特許 7167842 荷電粒子ビーム描画方法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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-31

(45)【発行日】2022-11-09

(54)【発明の名称】荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20221101BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 541M

H01L21/30 541Q

G03F7/20 504

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019088437

(22)【出願日】2019-05-08

(65)【公開番号】P2020184582

(43)【公開日】2020-11-12

【審査請求日】2022-02-04

(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】安井 健一

【審査官】菅原 拓路

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１１１１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１２７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０６０１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１９５７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０７１９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２２９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０７５８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０６８１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５２７９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３１４２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｊ ３７／３０５

３７／３１７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

図形パターンが定義された描画データを用いて、前記図形パターンを荷電粒子ビームのショットで照射可能なサイズの複数のショット図形に分割する工程と、
描画対象基板の描画領域をメッシュ状に仮想分割して複数のメッシュ領域に分け、前記図形パターンの位置に基づいて、前記メッシュ領域毎に、近接効果及び近接効果よりも影響半径の小さい中距離効果を補正する補正照射量を算出する工程と、
前記補正照射量を用いて各ショット図形の照射量を算出する工程と、
前記照射量に基づいて、前記ショット図形のエッジ部における不足照射量を算出する工程と、
前記不足照射量に基づいて、前記ショット図形をリサイズする工程と、
前記照射量の荷電粒子ビームを用いて、前記描画対象基板に、前記リサイズしたショット図形を描画する工程と、
を備える荷電粒子ビーム描画方法。

【請求項2】

前記照射量の荷電粒子ビームでリサイズ前のショット図形を描画した場合の、前記ショット図形内でのドーズ量変化の前記エッジ部における勾配を算出し、
前記不足照射量及び前記勾配に基づいて、前記ショット図形のリサイズ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方法。

【請求項3】

前記ショット図形の照射量は、該ショット図形の重心の周囲のメッシュ領域の補正照射量から算出され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方法。

【請求項4】

前記ショット図形の重心の周囲のメッシュ領域の補正照射量から第１照射量を算出し、
前記ショット図形の前記エッジ部の周囲のメッシュ領域の補正照射量から第２照射量を算出し、
前記第１照射量と前記第２照射量との差分の１／２を前記不足照射量とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の荷電粒子ビーム描画方法。

【請求項5】

図形パターンが定義された描画データを用いて、前記図形パターンを荷電粒子ビームのショットで照射可能なサイズの複数のショット図形に分割するショット分割部と、
描画対象基板の描画領域をメッシュ状に仮想分割して複数のメッシュ領域に分け、前記図形パターンの位置に基づいて、前記メッシュ領域毎に、近接効果及び近接効果よりも影響半径の小さい中距離効果を補正する補正照射量を算出する補正処理部と、
前記補正照射量を用いて各ショット図形の照射量を算出し、該照射量に基づいて、前記ショット図形のエッジ部における不足照射量を算出する不足照射量算出部と、
前記不足照射量に基づいて、前記ショット図形をリサイズするリサイズ処理部と、
前記照射量の荷電粒子ビームを用いて、前記描画対象基板に、リサイズしたショット図形を描画する描画部と、
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、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、フォトマスクの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】

電子ビーム描画時に基板面へ照射される電子が、レジスト内で散乱（前方散乱）し、また、基板から反射（後方散乱）することによりパターンの寸法変動を生じさせる、いわゆる近接効果の問題が知られている。近接効果を補正する方法の１つとして、照射量補正法が知られている。これは、ビーム照射位置の周辺パターンのサイズや粗密に基づき位置毎に照射量を決定する補正方法である。

【0004】

照射量補正では、フォトマスクへ照射した電子ビームが基板で反射し、レジストを再露光して生じる、後方散乱照射量の計算が行われる。この計算は、レイアウト内のパターン情報を例えば数μｍ角のメッシュで表現したパターン密度マップと、後方散乱分布関数としてのガウスカーネルとの積和（畳み込み）を用いて高速化されている。近接効果の影響範囲は１０μｍ程度であり、照射量補正における計算メッシュサイズは数μｍ程度である。

【0005】

近年、影響範囲が数百ｎｍ～数μｍ程度のＥＵＶ基板固有の後方散乱や、プロセスに起因する線幅エラーを補正する中距離効果補正の必要性が高まっている。中距離効果補正の計算メッシュサイズは数百ｎｍ程度である。

【0006】

従来、電子ビーム描画装置では、図１１に示すように、計算メッシュ上でのショット図形重心座標を算出し、この重心の周囲のメッシュ値Ｄ１１～Ｄ１４を内挿計算して、当該ショット図形の照射量を決定していた。しかし、ショットサイズが中距離効果補正メッシュサイズよりも大きい場合、ショットのエッジ部において、当該ショットの照射量と、補正計算で求めた補正照射量との差が大きくなることがあった。

【0007】

例えば、図１２に示すように、ショットＳＨ１のショットサイズが、計算メッシュのメッシュサイズより大きい場合を考える。ショットＳＨ１の照射量Ｄ１は、ショットＳＨ１の中心の周囲（近傍）の計算メッシュＭＥ１、ＭＥ２における補正照射量（メッシュ値）から算出される。一方、ショットＳＨ１の図中左側のエッジ部は計算メッシュＭＥ０の位置にあり、その補正照射量はＤ０である。従って、ショットＳＨ１のエッジ部では、ΔＤ（＝Ｄ１－Ｄ０）だけ照射量が不足し、描画パターン寸法（解像線幅）が、設計値より小さくなる。

【0008】

この問題に対処するため、最大ショットサイズを小さくしたり、エッジ付近でショットを小さく分割したりする方法が考えられるが、ショット数が増加し、描画時間が長くなる。また、最大ショットサイズを十分小さくしても、従来の近接効果補正の理論では、パターンエッジ部で前方散乱寄与を入射ドーズの１／２としており、エッジ近傍でドーズ勾配を持つ中距離効果補正において、この前提が成り立たず、補正残差が発生し、描画精度の劣化を招いていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２００９－１９４０６２号公報

【文献】特開２０１６－１３４５６７号公報

【文献】特開２００９－０３２９０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、描画精度を向上させることができる荷電粒子ビーム描画方法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】

【0011】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、図形パターンが定義された描画データを用いて、前記図形パターンを荷電粒子ビームのショットで照射可能なサイズの複数のショット図形に分割する工程と、描画対象基板の描画領域をメッシュ状に仮想分割して複数のメッシュ領域に分け、前記図形パターンの位置に基づいて、前記メッシュ領域毎に、近接効果及び近接効果よりも影響半径の小さい中距離効果を補正する補正照射量を算出する工程と、前記補正照射量を用いて各ショット図形の照射量を算出する工程と、前記照射量に基づいて、前記ショット図形のエッジ部における不足照射量を算出する工程と、前記不足照射量に基づいて、前記ショット図形をリサイズする工程と、前記照射量の荷電粒子ビームを用いて、前記描画対象基板に、前記リサイズしたショット図形を描画する工程と、を備えるものである。

【0012】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、前記照射量の荷電粒子ビームでリサイズ前のショット図形を描画した場合の、前記ショット図形内でのドーズ量変化の前記エッジ部における勾配を算出し、前記不足照射量及び前記勾配に基づいて、前記ショット図形のリサイズ量を算出する。

【0013】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、前記ショット図形の照射量は、該ショット図形の重心の周囲のメッシュ領域の補正照射量から算出される。

【0014】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、前記ショット図形の重心の周囲のメッシュ領域の補正照射量から第１照射量を算出し、前記ショット図形の前記エッジ部の周囲のメッシュ領域の補正照射量から第２照射量を算出し、前記第１照射量と前記第２照射量との差分の１／２を前記不足照射量とする。

【0015】

本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置は、図形パターンが定義された描画データを用いて、前記図形パターンを荷電粒子ビームのショットで照射可能なサイズの複数のショット図形に分割するショット分割部と、描画対象基板の描画領域をメッシュ状に仮想分割して複数のメッシュ領域に分け、前記図形パターンの位置に基づいて、前記メッシュ領域毎に、近接効果及び近接効果よりも影響半径の小さい中距離効果を補正する補正照射量を算出する補正処理部と、前記補正照射量を用いて各ショット図形の照射量を算出し、該照射量に基づいて、前記ショット図形のエッジ部における不足照射量を算出する不足照射量算出部と、前記不足照射量に基づいて、前記ショット図形をリサイズするリサイズ処理部と、前記照射量の荷電粒子ビームを用いて、前記描画対象基板に、リサイズしたショット図形を描画する描画部と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、描画精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係る電子ビーム描画装置の概略図である。

【図2】第１成形アパーチャプレート及び第２成形アパーチャプレートの斜視図である。

【図3】同実施形態による描画方法を説明するフローチャートである。

【図4】ドーズプロファイルを示す図である。

【図5】ドーズプロファイルを示す図である。

【図6】（ａ）（ｂ）は評価点の設定例を示す図である。

【図7】評価点の設定例を示す図である。

【図8】（ａ）は寸法誤差の例を示すグラフであり、（ｂ）は描画位置シフト量の例を示すグラフである。

【図9】別の実施形態に係る電子ビーム描画装置の概略図である。

【図10】別の実施形態による描画方法を説明するフローチャートである。

【図11】ショット図形と計算メッシュの例を示す図である。

【図12】ショット図形のエッジ部における照射量不足の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

図１は本発明の実施形態に係る電子ビーム描画装置の概略図である。図１に示す電子ビーム描画装置は、制御部Ｃと描画部Ｗとを備えた可変成形ビーム型の描画装置である。

【0020】

描画部Ｗは、鏡筒３０と描画室６０を備えている。鏡筒３０内には、電子銃３２、照明レンズ３４、ブランカ３６、ブランキングアパーチャプレート３７、第１成形アパーチャプレート３８、投影レンズ４０、成形偏向器４２、第２成形アパーチャプレート４４、対物レンズ４６、主偏向器４８、及び副偏向器５０が配置されている。

【0021】

描画室６０内には、ＸＹステージ６２が配置されている。ＸＹステージ６２上には、描画対象の基板７０が載置されている。基板７０は、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体回路が描画される半導体基板（シリコンウェハ）等である。また、基板７０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であってもよい。

【0022】

鏡筒３０内に設けられた電子銃３２（放出部）から放出された電子ビームＢは、照明レンズ３４により、矩形の開口３９（図２参照）を有する第１成形アパーチャプレート３８に照射される。第１成形アパーチャプレート３８の開口３９を通過することで、電子ビームＢは矩形に成形される。

【0023】

第１成形アパーチャプレート３８を通過した第１アパーチャ像（矩形）の電子ビームＢは、ブランカ３６（ブランキング偏向器）内を通過する際にブランカ３６によって、電子ビームを基板７０に照射するか否か切り替えられる。ブランカ３６によってビームオフとなった場合、電子ビームＢはブランキングアパーチャプレート３７で遮蔽されるように偏向される。ビームオンの場合は、電子ビームＢがブランキングアパーチャプレートを通過するように制御される。

【0024】

ブランキングアパーチャプレート３７を通過した第１アパーチャ像（矩形）の電子ビームＢは、投影レンズ４０により、開口４５（図２参照）を有した第２成形アパーチャプレート４４上に投影される。このとき、偏向器４２によって、第２成形アパーチャプレート４４上に投影される第１アパーチャ像（矩形）は偏向制御され、開口４５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。また、偏向器４２によって、第１アパーチャ像（矩形）の電子ビームＢが全て第２成形アパーチャプレート４４の開口４５を通過するよう制御すれば、第１アパーチャ像（矩形）の電子ビームの形状と寸法を変化させないようにすることもできる。

【0025】

第２成形アパーチャプレート４４の開口４５を通過した第２アパーチャ像の電子ビームＢは、対物レンズ４６により焦点を合わせ、主偏向器４８及び副偏向器５０によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ６２上に載置された基板７０の目標位置に照射される。

【0026】

制御部Ｃは、制御計算機１０、記憶部２０、及び偏向制御回路２４を有する。記憶部２０には、複数の図形パターンから構成される描画データ（レイアウトデータ）が外部から入力され、格納されている。

【0027】

制御計算機１０は、補正処理部１１、ショット分割部１２、不足照射量算出部１３、ドーズ勾配算出部１４、リサイズ量算出部１５、リサイズ処理部１６、ショットデータ生成部１７、及び描画制御部１８を有する。

【0028】

制御計算機１０の各部は、電気回路等のハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、制御計算機１０の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、電気回路を含むコンピュータにこのプログラムを読み込ませて実行させてもよい。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。

【0029】

電子ビーム描画装置は、例えば、フォトマスクのパターン描画に用いられる。フォトマスクの作製では、まず、クロム膜等の遮光膜及びレジストが設けられた石英基板を準備し、電子ビーム描画装置でレジストに所望のパターンを描画する。描画後、現像処理により、レジストの露光部（又は非露光部）を溶解除去してレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクにしてドライエッチング装置でエッチング処理を行い、遮光膜を加工する。その後、レジストを剥離することで、フォトマスクが作製される。

【0030】

電子ビーム描画では、散乱電子の影響でパターンの寸法変動が生じるため、照射量を補正して寸法変動を抑制する必要がある。本実施形態では、近接効果及び中距離効果の補正を行うと共に、補正残差を低減するようにショットサイズの補正（リサイズ）を行う。

【0031】

本実施形態に係る描画方法を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。

【0032】

まず、補正処理部１１が、記憶装置２０から描画データを読み出し、描画データに定義された図形パターンを用いて、近接効果及び中距離効果の影響による寸法変動を補正するための補正照射量Ｄ（ｘ）を算出する（ステップＳ１）。補正照射量は以下の式１に示す積分方程式から求まる。例えば、基板の描画領域を数百ｎｍ程度のメッシュサイズの計算メッシュ（メッシュ領域）に仮想分割し、計算メッシュ毎に補正照射量Ｄ（ｘ）が計算される。

【0033】

【数1】

【0034】

式１においてＣはレジストの吸収量で一定値である。Ｋは照射ドーズ量から蓄積エネルギーへの変換係数である。ηは補正係数である。ｇｂ（ｘ）は近接効果及ぶ中距離効果の影響分布を示すガウシアン関数である。

【0035】

描画データに定義される図形パターンのサイズは、通常、描画部Ｗが１回のショットで形成できるショットサイズよりも大きい。このため、ショット分割部１２が１回のショットで形成可能なサイズになるように、各図形パターンを複数のショット図形に分割する（ステップＳ２）。

【0036】

図４に示すように、１つのショット図形ＦＧに着目した場合、このショット図形ＦＧの照射量は、ショット図形ＦＧの重心（中心）の位置ｘ_１における補正照射量ｄ_１であり、この補正照射量ｄ_１は、その近傍の補正照射量（メッシュ値）を内挿計算することにより算出される。

【0037】

ショット図形ＦＧのエッジ部分における補正照射量ｄ_０は、その位置ｘ_０の近傍の補正照射量（メッシュ値）を内挿計算することにより算出される。ショット図形ＦＧが描画される領域における補正照射量Ｄ（ｘ）は、以下の式２に示す一次式で表すことができる。

【0038】

Ｄ（ｘ）＝ｄ_０＋α・ｒ ・・・式２

【0039】

式２において、ｒはｘ座標（ｘ方向の位置）である。また、αは補正照射量の傾きであり、α＝（ｄ_１－ｄ_０）／（ｘ_１－ｘ_０）となる。

【0040】

図４に示す曲線Ｃ１は、中距離効果補正処理によるドーズプロファイルを表す。ショット図形ＦＧのエッジ部における前方散乱寄与は、近接効果補正の理論ではショット図形ＦＧの照射量の１／２となる。従って、ショット図形ＦＧのエッジ部における照射量Ｄａはｄ_１／２となる。

【0041】

図４に示す曲線Ｃ２は、式２に示す補正照射量Ｄ（ｘ）を照射した場合のドーズプロファイルを表す。ショット図形ＦＧのエッジ部における曲線Ｃ２の値が、エッジ部における目標照射量Ｄ_ｔ１となる。目標照射量Ｄ_ｔ１は、以下の式３で求めることができる。

【0042】

【数2】

【0043】

式３において、ｇｆ（ｘ）は前方散乱の影響分布を示すガウシアン関数である。σ_ｆは前方散乱影響半径である。

【0044】

従って、中距離効果補正計算により算出されるショット図形ＦＧのエッジ部の照射量Ｄａは、目標照射量Ｄ_ｔ１に対し、ΔＤ＝Ｄ_ｔ１－Ｄａだけ不足する。照射量の不足は、パターン寸法の細りをもたらすため、補正する必要がある。補正に際し、まず、不足照射量算出部１３が、上述の式２、式３を用いて、ショット図形ＦＧのエッジ部における不足照射量ΔＤを算出する（ステップＳ３）。

【0045】

ドーズ勾配算出部１４が、曲線Ｃ１により表されるドーズプロファイルの、ショット図形ＦＧのエッジ部における勾配Ｓ_ｘ０（曲線Ｃ１の傾き）を算出する（ステップＳ４）。勾配Ｓ_ｘ０は、以下の式４～式７から算出できる。

【0046】

【数3】

【0047】

式４のｅｒｆ（ｘ）は誤差関数である。

【0048】

図５に示すように、ショット図形ＦＧをリサイズし、エッジ位置をΔＢだけシフトすることで、ドーズプロファイルが曲線Ｃ３のようになり、当初のエッジ位置ｘ_０における照射量が目標照射量Ｄ_ｔ１となる。リサイズ量算出部１５が、以下の式８を用いて、ショット図形ＦＧのリサイズ量ΔＢを算出する（ステップＳ５）。

【0049】

【数4】

【0050】

リサイズ処理部１６が、リサイズ量ΔＢに基づいて、ショット図形ＦＧをリサイズする（ステップＳ６）。リサイズ処理は、ショット図形ＦＧの両方のエッジ部に対して施される。

【0051】

ショットデータ生成部１７は、このショット図形ＦＧをショットするためのショットデータを生成する。ショットデータは、ショット位置、ショットサイズ、照射時間等を含む。照射時間は、ショット図形ＦＧの照射量ｄ_１を電流密度で割った値である。

【0052】

描画制御部１８は、ショットデータを偏向制御回路２４へ転送する。偏向制御回路２４は、ショットデータに基づいて各偏向器の偏向量を制御し、基板７０に図形パターンを描画する（ステップＳ７）。ステップＳ３～Ｓ７の処理は、ショット分割部１２が図形パターンを分割して生成した全てのショット図形に対して行われる。

【0053】

このように、ショット図形のエッジ部における不足照射量に相当する分だけ、ショット図形のエッジ位置をシフトし、ショット図形をリサイズすることで、解像パターンの寸法と設計寸法との差異が小さくなり、描画パターンの寸法・位置精度を向上させることができる。

【0054】

上記実施形態において、ショット図形ＦＧのエッジ部分における補正照射量ｄ_０の１／２を目標照射量Ｄ_ｔ２としてもよい。この場合、不足照射量ΔＤは、ΔＤ＝ｄ_０／２－ｄ_１／２となる。リサイズ量ΔＢは、以下の式９から算出できる。

【0055】

【数5】

【0056】

リサイズ処理部１６は、算出されたリサイズ量ΔＢに基づいて、ショット図形ＦＧをリサイズする。

【0057】

上記実施形態では、照射量を評価する点を一次元的に説明したが、図形の重心と、重心から各エッジ（図形の各辺）に下ろした垂線との交点とを評価点とすることが好ましい。図６（ａ）は、矩形の重心ｄｃと、重心ｄｃから４辺に下ろした垂線との交点ｄｔ、ｄｂ、ｄｌ、ｄｒを示す。図６（ｂ）は、三角形の重心ｄｃと、重心ｄｃから３辺に下ろした垂線との交点ｄｂ、ｄｌ、ｄａを示す。

【0058】

１つのエッジ（辺）について、複数の評価点を設けてもよい。例えば、図７に示す例では、１つの辺Ｌ１にｄ１、ｄ２、ｄ３の３個の評価点を設けている。ｄ０は重心である。ｄ１、ｄ２、ｄ３でそれぞれリサイズ量を求め、これらの平均値を辺Ｌ１のリサイズ量とする。また、重心ｄ０との角度を重みとして加重平均をとって、リサイズ量を算出してもよい。

【0059】

図８（ａ）（ｂ）は、上記実施形態で説明したリサイズ処理を行う場合と、行わない場合の描画パターンの寸法誤差及び描画位置のシフト量の一例を示す。リサイズ処理を行うことで、寸法精度及び位置精度が向上することが確認された。

【0060】

マルチビーム描画装置のように１本のビームサイズを十分小さくできる場合は、以下の式１０～式１４に示すように、近接効果の補正式に前方散乱の不足分を考慮した項を追加して補正計算を行うことができる。

【0061】

【数6】

【0062】

【数7】

【0063】

この発明はマルチビーム描画装置にも適用することができる。以下、マルチビーム描画装置に適用した場合について説明する。

【0064】

図９はマルチビーム描画装置の概略構成図である。マルチビーム描画装置は、制御部ＭＣと描画部ＭＷとを備えている。描画部ＭＷは、電子鏡筒２００と描画室２３０を備えている。電子鏡筒２００内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、成形アパーチャ部材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。縮小レンズ２０５及び対物レンズ２０７は共に電磁レンズで構成され、縮小レンズ２０５及び対物レンズ２０７によって縮小光学系が構成される。

【0065】

描画室２３０内には、ＸＹステージ２３２が配置される。ＸＹステージ２３２上には、描画対象の基板２４０が載置される。基板２４０は、半導体装置を製造する際の露光用マスク、半導体回路が描画される半導体基板（シリコンウェハ）、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等である。

【0066】

制御部ＭＣは、制御計算機１００、磁気ディスク装置等の記憶装置１２０、及び制御回路１３０を備える。制御計算機１００は、メッシュ分割部１０１、面積密度算出部１０２、第１メッシュ変換部１０３、第２メッシュ変換部１０４、第３メッシュ変換部１０５、第４メッシュ変換部１０６、第１畳み込み演算部１０７、第２畳み込み演算部１０８、第３畳み込み演算部１０９、照射量算出部１１０、及び描画制御部１１１を有する。制御計算機１００の各部は、電気回路等のハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。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、電気回路を含むコンピュータにこのプログラムを読み込ませて実行させてもよい。

【0067】

成形アパーチャ部材２０３には、縦（ｙ方向）、横（ｘ方向）に複数の開口部が所定の配列ピッチで、例えばマトリクス状に形成されている。各開口部は、共に同じ寸法形状の矩形又は円形で形成される。

【0068】

電子銃２０１から放出された電子ビームＢは、照明レンズ２０２によりほぼ垂直に成形アパーチャ部材２０３全体を照明する。電子ビームＢが成形アパーチャ部材２０３の複数の孔を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）ＭＢが形成される。

【0069】

ブランキングプレート２０４には、成形アパーチャ部材２０３の各孔の配置位置に合わせて通過孔が形成されている。各通過孔には、対となる２つの電極の組（ブランカ：ブランキング偏向器）が、それぞれ配置される。各ビーム用の２つの電極の一方には、電圧を印加するアンプが配置され、他方は接地される。各通過孔を通過する電子ビームは、それぞれ独立に、対となる２つの電極に印加される電圧によって偏向される。この電子ビームの偏向によって、ブランキング制御される。

【0070】

ブランキングプレート２０４を通過したマルチビームＭＢ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の中心の開口から位置が外れ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランカによって偏向されなかった電子ビームは、制限アパーチャ部材２０６の中心の開口を通過する。

【0071】

このように、制限アパーチャ部材２０６は、個別ブランキング機構によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、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。

【0072】

制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビームＭＢ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によってまとめて偏向され、基板２４０に照射される。例えば、ＸＹステージ２３２が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ２３２の移動に追従するように偏向器２０８によって制御される。

【0073】

一度に照射されるマルチビームＭＢは、理想的には成形アパーチャ部材２０３の複数の孔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。描画装置は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームＯＮに制御される。

【0074】

上述の式１０、式１１を用いた補正計算を行い、各ビームの照射量を算出して描画処理を行う方法を、図１０に示すフローチャートに沿って説明する。

【0075】

まず、メッシュ分割部１０１が、基板２４０の描画領域を格子状の複数のメッシュ領域に仮想分割する（ステップＳ１１）。メッシュ分割部１０１は、１本のビームサイズに応じた小さいメッシュサイズ（第１メッシュサイズ）、例えば１０ｎｍ程度となるように分割する。以下、小メッシュサイズのメッシュ領域を小メッシュ領域とも称する。

【0076】

続いて、面積密度算出部１０２が、記憶装置１２０から描画データを読み出し、小メッシュ領域に図形パターンを割り当て、各小メッシュ領域のパターン面積密度を算出する。これにより、小メッシュ領域毎のパターン面積密度が定義された第１メッシュデータが得られる。

【0077】

第１メッシュ変換部１０３が、第１メッシュデータを、中距離効果補正に適したメッシュサイズ（第２メッシュサイズ）、例えば１００ｎｍ程度の中メッシュサイズの第２メッシュデータに変換する（ステップＳ１２）。例えば、複数の小メッシュ領域を１つの中メッシュ領域に変換（結合）する。中メッシュ領域のメッシュ値は、複数の小メッシュ領域のメッシュ値及び位置等を用いて算出される。

【0078】

第１畳み込み演算部１０７が、第２メッシュデータを入力として中距離効果補正カーネルで畳み込み演算を行い、第３メッシュデータを生成する（ステップＳ１３）。第３メッシュデータのメッシュ値は中距離効果が補正された照射量となる。

【0079】

第３メッシュデータは、第２メッシュデータと同様に中メッシュサイズのメッシュデータである。第２メッシュ変換部１０４が、第３メッシュデータを、小メッシュサイズの第４メッシュデータに変換する（ステップＳ１４）。小メッシュ領域のメッシュ値は、中メッシュ領域の各頂点に紐付くメッシュ値の内挿処理で算出される。第１メッシュデータと第４メッシュデータとはメッシュサイズが同じである。

【0080】

第３メッシュ変換部１０５が、第３メッシュデータを、近接効果補正に適したメッシュサイズ（第３メッシュサイズ）、例えば１．６μｍ程度の大メッシュサイズの第５メッシュデータに変換する（ステップＳ１５）。

【0081】

第２畳み込み演算部１０８が、第５メッシュデータを入力として近接効果補正カーネルで畳み込み演算を行い、第６メッシュデータを生成する（ステップＳ１６）。第５メッシュデータのメッシュ値は近接効果が補正された照射量となる。

【0082】

第６メッシュデータは、第５メッシュデータと同様に大メッシュサイズのメッシュデータである。第４メッシュ変換部１０８が、第６メッシュデータを、小メッシュサイズの第７メッシュデータに変換する（ステップＳ１７）。第１メッシュデータと第７メッシュデータとはメッシュサイズが同じである。

【0083】

第３畳み込み演算部１０９が、第１メッシュデータを入力として前方散乱カーネルで畳み込み演算を行い、第８メッシュデータを生成する（ステップＳ１８）。

【0084】

照射量算出部１１０が、第８メッシュデータから前方散乱項を計算し、この計算結果に、第４メッシュデータ及び第７メッシュデータを加算することで、補正照射量を算出する（ステップＳ１９）。

【0085】

ステップＳ１２～１９の処理をｎ回、例えば３回程度繰り返したら（ステップＳ２０＿Ｙｅｓ）、描画処理を行う（ステップＳ２１）。描画制御部１１１が、制御回路１３０等を介して描画部ＭＷを制御して描画処理を行う。描画部ＭＷは、補正照射量に基づいて、ブランキングプレート２０４の各ブランカを制御し、各ビームの照射量を調整して、基板２４０にパターンを描画する。

【0086】

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】

【0087】

１０ 制御計算機
１１ 補正処理部
１２ ショット分割部
１３ 不足照射量算出部
１４ ドーズ勾配算出部
１５ リサイズ量算出部
１６ リサイズ処理部
１７ ショットデータ生成部
１８ 描画制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】