(57)【要約】      （修正有）【課題】描画対象物へのビーム照射位置の精度を向上させる。【解決手段】荷電粒子ビーム描画装置１は、描画対象物６を載置するステージ５を収納する描画室２と、ステージに載置された描画対象物に荷電粒子ビームを照射するビーム照射部３と、ステージを移動させるステージ駆動部２８と、ステージの移動履歴情報に基づいて、描画室内の熱源による描画対象物の温度分布を計算する温度分布計算部３１と、ステージに載置された描画対象物の拘束条件と、計算された温度分布とに基づいて、描画対象物の変形量を計算する変形量計算部３２と、計算された変形量に基づいて、描画対象物への荷電粒子ビームの照射位置を補正する位置補正部３３と、を備える。ビーム照射部は、位置補正部で補正された照射位置に基づいて荷電粒子ビームを照射する。【選択図】図１
2019201111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画対象物を載置するステージを収納する描画室と、
前記ステージに載置された前記描画対象物に荷電粒子ビームを照射するビーム照射部と、
前記ステージを移動させるステージ駆動部と、
前記ステージの移動履歴情報に基づいて、前記描画室内の熱源による前記描画対象物の温度分布を計算する温度分布計算部と、
前記ステージに載置された前記描画対象物の拘束条件と、前記計算された温度分布とに基づいて、前記描画対象物の変形量を計算する変形量計算部と、
前記計算された変形量に基づいて、前記描画対象物への荷電粒子ビームの照射位置を補正する位置補正部と、を備え、
前記ビーム照射部は、前記位置補正部で補正された照射位置に基づいて前記荷電粒子ビームを照射する、荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記ステージ上で前記描画対象物を支持する複数の支持部と、
前記複数の支持部のうち、前記描画対象物との接触面の静摩擦力が前記描画対象物の変形応力よりも大きい１以上の支持部を前記描画対象物の拘束点とする前記拘束条件を設定する拘束条件設定部と、を備え、
前記変形量計算部は、前記拘束条件設定部にて設定された前記拘束条件と、前記計算された温度分布と、に基づいて、前記描画対象物の変形量を計算する、請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記描画対象物の温度分布を相違させた状態で、前記ビーム照射部にて前記描画対象物への描画を行った場合の描画位置の位置誤差の差分と、前記描画対象物の温度分布と、に基づいて、前記描画対象物上の変位ゼロの位置を拘束点とする前記拘束条件を設定する拘束条件設定部を備える、請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記描画対象物に描画するべき事前描画パターンを生成する事前描画パターン生成部と、
前記生成された事前描画パターンより前記ステージの移動履歴情報を計算する移動履歴情報計算部と、を備え、
前記温度分布計算部は、前記移動履歴情報に基づいて、前記描画対象物の温度分布を計算し、
前記変形量計算部は、前記ステージに載置された前記描画対象物の拘束条件と、前記移動履歴情報に基づいて計算された温度分布とに基づいて、前記描画対象物の変形量を計算し、
前記位置補正部は、前記計算された変形量に基づいて、前記描画対象物内の荷電粒子ビームの照射位置を補正し、
前記ビーム照射部は、前記位置補正部で補正された照射位置に基づいて、前記描画対象物への描画を開始する、請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
描画対象物を載置するステージの移動履歴情報に基づいて、描画室内の熱源による前記描画対象物の温度分布を計算し、
前記ステージに載置された前記描画対象物の拘束条件と、前記計算された温度分布とに基づいて、前記描画対象物の変形量を計算し、
前記計算された変形量に基づいて、前記描画対象物への荷電粒子ビームの照射位置を補正し、
前記補正された照射位置に基づいて前記荷電粒子ビームを照射する、荷電粒子ビーム描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、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】
マルチパターニングによってウェハ露光時の解像度を向上させるリソグラフィ技術が注目を浴びている。マルチパターニングでは、露光時の位置合わせ精度要求が厳しいため、ウェハにＬＳＩパターンを転写する際の原版となるマスクを製造する電子線描画装置のビーム照射位置の精度（グローバル位置精度とも呼ばれる）が重要である。グローバル位置精度を劣化させる要因の一つは、描画中の描画対象物（ブランク）の温度変形である。
【０００３】
描画対象物に近い熱源として、対物レンズブロックの磁気レンズコイルやアライメントコイル、描画室の真空排気ポンプなどがある。水冷による除熱や熱シールド等の対策が施されているが、描画対象物へのこれらの熱輻射による熱流入を完全に防ぐことはできない。これらの熱流入は、描画中の描画対象物の温度変形を引き起こしてグローバル位置精度の劣化を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６６２４７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、描画対象物へのビーム照射位置の精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によれば、描画対象物を載置するステージを収納する描画室と、
前記ステージに載置された前記描画対象物に荷電粒子ビームを照射するビーム照射部と、
前記ステージを移動させるステージ駆動部と、
前記ステージの移動履歴情報に基づいて、前記描画室内の熱源による前記描画対象物の温度分布を計算する温度分布計算部と、
前記ステージに載置された前記描画対象物の拘束条件と、前記計算された温度分布とに基づいて、前記描画対象物の変形量を計算する変形量計算部と、
前記計算された変形量に基づいて、前記描画対象物への荷電粒子ビームの照射位置を補正する位置補正部と、を備え、
前記ビーム照射部は、前記位置補正部で補正された照射位置に基づいて前記荷電粒子ビームを照射する、荷電粒子ビーム描画装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態による荷電粒子ビーム描画装置１の概略構成を示すブロック図。
【図２】ストライプとサブフィールドを説明する図。
【図３Ａ】描画対象物６の温度分布の実測結果を示す図。
【図３Ｂ】（１）〜（３）式を用いた温度分布の計算結果を示す図。
【図４】温度分布とマスク基板の変位量の計算結果を示す図。
【図５】第１の実施形態による描画位置補正処理を示すフローチャート。
【図６】３箇所の支持部４０で描画対象物６を支持する例を示す図。
【図７】拘束点となる支持部を説明する図。
【図８】第２の実施形態による描画位置補正処理を示すフローチャート。
【図９】（ａ）はグリッドを示す図、（ｂ）はグリッドを構成する描画パターンを示す図。
【図１０Ａ】グリッドパターンの一変形例を示す図。
【図１０Ｂ】グリッドパターンの他の一変形例を示す図。
【図１０Ｃ】グリッドパターンの他の一変形例を示す図。
【図１１】図８のステップＳ１１の詳細な処理手順を示すフローチャート。
【図１２】図１１のステップＳ１２〜Ｓ１４の処理手順を模式的に示す図。
【図１３Ａ】１Ｓパターンの設計位置と１Ｓパターンの実際位置との位置誤差を示す図。
【図１３Ｂ】１Ｓパターンの位置誤差をマップ化した１Ｓマップを示す図。
【図１４Ａ】２Ｓパターンの設計位置と１Ｓパターンの実際位置との位置誤差を示す図。
【図１４Ｂ】２Ｓパターンの位置誤差をマップ化した２Ｓマップを示す図。
【図１５】第３の実施形態による荷電粒子ビーム描画装置の概略構成を示すブロック図。
【図１６】第３の実施形態による描画位置補正処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態による荷電粒子ビーム描画装置１の概略構成を示すブロック図である。以下では、荷電粒子ビーム描画装置１の一例として電子ビームを用いた描画装置を主に説明するが、描画に用いる荷電粒子ビームは必ずしも電子ビームに限定されず、Ｘ線やガンマ線等の電磁放射線でもよいし、α線、β線、陽子線、重イオン線等の粒子放射線等を用いて描画を行ってもよい。
【００１０】
図１の荷電粒子ビーム描画装置１は、描画対象物６に対して描画を行う描画室２と、描画室２に対して荷電粒子ビームを照射する鏡筒３と、鏡筒３を制御する制御系４とを備えている。
【００１１】
描画室２には、二次元方向に移動自在のステージ５が設けられ、ステージ５上には描画対象物６が載置されている。描画対象物６は、例えば石英を材料とするマスク基板であり、ブランクとも呼ばれる。描画対象物６の表面は、電子ビームにより感光するレジスト膜で覆われている。
【００１２】
鏡筒３は、ステージ５上に載置された描画対象物６に電子ビームを照射するビーム照射部として機能する。鏡筒３の内部には、電子銃７と、コンデンサレンズ８と、ブランキング偏向器９と、第１投影レンズ１０と、Ｓ１アパーチャ１１と、成形偏向器１２と、第２投影レンズ１３と、Ｓ２アパーチャ１４と、中間レンズ１５と、副偏向器１６と、対物レンズ１７と、主偏向器１８とが設けられている。なお、鏡筒３の内部の構造は任意であり、必ずしも図１と同様である必要はない。
【００１３】
電子銃７は、電子ビームを放射する。コンデンサレンズ８は、電子銃７の電子ビームを集光させてブランキング偏向器９に導く。ブランキング偏向器９は、描画を行わないときには電子ビームをそらす制御を行う。すなわち、ブランキング偏向器９は、電子ビームを照射するショット時間を制御する。
【００１４】
Ｓ１アパーチャ１１とＳ２アパーチャ１４は、電子ビームのビーム形状を加工するために設けられている。成形偏向器１２は、Ｓ１アパーチャ１１を通過した電子ビームをＳ２アパーチャ１４に向ける制御を行う。すなわち、成形偏向器１２は、ショット形状とショットサイズを制御する。第１投影レンズ１０は、ブランキング偏向器９で偏向された電子ビームをＳ１アパーチャ１１に導く。第２投影レンズ１３は、成形偏向器１２で偏向された電子ビームをＳ２アパーチャ１４に導く。中間レンズ１５は、Ｓ２アパーチャ１４を通過した電子ビームを集光させて副偏向器１６に導く。
【００１５】
副偏向器１６は、後述するサブフィールド内のショット位置を制御する。対物レンズ１７は、副偏向器１６で偏向された電子ビームを集光させて主偏向器１８に導く。主偏向器１８は、サブフィールドの中心位置を制御する。
【００１６】
対物レンズ１７は、その内部にコイルが設けられており、コイルには電流が流れることから熱源となる。また、対物レンズ１７の近傍にはアライメントコイルも設けられており、このアライメントコイルも熱源となる。対物レンズ１７やアライメントコイルの周囲には、熱シールド部材や冷却部材が設けられているが、要求される位置精度に対して冷却機能が十分ではない場合、ステージ５上の描画対象物６にも熱が伝搬して変形しビーム位置精度が悪化するおそれがある。
【００１７】
制御系４は、描画データ生成部２１と、パターンデータ生成部２２と、ブランキング・ドライバ２３と、ビーム成形ドライバ２４と、副偏向器ドライバ２５と、主偏向器ドライバ２６と、偏向制御部２７と、ステージ駆動部２８と、ステージ位置検出部２９と、主制御部３０と、を有する。
【００１８】
描画データ生成部２１は、描画データを生成する。パターンデータ生成部２２は、各ショットで使用するパターンデータを生成する。ブランキング・ドライバ２３とビーム成形ドライバ２４は、偏向制御部２７からの偏向信号とパターンデータ生成部２２で生成されたパターンデータとに基づいて、それぞれブランキング偏向器９と成形偏向器１２を駆動する。副偏向器ドライバ２５と主偏向器ドライバ２６は、偏向制御部２７からの偏向信号と描画データ生成部２１で生成された描画データとに基づいて、それぞれ副偏向器１６と主偏向器１８を駆動する。
【００１９】
ステージ駆動部２８は、主制御部３０からの指示に基づいてステージ５を二次元方向に移動させる。ステージ５の位置はステージ位置検出部２９で検出されて、主制御部３０に送られる。主制御部３０は、図１の荷電粒子ビーム描画装置１内の各部を制御する。
【００２０】
本実施形態では、図２に示すように、描画対象物６における描画領域を主偏向器１８のＹ方向偏向可能幅である短冊状の複数のストライプ４１に分割し、各ストライプ４１単位で描画を行う。各ストライプ４１は、描画対象物６のＸ方向に延び、かつＹ方向に所定の幅を持っている。図２では、各ストライプ４１の長手方向をＸ方向、短手方向をＹ方向としている。各ストライプ４１は、副偏向器１６の偏向可能サイズである複数のサブフィールド４２に分割されている。各サブフィールド４２に電子ビームが照射されて、所望のパターン形状の描画が行われる。各サブフィールド４２の中心位置の制御は主偏向器１８にて行われる。各サブフィールド４２の描画をショットと呼ぶ。各サブフィールド４２内でのショット位置の制御は、副偏向器１６にて行われる。各サブフィールド４２内でのショット形状及びショットサイズの制御は、成形偏向器１２にて行われる。
【００２１】
ステージ駆動部２８は、ステージ５をＸ方向に移動させながら、各ストライプ４１内のＹ方向のサブフィールド４２の数分だけＹ方向に移動させる。これにより、各ストライプ４１内の全サブフィールド４２への描画を行うことができる。描画対象物６内の一つのストライプ４１についての描画が終わったら、次のストライプ４１についての描画を行う。多重描画を行う場合には、一つのストライプ４１についての描画が終わったら、例えばＹ方向にストライプ幅の半分だけ移動させて、新たなストライプ４１についての描画を行う。このように、多重描画では、各ストライプ４１を重複させながら繰り返し描画を行う。これにより、一つのサブフィールド４２に対して複数回の描画を行うため、パターン位置の精度を向上できる。
【００２２】
主制御部３０は、図１に示すように、温度分布計算部３１と、変形量計算部３２と、位置補正部３３とを有する。温度分布計算部３１は、ステージ５の移動履歴情報に基づいて、描画室２内の熱源による描画対象物６の温度分布を計算する。移動履歴情報は、位置履歴情報とそれらの位置に滞在した時間履歴情報または速度履歴情報を含む情報である。変形量計算部３２は、ステージ５に載置された描画対象物６の拘束条件と、計算された温度分布とに基づいて、描画対象物６の変形量を計算する。位置補正部３３は、計算された変形量に基づいて、描画対象物６への荷電粒子ビームの照射位置を補正する。より具体的には、位置補正部３３は、計算された変形量に基づいて、ストライプ４１内のサブフィールド４２ごとに電子ビームの照射位置を補正する。
【００２３】
主制御部３０は、拘束条件設定部３４を有していてもよい。拘束条件設定部３４は、複数の支持部のうち、描画対象物６との接触面の静摩擦力が描画対象物６の変形応力よりも大きい１以上の支持部を描画対象物６の拘束点とする拘束条件を設定する。この場合、変形量計算部３２は、拘束条件設定部３４にて設定された拘束条件と、計算された温度分布とに基づいて、描画対象物６の変形量を計算する。
【００２４】
本実施形態では、ステージ５を移動させながらストライプ４１ごとに描画を行うため、描画対象物６内の温度分布が描画途中に変化していく。描画対象物６内の温度分布は、放射温度計等で実測しなくても、計算による比較的精度よく求めることができる。
【００２５】
描画対象物６内の温度分布は、例えば以下の（１）式の熱伝導方程式で求めることができる。（１）式において、Ｋはガラスの熱拡散率[ｃｍ2／sec]、βは放熱の時定数[sec]である。
【数１】
2019201111.tif 000003
【００２６】
時刻ｔｉにおいて、マスク座標（ｘｉ，ｙｉ）にステージ５がΔｔｉ秒滞在した場合、熱源によるｔ秒後のマスク座標（ｘ，ｙ）における温度上昇ΔＴｉ（ｘ，ｙ，ｔ）は、以下の（２）式で表される。（２）式において、Ｌは描画対象物６の厚さ［ｃｍ］、ρは石英ガラスの密度［ｇ／ｃｍ3］、Ｃvは石英ガラスの比熱[Ｊ／ｇ／Ｋ]、Ｗは単位時間当たりに描画対象物６に流入する総熱量［Ｊ／ｓｅｃ］、σは熱源の分布［ｃｍ］でガウシアンを仮定している。
【数２】
2019201111.tif 000004
【００２７】
任意の時刻ｔにおける任意の座標（ｘ，ｙ）での温度Ｔ（ｘ，ｙ，ｔ）は以下の（３）式で表される。ｉは描画開始から時刻ｔまでのステージ５の移動履歴情報である。
【数３】
2019201111.tif 000005
【００２８】
図３Ａは描画対象物６の温度分布の実測結果、図３Ｂは上述した（１）〜（３）式を用いた温度分布の計算結果を示す図である。図３Ａ及び図３Ｂでは、描画対象物６として正方形のマスク基板を用い、そのマスク基板の中心位置に熱源を１時間配置したときに、図３Ｂの計算結果が図３Ａの実測結果を正しく再現できるように、式（２）における熱源の熱量Ｗと放熱の時定数βと形状σを決定したものである。
【００２９】
図４は、図３Ａ及び図３Ｂで決定した熱源を用いて、マスク基板を載置するステージ５を時間とともに移動させたときの、温度分布とマスク基板の変位量の計算結果を示す図である。図４は、マスク基板上に拘束点を設けずにマスク基板の温度分布と変位量を計算した結果を示している。
【００３０】
図４には、時刻ｔ＝１６［ｍｉｎ］、１１０［ｍｉｎ］、１６０［ｍｉｎ］における温度分布が上段に示され、変位量が下段に示されている。変位量は、マスク基板の各位置での変位の大きさ及び方向を矢印線の長さ及び方向で表している。
【００３１】
図４の温度分布の図では、色の濃い領域ほど温度が高いことを示している。図４の例では、時間の経過に伴って、ステージ５を図示の下方に移動させるため、マスク基板上の温度が高い領域が上方に移動し、それに伴って、変位量が大きな領域も上方に移動する。
【００３２】
このように、マスク基板を載置したステージ５を移動させながら電子線描画を行う場合、ステージ５の位置によってマスク基板の温度分布と変位量が変化する。よって、マスク基板の温度分布と変位量を考慮に入れて、電子線を照射する位置を補正するのが望ましい。
【００３３】
図５は第１の実施形態による描画位置補正処理を示すフローチャートである。図５のフローチャートは、描画対象物６のストライプ４１単位で描画を行うことを前提とし、ストライプ４１内のサブフィールド４２ごとに描画位置を補正するものである。
【００３４】
図５のフローチャートは、図１の主制御部３０によって実行される。まず、ユーザからの指示に応じて、描画対象物６への電子ビームの描画を開始する（ステップＳ１）。このとき、不図示の入力部を介して、描画対象物６の材料や形状等に関する情報やステージ５の移動履歴情報等を取得する。次に、上述した（１）〜（３）式に基づいて、描画対象物６の任意の位置における温度分布を計算する（ステップＳ２）。このステップＳ２では、任意の位置（ｘ，ｙ）及び任意の時刻ｔにおける温度分布Ｔ（ｘ，ｙ，ｔ）を計算する。
【００３５】
次に、描画対象物６の拘束条件を設定する（ステップＳ３）。描画対象物６はステージ５上の３箇所以上の支持部にて支持されるのが一般的である。図６は３箇所の支持部４０で描画対象物６を支持する例を示す図である。３箇所以上の支持部４０の全てが拘束されている必要はない。ステップＳ３では、これら支持部４０のうち、静摩擦力が描画対象物６の変形応力よりも大きい１つ以上の支持部４０を拘束点とする拘束条件を設定する。静摩擦力を描画対象物６の変形応力よりも大きくするには、例えば図７に示すように、支持部４０の先端側の曲率を緩やかにして描画対象物６との接触面積を広げたり、支持部４０の描画対象物６との接触部分のラフネスを大きくするなどが考えられる。
【００３６】
次に、ステップＳ３で設定した拘束条件に基づいて、例えば有限要素法を用いて描画対象物６の変形量ΔＸn（（ｖ，ｗ）Ｔ（ｘ，ｙ，ｔ））を計算する（ステップＳ４）。ここで、ΔＸｎは有限要素法の分割により生じたｎ番目の節点の変位量である。（ｖ，ｗ）は拘束点の座標である。なお、拘束点の数は１個より多くてもよく、支持部の全てであってもよい。
【００３７】
次に、描画対象物６の変形量に基づいて、描画対象物６のストライプ４１内のサブフィールド４２ごとに描画位置を補正する（ステップＳ５）。ストライプ４１内のｋ番目のサブフィールド４２の原点座標の補正量を（Δｘｋ，Δｙｋ）、ｋ番目のサブフィールド４２に最近接する節点ｎｋにおける変位量を（ΔＸｎｋ，ΔＹｎｋ）とすると、（Δｘ１，Δｙ１）＝（ΔＸｎ１，ΔＹｎ１）、（Δｘ2，Δｙ2）＝（ΔＸｎ２，ΔＹｎ２）、…、（Δｘｋ，Δｙｋ）＝（ΔＸｎｋ，ΔＹｎｋ）のように補正する。
【００３８】
次に、ステージ５を二次元方向に移動させながら、描画対象物６のストライプ４１単位で、ステップＳ５で補正した描画位置に向けて電子ビームを照射して描画を行う（ステップＳ６）。
【００３９】
一つのストライプ４１について描画を終えると、すべてのストライプ４１について描画を行ったか否かを判定し（ステップＳ７）。描画を行うべきストライプ４１があれば、ステップＳ２以降の処理を繰り返す。一方、すべてのストライプ４１について描画を行った場合には、図５の処理を終了する。
【００４０】
このように、第１の実施形態では、ステージ５の移動履歴情報に基づいて、描画室２内の熱源による描画対象物６の温度分布を計算し、計算された温度分布と描画対象物６の拘束条件とに基づいて、描画対象物６の変形量を計算する。これにより、ステージ５の移動履歴情報に伴う熱源による影響と描画対象物６の拘束条件とを考慮に入れて電子ビームの照射位置を制御でき、描画位置精度を向上させることができる。描画対象物６をストライプ４１単位で描画する場合には、ステージ５が二次元方向に頻繁に移動し、それに応じて描画対象物６上の温度が高い場所が変化するが、本実施形態によれば、ステージ５の移動履歴情報に基づいて描画対象物６の温度分布を計算するため、描画対象物６の温度分布が時間に応じて変化しても、描画対象物６の変形量を精度よく計算できる。
【００４１】
また、第１の実施形態では、描画対象物６を支持する３つ以上の支持部４０のうち、静摩擦力が変形応力よりも大きい支持部４０を拘束点とする拘束条件を設定するため、描画対象物６の拘束条件を考慮に入れた上で描画対象物の変形量を計算でき、変形量の計算精度を向上できる。
【００４２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態とは拘束条件の決定手法が異なるものである。第２の実施形態による荷電粒子ビーム描画装置１は、図１と同様のブロック構成を備えている。
【００４３】
図１の主制御部３０内の拘束条件設定部３４は、第１描画パターンに基づいてビーム照射部にて描画対象物６への描画を行った場合の描画位置の位置誤差と、第１描画パターンに基づく描画対象物６への描画を行った場合とは描画対象物６の温度分布を相違させた状態で、第２描画パターンに基づいてビーム照射部にて描画対象物６への描画を行った場合の描画位置の位置誤差と、の差分と、第１描画パターンの描画後で、かつ第２描画パターンの描画前に温度分布計算部３１で計算された描画対象物６の温度分布と、に基づいて、描画対象物６上の変位ゼロの位置を拘束点とする拘束条件を設定する。
【００４４】
図８は第２の実施形態による描画位置補正処理を示すフローチャートである。図８は、図２のステップＳ３の代わりに、ステップＳ１１の処理を行う。ステップＳ１１では、事前描画結果でのマッチングにより決定した拘束条件を設定する。事前描画では、例えば図９（ａ）のように、描画対象物６に、１９×１９のグリッドを描画する。各グリッドは、例えば図９（ｂ）のように、十字形状のパターンと、４つの矩形パターンとを含んでいる。
【００４５】
以下では、各グリッドを構成する十字形状のパターンを１Ｓパターン４３、左上の矩形パターンを２Ｓパターン４４、右上の矩形パターンを３Ｓパターン４５、右下の矩形パターンを４Ｓパターン４６、左下の矩形パターンを５Ｓパターン４７と呼ぶ。これら１Ｓ〜５Ｓパターン４３〜４７は、後述するように、別個のタイミングで描画される。
【００４６】
なお、描画対象物６内のグリッドの数とグリッドの具体的なパターンは任意である。例えば、図１０Ａのように、図９（ｂ）の２Ｓ〜５Ｓパターン４４〜４７の形状を変えてもよいし、図１０Ｂのように、図１０Ａから１Ｓパターン４３を省略してもよいし、図１０Ｃのように、図９（ｂ）から１Ｓパターン４３を省略してもよい。
【００４７】
図１１は図８の事前描画でのマッチングによる拘束条件の決定の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、描画対象物６の１９×１９グリッドに１Ｓパターン４３を描画する（ステップＳ１２）。描画を行う描画対象物６は、本描画を行う描画対象物６とは別個に設けられる事前描画用の描画対象物６である。
【００４８】
次に、１Ｓパターン４３を描画後に、ステージ５の移動履歴情報を取得する（ステップＳ１３）。次に、描画対象物６の１９×１９グリッドに２Ｓパターン４４を描画する（ステップＳ１４）。２Ｓパターン４４を描画する前にステージ５の移動履歴情報を取得する理由は、１Ｓパターン４３とは異なる温度分布の下で２Ｓパターン４４を描画して、位置誤差マップを生成するためである。
【００４９】
図１２は図１１のステップＳ１２〜Ｓ１４の処理手順を模式的に示す図である。図１２の例では、１Ｓパターン４３を描画した後に、描画対象物６の右下隅が最も温度が高くなる位置でステージ５を待機させ、その後に２Ｓパターン４４を描画する例を示している。この場合、１Ｓパターン４３の描画時と２Ｓパターン４４の描画時では、描画対象物６の温度分布が異なるため、描画対象物６の変形量も異なる。よって、１Ｓパターン４３と２Ｓパターン４４には異なる位置誤差が生じる。
【００５０】
そこで、図１３Ａのように、１Ｓパターン４３の設計上の描画位置（設計位置）と１Ｓパターン４３の実際の描画位置との位置誤差を求める。そして、図１３Ｂのように、各グリッドの位置誤差をマップ化した１Ｓマップ４８を生成する。同様に、図１４Ａのように、２Ｓパターン４４の設計上の描画位置と２Ｓパターン４４の実際の描画位置との位置誤差を求める。そして、図１４Ｂのように、各グリッドの位置誤差をマップ化した２Ｓマップ４９を生成する（ステップＳ１５）。
【００５１】
次に、１Ｓマップ４８と２Ｓマップ４９との差分をマップ化した２Ｓ−１Ｓマップ（差分マップ）を生成する（ステップＳ１６）。
【００５２】
次に、２Ｓ−１Ｓマップと、ステップＳ１３で生成されたステージ５の移動履歴情報とに基づいて、マッチング処理を行って、描画対象物６上の変位ゼロの位置を拘束点とする拘束条件を決定する（ステップＳ１７）。
【００５３】
拘束点の精度を向上させたい場合は、２Ｓパターン４４の描画後にステージ５の移動履歴情報の取得→３Ｓパターン４５の描画→ステージ５の移動履歴情報の取得→…→ｎＳパターンの描画→ステージ５の移動履歴情報の取得という処理を繰り返す。これにより、描画対象物６上の変位ゼロの位置精度を向上でき、拘束条件をより精度よく決定できる。
【００５４】
図８のステップＳ１１で拘束条件が設定されると、図２のステップＳ４〜Ｓ７と同様の処理を行って、ステージ５の移動履歴情報に基づく温度分布と、描画対象物６の拘束条件とを考慮に入れて、描画対象物６の変形量を計算し、計算された変形量に基づいて、電子ビームの照射位置を補正した上で描画を行う。
【００５５】
このように、第２の実施形態では、異なる温度分布の下で事前描画を行って各位置誤差の差分マップを求め、差分マップと温度分布に基づいて描画対象物６上の変位ゼロの位置を拘束点として決定するため、拘束条件を決定する精度を向上できる。また、１回の事前描画で描画されるグリッドパターンとステージ移動履歴情報の種類を増やして差分マップの比較を繰り返し行うことで、拘束点の精度をより向上させることができ、描画対象物６の変形量をより精度よく見積もることができる。
【００５６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態とは、電子ビームの照射位置を補正するまでの処理が異なっている。
【００５７】
図１５は第３の実施形態による荷電粒子ビーム描画装置１の概略構成を示すブロック図である。図１５は、図１と比べて、主制御部３０の内部構成が異なっているが、それ以外の構成は図１と同じである。図１５の主制御部３０は、図１同様に、温度分布計算部３１と、変形量計算部３２と、位置補正部３３と、拘束条件設定部３４とを有することに加えて、事前描画パターン生成部３５と、移動履歴情報計算部３６とを有する。事前描画パターン生成部３５は、事前描画用の描画対象物６に描画するべき描画パターンを含むレイアウト情報を生成する。移動履歴情報計算部３６は、生成された描画パターンより得られるステージ５の移動履歴情報を計算する。温度分布計算部３１は、移動履歴情報計算部３６で計算された移動履歴情報に基づいて、描画対象物６の温度分布を計算する。変形量計算部３２は、ステージ５に載置された描画対象物６の拘束条件と、移動履歴情報に基づいて計算された温度分布とに基づいて、描画対象物６の変形量を計算する。位置補正部３３は、計算された変形量に基づいて、描画対象物６内の荷電粒子ビームの照射位置を補正するための位置補正マップを生成する。ビーム照射部は、位置補正部３３で生成された位置補正マップに基づいて、描画対象物６への描画を開始する。
【００５８】
図１６は第３の実施形態による描画位置補正処理を示すフローチャートである。まず、事前描画用の描画パターンを含むレイアウト情報を事前描画パターン生成部３５にて生成して、不図示の記憶部に登録しておく（ステップＳ２１）。次に、レイアウト情報に基づいて、移動履歴情報計算部３６にてステージ５の移動履歴情報を計算する（ステップＳ２２）。次に、温度分布計算部３１にて、各時刻における描画対象物６の温度分布を計算する（ステップＳ２３）。次に、変形量計算部３２にて、各時刻における描画対象物６の変形量を計算する（ステップＳ２４）。次に、位置補正部３３にて、描画対象物６のストライプ４１ごとに、ストライプ４１内の位置補正マップを算出する（ステップＳ２５）。
【００５９】
上述したステップＳ２１〜Ｓ２５は、実際に描画対象物６に描画を行うことなく、主制御部３０が計算処理により行うことができる。
【００６０】
ステップＳ２４の処理が終わると、実際の描画対象物６への描画を開始する（ステップＳ２６）。すなわち、描画対象物６の各ストライプ４１単位で、ステージ５を二次元方向に移動させながら、ステップＳ２５の処理で得られた位置補正マップに従って電子ビームの照射位置を補正して描画を行う（ステップＳ２７）。次に、まだ描画を行っていないストライプ４１が存在するか否かを判定し（ステップＳ２８）、まだ描画を行っていないストライプ４１が存在すればステップＳ２７〜Ｓ２８の処理を繰り返し行い、すべてのストライプ４１の描画が終了すると、図１６の処理を終了する。
【００６１】
このように、第３の実施形態では、描画対象物６への実際の描画を行う前に、レイアウト情報から計算処理によって温度分布を計算して描画対象物６の変形量を計算し、それに基づいてストライプ４１内の位置補正マップを算出し、その後は、この位置補正マップを用いて描画対象物６への実際の描画を行う。したがって、実際に描画処理を行う際には、事前に計算処理で求めた位置補正マップを利用して描画位置の補正を行えるため、描画処理を高速化できる。
【００６２】
上述した実施形態で説明した荷電粒子ビーム描画装置１の制御系４の少なくとも一部（例えば、主制御部３０）は、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、制御系４の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに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。
【００６３】
また、制御系４の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【００６４】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  荷電粒子ビーム描画装置、２  描画室、３  鏡筒、４  制御系、５  ステージ、６  描画対象物、７  電子銃、８  コンデンサレンズ、９  ブランキング偏向器、１０  第１投影レンズ、１１  Ｓ１アパーチャ、１２  成形偏向器、１３  第２投影レンズ、１４  Ｓ２アパーチャ、１５  中間レンズ、１６  副偏向器、１７  対物レンズ、１８  主偏向器、２１  描画データ生成部、２２  パターンデータ生成部、２３  ブランキング・ドライバ、２４  ビーム成形ドライバ、２５  副偏向器ドライバ、２６  主偏向器ドライバ、２７  偏向制御部、２８  ステージ駆動部、２９  ステージ位置検出部、３０  主制御部、３１  温度分布計算部、３２  変形量計算部、３３  位置補正部、３４  拘束条件設定部、３５  事前描画パターン生成部、３６  移動履歴情報計算部、４０  支持部、４１  ストライプ、４２  サブフィールド、４３  １Ｓパターン、４４  ２Ｓパターン、４５  ３Ｓパターン、４６  ４Ｓパターン、４７  ５Ｓパターン、４８  １Ｓマップ、４９  ２Ｓマップ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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