(57)【要約】【課題】  荷電粒子ビーム照射量の補正を行う場合に、荷電粒子ビームのショット数を大幅に増加させることなく、精度が高い補正を行うことができる荷電粒子ビーム描画方法を実現する。【解決手段】  パターンデータの左上、右上の座標における補正値を比較し、この差分があらかじめ設定した所定値以上の場合には、パターンデータを左右に２分割する。次に、パターンデータの左上と左下の座標における補正値を比較し、この差分があらかじめ設定した所定値以上の場合には、パターンデータを上下に２分割する。例えば、２分割されたパターンデータの情報は、成形偏向器制御回路１５と位置決め偏向器制御回路１６に供給される。成形偏向器制御回路１５は、分割されたパターンの大きさに電子ビームを成形し、位置決め偏向器制御回路１６は、分割パターンの電子ビームをそれぞれ分割された位置にショットされるよう位置決め偏向器１０への偏向電圧を制御する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画パターンデータに基づいて描画材料にショットされる荷電粒子ビームの形状を成形し、各成形されたパターンのショット時間をそれぞれのパターンの位置に対応した補正値に応じて補正し、補正されたショット時間で描画材料上に成形された荷電粒子ビームを照射し、所望のパターンの描画を行うようにした荷電粒子ビーム描画方法において、パターンデータに含まれる矩形状のショットパターンの横方向の２つの角部におけるショット時間の補正値の差分を求め、該差分が所定の値以上の場合には、矩形状のショットパターンデータを横方向に分割し、分割された矩形状のショットパターンの縦方向の２つの角部におけるショット時間の補正値の差分を求め、該差分が所定の値以上の場合には、矩形状のパターンデータを縦方向に分割し、分割されたショットパターンデータに基づいて荷電粒子ビームを成形し、各分割されたショットパターンデータごとに、そのショット位置に応じてショット時間を補正し、各分割パターンのショットを行うようにした荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項２】
描画パターンデータはフィールドごとに成形可能な大きさのパターンにパターンを分割する処理とショット時間補正演算処理が行われて補正テーブルが作成され、フィールドごとのこれらパターン分割処理と補正テーブルの作成は、前のフィールドの描画処理が行われている期間に実行される請求項１記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項３】
ショット時間の補正は、荷電粒子ビームの近接効果補正のために行われる請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項４】
前記ショット時間の補正値の差分に基づいてショット分割数を決定することを特徴とする請求項１記載の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、半導体デバイスの製造過程で、レジストが塗布されたウェハ上に所望のパターンを電子ビームで描画したり、ステッパ用のマスクの製造時に、表面にレジストが塗布されたマスク乾板上に電子ビームでマスクパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム描画装置において、描画精度を悪化させる要因として、近接効果がある。この近接効果は、被描画材料に照射された電子ビームが、レジスト内部で拡散することに原因がある。そのため、隣り合ったパターン間の距離が短い場合には、両パターンの描画を行うと、電子ビームの拡散により、パターンの間の領域のレジストが感光されてしまい、２つのパターンが接続された状態となってしまう。
【０００３】
このため、電子ビームのドーズ量を減少させ、電子ビームの拡散を抑えれば、隣り合ったパターンの間が感光しないようにすることができる。しかしながら、電子ビームのドーズ量を減少させた状態で、他の独立したパターンを描画すると、そのパターンの周辺部分のレジストは充分に感光されず、パターンが縮小されてしまう。なお、電子ビームのドーズ量を制御するためには、電子ビームのブランカーを用いて、電子ビームの照射時間を制御する。
【０００４】
このような電子ビームの近接効果を補正するため、描画領域を格子状に分割し、各分割領域内のパターンの密度に基づき、近接効果補正値を決めている。この近接効果補正値は、ブランカーによって制御される電子ビームの照射時間に対応している。実際の描画時には、描画する領域の近接効果補正値を読み出し、この補正値に対応した照射時間でパターンの描画を実行する。
【０００５】
すなわち、パターンが密集している領域では、ブランカーによる電子ビームのブランキング時間が長くされ、材料への電子ビームの照射時間が短くされる。一方、パターンの密度が低い領域では、電子ビームのブランキング時間が短くされ、材料への電子ビームの照射時間が長くされる。このような近接効果の補正については、特許文献１を参照することができる。
【特許文献１】特開昭６０−２６２４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように電子ビーム描画装置では、各フィールドの描画を行う際に、そのフィールドごとに近接効果補正を行うか、更に精度が要求される場合には、フィールドより細かな格子状の領域を設定し、その領域ごとに近接効果補正値を演算により求めている。この近接効果補正値を求めるに当たっては、各格子状に仮想的に分割された個々の領域に含まれるパターンの密度だけではなく、その周囲の領域のパターンの密度も考慮している。
【０００７】
図１は格子状に分割された描画領域を示しており、格子状に囲まれた各小領域ｒごとに、近接効果補正値が求められており、それらの情報は、近接効果補正値メモリーに記憶されている。この近接効果補正値は、テーブルの形式で記憶されており、各補正値には対応した数字が付されている。なお、この近接効果補正値により、電子ビームのショット時間が決められる。例えば、数字が小さくなるほどその小領域内に含まれるパターンの密度が少なくなり、電子ビームのショット時間が長くされる。一方、数字が大きくなるほどその小領域内に含まれるパターンの密度が多くなり、電子ビームのショット時間が短くされる。
【０００８】
このような近接効果補正値テーブルを有している場合、例えば、図２に示すパターンＰを描画する際には、ショットされる矩形状電子ビームの特定位置（例えば、パターンＰの左上位置）の近接効果補正値を補正テーブルから読み出して、電子ビームのショット時間を補正する。すなわち、座標値Ｘ１，Ｙ１の近接効果補正値がこのパターンのショットのために用いられる。
【０００９】
例えば、図１に示した格子状に分割された特定の領域に、仮にこのパターンＰを重ね合わせた場合の両者の関係を図３に示す。図３において、格子状に分割された小領域ごとには、近接効果補正値に対応した数字が付されており、点線の矩形が仮想的に重ね合わせたパターンＰである。このような関係では、ショットされる矩形状電子ビームの特定位置（例えば、パターンＰの左上位置）の近接効果補正値を補正テーブルから読み出して、電子ビームのショット時間を補正する。
【００１０】
すなわち、座標値Ｘ１，Ｙ１が位置する小領域の数字「１」に対応した近接効果補正値がこのパターンのショットのために用いられる。しかしながら、パターンＰの左下や右下が位置する小領域の数字は「５」であり、左上の小領域の数字とは大きく相異する。この結果、パターンＰを数字「１」に対応した近接効果補正値でショット時間を制御し、パターンを描画すると、パターンＰの上部は適切なショット時間（「１」に対応した長いショット時間）で描画が行われるものの、パターンＰの下部は、ショット時間が長くなりすぎ、適切な描画を行うことができない。すなわち、図３のケースでは、パターンＰの下部はショット時間を短くしなければならないが、長いショット時間となり、パターンＰの下部は電子ビームの照射時間が長くなりすぎ、パターンがふくれて、正確な矩形パターンとして描画ができない。
【００１１】
このため、補正精度を上げるためには、ショットサイズを小さくすると共に、補正値を設定する格子状に区切られた領域を小さくする必要が生じる。しかしながら、ショットサイズを小さくし、格子状に区切られた領域を小さくすると、ショット数が増加するため、描画のスループットが低下する問題点が生じる。このような問題点は、イオンビームを用いて描画を行う際、描画位置に応じてイオンビームの照射時間を制御する場合にも同様に生じる。
【００１２】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、近接効果補正等の荷電粒子ビーム照射量の補正を行う場合に、荷電粒子ビームのショット数を大幅に増加させることなく、精度が高い補正を行うことができる荷電粒子ビーム描画方法を実現するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明に基づく荷電粒子ビーム描画方法は、描画パターンデータに基づいて描画材料にショットされる荷電粒子ビームの形状を成形し、各成形されたパターンのショット時間をそれぞれのパターンの位置に対応した補正値に応じて補正し、補正されたショット時間で描画材料上に成形された荷電粒子ビームを照射し、所望のパターンの描画を行うようにした荷電粒子ビーム描画方法において、パターンデータに含まれる矩形状のショットパターンの横方向の２つの角部におけるショット時間の補正値の差分を求め、該差分が所定の値以上の場合には、矩形状のショットパターンデータを横方向に分割し、分割された矩形状のショットパターンの縦方向の２つの角部におけるショット時間の補正値の差分を求め、該差分が所定の値以上の場合には、矩形状のパターンデータを縦方向に分割し、分割されたショットパターンデータに基づいて荷電粒子ビームを成形し、各分割されたショットパターンデータごとに、そのショット位置に応じてショット時間を補正し、各分割パターンのショットを行うようにしたことを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明に基づく荷電粒子ビーム描画方法は、描画パターンデータはフィールドごとに成形可能な大きさのパターンにパターンを分割する処理とショット時間補正演算処理が行われて補正テーブルが作成され、フィールドごとのこれらパターン分割処理と補正テーブルの作成は、前のフィールドの描画処理が行われている期間に実行されることを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明に基づく荷電粒子ビーム描画方法は、ショット時間の補正は、荷電粒子ビームの近接効果補正のために行われることを特徴としている。
請求項４の発明に基づく荷電粒子ビーム描画方法は、前記ショット時間の補正値の差分に基づいてショット分割数を決定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に基づく荷電粒子ビーム描画方法では、パターンデータに含まれる矩形状のショットパターンの横方向の２つの角部におけるショット時間の補正値の差分を求め、該差分が所定の値以上の場合には、矩形状のショットパターンデータを横方向に分割し、分割された矩形状のショットパターンの縦方向の２つの角部におけるショット時間の補正値の差分を求め、該差分が所定の値以上の場合には、矩形状のパターンデータを縦方向に分割し、分割されたショットパターンデータに基づいて荷電粒子ビームを成形し、各分割されたショットパターンデータごとに、そのショット位置に応じてショット時間を補正し、各分割パターンのショットを行う。
【００１７】
したがって、ショットする荷電粒子ビームの場所的なショット時間の補正値の差分が小さくなり、描画精度を向上させることができる。また、この描画精度を向上させるため、ショットサイズを小さくすると共に補正テーブル区画を小さくする必要がないので、描画のスループットが低下することを防止できる。
【００１８】
請求項２の発明に基づく荷電粒子ビーム描画方法では、描画パターンデータはフィールドごとに成形可能な大きさのパターンにパターンを分割する処理とショット時間補正演算処理が行われて補正テーブルが作成され、フィールドごとのこれらパターン分割処理と補正テーブルの作成は、前のフィールドの描画処理が行われている期間に実行される。この結果、前のフィールドの描画処理を行っている期間に、次のフィールドにおける近接効果補正テーブルの作成を行うので、効率よく描画処理を行うことができる。
【００１９】
請求項３の発明に基づく荷電粒子ビーム描画方法では、ショット時間の補正は、荷電粒子ビームの近接効果補正のために行われる。この結果、近接効果補正処理を描画のスループットを著しく低下させることなく実行することができる。
【００２０】
請求項４の発明に基づく荷電粒子ビーム描画方法では、前記ショット時間の補正値の差分に基づいてショット分割数を決定する。この結果、最適なショット分割数を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図４は本発明を実施するための可変面積型電子ビーム描画システムの一例を示している。１は電子ビームＥＢを発生する電子銃であり、該電子銃１から発生した電子ビームＥＢは、照射レンズ２を介して第１成形スリット３上に照射される。
【００２２】
第１成形スリットの開口像は、成形レンズ４により、第２成形スリット５上に結像されるが、その結像の位置は、成形偏向器６により変えることができる。第２成形スリット５により成形された像は、縮小レンズ７、対物レンズ８を経て描画材料９上に照射される。描画材料９への照射位置は、位置決め偏向器１０により変えることができる。
【００２３】
１１は制御ＣＰＵであり、制御ＣＰＵ１１は磁気ディスクのごときパターンデータメモリー１２からのパターンデータを描画用データ転送回路１３と、近接効果補正演算回路１４とに転送する。データ転送回路１３からのパターンデータは、成形偏向器６を制御する制御回路１５、位置決め偏向器１０を制御する制御回路１６に供給される。
【００２４】
近接効果補正演算回路１４からのブランキング制御信号は、電子銃１から発生した電子ビームのブランキングを行うブランカー（ブランキング電極）１７を制御するショット時間制御回路１８に供給される。更に、制御ＣＰＵ１１は、材料９のフィールド毎の移動のために、材料９が載せられたステージ１９の駆動回路２０を制御する。ステージ１９の移動位置は、レーザー測長システム２１によって測定されている。このような構成の動作を次に説明する。
【００２５】
まず、基本的な描画動作について説明する。パターンデータメモリ１２に格納されたパターンデータは、逐次読み出され、データ転送回路１３に供給される。このデータ転送回路１３からのデータに基づき、偏向制御回路１５は成形偏向器６を制御し、また、制御回路１６は位置決め偏向器１０を制御する。
【００２６】
この結果、各パターンデータに基づき、成形偏向器６により電子ビームの断面が単位パターン形状に成形され、その単位パターンが順々に材料９上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われる。なお、この時、ショット時間制御回路１８からブランカー１７へのブランキング信号により、材料９への電子ビームのショットに同期して電子ビームのブランキングが実行される。
【００２７】
更に、材料９上の異なった領域への描画の際には、制御ＣＰＵ１１からステージ駆動回路２０への指令により、ステージ１９は所定の距離移動させられる。なお、ステージ１９の移動距離は、レーザー測長システム２１により監視されており、測長システム２１からの測長結果に基づき、ステージ１９の位置は正確に制御される。
【００２８】
さて、上記した構成において、データメモリ１２からのパターンデータは、データ転送回路１３に供給されるが、データ転送回路１３はパターンの分割機能も有しており、パターンデータを所定のサイズに分割する。また、近接効果補正演算回路１４は、データメモリ１２からのデータに基づき近接効果補正演算を行い、内部の補正量テーブルに演算された補正量を記憶する。また、ショット時間制御回路１８は、成形された電子ビームを描画材料にショットする際に、近接効果補正演算回路１４内の補正テーブルから補正値を読み出し、基準のショット時間を補正し、ブランカー１７を制御してこの補正されたショット時間で電子ビームを描画材料９にショットする。
【００２９】
上記したパターンデータに基づいて、近接効果補正演算回路１４における補正値の演算と補正テーブルへの補正値の書き込みはフィールド描画に先立って実行される。ただし、２番目以降のフィールドにおける近接効果補正値の演算等の処理は、前のフィールドの描画動作中に行われる。各フィールドに含まれるパターンの描画における電子ビームの照射時間は、ショット時間制御回路１８により、近接効果補正演算回路１４からパターンデータの左上座標に対応する補正テーブルの値が読み出され、あらかじめ設定されたショット時間が補正される。
【００３０】
この際、パターンデータの左上、右上の座標における補正値を比較し、この差分があらかじめ設定した所定値以上の場合には、パターンデータを左右に２分割する。次に、パターンデータの左上と左下の座標における補正値を比較し、この差分があらかじめ設定した所定値以上の場合には、パターンデータを上下に２分割する。図３に示した例では、Ｙ方向にのみ補正値が変化しており、設定所定値が「３」の場合、パターンデータは図４に示すように上下に２分割される。
【００３１】
この２分割されたパターンデータの情報は、成形偏向器制御回路１５と位置決め偏向器制御回路１６に供給される。成形偏向器制御回路１５は、分割されたパターンＰ１，Ｐ２の大きさに電子ビームを成形し、位置決め偏向器制御回路１６は、分割パターンＰ１，Ｐ２の電子ビームをそれぞれ分割された位置にショットされるよう位置決め偏向器１０への偏向電圧を制御する。
【００３２】
この結果、パターンＰは、図４に示すパターンＰ１とＰ２に分割され、パターンＰ１は補正のランク「１」に対応した補正値で補正されたショット時間で描画され、パターンＰ２は補正のランク「３」に対応した補正値で補正されたショット時間で描画される。この結果、パターンＰ１とＰ２は、それぞれ補正値の差分が小さくされるため、分割された各パターンの描画における補正精度が向上することになる。なお、参考のために、図５においては、パターンデータの分割後における各コーナーには、その座標の補正値を示してある。
【００３３】
このように図４に示した実施の形態では、ショットするパターンの照射位置内における近接効果補正値の差分が所定位置より大きい場合はショット分割をするが、その差分が所定値以下の場合は、ショット分割をすることなく、大きな形状のパターンでショットすることができ、近接効果補正の精度を高めるために、電子ビームのショット数を大幅に増加させることはない。
【００３４】
以上本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されない。例えば、パターンの分割は、２分割としたが、分割数を３以上とすることもできる。この際、ショット時間の補正値の差分に基づいて分割数が自動的に決まる様にしてもよい。また、電子ビームの照射量の補正は、パターンデータの左上の座標における補正値を用いたが、パターンデータの他の位置、例えばパターン中心位置、あるいは、パターンの左下位置であっても良い。更に、近接効果の補正を行う場合について説明したが、電子ビームを偏向してショットしパターンを描画する場合に、電子ビームの偏向位置に応じてショット時間を補正するようなケースにも本発明を適用することができる。更にまた、表面にレジストが塗布された半導体デバイスや、マスク乾板上に電子ビームで所定のパターンを描画する例について説明したが、イオンビームにより、所定のパターンにイオン注入を行う場合にも本発明を適用するとができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、半導体デバイスの製造やステッパー用マスクを作成する半導体製造分野に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】格子状に分割された各領域ごとに補正値が記憶された近接効果補正テーブルを示す図である。
【図２】縦に細長い矩形パターンを示す図である。
【図３】近接効果補正テーブルとショットパターンを仮想的に重ね合わせた図である。
【図４】本発明を実施するための電子ビーム描画システムの一例を示す図である。
【図５】本発明に基づき２分割されたショットパターンを示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  電子銃
２  照射レンズ
３  第１スリット
４  成形レンズ
５  第２スリット
６  成形偏向器
７  縮小レンズ
８  対物レンズ
９  被描画材料
１０  位置決め偏向器
１１  制御ＣＰＵ
１２  パターンデータメモリー
１３  描画用データ転送回路
１４  近接効果補正演算回路
１５  成形偏向器制御回路
１６  位置決め偏向器制御回路
１７  ブランカー
１８  ショット時間制御回路
１９  ステージ
２０  ステージ駆動回路
２１  レーザー測長システム
【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５】
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