特開 2023-168012 被覆率算出方法、荷電粒子ビーム描画方法、被覆率算出装置及び荷電粒子ビーム描画装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168012

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】被覆率算出方法、荷電粒子ビーム描画方法、被覆率算出装置及び荷電粒子ビーム描画装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20231116BHJP

   H01J 37/305 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 541E

H01L21/30 541W

H01J37/305 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022079606

(22)【出願日】2022-05-13

(71)【出願人】

【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】安井 健一

(72)【発明者】

【氏名】加藤 靖雄

【テーマコード（参考）】

5C101

5F056

【Ｆターム（参考）】

5C101AA27

5C101EE43

5C101HH05

5C101HH27

5C101JJ11

5F056AA07

5F056AA20

5F056CA02

5F056CA30

5F056CB01

5F056CB05

(57)【要約】

【課題】ラスタライズ処理におけるピクセル被覆率の計算量及びメモリ使用量を削減する。
【解決手段】荷電粒子ビームを照射し、パターンを描画する描画領域を所定サイズで分割したピクセル領域毎のパターンの被覆率を算出する。この被覆率算出方法では、前記描画領域を第１サイズで仮想分割して複数の第１ピクセル領域を生成し、前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率を算出し、前記第１ピクセル領域を前記第１サイズより小さい第２サイズで仮想分割して前記ピクセル領域に対応する複数の第２ピクセル領域を生成し、前記第１ピクセル領域内のパターン形状を近似する前記第２ピクセル領域を選択し、前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率、前記第１ピクセル領域内の前記第２ピクセル領域の個数、及び前記選択した第２ピクセル領域の個数に基づいて、前記選択した第２ピクセル領域の被覆率を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子ビームを照射し、パターンを描画する描画領域を所定サイズで分割したピクセル領域毎のパターンの被覆率を算出する被覆率算出方法であって、
前記描画領域を第１サイズで仮想分割して複数の第１ピクセル領域を生成し、
前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率を算出し、
前記第１ピクセル領域を前記第１サイズより小さい第２サイズで仮想分割して前記ピクセル領域に対応する複数の第２ピクセル領域を生成し、
前記第１ピクセル領域内のパターン形状を近似する前記第２ピクセル領域を選択し、
前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率、前記第１ピクセル領域内の前記第２ピクセル領域の個数、及び前記選択した第２ピクセル領域の個数に基づいて、前記選択した第２ピクセル領域の被覆率を算出する、被覆率算出方法。

【請求項2】

前記複数の第２ピクセル領域のうち、中心がパターンの内側にある第２ピクセル領域を、前記パターン形状を近似する第２ピクセル領域として選択する、請求項１に記載の被覆率算出方法。

【請求項3】

前記第１ピクセル領域内のパターンの重心を検出し、
矩形の前記第１ピクセル領域の４辺のうち、前記重心に最も近い第１辺を選択し、
前記第１辺から、該第１辺に対向する第２辺に向かって、前記第１辺と平行なｋ列分（ｋは１以上の整数）の第２ピクセル領域を、前記パターン形状を近似する第２ピクセル領域として選択し、
ｋは、前記第１ピクセル領域の被覆率、前記第１サイズ及び前記第２サイズに基づく値である、請求項１に記載の被覆率算出方法。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかに記載の被覆率算出方法で算出された前記第２ピクセル領域の被覆率を用いて、前記ピクセル領域毎の照射量を算出し、
前記算出した照射量に基づいて荷電粒子ビームを制御し、基板にパターンを描画する、荷電粒子ビーム描画方法。

【請求項5】

荷電粒子ビームを照射し、パターンを描画する描画領域を所定サイズで分割したピクセル領域毎のパターンの被覆率を算出する被覆率算出装置であって、
前記描画領域を第１サイズで仮想分割して複数の第１ピクセル領域を生成し、前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率を算出し、前記第１ピクセル領域を前記第１サイズより小さい第２サイズで仮想分割して前記ピクセル領域に対応する複数の第２ピクセル領域を生成し、前記第１ピクセル領域内のパターン形状を近似する前記第２ピクセルを選択するラスタライズ部を有し、
前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率、前記第１ピクセル領域内の前記第２ピクセル領域の個数、及び前記選択した第２ピクセル領域の個数に基づいて、前記選択した第２ピクセル領域の被覆率を算出する、被覆率算出装置。

【請求項6】

前記ラスタライズ部は、前記複数の第２ピクセル領域のうち、中心がパターンの内側にある第２ピクセル領域を、前記パターン形状を近似する第２ピクセル領域として選択する、請求項５に記載の被覆率算出装置。

【請求項7】

前記被覆率算出装置により算出された前記第２ピクセル領域の被覆率を用いて前記ピクセル領域毎の照射量を算出し、前記ピクセル領域毎の照射量を定義したドーズマップを作成するドーズマップ作成部と、
前記ドーズマップに基づいて前記ピクセル領域毎の照射時間を算出する照射時間算出部と、
前記算出した照射時間に基づいて荷電粒子ビームの照射量を制御する描画制御部と、
を備える荷電粒子ビーム描画装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被覆率算出方法、荷電粒子ビーム描画方法、被覆率算出装置及び荷電粒子ビーム描画装置に関する。

【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の製作には、電子ビーム描画装置によってレジストを露光してパターンを形成する、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として、例えば、マルチビームを用いて一度に多くのビームを照射し、スループットを向上させたマルチビーム描画装置が知られている。このマルチビーム描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームが、複数の開口を有するアパーチャ部材を通過することでマルチビームが形成され、各ビームがブランキングプレートにおいてブランキング制御される。遮蔽されなかったビームが、光学系で縮小され、描画対象のマスク上の所望の位置に照射される。

【0004】

マルチビーム描画装置は、描画領域をメッシュ状に分割した画素（ピクセル）毎にパターンの被覆率（面積密度）を求め、被覆率に応じてマルチビームの各ビームの照射量を調整する。ピクセルサイズが小さい程、パターン形状を正確に反映し、解像度及び描画精度が向上する。しかし、ピクセルサイズの縮小に伴い、被覆率計算に要する時間が増大すると共に、被覆率の計算結果を記憶するためのメモリ使用量が増大するという問題があった。

【0005】

例えば、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、ピクセルサイズ（ピクセルの１辺の長さ）を１６ｎｍから４ｎｍに小さくした場合、被覆率の計算回数は１回から４回に増える。また、被覆率の計算結果を記憶するためのメモリ使用量は２ｂｙｔｅから３２ｂｙｔｅに増える。ピクセルサイズを１／ｎ倍（ｎは２以上の整数）にすることで、計算回数はｎ倍、メモリ使用量はｎ^２倍に増大していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００５－３４０４３８号公報

【特許文献2】特開２０１２－２３０６８９号公報

【特許文献3】国際公開第２００８／０８４５４３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、ピクセル被覆率の計算量及びメモリ使用量を削減できる被覆率算出方法、荷電粒子ビーム描画方法、被覆率算出装置及び荷電粒子ビーム描画装置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被覆率算出方法は、荷電粒子ビームを照射し、パターンを描画する描画領域を所定サイズで分割したピクセル領域毎のパターンの被覆率を算出する被覆率算出方法であって、前記描画領域を第１サイズで仮想分割して複数の第１ピクセル領域を生成し、前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率を算出し、前記第１ピクセル領域を前記第１サイズより小さい第２サイズで仮想分割して前記ピクセル領域に対応する複数の第２ピクセル領域を生成し、前記第１ピクセル領域内のパターン形状を近似する前記第２ピクセル領域を選択し、前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率、前記第１ピクセル領域内の前記第２ピクセル領域の個数、及び前記選択した第２ピクセル領域の個数に基づいて、前記選択した第２ピクセル領域の被覆率を算出するものである。

【0009】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、上記被覆率算出方法で算出された前記第２ピクセル領域の被覆率を用いて、前記ピクセル領域毎の照射量を算出し、前記算出した照射量に基づいて荷電粒子ビームを制御し、基板にパターンを描画するものである。

【0010】

本発明の一態様による被覆率算出装置は、荷電粒子ビームを照射し、パターンを描画する描画領域を所定サイズで分割したピクセル領域毎のパターンの被覆率を算出する被覆率算出装置であって、前記描画領域を第１サイズで仮想分割して複数の第１ピクセル領域を生成し、前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率を算出し、前記第１ピクセル領域を前記第１サイズより小さい第２サイズで仮想分割して前記ピクセル領域に対応する複数の第２ピクセル領域を生成し、前記第１ピクセル領域内のパターン形状を近似する前記第２ピクセルを選択するラスタライズ部を有し、前記第１ピクセル領域のパターンの被覆率、前記第１ピクセル領域内の前記第２ピクセル領域の個数、及び前記選択した第２ピクセル領域の個数に基づいて、前記選択した第２ピクセル領域の被覆率を算出するものである。

【0011】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置は、上記被覆率算出装置により算出された前記第２ピクセル領域の被覆率を用いて前記ピクセルル領域毎の照射量を算出し、前記ピクセル領域毎の照射量を定義したドーズマップを作成するドーズマップ作成部と、前記ドーズマップに基づいて前記ピクセル領域毎の照射時間を算出する照射時間算出部と、前記算出した照射時間に基づいて荷電粒子ビームの照射量を制御する描画制御部と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ピクセル被覆率の計算量及びメモリ使用量を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係るマルチ荷電粒子ビーム描画装置の概略図である。

【図2】アパーチャ部材の構成例を示す図である。

【図3】描画動作の一例を説明する図である。

【図4】マルチビームの照射領域と描画対象画素の一例を示す図である。

【図5】同実施形態に係る描画方法を説明するフローチャートである。

【図6】（ａ）は第１ピクセルの被覆率を示す図であり、（ｂ）は第１ピクセルを分割した第２ピクセルを示す図であり、（ｃ）は第２ピクセルの内外判定情報を示す図である。

【図7】第２ピクセルの被覆率を示す図である。

【図8】（ａ）は第１ピクセルにおけるパターンの重心位置を示す図であり、（ｂ）～（ｄ）は第２ピクセルの選択方法を説明する図である。

【図9】（ａ）（ｂ）は比較例による被覆率の計算回数を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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

【0015】

図１は、実施の形態に係る被覆率算出装置を用いた描画装置の概略構成図である。図１に示すように、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。

【0016】

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、アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２０４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。

【0017】

描画室１０３内には、連続移動可能なＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には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際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、基板１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。

【0018】

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、ステージ位置検出器１３９、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。これらはバスを介して互いに接続されている。記憶装置１４０には、描画データが外部から入力され、格納されている。

【0019】

制御計算機１１０は、ラスタライズ部５０、ドーズマップ作成部５２、照射時間算出部５４及び描画制御部６０を有する。これらの機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、ソフトウェアで構成されてもよい。ソフトウェアで構成する場合には、少なくとも一部の機能を実現するプログラムを記録媒体に収納し、ＣＰＵを有するコンピュータに読み込ませて実行させてもよい。プログラムを収納する記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。制御計算機１１０における演算結果等の情報はメモリ１１２にその都度格納される。ラスタライズ部５０及びドーズマップ作成部５２により、本実施形態による被覆率算出装置の処理が実行される。

【0020】

図２は、アパーチャ部材２０３の構成例を示す概念図である。図２において、アパーチャ部材２０３には、縦横に複数の開口部２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）に５１２×５１２列の開口部２２が形成される。各開口部２２は、共に同じ寸法の矩形で形成される。開口部２２は円形であってもよい。

【0021】

これらの複数の開口部２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０ａ～ｅが形成されることになる。ここでは、縦横（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の開口部２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。

【0022】

ブランキングプレート２０４は、図２に示したアパーチャ部材２０３の各開口部２２に対応する位置にマルチビームのそれぞれのビームの通過用の通過孔（開口部）が開口される。そして、各通過孔を挟んでブランキング偏向用の電極の組（ブランカ：ブランキング偏向器）が配置される。２つの電極の一方は、偏向制御回路１３０からの制御信号に基づく偏向電圧が印加され、他方は接地される。

【0023】

各通過孔を通過する電子ビーム２０ａ～ｅは、ブランカによってそれぞれ独立に偏向され、ブランキング制御が行われる。このように、複数のブランカが、アパーチャ部材２０３の複数の開口部２２を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。

【0024】

図３は、描画動作の一例を説明する概念図である。図３に示すように、基板１０１の描画領域３０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。

【0025】

まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば－ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は所定の速度で例えば連続移動させる。

【0026】

第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を－ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、あるいはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、－ｘ方向にむかって同様に描画を行う。

【0027】

第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、－ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。１回のショットでは、アパーチャ部材２０３の各開口部２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、最大で開口部２２と同数の複数のショットパターンが一度に形成される。

【0028】

図４は、マルチビームの照射領域と描画対象画素との一例を示す図である。図４において、ストライプ領域３２は、例えば、マルチビームのビームサイズでメッシュ状の複数のメッシュ領域４０に分割される。各メッシュ領域４０が描画ピクセル領域（描画位置）となる。図４の例では、基板１０１の描画領域が、例えばｙ方向に、一回のマルチビーム２０ａ～ｅの照射で照射可能な照射領域３４のサイズ（ショットサイズ）より小さい幅サイズで複数のストライプ領域３２に分割された場合を示している。なお、ストライプ領域３２の幅は、これに限るものではなく、例えば、照射領域３４のｎ倍（ｎは１以上の整数）のサイズであってもよい。

【0029】

照射領域３４内に、一回のマルチビーム２０ａ～ｅの照射で照射可能な複数の画素２４（ビームの描画位置）が示されている。言い換えれば、隣り合う画素２４間のピッチがマルチビームの各ビーム間のピッチとなる。図４の例では、隣り合う４つの画素２４で囲まれると共に、４つの画素２４のうちの１つの画素２４を含む正方形の領域で１つのサブピッチ領域２６を構成する。図４は、各サブピッチ領域２６が、４×４画素で構成される場合を示している。

【0030】

図４は、描画ピクセル領域のサイズをビームサイズとしているが、描画ピクセル領域のサイズが小さい程、パターン形状を正確に反映し、解像度及び描画精度が向上する。

【0031】

次に、描画部１５０の動作について説明する。電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直にアパーチャ部材２０３全体を照明する。電子ビーム２００がアパーチャ部材２０３の複数の開口部２２をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ～ｅが形成される。マルチビーム２０ａ～ｅは、ブランキングプレート２０４のそれぞれ対応するブランカ内を通過する。ブランカは、それぞれ個別に、通過する電子ビーム２０を演算された描画時間（照射時間）の間だけビームＯＮ、それ以外はビームＯＦＦとなるように偏向する（ブランキング偏向を行う）。

【0032】

ブランキングプレート２０４を通過したマルチビーム２０ａ～ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の開口部に向かって進む。ブランキングプレート２０４のブランカによってビームＯＦＦとなるように偏向された電子ビームは、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の開口部から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート２０４のブランカによって偏向されなかった（ビームＯＮとなるように偏向された）電子ビームは、制限アパーチャ部材２０６の中心の開口部を通過する。

【0033】

ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより、１回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビームは、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８によって各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向にまとめて偏向され、基板１０１上のそれぞれの描画位置（照射位置）に照射される。

【0034】

ＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの描画位置（照射位置）がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器２０８によってトラッキング制御される。ステージ位置検出器１３９からＸＹステージ１０５上のミラー２１０に向けてレーザを照射し、その反射光を用いてＸＹステージ１０５の位置が測定される。一度に照射されるマルチビームは、理想的にはアパーチャ部材２０３の複数の開口部の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。

【0035】

描画装置１００は、各回のトラッキング動作中にＸＹステージ１０５の移動に追従しながらショットビームとなるマルチビームを、描画位置を順にシフトさせて照射する。

【0036】

図５は、実施の形態による描画方法を説明するフローチャートである。

【0037】

ラスタライズ部５０が、記憶装置１４０から描画データを読み出し、第１ピクセル領域毎に、当該第１ピクセル領域内のパターン被覆率（以下、被覆率と記載する）を算出する（ステップＳ１）。第１ピクセル領域は、描画領域（例えば、ストライプ領域３２）を第１サイズＭ１でメッシュ状に仮想分割したものである。第１サイズＭ１は、例えば、マルチビームの１本のビーム（個別ビーム）のサイズである。第１ピクセル領域の被覆率はメモリ１１２に保存される。

【0038】

次に、ラスタライズ部５０は、各第１ピクセル領域を、第１サイズＭ１より小さい第２サイズＭ２でメッシュ状に複数の第２ピクセル領域に仮想分割する。第２ピクセル領域は、描画ピクセル領域に対応する。以下、第１ピクセル領域、第２ピクセル領域、描画ピクセル領域を、それぞれ、第１ピクセル、第２ピクセル、描画ピクセルと記載する。ラスタライズ部５０は、第２ピクセル毎に、当該第２ピクセルの中心がパターンに含まれるか否か検査し、中心がパターンに含まれる第２ピクセルを、パターンの内側に位置する第２ピクセルとして判定する（ステップＳ２）。第２ピクセルの中心がパターンに含まれるとは、第２ピクセルの中心がパターン上に位置していることをいう。パターンの内側に位置する第２ピクセル群は、パターン形状を近似するものである。

【0039】

中心がパターンに含まれない第２ピクセルは、パターンの外側に位置する第２ピクセルとして判定する。第２ピクセル毎に、パターンの内側に位置するか又は外側に位置するか判定した内外判定情報が、メモリ１１２に保存される。

【0040】

例えば、ステップＳ１では、図６（ａ）に示すように、第１ピクセル毎の被覆率を算出する。第１ピクセルの被覆率Ａは、例えば１６ビットの精度でメモリ１１２に保存される。

【0041】

図６（ｂ）に示すように、ステップＳ２において、第１サイズＭ１の第１ピクセルを、第２サイズＭ２の第２ピクセルに仮想分割する。この例では、第２サイズＭ２を第１サイズＭ１の１辺の長さの１／４倍とし（Ｍ１／Ｍ２＝４）、第１ピクセルを１６個の第２ピクセルに仮想分割している。

【0042】

そして、第２ピクセルの中心がパターンに含まれるか否か検査する。図６（ｂ）に示す例では、図中最下段の４つの第２ピクセルの中心と、下から２段目、右から１～３番目の３つの第２ピクセルの中心がパターンに含まれるため、これら７つの第２ピクセルはパターンの内側に位置すると判定する。下から２段目、左から１番目の１つの第２ピクセル、上から１段目の４つの第２ピクセル、上から２段目の４つの第２ピクセルは、中心がパターンに含まれないため、これら９つの第２ピクセルはパターンの外側に位置すると判定する。

【0043】

各第２ピクセルについて、パターンの内側に位置する場合は“１”、外側に位置する場合は“０”とする１ビットの内外判定情報をメモリ１１２に保存する。例えば、図６（ｃ）に示すように、第１ピクセルを仮想分割した１６個の第２ピクセルについて、１６ビットの内外判定情報をメモリ１１２に保存する。

【0044】

次に、ドーズマップ作成部５２が、描画領域（例えばストライプ領域３２）を、所定のサイズでメッシュ状に複数の近接メッシュ領域（近接効果補正計算用メッシュ領域）に仮想分割する。近接メッシュ領域のサイズは、近接効果の影響範囲の１／１０程度、例えば、１μｍ程度に設定すると好適である。ドーズマップ作成部５２は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、近接メッシュ領域毎に、当該近接メッシュ領域内に配置されるパターンの被覆率ρを算出する。

【0045】

次に、ドーズマップ作成部５２は、近接メッシュ領域毎に、近接効果を補正するための近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）を演算する。近接効果補正照射係数Ｄｐ（ｘ）は、後方散乱係数η、しきい値モデルの照射量閾値Ｄｔｈ、被覆率ρ、及び分布関数ｇ（ｘ）を用いた、従来手法と同様の近接効果補正用のしきい値モデルによって定義できる。

【0046】

次に、ドーズマップ作成部５２は、描画ピクセル（第２ピクセル）毎に、当該描画ピクセルに照射するための入射照射量Ｄ（ドーズ量）を演算する。入射照射量Ｄは、例えば、予め設定された基準照射量Ｄｂａｓｅに、近接効果補正照射係数Ｄｐと、描画ピクセルの被覆率ρ´とを乗じた値として演算すればよい。

【0047】

基準照射量Ｄｂａｓｅは、例えば、Ｄｔｈ／（１／２＋η）で定義できる。

【0048】

描画ピクセルの被覆率ρ´の算出にあたり、ドーズマップ作成部５２は、メモリ１１２から、描画ピクセルを含む第１ピクセルの被覆率Ａと内外判定情報を読み出す。ドーズマップ作成部５２は、読み出した第１ピクセルの被覆率Ａ、第１ピクセルにおいて内外判定情報が“１”の描画ピクセルの数Ｎ_ＩＮ、第１ピクセルのサイズＭ１、描画ピクセルのサイズＭ２を用いて、以下の式（１）から、内外判定情報が“１”の描画ピクセルの被覆率ρ´を算出する。以下の式（１）の（Ｍ１／Ｍ２）^２は、第１ピクセル内の描画ピクセルの数を表す。

【0049】

ρ´＝（Ａ／Ｎ_ＩＮ）×（Ｍ１／Ｍ２）^２ ・・・（１）

【0050】

ドーズマップ作成部５２は、内外判定情報が“０”の描画ピクセル（第２ピクセル）の被覆率ρ´を０とする。

【0051】

図６（ａ）～（ｃ）に示す例で、第１ピクセルの被覆率Ａ＝０．４とした場合、第１ピクセル内の１６個の描画ピクセルの被覆率ρ´は図７のようになる。

【0052】

このようにして、ドーズマップ作成部５２は、描画データに定義される複数の図形パターンのレイアウトに基づいた、近接効果が補正された描画ピクセル毎の入射照射量Ｄ（ｘ）を算出する。

【0053】

そして、ドーズマップ作成部５２は、ストライプ単位で、描画ピクセル毎の入射照射量Ｄを定義したドーズマップを作成する（ステップＳ３）。作成されたドーズマップは、例えば、記憶装置１４２に格納される。

【0054】

照射時間演算部５４は、最新のドーズマップを参照して、描画ピクセル毎に、照射量Ｄに対応する照射時間ｔを算出する（ステップＳ４）。照射時間ｔは、照射量Ｄを電流密度で割ることで算出される。各描画ピクセルの照射時間ｔは、マルチビーム２０の１ショットで照射可能な最大照射時間内の値として演算される。照射時間データは記憶装置１４２に格納される。

【0055】

描画工程（ステップＳ５）では、描画制御部６０が、照射時間データを描画シーケンスに沿ってショット順に並び替える。そして、ショット順に照射時間データを偏向制御回路１３０に転送する。偏向制御回路１３０は、ブランキングプレート２０４にショット順にブランキング制御信号を出力すると共に、偏向器２０８にショット順に偏向制御信号を出力する。描画部１５０は、描画ピクセル毎に算出した照射量のマルチビームを用いて、基板１０１にパターンを描画する。

【0056】

ラスタライズ処理において、図９（ｂ）に示す例では、１６個のピクセルの被覆率の計算結果を記憶するために３２ｂｙｔｅのメモリ使用量を必要としたが、本実施形態では、第１ピクセルの被覆率（１６ビット）と１６個の第２ピクセルの内外判定情報（１６ビット）を記憶しておけばよく、メモリ使用量を４ｂｙｔｅに削減できる。また、被覆率計算の回数を減らし、計算量を削減できる。

【0057】

上記実施形態では、第１ピクセルを仮想分割した第２画素の中心がパターンの内側にあるか、又は外側にあるかを検査し、パターン形状を近似する第２画素として画素中心がパターンの内側にある第２画素を選択したが、第１ピクセルにおけるパターンの重心位置を考慮してパターン形状を近似する第２ピクセルを選択してもよい。

【0058】

例えば、ラスタライズ部５０が、図８（ａ）に示すように、第１ピクセルの被覆率Ａを算出すると共に、第１ピクセルにおけるパターンの重心ＣＧを求める。

【0059】

次に、ラスタライズ部５０は、図８（ｂ）に示すように、矩形の第１ピクセルの４つの辺Ｈ１～Ｈ４のうち、重心ＣＧに最も近い辺を選択する。図８（ｂ）に示す例では、図中下側の辺Ｈ１が重心ＣＧに最も近い。

【0060】

次に、ラスタライズ部５０は、第１ピクセル内のパターン形状を近似する複数の第２ピクセル（第２ピクセル群）を選択する。例えば、パターンの重心ＣＧに最も近い辺Ｈ１から、この辺Ｈ１に対向する辺Ｈ３に向かって、辺Ｈ１と平行なｋ列分の第２ピクセル群を選択する。ｋは、第１ピクセルの被覆率Ａ、第１ピクセルのサイズＭ１及び第２ピクセルのサイズＭ２を用いて、下記の式（２）から算出される。

【0061】

ｋ＝ｃｅｉｌ（Ａ×（Ｍ１／Ｍ２）） ・・・（２）

【0062】

例えば、Ａ＝０．４とし、第１ピクセルを１６個の第２ピクセルに仮想分割する場合（Ｍ１／Ｍ２＝４）、ｋ＝２となり、図８（ｃ）に示すように、辺Ｈ１から辺Ｈ３に向かって２列分、すなわち下側２列分の第２ピクセル群を選択する。

【0063】

図８（ｄ）に示すように、各第２ピクセルについて、選択された場合は“１”、選択されなかった場合は“０”とする１ビットの選択情報を、第１ピクセルの被覆率Ａと共にメモリ１１２に保存する。

【0064】

ドーズマップ作成部５２は、第１ピクセルの被覆率Ａ、選択情報が“１”の描画ピクセル（第２ピクセル）の数Ｎ_ＳＥＬ、第１ピクセルのサイズＭ１、描画ピクセルのサイズＭ２を用いて、以下の式（３）から、選択情報が“１”の描画ピクセルの被覆率ρ´を算出する。

【0065】

ρ´＝（Ａ／Ｎ_ＳＥＬ）×（Ｍ１／Ｍ２）^２ ・・・（３）

【0066】

ドーズマップ作成部５２は、選択情報が“０”の描画ピクセル（第２ピクセル）の被覆率ρ´を０とする。

【0067】

このように、第１ピクセルにおけるパターンの重心位置に基づいて、パターン形状を近似する第２ピクセル群を選択し、この選択した第２ピクセルに被覆率を割り当てることでも、上記実施形態と同様に、ピクセル被覆率の計算量及びメモリ使用量を削減できる。

【0068】

上記実施形態では、被覆率算出装置を適用する荷電粒子ビーム装置の一例として、マルチビーム描画装置について説明したが、シングルビーム描画装置にも適用可能である。また、被覆率算出装置は、描画装置だけでなく、検査装置にも適用可能である。検査装置は、上記実施形態に係る被覆率算出方法により描画データから算出した第２ピクセルの被覆率と、この描画データを用いて描画対象基板に実際に描画されたパターンの測定結果に基づく第２ピクセルの被覆率とを比較し、一致するか否か検査を行う。

【0069】

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】

【0070】

５０ ラスタライズ部
５２ ドーズマップ作成部
５４ 照射時間算出部
６０ 描画制御部
１００ 描画装置
１１０ 制御計算機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】