特許 6981380 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981380

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20211202BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20211202BHJP

   H01J 37/305 20060101ALI20211202BHJP

   H01J 37/147 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 541E

   H01L21/30 541Q

   H01L21/30 541W

   G03F7/20 504

   H01J37/305 B

   H01J37/147 C

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-146121(P2018-146121)

(22)【出願日】2018年8月2日

(65)【公開番号】特開2020-21880(P2020-21880A)

(43)【公開日】2020年2月6日

【審査請求日】2021年3月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】山田 拓

【審査官】 植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１５２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−７３９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−００６９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２５６１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９３６７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｈ０１Ｊ ３７／３０５

Ｈ０１Ｊ ３７／１４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子ビームを放出する放出部と、
ステージに載置された基板に対する前記荷電粒子ビームの照射位置を調整する偏向器と、
描画データから、ショット毎のショットサイズ、ショット位置及びビームオン・オフ時間を含むショットデータを生成するショットデータ生成部と、
複数のショットデータを参照し、複数ショットのショットサイズ、ショット位置及びビームオン・オフ時間に基づいて、前記基板に照射される荷電粒子ビームの照射位置のドリフト量を算出し、該ドリフト量に基づいて照射位置ずれを補正する補正情報を生成するドリフト補正部と、
前記ショットデータ及び前記補正情報に基づいて前記偏向器による偏向量を制御する偏向制御部と、
を備える荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項2】

前記偏向器は複数の電極を有し、
前記ドリフト補正部は、複数ショットのショットサイズの平均値、複数ショットのショット位置の平均値、及び複数ショットの累積ビームオン・オフ時間を用いて、前記偏向器の各電極の帯電量を計算し、各電極の帯電量から前記ドリフト量を算出することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項3】

前記偏向器は、
前記ステージの移動に追従するように、前記基板の描画領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第１小領域の基準位置に荷電粒子ビームを偏向する第１偏向器と、
各第１小領域の基準位置から、各第１小領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第２小領域の基準位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第２偏向器と、
各第２小領域の基準位置から、該第２小領域内に照射されるビームのショット位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第３偏向器と、
を有し、
前記ドリフト補正部は、前記第１小領域に含まれる複数ショットのショットデータ、又は前記第２小領域に含まれる複数ショットのショットデータを参照して前記ドリフト量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項4】

前記ステージ上に設けられたマークと、
前記マークを前記荷電粒子ビームで走査した際の反射荷電粒子からビーム照射位置を検出する照射位置検出器と、
をさらに備え、
前記照射位置検出器により検出されたビーム照射位置から測定されたドリフト量と、前記ドリフト補正部が算出したドリフト量との差分から外乱ドリフト量を求めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項5】

荷電粒子ビームを放出する工程と、
偏向器を用いて、ステージに載置された基板に対する前記荷電粒子ビームの照射位置を調整する工程と、
描画データから、ショット毎のショットサイズ、ショット位置及びビームオン・オフ時間を含むショットデータを生成する工程と、
複数のショットデータを参照し、複数ショットのショットサイズ、ショット位置及びビームオン・オフ時間に基づいて、前記基板に照射される荷電粒子ビームの照射位置のドリフト量を算出する工程と、
前記ドリフト量に基づいて照射位置ずれを補正する補正情報を生成する工程と、
前記ショットデータ及び前記補正情報に基づいて前記偏向器による偏向量を制御する工程と、
を備える荷電粒子ビーム描画方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。

【0003】

電子ビーム描画装置では、様々な要因により、描画中に電子ビームの照射位置が時間経過と共にシフトするビームドリフトと呼ばれる現象が発生し得る。例えば、描画装置の偏向電極等の照射系にコンタミネーションが付着し、描画対象基板からの散乱電子によりコンタミネーションが帯電することで、ビームドリフトが発生する。このビームドリフトをキャンセルするため、ドリフト補正が行われる。

【0004】

例えば、特許文献１には、ショット毎のビーム電流量と、ビーム照射位置と、ビームのオン・オフ時間をパラメータにした補正計算式からドリフト量を算出し、偏向器による偏向量を補正する手法が開示されている。しかし、偏向器表面の電荷蓄積量を１ショット毎に計算しているため、ショット数の増加に伴い計算量が多くなる。例えば、１ショットあたりの電荷蓄積量の計算時間が１μｓであるとした場合、１００ギガ（１×１０^１１）ショット分の計算には約２８時間かかり、現実的ではなく、描画中にリアルタイムで計算を行うことが困難であった。

【0005】

特許文献２には、ビーム照射量（＝照射時間×照射面積）を一定時間毎に累積加算し、累積加算量に応じて偏向器による偏向量を補正する手法が開示されている。この手法では、ビーム照射量の累積加算量の算出間隔を短くすると、ドリフトの補正精度は上がるが、計算量が増加する。累積加算量の算出間隔を長くすると、計算量を低減させられるが、補正精度が低下する。このように、累積加算量の算出間隔と補正精度がトレードオフの関係にあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４４３９０３８号公報

【特許文献2】特開平９−４５６０２号公報

【特許文献3】特開平１０−２５６１１０号公報

【特許文献4】特許第２７８１９４１号公報

【特許文献5】特開平１０−２２１９５号公報

【特許文献6】特開２０１０−７３９０９号公報

【特許文献7】特開平９−２９３６７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、計算量を抑えつつ、高精度にドリフト補正を行うことができる荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームを放出する放出部と、ステージに載置された基板に対する前記荷電粒子ビームの照射位置を調整する偏向器と、描画データから、ショット毎のショットサイズ、ショット位置及びビームオン・オフ時間を含むショットデータを生成するショットデータ生成部と、複数のショットデータを参照し、複数ショットのショットサイズ、ショット位置及びビームオン・オフ時間に基づいて、前記基板に照射される荷電粒子ビームの照射位置のドリフト量を算出し、該ドリフト量に基づいて照射位置ずれを補正する補正情報を生成するドリフト補正部と、前記ショットデータ及び前記補正情報に基づいて前記偏向器による偏向量を制御する偏向制御部と、を備えるものである。

【0009】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置において、前記偏向器は複数の電極を有し、前記ドリフト補正部は、複数ショットのショットサイズの平均値、複数ショットのショット位置の平均値、及び複数ショットの累積ビームオン・オフ時間を用いて、前記偏向器の各電極の帯電量を計算し、各電極の帯電量から前記ドリフト量を算出する。

【0010】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置において、前記偏向器は、前記ステージの移動に追従するように、前記基板の描画領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第１小領域の基準位置に荷電粒子ビームを偏向する第１偏向器と、各第１小領域の基準位置から、各第１小領域がメッシュ状に仮想分割された複数の第２小領域の基準位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第２偏向器と、各第２小領域の基準位置から、該第２小領域内に照射されるビームのショット位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第３偏向器と、を有し、前記ドリフト補正部は、前記第１小領域に含まれる複数ショットのショットデータ、又は前記第２小領域に含まれる複数ショットのショットデータを参照して前記ドリフト量を算出する。

【0011】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置は、前記ステージ上に設けられたマークと、前記マークを前記荷電粒子ビームで走査した際の反射荷電粒子からビーム照射位置を検出する照射位置検出器と、をさらに備え、前記照射位置検出器により検出されたビーム照射位置から測定されたドリフト量と、前記ドリフト補正部が算出したドリフト量との差分から外乱ドリフト量を求める。

【0012】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、荷電粒子ビームを放出する工程と、
偏向器を用いて、ステージに載置された基板に対する前記荷電粒子ビームの照射位置を調整する工程と、描画データから、ショット毎のショットサイズ、ショット位置及びビームオン・オフ時間を含むショットデータを生成する工程と、複数のショットデータを参照し、複数ショットのショットサイズ、ショット位置及びビームオン・オフ時間に基づいて、前記基板に照射される荷電粒子ビームの照射位置のドリフト量を算出する工程と、前記ドリフト量に基づいて照射位置ずれを補正する補正情報を生成する工程と、前記ショットデータ及び前記補正情報に基づいて前記偏向器による偏向量を制御する工程と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、計算量を抑えつつ、高精度にドリフト補正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置の概略図である。

【図2】第１成形アパーチャ及び第２成形アパーチャの斜視図である。

【図3】偏向領域を説明する概念図である。

【図4】電荷蓄積量の変化を示すグラフである。

【図5】帯電と放電の関数を示すグラフである。

【図6】電荷蓄積量の変化を示すグラフである。

【図7】偏向電極の例を示す図である。

【図8】累積ショット数とドリフト計算時間との関係の例を示す表である。

【図9】ドリフト測定結果、帯電ドリフト計算結果及び外乱ドリフト量の変化の例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等でもよい。

【0016】

図１は、実施の形態における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ブランキング偏向器２１２、ブランキングアパーチャ２１４、第１成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び副副偏向器２１６が配置されている。

【0017】

描画室１０３内には、ＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、レジストが塗布された描画対象となる基板１０１が配置される。基板１０１には、半導体装置を製造するための露光用のマスク、シリコンウェハ、マスクブランクス等が含まれる。

【0018】

ＸＹステージ１０５上には、電子ビームのドリフト量を測定するためのマーク（図示略）が設けられている。マークは、例えば十字形状やドット形状をなし、シリコン基板上にタンタルやタングステン等の重金属で形成されたものである。

【0019】

ＸＹステージ１０５の上方には、マークに対する電子ビームの照射により、電子ビームの照射位置（ビーム位置）を検出する照射位置検出器２２０が設けられている。照射位置検出器２２０として、例えば、マークが電子ビームで走査され、マークにより反射された反射電子を電流値として検出する電子検出器を用いることができる。検出されたビーム位置は、後述する制御計算機１１０に通知される。

【0020】

電子鏡筒１０２内に設けられた電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、ブランキング偏向器２１２内を通過する際にブランキング偏向器２１２によって、電子ビームを基板に照射するか否か切り替えられる。

【0021】

電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により、矩形の開口Ａ１（図２参照）を有する第１成形アパーチャ２０３に照射される。第１成形アパーチャ２０３の開口Ａ１を通過することで、電子ビームＢは矩形に成形される。

【0022】

第１成形アパーチャ２０３を通過した第１アパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により、可変成形開口Ａ２（図２参照）を有した第２成形アパーチャ２０６上に投影される。その際、成形偏向器２０５によって、第２成形アパーチャ２０６上に投影される第１アパーチャ像が偏向制御され、可変成形開口Ａ２を通過する電子ビームの形状と寸法を変化させる（可変成形を行う）ことができる。

【0023】

第２成形アパーチャ２０６の可変成形開口Ａ２を通過した第２アパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び副副偏向器２１６によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５上に載置された基板１０１に照射される。

【0024】

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１２０、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプ１３０，１３２，１３４，１３６、１３８（偏向アンプ）、及び記憶装置１４０を有している。

【0025】

偏向制御回路１２０にはＤＡＣアンプ１３０，１３２，１３４，１３６，１３８が接続されている。ＤＡＣアンプ１３０は、ブランキング偏向器２１２に接続されている。ＤＡＣアンプ１３２は、副偏向器２０９に接続されている。ＤＡＣアンプ１３４は、主偏向器２０８に接続されている。ＤＡＣアンプ１３６は、副副偏向器２１６に接続されている。ＤＡＣアンプ１３８は、成形偏向器２０５に接続されている。

【0026】

制御計算機１１０は、ショットデータ生成部５０、ドリフト補正部５２、及び描画制御部５４を備える。ショットデータ生成部５０、ドリフト補正部５２、及び描画制御部５４の各機能は、ソフトウェアで構成されてもよいし、ハードウェアで構成されてもよい。

【0027】

図３は、偏向領域を説明するための概念図である。図３に示すように、基板１０１の描画領域１０は、主偏向器２０８の偏向可能幅で、例えばｙ方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域２０に仮想分割される。そして、主偏向器２０８の偏向可能幅で、ストライプ領域２０をｘ方向に分割した領域が主偏向器２０８の偏向領域（主偏向領域）となる。

【0028】

この主偏向領域は、副偏向器２０９の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のサブフィールド（ＳＦ）３０に仮想分割される。そして、各ＳＦ３０は、副副偏向器２１６の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のアンダーサブフィールド（ここでは第３の偏向を意味するＴｅｒｔｉａｒｙ Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄの略語を用いて「ＴＦ」とする。以下、同じ）４０に仮想分割される。各ＴＦ４０の各ショット位置４２にショット図形が描画される。

【0029】

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３０に対して、ブランキング制御用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３０では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、ブランキング偏向器２１２に印加する。この偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのブランキング制御が行われる。

【0030】

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３８に対して、成形偏向用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３８では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、偏向器２０５に印加する。この偏向電圧によって電子ビーム２００が第２成形アパーチャ２０６の特定の位置に偏向され、所望の寸法及び形状の電子ビームが形成される。

【0031】

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３４に対して、主偏向制御用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３４は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、主偏向器２０８に印加する。この偏向電圧によって、電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがメッシュ状に仮想分割された所定のサブフィールド（ＳＦ）の基準位置Ａ（例えば、該当するＳＦの中心位置或いは左下の角位置等）に偏向される。また、ＸＹステージ１０５が連続移動しながら描画する場合には、かかる偏向電圧には、ステージ移動に追従するトラッキング用の偏向電圧も含まれる。

【0032】

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３２に対して、副偏向制御用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３２は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副偏向器２０９に印加する。この偏向電圧によって、電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームが最小偏向領域となるＴＦ４０の基準位置Ｂ（例えば、該当するＴＦの中心位置或いは左下の角位置等）に偏向される。

【0033】

偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプ１３６に対して、副副偏向制御用のデジタル信号が出力される。ＤＡＣアンプ１３６は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副副偏向器２１６に印加する。この偏向電圧によって、電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがＴＦ４０内の各ショット位置４２に偏向される。

【0034】

描画装置１００では、複数段の偏向器を用いて、ストライプ領域２０毎に描画処理を進めていく。ここでは、一例として、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び副副偏向器２１６といった３段偏向器が用いられる。ＸＹステージ１０５が例えば−ｘ方向に向かって連続移動しながら、１番目のストライプ領域２０についてｘ方向に向かって描画を進めていく。そして、１番目のストライプ領域２０の描画終了後、同様に、或いは逆方向に向かって２番目のストライプ領域２０の描画を進めていく。以降、同様に、３番目以降のストライプ領域２０の描画を進めていく。

【0035】

主偏向器２０８が、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように、ＳＦ３０の基準位置Ａに電子ビーム２００を順に偏向する。また、副偏向器２０９が、各ＳＦ３０の基準位置Ａから、ＴＦ４０の基準位置Ｂに電子ビーム２００を順に偏向する。そして、副副偏向器２１６が、各ＴＦ４０の基準位置Ｂから、当該ＴＦ４０内に照射されるビームのショット位置４２に電子ビーム２００を偏向する。

【0036】

このように、主偏向器２０８、副偏向器２０９、及び副副偏向器２１６は、サイズの異なる偏向領域をもつ。ＴＦ４０は、複数段の偏向器の偏向領域のうち、最小偏向領域となる。

【0037】

記憶装置１４０は、例えば磁気ディスク装置であり、基板１０１にパターンを描画するための描画データを記憶する。この描画データは、設計データ（レイアウトデータ）が描画装置１００用のフォーマットに変換されたデータであり、外部装置から記憶装置１４０に入力されて保存されている。

【0038】

ショットデータ生成部５０が、記憶装置１４０に格納されている描画データに対して、複数段のデータ変換処理を行い、描画対象となる各図形パターンを１回のショットで照射可能なサイズのショット図形に分割し、描画装置固有のフォーマットとなるショットデータを生成する。ショットデータには、ショット毎に、例えば、各ショット図形の図形種を示す図形コード、図形サイズ（ショットサイズ）、ショット位置、ビームオン・オフ時間等が定義される。生成されたショットデータはメモリ１１２に一時的に記憶される。

【0039】

ショットデータに含まれるビームオン時間は、近接効果、フォギング効果、ローディング効果といった、パターンの寸法変動を引き起こす要因を考慮して描画領域１０の各位置における電子ビームの照射量（ドーズ量）Ｑを算出し、算出した照射量Ｑを電流密度Ｊで割ることで算出される。ビームオフ時間は、描画中のステージ移動速度やビーム移動量、ＤＡＣアンプのセトリング時間等によって算出される。

【0040】

ショットデータの生成は、描画処理と並行して行われ、複数ショットのショットデータが事前に生成されてメモリ１１２に記憶される。例えば、ストライプ領域２０一本分のショットデータが事前に生成され、メモリ１１２に記憶されている。

【0041】

本実施形態では、事前に生成された複数ショットのショットデータを参照し、複数ショットの累積ショット数と、平均化したショットサイズ（ビームサイズ）及びショット位置（ビーム偏向位置）と、累積ビームオン・オフ時間とを用いて、偏向器（主偏向器２０８、副偏向器２０９又は副副偏向器２１６）表面の電荷蓄積量を算出し、チャージアップ現象による帯電ドリフトを補正する。

【0042】

図４に示すように、１回のショットはビームオンの期間ｔ_ｓｈｏｔとビームオフの期間ｔ_ｓｔｌとを有し、偏向器表面では、ビーム照射（ビームオン）時の散乱電子による帯電フェーズと、ビームオフ時の放電フェーズとが繰り返される。

【0043】

偏向器を構成する複数の電極は、それぞれ、電極表面の電荷蓄積量の変化を図５に示す関数Ｃ（ｔ）、Ｄ（ｔ）で表すことができる。関数Ｃ（ｔ）はビームオン時の帯電を示し、関数Ｄ（ｔ）はビームオフ時の放電を示す。図５の数式において、τ_ｃは帯電しやすさを示す時定数であり、τ_ｄは放電しやすさを示す時定数である。

【0044】

図４に示すｉ番目のショット開始時の電荷蓄積量をＱ_ｉとすると、ｉ番目のショット終了時（ｉ＋１番目のショット開始時）の電荷蓄積量Ｑ_ｉ＋１、ｉ＋１番目のショット終了時（ｉ＋２番目のショット開始時）の電荷蓄積量Ｑ_ｉ＋２は、それぞれ、以下の数式１で表すことができる。数式１において、Ｑ_ｍａｘは飽和電子量、ｔ_ｓｈｏｔはビームオンの時間（ショット時間）、ｔ_ｓｔｌはビームオフの時間（セトリング時間）、τ_ｃは帯電の時定数、τ_ｄは放電の時定数である。

【0045】

【数1】

【0046】

図４に示すグラフは、１ショットずつ電荷蓄積量を計算する場合の計算式に対応するものである。１ショットずつ電荷蓄積量を計算する場合、ショット数の増加に伴い計算量が多くなり、描画処理と並行してリアルタイムでドリフト補正を行うことは困難となる。そのため、本実施形態では、複数ショットをまとめて電荷蓄積量を計算することで計算速度を向上させ、リアルタイムでのドリフト補正を可能とさせる。

【0047】

例えば、２ショット毎に電荷蓄積量を計算する場合、電荷蓄積量を図６のように変化するとみなすことで計算が簡略化可能である。この場合、ｉ＋１番目のショット終了時（ｉ＋２番目のショット開始時）の電荷蓄積量Ｑ_ｉ＋２は、ｉ番目のショット開始時の電荷蓄積量Ｑ_ｉから以下の数式２で算出でき、２回分の計算を１回で終わらせることが可能となる。

【0048】

【数2】

【0049】

また、偏向器には複数個の電極が使用されているため、帯電源も複数箇所あると考えられる。そのため、図７に示すように、偏向器が４個の電極Ｅ１〜Ｅ４からなり、各電極の電荷蓄積量（帯電量）をＮショット毎に（Ｎショットまとめて）計算する場合を考える。電極Ｅｊ（ｊ＝１〜４）のｉ番目のショット開始時の電荷蓄積量Ｑ_ｉ、ｊから、Ｎショット後の電荷蓄積量Ｑ_{ｉ＋Ｎ、ｊ}は以下の数式３で求めることができる。

【0050】

【数3】

【0051】

数式３において、時定数τ_ｃｊ、τ_ｄｊ、係数α、Ｑ_{ｍａｘ，ｊ}は、描画レイアウトによらない装置固有の状態パラメータなため、ビーム照射量又はショット間隔と、偏向位置をそれぞれ２以上の条件でドリフトの変化を測定した結果から事前に求めることができる。

【0052】

各電極の電荷蓄積量を用いて、以下の数式４からドリフト量を算出することができる。

【0053】

【数4】

【0054】

図８は、ショットをまとめる数（数式３の累積ショット数Ｎ）と、１×１０^８ショット分のドリフト量の算出に要する時間との関係の例を示す。累積ショット数Ｎが大きい程、１×１０^８ショット分のドリフト量の算出に要する時間は減少する。なお、累積ショット数Ｎを１００、１０００、１００００、１０００００、１００００００と変えても、算出されるドリフト量はほとんど変わらなかった。

【0055】

上述の数式３、４、及び時定数τ_ｃｊ、τ_ｄｊ、係数α、Ｑ_{ｍａｘ，ｊ}を含む計算式データは、記憶装置１４０に格納されている。ドリフト補正部５２は、記憶装置１４０から計算式データを取り出す。ドリフト補正部５２は、メモリ１１２に格納されている複数のショットデータを参照し、複数ショットの累積ショット時間（ビームオンの時間の合計）、累積セトリング時間（ビームオフの時間の合計）、平均偏向方向、平均ショットサイズを算出し、算出した値を計算式に代入して各電極の電荷蓄積量を算出する。

【0056】

ドリフト補正部５２は、各電極の電荷蓄積量からドリフト量を算出し、ドリフト量をキャンセルするドリフト補正量を求める。ドリフト補正部５２は、ドリフト補正量に基づいて、電子ビームの偏向量（ビーム照射位置）の補正情報を生成し、描画制御部５４に与える。描画制御部５４は、この補正情報を用いてビーム照射位置の補正量を偏向制御回路１２０に与える。

【0057】

描画制御部５４は、ショットデータを偏向制御回路１２０へ転送する。偏向制御回路１２０は、ショットデータに基づいてブランキング制御用の信号をＤＡＣアンプ１３０へ出力し、成形偏向用の信号をＤＡＣアンプ１３８へ出力する。

【0058】

偏向制御回路１２０は、ショットデータと、ビーム照射位置の補正量とに基づいて、偏向制御用の信号をＤＡＣアンプ１３２、１３４、１３６へ出力する。これにより、描画部１５０においてビーム照射位置が補正される。

【0059】

このように、本実施形態によれば、特定区間の複数のショットデータを参照し、累積ショット数と、区間内で平均化したビームサイズ、ビーム偏向位置（偏向方向）、区間内でのビームオン・オフの累積時間を用いてドリフト量を算出するため、計算量を抑えつつ、高精度にドリフト補正を行うことができる。

【0060】

特定区間（数式３の累積ショット数Ｎ）は特に限定されず、例えばサブフィールド（ＳＦ３０）毎でもよいし、アンダーサブフィールド（ＴＦ４０）毎でもよいし、一定ショット毎でもよい。

【0061】

上記実施形態では、チャージアップ現象による帯電ドリフトを補正することができるが、描画装置には熱や気圧などの要因によるドリフト（外乱ドリフト）も発生している。そのため、外乱ドリフトの補正を行うことで、さらに描画精度を向上させることができる。外乱ドリフトは以下の方法で算出できる。

【0062】

描画処理中、任意の間隔で描画動作を一時停止し、ビームドリフト量を測定する。例えば、ＸＹステージ１０５上のマークを電子ビームでスキャンし、照射位置検出器２２０が反射電子の電流量から検出したビーム位置に基づいて、ビームドリフト量が測定される。

【0063】

この測定値は、帯電ドリフトと外乱ドリフトの両方の影響を含むため、測定値から描画動作一時停止直前の帯電ドリフトの計算結果を減じて、外乱ドリフト量を求める。外乱ドリフト量を所定の時間間隔で複数回求め、そのトレンドを関数近似する。外乱ドリフト量の近似関数はメモリに登録される。図９に、ドリフト測定結果、帯電ドリフト計算結果、外乱ドリフト量、外乱ドリフト量の近似関数の例を示す。

【0064】

近似関数の算出後、ドリフト補正部５２は、この関数を用いて外乱ドリフト量の変化を予測する。予測された外乱ドリフト量と、帯電ドリフトの計算結果とを合わせて全体のビームドリフト量とし、偏向量を補正する。

【0065】

上記実施形態では、シングルビームを用いた描画装置について説明したが、マルチビーム描画装置であってもよい。

【0066】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0067】

５０ ショットデータ生成部
５２ ドリフト補正部
５４ 描画制御部
１００ 描画装置
１１０ 制御計算機
１５０ 描画部
１６０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】