(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子ビーム（ｌｂ、５０）が、ターゲット上の露光領域内の多数の画素を露光させることによって所望のパターンを描画するために前記粒子ビーム（ｐｂ）が通過する複数のブランキングアパーチャ（２４）から構成されるアパーチャアレイ（２６）を含むパターン定義装置（４）に向けられかつそれを照射する、荷電粒子リソグラフィ装置でターゲット（１６）に所望のパターンを露光させるための露光パターンを計算するための方法であって、
前記方法は、前記粒子ビームの方向を横切る転位に関して、前記露光領域内の前記ターゲットの空間依存歪みを考慮し、
前記方法は、
（ｉ）前記露光領域を複数の非重複サブ領域（９１）に分割するステップと、
（ｉｉ）前記サブ領域（９１）の各々に対しサブ領域転位（９３、９３’）を決定するステップであって、前記サブ領域転位（９３、９３’）がそれぞれのサブ領域（９１’、９１”）の位置におけるターゲットの歪みを記述する１組のパラメータ（Ｄ０１、Ｒ０１、Ａ０１、ＳＸ０１、ＳＹ０１）を含んで成るステップと、
（ｉｉｉ）前記所望のパターンを前記ターゲット上の前記露光領域のグラフィック表現（ＰＧ０、ＰＮ０、ＰＬ０）として提供するステップであって、前記グラフィック表現は複数のグラフィック要素から構成され、各グラフィック要素は前記露光領域のそれぞれの位置に各々配置されて成るステップと、
（ｉｖ）各グラフィック要素を、前記グラフィック要素のそれぞれの位置を含む前記サブ領域のサブ領域転位に従って転位させ、こうして転位され、補正されたグラフィック表現（ＰＧ０’、ＰＧ０Ｓ、ＰＮ０’、ＰＬ０’）を構成する複数のグラフィック要素を得ることによって、前記グラフィック表現を前記複数のサブ領域転位（９３、９３’）に従って修正するステップと、
（ｖ）前記補正されたグラフィック表現から、多数の画素上に定義される露光パターンであって、前記所望のパターンを表わす等高線を実現する前記ターゲット上の公称線量分布を生成するのに適した露光パターンを算出するステップと、を含み、
前記グラフィック表現は、各々が頂点を含む多角形として定義されるグラフィック要素を含み、かつステップ（ｉｖ）において、各グラフィック要素の転位は、前記頂点のそれぞれの位置を含むサブ領域のサブ領域転位に従って各頂点を転位させることによって実行される、方法。
【請求項２】
粒子ビーム（ｌｂ、５０）が、ターゲット上の露光領域内の多数の画素を露光させることによって所望のパターンを描画するために前記粒子ビーム（ｐｂ）が通過する複数のブランキングアパーチャ（２４）から構成されるアパーチャアレイ（２６）を含むパターン定義装置（４）に向けられかつそれを照射する、荷電粒子リソグラフィ装置でターゲット（１６）に所望のパターンを露光させるための露光パターンを計算するための方法であって、
前記方法は、前記粒子ビームの方向を横切る転位に関して、前記露光領域内の前記ターゲットの空間依存歪みを考慮し、
前記方法は、
（ｉ）前記露光領域を複数の非重複サブ領域（９１）に分割するステップと、
（ｉｉ）前記サブ領域（９１）の各々に対しサブ領域転位（９３、９３’）を決定するステップであって、前記サブ領域転位（９３、９３’）がそれぞれのサブ領域（９１’、９１”）の位置におけるターゲットの歪みを記述する１組のパラメータ（Ｄ０１、Ｒ０１、Ａ０１、ＳＸ０１、ＳＹ０１）を含んで成るステップと、
（ｉｉｉ）前記所望のパターンを前記ターゲット上の前記露光領域のグラフィック表現（ＰＧ０、ＰＮ０、ＰＬ０）として提供するステップであって、前記グラフィック表現は複数のグラフィック要素から構成され、各グラフィック要素は前記露光領域のそれぞれの位置に各々配置されて成るステップと、
（ｉｖ）各グラフィック要素を、前記グラフィック要素のそれぞれの位置を含む前記サブ領域のサブ領域転位に従って転位させ、こうして転位され、補正されたグラフィック表現（ＰＧ０’、ＰＧ０Ｓ、ＰＮ０’、ＰＬ０’）を構成する複数のグラフィック要素を得ることによって、前記グラフィック表現を前記複数のサブ領域転位（９３、９３’）に従って修正するステップと、
（ｖ）前記補正されたグラフィック表現から、多数の画素上に定義される露光パターンであって、前記所望のパターンを表わす等高線を実現する前記ターゲット上の公称線量分布を生成するのに適した露光パターンを算出するステップと、を含み、
前記グラフィック表現は、各々が頂点を含む多角形として定義されるグラフィック要素を含み、かつステップ（ｉｖ）において、各グラフィック要素の転位は、それぞれのサブ領域に割り当てられた多角形の各部分を、前記それぞれのサブ領域のサブ領域転位に従って転位させることによって実行され、
サブ領域間の境界を超える多角形は、前記サブ領域境界に沿って多角形の複数の部分に分割される、方法。
【請求項３】
粒子ビーム（ｌｂ、５０）が、ターゲット上の露光領域内の多数の画素を露光させることによって所望のパターンを描画するために前記粒子ビーム（ｐｂ）が通過する複数のブランキングアパーチャ（２４）から構成されるアパーチャアレイ（２６）を含むパターン定義装置（４）に向けられかつそれを照射する、荷電粒子リソグラフィ装置でターゲット（１６）に所望のパターンを露光させるための露光パターンを計算するための方法であって、
前記方法は、前記粒子ビームの方向を横切る転位に関して、前記露光領域内の前記ターゲットの空間依存歪みを考慮し、
前記方法は、
（ｉ）前記露光領域を複数の非重複サブ領域（９１）に分割するステップと、
（ｉｉ）前記サブ領域（９１）の各々に対しサブ領域転位（９３）を決定するステップであって、前記サブ領域転位（９３、９３’）がそれぞれのサブ領域（９１’、９１”）の位置におけるターゲットの歪みを記述する１組のパラメータ（Ｄ０１、Ｒ０１、Ａ０１、ＳＸ０１、ＳＹ０１）を含んで成るステップと、
（ｉｉｉ）前記所望のパターンを前記ターゲット上の前記露光領域のグラフィック表現（ＰＧ０、ＰＮ０、ＰＬ０）として提供するステップであって、前記グラフィック表現は複数のグラフィック要素から構成され、各グラフィック要素は前記露光領域のそれぞれの位置に各々配置されて成るステップと、
（ｉｖ）各グラフィック要素を、前記グラフィック要素のそれぞれの位置を含む前記サブ領域のサブ領域転位に従って転位させ、こうして転位され、補正されたグラフィック表現（ＰＧ０’、ＰＧ０Ｓ、ＰＮ０’、ＰＬ０’）を構成する複数のグラフィック要素を得ることによって、前記グラフィック表現を前記複数のサブ領域転位（９３、９３’）に従って修正するステップと、
（ｖ）前記補正されたグラフィック表現から、多数の画素上に定義される露光パターンであって、前記所望のパターンを表わす等高線を実現する前記ターゲット上の公称線量分布を生成するのに適した露光パターンを算出するステップと、を含み、
前記グラフィック表現は、各々が頂点を含む多角形として定義されるグラフィック要素を含み、かつステップ（ｉｖ）において、各グラフィック要素の転位は、それぞれのサブ領域に割り当てられた多角形の各部分を、前記それぞれのサブ領域のサブ領域転位に従って転位させることによって実行され、
多角形は任意の部分に分割され、各部分は、その完全な面積、および／またはその質量中心、および／または前記部分を最小包囲する境界ボックスの中心、および／またはいずれかの他の選り抜きの基準点を持つサブ領域の面積内に含まれ、前記サブ領域はそれぞれの部分のサブ領域転位を決定する、方法。
【請求項４】
各転位（９３）は、前記粒子ビームの方向に直交する平面内の前記それぞれのサブ領域（９１）の代表点の線形移動を記述する変位ベクトルを含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
各転位（９３）は、前記粒子ビームの方向に直交する平面内の前記それぞれのサブ領域（９１）の代表点の転位を記述する複数のパラメータを含み、前記パラメータは、回転角（Ｒ０１）、剪断面角（Ａ０１）、Ｘ方向に沿ったスケーリング（ＳＸ０１）、およびＹ方向に沿ったスケーリング（ＳＹ０１）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記パターン定義装置（４）の前記アパーチャアレイ（２６）は前記ターゲット上に結像されて、前記ターゲット上にビームアレイフィールドを生成し、前記ビームアレイフィールドは複数のアパーチャ像から構成され、かつ前記サブ領域の少なくとも幾つかは、ビームアレイフィールドによって網羅される面積より小さい、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
２つ以上の部分を含む各多角形について、前記多角形の前記部分は、転位された後で、１つの多角形に再結合される、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
臨界多角形形状特徴は、完全に１つのサブ領域に属するものとして処理される、請求項２または３に記載の方法。
【請求項９】
前記サブ領域の変位のパラメータは多変量補間を用いて補間され、かつ前記補間された変位パラメータ（Ｄ１５’‐Ｘ、Ｄ１５’‐Ｙ）は、グラフィック要素の質量中心または頂点のような、前記グラフィック要素の関連位置に適用される、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ステップ（ｉｖ）で前記グラフィック表現を修正した後、ステップ（ｖ）で前記露光パターンを算出するために使用されるラスタグラフィックを得るために、前記グラフィック表現はラスタライズされる、請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
ステップ（ｉｖ）で使用されるグラフィック表現は、ステップ（ｉｖ）の前にラスタライズによってベクトルグラフィックスから得られるラスタグラフィックスである、請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（ｉ）で、前記露光領域は、規則的なグリッドに従って複数の非重複サブ領域（９１）に細分化される、請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
荷電粒子の構造化ビームによってターゲット（１６）を露光させるための荷電粒子マルチビーム処理装置（１）であって、
‐照射システム（３）と、
‐パターン定義装置（４）と、
‐投影光学システム（５）と、
を備え、
前記照射システム（３）は、前記荷電粒子のビームを生成し、かつ前記ビームを、パターン定義装置（４）を照射する幅広のビーム（ｌｂ）にするように構成され、前記パターン定義装置（４）は、前記照射ビームの形状を露光パターンに従って多数のサブビームから成る構造化ビームにするように構成され、かつ前記投影光学システム（５）は、前記パターン定義装置で定義されたビーム形状の像を前記ターゲット（１６）上に投影し、こうして前記ターゲット上の像領域内の多数の画素（ｐｘ）を露光するように構成され、
請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法を使用して、補正されたグラフィック表現および対応する露光パターンを算出するように構成されたパターン情報処理システム（１８）を備えた、荷電粒子マルチビーム処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子の構造化ビームによってターゲットを露光するための荷電粒子マルチビーム処理装置の分野に関し、特に、荷電粒子リソグラフィ装置でターゲット上に所望のパターンを露光するための露光パターンを計算するための方法に関する。そのような装置では、照射システムで粒子ビームが生成され、前記粒子ビームは、前記粒子ビームが貫通する複数のブランキングアパーチャから構成されるアパーチャアレイを含むパターン定義装置に向けられかつそれを照射し、次いで、ターゲット上の露光領域内の多数の画素を露光することによって前記所望のパターンを描画するために、投影光学システムによってターゲット上に結像される。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、上述したタイプの荷電粒子マルチビームツールを実現し、かつ対応する荷電粒子光学系、パターン定義（ＰＤ）装置、およびマルチビーム描画方法、特に、ＥＵＶリソグラフィ用のマスクおよびインプリントリソグラフィ用のテンプレート（１×マスク）の１９３ｎｍ液浸リソグラフィ用の最先端複合フォトマスクを実現する、５０ｋｅＶ電子マルチビーム描画装置を開発した。該システムは、６”マスクブランク基板を露光するためのｅＭＥＴ（電子マスク露光ツール）またはＭＢＭＷ（マルチビームマスク描画装置）と呼ばれる。マルチビームシステムは、シリコンウェハ基板に電子ビーム直接描画装置（ＥＢＤＷ）を適用する場合、ＰＭＬ２（投影マスクレスリソグラフィ）と呼ばれてきた。マルチビームカラムおよび描画方法は、マルチビーム検査の用途にも使用することができる。
【０００３】
マルチビーム描画装置の略図は図１に示される。そのようなリソグラフィ装置は、米国特許第6,768,125号明細書、欧州特許第2187427(A1)号（＝米国特許第8,222,621号)明細書、および欧州特許第2363875(A1)号(=米国特許第8,378,320号)明細書のような先行技術でよく知られている。以下では、分かり易くするために、本発明を開示するのに必要な詳細だけを記載する。図１では、構成部品は正確な縮尺で示されていない。リソグラフィ装置１の主要な構成部品は、この実施例では図１で垂直方向下方に延びるリソグラフィビームｌｂ、ｐｂの方向に対応して、照射システム３、パターン定義（ＰＤ）システム４、投影システム５、および基板１６を備えたターゲットステーション６である。装置全体１は、装置の光軸ｃｘに沿ったビームｌｂ、ｐｂの妨害されない伝搬を確実にするために、高真空に保持された真空筐体２内に収容される。荷電粒子光学システム３、５は、静電レンズおよび／または磁気レンズを用いて実現される。
【０００４】
照射システム３は、例えば電子銃７、抽出システム８、および集光レンズシステム９を含む。しかし、一般的に、電子の代わりに、他の荷電粒子を使用することもできることに注目する必要がある。電子以外に、これらは例えば水素イオンまたはより重いイオン、荷電原子クラスタ、または荷電分子とすることができる。
【０００５】
抽出システム８は粒子を、典型的には数ｋｅＶ、例えば５ｋｅＶの定義されたエネルギまで加速する。集光レンズシステム９を用いて、源７から放出された粒子は、リソグラフィビームｌｂとして働く幅広の略テレセントリック粒子ビーム５０に形成される。リソグラフィビームｌｂは次いで、複数の開口またはアパーチャ２４を持つ複数のプレートを含むＰＤシステム４を照射する（図２）。ＰＤシステム４は、リソグラフィビームｌｂの経路内の特定の位置に保持され、こうしてビームは複数のアパーチャを照射し、複数のビームレットに分割される。
【０００６】
図２を参照すると、ＰＤシステム４のアパーチャ２４の幾つかは、システムを透過したビームの一部分（ビームレット５１）をターゲットに到達させるという意味で、入射ビームを透過させるように「スイッチオン」または「開放」される。他のアパーチャは「スイッチオフ」または「閉鎖」される。すなわち、対応するビームレット５２はターゲットに到達することができず、こうして効果的にこれらのアパーチャおよび／または開口はビームに対し不透過（不透明）になる。こうして、リソグラフィビームｌｂはパターン化ビームｐｂに構成され、ＰＤシステム４から出射する。スイッチオンされたアパーチャのパターン、すなわちＰＤシステム４のうちリソグラフィビームｌｂを透過する部分だけのパターンは、ターゲット１６で露光すべきパターンに従って選択される。ビームレットの「スイッチオン／オフ」は通常、ＰＤシステム４のプレートの１つに設けられる何らかの種類の偏向手段によって実現されることに留意されたい。「スイッチオフ」されたビームレットは、ターゲットに到達できず、ただリソグラフィ装置のどこかで、例えば吸収プレート１１によって吸収されるように、それらの経路から（非常に小さい角度だけ）偏向される。
【０００７】
パターン化されたビームｐｂによって表されたパターンは次いで、電磁光学的投影システム５によって基板１６上に投影され、そこに「スイッチオン」されたアパーチャおよび／または開口の像を形成する。投影システム５は、２回のクロスオーバｃｌおよびｃ２を用いて、例えば２００：１の縮小を実現する。ターゲットまたは「基板」１６は、例えば６”マスクブランク、または粒子感応性レジスト層１７で被覆されたシリコンウェハである。基板はチャック１５によって保持され、ターゲットステーション６の基板ステージ１４によって位置決めされる。
【０００８】
露光されるパターンに関する情報は、電子パターン情報処理システム１８を用いて実現されるデータ経路によってＰＤシステム４に供給される。（下の図１４Ａおよび図１４Ｂの説明も参照されたい。）
【０００９】
図１に示す実施形態では、投影システム５は、静電レンズおよび／または磁気レンズならびに他の偏向手段から成る、複数の連続電磁光学投影装置ステージ１０ａ、１０ｂ、１０ｃで構成される。これらのレンズおよび手段については、それらの適用は先行技術でよく知られているため、記号形式だけで図示される。投影システム５は、クロスオーバｃ１、ｃ２を介する縮小結像を採用する。両ステージの縮小率は、全体の縮小が数百分の１、例えば２００：１になるように選択される。この程度の縮小は、ＰＤ装置の小型化の問題を緩和するために、リソグラフィセットアップに特に適している。
【００１０】
投影システム５全体で、色収差および幾何収差を大幅に補正するようになっている。像を全体的に側方に、すなわち光軸ｃｘに対し直角の方向に沿って偏位させる手段として、偏向手段１２ａ、１２ｂ、および１２ｃが集光装置３および投影システム５に設けられる。偏向手段は、ソース抽出システムの近く（１２ａ）、図１に偏向手段１２ｂで示すように第１クロスオーバの近く、かつ／または図１のステージ偏向手段１２ｃの場合のようにそれぞれの投影装置の最終レンズ１０ｃの後に配置された、例えば多重極電極システムとして実現することができる。この装置では、多重極電極配置は、ステージの動きに関連して像を偏位させるため、および荷電粒子光学位置合わせシステムと連動して結像システムを補正するための両目的のための偏向手段として使用される。これらの偏向手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、パターン化されたビームｐｂの選択されたビームレットを「オン」または「オフ」状態に切り替えるために停止プレート１１と連動して使用される、ＰＤシステム４の偏向アレイ手段と混同してはならない。前者は、粒子ビームを全体として処理するだけである。また、軸線方向の磁界をもたらすソレノイド１３を用いてプログラム可能ビームの集合を回転させる可能性もある。
【００１１】
図２の断面詳細図から分かるように、ＰＤシステム４は、連続構成の状態に積み重ねられた３つのプレート、すなわち「アパーチャアレイプレート」（ＡＡＰ）２０、「偏向アレイプレート」（ＤＡＰ）３０、および「フィールド境界アレイプレート」（ＦＡＰ）４０を含むことが好ましい。用語「プレート」はそれぞれの装置の全体的な形状を表すものであって、必ずしもプレートが単一のプレート部品として実現されることを示すものではない（通常、後者が好ましい実現の仕方であるが）ことに触れておくことは有意義である。それでもなお、特定の実施形態では、アパーチャアレイプレートのような「プレート」は、複数のサブプレートから構成することができる。プレートは、Ｚ方向に沿って相互距離間隔で互いに平行に配設することが好ましい。
【００１２】
ＡＡＰ２０の平坦な上面は、集光光学／照射システム１１に対する定義された潜在的界面を形成する。ＡＡＰは例えば、中央部２２が薄化された正方形または長方形のシリコンウェハ片（厚さ約１ｍｍ）２１から作製することができる。プレートは導電性保護層２３で被覆することができ、それは、水素またはヘリウムイオンを使用する場合、特に有利であろう（米国特許第6,858,118号における表現）。電子または重イオン（例えばアルゴンまたはキセノン）を使用する場合、層２３とバルク部２１／２２それぞれとの間に界面が存在しないように、層２３もまた、２１および２２それぞれの表面部によって提供されるシリコンとすることができる。
【００１３】
ＡＡＰ２０には、薄化部２２を横切る開口として実現される複数のアパーチャ２４が設けられる。図示する実施形態では、開口の下向き出口２５がアパーチャ２４の主要部より広幅になるように、層２３内に作製された直線状プロファイルと、ＡＡＰ２０のバルク層における「レトログレード」プロファイルとを有する、アパーチャ２４が実現される。直線状プロファイルおよびレトログレードプロファイルは両方とも、反応性イオンエッチングのような最新の構造化技術により作製することができる。レトログレードプロファイルは、開口を通過するビームのミラー帯電効果を強く低減する。
【００１４】
ＤＡＰ３０は、ＡＡＰ２０のアパーチャ２４の位置に対応する位置に複数の開口３３が設けられたプレートであり、そこには、開口３３を通過する個々のサブビームを選択的にそれらのそれぞれの経路から偏向させるために構成された電極３５、３８が設けられる。ＤＡＰ３０は、例えば、ＡＳＩＣ回路構成を備えたＣＭＯＳウェハを後処理することによって作製することができる。ＤＡＰ３０は、例えば、正方形または長方形の形状を有する１枚のＣＭＯＳウェハから作製され、薄化された（しかし２２の厚さに比べると適切に厚い）中央部３２を保持するフレームを形成する厚い部分３１を含む。中央部３２のアパーチャ開口３３は、アパーチャ２４と比較して（例えば両面とも約２μｍだけ）より広幅である。ＣＭＯＳ電子機器３４は、ＭＥＭＳ技術によってもたらされた電極３５、３８を制御するために使用される。各開口３３に隣接して、「接地」電極３５および偏向電極３８が設けられる。接地電極３５は電気的に相互接続され、かつ共通接地電位に接続され、帯電を防止するレトログレード部３６と、ＣＭＯＳ回路構成への望ましくないショートカットを防止するための絶縁部３７とを含む。接地電極３５はまた、シリコンバルク部３１および３２と同一電位であるＣＭＯＳ回路構成３４の部分にも接続することができる。
【００１５】
偏向電極３８は、選択的に静電電位を印加されるように構成される。そのような静電電位が電極３８に印加されると、これは電界を発生し、対応するサブビームに偏向を引き起こし、それをその公称経路から偏向させる。電極３８も同様に、帯電を防止するためにレトログレード部３９を有することができる。電極３８の各々は、その低部がＣＭＯＳ回路構成３４内のそれぞれの接触部位に接続される。
【００１６】
接地電極３５の高さは、ビーム間のクロストーク効果を抑制するために、偏向電極３８の高さより高い。
【００１７】
図２に示すよう下流側に向けられた電極を有するＤＡＰ３０を備えたＰＤシステム１２の構成は、幾つかの可能性の１つにすぎない。例えば接地電極および偏向電極が埋め込まれたさらなるＤＡＰ構成は、当業者によって容易に考案することができる（本願出願人の名義の他の特許、例えば米国特許第8,198,601(B2)号明細書を参照されたい）。
【００１８】
ＦＡＰとして働く第３プレート４０は、下流側の縮小荷電粒子投影光学系の第１レンズ部を向いた平坦な表面を有し、投影光学系の第１レンズ１６ａに対する定義された潜在的界面を提供する。ＦＡＰ４０の厚い部分４１は、中央部分４２が薄化したシリコンウェハの一部から作られた、正方形または長方形のフレームである。ＦＡＰ４０には、ＡＡＰ２０およびＤＡＰ３０の開口２４、３３に対応するが、後者に比べてより広幅である複数の開口４３が設けられる。
【００１９】
ＰＤシステム４、および特にその第１プレートＡＡＰ２０は、幅広電荷粒子ビーム５０によって照射され（本書では、「幅広」ビームとは、ビームの幅がＡＡＰに形成されたアパーチャアレイの領域全体をカバーするのに充分広いことを意味する）、したがってそれは、アパーチャ２４を透過したときに何千ものマイクロメートルサイズのビーム５１に分割される。ビームレット５１および５２は邪魔されずにＤＡＰおよびＦＡＰを横切る。
【００２０】
すでに述べた通り、ＣＭＯＳ電子機器を介して偏向電極３８に電力が供給されたときはいつも、偏向電極と対応する接地電極との間に電界が発生し、通過するそれぞれのビーム５２の小さいが充分な偏向を導く（図２）。開口３３および４３はそれぞれ充分幅広く作られているので、偏向したビームは邪魔されずにＤＡＰおよびＦＡＰを横切ることができる。しかし、偏向したビーム５２はサブカラムの停止プレート１５で除去される（図１）。こうして、ＤＡＰによって影響されないビームだけが基板に到達する。
【００２１】
縮小荷電粒子光学系１６の縮小率は、ビームの寸法およびＰＤ装置４におけるそれらの相互距離、ならびにターゲットにおける構造の所望の寸法を考慮して、適切に選択される。これは、ＰＤシステムにおけるマイクロメートルサイズのビームを可能にする一方、ナノメートルサイズのビームが基板に投影される。
【００２２】
ＡＡＰによって形成された（影響されない）ビーム５１の集合は、投影荷電粒子光学系の予め定められた縮小率Ｒで基板に投影される。こうして、基板に、それぞれ幅ＢＸ＝ＡＸ／ＲおよびＢＹ＝ＡＹ／Ｒを有する「ビームアレイフィールド」（ＢＡＦ）が投影される。ここでＡＸおよびＡＹはそれぞれ、アパーチャアレイフィールドのＸおよびＹ方向のサイズを表す。基板における個々のビームのビームサイズはそれぞれｂＸ＝ａＸ／ＲおよびｂＹ＝ａＹ／Ｒによって与えられる。ここでａＸおよびａＹはそれぞれ、ＤＡＰ３０のレベルでＸおよびＹ方向に沿って測定されたビーム５１のサイズを表す。
【００２３】
図２に示される個々のビーム５１、５２は、二次元Ｘ‐Ｙアレイに配列されたずっと多数の、典型的には何千ものサブビームを代表していることに触れておくことは有意義である。出願人は、例えばイオンに対しＲ＝２００の縮小率を持つマルチビーム荷電粒子光学系のみならず、何千（例えば２６２，１４４）個ものプログラム可能なビームを持つ電子マルチビームカラムをも実現した。出願人は、基板で約８２μｍ×８２μｍのようなカラムのビームアレイフィールドを実現した。これらの例は例証のために記載したものであり、限定例と解釈すべきではない。
【００２４】
ＭＢＭＷの典型的な実現として、出願人は、基板における８１．９２μｍ×８１．９２μｍのビームアレイフィールド内に２０ｎｍビームサイズの５１２×５１２（２６２，１４４）個のプログラム可能なビームレットを達成する５０ｋｅＶの電子ＭＢＭＷを実現した。実現された描画システムの場合、基板は、電子ビーム感応性レジストで被覆された６”マスクブランク（面積：６”×６”＝１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍ、厚さ：１／４”＝６．３５ｍｍ）である。さらに、出願人の実現されたシステムでは、レジストで被覆された１５０ｍｍのＳｉウェハに対するマルチビーム描画が可能である。
【００２５】
出願人の実現されたＭＢＭＷシステムの電流密度は、２０ｎｍのビームサイズを使用した場合、１Ａ／ｃｍ2以下である。したがって、プログラム可能な２６２，１４４個のビームレットが全部「オン」である場合、電流は１．０５μＡ以下である。
【００２６】
出願人によって実現されたＭＢＭＷカラムは、Elmar Platzgummerらによって実験的に検証され、「eMET POC:Realization of a proof‐of‐concept 50 keV electron multibeam Mask Exposure Tool」 Proc.of SPIE Vol. 8166, 816622‐1(2011)に発表された通り、約５ｎｍの１シグマボケを有する。
【００２７】
ビームサイズを２０ｎｍから例えば１０ｎｍに変更する可能性がある。２００：１の縮小率を持つカラムの場合、これは、４μｍ×４μｍの開口サイズの代わりに２μｍ×２μｍの開口サイズのアパーチャを持つアパーチャアレイプレート（ＡＡＰ）を使用することによって簡単に行われる。本願出願人の米国特許第8,546,767号明細書に概説されている通り、ビームサイズのインサイチュ変更の可能性もある。
【００２８】
１０ｎｍのビームサイズを使用し、かつ基板に４Ａ／ｃｍ2以下の電流密度を提供する場合、２６２，１４４個のプログラム可能なビームレットの電流は再び最大１．０５μＡである。したがって、この場合にも、カラムを通過する電流による１シグマのカラムボケの変化は事実上発生しない。
【００２９】
第１世代のＭＢＭＷ製造ツールは、２０ｎｍおよび１０ｎｍのビームを使用して２６２，１４４個のプログラム可能なビームを全部「オン」にするために最大約１μＡまでの電流を提供することを目標としている。その後の世代のＭＢＭＷ製造ツールに対しては、さらに小さい、例えば８ｎｍのビームサイズを使用し、かつ同時に基板における８１．９２μｍ×８１．９２μｍのビームアレイフィールド内に例えば６４０×６４０＝４０９，６００個のビームレットを提供するという計画がある。最大電流密度を４Ａ／ｃｍ2に維持することにより、最大電流（全てのビームレットが「オン」の状態）が１．０５μＡになることが確保される。例えば５ｎｍのビームサイズを使用して、基板における８１．９２μｍ×８１．９２μｍのビームアレイフィールド内に例えば１０２４×１０２４＝１，０４８，５７６個のプログラム可能なビームを提供することが可能である。再び、４Ａ／ｃｍ2の最大電流密度で、最大電流（全てのビームレットが「オン」の状態）は１．０５μＡである。
【００３０】
出願人が提案するマルチビーム描画方法はまた、例えば２０ｎｍの同一スポットサイズを使用し、スポット間で選択された重なり量で重なり合う方法をも含む。「二重グリッド」マルチビーム露光では、スポット間の重なりは、Ｘ方向のみならず、Ｙ方向でも、ビームサイズの半分である。「四重グリッド」マルチビーム露光では、スポット間の重なりは、Ｘ方向のみならず、Ｙ方向でも、ビームサイズの４分の１である。基板におけるスポットサイズはａＸ／Ｒである。ここでａＸは、アパーチャアレイプレートのアパーチャの開口幅であり（図２）、Ｒは荷電粒子投影光学系の縮小率である。各スポットには個別線量レベルが露光される。例えば線量レベルをプログラムするために４ビットを使用する場合、各スポットの線量レベルは０、１、２、…１４、または１５単位となるように選択することができる。
【００３１】
図３Ａに、幅３０ｎｍの線について、ボケが無い場合の理想的な強度プロファイル６１が示される。「四重グリッド」マルチビーム露光を使用する場合、重なりはビームサイズの４分の１である。したがって、２０ｎｍのビームサイズを使用する場合、物理的グリッドサイズは５ｎｍである。図示する実施例では５ｎｍ×５ｎｍである各物理的グリッド面積に対し、個別線量レベルを割り当てることができ、図３Ｂには、３０ｎｍの線を生成するために照射される個別線量レベル６２が示される。図３Ｃは、ボケが無い時の強度プロファイル６１（図３Ａ）と、線量レベルヒストグラム６２（図３Ｂ）との重ね合わせを示す。一般的な場合、線量レベルヒストグラムは、左右エッジを予め定められた位置に配置するために、対称的にならない。図３Ｄには、左エッジが０．０ｎｍに配置され、右エッジが３０．０ｎｍに配置される場合の幅３０．０ｎｍの線についてのシミュレーションが示される。シミュレーションでは、５．１ｎｍの１シグマボケ（１２．０ｎｍのＦＷＨＭのボケ）のある２０ｎｍのビームスポットの露光を想定した。露光スポット６３、６４、および６５を重ね合わせることによって、強度プロファイル６６が形成される。最左端の露光スポット６４の線量レベルは、３０ｎｍの線が位置６７から、すなわち所望の０．０ｎｍの位置から始まるように調整される。最右端の露光スポット６５の線量レベルは、露光線が幅３０．０ｎｍで６８で終了するように調整される。図３Ｄに示すように、２０ｎｍの露光スポット６３、６４、６５の重なり合いは、ビームサイズの４分の１、すなわち５ｎｍである（「四重グリッド」）。
【００３２】
ビームサイズ２０ｎｍおよび四重グリッド露光（物理的グリッドサイズ５ｎｍ）のマルチビーム露光ツールを使用して、線幅を０．１ｎｍ刻みで変更することができる。例として、図４Ａは３１．４ｎｍの線幅、図４Ｂは４０．０ｎｍの線幅の強度プロファイルを示す。整数の線量レベルのため、０．１ｎｍのアドレスグリッドからのわずかなずれが存在する。これらのずれは、３０．０ｎｍから４０．０ｎｍの間で０．１ｎｍ刻みで所望の線幅の関数として、図４Ａおよび図４Ｂの上部に「エッジ位置誤差」として示される。見て分かる通り、ずれは±０．０５ｎｍ以内である。さらに、図４Ａおよび図４Ｂの下部に示すように、線量の１０％の変化によるエッジ位置の変化は約１ｎｍであり、異なる線幅に対しわずかに変動するだけである。換言すると、線量は出願人のマルチビーム描画ツールでは１％未満で制御されるので、線量の１％の変化によるエッジ位置の変化は約０．１ｎｍだけである。
【００３３】
図５Ａは、マルチビーム描画装置の１つの利点、すなわち線幅が事実上、５０％の線量閾値でボケの変動に無関係であることを示す。エッジ位置６３および６４は、ボケの無い強度プロファイル６１が「０．５」の強度レベルと交差する箇所である（図５Ａおよび図５Ｂ）。線量レベルの割当６２は、２０ｎｍのビームサイズで５ｎｍの１シグマボケ、および四重グリッドのマルチビーム露光を用いて、５ｎｍの物理的グリッドを提供する場合である。強度プロファイル７１、７２、および７３はそれぞれ３．５ｎｍ、５．０ｎｍ、および７．５ｎｍの１シグマボケにより計算される。
【００３４】
上述の通り、出願人によって実現されたマルチビームツールカラムは、約５ｎｍ１シグマの非常に低いボケを有する。したがって、線幅がボケの変動とは無関係という状態が、２０ｎｍおよび１０ｎｍのビームサイズを含め、広範囲のビームサイズ値に対して維持される。
【００３５】
６”マスクブランクまたはシリコンウェハのような基板上にパターンを描画するときに、所望の形状特徴およびパターン忠実度を持つマスクまたはウェハを実現するために、マルチビーム描画プロセス中に考慮しなければならない非理想的な状況が存在する。考慮すべき問題として考えられるのは、例えば処理による基板の歪み、光学的偏向手段を介して補正することのできないビームアレイフィールドの歪み、その後のエッチングプロセスにおける「ローディング効果」、または電荷に誘発される影響である。これらの効果はシミュレートし、かつ／または測定することができる。マルチビーム描画装置によりプリントされるパターンのためのデータファイルを作成するときに、対応するデータを事前に提供することができ（「データに基づく補正」）、またはこれらの効果を、効果のモデルに基づいて計算することができる（「モデルに基づく補正」）。ほとんどの場合、最新および未来のナノリソグラフィ技術の高い要求に応えるために、ビームアレイフィールドのサイズ（面積）より小さい基板セグメントに対し補正を行わなければならなくなっている。
【００３６】
図６は、導電性マスク層および電子ビーム感応性レジストで被覆された６”×６”×１／４”の石英ガラスプレート８０から成る、６”フォトマスクブランク８０として実現されたターゲットの局所的歪みの一例を示す。局所的歪みは、典型的には１３３ｍｍ×１０４ｍｍのマスクパターンフィールド８３内のパターン密度変動によって生じることがある。このマスクパターンフィールド内に、露光スポット密度の異なる領域、例えば高密度パターン領域８４および低密度パターン領域８５が存在することがある。加えて、通常、アラインメントを目的とするパターンのあるサブフィールド８２が存在する。言うまでもなく、本発明はこのタイプのターゲットに限定されず、幅広い範囲のターゲットおよび基板に適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】米国特許第6,768,125号明細書
【特許文献２】欧州特許第2187427(A1)号明細書
【特許文献３】欧州特許第2363875(A1)号明細書
【特許文献４】米国特許第6,858,118号明細書
【特許文献５】米国特許第8,198,601(B2)号明細書
【特許文献６】米国特許第8,546,767号明細書
【非特許文献】
【００３８】
【非特許文献１】"eMET POC:Realization of a proof‐of‐concept 50 keV electron multibeam Mask Exposure Tool", by Elmar Platzgummer et al., in Proc. of SPIE Vol. 8166, 816622‐1 (2011）
【発明の概要】
【００３９】
本発明は独立請求項１および１５に記載される。有利な展開およびさらなる態様は、従属請求項に記載される。詳しくは、本発明に係る方法は、粒子ビームの方向を横切る転位に関して、露光領域内のターゲットの空間依存歪みを考慮に入れるように意図されており、かつ
（ｉ）露光領域を複数の非重複サブ領域に分割するステップと、
（ｉｉ）前記サブ領域の各々のサブ領域転位であって、それぞれのサブ領域の位置におけるターゲットの歪みを記述する（または、換言すると、補償する）１組のパラメータを含む前記サブ領域転位を決定するステップと、
（ｉｉｉ）所望のパターンをターゲット上の露光領域のグラフィック表現として提供するステップであって、前記グラフィック表現は複数のグラフィック要素から構成され、各グラフィック要素は露光領域のそれぞれの位置に各々配置されて成るステップと、
（ｉｖ）グラフィック要素のそれぞれの位置を含むサブ領域の転位に従って各グラフィック要素を転位させ、補正されたグラフィック表現を構成する、このように転位された複数のグラフィック要素を入手することによって、複数のサブ領域の変位に従ってグラフィック表現を修正するステップと、
（ｖ）補正されたグラフィック表現から、複数の画素上に定義される露光パターンであって、所望のパターンを表わす等高線を実現するターゲット上の公称線量分布を生成するのに適した露光パターンを算出するステップと、
を含む。
【００４０】
上述した歪みに関連して、本発明は主に短距離の、すなわち、歪みによって誘発される転位が基板面積全体で一定ではなく、かつ基板の（小さい）領域内だけの、つまり露光領域の比較的小さい面積のサブ領域の、変位の変動を無視することができる場合の、歪み誤差を補正することを目的とする。特に、サブ領域またはセグメントの面積は、例えばビームアレイフィールドの面積に匹敵するか、あるいはそれより小さくすることができる。本発明は、そのような歪みをマルチビーム描画ツールのデータ経路に考慮することを示唆している。さらに詳しくは、露光される面積は、複数の非重複サブ領域に、すなわち個別セグメントに分割され、そのサイズはカスタマイズ可能であり、要求される精度に関連する。例えば、本発明の典型的な実現では、前記領域は、セグメントの面積がビームアレイフィールドより小さいｎ×ｍ個のセグメントに分割され、例えば８２μｍ×８２μｍのビームアレイフィールドを使用する場合、１０．２５μｍ×１０．２５μｍのサイズの矩形セグメントに分割される。以下でさらに詳しく説明するように、各セグメントの歪みは、最新技術の方法を用いて特定の精度まで予備決定することができ、これは、例えば、前記パターンの領域の形状および配置を、露光領域／基板のセグメント化に関連してそれらの公称位置に従って変更することによって、それに応じて露光されるパターンを修正することによって、歪みを補償することを可能にする。これらの修正は、パターンのそれぞれの部分が基板上に投影される前にデータ経路で行われる。本発明の好適な実現例では、これらの補正は、両方の空間的方向ＸおよびＹのスケーリング、回転、角度補正、およびＸ／Ｙ変位／偏位補正を含むことができる。典型的には、各セグメントの歪み補正は、ＦＷＨＭ（半値全幅）ボケマルチビーム描画カラムと比較して小さい（ＦＷＨＭボケは、１シグマボケの２．３５５倍に等しいことが注目される）。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
以下で、本発明について、添付の図面に関連して下で詳細に説明する幾つかの実施形態によって例証する。ここに示す実施形態は例示的性質のものであって、発明の範囲を限定するものと解釈すべきではないことを強調しておく。図面は模式的である。
【００４２】
【図１】最新技術の荷電粒子マルチビームシステムの長手方向断面図を示す。
【図２】最新技術のパターン定義システムの長手方向断面図を示す。
【図３】図３Ａ〜３Ｄは、マルチビームマスク描画ツールの強度プロファイルを示しており、図３Ａは、ボケが無いときの線幅３０ｎｍの強度プロファイルを示し、図３Ｂは、重なり合う露光スポットの線量レベルを示し、図３Ｃは、図３Ａと図３Ｂの重ね合わせを示し、図３Ｄは、シミュレーションによる線幅３０ｎｍの強度プロファイル６６を示す。
【図４】それぞれ線幅３１．４ｎｍ（図４Ａ）および４０．０ｎｍ（図４Ｂ）の線のシミュレーションのために得られたマルチビーム描画装置の強度プロファイルおよび関連データを示す。
【図５Ａ】出願人のマルチビーム描画ツールにより露光される３０ｎｍ線の強度プロファイルを示す。
【図５Ｂ】強度プロファイルが５０％の強度レベルと交差する左側面の図５Ａの詳細を示す。
【図６】６”フォトマスク基板のレイアウトの典型例を示す。
【図７】セグメントのＸ／Ｙ位置のずれをゼロと仮定して、露光領域のセグメント化を示す。
【図８Ａ】変位ベクトルによって示される歪み補正がセグメントに割り当てられる一例を示す。
【図８Ｂ】変位セグメントとしての歪み補正を示す。
【図８Ｃ】単一セグメントの歪み補正の一般的割当を示す。
【図８Ｄ】図７からの露光領域に影響を及ぼす、図８Ｃに示した補正タイプを含む一般的歪み補正の一例を示す。
【図９】４つのセグメントの分割境界により区切られる露光パターンの一例を示す。
【図１０】本発明の第１変形例に係る歪み補正後の図９のパターンを示す。
【図１１Ａ】本発明の第２変形例に係る、露光パターンのより小さい特徴への分割を示す。
【図１１Ｂ】第２変形例に係る歪み補正後のパターンを示す。
【図１１Ｃ】パターンの事前に分割された形状特徴が第２変形例に従って再結合された修正バージョンを示す。
【図１２Ａ】セグメント境界を超える臨界形状特徴の処理中の臨界形状特徴要素を有するパターンを示す。
【図１２Ｂ】セグメント境界を超える臨界形状特徴の処理で、臨界要素全体が１つのセグメントに割り当てられるようにした、セグメント境界の修正を示す。
【図１２Ｃ】セグメント境界を超える臨界形状特徴の処理におけるＸ／Ｙ偏位の結果得られた状況を示す。
【図１２Ｄ】セグメント境界を超える臨界形状特徴の処理における図１２Ｃの同じ状況をより詳細に、かつ変位を誇張して示す。
【図１３Ａ】本発明の第３変形例に係る、パターンのより小さい形状特徴への例示的分割を示す。
【図１３Ｂ】第３変形例に係る歪み補正後のパターンを示す。
【図１４Ａ】ラスタライズの前に補正ベクトルデータファイルが生成されるデータ経路の流れを示す。
【図１４Ｂ】ラスタライズの後に補正画素データファイルが生成されるデータ経路の流れを示す。
【図１５】Ｘ／Ｙ変位ベクトルの例による、補正パラメータの補間処理における９つの隣接する異なるセグメントへの変位ベクトルの割当を示す。
【図１５Ａ−１５Ｂ】補正パラメータの補間処理における各ベクトルおよびセグメントの同じ割当をＸおよびＹ成分にそれぞれ分割した状態を示す。
【図１５Ｃ−１５Ｄ】補正パラメータの補間処理における相対パラメータのそれぞれＸおよびＹ成分に対する補間値の等高線プロットを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明を実現するのに適した荷電粒子マルチビームツールは、図１ないし図５Ｂに関連して上に記載されている。マルチビーム荷電粒子マルチビームツールについてのさらなる詳細は、米国特許第6,768,125号明細書、欧州特許第2187427(A1)号明細書、および欧州特許第2363875(A1)号明細書、ならびにそれらに引用されている文献に見ることができ、それらは全て、参照によって本開示の一部として本書に含まれる。
【００４４】
本発明によれば、露光領域は、以下で主として「セグメント」と呼ばれる複数の個別サブ領域に分割される。図７は、セグメントのＸ／Ｙ位置の理想的なずれゼロに関して、セグメント９１に分割された露光領域の一例を示す（示されているのは基板パターンフィールドの面積の一部である）。セグメント化は、規則的なグリッドとするか、かつ／または数学的グリッド９２に沿って整列したグリッドに対応することができるが、必ずしもそうする必要はない。サブ領域は矩形または二次セグメント９１として実現することが好ましい。本発明は前記領域の全ての有限要素被覆を含むことに留意されたい。ここで、セグメントのサイズ（または面積）（これは一般的にそれらの個数に反比例する）は、利用可能な計算能力（データ経路の速度）および要求される精度に関係する。この制約とは別に、セグメント化は自由に、しかし理想的には、歪みに関して適切に選択される。本発明の典型的な実現においては、計算能力は、マルチビーム描画装置のビームアレイフィールドより小さい最大セグメントサイズを可能にしなければならない。例えば、５１２×５１２＝２６２，１４４個のビームレットを持つ８２μｍ×８２μｍのビームアレイフィールドを有するマルチビーム描画処理で１３２ｍｍ×１０４ｍｍのマスクフィールドを露光する場合、現実的に実現される利用可能な計算能力は、約１０．２５μｍ×１０．２５μｍのセグメントへの分割を可能にする。
【００４５】
前記セグメントの各々に対し、個々の歪み補正が割り当てられ、それは、マルチビーム描画ツールおよび特にターゲットに影響を及ぼす歪みのモデルベースおよび／または測定ベースの解析から得られる。主として、これらの補正は配置補正に関係する。図８Ａは、図７のセグメント化に対する配置補正ベクトルの割当の一例を示し、その結果、図８Ｂに示す偏位補正が生じる。この例では、全てのセグメント９１’が、図８Ａでセグメント領域偏位の方向を示し、かつその量を表す矢印９３で示し、かつ図８Ｂでハッチング付きセグメント９１’として示すように、数学的グリッド９２に対してＸ／Ｙ偏位を有する（Ｘ／Ｙ偏位がゼロの２つのセグメントを例外とする）。これらの偏位は、明瞭を期すために誇張して描かれていることに留意されたい。より高次の補正を可能にするために、セグメントの各々にさらなる補正係数を割り当てることもできる。本発明の範囲内で、図８Ｃに示すように、これらの補正は、Ｘおよび／またはＹ方向に沿った上述の偏位Ｄ０１以外に、例えば基準点を中心とする回転Ｒ０１、Ｘ方向のスケーリングＳＸ０１、Ｙ方向のスケーリングＳＹ０１、および角度補正Ａ０１を含むことができる。セグメントの補正を記述する各組のパラメータは、本発明の文脈で「転位」９３’とも呼ばれる。図８Ｄは、図８Ｃの複数のタイプの補正に係る転位を含むシナリオにおける、セグメントへの影響を示す。角度補正のため、矩形セグメントは任意の平行四辺形９１”になることに留意されたい。さらに、簡素化のために、後続の図面は全て、Ｘ／Ｙ配置補正のみを含むことにも留意されたい。しかし、本発明はこの単一の補正に限定されない。
【００４６】
本発明の１つの重要な態様として、露光されるパターンには歪み補正が考慮される。これは、セグメントの各々に割り当てられた補正を、複数のグラフィック要素（例えばベクトルグラフィックスの場合は多角形、あるいはラスタグラフィックスの場合は画素）から構成される前記パターンにどのように組み込むか、その方法に関する。本発明の好適な実施形態は、以下のスキームを含む。
ａ）通常の用途では、露光されるパターンは、図９に示す多角形ＰＧ０のような多角形として与えられる（一般的に、パターンは複数の多角形およびおそらく他の構造、例えば円形ドット等を含む）。ここで、線９４、９５は、セグメントＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４の間の境界を表す。図１０は、多角形ＰＧ０がこの第１変形例に係る歪み補正後にどのように見えるかを示す。図９ＡのベクトルＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４は、セグメントＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４に割り当てられた、変位／偏位補正に対応するベクトルである。本発明の１つの態様によれば、多角形を画定する頂点の座標は各々、それが位置するセグメントに従って補正される。例えば図１０で、右上セグメントＳ０３にある元の多角形（破線で示される）の全ての頂点は、ベクトルＤ１３だけ集合的に偏位する。偏位以外のより一般的な補正（回転、Ｘ／Ｙスケーリング、および角度補正）の場合、１つのセグメント内の全ての頂点座標は、この特定のセグメントに割り当てられた補正に従って変換される。
ｂ）本発明の第２変形例によれば、露光されるパターンは、露光領域のセグメント化の境界９４、９５と同一のセグメント境界でセグメントに分割され、それに従って補正される。例証実施例として、図１１Ａは、多角形ＰＧ０によって表された図９の露光パターンが、いかにしてセグメント線９４、９５によって４つの多角形ＰＧ０１、ＰＧ０２、ＰＧ０３、ＰＧ０４に分割されるかを示す。多角形ＰＧ０１、ＰＧ０２、ＰＧ０３、およびＰＧ０４がセグメント境界９４、９５で交わる点は、図１１Ａで「境界点」Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、およびＰ５として示される。図１１Ｂは、セグメントのＸ／Ｙ位置の補正後の状況を示す。多角形ＰＧ０１’、ＰＧ０２’、ＰＧ０３’、およびＰＧ０４’は、各セグメントの個々の歪み補正に係る新しい位置を有することが分かる。境界点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５に代わって、今や１２個の新しい境界点Ｐ１Ｓ０１、Ｐ１Ｓ０２、Ｐ２Ｓ０２、Ｐ２Ｓ０３、Ｐ３Ｓ０３、Ｐ３Ｓ０４、Ｐ４Ｓ０４、Ｐ４Ｓ０１、Ｐ５Ｓ０１、Ｐ５Ｓ０２、Ｐ５Ｓ０３、およびＰ５Ｓ０４が存在することに注目されたい。さらに、多角形ＰＧ０１、ＰＧ０２、ＰＧ０３、ＰＧ０４の各々は、セグメントの補正割当に従って、回転、再スケーリング、および角度補正を施すこともできる（図１１Ｂには示さず）。
変形例ｂ）の修正バージョンでは、実施例におけるセグメント化の結果である新しい境界点Ｐ１Ｓ０１、Ｐ１Ｓ０２、Ｐ２Ｓ０２、Ｐ２Ｓ０３、Ｐ３Ｓ０３、Ｐ３Ｓ０４、Ｐ４Ｓ０４、Ｐ４Ｓ０１、Ｐ５Ｓ０１、Ｐ５Ｓ０２、Ｐ５Ｓ０３、およびＰ５Ｓ０４は、露光パターンを再統合するためにも使用することができる。変形例ｂ）のこの任意バージョンは図１１Ｃに示され、対Ｐ１Ｓ０１‐Ｐ１Ｓ０２、Ｐ２Ｓ０２‐Ｐ２Ｓ０３、Ｐ３Ｓ０３‐Ｐ３Ｓ０４、およびＰ４Ｓ０４‐Ｐ４Ｓ０１間の接続（図１１Ｃの太線）は、（セグメント化のため分離された）多角形ＰＧ０１、ＰＧ０２、ＰＧ０３、ＰＧ０４を単一の多角形ＰＧ０Ｓに再結合することを可能にし、再統合された多角形の内部に存する点Ｐ５Ｓ０１、Ｐ５Ｓ０２、Ｐ５Ｓ０３、およびＰ５Ｓ０４は消える。
変形例ｂ）のさらなる任意バージョンの場合、臨界形状特徴のセグメント化を回避するために、セグメントの境界を適応させることができることに触れておくことは重要である。一例として、図１２Ａは、形状特徴がセグメント境界を超えて延びるような長さの臨界形状特徴１４２を持つパターンＰＮ０を示す。したがって、臨界形状特徴の部分１４３は、パターンＰＮ０２の主要部を持つセグメントに属する一方、臨界形状特徴１４２の部分１４４は、隣接するセグメントＳ０３の部分ＰＮ０３に属する。そのような臨界形状特徴のセグメント化を回避するために、セグメント境界間の臨界領域を指し示すデータ経路アルゴリズムの自動機能が存在する。したがって、臨界形状特徴１５２を全体として１つのセグメントだけに、この場合セグメントＳ０２に割り当てる決定が行われ、臨界形状特徴は形状特徴ＰＮ０２、ＰＮ０２’の部分であり続ける。この処置の結果を図１２Ｂに示す。ここで、臨界形状特徴を含むパターンＰＮ０２が生成される。換言すると、臨界形状特徴１５２の領域のセグメント境界が変更される。図１２Ｃは、変位／偏位補正の適用後の状況ＰＮ０’を示す。同じ状況を図１２Ｄにより詳細に示し、ここで明確を期すために座標変位は誇張されている。
ｃ）第３変形例によれば、露光パターンは、露光領域のセグメント化とは無関係に、複数のより小さい形状特徴（典型的には多角形であるが、必ずしもその必要はない）に分割することができる。各形状特徴の任意であるが適正な基準点は、形状特徴の各々を露光領域セグメントの１つに割り当てるために使用される。適正な基準点は、典型的には質量中心、または各形状特徴を閉囲する境界ボックスの中心である。その後、各形状特徴はそのセグメント割当に従って歪み補正される。
露光領域のセグメント化については、露光パターンのより小さい形状特徴への分割は自由に選択することができる。本発明の好適な実施形態では、形状特徴の最大サイズを明示する選択肢がある。典型的には、前記最大形状特徴サイズは、露光領域のセグメント化に関連して小さく選択される。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、変形例ｃ）の一例を示す。図１３Ａは、図９の露光パターンが、セグメントＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、およびＳ０４の境界９４、９５に関係なく、より小さい形状特徴（多角形部分）ＰＬ０１、…、ＰＬ０７から成る複数の多角形ＰＬ０に分割されることを示す。多角形部分ＰＬ０１、…、ＰＬ０７の各々には、Ｂ０１、…、Ｂ０７によって表される基準点が割り当てられる。本発明の好適な実施形態では、これらの基準点は、部分ＰＬ０１、…ＰＬ０７の質量中心、またはそれぞれの部分を最小包囲する矩形の境界ボックスの中心（すなわち、ＸおよびＹ方向に沿った矩形殻の中心）となるように選択される。次いで、歪み補正は、その基準点が存在するセグメントに従って各形状特徴に適用される。例えば、図１３Ｂは、新しい部分ＰＬ０１’…ＰＬ０７’を含む結果的に生じた構造ＰＬ０’では、多角形部分ＰＬ０２’、ＰＬ０３’、およびＰＬ０４’は、それらの基準点Ｂ０２、Ｂ０３、およびＢ０４が同一セグメントＳ０２にあるので、依然として結合されており、したがって同じように偏位されるが、他の部分は相互に対して偏位されることを示す。例えば、部分ＰＬ０１’は、基準点Ｂ０１がセグメントＳ０１にあり、Ｓ０１に割り当てられるＸ／Ｙ配置補正がセグメントＳ０２のＸ／Ｙ配置補正とは異なるので、歪み補正後に部分ＰＬ０２’から分離される。
【００４７】
変形例ａ）およびｃ）はまた、露光領域を網羅するセグメントの中心に関連して、図８Ｃに示す係数Ｄ０１、Ｒ０１、ＳＸ０１、ＳＹ０１、Ａ０１のような歪み補正係数の２Ｄ多変量補間を適用することもできる。特に、本発明のこの実施形態によれば、変形例ａ）では、多角形を画定する頂点の座標の各々は、２次元補間値に従って（例えば双線形補間、双三次補間、またはスプライン補間を介して）補正される。変形例ｃ）では、全ての形状特徴は、その基準点における補間値に従って歪み補正される。
【００４８】
図１５は、９つの隣接セグメント間のＸ／Ｙ変位ベクトルＤ１５の補間の例を示す。図１５は、本来割り当てられた２Ｄ変位ベクトルを示す。図１５Ａおよび図１５Ｂでは、これらの変位ベクトルは、各セグメント毎にＤ１５‐ＸおよびＤ１５‐Ｙによって表されるそれらのそれぞれのＸおよびＹ成分に分割されている。図１５Ｃは、これらのベクトルのＸ成分に対する補間値Ｄ１５’‐Ｘの等高線プロットを示し、図１５Ｄは、これらのベクトルのＹ成分に対する補間値Ｄ１５’‐Ｙの等高線プロットを示す。したがって、全体として、この補間は、成分Ｄ１５’‐ＸおよびＤ１５’‐Ｙによって定義される変位ベクトルの連続関数を生み出す。
＜短距離歪み補正付きマルチビームシステムデータ経路＞
【００４９】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、２つのそれぞれの異なるプロセスで上記の歪み補正をどのようにデータ経路の流れに組み込むかを示す。
【００５０】
完全なパターン画像は大量の画像データを含んでおり、それが、このデータの効率的な処理のために、好ましくは実時間で露光対象の画素データを生成する高速データ経路が必要とされる理由である。露光されるパターンは典型的には、例えば矩形、台形、または略多角形のような幾何学的形状の集合として、ベクトルフォーマットで記述され、それは典型的にはより優れたデータ圧縮をもたらし、したがってデータ格納の要件を軽減する。データ経路は、次の３つの主要な部分を含む。
１）上記変形例ａ）、ｂ）、またはｃ）の１つを実現することのできる歪み補正処      理ユニット
２）ベクトルを画素データに変換するラスタライズプロセス
３）描画プロセスのために画素データを一時的に格納するバッファ
【００５１】
本発明に係る歪み補正は、ラスタライズの前（図１４Ａ）またはラスタライズの後（図１４Ｂ）のいずれかに行うことができる。
【００５２】
図１４Ａは、歪み補正がラスタライズの前に行われる場合のデータ経路のフローチャート１２０を示す。データ経路は、例えばベクトルデータファイルとして提示される露光パターンが供給され次第、開始される１２１。
【００５３】
ステージ１２２：露光領域はより小さい面積にセグメント化される。本発明の好適な実現では、これらの面積は、マルチビーム描画装置のビームアレイフィールドの面積に比較して小さい（またはほぼ同じサイズである）。ベクトルドメインで適用することのできる補正（例えば近接効果補正）は全てのチャンクに対し、独立して、おそらく並行して実行することができ、結果的に得られるデータは格納され、その後のステップの計算速度を向上するやり方でコード化される。出力はチャンクの集合であり、全てのチャンクは幾何学的形状の集合を含む。
【００５４】
ステージ１２３：露光パターンは、上記の変形例ａ）、ｂ）、またはｃ）の１つに従って歪み補正ために準備される。変形例の各々は、露光パターンの特定の形状特徴または点座標を露光領域のそれぞれのセグメントに割り当てるステップを含む。特に、変形例ｂ）およびｃ）は、露光パターンをより小さい形状特徴に分割するステップを含む。
【００５５】
ステージ１２４：次に、歪み補正が各セグメントに対し別々に実行される。本発明では、これらの補正は、図８Ｃに示すように、空間方向ＸおよびＹ両方のスケーリングＳＸ０１、ＳＹ０１、回転Ｒ０１、角度補正Ａ０１、ならびに最も重要なＸ／Ｙ配置補正Ｄ０１のようなパラメータを含むことができる。
【００５６】
ステージ１２５は、マルチビームツールのためのラスタライズである。各形状特徴の幾何学的形状はラスタグラフィックアレイに変換される。ここで、画素の階調は、対応するアパーチャ像の物理的線量を表す。完全に幾何学的形状の内側にある全ての画素には、多角形の階調（強度値）が割り当てられる一方、幾何学的形状のエッジと交差する画素の階調は、幾何学的形状によって網羅される画素の面積の分率により加重される。この方法は、幾何学的形状の面積とラスタライズ後の総線量との間の線形関係を含意する。線量は最初に浮動小数点数として計算され、後になってからそれらは、ＰＤ装置によって支持される線量値の離散集合に変換される。ラスタライズの結果、画素データはそれぞれの画素の公称線量値を表す浮動小数点数のフォーマットになる。
【００５７】
ステージ１２６は、線量補正および／または欠陥ビーム補正のような他の画素毎の補正を含む。これらの補正の詳細はどこか別のところで見つけることができ、本発明の一部ではない。画素毎の補正が不要の場合、このステップは省くことができる。
【００５８】
ステージ１２７はディザリングを達成する。ディザリングプロセスは、予め定められた階調値スケールに基づいて、線量値データを階調値データに変換する。これは、丸め誤差が近傍画素全体で平均化されることを確実にする位置依存丸めプロセスであり、これをオーバサンプリングと組み合わせることにより、単一アパーチャに利用可能な線量値の離散集合を用いる場合よりずっと微細な線量変化が可能になる（「補償方法の説明」の節を参照されたい）。この変換は、ビジュアル画像データを画素グラフィックスに変換するための公知のアルゴリズムを用いて実現することができる。この段階で、実際の補正（例えば欠陥アパーチャの補正）に応じてディザリングの直前または直後に、追加補正（これは本発明の一部ではない）を適用することが、画素ドメインで適用できることを前提として、可能である。
【００５９】
ステージ１２８は画素パッケージングである。ステージ１２７から得られた画素画像は、配置グリッドシーケンスに従って格納され、電子パターン情報処理システム１８（図１）の画素バッファ１２９に送られる。画素データは、充分な量のデータ、典型的には少なくともターゲット上に結像されるストライプの長さ分が存在するようになってストライプの露光がトリガされるまで、バッファリングされる。データは、描画プロセス中にバッファから取り出される。ストライプが描画された後、上述したプロセスが、次のストライプのような次の領域のパターンデータのために、新たに開始される。
【００６０】
上述し、かつ変形例ｂ）およびｃ）についての図１４Ｂのデータ経路のフローチャート１３０に示すように、ラスタ１３２の後に図１４Ｂに示す歪み補正のステージ１３３、１３４、１３５を実現する可能性も存在する。その他の点では、図１４Ａで上述したのと同じ考慮事項が適用される。特に、ステージ１３１および１３６〜１３９は、データ経路１２０のステージ１２１および１２５〜１２９と同等である。ラスタグラフィックスの離散的性質を考慮すると、転位補正ではさらに、転位位置をラスタ座標に丸めることが必要になることがある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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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１５Ａ−１５Ｂ】
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【図１５Ｃ−１５Ｄ】
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