(57)【要約】【目的】  ビーム分解能の劣化を抑えながら最良のスループットを実現する手法を提供することを目的とする。【構成】  電子ビーム２００が複数ショットされることにより描画されるパターンのパターンデータを入力し、入力されたパターンデータに応じて、ショットする前記電子ビーム２００の電流密度とショットする最大ショットサイズとを選択する描画データ処理回路３１０と、選択された前記電流密度で前記電子ビーム２００を形成し、形成された電子ビーム２００を各ショット毎に前記最大ショットサイズ以下のショットサイズに成形し、成形された電子ビーム２００を試料にショットして前記パターンを描画する描画部１５０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】        図１
2007043078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームが複数ショットされることにより描画されるパターンのパターンデータを入力し、入力されたパターンデータに応じて、ショットする前記電子ビームの電流密度とショットする最大ショットサイズとを選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記電流密度で前記電子ビームを形成し、形成された電子ビームを各ショット毎に前記最大ショットサイズ以下のショットサイズに成形し、成形された電子ビームを試料にショットして前記パターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記選択部において、異なるパターンデータが入力される場合でも最大ショットサイズ以下に成形された電子ビームを試料にショットする場合のビーム電流値が予め設定した値以下になるように、前記電流密度と前記最大ショットサイズとを選択することを特徴とする請求項１記載の描画装置。
【請求項３】
前記選択部は、パターンデータに応じて設定されるビーム電流値以下になるように、前記電流密度と前記最大ショットサイズとを選択することを特徴とする請求項１記載の描画装置。
【請求項４】
前記試料に、複数のパターンが描画される場合に、
前記選択部は、パターン毎に前記電流密度と前記最大ショットサイズとを選択することを特徴とする請求項１記載の描画装置。
【請求項５】
ビーム電流値が予め設定した値以下となる関係にある電流密度と最大ショットサイズとを変数として、パターンデータに応じた描画時間の値を解析する解析工程と、
前記解析の結果に基づいて、描画時間の値が変曲する変曲領域にあたる電流密度と最大ショットサイズとを選択する選択工程と、
選択された前記電流密度と前記最大ショットサイズ以下のショットサイズとで電子ビームを試料にショットして前記パターンデータに応じたパターンを描画する描画工程と、
を備えたことを特徴とする描画方法。
【請求項６】
前記ビーム電流値は、パターンデータに応じて設定されることを特徴とする請求項５記載の描画方法。
【請求項７】
前記ビーム電流値は、描画されるパターンが求められる精度レベルに応じて設定されることを特徴とする請求項５記載の描画方法。
【請求項８】
電子ビームが複数ショットされることにより描画されるパターンのパターンデータを入力し、入力されたパターンデータに応じて、ショットする前記電子ビームの電流密度とショットする最大ショット面積とを選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記電流密度で前記電子ビームを形成し、形成された電子ビームを前記最大ショット面積以下のショット面積に成形し、成形された電子ビームを試料にショットして前記パターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする描画装置。
【請求項９】
前記選択部は、パターンデータに応じて設定されるビーム電流値以下になるように、前記電流密度と前記最大ショット面積とを選択することを特徴とする請求項８記載の描画装置。
【請求項１０】
ショットサイズが可変成形された電子ビームを複数ショットすることにより試料に所定のパターンを描画する描画装置において、
前記試料にショットされるビーム電流値が、各ショットにおいて予め設定した値以下になるように各ショットサイズに応じて電流密度を可変することを特徴とする描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置及び描画方法に関し、特に、可変成形型電子線露光装置における露光手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体装置に要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体装置へ所望の回路パターンを形成するためには、従来所望の回路パターンが形成された数十種類の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）をステージ上に搭載されたウェハの露光領域に高精度に位置合わせし、その後、光源からレーザ光等を照射することで、マスクに形成された所望の回路パターンがかかるウェハ上の露光領域に転写される。例えば、縮小投影露光装置が用いられる。かかる原画パターンは、高精度に仕上げられたガラス基板上に描かれ、レジストプロセス等を経て形成される。一般的には、片面にクロム（Ｃｒ）を蒸着したガラス基板上にレジスト材を均一に塗布したものに、電子線やレーザ等を光源としたエネルギービームを用いて所望の場所のレジスト材を感光させる。そして、現像後、Ｃｒをエッチングすることでパターンを形成することができる。
【０００３】
ここで、半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。従来、半導体デバイスの生産では、上述したように光露光技術が用いられてきたが、近年、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積化する先端デバイスのパターン寸法が限界解像度に近づきつつあり、高解像露光技術の開発が急務となっている。
電子線（電子ビーム）露光技術は本質的に優れた解像性を有しており、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）を代表とする最先端デバイスの開発や一部ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）の生産に用いられる。また、光露光技術を用いる場合でも高密度集積化する先端デバイス生産のための原画パターンを形成するために用いられる。
【０００４】
図２７は、可変成形型電子線露光装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線露光装置（可変成形型ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）露光装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成型するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に整形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の露光領域にショットされ描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
その他、電子線露光装置に関して、ショットサイズと電流密度に関する記載が記載された文献がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−５８４２４号公報
【特許文献２】特開平４−１７１７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した可変成形による電子線露光装置では、従来、半導体ロードマップにおける目的とするノードに沿って、装置の製作段階で、最大ショットサイズでショットした場合に空間電荷効果によるビーム分解能の劣化が生じないように電流密度と前記最大ショットサイズとを設定していた。そして、以降、その装置では、かかる最初に設定された電流密度で電子ビームを形成し、かかる最初に設定された最大ショットサイズ以下のショットサイズに電子ビームを成型して描画を行なっていた。
しかしながら、描画パターンが微細かつ複雑となるに伴い、各ショットのショットサイズが小さくなるために全体でのショット数が増加し、描画パターン全体を描画する描画時間が増加してしまうといった問題が出てきた。その結果、スループットが低下してしまうといった問題が生じてしまう。ここで、各ショットの描画時間（ショット時間）を短縮するには、電流密度を上げることが有効であるが、むやみに上げたのでは空間電荷効果によるビーム分解能の劣化（ぼけ）が大きくなってしまうため採用することができない。
【０００７】
本発明は、かかる問題点を克服し、ビーム分解能の劣化を抑えながら最良のスループットを実現する手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の描画装置は、
電子ビームが複数ショットされることにより描画されるパターンのパターンデータを入力し、入力されたパターンデータに応じて、ショットする前記電子ビームの電流密度とショットする最大ショットサイズとを選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記電流密度で前記電子ビームを形成し、形成された電子ビームを各ショット毎に前記最大ショットサイズ以下のショットサイズに成形し、成形された電子ビームを試料にショットして前記パターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
後述するように、発明者等は、パターンデータに応じて、ビーム分解能の劣化を抑えながらスループットを最適化する電流密度と最大ショットサイズとを見出した。そこで、描画するパターンデータに応じて、スループットをより最良にする電流密度と最大ショットサイズと選択し、かかる電流密度と最大ショットサイズとによりパターンを描画することにより、最良のスループットを実現することができる。
【００１０】
そして、本発明における前記選択部において、異なるパターンデータが入力される場合でも最大ショットサイズ以下に成形された電子ビームを試料にショットする場合のビーム電流値が予め設定した値以下になるように、前記電流密度と前記最大ショットサイズとを選択することを特徴とする。
【００１１】
ビーム電流値が予め設定した値以下になるように、前記電流密度と前記最大ショットサイズとを選択することにより、空間電荷効果によるビーム分解能の劣化（ぼけ）を生じさせないようにすることができる。
【００１２】
また、選択部は、パターンデータに応じて設定されるビーム電流値以下になるように、電流密度と最大ショットサイズとを選択しても好適である。
【００１３】
また、試料面は、複数の描画領域に仮想分割される場合に、選択部は、描画領域毎に電流密度と最大ショットサイズとを選択しても好適である。そして、選択部は、描画領域毎に設定されるビーム電流値以下になるように電流密度と最大ショットサイズとを選択するとよい。
【００１４】
また、試料に、複数のパターンが描画される場合に、選択部は、パターン毎に電流密度と最大ショットサイズとを選択しても好適である。そして、選択部は、パターン毎に設定されるビーム電流値以下になるように前記電流密度と前記最大ショットサイズとを選択するとよい。
【００１５】
また、本発明の一態様の描画方法は、
ビーム電流値が予め設定した値以下となる関係にある電流密度と最大ショットサイズとを変数として、パターンデータに応じた描画時間の値を解析する解析工程と、
前記解析の結果に基づいて、描画時間の値が変曲する変曲領域にあたる電流密度と最大ショットサイズとを選択する選択工程と、
選択された前記電流密度と前記最大ショットサイズ以下のショットサイズとで電子ビームを試料にショットして前記パターンデータに応じたパターンを描画する描画工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
解析工程により、描画時間の値の変化の様子を得ることができる。そして、描画時間の値が変曲する変曲領域にあたる電流密度と最大ショットサイズとを選択することにより、描画工程におけるスループットを向上させることができる。
【００１７】
また、ビーム電流値は、パターンデータに応じて設定されるようにしても好適である。
【００１８】
また、ビーム電流値は、描画されるパターンが求められる精度レベルに応じて設定されるようにしても好適である。
【００１９】
また、試料面は、複数の描画領域に仮想分割される場合に、ビーム電流値は、描画領域毎に設定されるようにしても好適である。
【００２０】
また、ビーム電流値は、複数のパターンが描画される場合に、パターン毎に設定されるようにしても好適である。
【００２１】
また、本発明の他の態様の描画装置は、
電子ビームが複数ショットされることにより描画されるパターンのパターンデータを入力し、入力されたパターンデータに応じて、ショットする前記電子ビームの電流密度とショットする最大ショット面積とを選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記電流密度で前記電子ビームを形成し、形成された電子ビームを前記最大ショット面積以下のショット面積に成形し、成形された電子ビームを試料にショットして前記パターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
【００２２】
最大ショットサイズの代わりに最大ショット面積を用いることにより、後述するように総ショット数を減らすことができる。
【００２３】
また、選択部は、異なるパターンデータが入力される場合でも最大ショットサイズ以下に成形された電子ビームを試料にショットする場合のビーム電流値が予め設定した値以下になるように、電流密度と最大ショット面積とを選択するとよい。そして、選択部は、パターンデータに応じて設定されるビーム電流値以下になるように、電流密度と最大ショット面積とを選択すると好適である。
【００２４】
また、試料面は、複数の描画領域に仮想分割される場合に、選択部は、前記描画領域毎に電流密度と最大ショット面積とを選択するようにしても好適である。そして、選択部は、描画領域毎に設定されるビーム電流値以下になるように電流密度と最大ショット面積とを選択するとよい。
【００２５】
また、試料に、複数のパターンが描画される場合に、選択部は、パターン毎に電流密度と最大ショット面積とを選択するようにしても好適である。そして、選択部は、パターン毎に設定されるビーム電流値以下になるように電流密度と最大ショット面積とを選択するとよい。
【００２６】
また、本発明の他の態様の描画装置は、
ショットサイズが可変成形された電子ビームを複数ショットすることにより試料に所定のパターンを描画する描画装置において、
前記試料にショットされるビーム電流値が、各ショットにおいて予め設定した値以下になるように各ショットサイズに応じて電流密度を可変することを特徴とする。
【００２７】
ショット毎に電流密度を可変することで、空間電荷効果を生じない範囲で電流密度をなるべく大きくすることができる。その結果、よりショット時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ビーム分解能の劣化を抑えながらスループットをより最良にする電流密度と最大ショットサイズとを用いることができるので、最良のスループットを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の要部構成を示す概念図である。
図１において、描画装置の一例となる可変成形型ＥＢ露光装置１００は、描画部１５０と制御部１６０とを備えている。描画部１５０は、電子鏡筒１０２、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、偏向器２０８、ファラデーカップ２０９を有している。制御部１６０は、選択部の一例となる描画データ処理回路３１０と、偏向制御回路３２０、デジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）３３２、電子光学系制御回路３４２を有している。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。可変成形型ＥＢ露光装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
【００３０】
電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により正方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず正方形に成型する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。かかる場合に、照射される電子ビーム２００は、設定された最大ショットサイズ以下のショットサイズでパターンの形状に沿って矩形成形されることになる。
【００３１】
図２は、ステージ移動の様子を説明するための図である。
試料１０１に描画する場合には、ＸＹステージ１０５を図示していない駆動部によりＸ方向に連続移動させながら、描画（露光）面を電子ビーム２００が偏向可能な短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割された試料１０１の１つのストライプ領域上を電子ビーム２００が照射する。ＸＹステージ１０５のＸ方向に移動は、連続移動とし、同時に電子ビーム２００のショット位置もステージ移動に追従させる。連続移動させることで描画時間を短縮させることができる。そして、１つのストライプ領域を描画し終わったら、ＸＹステージ１０５を図示していない駆動部によりＹ方向にステップ送りしてＸ方向（今度は逆向き）に次のストライプ領域の描画動作を行なう。各ストライプ領域の描画動作を蛇行させるように進めることでＸＹステージ１０５の移動時間を短縮することができる。
【００３２】
図３は、理想的な描画時間の計算式を示す図である。
図３に示すように、所定のパターンを描画する描画時間Ｔは、ショットサイクルＴｃと総ショット数Ｎｓｈｏｔの積（式（１）：Ｔ＝Ｔｃ・Ｎｓｈｏｔ）で示すことができる。また、ショットサイクルＴｃは、セトリング時間ＴＳＥＴとショット時間Ｔｓｈｏｔとの和（式（２）：Ｔｃ＝ＴＳＥＴ＋Ｔｓｈｏｔ）で示すことができる。そして、ショット時間Ｔｓｈｏｔは、試料１０１に照射されるドーズ量ＤＯＳＥを電流密度Ｊで序した商（式（３）：Ｔｓｈｏｔ＝ＤＯＳＥ／Ｊ）で示すことができる。ＸＹステージ１０５のＸ方向への移動速度は、かかる描画時間Ｔを基本として算出される。現実的な描画時間は、ＸＹステージ１０５のストライプ間の移動時間やその他のオーバーヘッド時間が加算される。
【００３３】
図４は、描画時間の計算式を示す図である。
図３に示した式（１）〜（３）に基づいて、描画時間Ｔは、図４に示すように、式（４）：Ｔ＝（ＴＳＥＴ＋ＤＯＳＥ／Ｊ）・Ｎｓｈｏｔで示すことができる。ここで、セトリング時間ＴＳＥＴは、装置仕様によって決まってしまい、また、ドーズ量ＤＯＳＥは、露光するレジスト材の性能によって決まってしまうため、描画時間Ｔは、電流密度Ｊと総ショット数Ｎｓｈｏｔとを変数として最適値を見出せば、短縮することができる。
【００３４】
ここで、可変成形型ＥＢ露光装置１００では、電子ビーム２００の位置を制御するために、上述した偏向器２０５或いは偏向器２０８として、例えば、静電偏向器を用いる。静電偏向器を用いることで、印加する電圧を変化させることにより偏向量を制御することができる。そして、かかる偏向器２０５或いは偏向器２０８に印加する電圧を変化させたとき、設定した電圧に安定するまでに必要な時間をセトリング時間ＴＳＥＴと言う。可変成形型ＥＢ露光装置１００では、変化させる電圧の大きさ（ビーム位置の変化量に対応する）に応じて、セトリング時間ＴＳＥＴが異なることになる。例えば、数十μｓを必要とする。最適なセトリング時間は、システム設置時に確認され、描画データ処理回路３１０にパラメータとして設定しておけばよい。
【００３５】
図５は、電流密度とショットサイズとの関係を示す図である。
電流密度Ｊは、単位面積あたりのビーム電流値Ｉで示される。図５（ａ）に示すように、最大ショットサイズをＬ１として、正方形の電子ビーム２００を試料１０１に照射する場合、最大ショット面積Ｓは、最大ショットサイズＬ１の２乗で示される。ここで、上述した空間電荷効果によるビームぼけは、ビーム電流値Ｉによって左右される。各ショットにおいて、最もショット面積が大きくなるのは、最大ショットサイズＬ１で正方形に成形された場合となるため、かかる場合に空間電荷効果によるビームぼけを劣化させないようにビーム電流値Ｉを設定することが有効である。
ここで、例えば、最大ショットサイズＬ１を２．５μｍ、電流密度Ｊ１を１０〜２０Ａ／ｃｍ２に設定することで許容するビーム分解能を得てきた。すなわち、ビーム電流値Ｉ１＝６２．５ｎＡ〜１２５ｎＡ以下とすることで、許容するビーム分解能を得ることができる。
【００３６】
ここで、上述したように、描画パターンが微細かつ複雑となるに伴い、各ショットのショットサイズが小さくなるため、装置の性能としては、最大ショットサイズがＬ１まで電子ビーム２００を成形することができても、実際のショットサイズは、図５（ｂ）に示すように、最大でもＬ２までしか使用しないようになる。例えば、図５（ｂ）の例では、Ｌ２がＬ１の半分とすると、実際、最もショット面積が大きくなるのは、Ｌ２の２乗、すなわち、面積で１／４の大きさとなるため、そこを通過するビーム電流値Ｉ２は、Ｉ１の１／４となる。描画時間Ｔは、式（４）に示したように電流密度Ｊを大きくすることで短縮することができるので、電流密度Ｊを大きくすることは有効である。さらに、図５（ｃ）に示すように、ビーム電流値Ｉ３＝Ｉ１となるまで、電流密度Ｊを大きくしてもビーム分解能を劣化させることがない。すなわち、図５（ｃ）の例では、Ｊ３＝４Ｊ１にすることができる。
【００３７】
図６は、ショット密度とテクノロジーノードとの関係の一例を示す図である。
図６に示すように、最大ショットサイズＬ１をある値とした場合、対象パターンＡ〜Ｃについて、ショット密度を測定してみると、描画パターンが微細かつ複雑となるに伴い、あるノード（ｎｏｄｅ１）あたりから急激にショット密度が上昇していることがわかる。ショット密度が上昇するということは、総ショット数Ｎｓｈｏｔが上昇していることを示している。
【００３８】
図７は、ショット密度と最大ショットサイズとの関係の一例を示す図である。
図７に示すように、対象パターンＡ〜Ｃについて、最大ショットサイズを図６で使用した値から小さくしていくと、所定の値まで小さくしてもショット密度にあまり変化がない。言い換えれば、かかる状況では、総ショット数Ｎｓｈｏｔが増えないので、最大ショットサイズを単純に小さくし、最大ショットサイズを小さくした分、電流密度Ｊを大きくすればビーム分解能を劣化させずに描画時間Ｔを短縮することができる。
【００３９】
しかしながら、さらに、最大ショットサイズを小さくするとショット密度が急激に上昇してしまう。すなわち、総ショット数Ｎｓｈｏｔが増加してしまう。総ショット数Ｎｓｈｏｔが増加するとセトリング時間ＴＳＥＴもその増加数分必要となる。係る状況では、最大ショットサイズを小さくした分、電流密度Ｊを大きくしても総ショット数Ｎｓｈｏｔが増加してしまうので、式（４）に示すように単純に描画時間Ｔを短縮することができなくなる。
【００４０】
図８は、あるパターンにおけるショットサイズの分布の一例を示す図である。
図８では、最大ショットサイズを縦横ともにある値とした場合に、ｘ軸に実際のショットサイズの縦寸法、ｙ軸に実際のショットサイズの横寸法、ｚ軸にショット数を示している。図７に示すように、あるパターンＡでは、実際のショットサイズが縦（ここでは、ｘ）×横（ここでは、ｙ）の長方形に成形されるとすると、ｘ，ｙともにそれぞれ所定の値以下のサイズに分布していることがわかる。
【００４１】
図９は、別のパターンにおけるショットサイズの分布の一例を示す図である。
図９では、図８と同様、最大ショットサイズを縦横ともにある値とした場合に、ｘ軸に実際のショットサイズの縦寸法、ｙ軸に実際のショットサイズの横寸法、ｚ軸にショット数を示している。図９に示すように、あるパターンＢでは、実際のショットサイズが縦（ここでは、ｘ）×横（ここでは、ｙ）の長方形に成形されるとすると、ｘ，ｙともにそれぞれ図８とは異なる所定の値以下のサイズに分布していることがわかる。
【００４２】
図１０は、最大ショットサイズと総ショット数の増加率との関係の一例を示す図である。
対象パターンＡ〜Ｃについて、横軸に最大ショットサイズを示し、縦軸に総ショット数の増加率を示した。例えば、最大ショットサイズをある位置を一例に見ると、パターンＡでは、総ショット数が約２．５倍になっていることが示されている。パターンＢでは、総ショット数が約４．５倍になっていることが示されている。
【００４３】
よって、パターンによっては、最大ショットサイズＬを限りなく小さくしてその分だけ電流密度Ｊを大きくしても、総ショット数Ｎｓｈｏｔが増加してしまうため描画時間Ｔを短縮することに繋がらない。言い換えれば、最大ショットサイズＬを小さくしていく過程（或いは、電流密度Ｊを大きくしていく過程）で、描画時間Ｔが減少から増加に転じる変曲点が存在することを発明者等は見出した。
【００４４】
図１１は、最大ショットサイズと電流密度との関係を示す図である。
図１１では、横軸に電流密度Ｊ、縦軸に最大ショットサイズＬを示している。図５に示したように、電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとは、一定の関係、すなわち、ビーム電流値を予め設定した値になるように一定の保つという関係とすると、図１１に示すように電流密度Ｊを大きくしていくと最大ショットサイズＬが小さくなる関係になる。
【００４５】
図１２は、総ショット数と最大ショットサイズとの関係を示す図である。
図１２では、横軸に最大ショットサイズＬ、縦軸に総ショット数Ｎｓｈｏｔを示している。上述したように最大ショットサイズＬを小さくしていくと、図１２に示すようにあるところまでは、総ショット数Ｎｓｈｏｔは増加しないことがわかる。
【００４６】
図１３は、描画時間と電流密度との関係を示す図である。
図１３では、横軸に電流密度Ｊ、縦軸に描画時間Ｔを示している。図１２に示す総ショット数Ｎｓｈｏｔを増加させない範囲の最大ショットサイズＬとかかる最大ショットサイズＬにおける図１１に示す電流密度Ｊとを選択することで、図１３に示すように、電流密度Ｊを大きくしていく過程で、描画時間Ｔが減少から増加に転じる変曲点における描画時間Ｔ（すなわち、最小描画時間Ｔｍｉｎ）に調整することができる。従って、かかる変曲点における電流密度Ｊが、スループットを最良にする最適な電流密度Ｊｂｅｓｔとなる。そして、最適な電流密度Ｊｂｅｓｔにおける最大ショットサイズＬが最適な最大ショットサイズＬｂｅｓｔとなる。
【００４７】
図１３では、電流密度Ｊを変数として、描画時間Ｔの変化を示したが、最大ショットサイズＬを変数として、描画時間Ｔの変化を示しても構わない。電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとは、ビーム電流値を一定の保つという関係にしているため、どちらを変数としても同様の結果が成り立つことになる。
【００４８】
図１４は、描画データ処理回路の内部構成の一部の一例を示すブロック図である。
図１４において、描画データ処理回路３１０は、解析部３１４、選択部３１６、設定部３１８を備えている。解析部３１４は、図形分割部３１２、電流値演算部３５２、最大ショットサイズ設定部３５４、描画時間演算部３５６、総ショット数演算部３５８、電流密度設定部３６４を有している。図１４では、本実施の形態の説明に必要な構成以外は省略している。
【００４９】
図１５は、本実施の形態１におけるフローチャート図である。
Ｓ（ステップ）１４０２において、描画データ入力工程として、描画データ処理回路３１０は、パターンデータとなる描画データを入力する。
【００５０】
Ｓ１４０４において、解析工程の一部となる電流密度設定工程として、電流密度設定部３６４は、電流密度Ｊとして、初期値を設定する。
【００５１】
Ｓ１４０６において、解析工程の一部となる最大ショットサイズ設定工程として、最大ショットサイズ設定部３５４は、最大ショットサイズＬとして、初期値Ｋを設定する。
【００５２】
Ｓ１４０８において、解析工程の一部となる電流値演算工程として、電流値演算部３５２は、ビーム電流値Ｉ＝Ｊ×Ｌ２を演算する。
【００５３】
Ｓ１４１０において、解析工程の一部となる電流値判定工程として、描画データ処理回路３１０は、演算されたビーム電流値Ｉが予め設定されたビーム電流値Ｉｍａｘより小さいかどうかを判定する。そして、小さい場合は、Ｓ１４１２に進む。
【００５４】
Ｓ１４１２において、解析工程の一部となる加算工程として、最大ショットサイズ設定部３５４は、例えば、加算器を用いて値Ｋに１を加算する。そして、Ｓ１４０６に戻る。ここでは、値Ｋに１を加算しているが、これに限るものではなく、最大ショットサイズＬの値が変数として描画時間Ｔを解析できるように変動できればよい。
【００５５】
そして、ビーム電流値Ｉが、予め定めたビーム電流値Ｉｍａｘになるまで、Ｓ１４０６からＳ１４１０を繰り返す。Ｓ１４０６では、最大ショットサイズＬの値を設定し直す。
ビーム電流値Ｉが予め定めたビーム電流値Ｉｍａｘ以下の組み合わせとなる電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとを用いることにより、ビーム分解能の劣化を防止することができる。
【００５６】
Ｓ１４１４において、解析工程の一部となる図形分割工程として、図形分割部３１２は、設定された最大ショットサイズＬに従って、入力された描画データをショットサイズの図形に分割する。ショット図形は、矩形の１辺の長さが最大ショットサイズ以下の寸法になるように形成して配置する。アパーチャの形状に応じて成形される図形は変えることができる。例えば、ショット図形は、正方形、長方形或いは直角三角形に形成する。正方形、長方形であれば、１辺の長さが最大ショットサイズ以下の寸法になるように形成して配置する。直角三角形であれば、直角を挟む２辺のいずれか長い辺の寸法が、最大ショットサイズ以下の寸法になるように形成して配置する。
【００５７】
Ｓ１４１６において、解析工程の一部となる総ショット数演算工程として、総ショット数演算部３５８は、図形分割工程において分割されたショット図形の数を数えて、入力された描画データのパターンを描画するために必要な総ショット数を演算する。
【００５８】
Ｓ１４１８において、解析工程の一部となる描画時間演算工程として、描画時間演算部３５６は、入力された描画データにおけるパターンを描画する描画時間を演算する。描画時間Ｔは、電流密度Ｊと総ショット数演算工程にて演算された総ショット数Ｎｓｈｏｔとを用いて、入力された描画データであるパターンデータに応じた描画時間の値を演算する。かかる演算は、式（４）にしたがって演算すればよい。セトリング時間ＴＳＥＴ、ドーズ量ＤＯＳＥは、予め設定しておけばよい。
【００５９】
Ｓ１４２０において、解析工程の一部となる判定工程として、描画データ処理回路３１０は、演算された描画時間Ｔの値が変曲する変曲点、すなわち、最小値Ｔｍｉｎとなっているかどうかを判定する。なっていない場合は、Ｓ１４２２に進む。最小値Ｔｍｉｎとなった場合は、Ｓ１４２４に進む。
【００６０】
Ｓ１４２２において、解析工程の一部となる加算工程として、電流密度設定部３６４は、例えば、加算器を用いて電流密度Ｊに１を加算する。そして、Ｓ１４０４に戻る。ここでは、値Ｊに１を加算しているが、これに限るものではなく、電流密度Ｊの値が変数として描画時間Ｔを解析できるように変動できればよい。そして、Ｓ１４０４からＳ１４２０を繰り返す。Ｓ１４０４では、電流密度Ｊの値を設定し直す。
【００６１】
以上のように、図１５では、電流密度Ｊの値と最大ショットサイズＬの値とを変数として、変えていくことで、予め設定されたビーム電流値Ｉｍａｘ以下の関係で変えられた最大ショットサイズＬの値における総ショット数Ｎｓｈｏｔの値を得ることができる。そして変動する電流密度Ｊの値と総ショット数Ｎｓｈｏｔの値とから描画時間Ｔの値を得ることができる。言い換えれば、ビーム電流値が予め設定されたビーム電流値Ｉｍａｘ以下となる関係にある電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとを変数として、パターンデータに応じた描画時間Ｔの値を解析することができる。
【００６２】
Ｓ１４２４において、選択工程として、選択部３１６は、解析の結果に基づいて、描画時間Ｔの値が変曲する変曲領域にあたる電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとを選択する。かかる描画時間Ｔの値が変曲する変曲点で描画時間は最小値Ｔｍｉｎとなる。選択部３１６は、描画時間Ｔが、最小値Ｔｍｉｎとなる電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとを選択することが最もスループットを良くする点で望ましいが、かかる１点に限るものではない。描画時間Ｔが、従来に比べ効果を発揮する値であれば、最小値Ｔｍｉｎ付近の変曲領域で用いやすい電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとを選択することでも構わない。
【００６３】
そして、設定工程として、設定部３１８が、選択された電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとを設定する。
【００６４】
Ｓ１４２６において、パターン描画工程として、描画部１５０が、設定された電流密度Ｊで前記電子ビーム２００を形成し、形成された電子ビーム２００を各ショット毎に前記最大ショットサイズＬの値以下のショットサイズに成形し、成形された電子ビーム２００を試料１０１にショットして所望するパターンを描画する。ここで、最大ショットサイズＬが設定されると、偏向制御部３２０に通知される。そして、偏向制御部３２０が、偏向器２０５を制御するための電圧を設定し、ＤＡＣ３３２が、偏向器２０５にかかる電圧を印加することで、試料１０１にショットされるショット図形のサイズが、最大ショットサイズＬ以下のショットサイズで第２のアパーチャ２０６にて成形されるように電子ビーム２００を偏向させることができる。また、電流密度Ｊが設定されると、電子光学系制御回路３４２に通知される。電子光学系制御回路３４２が、電子銃２０１を制御して、例えば、エミッション電流やフィラメント温度を調整することで電流密度Ｊを設定した値になるように制御することができる。或いは／及び、電子光学系制御回路３４２が、照明レンズ２０２における電子ビーム２００のしぼりを調整することで、電流密度Ｊを設定した値になるように制御することができる。電流密度が、所定の値になっているかどうかは、電子ビーム２００をファラデーカップ２０９に照射して検証することができる。
【００６５】
上述した図１５では、電流密度Ｊに対して最大ショットサイズＬを変数として値を変えた場合について説明したが、最大ショットサイズＬに対して電流密度Ｊを変数として値を変えても構わない。
【００６６】
以上のように、描画するパターンに応じて、電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとを変えることで、最良のスループットを得ることができる。
【００６７】
以上の説明において、最大ショットサイズＬの変更は、電子ビーム２００の偏向位置を、ソフトウェア或いはハードウェアを用いて、偏向器２０５を制御することにより達成していたが、第１のアパーチャ２０３と第２のアパーチャ２０６との両方、或いはいずれか一方を取り替えることにより達成しても構わない。
【００６８】
図１６は、アパーチャを交換する場合を説明するための概念図である。
例えば、複数の第１のアパーチャが交換可能に配置された図示していない第１のアパーチャカセットを備え、第１のアパーチャ２１３を第１のアパーチャ２２３に交換することで、開口２１４をサイズの異なる開口２２４に変更してもよい。例えば、開口中心の位置を同じにした開口２１４の寸法よりも１辺の寸法が小さい矩形形状の開口２２４に交換することで、最大ショットサイズで成形する場合に、第２のアパーチャ２１６の可変成形開口２１７に電子ビーム２００を照射する際の偏向量を小さくすることができる。かかる場合には、偏向量を小さくすることができるのでセトリング時間を短縮することができ、描画時間の短縮を進めることができる。
【００６９】
また、例えば、複数の第２のアパーチャが交換可能に配置された図示していない第２のアパーチャカセットを備え、第２のアパーチャ２１６を第２のアパーチャ２２６に交換することで、可変成形開口２１７をサイズの異なる可変成形開口２２７に変更してもよい。例えば、開口中心の位置を同じにした可変成形開口２１７の寸法よりも１辺の寸法が小さい矩形形状の可変成形開口２２７に交換することで、最大ショットサイズで成形する場合に、第２のアパーチャ２１６の可変成形開口２２７に電子ビーム２００を照射する際の偏向量を小さくすることができる。かかる場合には、偏向量を小さくすることができるのでセトリング時間を短縮することができ、描画時間の短縮を進めることができる。
【００７０】
さらに、第１のアパーチャ２１３と第２のアパーチャ２１６との両方を、第１のアパーチャ２２３と第２のアパーチャ２２６とにそれぞれ交換することで、開口中心の位置を同じにした双方の開口部の大きさが小さくなれば、電子ビーム２００を照射する際の偏向量をより小さくすることができる。かかる場合には、偏向量をより小さくすることができるのでセトリング時間をより短縮することができ、描画時間の短縮をさらに進めることができる。
【００７１】
ここで、図１６では、アパーチャそのものを交換したが、同一のアパーチャ内に複数の開口を設けて、電子ビーム２００を照射する開口を交代するように構成しても構わない。
図１７は、開口を交代するアパーチャを説明するための概念図である。
図１７に示すように、第１のアパーチャ２３３と第２のアパーチャ２３６との両方、或いはいずれか一方にサイズの異なる開口を設けて、最大ショットサイズを変更しても構わない。図１７では、第１のアパーチャ２３３に開口２１４とサイズの異なる開口２２４が形成されている。開口２１４と開口２２４とを交代させて使い分けることで最大ショットサイズを変更することができる。同様に、第２のアパーチャ２３６に可変成形開口２１７とサイズの異なる可変成形開口２２７が形成されている。可変成形開口２１７と可変成形開口２２７とを交代させて使い分けることで最大ショットサイズを変更することができる。開口を交代するには、アパーチャを図示していない駆動部で移動させてもよいし、電子ビーム２００の偏向位置を制御して照射する位置を変えてもよい。
【００７２】
以上の説明において、第１のアパーチャの開口や第２のアパーチャの可変成形開口は、四角形に限るものではなく、他の形状であっても構わない。所望するショット形状が成形できるものであればよい。
【００７３】
実施の形態２．
実施の形態１では、最小の描画時間Ｔとなる電流密度Ｊと最大ショットサイズＬとを選択して設定していたが、最大ショットサイズＬの代わりに最大ショット面積Ｓを選択して設定してもよい。実施の形態２における各構成は、実施の形態１の各構成のうち、「最大ショットサイズ」を「最大ショット面積」と読み替えた構成で構わないため説明を省略する。
【００７４】
電流密度Ｊは、単位面積あたりのビーム電流値Ｉで示される。また、上述したように、空間電荷効果によるビームぼけは、ビーム電流値Ｉによって左右される。ビームぼけが劣化しない最大のビーム電流値をＩｍａｘとすると、電流密度Ｊを固定した場合、各ショットにおいて、空間電荷効果によるビームぼけを劣化させない最もショット面積が大きくなる最大ショット面積Ｓ＝Ｉｍａｘ／Ｊとなる。よって、Ｉｍａｘ／Ｊとなる最大ショット面積Ｓを設定し、それ以下になるように図形分割すれば、結果として各ショットについてビーム電流値Ｉが予め設定されたＩｍａｘ以下となりビームぼけが劣化させないようにすることができる。言い換えれば、許容するビーム分解能を得ることができる。
【００７５】
図１８は、最大ショットサイズを規定して描画する場合を説明するための図である。
図１８に示すように、最大ショットサイズＬをＬ１と設定して規定した場合、Ｌ１よりも小さい幅のラインパターンである場合、例えば、Ｌ１の半分である場合、ｘ方向寸法は、Ｌ１、ｙ方向寸法は、Ｌ１／２のショット図形に図形分割されることになる。よって、斜線部をショットするには、２回のショットが必要となる。
【００７６】
図１９は、最大ショット面積を規定して描画する場合を説明するための図である。
図１９では、図１８における最大ショットサイズＬ１を１辺とする正方形の面積Ｓ１を最大ショット面積Ｓと設定して規定した場合、Ｌ１よりも小さい幅のラインパターンである場合、例えば、Ｌ１の半分である場合、面積Ｓ１となるショット図形に図形分割されることになる。よって、斜線部をショットするには、１回のショットで済ますことができる。
【００７７】
したがって、最大ショットサイズＬの代わりに最大ショット面積Ｓを規定することにより、総ショット数を減少させることができる。
【００７８】
図２０は、最大ショット面積と電流密度との関係を示す図である。
図２０では、横軸に電流密度Ｊ、縦軸に最大ショット面積Ｓを示している。電流密度Ｊと最大ショット面積Ｓとは、一定の関係、すなわち、ビーム電流値を予め設定した値になるように一定の保つという関係とすると、図２０に示すように電流密度Ｊを大きくしていくと最大ショット面積Ｓが小さくなる関係になる。
【００７９】
図２１は、総ショット数と最大ショット面積との関係を示す図である。
図２１では、横軸に最大ショット面積Ｓ、縦軸に総ショット数Ｎｓｈｏｔを示している。上述したように最大ショット面積Ｓを小さくしていくと、図２１に示すようにあるところまでは、総ショット数Ｎｓｈｏｔは増加しないことがわかる。
【００８０】
図２２は、描画時間と電流密度との関係を示す図である。
図２２では、横軸に電流密度Ｊ、縦軸に描画時間Ｔを示している。図２１に示す総ショット数Ｎｓｈｏｔが増加しない範囲の最大ショット面積Ｓとかかる最大ショット面積Ｓにおける図２０に示す電流密度Ｊとを選択することで、図２２に示すように、電流密度Ｊを大きくしていく過程で、描画時間Ｔが減少から増加に転じる変曲点における描画時間Ｔ（すなわち、最小描画時間Ｔｍｉｎ）に調整することができる。従って、かかる変曲点における電流密度Ｊが、スループットを最良にする最適な電流密度Ｊｂｅｓｔ２となる。そして、最適な電流密度Ｊｂｅｓｔ２における最大ショット面積Ｓが最適な最大ショット面積Ｓｂｅｓｔとなる。
【００８１】
ここで、最大ショットサイズＬの代わりに最大ショット面積Ｓを規定しているので、総ショット数Ｎｓｈｏｔが減少するため、変曲点の位置を図２２に示すように下に移行させることができる。よって、最大ショット面積Ｓを規定することにより、最大ショットサイズＬを規定した場合の最小描画時間Ｔｍｉｎ１よりも短縮された最小描画時間Ｔｍｉｎ２とすることができる。
【００８２】
図２２では、電流密度Ｊを変数として、描画時間Ｔの変化を示したが、最大ショット面積Ｓを変数として、描画時間Ｔの変化を示しても構わない。電流密度Ｊと最大ショット面積Ｓとは、ビーム電流値を予め設定した値になるように一定の保つという関係にしているため、どちらを変数としても同様の結果が成り立つことになる。
【００８３】
よって、実施の形態２では、入力されるパターンデータに応じて、ショットする前記電子ビームの電流密度とショットする最大ショット面積とを描画時間Ｔが最小値或いは最小値付近になるように選択し、描画部１５０が、選択された前記電流密度で前記電子ビームを形成し、形成された電子ビームを前記最大ショット面積以下のショット面積に成形し、成形された電子ビームを試料にショットして前記パターンを描画する。かかる構成により、ビーム分解能の劣化を抑えながらよりスループットを向上させることができる。
【００８４】
実施の形態３．
上述した各実施の形態では、最大ショットサイズの２乗或いは最大ショット面積時での面積領域に流れるビーム電流値Ｉが、ビーム分解能を劣化させないビーム電流値になるように電流密度を設定したが、各ショットで考察するとすべてのショット面積が最大ショットサイズの２乗の面積或いは最大ショット面積となるわけではない。そこで、各ショット毎に電流密度を可変するように構成することも好適である。可変の仕方としては、試料１０１にショットされるビーム電流値Ｉが、各ショットにおいて、ビーム分解能を劣化させない予め設定されたビーム電流値Ｉｍａｘ以下でなるべくビーム電流値Ｉｍａｘに近くなるように各ショットサイズ或いは各ショット面積に応じて電流密度Ｊを可変することが望ましい。各ショットサイズ或いは各ショット面積に応じて電流密度Ｊを可変することにより、ショット面積が最大ショットサイズの２乗の面積或いは最大ショット面積よりも小さい場合に、そのショットの電流密度を大きくすることができる。その結果、ショット時間を短縮することができるショットが出現し、描画時間の短縮に寄与することができる。実施の形態３における各構成は、上述した各実施の形態の各構成と同様で構わないため説明を省略する。
【００８５】
実施の形態４．
上述した各実施の形態では、描画されるパターンの種類に関わらず、ビーム電流値Ｉｍａｘが予め一意に設定された構成について説明した。しかしながら、これに限るものではない。１つのマスク等の試料に描画されるパターンの中にはパターン精度の不要のものもある。実施の形態４における各構成は、上述した各実施の形態の各構成と同様で構わないため説明を省略する。
【００８６】
図２３は、描画される試料の一例を示す図である。
マスク等の試料１０１に描画されるパターンには、図２３に示すように高い精度レベルが要求され、精度の補償が求められる精度補償領域１０と精度レベルが低くても構わない精度補償外領域２０とがある。例えば、試料１０１がウェハ等に半導体装置を形成するためのマスク等である場合には、半導体回路を形成する部分の領域については高い精度レベルが要求される。その一方で、マスクをユーザが識別するための識別子等については、別に精度が要求されない。精度が要求されないパターンとして、例えば、バーコード２２や数字やＩＤ番号や日付やシリアル番号（Ｓ／Ｎ）等が挙げられる。図２３では、一例としてバーコード２２を記載している。バーコード２２は、バーコードリーダで読み取るためのもので、ユーザの目で認識できる大きさで構わない。また、数字やＩＤ番号や日付やシリアル番号（Ｓ／Ｎ）等は、ユーザの目で直接認識するものであるから当然にユーザの目で認識できる大きさで構わない。このような大きさのパターンでは特に精度が要求されないためビーム電流値Ｉｍａｘを大きくすることができる。例えば、精度補償領域１０に用いるビーム電流値Ｉｍａｘの２倍の大きさで構わない。
【００８７】
そこで、実施の形態４では、描画領域或いはパターンに応じてビーム電流値Ｉｍａｘを可変にする。求められる精度レベルに応じて可変にすることで、描画時間を短縮することができる。
【００８８】
図２４は、実施の形態４におけるフローチャート図である。
Ｓ１４０２において、描画データ入力工程として、描画データ処理回路３１０は、パターンデータとなる描画データを入力する点は図１５と同様である。
【００８９】
Ｓ１４０３において、ビーム電流値設定工程として、描画データ処理回路３１０は、ビーム電流値を設定する。上述した各実施の形態では、描画されるパターンの種類に関わらず、ビーム電流値Ｉｍａｘが予め一意に設定されていたが、実施の形態４では、描画領域、パターン種類、パターンの精度レベル等に応じてビーム電流値Ｉｍａｘを設定する。
【００９０】
図２５は、対応テーブルの一例を示す図である。
図２５に示すように、予め、パターン名称等のパターン識別子とそのパターンで用いるビーム電流値Ｉｍａｘを対応させた対応テーブル３０を用意しておく。精度補償領域１０を描画するパターンと精度補償外領域２０を描画するパターンの名称等を区別しておけばよい。そして、描画データ処理回路３１０は、入力されたパターンデータからパターン名称等のパターン識別子を抽出して、対応するビーム電流値Ｉｍａｘを設定する。
【００９１】
Ｓ１４０４において、解析工程の一部となる電流密度設定工程として、電流密度設定部３６４は、電流密度Ｊとして、初期値を設定する。以下、各工程は、図１５と同様であるため説明を省略する。
【００９２】
そして、パターンに応じてビーム電流値Ｉｍａｘを設定することで、選択部３１６は、設定されたビーム電流値Ｉｍａｘ以下になるように各ショットサイズ或いは各ショット面積とそれに応じた電流密度Ｊとを選択する。言い換えれば、パターンデータに応じて設定されるビーム電流値Ｉｍａｘを可変にして、選択部３１６は、パターンデータに応じて設定されるビーム電流値Ｉｍａｘ以下になるように、電流密度Ｊと最大ショットサイズ或いは最大ショット面積とを選択する。このように、試料１０１に複数のパターンが描画される場合に、選択部３１６は、パターン毎に電流密度Ｊと最大ショットサイズ或いは最大ショット面積とを選択する。以上のように構成することで、描画時間をさらに短縮することができる。
【００９３】
図２５の対応テーブル３０では、パターン名称等のパターン識別子とビーム電流値Ｉｍａｘとを対応させたがこれに限るものではない。
図２６は、対応テーブルの他の一例を示す図である。
図２６では、予め、描画される描画領域とその領域で用いるビーム電流値Ｉｍａｘを対応させた対応テーブル３０を用意しておく。例えば、精度補償領域１０と精度補償外領域２０とを区別しておけばよい。そして、上述したビーム電流値設定工程において、描画データ処理回路３１０は、描画される領域から対応するビーム電流値Ｉｍａｘを設定する。
【００９４】
以上のように、試料１０１の試料面を複数の描画領域に仮想分割しておき、描画領域毎に設定されるビーム電流値Ｉｍａｘを可変にする。そして、選択部３１６は、描画領域毎に設定されるビーム電流値以下になるように電流密度Ｊと最大ショットサイズ或いは最大ショット面積とを選択する。以上のように構成しても、描画時間を同様に短縮することができる。
【００９５】
ここで、図２３では、精度補償領域１０と精度補償外領域２０とに分ける例を説明したがこれに限るものではない。例えば、図２に示したストライプ領域毎に設定されるビーム電流値Ｉｍａｘを可変にしてストライプ領域毎に電流値Ｉｍａｘを設定するようにしても好適である。ストライプ領域によって、パターンの精度レベルが異なる場合が存在するからである。このような描画領域毎に設定されるビーム電流値Ｉｍａｘを可変にして描画領域毎に設定されるビーム電流値以下になるように電流密度Ｊと最大ショットサイズ或いは最大ショット面積とを選択しても、描画時間を短縮することができる。
【００９６】
以上のように、上述した実施の形態１における描画装置は、電子ビームが複数ショットされることにより描画されるパターンのパターンデータを入力し、入力されたパターンデータに応じて、ショットする前記電子ビームの電流密度とショットする最大ショットサイズとを選択する選択部と、前記選択部により選択された前記電流密度で前記電子ビームを形成し、形成された電子ビームを各ショット毎に前記最大ショットサイズ以下のショットサイズに成形し、成形された電子ビームを試料にショットして前記パターンを描画する描画部と、を備えたことを特徴とする。
【００９７】
上述したように、発明者等は、パターンデータに応じて、ビーム分解能の劣化を抑えながらスループットを最適化する電流密度と最大ショットサイズとを見出した。そこで、描画するパターンデータに応じて、スループットをより最良にする電流密度と最大ショットサイズと選択し、かかる電流密度と最大ショットサイズとによりパターンを描画することにより、最良のスループットを実現することができる。
【００９８】
そして、選択部において、異なるパターンデータが入力される場合でも最大ショットサイズ以下に成形された電子ビームを試料にショットする場合のビーム電流値が予め設定した値以下になるように、前記電流密度と前記最大ショットサイズとを選択することを特徴とする。
【００９９】
ビーム電流値が予め設定した値以下になるように、前記電流密度と前記最大ショットサイズとを選択することにより、空間電荷効果によるビーム分解能の劣化（ぼけ）を生じさせないようにすることができる。
【０１００】
また、上述した実施の形態１の描画方法は、ビーム電流値が予め設定した値以下となる関係にある電流密度と最大ショットサイズとを変数として、パターンデータに応じた描画時間の値を解析する解析工程と、前記解析の結果に基づいて、描画時間の値が変曲する変曲領域にあたる電流密度と最大ショットサイズとを選択する選択工程と、選択された前記電流密度と前記最大ショットサイズ以下のショットサイズとで電子ビームを試料にショットして前記パターンデータに応じたパターンを描画する描画工程と、を備えたことを特徴とする。
【０１０１】
解析工程により、描画時間の値の変化の様子を得ることができる。そして、描画時間の値が変曲する変曲領域にあたる電流密度と最大ショットサイズとを選択することにより、描画工程におけるスループットを向上させることができる。
【０１０２】
また、上述した実施の形態２の描画装置は、電子ビームが複数ショットされることにより描画されるパターンのパターンデータを入力し、入力されたパターンデータに応じて、ショットする前記電子ビームの電流密度とショットする最大ショット面積とを選択する選択部と、前記選択部により選択された前記電流密度で前記電子ビームを形成し、形成された電子ビームを前記最大ショット面積以下のショット面積に成形し、成形された電子ビームを試料にショットして前記パターンを描画する描画部と、を備えたことを特徴とする。
【０１０３】
最大ショットサイズの代わりに最大ショット面積を用いることにより、後述するように総ショット数を減らすことができる。
【０１０４】
また、上述した実施の形態３の描画装置は、ショットサイズが可変成形された電子ビームを複数ショットすることにより試料に所定のパターンを描画する描画装置において、
前記試料にショットされるビーム電流値が、各ショットにおいて予め設定した値以下になるように各ショットサイズに応じて電流密度を可変することを特徴とする。
【０１０５】
ショット毎に電流密度を可変することで、空間電荷効果を生じない範囲で電流密度をなるべく大きくすることができる。その結果、よりショット時間を短縮することができる。
【０１０６】
以上のように上述した実施の形態によれば、ビーム分解能の劣化を抑えながらスループットをより最良にする電流密度と最大ショットサイズとを用いることができるので、最良のスループットを実現することができる。
【０１０７】
以上の説明において、「〜部」と記載したものは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成しても構わない。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。また、「〜部」の動作で説明した入力データ及び出力データは、レジスタやメモリ等の記憶装置に記憶される。また、各演算は、加算器或いは乗算器等を用いて行なえばよい。
【０１０８】
ここで、実施の形態１における「最大ショットサイズ」を「最大ショット面積」と読み替えた場合、電流値演算部３５２は、ビーム電流値Ｉ＝Ｊ×Ｌ２を演算するのではなく、ビーム電流値Ｉ＝Ｊ×Ｓを演算することは言うまでもない。
【０１０９】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【０１１０】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、可変成形型ＥＢ露光装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【０１１１】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての描画装置及び描画方法は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】実施の形態１における描画装置の要部構成を示す概念図である。
【図２】ステージ移動の様子を説明するための図である。
【図３】理想的な描画時間の計算式を示す図である。
【図４】描画時間の計算式を示す図である。
【図５】電流密度とショットサイズとの関係を示す図である。
【図６】ショット密度とテクノロジーノードとの関係の一例を示す図である。
【図７】ショット密度と最大ショットサイズとの関係の一例を示す図である。
【図８】あるパターンにおけるショットサイズの分布の一例を示す図である。
【図９】別のパターンにおけるショットサイズの分布の一例を示す図である。
【図１０】最大ショットサイズと総ショット数の増加率との関係の一例を示す図である。
【図１１】最大ショットサイズと電流密度との関係を示す図である。
【図１２】総ショット数と最大ショットサイズとの関係を示す図である。
【図１３】描画時間と電流密度との関係を示す図である。
【図１４】描画データ処理回路の内部構成の一部の一例を示すブロック図である。
【図１５】本実施の形態１におけるフローチャート図である。
【図１６】アパーチャを交換する場合を説明するための概念図である。
【図１７】開口を交代するアパーチャを説明するための概念図である。
【図１８】最大ショットサイズを規定して描画する場合を説明するための図である。
【図１９】最大ショット面積を規定して描画する場合を説明するための図である。
【図２０】最大ショット面積と電流密度との関係を示す図である。
【図２１】総ショット数と最大ショット面積との関係を示す図である。
【図２２】描画時間と電流密度との関係を示す図である。
【図２３】描画される試料の一例を示す図である。
【図２４】実施の形態４におけるフローチャート図である。
【図２５】対応テーブルの一例を示す図である。
【図２６】対応テーブルの他の一例を示す図である。
【図２７】可変成形型電子線露光装置の動作を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１００  可変成形型ＥＢ露光装置
１０１，３４０  試料
１０２  電子鏡筒
１０５  ＸＹステージ
１５０  描画部
１６０  制御部
２００  電子ビーム
２０１  電子銃
２０２  照明レンズ
２０３，２１３，２２３，２３３，４１０  第１のアパーチャ
２０６，２１６，２２６，２３６，４２０  第２のアパーチャ
２０４  投影レンズ
２０５，２０８  偏向器
２０７  対物レンズ
２０９  ファラデーカップ
２１４，２２４，４１１  開口
２１７，２２７，４２１  可変成形開口
３１０  描画データ処理回路
３１２  図形分割部
３１４  解析部
３１６  選択部
３１８  設定部
３２０  偏向制御回路
３３０  電子線
３３２  ＤＡＣ
３４２  電子光学系制御回路
３５２  電流値演算部
３５４  最大ショットサイズ設定部
３５６  描画時間演算部
３５８  総ショット数演算部
３６４  電流密度設定部
４３０  荷電粒子ソース
【図１】
2007043078.tif 000003
【図２】
2007043078.tif 000004
【図３】
2007043078.tif 000005
【図４】
2007043078.tif 000006
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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