば、図３３に示すように、制御計算機３７は、元フレーム１に後方散乱領域Ｒb1を付加したデータをバッファメモリ１８１に格納し、また、元フレーム２のデータをバッファメモリ１８２に格納する。さらに、バッファメモリ１８３には、元フレーム３に余白領域ＲM2と後方散乱領域Ｒb2を付加したデータを格納する。ここで制御計算機３７からバッファメモリ１８１ヘ元フレーム４のデータが転送されると、これと同時に、領域結合回路１７２は、バッファメモリ１８１〜１８３からそれぞれの図形パターンに対応する照射量データを選択して引出し、拡大フレーム２を形成する。すなわち、バッファメモリ１８１から後方散乱領域Ｒb1の図形パターンの照射量データ、バッファメモリ１８２から元フレーム２の図形パターンの照射量データ、バッファメモリ１８３から余白領域ＲM2と後方散乱領域Ｒbの図形パターンの照射量データをそれぞれ引 出し、これらの領域の図形パターンの照射量でーたを結合させて拡大フレーム２を形成し、これをバッファメモリ１８５に転送する。各バッファメモリ１８１〜１８３，１８５に格納された図形パターンの照射量データを図３９に模式的に示す。
【０１５９】
拡大フレーム２のデータが領域結合回路１７２からバッファメモリ１８５(ま たは、バッファメモリ１８６)に転送されるとき、バッファメモリ１８６(または、バッファメモリ１８５)から、既に形成され格納された拡大フレーム１のデー タが近接効果補正回路１７３に転送される。近接効果補正回路１７３では、入力された拡大フレーム１の図形パターンに対応する照射量データに基づいて近接効果補正計算を行い、最適照射量を出力する。本実施形態ではこの計算に簡単な近似解の公式を利用する方法（例えば、前述した、Journal of Vacuum Science and Techno1ogy B4, 159(1986)(J.M.Parkovich)に記載の方法)を用いた。この計算結果を近接効果補正回路１７３は照射量データメモリ１８７(または、照射量デ ータメモリ１８８)に出力して格納する。
【０１６０】
次に、図３４に示すように、近接効果補正回路１７１から各拡大フレームの照射量データがメッシュごとに描画用回路５２の照射量データメモリ１６１〜１６３に転送される。なお、後方散乱領域Ｒｂの照射量メッシュは描画では使用されないので、これを除いた元フレームと余白領域ＲＭの照射量メッシュのデータが描画用回路５２に転送される。
【０１６１】
本実施形態では、１重（初回）描画については、データ上の元フレームをそのまま描画するので、これに対応する照射量データが利用される。一方、中間フレームの描画時には、中間フレーム用照射量データ作成回路１７４が照射量データメモリ１６１〜１６３に格納されている照射量メッシュのデータから中間フレームを作成する。図４０は、中間フレーム用照射量データ作成回路１７４が中間フレームを作成するまでの各段階のデータを示す模式図である。同図（ａ）は、例えば照射量データメモリ１６２に格納された元フレーム２および余白領域ＲＭ２のデータを示し、また、同図の（ｂ）は、例えば照射量データメモリ１６１に格納された元フレーム１および余白領域ＲＭ１のデータを模式的に示す。同図（ｃ）は、従来の技術により２つの元フレームを単純に並べたときの模式図であり、また、同図（ｄ）は本実施形態の制御方法により余白領域ＲＭ１を除去したときの２つの元フレームの模式図である。さらに、同図（ｅ）は元フレーム１の領域の一部と元フレーム２の領域の一部で構成される中間フレームの模式図である。なお、この中間フレームは、同図（ｄ）に示す距離ＤSだけフレーム設定の基準 位置をシフトさせた場合の中間フレームである。
【０１６２】
図４０（ｃ）に示すように、２フレームを単純に並べて中間フレームを作成すると、元フレーム２と余白領域ＲＭ２で照射量メッシュの座標がずれてしまう。これは、図３７と図３８との対比から明らかなように、余白領域ＲＭ１と、元フレーム２の底辺付近の照射量メッシュが本来同じ物であるため、その分ずれることになるからである。このことは、図４０の（ｃ）と（ｄ）の模式図を対比することにより、余白領域ＲＭ１の高さだけ元フレーム２が高さ方向にずれていることからもわかる。同図（ｄ）のフレームイメージは、照射量データメモリ１６１から元フレーム１の領域を読み出し、照射量データメモリ１６２から元フレーム２の領域と余白領域ＲＭ２の領域とを読み出して構成したものである。実際には、中間フレームの描画時に中間フレーム全体の照射量データを作成するのではなく、中間フレーム用照射量データ作成回路１７４が中間フレームの照射量データを1mm×1mmの領域毎に作成する。即ち、照射量メッシュの座標の範囲を指定して照射量データメモリ１６１から、例えば、図４０（ｂ）に示す領域βを読み出す。同様にして照射量データメモリ１６２から例えば図４０（ａ）に示す領域δとεを読み出す。これにより、キャッシュメモリ１６４には、同図（ｅ）に示すように、１mm×１mmの領域を構成する領域(β十δ十ε)が転送される。以上の読出および転送を処理する間に、既に作成したブロック内の描画が並列処理で行われている。
【０１６３】
キャッシュメモリ１６４ヘのデータ転送は、予め格納されたメッシュデータの利用手順のデータに基づいて行われる。照射量データの設定はショット毎に行うわれるが、本実施形態では、キャッシュメモリ１６４に格納された照射量データを次のように利用する。
【０１６４】
まず、あるショットに対応する照射量メッシュの位置（ｋ，ｌ）を次式により算出する。その照射量メッシュが有する照射量がそのショットの値に該当する。
（ｋ）＝（ショットの中心のＸ座標−描画ストライプのメッシュ原点のＸ座標)／メッシュサイズＸ
（ｌ）＝（ショットの中心のＹ座標−描画ストライプのメッシュ原点のＹ座標)／メッシュサイズＹ
【０１６５】
描画用回路５２の照射時間算出回路１６８は、ショット毎に設定された照射量データを照射時間のクロック数のデータに変換する。このクロック数はブランキング制御回路部３４へ供給される。ブランキング制御回路部３４は、ショット毎にこのクロック数だけビームをＯＮした後ＯＦＦする。クロック数は、ユーザが指定する、基準照射量（塗りつぶし部の照射量）Ｄ0と電流密度Ｉ、照射時間の 制御単位Δから次の様に算出される。
クロック数＝Ｄ0×(ショットの照射量データ)／(電流密度Ｉ×制御単位Δ)
【０１６６】
以上の方法により、照射量をショット毎に制御でき、照射量補正が実行される。この操作を各描画ストライプ毎に行うことによって、近接効果補正と多重描画とを両立して行うことができる。
【０１６７】
次に、本発明にかかる電子線描画システムの第５〜第７の実施の形態について図面を参照しながら説明する。第５の実施の形態は、近接効果の補正に際する計算エラー等の異常の有無を電子線描画システム内部に備えるハードウェアにより自己診断する形態であり、第６の実施の形態は、上記ハードウェアまたは制御ソフトに含まれるソフトウェアにて自己診断する形態である。また、第７の実施の形態は、計算エラー等の異常が発見された場合に、ＣＲＴ等の表示手段から容易に異常箇所を特定できるデータ検証支援システムを備えた実施形態である。
【０１６８】
まず、本発明に係る電子線描画システムの第５の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態の特徴は、近接効果の補正に際する計算エラー等の異常の有無を診断する演算結果自己診断手段を備えた点にある。
【０１６９】
図４１は、本実施形態である電子線描画システム１の概略構成を示すブロック図である。
【０１７０】
同図に示す電子線描画システム１は、電子ビームを基板１１に照射する電子光学系２と、この電子光学系２を制御する描画制御部３ｅと、システム全体を制御する制御部４とを備えている。
【０１７１】
電子光学系２は、電子光学鏡筒２０と試料室１０とを備えている。電子光学鏡筒２０内には、電子銃２１、各種レンズ系２２ａ〜２２ｅ、各種偏向系２３〜２６、ブランキング板２７ａおよびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃを備えている。また、試料室１０は、ウェーハやマスク等の基板１１とこれを上面にて支持するステージ１２とを備えている。
【０１７２】
また、描画制御部３ｅは、ステージ１２の移動等を制御する試料台駆動回路部３１、レーザ測長系３２、偏向制御回路部３３、ブランキング制御回路部３４、可変成形ビーム寸法制御回路部３５、バッファメモリ及び制御回路３６とを備えている。
【０１７３】
さらに、制御部４は、ワークステーション等の制御計算機３７とデータ変換用計算機３８およびＣＡＤシステム３９とを備えている。
【０１７４】
本実施形態の電子線描画システム１は、ステージ連続移動方式を採用している。すなわち、ステージを連続移動させながら、ビームを偏向してビーム位置を制御しながら図形パターンを描画する。
【０１７５】
図２１に描画領域の説明図を示す。描画領域１５中のフレーム１６は、１回のステージ連続移動で描画する領域であり、目的の図形パターンは、このような連続移動の描画を繰返すことですべて描画される。連続移動中、ビーム位置の制御は主偏向器２５と副偏向器２６とによって行われる。副偏向器２６は約６０μｍ×６０μｍの領域面（サブフィールド１７）にビームの位置を制御する。このサブフィールド１７の位置決めは、主偏向器２５によって行い、フレーム１６の幅（ｘ方向の長さ）は、主偏向位置を決めることができる範囲で決まる。
【０１７６】
図４１に戻り、電子銃２１から放出された電子ビームはブランキング用偏向器２３によりＯＮ−ＯＦＦされる。本実施形態の電子線描画システム１は、このＯＮ−ＯＦＦの際の照射時間を調整することにより、照射位置に応じて照射量を変化させることを可能としている。ブランキング板２７ａを通過した電子ビームはビーム成形用偏向器２４およびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、またその矩形の寸法が可変される。そして、この成形された電子ビームは偏向器２５，２６により基板１１上で偏向走査され、このビーム走査により基板１１の表面に所望の図形パターンが描画されるものとなっている。
【０１７７】
制御部４の制御計算機３７は、描画用データの書込みと保管、精度管理や描画手順の制御などを行う。電子線描画システム１に入力できるＥＢ（Electron Beam）データの構造の概念図を図４２に示す。これは、代表図形法を利用した近接 効果補正用データ圧縮を実現させる構造である。（参考文献、Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ；Ｔ．Ａｂｅ，Ｓ．Ｙａｍａｓａｋｉ，Ｔ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ，Ｒ．Ｙｏｓｈｉｋａｗａ＆Ｔ．Ｔａｋｉｇａｗａ， Ｖｏｌ．３０，ｐ２９６５（１９９１））。
【０１７８】
同図（ａ）に示すように、各フレーム毎に図形パターンデータＤPが格納され 、各図形パターンデータＤPには、サブフィールド毎にその位置情報及びアレイ 情報が格納されている。これらの情報のうちには、例えば、各サブフィールド内の図形情報が含まれる。なお、図形情報は、ショット分割前の図形が定義され、繰返し配列の定義等でデータ圧縮されて格納される。
【０１７９】
また、各フレーム毎にそれぞれの図形パターンデータに対応した照射量データＤSが格納される。即ち、照射量は、図形データとは別個に小さな領域（例えば １μｍ×１μｍ、同図（ｂ）参照）毎に設定される。
【０１８０】
バッファメモリ及び制御回路３６の詳細な構成を図４３を参照しながら説明する。同図に示すバッファメモリ及び制御回路３６ａは、補正照射量算出回路４０と描画制御回路５１を含み、制御ソフト４９を有する制御計算機３７とともに、本発明において特徴的な演算結果自己診断手段を構成する。
【０１８１】
補正照射量算出回路４０は、計算回路４１と入力バッファ４５，４６と出力バッファ４７，４８とを備えている。また、描画制御回路５１は、バッファ５５〜５８を備えている。
【０１８２】
補正照射量算出回路４０の入力バッファ４５，４６は、制御計算機３７に接続され、図示しないメモリに格納された各フレーム毎の照射量データ（図４２参照）の供給を受ける。計算回路４１は、回路間の専用線とは独立に設けられた専用のバス配線５９を介して制御計算機３７に接続されている。制御ソフト４９により計算回路４１を制御する場合は、制御計算機３７がこのバス配線５９を経由して制御信号を送り、制御ソフト４９により回路状態を把握するためにもこのバス配線５９を利用する。また、出力バッファ４７，４８もバス配線５９を介して制御計算機３７に接続され、出力バッファの内容もまたバス配線５９を経由して制御計算機３７が制御ソフト４９により読込むことができる構成となっている。
【０１８３】
描画制御回路５１の入力バッファ５５，５６は、制御計算機３７に接続され、各フレーム毎の図形パターンデータＤP（図４２参照）を受取る。また、描画制 御回路５１の入力バッファ５７，５８は、バス配線５９を介して補正照射量算出回路４０の出力バッファ４７，４８に接続され、演算結果としての補正照射量データＤSの転送を受ける。さらに、描画制御回路５１は、図示しない出力部が電 子光学系２に接続されている。
【０１８４】
図４３に示すバッファメモリ及び制御回路３６ａの動作は、以下のとおりである。
【０１８５】
即ち、制御計算機３７が制御信号を補正照射量算出回路４０の計算回路４１に供給し、各フレーム毎の照射量データＤSを入力バッファ４５，４６に供給する とともに、この照射量データＤSに対応して各フレーム毎の図形パターンデータ ＤPを描画制御回路５１に供給する。
【０１８６】
補正照射量算出回路４０の計算回路４１は、１フレーム毎に補正照射量を算出し、この補正照射量データＤSの供給を受けた出力バッファ４７，４８がバス配 線５９を介して描画制御回路５１に転送する。
【０１８７】
描画制御回路５１は、補正照射量算出回路４０から供給された照射量データＤSを利用し、予め制御計算機３７から供給された各フレーム毎の図形パターンデ ータＤPに基づいて、電子ビームの各ショット１８（図２１参照）毎に照射時間 を算出し、ショット１８のサイズや位置とともに、照射時間データを電子光学系２に送る。
【０１８８】
電子光学系２では、これらのデータに基づいて電子ビームを成形し、照射位置や照射時間等を調整する。
【０１８９】
図４３に示すように、補正照射量算出回路４０では、入力、出力ともに、ダブルバンク方式を採用しており、そのためパイプライン方式で計算・入力・出力を並列処理できる。また、描画制御回路５１も同様にダブルバンク方式により、照射量データの入力と描画用制御とを並列処理できる形態となっている。
【０１９０】
このような構成により、本実施形態の電子線描画システム１は、補正照射量の算出と描画を並列に処理する。即ち、描画制御回路５１は、補正照射量のデータを利用しながら、描画の制御を行い、この間、補正照射量算出回路４０は、次に描画するフレームの補正照射量を算出している。
【０１９１】
本実施形態の電子線描画システム１は、規格化した補正照射量Ｄ（ｘ）を図形に対してではなく、描画領域を等分割した第１の小領域であるメッシュ毎に算出する。このメッシュのサイズは、図４２（ｂ）に示すように、後方散乱の広がり（１０μｍ×１０μｍ）よりも充分に小さな１μｍ×１μｍ程度である。
【０１９２】
この補正照射量の演算は、図４３に示す計算回路４１により以下のように処理される。
【０１９３】
（１）補正照射量算出回路４０の計算回路４１に、制御計算機３７から図形パターンデータＤPが送られる。この図形パターンデータＤPを用いて、計算回路４１は、描画領域を第２の小領域に区分し、この第２の小領域内部に含まれる図形パターンの面積と重心を求める。ここで、小領域は後方散乱の広がりと同程度の１０μｍとする。
【０１９４】
または、描画領域をメッシュに区分し、このメッシュに含まれる図形パターンの面積を求める。
【０１９５】
メッシュのサイズは、上述したとおり後方散乱の広がりよりも充分小さな１μｍとすれば良い。システム上は、０．７×０．７μｍ〜５×５μｍの範囲で可変である。
【０１９６】
（２）各小領域の面積または面積および重心から、次の式に従って、コンボリューション計算を行う。
Ｕ（ｘ，ｙ）＝［ｅｒｆ｛（ｘ−ｘ′＋ａ）／σb｝−ｅｒｆ｛（ｘ−ｘ′− ａ）／σb｝］×［ｅｒｆ｛（ｙ−ｙ′＋ｂ）／σb｝−ｅｒｆ｛（ｙ−ｙ′−ｂ）／σb｝］・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・７）
ここで、ｘ，ｙは照射量を設定すべきメッシュの中心座標である。また、ｘ′，ｙ′およびａ，ｂの定義は以下のとおりである。
Ｉ．（１）で、面積と重心を利用する場合
ｘ′，ｙ′はｘ，ｙから３σ程度以内に存在する第２の小領域での図形パターンの重心座標ａ，ｂは次式であらわされる。
ａ（ｂ）＝（第２の小領域での図形パターンの面積）1/2
II．（２）で、面積のみを利用する場合
ｘ′，ｙ′はｘ，ｙから３σ程度以内に存在する第２の小領域の中心座標であり、ａ，ｂはメッシュの長さの半分である。
【０１９７】
（３） （２）のコンボリューション値Ｕから各メッシュ毎の（規格化した）補正照射量ｄを以下の式にしたがって算出する。
ｄ（ｘ，ｙ）＝（１／２＋η）／（１／２＋η×Ｕ（ｘ，ｙ））・・８）
【０１９８】
（４） （３）で得られたｄ（ｘ）から以下の式により、照射量データＤSを １メッシュあたりに２５６階調すなわち１バイトにて表現しなおす。
Ｄ（ｘ，ｙ）＝２５５×（ＩＮＴ（ｄ（ｘ，ｙ）／（１＋η）＋０．５） ・・９）
【０１９９】
これにより、最小の（規格化された）照射量が０で表現され、最大の（規格化された）照射量が２５５で表現される。
【０２００】
このようにして得られた補正照射量のデータは、描画制御回路５１に送られ、描画制御回路５１はこの照射量データＤSと図形パターンデータＤPとから、ショット毎の照射量を算出し、ショット毎に照射時間を変更しながら図形パターンを描画するための制御を行う。
【０２０１】
本実施形態の電子線描画システム１では、このデータを用い、以下の式で照射時間Ｔを算出する。
Ｔ＝（ＤＯ／Ｉ）×（１．０＋ｋ×Ｄ（ｘ）／２５６．０）・・・１０）
【０２０２】
ここで、ＤＯは最小の照射量（μＣ／ｃｍ2）、Ｉは電流密度（Ａ／ｃｍ2）、ｋは照射を換算するための定数であり、（規格化された）最大照射量が１＋ｋとなるよう調整してある定数である。
【０２０３】
補正照射量の算出は、１回のフレーム連続移動で描画する領域即ち１フレーム毎に行われ、補正照射量が算出された後、場所によって照射時間を調整されながら該フレーム内の図形パターンが描画される。
【０２０４】
次に、補正照射量の演算結果を自己診断する動作を本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第８の実施の形態として図４４ないし図４６のフローチャートを参照しながら説明する。
【０２０５】
まず、制御計算機３７の図示しないハードディスクの内部に数種類〜数十種類の図形パターンデータＤP（図４２参照）を予め格納しておく。この図形パター ンデータＤPには、１：１のライン・アンド・スペースや、孤立のライン図形パ ターン、スペース図形パターンなどの各種のテスト図形パターンが含まれる。これらの図形パターンデータＤPは、外部の汎用の計算機によりデータ変換ソフト などを用いて予め作成しておく。
【０２０６】
また、制御計算機３７のハードディスクの内部には、これらの図形パターンに対応する基準値としての最適照射量のデータが格納されている。この最適照射量データは、補正照射量算出回路４０が正常動作している際に得られた出力結果である。
【０２０７】
ここで、上記一つの図形パターンに対しては、一つ以上の最適照射量のデータが格納されている。これは、一つの図形パターンに対して、メッシュの大きさを０．７μｍ×０．７μｍから５μｍ×５μｍまでの５種類（０．７μｍ×０．７μｍ、１．０μｍ×１．０μｍ、１．５μｍ×１．５μｍ、２．０μｍ×２．０μｍ、３．０μｍ×３．０μｍ、５．０μｍ×５．０μｍ）の条件で算出された結果が格納され、また、補正計算用のパラメータη、σの組合わせが３種類（η＝０．３、σ＝１０．０μｍ：η＝０．８、σ＝８．０μｍ：η＝１．２、σ＝１０．０μｍ）セットされているためである。
【０２０８】
また、この最適照射量データは、フレーム毎に算出して格納しておく。
【０２０９】
さらに、制御計算機３７のハードディスクの中には、システムのチェック時間を記述するファイル（ファイルＡ）と、チェック終了の有無およびエラーの内容を記述するファイル（ファイルＢ）とが格納されている。チェック時間ファイルＡには、例えば、１：００などが記述されている。
【０２１０】
制御ソフト４９は、レチクル等の基板の描画開始前に必ず上記２つのファイルＡ，Ｂを読込み、また、制御計算機３７内部の現在時刻を読出す。図４４に示すように、（１）現在の時刻が、チェック時間に至っていない場合（ステップＳ３０）、および、（２）チェック時間を過ぎているが、ファイルＢにより（ステップＳ３１）、チェック終了していることが確認された場合には（ステップＳ３２）、次のレチクルの描画準備を開始する（ステップＳ３３）。ここで、ファイルＢのエラー内容に、高精度描画不可の記述がある場合（ステップＳ３４）、これから描画する図形パターンが高精度の描画を要するパターンであるか否かの判断を行い（ステップＳ３５）、もし高精度描画が必要ない場合は、描画を開始し（ステップＳ３６）、この一方、高精度描画を要する場合には本レチクルの描画を中断し（ステップＳ３７）、高精度でない図形パターンを探して描画を行う（ステップＳ３８）。
【０２１１】
これに対し、（３）チェック時間を過ぎており（ステップＳ３０）、ファイルＢにより（ステップＳ３１）、当日のチェックが終了していないことが確認された場合には（ステップＳ３２）、次のレチクルの描画を開始せず、図４５のフローチャートに示すように、チェック用動作を開始する。
【０２１２】
まず、補正照射量算出回路４０にメッシュサイズや、補正計算用パラメータをセットする。次に図形パターンデータ１をハードディスクから補正照射量算出回路４０の入力バッファ４５，４６にデータを供給し（ステップＳ４０）、その後、計算回路４１に起動をかける（ステップＳ４１）。計算回路４１は、その演算結果を出力バッファ４７，４８に出力して格納し、入力データをすべて処理した後は処理終了信号を制御計算機３７に供給して処理を終える。制御ソフト４９は、この処理終了信号を受けて、出力データをバス配線５９経由で読取り、読取結果をハードディスクに格納する。次に、格納された出力結果を予め算出しておいた補正照射量の基準値データと比較し（ステップＳ４２）、比較結果をハードディスクの内部にファイルの形で格納する（ステップＳ４３）。以上のステップＳ４００〜ステップＳ４３０の動作を繰返し（ステップＳ４４）、比較結果をすべてファイルに出力する。
【０２１３】
次に、比較結果の判断を行う。すべての比較で完全に一致した場合には（ステップＳ４５）、問題ない旨のメッセージを出力するとともに、完全一致の旨をファイルに格納しておき、レチクルの描画を開始する（ステップＳ４６）。
【０２１４】
比較結果が異常な場合には（ステップＳ４５）、処理は２つのケースに別れる。
【０２１５】
もし、誤差が１単位程度の軽微なものである場合（ステップＳ４７）、ワーニングとメンテナンスコールのメッセージを表示して、その旨をファイルＢに出力した上で（ステップＳ４８）、レチクルの描画を開始する（ステップＳ４９）。
【０２１６】
もし、誤差が２単位以上４単位未満の場合には（図４６ステップＳ５０）、超高精度の描画は不可能とし、その旨のメッセージを表示するとともにファイルＢに出力し（ステップＳ５１）、高精度でない図形パターンを探して描画を行う（ステップＳ５２）。
【０２１７】
もし、差が４単位以上の場合は（ステップＳ５０）、すべての描画は不可能とし、その旨のメッセージを表示するとともにファイルＢに出力し（ステップＳ５３）、描画システムを終了させる（ステップＳ５４）。
【０２１８】
このように、本実施形態の電子線描画システム１は、補正照射量算出回路４０の演算結果を所定の基準値と比較してシステムの動作を制御する演算結果自己診断手段を備えているので、レチクルの製造（図形パターン描画、レジスト現像、エッチング等）を完了した後に寸法測定等の処理により演算結果を確認する必要なく、システム単体で演算結果を検証することができる。このため、演算結果自己診断手段を定期的あるいは不定期に起動することにより、わずかな時間で演算結果の検証と補正照射量算出回路４０の状態のチェックを終了させることができる。
【０２１９】
従来、現実的ではないが、例えば仮に、すべての場所の寸法を測定したとしても、レジスト、または、クロム等の寸法測定において測定精度は数十ｎｍからせいぜい数ｎｍの測定精度しか得られなかった。これに対し、本実施形態の電子線描画システム１によれば、計算回路４１等の動作を直接検知してチェックできるため、照射量の５％以下の誤差まで検知することができる。これは、誤差２ｎｍ〜３ｎｍの測定誤差に相当する高精度のものである。しかも、算出された照射量すべてをチェックできることになる。
【０２２０】
次に、本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０２２１】
まず、本実施形態に適用される補正照射量の算出方法とその演算誤差を算出する原理について説明する。
【０２２２】
図４７は、本実施形態である電子線描画システム３０に用いられる、照射量補正により近接効果の影響を抑制する方法を説明する模式図である。即ち、同図（ａ）は描画する図形パターンの例２０１〜２０３を示し、同図（ｂ）は補正をしなかった場合の図形パターン２０１〜２０３に対応する照射量分布とエネルギー分布を示し、さらに、同図（ｃ）は、補正した場合の図形パターン２０１〜２０３に対応する照射量分布とエネルギー分布を示している。同図（ｂ）に示すように、密度の高い図形パターン２０１に対応する部分ではエネルギーの蓄積が大きく、また、粗な部分、即ち密度の低い図形パターン２０３の部分ではエネルギーの蓄積が少ない。従って、近接効果の影響は、基板から生じるエネルギーをも考慮に加え、同図（ｃ）に示すように、全体のエネルギーを一定に保つような照射量補正を行うことにより抑制する。
【０２２３】
図４８は、描画する図形パターンの他の一例２５３について、本実施形態における照射量補正の方法を説明する模式図である。
【０２２４】
同図において、それぞれａ×ｂの面積を有する小領域に分割された描画領域２１５中のメッシュ２５２に描画すべき図形パターン２５３が示されている。図形パターン２１３および２１４は、いずれも電子ビームで図形パターン２５３を描画した場合のエネルギー分布の境界を示し、図形パターン２１４のエネルギー強度は、図形パターン２１３のエネルギー強度よりも小さい。
【０２２５】
まず、位置（ｘ′，ｙ′）での照射量の寄与を考慮した、メッシュ２５２の補正照射量Ｄ（ｘ，ｙ）は下記の式で近似できる。ここで、Ｕ（ｘ，ｙ），Ｖn（ ｘ，ｙ）は、位置（ｘ′，ｙ′）が小領域（ｘ，ｙ）に及ぼす寄与分である。
Ｄ（ｘ，ｙ）＝Σｄn（ｘ，ｙ） ・・・・・・・・・・・・・・・・１１） n
ｎ：繰返し回数
ｄ0（ｘ，ｙ）＝（Ｆｔｅｒｍ＋η）／｛Ｆｔｅｒｍ＋η×Ｕ（ｘ，ｙ）｝
…１２）
Ｆｔｅｒｍ：定数
η ：定数
【数２】
【０２２６】
即ち、レチクル上に蓄積するエネルギー分布は、図形パターンの面積の大小にかかわらず一定となることが理想であり、この時もっとも良好な図形パターンを描画すると考えられる。照射量補正は、この場所毎・面積毎のエネルギー分布の調整を行う。つまり、この理論値と算出された補正照射量データに基づいて、補正誤差を算出することにより、補正計算をおこなう。
【０２２７】
場所（ｘ′，ｙ′）近傍に存在する図形パターンの端辺でのエネルギーをＥ（ｘ′，ｙ′）とし、照射量メッシュサイズを（ａ，ｂ）とすると、
【数３】
【０２２８】
ここで、（ｘj，ｙj）はメッシュ（ｘi，ｙi）の近傍３σb程度以内のメッシ ュ中心である。このとき、もし照射量が完全に正確で、誤差が無い場合、このＥ（ｘ′，ｙ′）は１．０となる。つまり、この値からのズレが補正誤差となり、 Ｅrr（ｘ′，ｙ′）＝Ｅ（ｘ′，ｙ′）−１．０００ ・・・・・・・１７ ）
で表される。
【０２２９】
本実施形態の電子線描画システム３０はこの点に注目し、１６）、１７）を制御計算機３７の制御ソフト４９に含まれるソフトウェアにより、自動的に計算する機能を設けたものである。
【０２３０】
本実施形態の電子線描画システム３０の基本的構成は、図４１に示す電子線描画システム１と略同一である。従って、その動作も補正照射量の演算処理および演算結果に対する自己診断処理を除いて同一である。本実施形態の特徴は、電子線描画システム３０のバッファメモリ及び制御回路３６ｂに含まれる補正照射量算出回路１３０にある。
【０２３１】
図４９に電子線描画システム３０が備える補正照射量算出回路１３０を含むブロック図を示す。同図に示すように、補正照射量算出回路１３０は、メッシュ毎に面積または重心を算出する面積・重心算出部１３１と、コンボリューション演算を行うコンボリューション回路１３２と、制御計算機３７および面積・重心算出部１３１に接続されるバッファ１４１，１４２と、面積・重心算出部１３１およびコンボリューション回路１３２に接続されるバッファ１４３，１４４とを備えている。補正照射量算出回路１３０は、バス配線５９を介して制御計算機３７と接続され、また、補正照射量算出回路の出力データである補正照射量データＤSは、転送回路１３４により描画制御回路５１に供給される。
【０２３２】
補正照射量算出回路１３０の動作は、次のとおりである。なお、以下では、説明を簡略化するため、メッシュ毎の重心のデータは利用しないものとする。
【０２３３】
まず、制御計算機３７からメッシュ毎の描画図形のパターンデータＤPがバッ ファ１４１または１４２に供給されると、面積・重心算出部１３１が制御計算機３７から供給される起動信号により、メッシュ毎の面積Ｓ（ｘ′)を算出し、算 出結果である面積データＤaをバッファ１４３または１４４に出力する。制御計 算機３７は、この面積データＤaを引出して図示しないハードディスクに格納す る。コンボリューション回路１３２は、バッファ１４３または１４４から面積データＤaを引出して以下の計算式に従ってコンボリューション計算を行い、補正 照射量Ｄ（ｘ）を算出して補正照射量データＤSとして転送回路１３４に出力す る。
【数４】
【０２３４】
転送回路１３４は、補正照射量データＤSを描画制御回路５１に供給するとと もに制御計算機３７にも供給し、制御計算機３７は、これをハードディスクに格納する。
【０２３５】
制御計算機３７は、これらの面積データＤaと補正照射量データＤSとを用いて面積×照射量、即ちＳ※（ｘ)＝Ｄ（ｘ)×Ｓ（ｘ)を算出して補正照射量算出回 路１３０のバッファ１４３または１４４に供給した後、コンボリューション回路１３２を起動させる。コンボリューション回路１３２は、計算式１８）に従って照射量Ｄ※（ｘ）を出力する。この出力データは、転送回路１３４により制御計算機３７へ転送され、ハードディスクに保管される。制御計算機３７は、この照射量Ｄ※（ｘ）から次のようにコンボリューション結果を逆算する。
ηＵ（ｘ）＝（１／２＋η）／Ｄ※（ｘ）−１／２・・・・・・・・・１９）
【０２３６】
このＵ（ｘ）が補正照射量算出回路１３０で得られたＤ(ｘ)で図形パターンを描画した場合の後方散乱電子によるレジストの感光量である。
【０２３７】
また、前方散乱電子によるレジストの感光量は、
１／２Ｄ※(ｘ)＝１／２Ｄ(ｘ)×Ｓ(ｘ)
であるため、全感光量Ｅ(ｘ)は、次式
Ｅ(ｘ)＝１／２Ｄ※(ｘ)＋ηＵ（ｘ）
＝１／２Ｄ(ｘ)×Ｓ(ｘ)＋（１／２＋η）／Ｄ※（ｘ）−１／２
…２０）
となる。制御計算機３７は、制御ソフト４９により上式２０）に従って全感光量Ｅ(ｘ)を算出する。
【０２３８】
Ｅ(ｘ)の理論値は１であるため、Ｅ(ｘ)の所定値１からのずれが補正計算の誤差を意味する。即ち、Ｅ(ｘ)−１で得られる。従って、補正計算誤差が所定値を超える場合は、補正照射量算出回路にエラーがあることがわかる。
【０２３９】
このように、理論に基づく場合は、発生する誤差の上限は数％である。従って、ハードウェアおよびソフトウェアに異常がなければ補正誤差がこれを超えることはない。よって、制御計算機３７は、制御ソフト４９によりこの補正誤差が上限値を超えるか否かを判断し、超えた場合には、最適照射量算出回路１３０に異常があることを認識できたことになり、その旨のメッセージ信号を出力する。
【０２４０】
ここで、面積の算出結果は面積・重心算出部１３１から出力されたものを使用したが、別途ソフトウェアにより算出しておいても良いし、他の同様の回路により算出されたものを利用しても良い。
【０２４１】
また、本実施形態では、補正照射量算出回路１３０の内部で照射量テータを算出したが、コンボリューション結果そのものを出力させても良いし、誤差そのものを出力させても良い。これらは、補正照射量算出回路１３０内の、コンボリューション結果から照射量データを算出する部分をテーブル参照方式にすることで容易に実現可能である。
【０２４２】
さらに、上記実施形態では補正照射量算出回路のチェックを描画とは別に行ったが、同時に行っても良い。
【０２４３】
図５０は、本実施形態の電子線描画システム３０の一変形例における補正照射量算出回路１４０を含むブロック図である。
【０２４４】
同図に示す補正照射量算出回路１４０は、図４９との対比において明らかなように、コンボリューション回路の出力側に２段の出力バッファ１４５，１４６を備え、このうち１段を描画制御回路５１への転送用に用い、他の１段をチェック用に利用する。チェック用バッファの後段には、補正照射量算出回路に備えられたコンボリューション回路１３２と同一のコンボリューション回路１３３がさらに備えられている。
【０２４５】
同図に示す変形例では、制御計算機３７から供給される面積×照射量のデータに対するコンボリューション計算はこのコンボリューション回路１３３が実行する。
【０２４６】
また、この結果得られた照射量データＤ※（ｘ）から誤差を算出する回路をさらに備え、この誤差算出回路で誤差が所定値以上になるか否かを検知させ、異常時には、これを制御計算機３７に通知させるようにしても良い。
【０２４７】
以上は、近接効果補正の計算をハードウェアが行ったが、ソフトによって計算を行う場合にも、同様に実現が可能である。
【０２４８】
このソフトウェアにより演算結果の自己診断を行うプロセスを図５１のフローチャートを参照しながら説明する。
【０２４９】
まず、補正照射量の演算の過程でメッシュデータと図形パターンデータに基づいて図形パターンの面積分割の結果得られた各小領域の面積データを制御計算機３７のメモリに格納しておく（ステップＳ１０）。次に、補正演算を実行して各小領域毎に補正照射量のデータをディスクに格納する（ステップＳ１１）。
【０２５０】
次に、このようにして得られた補正照射量と面積のデータから各小領域毎に面積×補正照射量のデータを作成し（ステップＳ１２）、所定のコンボリューション演算を実行して（ステップＳ１３）、補正誤差を算出する（ステップＳ１４）。
【０２５１】
次に、この補正誤差を所定の理論値と比較する（ステップＳ１６）。その結果、すべての比較で完全に一致した場合には（ステップＳ２０）、問題ない旨のメッセージを出力して、レチクルの描画を開始する（ステップＳ２１）。
【０２５２】
比較結果が理論値と合致しない場合には（ステップＳ２０）、処理は２つのケースに別れる。
【０２５３】
もし、誤差が第１の範囲内に属するような軽微なものである場合には（ステップＳ２２）、ワーニングとメンテナンスコールのメッセージを表示して（ステップＳ２３）、レチクルの描画を開始する（ステップＳ２４）。
【０２５４】
もし、誤差が第１の範囲に属さず、第２の範囲に属する場合には（ステップＳ２５）、高精度の描画は不可能とし、その旨のメッセージを表示するとともに（ステップＳ２６）、高精度でない図形パターンを探して描画を行う（ステップＳ２７）。
【０２５５】
もし、誤差が第２の範囲にも属さない大きな値である場合は（ステップＳ２５）、すべての描画は不可能とし、その旨のメッセージを表示するととともに（ステップＳ２８）、描画システムを終了させる（ステップＳ２９）。
【０２５６】
このように、本実施形態の電子線描画システムによれば、近接効果補正のためのハードウェアまたはソフトウェアの演算過程に異常がある場合に、自らこの異常を検知することができるので、トラブルやエラーの有無を早期に発見することができる。これにより、描画後のチェックの負担を大幅に低減することができる。
【０２５７】
次に、本発明に係る電子線描画システムの第７の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０２５８】
図５２は、本実施形態である電子線描画システム６０の基本的構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の特徴は、補正照射量の演算過程に異常が発見された場合に、ＣＲＴ（Ｃathode Ｒay Ｔube）等の表示手段から 容易に異常箇所を特定できるデータ支援システム６１をさらに備えた点にある。
【０２５９】
同図に示す電子線描画システム６０は、ハードメモリ６６を有しシステム全体を制御する制御計算機３７と、制御計算機３７から図形パターンデータＤPを受 けて近接効果の影響を考慮して補正した電子線照射量である補正照射量データＤSをバッファメモリ６５に出力する補正照射量算出回路４０と、バッファメモリ ６５から供給された補正照射量データＤSと制御計算機３７から供給された図形 パターンデータＤPに基づいて電子光学系２を制御する描画制御回路５１と、描 画制御回路５１の出力信号を受けてレチクル等の基板に目的の図形パターンを描画する電子光学系２と、補正照射量データＤSなどを表示するＣＲＴ６７と、本 発明において特徴的なデータ検証支援システム６１とを備えている。
【０２６０】
データ検証支援システム６１は、専用のバス配線５９により制御計算機３７と接続されている。バッファメモリから出力された補正照射量データＤSは、描画 とは別個にバス配線５９を経由して、制御計算機３７のハードディスクに格納される。さらに、この補正照射量データＤSは、制御計算機３７からデータ検証支 援システム６１に入力され、ＣＲＴ６７にグラフィック出力することにより異常箇所のチェックが目視にて行われる。
【０２６１】
制御計算機３７は、図示しないメモリ内に上述の第５の実施形態の制御ソフト４９に含まれる補正照射量自己診断用ソフトと同一のソフトウェアを格納しており、描画領域中のフレーム毎にリアルタイムで描画直前の補正照射量データの誤差の有無をチェックする。
【０２６２】
図５３は、電子線描画システム６０に備えられたデータ検証支援システム６１の一構成例である。同図に示す構成例において、データ検証支援システム６１は、オペレーションを行うメインタスク６２と、表示を行う子タスク６３を備えている。また、メモリのデータファイル領域には、制御計算機３７から供給された各種のデータがファイル６５ａ〜６５ｎに格納されている。各ファイルには、メッシュデータＤMや描画の図形パターンデータＤPが描画領域中の小領域毎の情報として個々に格納されている。
【０２６３】
メッシュデータＤMのファイルは、例えば、メッシュの大きさ、メッシュの配 置、格納データ数値、表示色しきい値等の情報から構成されている。
【０２６４】
また、図形パターンデータＤPは、例えば、その配置情報・図形形状コード・ 図形辺長さ等の情報から構成されている。
【０２６５】
電子線描画システム６０のデータ検証支援システム６１は、メインタスク６２の要求により、対象となるデータファイルを選び、必要な情報をファイルから取出して子タスク６３へ出力する。子タスク６３ではメインタスク６２のオペレーションにより、配置、色等に編集された補正照射量データＤSを、表示スピード 等、メインタスク６２の要求に応じた出力方法でＣＲＴ６７にグラフィク表示する。
【０２６６】
本実施形態におけるデータ検証支援システム６１は、メッシュデータＤMのフ ァイルから、メッシュサイズ７３、総数、データ並び方向７４、Ｘ方向個数７５、Ｙ方向個数７６、開始座標および格納データ数値等を読取り、各メッシュに該当する補正照射量データＤSの数値と、この数値を色階調化した色を、各座標に 配置されたメッシュに記入し、図５４（ａ）に示す画像９１のように、メッシュデータを可視化してＣＲＴ６７に表示する。
【０２６７】
また、描画図形パターンデータＤPは、本実施形態においてチップサイズおよ び配置位置８３、各図形のパターンおよび配置位置８５等の情報を読取り、パレット上に用意した色とハッチを用いて、図５４（ｂ）に示す画像９２のように、描画図形パターンを可視化して表示する。
【０２６８】
さらに、本実施形態におけるデータ検証支援システム６１では、メッシュデータＤM、図形パターンデータＤP等のファイルを同時に読込み、これらの重ね合わせ等、所望の要求に合致した表示画面を出力する。
【０２６９】
図５４（ｃ）に示す画像９３は、メッシュデータと図形パターンデータとを重ね合せてＣＲＴ６７に表示した一具体例である。同図に示すように、図５４（ａ）の画像９１のメッシュデータＤMと図５４（ｂ）の画像９２の図形パターンデータＤPとが重畳されることにより、補正照射量データＤSが、描画する図形パターンに対応しているか否かを目視にて点検することが容易になる。同図からは、垂直方向に帯形状をなす図形パターン９５に対応する小領域（メッシュ）では、その周辺の小領域と比較して補正照射量データＤSが小さくなっており、また、 矩形状の一部をなす図形パターン９６に対応する小領域では、表示画像９３の中央部から端部にかけて補正照射量が徐々に小さくなっていく様子がわかる。従って、ある小領域で図形パターンに対応して概ね期待される数値およびその階調色と大きく逸脱した数値・階調色が発見された場合は、その小領域を演算エラーの発生箇所と特定することが可能になる。
【０２７０】
また、前述したとおり、照射量の全データはきわめて膨大であるため、異常箇所の特定に当っては、全図形パターンについて概略的に把握した後、異常と思われる箇所の拡大表示・縮小表示を繰返して特定する必要がある。データ検証支援システム６１では、子タスク６３側の表示画面をマウスでドラッグすることにより、表示画面上から座標指定や領域指定を行い、目的の領域の拡大、縮小、スクロール等の表示を行うことができる。これは、表示画面上で指示された位置および領域情報に基づいてメインタスク６２がデータファイル６５から必要な情報を呼出し、要求されたデータを子タスク６３へ送って画面表示することにより実現する。
【０２７１】
このような画面表示の一具体例を図５５に示す。同図（ａ）は紙面右方向に画面をスクロールすることにより図形パターン９７の近傍の図形パターン８８，８７とともに表示した例を示し、また、同図（ｂ）は図形パターン９７の一部をマウスで領域指定することにより画面全体に拡大表示した例を示し、さらに、同図（ｃ）は図形パターン９７の全体をマウスで領域指定することにより縮小表示した例を示す。
【０２７２】
また、同様の操作により、表示画面上のカーソルで示す座標の単位系を切替えることもできる。例えば、Ｘ方向及びＹ方向の個数で示すメッシュ座標の単位から所定の基準位置からの距離、例えば（Ｘμｍ，Ｙμｍ）等の単位や、１６進法に基づく座標単位系に変更することもできる。
【０２７３】
なお、データファイルはメインタスク６２によりリアルタイムでアクセスされる。
【０２７４】
また、本実施形態のデータ検証支援システム６１は、ダンプツール６４をも備えているので、従来技術でのダンプ表示への表示切替えや上述したグラフィック表示との重ね合せ表示も可能である。
【０２７５】
図５６は、このようなダンプ表示を実現する構成を説明するブロック図である。同図に示すように、子タスク６３側の表示画面であるメッシュデータ表示画像９１に対し、マウスでドラッグすることにより目的の領域９８を指定すると、子タスク６３は、この指定に基づいてダンプ表示の指令をメインタスク６２に供給する。メインタスク６２は、この指令を受けてダンプツール６４を起動させ、該当するデータファイル６５から指定された領域の座標データと補正照射量データＤSを引出して、目的の領域だけのダンプ表示９４を出力する。
【０２７６】
本実施形態の電子線描画システム６０は、上述した第６の実施の形態である電子線描画システム３０と同様に、ソフトウェアによる演算結果自己診断機能を有するので、自己診断の結果エラー出力がされた場合に、さらに備えるデータ検証支援システム６１により、メッシュの補正照射量の数値をこの数値を階調化した色とともに可視化した画像で表示されるので、データを広く同時に捕らえることができ、数値を羅列したダンプ表示のみの場合に比べ、補正照射量データＤSの 確認や異常箇所の検出が容易になる。また、画面上からのアクセスによる、データ表示画像の拡大、縮小、スクロール等が可能であるためデータ検索の操作性を高めることができる。さらに、補正照射量データＤSと図形パターンデータＤPとを同時に読込み、重ね合わせて出力する場合は、データ同士の比較が非常に容易になり、データ検証がより一層容易になる。これにより、電子線描画システムの精度および効率をさらに高めることができる。
【０２７７】
以上、本発明の実施の形態のいくつかについて説明したが、本発明は上記形態に限るものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して適用することができる。例えば、上述した第５ないし第７の実施形態においては、補正照射量の算出をフレーム毎に行い、動作確認もこれに対応してフレーム単位で行ったが、レチクルに描画する図形パターンに対して一度にすべての補正照射量を算出するタイプの電子線描画システムについては、これに対応してレチクル毎にシステムの動作確認をしても良い。
【０２７８】
逆に、そのようなシステムであっても、敢てフレーム毎に、また、さらに小さな領域毎に動作確認をしても良い。
【０２７９】
さらに、上記第６の実施形態においては、補正照射量算出回路４０のみをチェックしたが、描画制御回路５１においても同様の処理を行い、システムの安定性をさらに確認することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２８０】
【図１】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第１の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図２】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第２の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図３】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第３の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図４】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第４の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図５】本発明に係る電子線描画システムの第１の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図６】一般的な電子ビーム描画の進行状況の様子を示す模式図である。
【図７】描画用データのデータ構造を簡略的に示す説明図である。
【図８】複数チップのマージ処理の具体例を示す模式図である。
【図９】複数チップのマージ処理の具体例を示す模式図である。
【図１０】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の効果を説明する模式図である。
【図１１】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法による近接効果補正の精度を説明する特性図である。
【図１２】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第５の実施の形態の概略を示すフローチャートである。
【図１３】本発明にかかる電子線描画システムの第２の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明により描画した基板の評価用図形パターンの一具体例である。
【図１５】（ａ）は本発明の評価に用いたチップレイアウトの一具体例であり、（ｂ）は従来の技術の評価に用いたチップレイアウトの一具体例である。
【図１６】図１４に示す図形パターンを図１５に示すチップレイアウトで描画した後に寸法を測長した結果を示す特性図である。
【図１７】図１９に示す電子線描画システムの動作を説明するフローチャートである。
【図１８】図１９に示す電子線描画システムの動作を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明にかかる電子線描画システムの第３の実施の形態の概略を示すブロック図である。
【図２０】図１９に示す電子線描画システムの描画用回路のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図２１】基板上の描画領域の説明図である。
【図２２】図２０に示す描画用回路のキャッシュメモリに格納される照射量データの２次元的配置を示す模式図である。
【図２３】図２０に示す描画用回路のキャッシュメモリに格納される照射量データテーブルの説明図である。
【図２４】メッシュ境界の設定方法を説明する模式図である。
【図２５】図２０に示す描画用回路の照射量データ用メモリに格納される照射量データを示す説明図である。
【図２６】ショットに対応する最適照射量データのメッシュ位置（ｋ，ｌ）の算出方法を説明する模式図である。
【図２７】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施形態を説明するフローチャートである。
【図２８】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施形態を説明するフローチャートである。
【図２９】本発明にかかる電子線描画システムの制御方法の第６の実施形態に用いる電子線描システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３０】図２９に示す電子線描画システムの描画回路のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図３１】本発明にかかる電子線描画システムの第４の実施の形態の概略を示すブロック図である。
【図３２】図３１に示す電子線描画システムのバッファメモリおよび制御回路部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図３３】図３１に示す電子線描画システムの近接効果回路部のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図３４】図３１に示す電子線描画システムの描画用回路のより詳細な構成を示すブロック図である。に
【図３５】第２のフレームである拡大フレームの説明図である。
【図３６】第２のフレームである拡大フレームの説明図である。
【図３７】第２のフレームである拡大フレームの説明図である。
【図３８】第２のフレームである拡大フレームの説明図である。
【図３９】図３３に示す近接効果回路部のバッファメモリに格納された図形パターンデータの模式図である。
【図４０】図３４に示す描画用回路の中間フレーム用照射量データ作成回路の動作を説明する模式図である。
【図４１】本発明に係る電子線描画システムの第５の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図４２】図４１に示す電子線描画システムに入力できるデータ構造の概念図である。
【図４３】図４１に示す電子線描画システムのバッファメモリ及び制御回路部の詳細な構成を含むブロック図である。
【図４４】本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第８の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図４５】本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第８の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図４６】本発明に係る電子線描画システムの制御方法の第８の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図４７】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態に用いられる、照射量補正により近接効果の影響を抑制する方法を説明する模式図である。
【図４８】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態に用いられる、照射量補正の方法の説明図である。
【図４９】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態が備えるバッファメモリ及び制御回路部の詳細な構成を含むブロック図である。
【図５０】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態の変形例が備えるバッファメモリ及び制御回路部の詳細な構成を含むブロック図である。
【図５１】本発明に係る電子線描画システムの第６の実施の形態の変形例の動作を説明するフローチャートである。
【図５２】本発明に係る電子線描画システムの第７の実施の形態の基本的構成を示すブロック図である。
【図５３】図５２に示す電子線描画システムに備えられたデータ検証支援システムの一構成例である。
【図５４】（ａ）ないし（ｃ）のいずれも図５２に示すデータ検証支援システムによる表示画像の具体例である。
【図５５】図５２に示すデータ検証支援システムによる表示画像の拡大、縮小、スクロールの説明図である。
【図５６】図５２に示すデータ検証支援システムのダンプ表示機能を説明するブロック図である。
【図５７】従来の描画用データ作成の流れを示すフローチャートである。
【図５８】近接効果を説明するための模式図である。
【図５９】従来の技術による近接効果補正方法の概略を示す模式図である。
【図６０】補正照射量で描画した場合の照射量分布の一例を示す模式図である。
【図６１】（ａ）は従来技術を説明するための図形パターン図の一例であり、（ｂ）は従来技術を説明するための特性図である。
【図６２】従来の技術を説明する図形パターン図である。
【図６３】補正照射量の演算過程において計算エラーが発生した場合の照射量分布の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２８１】
１，５，７，８，９，３０，５０，６０ 電子線描画システム
２ 電子光学系
３，３ａ〜３ｄ 描画制御部
４ 制御部
１０ 試料室
１１ 基板
１２ 試料台
２０ 電子光学鏡筒
２１ 電子銃
２２ａ〜２２ｃ レンズ系
２３〜２６ 偏向系
２７ａ〜２７ｃ アパーチャマスク
３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ バッファメモリ及び制御回路
３７ 制御計算機
３８ データ変換用計算機
３９ ＣＡＤシステム
４０，１３０ 補正照射量算出回路
４１ 計算回路
４２ 近接効果補正回路
４３ 照射量データ選択回路
４４ 照射量データ用メモリ
４５〜４８，５５〜５８，１４１〜１４６ バッファ
４９ 制御ソフト
５１ 描画制御回路
５２ 描画用回路
５３ 制御回路
５９ バッファメモリ及び制御回路部
６０ 近接効果補正回路
６１ データ検証支援システム
６２ メインタスク
６３ 子タスク
６４ ダンプツール
６５ データファイル
６６ 近接効果補正回路及び制御回路
６７ ＣＲＴ
６８ 近接効果補正パラメータ入力部
６９ 描画回路
１０２ 評価用チップ図形パターン
１１１，１１２，１１５，１１６，１２１，１２２，１２５，１２６ マージ前のチップ（第１の領域の図形パターン）
１１０，１１３，１１７，１２３，１２７ マージ後のチップ（第２の領域の図形パターン）
１３１ 面積・重心算出部
１３２，１３３ コンボリューション回路
１３４ 転送回路
１５１，１５７ 図形パターン
１６１〜１６３，１６５，１８７，１８８ 照射量データメモリ
１６４ キャッシュメモリ
１６６ ショット分割回路
１６７ 照射量選択回路
１６８ 照射時間算出回路
１７１ 近接効果補正回路部
１７３ 近接効果補正回路
１７４ 中間フレーム用照射量データ作成回路
１８１〜１８６ バッファメモリ
ＤP 図形パターンデータ
ＤS 照射量データ
ＤM メッシュデータ
ＲM，ＲM1，ＲM2 余白領域
Ｒb，Ｒb1，Ｒb2 後方散乱領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に前記電子線を照射して所望の図形パターンを前記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプに分割してこのストライプ毎に描画する電子線描画手段と、
近接効果の影響を考慮して前記電子線の照射量を補正した最適照射量を前記ストライプ毎に算出する近接効果補正演算手段と、
前記最適照射量のデータを前記図形パターンの全領域に至るまで順次格納する記憶手段と、
描画回数毎に前記ストライプを用いた全描画領域の分割形態を所定の基準位置から前記副偏向の方向に所定距離だけシフトさせながら、前記記憶手段から前記最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して前記電子線描画手段に供給し、前記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる制御手段と、を備えた電子線描画システム。
【請求項２】
前記近接効果補正演算手段は、前記ストライプの領域を格子状に等分割した小領域ごとに最適照射量を算出し、
前記記憶手段は、前記小領域のそれぞれを前記所定の基準位置を原点とする相対位置のデータとともに前記最適照射量のデータを格納し、
前記制御手段は、前記相対位置データに基づいて各描画回数毎に各ストライプについて前記記憶手段から前記最適照射量のデータを選択的に引出して前記電子線描画手段に供給することを特徴とする請求項１に記載の電子線描画システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電子線描画手段の描画中に、次に描画すべき前記ストライプについて前記最適照射量のデータを選択することを特徴とする請求項１または２に記載の電子線描画システム。
【請求項４】
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に前記電子線を照射して所望の図形パターンを前記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプに分割してこのストライプ毎に描画する電子線描画手段と、記憶手段とを有し、同一の図形パターンを前記基板の表面に複数回多重描画する電子線描画システムの制御方法であって、
近接効果の影響を考慮して前記電子線の照射量を補正した最適照射量のデータを前記図形パターンの全領域に至るまで順次算出して前記記憶手段に格納する第１の過程と、
第１回目の描画については前記記憶手段に格納された前記最適照射量のデータをそのまま引出して前記電子線描画手段に供給する第２の過程と、
第２回目以降の描画については、前記ストライプを用いた全描画領域の分割形態を所定の基準位置から前記副偏向の方向に所定距離だけ描画回数毎にシフトさせながら、前記記憶手段から前記最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して前記電子線描画手段に供給する第３の過程と、を備えた電子線描画システムの制御方法。
【請求項５】
前記第１の過程は、前記ストライプの領域を格子状に等分割した小領域ごとに前記最適照射量を算出し、前記小領域のそれぞれについて前記所定の基準位置を原点とする相対位置を算出し、この相対位置に対応させて前記小領域毎に前記最適照射量を前記記憶手段に格納する過程であり、
前記第３の過程は、前記相対位置のデータに基づいて前記最適照射量のデータを選択的に引出す過程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の電子線描画システムの制御方法。
【請求項６】
前記第２および第３の過程は、前記電子線描画手段が一描画ストライプについて描画している間に、次に描画すべき前記描画ストライプに対応する前記最適照射量のデータを前記記憶手段から選択的に引出すことを特徴とする請求項４または５に記載の電子線描画システムの制御方法。
【請求項７】
電子ビームを偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に前記電子線を照射して所望の図形パターンを前記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義される第１のフレームに分割してこの第１のフレーム毎に描画する電子線描画手段と、
前記第１のフレームの領域を副偏向の方向に伸張した第２のフレームごとに前記図形パターンのデータを分割して演算用データを形成するデータ変換手段と、
前記データ変換手段から前記演算用データの供給を受けて、近接効果の影響を考慮して前記電子線の照射量を補正した最適照射量を算出する補正照射量演算手段と、
前記最適照射量のデータに基づいて隣接する前記第２のフレームの前記最適照射量データから重複部分を除去して前記第１のフレームに含まれる図形パターンに対応する描画用データを作成して前記描画手段に供給して描画させ、前記描画手段の描画中は、次に描画すべき前記第１のフレームの描画用データを形成するとともに、描画回数毎に前記第１のフレームを設定する基準位置を前記副偏向の方向に所定距離だけシフトして多重描画用データを形成して前記電子線描画手段に供給し、前記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる制御手段と、を備えた電子線描画システム。
【請求項８】
前記第２のフレームは、前記第１のフレームと、この第１のフレームに付加された所定の大きさの補助領域と、この補助領域および前記第１のフレームの外側の相反する副偏向方向にそれぞれ付加され、他の第１のフレーム内の図形パターンによる近接効果の影響を排除するための後方散乱領域とでなり、
２つの前記第１のフレームの境界で分割される図形パターンは、この図形パターンを含む副偏向領域であるサブフィールドの全領域が前記補助領域に含まれるときに前記第２のフレームの領域に属するように定義されることを特徴とする請求項７に記載の電子線描画システム。
【請求項９】
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に前記電子線を照射して所望の図形パターンを前記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義される第１のフレーム毎に描画する電子線描画手段と、近接効果の影響を考慮して前記電子線の照射量を補正した最適照射量を算出する補正照射量演算手段とを備えた電子線描画システムの制御方法であって、
前記第１のフレームの領域を副偏向の方向に伸張した第２のフレームごとに前記図形パターンのデータを分割して演算用データを形成する第１の過程と、
前記演算用データに基づいて前記図形パターンに対応する電子線照射量のデータを前記補正照射量演算手段により補正して最適照射量を算出する第２の過程と、
前記最適照射量のデータに基づいて隣接する前記第２のフレームの前記最適照射量データから重複部分を除去して前記第１のフレームに属する図形パターンに対応する描画用データを形成する第３の過程と、
前記第１のフレームを設定する基準位置を描画回数毎に前記副偏向の方向に所定距離だけシフトして多重描画用データを形成して前記電子線描画手段に供給し、前記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる第４の過程と、
前記描画手段の描画中に、次に描画すべき前記第１のフレームの描画用データを形成する第５の過程と、を備えた電子線描画システムの制御方法。
【請求項１０】
前記第２のフレームは、前記第１のフレームと、この第１のフレームに付加された所定の大きさの補助領域と、この補助領域および前記第１のフレームの外側の相反する副偏向方向にそれぞれ付加され、他の第１のフレーム内の図形パターンによる近接効果の影響を排除するための後方散乱領域とでなり、
２つの前記第１のフレームの境界で分割される図形パターンは、この図形パターンを含む副偏向領域であるサブフィールドの全領域が前記補助領域に含まれるときに前記第２のフレームの領域に属するように定義されることを特徴とする請求項９に記載の電子線描画システムの制御方法。
【請求項１】
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に前記電子線を照射して所望の図形パターンを前記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプに分割してこのストライプ毎に描画する電子線描画手段と、
近接効果の影響を考慮して前記電子線の照射量を補正した最適照射量を前記ストライプ毎に算出する近接効果補正演算手段と、
前記最適照射量のデータを前記図形パターンの全領域に至るまで順次格納する記憶手段と、
描画回数毎に前記ストライプを用いた全描画領域の分割形態を所定の基準位置から前記副偏向の方向に所定距離だけシフトさせながら、前記記憶手段から前記最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して前記電子線描画手段に供給し、前記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる制御手段と、を備えた電子線描画システム。
【請求項２】
前記近接効果補正演算手段は、前記ストライプの領域を格子状に等分割した小領域ごとに最適照射量を算出し、
前記記憶手段は、前記小領域のそれぞれを前記所定の基準位置を原点とする相対位置のデータとともに前記最適照射量のデータを格納し、
前記制御手段は、前記相対位置データに基づいて各描画回数毎に各ストライプについて前記記憶手段から前記最適照射量のデータを選択的に引出して前記電子線描画手段に供給することを特徴とする請求項１に記載の電子線描画システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電子線描画手段の描画中に、次に描画すべき前記ストライプについて前記最適照射量のデータを選択することを特徴とする請求項１または２に記載の電子線描画システム。
【請求項４】
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に前記電子線を照射して所望の図形パターンを前記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義されるストライプに分割してこのストライプ毎に描画する電子線描画手段と、記憶手段とを有し、同一の図形パターンを前記基板の表面に複数回多重描画する電子線描画システムの制御方法であって、
近接効果の影響を考慮して前記電子線の照射量を補正した最適照射量のデータを前記図形パターンの全領域に至るまで順次算出して前記記憶手段に格納する第１の過程と、
第１回目の描画については前記記憶手段に格納された前記最適照射量のデータをそのまま引出して前記電子線描画手段に供給する第２の過程と、
第２回目以降の描画については、前記ストライプを用いた全描画領域の分割形態を所定の基準位置から前記副偏向の方向に所定距離だけ描画回数毎にシフトさせながら、前記記憶手段から前記最適照射量のデータを各描画回数での各描画ストライプに対応するように選択的に引出して前記電子線描画手段に供給する第３の過程と、を備えた電子線描画システムの制御方法。
【請求項５】
前記第１の過程は、前記ストライプの領域を格子状に等分割した小領域ごとに前記最適照射量を算出し、前記小領域のそれぞれについて前記所定の基準位置を原点とする相対位置を算出し、この相対位置に対応させて前記小領域毎に前記最適照射量を前記記憶手段に格納する過程であり、
前記第３の過程は、前記相対位置のデータに基づいて前記最適照射量のデータを選択的に引出す過程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の電子線描画システムの制御方法。
【請求項６】
前記第２および第３の過程は、前記電子線描画手段が一描画ストライプについて描画している間に、次に描画すべき前記描画ストライプに対応する前記最適照射量のデータを前記記憶手段から選択的に引出すことを特徴とする請求項４または５に記載の電子線描画システムの制御方法。
【請求項７】
電子ビームを偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に前記電子線を照射して所望の図形パターンを前記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義される第１のフレームに分割してこの第１のフレーム毎に描画する電子線描画手段と、
前記第１のフレームの領域を副偏向の方向に伸張した第２のフレームごとに前記図形パターンのデータを分割して演算用データを形成するデータ変換手段と、
前記データ変換手段から前記演算用データの供給を受けて、近接効果の影響を考慮して前記電子線の照射量を補正した最適照射量を算出する補正照射量演算手段と、
前記最適照射量のデータに基づいて隣接する前記第２のフレームの前記最適照射量データから重複部分を除去して前記第１のフレームに含まれる図形パターンに対応する描画用データを作成して前記描画手段に供給して描画させ、前記描画手段の描画中は、次に描画すべき前記第１のフレームの描画用データを形成するとともに、描画回数毎に前記第１のフレームを設定する基準位置を前記副偏向の方向に所定距離だけシフトして多重描画用データを形成して前記電子線描画手段に供給し、前記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる制御手段と、を備えた電子線描画システム。
【請求項８】
前記第２のフレームは、前記第１のフレームと、この第１のフレームに付加された所定の大きさの補助領域と、この補助領域および前記第１のフレームの外側の相反する副偏向方向にそれぞれ付加され、他の第１のフレーム内の図形パターンによる近接効果の影響を排除するための後方散乱領域とでなり、
２つの前記第１のフレームの境界で分割される図形パターンは、この図形パターンを含む副偏向領域であるサブフィールドの全領域が前記補助領域に含まれるときに前記第２のフレームの領域に属するように定義されることを特徴とする請求項７に記載の電子線描画システム。
【請求項９】
電子線を偏向する主偏向器及び副偏向器を有し、基板の表面に前記電子線を照射して所望の図形パターンを前記主偏向器および副偏向器の最大偏向幅で定義される第１のフレーム毎に描画する電子線描画手段と、近接効果の影響を考慮して前記電子線の照射量を補正した最適照射量を算出する補正照射量演算手段とを備えた電子線描画システムの制御方法であって、
前記第１のフレームの領域を副偏向の方向に伸張した第２のフレームごとに前記図形パターンのデータを分割して演算用データを形成する第１の過程と、
前記演算用データに基づいて前記図形パターンに対応する電子線照射量のデータを前記補正照射量演算手段により補正して最適照射量を算出する第２の過程と、
前記最適照射量のデータに基づいて隣接する前記第２のフレームの前記最適照射量データから重複部分を除去して前記第１のフレームに属する図形パターンに対応する描画用データを形成する第３の過程と、
前記第１のフレームを設定する基準位置を描画回数毎に前記副偏向の方向に所定距離だけシフトして多重描画用データを形成して前記電子線描画手段に供給し、前記基板の表面に同一の図形パターンを複数回多重描画させる第４の過程と、
前記描画手段の描画中に、次に描画すべき前記第１のフレームの描画用データを形成する第５の過程と、を備えた電子線描画システムの制御方法。
【請求項１０】
前記第２のフレームは、前記第１のフレームと、この第１のフレームに付加された所定の大きさの補助領域と、この補助領域および前記第１のフレームの外側の相反する副偏向方向にそれぞれ付加され、他の第１のフレーム内の図形パターンによる近接効果の影響を排除するための後方散乱領域とでなり、
２つの前記第１のフレームの境界で分割される図形パターンは、この図形パターンを含む副偏向領域であるサブフィールドの全領域が前記補助領域に含まれるときに前記第２のフレームの領域に属するように定義されることを特徴とする請求項９に記載の電子線描画システムの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【公開番号】特開２００８−１７７６０３（Ｐ２００８−１７７６０３Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９４９９７（Ｐ２００８−９４９９７）
【出願日】平成２０年４月１日（２００８．４．１）
【分割の表示】特願平１０−３７５３１１の分割
【原出願日】平成１０年１２月１４日（１９９８．１２．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１日（２００８．４．１）
【分割の表示】特願平１０−３７５３１１の分割
【原出願日】平成１０年１２月１４日（１９９８．１２．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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