(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の描画領域をメッシュ状に分割した画素の境界、マルチ荷電粒子ビームの照射領域、及び前記描画領域を所定方向に向かって所定幅で分割したストライプ領域の境界に基づいて、データ領域を判定するデータ領域判定部と、
前記画素の境界と、前記照射領域の境界とを対応付けるように前記マルチ荷電粒子ビームの偏向座標を調整する偏向座標調整部と、
前記マルチ荷電粒子ビームの各ビームと、前記データ領域内の画素との位置関係に基づいて、描画データに基づいて算出された前記データ領域内の画素に対応するビームの照射量を１以上のビームへ分配し、前記各ビームにおいて、分配された照射量を加算して補正照射量を算出する補正部と、
前記調整された偏向座標に基づいてマルチ荷電粒子ビームを偏向し、前記補正照射量のビームを照射してパターンを描画する描画部と、
を備え、
前記補正部は、前記データ領域内の画素毎に、前記画素に対応するビームの照射量を周囲のビームへ分配する比率を定義した補正マップを用いて前記補正照射量を算出することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記補正部は、画素毎に、当該画素の重心位置と、当該画素に対応するビームの照射量及び重心位置とから、前記補正照射量を算出することを特徴とする請求項１に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記データ領域判定部が、前記データ領域を前記マルチ荷電粒子ビームの照射領域より大きくなるように判定した場合、前記データ領域内で前記照射領域より外側に位置する箇所に対応するショットデータを補完することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記基板を載置し、移動するステージと、
複数の開口部が形成され、前記複数の開口部を荷電粒子ビームが通過することによりマルチ荷電粒子ビームを形成するアパーチャ部材と、
前記マルチ荷電粒子ビームのうち、それぞれ対応するビームのオンオフを切り替える複数のブランカが配置されたブランキングプレートと、
前記複数のブランカによってビームオンとされたビームをまとめて、前記ステージの移動に追従するように偏向する偏向器と、
前記ビームを第１描画位置に偏向し、所定時間描画する間、ビーム照射位置を前記ステージの移動に追従させるトラッキング制御を行い、前記所定時間経過後、ビーム偏向をリセットしてビームをステージ移動方向とは逆方向に戻すように前記偏向器を制御する偏向制御部と、
をさらに備え、
前記偏向制御部は、前記第１描画位置での描画後、前記ビームを第２描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行い、前記第２描画位置での描画後、前記ビームを第３描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記画素と前記画素に対応するビームとの位置ずれが所定量以上の場合、前記画素を照射するためのショットを追加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項６】
基板の描画領域をメッシュ状に分割した画素の境界、マルチ荷電粒子ビームの照射領域、及び前記描画領域を所定方向に向かって所定幅で分割したストライプ領域の境界に基づいて、データ領域を判定するデータ領域判定部と、
前記画素の境界と、前記照射領域の境界とを対応付けるように前記マルチ荷電粒子ビームの偏向座標を調整する偏向座標調整部と、
前記マルチ荷電粒子ビームの各ビームと、前記データ領域内の画素との位置関係に基づいて、描画データに基づいて算出された前記データ領域内の画素に対応するビームの照射量を１以上のビームへ分配し、前記各ビームにおいて、分配された照射量を加算して補正照射量を算出する補正部と、
前記調整された偏向座標に基づいてマルチ荷電粒子ビームを偏向し、前記補正照射量のビームを照射してパターンを描画する描画部と、
を備え、
前記画素と前記画素に対応するビームとの位置ずれが所定量以上の場合、前記画素を照射するためのショットを追加し、
前記画素の中心が、前記画素に対応するビームに含まれない場合、ショットを追加することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項７】
基板の描画領域をメッシュ状に分割した画素の境界、マルチ荷電粒子ビームの照射領域、及び前記描画領域を所定方向に向かって所定幅で分割したストライプ領域の境界に基づいて、データ領域を判定する工程と、
前記画素の境界と、前記照射領域の境界とを対応付けるように前記マルチ荷電粒子ビームの偏向座標を調整する工程と、
前記マルチ荷電粒子ビームの各ビームと、前記データ領域内の画素との位置関係に基づいて、描画データに基づいて算出された前記データ領域内の画素に対応するビームの照射量を１以上のビームへ分配し、前記各ビームにおいて、分配された照射量を加算して補正照射量を算出する工程と、
前記調整された偏向座標に基づいてマルチ荷電粒子ビームを偏向し、前記補正照射量のビームを照射してパターンを描画する工程と、
を備え、
前記データ領域内の画素毎に、前記画素に対応するビームの照射量を周囲のビームへ分配する比率を定義した補正マップを用いて前記補正照射量を算出することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項８】
前記マルチ荷電粒子ビームの照射位置を、前記基板を載置するステージの移動に追従させるトラッキング制御を行い、所定時間経過後、ビーム偏向をリセットしてビームをステージ移動方向とは逆方向に戻す工程をさらに備え、
前記ビームを第１描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行い、前記第１描画位置での描画後、前記ビームを第２描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行い、前記第２描画位置での描画後、前記ビームを第３描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行うことを特徴とする請求項７に記載のマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項９】
前記画素と前記画素に対応するビームとの位置ずれが所定量以上の場合、前記画素を照射するためのショットを追加することを特徴とする請求項７又は８に記載のマルチ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、マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ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、半導体デバイスの回路線幅はさらに微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ回路パターンを形成するための露光用マスク（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。）を形成する方法として、優れた解像性を有する電子ビーム描画技術が用いられている。
【０００３】
マルチビームを使った描画装置は、１本の電子ビームで描画する場合に比べて、一度（１回のショット）に多くのビームを照射できるので、スループットを大幅に向上させることができる。マルチビーム描画装置では、例えば、電子銃から下方へ放出された電子ビームが、複数の穴を持った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る。
【０００４】
このようなマルチビーム描画装置では、アパーチャ部材の取り付け位置の誤差や、アパーチャ部材に形成された穴の大きさの誤差等により、描画調整毎／装置毎に、ショットサイズが変わることがあった。ショットサイズの変化を考慮しないで描画を行うと、レイアウト全体が拡縮したり、パターンのつなぎ精度が劣化したりして、描画精度が劣化するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５１２０７号公報
【特許文献２】特表２０１２−５２７７６５号公報
【特許文献３】特許第５２７０８９１号明細書
【特許文献４】特開２０１５−１６２５０４号公報
【特許文献５】特開２００９−８８８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、マルチビームのショットサイズが変化した場合でも描画精度の劣化を防止できるマルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ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】
【０００７】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、基板の描画領域をメッシュ状に分割した画素の境界、マルチ荷電粒子ビームの照射領域、及び前記描画領域を所定方向に向かって所定幅で分割したストライプ領域の境界に基づいて、データ領域を判定するデータ領域判定部と、前記画素の境界と、前記照射領域の境界とを対応付けるように前記マルチ荷電粒子ビームの偏向座標を調整する偏向座標調整部と、前記マルチ荷電粒子ビームの各ビームと、前記データ領域内の画素との位置関係に基づいて、描画データに基づいて算出された前記データ領域内の画素に対応するビームの照射量を１以上のビームへ分配し、前記各ビームにおいて、分配された照射量を加算して補正照射量を算出する補正部と、前記調整された偏向座標に基づいてマルチ荷電粒子ビームを偏向し、前記補正照射量のビームを照射してパターンを描画する描画部と、を備え、前記データ領域内の画素毎に、前記画素に対応するビームの照射量を周囲のビームへ分配する比率を定義した補正マップを用いて前記補正照射量を算出するものである。
【０００９】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置において、前記補正部は、画素毎に、当該画素の重心位置と、当該画素に対応するビームの照射量及び重心位置とから、前記補正照射量を算出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、前記データ領域判定部が、前記データ領域を前記マルチ荷電粒子ビームの照射領域より大きくなるように判定した場合、前記データ領域内で前記照射領域より外側に位置する箇所に対応するショットデータを補完することを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、前記基板を載置し、移動するステージと、複数の開口部が形成され、前記複数の開口部を荷電粒子ビームが通過することによりマルチ荷電粒子ビームを形成するアパーチャ部材と、前記マルチ荷電粒子ビームのうち、それぞれ対応するビームのオンオフを切り替える複数のブランカが配置されたブランキングプレートと、前記複数のブランカによってビームオンとされたビームをまとめて、前記ステージの移動に追従するように偏向する偏向器と、前記ビームを第１描画位置に偏向し、所定時間描画する間、ビーム照射位置を前記ステージの移動に追従させるトラッキング制御を行い、前記所定時間経過後、ビーム偏向をリセットしてビームをステージ移動方向とは逆方向に戻すように前記偏向器を制御する偏向制御部と、をさらに備え、前記偏向制御部は、前記第１描画位置での描画後、前記ビームを第２描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行い、前記第２描画位置での描画後、前記ビームを第３描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行うものである。
【００１２】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、前記画素と前記画素に対応するビームとの位置ずれが所定量以上の場合、前記画素を照射するためのショットを追加する。
【００１３】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、基板の描画領域をメッシュ状に分割した画素の境界、マルチ荷電粒子ビームの照射領域、及び前記描画領域を所定方向に向かって所定幅で分割したストライプ領域の境界に基づいて、データ領域を判定するデータ領域判定部と、前記画素の境界と、前記照射領域の境界とを対応付けるように前記マルチ荷電粒子ビームの偏向座標を調整する偏向座標調整部と、前記マルチ荷電粒子ビームの各ビームと、前記データ領域内の画素との位置関係に基づいて、描画データに基づいて算出された前記データ領域内の画素に対応するビームの照射量を１以上のビームへ分配し、前記各ビームにおいて、分配された照射量を加算して補正照射量を算出する補正部と、前記調整された偏向座標に基づいてマルチ荷電粒子ビームを偏向し、前記補正照射量のビームを照射してパターンを描画する描画部と、を備え、前記画素と前記画素に対応するビームとの位置ずれが所定量以上の場合、前記画素を照射するためのショットを追加し、前記画素の中心が、前記画素に対応するビームに含まれない場合、ショットを追加するものである。
【００１４】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、基板の描画領域をメッシュ状に分割した画素の境界、マルチ荷電粒子ビームの照射領域、及び前記描画領域を所定方向に向かって所定幅で分割したストライプ領域の境界に基づいて、データ領域を判定する工程と、前記画素の境界と、前記照射領域の境界とを対応付けるように前記マルチ荷電粒子ビームの偏向座標を調整する工程と、前記マルチ荷電粒子ビームの各ビームと、前記データ領域内の画素との位置関係に基づいて、描画データに基づいて算出された前記データ領域内の画素に対応するビームの照射量を１以上のビームへ分配し、前記各ビームにおいて、分配された照射量を加算して補正照射量を算出する工程と、前記調整された偏向座標に基づいてマルチ荷電粒子ビームを偏向し、前記補正照射量のビームを照射してパターンを描画する工程と、を備え、前記データ領域内の画素毎に、前記画素に対応するビームの照射量を周囲のビームへ分配する比率を定義した補正マップを用いて前記補正照射量を算出するものである。
【００１５】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、前記マルチ荷電粒子ビームの照射位置を、前記基板を載置するステージの移動に追従させるトラッキング制御を行い、所定時間経過後、ビーム偏向をリセットしてビームをステージ移動方向とは逆方向に戻す工程をさらに備え、前記ビームを第１描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行い、前記第１描画位置での描画後、前記ビームを第２描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行い、前記第２描画位置での描画後、前記ビームを第３描画位置に偏向して描画及びトラッキング制御を行う。
【００１６】
本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、前記画素と前記画素に対応するビームとの位置ずれが所定量以上の場合、前記画素を照射するためのショットを追加する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、マルチビームのショットサイズが変化した場合でも描画精度の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る描画装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は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との一例を示す図である。
【図５】本発明の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。
【図６】ビームサイズが変化したマルチビームの照射領域を示す図である。
【図７】照射量の補正例を示す図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は比較例によるショットを示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は実施の形態によるによるショットの例を示す図である。
【図１０】データ領域の判定例を示す図である。
【図１１】偏向座標の調整例を示す図である。
【図１２】照射量の補正例を示す図である。
【図１３】照射量の補正例を示す図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）はデータ領域を大きくとる場合の処理を説明する図である。
【図１５】トラッキング動作の例を示す図である。
【図１６】（ａ）（ｂ）は画素メッシュとビームメッシュの位置関係の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、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はなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００２０】
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。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。
【００２１】
描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子ビーム鏡筒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。
【００２２】
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マスク基板１０１が配置される。マスク基板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、マスク基板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。
【００２３】
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１４０，１４２，１４４，１４６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。
【００２４】
制御計算機１１０は、データ領域判定部５０、偏向座標調整部５２、補正マップ作成部５４、ショットデータ作成部５６、補正部５８、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。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。
【００２５】
図２（ａ）（ｂ）は、アパーチャ部材２０３の構成例を示す概念図である。図２（ａ）において、アパーチャ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の穴（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列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法の矩形で形成される。穴２２は円形であってもよい。
【００２６】
これらの複数の穴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列以上の穴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。
【００２７】
穴２２の配列の仕方は、図２（ａ）のように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、図２（ｂ）に示すように、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）ｋ＋１段目の列と、ｋ＋２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。
【００２８】
ブランキングプレート２０４は、図２（ａ）（ｂ）に示したアパーチャ部材２０３の各穴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。
【００２９】
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の複数の穴２２（開口部）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。
【００３０】
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、マスク基板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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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の各穴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、最大で各穴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。
【００３４】
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が描画対象画素（描画位置）となる。描画対象画素のサイズは、ビームサイズに限定されるものではない。例えば、ビームサイズの１／ｎ（ｎは１以上の整数）のサイズで構成されても構わない。図４の例では、マスク基板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。
【００３５】
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。
【００３６】
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の複数の穴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）。
【００３７】
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穴に向かって進む。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）の中心の穴から位置がはずれ、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の中心の穴を通過する。
【００３８】
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、マスク基板１０１上のそれぞれの描画位置（照射位置）に照射される。
【００３９】
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の複数の穴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。
【００４０】
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、描画位置をシフトしながら複数画素（図４の画素２４）ずつ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う。
【００４１】
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。この描画方法は、データ領域判定ステップＳ１０２と、偏向座標調整ステップＳ１０４と、補正マップ作成ステップＳ１０６と、描画データ取得ステップＳ２０２と、ショットデータ作成ステップＳ２０４と、補正ステップＳ２０６と、描画ステップＳ２０８とを備える。
【００４２】
描画データ取得ステップＳ２０２では、ショットデータ作成部５６が記憶装置１４０から描画データ（図形データ）を読み出し、取得する。ショットデータ作成部５６は、例えば、ストライプ領域毎に記憶装置１４０から対応する描画データを読み出す。
【００４３】
ショットデータ作成ステップＳ２０４では、ショットデータ作成部５６が、描画データを用いて、画素毎（又は複数の画素群毎）に、その内部に配置されるパターンの面積密度を算出する。例えば、ショットデータ作成部５６は、描画データ内に定義された複数の図形パターンを対応する画素に割り当てる。そして、ショットデータ作成部５６は、画素毎に、配置される図形パターンの面積密度を算出する。
【００４４】
また、ショットデータ作成部５６は、画素毎に、当該画素へのビーム照射量を演算する。ここでは、画素毎に、１ショットあたりの電子ビームの照射量（又は照射時間Ｔ：ショット時間、或いは露光時間ともいう。）を算出する。基準となる照射量（或いは照射時間Ｔ）は、算出されたパターンの面積密度に比例して求めると好適である。最終的に算出される照射量は、図示しない近接効果、かぶり効果、ローディング効果等の寸法変動を引き起こす現象に対する寸法変動分を照射量によって補正した補正後の照射量にすると好適である。照射時間は、照射量Ｄを電流密度Ｊで割った値で定義できる。
【００４５】
ショットデータ作成部５６は、ビームが所定の縮小率（例えば２００％）で縮小するものとして、画素毎の照射量を算出する。しかし、アパーチャ部材２０３の取り付け位置の誤差や、アパーチャ部材２０３に形成された穴２２の大きさの誤差等に起因して、ビームの縮小率が変わり、ショットサイズ（ビームサイズ）が変化する。
【００４６】
図６は、ショットデータ作成部５６が照射量を演算する画素４０と、ビームサイズが変化したマルチビームの照射領域３４との関係の一例を示す。画素４０は破線で示されている。図６は、マルチビームが４つのビームで構成される例を示している。図６に示すように、マルチビームの各ビームのサイズが変化すると、１つのビームは複数の画素４０に跨って位置し、照射領域３４の境界と画素４０の境界とが不一致となる。そのため、ビームサイズの変化を考慮して各画素４０の照射量を補正する必要がある。
【００４７】
例えば、図７に示すように、座標（ｘ，ｙ）の画素に対応するビームＢが座標（ｘ，ｙ）の画素に加えて、隣接する座標（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素上に位置する。そのため、各画素の照射量と、重なっている面積の比率とからビームＢに分配する照射量を求め、各画素から分配された照射量を合計して、ビームＢの補正照射量を算出する。
【００４８】
例えば、ビームＢが座標（ｘ，ｙ）の画素に重なっている面積の比率（＝重なっている面積／１画素の面積）をＡ１０、座標（ｘ，ｙ）の画素の照射量をＤ１０とする。同様に、ビームＢが座標（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素に重なっている面積の比率をそれぞれＡ１１、Ａ１２、Ａ１３、座標（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素の照射量をそれぞれＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３とする。この場合、ビームＢの補正照射量はＤ１０×Ａ１０＋Ｄ１１×Ａ１１＋Ｄ１２×Ａ１２＋Ｄ１３×Ａ１３で求まる。このようにして、各ビームの補正照射量が算出される。
【００４９】
照射領域サイズの１／２ずつずらしながらショットを行う場合を例として考える。図８（ａ）〜（ｄ）は、単純に照射領域サイズの１／２ずつずらしてショットを行う場合を示している。照射領域３４の境界と画素４０の境界とが不一致であるため、図８（ａ）〜（ｄ）の各ショットでは、ビームと画素４０の位置関係が異なり、各ビームの周囲の画素４０への跨り方が異なる。そのため、ショット間で、隣接画素への照射量の配分比率が異なる。すなわち、隣接画素への照射量の配分比率を規定した照射量補正マップは、図８（ａ）〜（ｄ）でそれぞれ異なるものとなり、補正処理の計算コストが嵩む。
【００５０】
そこで、本実施形態では、照射領域３４の境界が画素４０の境界と一致するようにショット位置（偏向座標）を調整する。図９（ａ）〜（ｄ）は本実施形態によるショット位置の調整例を示す。図９（ａ）、（ｂ）は図８（ａ）、（ｂ）と同じである。この例では、図９（ｃ）に示すショットにおいて、照射領域３４の境界と画素４０の境界とを一致させている。位置調整により、例えば、図９（ａ）のショットの照射領域の＋ｘ側の端部と、図９（ｃ）のショットの照射領域の−ｘ側の端部とが重なる。
【００５１】
このような位置調整により、図９（ａ）、（ｃ）では、各ビームと画素４０との位置関係（隣接画素への跨り方）が同じになり、隣接画素への照射量の配分比率が同じとなる。そのため、図９（ａ）、（ｃ）は、共通の照射量補正マップを使用できる。同様に、図９（ｂ）、（ｄ）は、共通の照射量補正マップを使用できる。すなわち、図９（ａ）での照射量補正マップと図９（ｂ）での照射量補正マップの２つの補正マップの組み合わせを作成すれば、以降はこれを繰り返し使用することができる。共通の補正マップを繰り返し使用できるため、補正処理の計算コストを削減できる。データ領域判定ステップＳ１０２、偏向座標調整ステップＳ１０４、及び補正マップ作成ステップＳ１０６では、このような補正マップ作成処理を行う。
【００５２】
データ領域判定ステップＳ１０２から補正マップ作成ステップＳ１０６までは、描画処理を実施する前処理として実行することが好適である。
【００５３】
描画処理を実施する前に、予め、マスク基板１０１面上にマルチビームを照射した際の各画素におけるビームサイズを測定し、照射領域サイズを求める。図示しないレジストが塗布された測定用基板をステージ１０５上に配置し、マルチビームを照射して、照射領域サイズを求めることができる。ビームサイズデータ及び照射領域サイズデータは、記憶装置１４４に格納される。
【００５４】
データ領域判定ステップＳ１０２では、データ領域判定部５０が、照射領域サイズデータを用いて、画素データのうち、照射領域３４に対応するデータ領域を判定する。例えば、ストライプ領域３２内で、実際の照射領域サイズより小さくなるように、かつ最も近い画素４０の境界にデータ領域の境界が合う（合致する）ようにする。例えば、図１０の斜線部分がデータ領域となる。
【００５５】
偏向座標調整ステップＳ１０４では、偏向座標調整部５２が、ステップＳ１０２で特定されたデータ領域の境界に基づいて、照射領域３４の境界と画素４０の境界とを一致させるように偏向座標を調整する。例えば、図１１に示すように、偏向座標を−ｘ方向に調整する。
【００５６】
補正マップ作成ステップＳ１０６では、隣接画素へ照射量を配分するための補正マップを作成する。照射領域サイズの１／２ずつずらしながらショットを行う場合は、２種類の補正マップを作成する。同様に、照射領域サイズの１／３ずつずらしながらショットを行う場合は、繰り返し使用される３種類の補正マップを作成する。また、照射領域サイズ（の１倍）ずつずらしながらショットを行う場合は、１種類の補正マップを作成する。作成された補正マップは、記憶装置１４６に格納される。
【００５７】
作成する補正マップの数を減らしてリソースを削減するために、例えば図９（ｂ）、（ｄ）に示すショットにおいても、照射領域３４の境界と画素４０の境界とを一致させるようにショット位置を調整してもよい。これにより、全てのショットにおいて、各ビームと画素４０との位置関係（隣接画素への跨り方）が同じになり、共通の照射量補正マップを使用できる。照射領域サイズの１／３ずつずらしながらショットを行う場合も同様に、全てのショットにおいて共通の照射量補正マップを使用できるように、各ショットのショット位置を調整し、照射領域３４の境界と画素４０の境界とを一致させてもよい。あるいはまた、２種類の補正マップが使用されるようにショット位置を調整してもよい。
【００５８】
このように、前処理として補正マップを作成した後、実際の描画処理が開始される。上述したように、まず、描画データ取得ステップＳ２０２で、記憶装置１４０からストライプ領域毎に描画データを読み出し、続いて、ショットデータ作成ステップＳ２０４で、画素毎のビーム照射量を演算する。
【００５９】
次に、補正ステップＳ２０６では、補正部５８が、補正マップに規定された照射量配分比率に基づいて、各画素の照射量を隣接画素へ分配する。補正部５８は、隣接画素から分配された照射量を加算して、各画素（ビーム）の補正照射量を演算する。このように各画素の照射量を補正することで、画素データが再構築される。
【００６０】
さらに、補正部５８は、画素データの再構築後、電子ビームの歪などに伴い位置ずれが生じているビームによって形成されるパターンの位置ずれや寸法ずれを補正するために、隣接画素へ照射量を分配してもよい。例えば、図１２に示すように、座標（ｘ，ｙ）の画素に対応するビームが座標（ｘ，ｙ）の画素に加えて、隣接する座標（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素上に位置する場合、座標（ｘ，ｙ）の画素の照射量を、重なっている面積の比率に応じて、重なっている画素とは反対側に隣接する画素へ割り振る。例えば、座標（ｘ，ｙ＋１）の画素に重なっている面積比率に応じた照射量を、座標（ｘ，ｙ−１）の画素へ割り振る。そして、隣接する画素から割り振られた照射量を加算して、補正照射量を求める。
【００６１】
なお、１つの画素に対応するビームは必ずしも１つに限定されるものではなく、２以上であってもよい。また、１つの画素に対応するビームの照射量を他のビームに割り振らないものがあってもよい。
【００６２】
描画ステップＳ２０８において、描画部１５０は、各ビームが対応する画素に補正照射量の分だけ照射されるように、マルチビームを用いてマスク基板１０１にパターンを描画する。描画制御部６０が、補正照射量を照射時間に変換し、描画シーケンスに沿ったショット順に並び替え、照射時間データを偏向制御回路１３０へ出力する。偏向制御回路１３０は、照射時間データに基づいて、ショット毎に、ブランキングプレート２０４のブランカ及び偏向器２０８の偏向量を制御する。また、描画制御部６０は、偏向座標調整部５２により調整された偏向座標を偏向制御回路１３０へ出力する。これにより、マルチビームの照射領域の境界と、画素の境界とが一致するように偏向器２０８の偏向量が制御される。
【００６３】
このように、本実施形態によれば、ビームサイズが変化した場合でも、画素の照射量を分配して、各ビームの照射量を補正することで、描画精度の劣化を防止できる。また、照射領域３４の境界と画素４０の境界とが一致するようにデータ領域を判定（限定）し、この境界に合わせるように偏向座標を調整するため、照射量を補正するための補正マップがショット間で共用でき、補正マップ作成処理にかかる時間及びリソースを削減できる。
【００６４】
上記実施形態において、繰り返し使用される少なくとも１つの補正マップの組を、マスク基板１０１上でのグローバル位置依存性等に応じて複数組作成してもよい。
【００６５】
上記実施形態では、画素データの再構築のための照射量の補正と、形成されるパターンの位置ずれや寸法ずれを補正するための照射量の補正との、２回の補正処理を行う例について説明したが、これらを１回の補正処理でまとめて行ってもよい。例えば、理想のショット（照射量補正前の計算上のショット）と、実際のショット（照射量補正後のショット）とで、面積（照射量）と重心とを合わせるようにして、補正照射量を演算する。
【００６６】
図１３に示す画素４０Ａに着目して説明する。この画素４０Ａに、ビームサイズの変化に伴い位置ずれした３つのビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３が重なったものとし、各ビームの照射量をＤ１、Ｄ２、Ｄ３とする。この時、以下の関係式が成り立つように画素４０Ａの補正照射量Ｄを演算する。
【００６７】
【数１】
0006627632.tif 000002
【００６８】
他の画素についても上記と同様の式を立て、複数の式が成り立つように各画素の補正照射量を算出する。このように面積（照射量）と重心とを合わせるように照射量を補正することで、画素データの再構築と共にパターンの位置ずれや寸法ずれを補正することができる。
【００６９】
上記実施形態のデータ領域判定ステップＳ１０２において、データ領域判定部５０は、照射領域３４のサイズより大きくなるようにデータ領域を判定してもよい。例えば、図１４（ａ）に示すように、＋ｘ方向及び＋ｙ方向（図中右方向及び上方向）に照射領域３４よりもデータ領域ＤＲを大きくとる。この時、図１４（ｂ）の斜線部で示す、照射領域３４より＋ｘ側及び＋ｙ側に外側の境界部のショットが別途必要になるため、ショットデータ作成部５６は、この境界部におけるショットデータを補完する。補完されたショットデータのショットには、図１４（ｃ）に示すように、−ｘ方向及び−ｙ方向（図中左下）の領域のショットを行うビームが用いられる。
【００７０】
なお、本実施形態において、補正マップを用いて照射量等の補正を行ったが、必ずしもマップを用いなくても、補正式等により補正計算が行われてもよい。
【００７１】
描画装置１００は、移動可能なＸＹステージ１０５上に配置されたマスク基板１０１に対して、マルチビームの照射中、各ビームの照射対象画素がＸＹステージ１０５の移動によってずれないように、各ビームがステージ移動に追従するトラッキング動作を行いながら、各ビームの照射を行う。１回以上のショットが終了すると、トラッキング動作をリセットして各ビームを振り戻し、次の照射対象画素へと偏向位置をずらした後、同様に、トラッキング動作を行いながら、各ビームの照射を行う。
【００７２】
従来のトラッキング制御は、図１５に示すように、基板上の位置Ａ０について、時刻ｔ＝０からｔ＝Ｔまでトラッキングを継続する。時間Ｔの間にステージは距離Ｌだけ移動する。ｔ＝Ｔの時点でトラッキングをリセットすることでビームがステージ移動方向とは逆方向に振り戻される。ＤＡＣアンプのセトリング時間Ｔｓ経過後、位置Ａ１について次のトラッキングが開始される。
【００７３】
位置Ａ１について、時刻ｔ＝Ｔ＋Ｔｓからｔ＝２Ｔ＋Ｔｓまでトラッキングを継続する。この間にステージは距離Ｌだけ移動する。ｔ＝２Ｔ＋Ｔｓの時点でトラッキングをリセットすることでビームが振り戻され、ＤＡＣアンプのセトリング時間Ｔｓ経過後、位置Ａ２について次のトラッキングが開始される。以降、このような動作が繰り返される。
【００７４】
従来のトラッキング動作では、各ショット間の距離（例えば位置Ａ０から位置Ａ１までの距離、位置Ａ１から位置Ａ２までの距離）が一定であり、トラッキングリセット距離（ビームを振り戻す距離）も一定となっている。これに対し、上記実施の形態では、照射領域３４の境界が画素４０の境界と一致するようにショット位置（偏向座標）を調整するため、ショット間の距離は一定でなくてもよく、トラッキングリセット距離も一定でなくてもよい。
【００７５】
描画装置１００は、照射領域３４の境界と画素４０の境界とを対応付けるように調整したビーム偏向座標Ｐ及び補正照射量を求め、ショットデータを決定する。偏向制御回路１３０は、ショットデータを読み込み、偏向座標Ｐ及びトラッキング開始時のステージ位置Ｌ０からトラッキング基準位置Ｐ−Ｌ０を算出して、トラッキング動作を開始する。
【００７６】
照射領域３４の全面を使用し、トラッキングレンジを大きく使うために、トラッキング基準位置Ｐ−Ｌ０を算出するにあたり、オフセット項を追加してもよい。
【００７７】
偏向座標の調整後、図１６（ａ）に示すように、画素メッシュ（図中破線）とビームメッシュ（図中実線）とのずれが大きく、画素中心がビームメッシュ内に含まれない画素４０Ｂが生じ得る。このような画素４０ＢにビームＢ４で所望のドーズ量を与える場合、ドーズ量を極めて大きくする必要があり、１ショット当たりの描画時間が長くなる。マスク基板１０１の描画には多数のショットが含まれており、総描画時間に大きく影響する。
【００７８】
そのため、画素メッシュとビームメッシュとの位置ずれが所定量以上となる場合、例えば画素中心がビームメッシュ内に含まれない画素４０Ｂが生じる場合は、図１６（ｂ）に示すように画素４０Ｂの中心がビームメッシュ内に収まるようなショットを追加することが好ましい。１ショット当たりの描画時間を長くするよりも、１ショット追加する方が、総描画時間は短い。
【００７９】
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】
【００８０】
２０  マルチビーム
２２  穴
３２  ストライプ領域
５０  データ領域判定部
５２  偏向座標調整部
５４  補正マップ作成部
５６  ショットデータ作成部
５８  補正部
６０  描画制御部
１００  描画装置
１０１  マスク基板
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０５  ＸＹステージ
１１０  制御計算機
１１２  メモリ
１３０  偏向制御回路
１３９  ステージ位置検出器
１４０，１４２，１４４，１４６  記憶装置
１５０  描画部
１６０  制御部
２００  電子ビーム
２０１  電子銃
２０２  照明レンズ
２０３  アパーチャ部材
２０４  ブランキングプレート
２０５  縮小レンズ
２０６  制限アパーチャ部材
２０７  対物レンズ
２０８  偏向器
２１０  ミラー
【図１】
0006627632.tif 000003
【図２】
0006627632.tif 000004
【図３】
0006627632.tif 000005
【図４】
0006627632.tif 000006
【図５】
0006627632.tif 000007
【図６】
0006627632.tif 000008
【図７】
0006627632.tif 000009
【図８】
0006627632.tif 000010
【図９】
0006627632.tif 000011
【図１０】
0006627632.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
0006627632.tif 000014
【図１３】
0006627632.tif 000015
【図１４】
0006627632.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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