(57)【要約】【課題】副偏向領域内において、描画パターンが重複することにより、荷電粒子ビームのショットが重複して照射される場合に、副偏向領域における温度上昇を確実に抑制することが可能な荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法を提供する。【解決手段】偏向制御部３２は、所定の副偏向領域の位置決めを行う主偏向制御部３２ａと、所定のショット位置の制御を行う副偏向制御部３２ｂと、副偏向領域におけるショット面積を加算し、描画面積を求める面積カウンタ３２ｃと、所定の副偏向領域の描画処理が行われる際に、描画面積が設定値を超えるか否かを判断し、描画面積が設定値を超える場合に、描画処理を中断させ、所定の副偏向領域の位置決めを再度主偏向制御部３２ａに行わせ、描画処理を再開させる判定部３２ｄとを備える。【選択図】図４
2013074190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを試料上に成型されたショットで照射して所定パターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
前記荷電粒子ビームを所定の副偏向領域の位置に偏向させる主偏向器と、前記荷電粒子ビームを前記副偏向領域内の所定のショット位置に偏向させる副偏向器と、前記試料を載置して異動させるステージと、を備える描画部と、
前記荷電粒子ビームの偏向を制御し、前記所定パターンの重複定義及び前記重複定義通りの描画を許可する偏向制御部と、前記ステージの移動を制御するステージ制御部と、前記偏向制御部と前記ステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、
前記偏向制御部は、
前記所定の副偏向領域の位置決めを行う主偏向制御部と、
前記所定のショット位置の制御を行う副偏向制御部と、
前記副偏向領域におけるショット面積を加算し、描画面積を求める面積カウンタと、
前記所定の副偏向領域の描画処理が行われる際に、前記描画面積が設定値を超えるか否かを判断し、前記描画面積が設定値を超える場合に、前記描画処理を中断させ、前記所定の副偏向領域の位置決めを再度前記主偏向制御部に行わせ、前記描画処理を再開させる判定部と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
荷電粒子ビームを試料上に成型されたショットで照射して所定パターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
前記荷電粒子ビームを所定の副偏向領域の位置に偏向させる主偏向器と、前記荷電粒子ビームを前記副偏向領域内の所定のショット位置に偏向させる副偏向器と、前記試料を載置して異動させるステージと、を備える描画部と、
前記荷電粒子ビームの偏向を制御し、前記所定パターンの重複定義及び前記重複定義通りの描画を許可する偏向制御部と、前記ステージの移動を制御するステージ制御部と、前記偏向制御部と前記ステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、
前記偏向制御部は、
前記所定の副偏向領域の位置決めを行う主偏向制御部と、
前記所定のショット位置の制御を行う副偏向制御部と、
前記所定の副偏向領域における総照射面積を算出する面積算出部と、
前記所定の副偏向領域の描画処理が行われる際に、前記総照射面積が予め定められている設定値を超えるか否かを判断し、前記設定値を超える場合に、前記荷電粒子ビームの整定時間を、前記総照射面積が前記設定値を超えない場合の整定時間よりも長く設定する判定部と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
成形された荷電粒子ビームが照射されて所定パターンを描画する描画処理が行われる試料上において、前記所定パターンの重複定義及び前記重複定義通りの描画が許可された所定の副偏向領域の位置決めを行うステップと、
前記所定の副偏向領域内のショット位置の制御を行うステップと、
前記荷電粒子ビームの整定時間終了後に、前記荷電粒子ビームのショットを照射するステップと、
ショット面積を加算し、照射面積を求めるステップと、
前記照射面積と予め定められている設定値とを比較するステップと、
前記照射面積が前記設定値よりも大きな場合に、前記描画処理を中断させるステップと、
再度前記所定の副偏向領域の位置決めを行い、前記描画処理を再開させるステップと、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項４】
ゼロサイズの前記荷電粒子ビームのショットを照射した後に、前記描画処理を中断するステップが行われることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
成形された荷電粒子ビームが照射されて所定パターンを描画する描画処理が行われる試料上において、前記所定パターンの重複定義及び前記重複定義通りの描画を許可された所定の副偏向領域の位置決めを行うステップと、
前記所定の副偏向領域におけるショットの総照射面積を算出するステップと、
前記総照射面積と予め定められている設定値とを比較するステップと、
前記所定の副偏向領域における前記総照射面積が前記設定値よりも大きい場合に、前記荷電粒子ビームの整定時間を、前記総照射面積が設定値を超えない場合よりも長く設定するステップと、
前記設定された前記整定時間に基づいて前記描画処理を行うステップと、
を備えることを特徴と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】
半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するために、リソグラフィー技術が用いられる。リソグラフィー技術では、マスク（レチクルともいう。以下、「マスク」と総称する）と称される原画パターンを使用したパターンの転写が行われる。この際、高精度なマスクを製造するために、優れた解像度を備える電子ビーム（電子線）描画技術が用いられる。
【０００３】
マスクに電子ビーム描画を行う荷電粒子ビーム描画装置の一方式として、例えば以下のような可変成形方式を挙げることができる。すなわち、ここでは図示しないが、この可変成形方式は、第１成形アパーチャの開口と、第２成形アパーチャの開口とを通過することで成形された電子ビームによって可動ステージに載置された試料上に図形パターンが描画される。
【０００４】
このような図形パターンとしては、マスクが載置されるステージ（ＸＹステージ）において、ステージが移動する方向であるＸ方向、或いは、Ｙ方向に平行な線状の図形パターンが考えられる。一方、このような線状の図形パターンのバリエーションとして、斜線状の図形パターンも考えられる。当該斜線状の図形パターンは、例えば、以下の特許文献１に示されている方法を用いて描画される。
【０００５】
すなわち、斜線状の図形パターン（特許文献１では、「Ｖ」の形状）が形成されているキャラクターマスクが光源となる電子銃とマスクとの間に配置されることで、電子ビームの照射によってマスクに斜線を含む「Ｖ」の図形パターンが形成される。
【０００６】
その他、図形パターンとして斜線を形成するには、例えば、図７に示す方法も挙げることができる。すなわち、所望の斜線Ｌを形成するべく、ショットＳを複数、他のショットと重複させずに連続して照射する。但し、この場合、斜線Ｌの線（図７にて実線で示す）は直線状とはならず、各ショットＳのうち外側に位置する角をつなぐことで、いわば、擬似的な直線状の斜線Ｌを形成する。
【０００７】
但し、この方法では斜線Ｌを形成するに当たっては、多くのショットを打たなければならず、ショットＳの数が増えるに従って描画処理そのもののスループットも落ちることになる。
【０００８】
一方、斜線Ｌ１の形成に当たっては、例えば、図８に示す方法も考えられる。この方法は、入力されたパタンデータの定義から生成されるショットＳ１の大きさを、例えば１度のショットにおいて最大限照射可能な大きさに設定する。このようなショットＳ１を連続して照射し、同じように各ショットＳ１のうち外側に位置する角をつなぐことで、斜線Ｌ１を形成する。
【０００９】
この方法であれば、照射されるショットＳの数も削減することができ、スループットの向上を望むことができる。また、ショットＳ１を重複して照射することにより、斜線Ｌ１のパターンの重複部の照射が多い部分で、図形の寸法を図形境界の外側まで大きく形成することができるため、斜線Ｌ１が滑らかにパターニングされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２１７１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の発明、或いは、図７、図８を用いて説明した方法では、斜線を形成するに当たって以下のような不都合が生ずる可能性がある。
【００１２】
すなわち、なるべく滑らかに斜線を形成するべくショットＳを重複するように照射すると、特に図９に示すように、１つのサブフィールド（副偏向領域）ＳＦ内に複数の斜線を形成しなければならない場合には、描画対象となる１つの副偏向領域ＳＦの全面積よりも入力で定義された重複パターンに従って生成されるショットＳによって照射される面積の方が大きくなってしまう可能性がある。
【００１３】
また、そもそもショットＳを重複させて描画させることを認めているため、誤ってショットＳが重複してしまっても当該重複を排除することができない場合も考えられる。
【００１４】
これらのような状態では、ショットＳが副偏向領域ＳＦに重複して照射されることによって、ショットＳの照射領域、つまり、副偏向領域ＳＦ内の温度上昇がどこまでになるかを予測することができない。特に高速サイクルでショットＳを照射した場合にこの傾向が顕著である。また、微細なパターン以外の領域にて、例えば、当該微細なパターンに比べれば大きなパターンが定義される場合であってこの大きなパターンが重複してしまうと、副偏向領域ＳＦのような局所領域ではその結果生成される多数のショットのほとんどすべてのショットが重複することになる。そのためショット数が増加し、より温度上昇が顕現しやすく激しい温度上昇を防ぐことができない。
【００１５】
当該温度上昇が予め想定される範囲内で済むのであれば問題はないが、あまりに副偏向領域ＳＦ内の温度が高温になってしまうと、レジストヒーティングによる寸法精度の劣化が生じ、さらにはレジストが過熱により蒸発、或いは、飛散し、荷電粒子ビーム描画装置内部を汚染してしまうことにもなりかねない。
【００１６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、副偏向領域内においてショットが重複して照射される場合に、副偏向領域における温度上昇を確実に抑制することが可能な荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の実施の形態に係る特徴は、荷電粒子ビームを試料上に成型されたショットで照射して所定パターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、荷電粒子ビームを所定の副偏向領域の位置に偏向させる主偏向器と、荷電粒子ビームを副偏向領域内の所定のショット位置に偏向させる副偏向器と、試料を載置して異動させるステージと、を備える描画部と、荷電粒子ビームの偏向を制御し、前記所定パターンの重複定義及び前記重複定義通りの描画を許可する偏向制御部と、ステージの移動を制御するステージ制御部と、偏向制御部とステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、偏向制御部は、所定の副偏向領域の位置決めを行う主偏向制御部と、所定のショット位置の制御を行う副偏向制御部と、副偏向領域におけるショット面積を加算し、描画面積を求める面積カウンタと、所定の副偏向領域の描画処理が行われる際に、描画面積が設定値を超えるか否かを判断し、描画面積が設定値を超える場合に、描画処理を中断させ、所定の副偏向領域の位置決めを再度主偏向制御部に行わせ、描画処理を再開させる判定部
とを備える。
【００１８】
本発明の実施の形態に係る特徴は、荷電粒子ビームを試料上に成型されたショットで照射して所定パターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、荷電粒子ビームを所定の副偏向領域の位置に偏向させる主偏向器と、荷電粒子ビームを副偏向領域内の所定のショット位置に偏向させる副偏向器と、試料を載置して異動させるステージと、を備える描画部と、荷電粒子ビームの偏向を制御し、所定パターンの重複定義及び重複定義通りの描画を許可する偏向制御部と、ステージの移動を制御するステージ制御部と、偏向制御部とステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、偏向制御部は、所定の副偏向領域の位置決めを行う主偏向制御部と、所定のショット位置の制御を行う副偏向制御部と、所定の副偏向領域における総照射面積を算出する面積算出部と、所定の副偏向領域の描画処理が行われる際に、総照射面積が予め定められている設定値を超えるか否かを判断し、設定値を超える場合に、荷電粒子ビームの整定時間を、総照射面積が設定値を超えない場合の整定時間よりも長く設定する判定部とを備える。
【００１９】
本発明の実施の形態に係る特徴は、荷電粒子ビーム描画方法において、成形された荷電粒子ビームが成型して照射されて所定パターンを描画する描画処理が行われる試料上において、所定パターンの重複定義及び重複定義通りの描画が許可された所定の副偏向領域の位置決めを行うステップと、所定の副偏向領域内のショット位置の制御を行うステップと、荷電粒子ビームの整定時間終了後に、荷電粒子ビームのショットを照射するステップと、ショット面積を加算し、照射面積を求めるステップと、照射面積と予め定められている設定値とを比較するステップと、照射面積が設定値よりも大きな場合に、描画処理を中断させるステップと、再度所定の副偏向領域の位置決めを行い、描画処理を再開させるステップとを備える。
【００２０】
荷電粒子ビーム描画方法において、ゼロサイズの荷電粒子ビームのショットを照射した後に、描画処理を中断するステップが行われることが望ましい。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る特徴は、荷電粒子ビーム描画方法において、成形された荷電粒子ビームが照射されて所定パターンを描画する描画処理が行われる試料上において、所定パターンの重複定義及び重複定義通りの描画が許可された所定の副偏向領域の位置決めを行うステップと、所定の副偏向領域におけるショットの総照射面積を算出するステップと、総照射面積と予め定められている設定値とを比較するステップと、所定の副偏向領域における総照射面積が設定値よりも大きい場合に、荷電粒子ビームの整定時間を、総照射面積が設定値を超えない場合よりも長く設定するステップと、設定された整定時間に基づいて描画処理を行うステップとを備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、描画パターンの重複によって、副偏向領域内においてショットが重複して照射される場合に、副偏向領域における温度上昇を確実に抑制することが可能な荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における試料と主偏向領域、副偏向領域との関係を説明する説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における偏向制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における描画処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態における偏向制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における描画処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】斜線の描画方法について説明するための説明図である。
【図８】斜線の描画方法について説明するための説明図である。
【図９】１つの副偏向領域内に複数の斜線が形成される状態を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１の全体構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態においては、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られるものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームであっても良い。
【００２６】
荷電粒子ビーム描画装置１は、試料に所定のパターンを描画する装置であり、特に可変成形型の描画装置の一例である。図１に示すように、荷電粒子ビーム描画装置１は、大きく描画部２と制御部３を備えている。描画部２は、電子鏡筒４と描画室６を備えている。電子鏡筒４内には、電子銃４１と、この電子銃４１から照射される荷電粒子ビーム（電子ビーム）Ｂの光路に沿って、照明レンズ４２と、ブランキング偏向器４３と、ブランキングアパーチャ４４と、第１の成形アパーチャ４５と、投影レンズ４６と、成形偏向器４７と、第２の成形アパーチャ４８と、対物レンズ４９と、副偏向器５０と、主偏向器５１とが順に配置されている。
【００２７】
描画室６の中には、ＸＹステージ６１が配置される。ＸＹステージ６１上には、描画時には試料となるマスク等の試料Ｍが配置される。試料Ｍは、実際にはＸＹステージ６１上に直接載置されるわけではなくＸＹステージ６１と試料Ｍとの間に設けられる保持部材によって保持されるが、図１においては図示を省略する。
【００２８】
ブランキング偏向器４３は、例えば、２極、或いは、４極等の複数の電極によって構成される。また、成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１は、例えば、４極、或いは、８極等の複数の電極によって構成される。図１では、成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１、それぞれの偏向器ごとに１つの偏向アンプしか記載していないが、各電極にそれぞれ少なくとも１つの偏向アンプが接続される。
【００２９】
制御部３は、制御計算機３１と、ブランキングアンプ３３と、成形偏向アンプ３４と、副偏向アンプ３５と、主偏向アンプ３６とを備えている。
【００３０】
また、制御計算機３１内には、偏向制御部３２（実施の形態によって偏向制御部３２Ａ、或いは、偏向制御部３２Ｂがあるが、まとめて示す場合には適宜「偏向制御部３２」と表わす）及びステージ制御部３７が設けられている。一方、制御計算機３１には、図１では図示を省略しているが、例えば、メモリ、磁気ディスク装置等の記憶装置や荷電粒子ビーム描画装置１と外部とを接続するための外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路とが備えられていても良い。
【００３１】
偏向制御部３２、ブランキングアンプ３３、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、
主偏向アンプ３６は、図示しないバスを介して互いに接続されている。なお、以下においては、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６を適宜まとめて「ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）アンプ」と表わす。
【００３２】
ブランキングアンプ３３は、ブランキング偏向器４３に接続される。また、成形偏向アンプ３４は、成形偏向器４７に接続される。副偏向アンプ３５は副偏向器５０に、主偏向アンプ３６は主偏向器５１に接続される。ブランキングアンプ３３、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６に対しては、偏向制御部３２から、それぞれ独立した制御用のデジタル信号が出力される。デジタル信号が入力された成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６は、それぞれのデジタル信号をアナログ電圧信号に変換し、増幅させて偏向電圧として接続された各偏向器に出力する。このようにして、各偏向器には、それぞれ接続されるＤＡＣアンプから偏向電圧が印加される。かかる偏向電圧によって電子ビームが偏向させられる。
【００３３】
なお、荷電粒子ビーム描画装置１には、上述したように電子ビームＥＢを取り囲むように成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１が４極、或いは、８極設けられており、電子ビームＥＢを挟んで各々一対（４極の場合は２対、８極の場合は４対）配置されている。そして成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１ごとにそれぞれＤＡＣアンプが接続されている。但し、図１には成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１に接続されているＤＡＣアンプをそれぞれ１つずつのみ示し、その他のＤＡＣアンプの表示を省略している。
【００３４】
ステージ制御部３７は、ＸＹステージ６１と制御計算機３１とに接続し、ＸＹステージ６１の動きを検出するとともに、ＸＹステージ６１の上に載置される試料Ｍが所望の位置となるように描画処理に合わせてＸＹステージ６１を移動させる。
【００３５】
制御計算機３１内には、図１では特に図示されていないが、例えば、データ処理部、設定部、演算部といった各部が設けられている。これらの各部は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良く、ハードウェアで構成されても良い。また、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで構成されても良い。またこれら各部が上述したようにソフトウェアを含んで構成される場合、制御計算機３１に入力される入力データ、或いは、演算された結果は、都度図示しないメモリに記憶される。
【００３６】
なお、図１に示す本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１には、本発明の実施の形態を説明する上で必要な構成のみを示している。従って、その他の構成、例えば、各レンズを制御する制御回路等が付加されていても良い。
【００３７】
荷電粒子ビーム描画装置１は、以下のように動作して対象へ描画を行う。電子銃４１（放出部）から放出された電子ビームＥＢは、ブランキング偏向器４３内を通過する際、ブランキング偏向器４３によってＯＮの状態にされている場合に電子ビームＥＢがブランキングアパーチャ４４を通過するように制御される。一方、ＯＦＦの状態では、電子ビームＥＢ全体がブランキングアパーチャ４４で遮蔽されるように偏向される（図１において破線で示している）。ブランキングアンプ３３からの偏向電圧で電子ビームＥＢをＯＮとしたときにブランキングアパーチャ４４を通過した電子ビームＥＢが１回の電子ビームのショットとなる。
【００３８】
以上のようにブランキング偏向器４３とブランキングアパーチャ４４とを通過することによって生成された各ショットの電子ビームＥＢは、照明レンズ４２により矩形の孔を持つ第１の成形アパーチャ４５全体を照明する。ここで電子ビームＥＢをまず矩形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ４５を通過した第１のアパーチャ像の電子ビームＥＢ
は、投影レンズ４６により第２の成形アパーチャ４８上に投影される。第１の成形アパーチャ４５を通過した電子ビームＥＢの向きを制御するための偏向電圧が成形偏向アンプ３４から成形偏向器４７に印加される。第２の成形アパーチャ４８上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。
【００３９】
第２の成形アパーチャ４８を通過した電子ビームＥＢの照射位置を制御するための偏向電圧が副偏向アンプ３５から副偏向器５０に対して、さらに主偏向アンプ３６から主偏向器５１に対して出力される。第２の成形アパーチャ４８を通過し第２のアパーチャ像とされた電子ビームＥＢは、対物レンズ４９により焦点を合わせられ、連続的に移動するＸＹステージ６１に配置された試料Ｍの所望する位置に照射される。
【００４０】
図２は、本発明の実施の形態における試料Ｍと主偏向領域ＭＦ、副偏向領域ＳＦとの関係を説明する説明図である。図２に示すように、荷電粒子ビーム描画装置１を用いて所定のパターンを描画する場合には、描画対象試料となる、例えばマスク、或いは、評価用基板の描画領域は、主偏向器５１により偏向可能な幅で、例えば、Ｙ方向にストライプ状の複数の単位描画領域（ストライプ）Ｎに分割される。さらに、各ストライプＮにおいてＸ方向にも、例えば、ストライプＮのＹ方向の幅と同じ幅で区切られる。この区切られた領域が主偏向器５１により偏向可能な主偏向領域ＭＦとなる。
【００４１】
また、主偏向領域ＭＦをさらに細分化した領域が副偏向領域（サブフィールド）ＳＦとなる。ここで副偏向器５０は、電子ビームＥＢの副偏向領域ＳＦ内におけるショットＳの位置を制御するために用いられる。従って、副偏向領域ＳＦ内で描画されるショットＳの描画面積は、重複を許可された状態で照射されない限り、副偏向領域ＳＦの面積を超えることはない。一方、重複してショット可能とした場合、ショットＳが描画される面積は描画対象となる１つの副偏向領域ＳＦの面積を超えることになる。
【００４２】
図３は、本発明の第１の実施の形態における偏向制御部３２Ａの内部構成を示すブロック図である。偏向制御部３２Ａは、主偏向制御部３２ａと、副偏向制御部３２ｂと、面積カウンタ３２ｃと、判定部３２ｄと、送信部３２ｅとから構成される。このうち、主偏向制御部３２ａは、主偏向アンプ３６を介して主偏向器５１に偏向電圧を印加する。また、副偏向制御部３２ｂは、副偏向アンプ３５を介して副偏向器５０に偏向電圧を印加する。
【００４３】
面積カウンタ３２ｃは、１つの副偏向領域ＳＦにおけるショットの面積を加算して、描画面積を求める。また、判定部３２ｄは、面積カウンタ３２ｃにおいて加算された描画面積を別途予め定められている設定値と比較して、副偏向領域に対する描画処理の流れを決定する。
【００４４】
なお、面積カウンタ３２ｃ、判定部３２ｄの詳細な働きについては、描画処理の流れを説明する際に併せて説明する。
【００４５】
また、図３に示す第１の実施の形態における偏向制御部３２Ａの内部構成については、第１の実施の形態を説明する上で必要と思われる構成のみを示し、その他の機能を備える構成についてはその図示を省略している。
【００４６】
図４は、本発明の第１の実施の形態における描画処理の流れを示すフローチャートである。まず、主偏向データとステージ位置情報等により偏向電圧を求め、主偏向制御部３２ａより主偏向アンプ３６へ出力する主偏向位置決めを行い（ＳＴ１）、図２に示すストライプＮの中から描画対象となる主偏向領域ＭＦ内の副偏向領域ＳＦの位置が決定される。このとき、副偏向領域ＳＦにおいては、予め描画パターンの重複定義が行われ、重複定義通りの描画が許可されている。
【００４７】
次いで、副偏向領域ＳＦにおける描画処理を開始する（ＳＴ２）。また、描画処理の開始に関する信号を受信した面積カウンタ３２ｃは、これまで加算されてきた、直前の描画処理において描画された副偏向領域ＳＦの面積の累積情報をクリアにする（ＳＴ３）。面積カウンタ３２ｃは、１つの副偏向領域ＳＦごとに電子ビームＥＢによってショットされた面積（描画面積）をカウントする。当該面積カウンタ３２ｃにおいてカウント描画面積は、後述する判定部３２ｄにおいて描画処理を継続するか否かの判定を行う際の材料となる。
【００４８】
ここで、判定部３２ｄは、主偏向器５１（主偏向アンプ３６）の整定時間（セトリング時間）が経過したか否かを判断する（ＳＴ４）。試料Ｍに電子ビームＥＢを照射して描画処理を行う際、主偏向アンプ３６からの偏向電圧が安定した状態にあることが大切である。照射の準備が整わないうちに照射を開始すると、描画される図形パターンの位置がずれてしまい、最終的に不適切な描画処理となってしまう。そこで、主偏向領域ＭＦの位置制御が開始され主偏向アンプ３６からの偏向電圧が安定してショットを打つことが可能となるまでの時間を整定時間とする。
【００４９】
整定時間が経過したことが確認されると（ＳＴ４のＹＥＳ）、描画対象となる副偏向領域ＳＦの位置を確定するべく副偏向制御部３２ｂが位置の制御と行うとともに、照射されるショットＳの偏向を行う（ＳＴ５）。
【００５０】
副偏向領域ＳＦに電子ビームＥＢが照射されると、１つのショットＳで照射された面積（ショット面積）が面積カウンタ３２ｃに加算される（ＳＴ６）。描画処理に当たって、１度のショットでどのくらいの面積に対して電子ビームＥＢが照射されるかに関する情報は、偏向制御部３２Ａに入力される。そこで、副偏向制御部３２ｂ、或いは、判定部３２ｄから描画面積に関する情報が面積カウンタ３２ｃに送られて、当該副偏向領域ＳＦにおいて描画された面積が加算される。
【００５１】
１つのショットＳが照射される度に面積カウンタ３２ｃに描画された面積が加算されるため、判定部３２ｄは都度当該描画面積が予め定められている設定値よりも大きいか否かを判定する（ＳＴ７）。本発明の実施の形態においてはショットＳの重複定義を行い、重複定義通りの描画を許可することにより重ね合わせて描画するため、描画対象となる副偏向領域ＳＦの面積よりも実際に照射された（描画された）面積が大きくなる。そのため、副偏向領域ＳＦに照射される電子ビームＥＢのエネルギーを基に、副偏向領域ＳＦ内の温度が上昇する。
【００５２】
ショットＳが重複して照射されない場合は、照射のエネルギー等の条件から当該副偏向領域ＳＦ内の温度が最大でどのくらいまで上昇するかはある程度計算することによって求めることができる。従って、当該計算値を基に適宜照射の条件を変更して温度上昇の調整を図ることが可能である。しかしながら、ショットＳが重複して照射される場合には、どの程度の温度上昇が見込めるかについては、最大の重複の回数や程度が定まっていないため必ずしも計算にて算出することができない。
【００５３】
また、重ね合わせて照射するということは、同一の場所に複数回照射することになるため、この場所においては放熱する速度に対し電子ビームの照射による温度上昇の速度が速く、温度が低下せずに一方的に上昇していくこともあると考えられる。
【００５４】
従って、描画面積（面積カウンタ３２ｃにて加算された面積）が設定値を超えた場合には、これ以上ショットＳを重ねて照射することを中断し、一旦描画処理自体を終了させる。描画処理の終了により主偏向アンプ３６の位置制御を改めて行う必要が生ずるが、この
処理の実行と整定の時間の間に放熱させて副偏向領域ＳＦにおける温度上昇を抑制する。
【００５５】
ここで設定値は、予め定められているが、その設定は自由に行うことが可能である。設定値を決定するに当たっては、例えば、主偏向アンプ３６の整定時間を参考にすることができる。整定時間の間に限って副偏向領域ＳＦの放熱が行われることを考えると、この整定時間が短い場合には、それだけ早い段階で描画処理を終了させて温度の上昇を制限する必要がある。従って、設定値は、描画処理の対象とされる副偏向領域ＳＦにおいて描画される面積を基準として設定される。描画処理の対象とされる副偏向領域ＳＦにおいて描画される面積に対して、例えば、副偏向領域ＳＦの面積の５０〜１００％となるように設定される。
【００５６】
このようにして設定される設定値と面積カウンタ３２ｃに加算される実際に描画された面積とを比較して、後者が依然として前者よりも大きな値を示していると判定部３２ｄが判定した場合には（ＳＴ７のＮＯ）、このまま描画処理を継続しても副偏向領域ＳＦにおける温度上昇を制限範囲内にすることができる。
【００５７】
従って、判定部３２ｄは、描画処理を行う際の情報内にサブフィールドエンド情報が含まれていないか判断し（ＳＴ８）、含まれていない場合には（ＳＴ８のＮＯ）、そのまま対象となる副偏向領域ＳＦに対して描画処理が継続して行われる。
【００５８】
ここでサブフィールドエンド情報とは、描画対象となる副偏向領域ＳＦへの描画処理を終了させるための指示情報のことである。
【００５９】
描画処理が進みサブフィールドエンドまで到達した場合には（ＳＴ８のＹＥＳ）、そこで当該副偏向領域ＳＦに対する描画処理が終了する（ＳＴ９）。
【００６０】
判定部３２ｄによって描画面積が設定値よりも大きいと判定された場合には、判定部３２ｄはショットＳのシーケンスデータの中にサブフィールドエンド情報を追加する（ＳＴ１０）。
【００６１】
なお、一連の描画処理の関する情報に、もともとこの「サブフィールドエンド」が含まれている場合には、サブフィールドエンドを追加した後、１度副偏向領域ＳＦの位置制御及びショットが必要となる。その場合には、副偏向制御部３２ｂが位置制御を行い、再度副偏向領域ＳＦに対してショットＳが照射される（ＳＴ１１）。このとき０サイズの空ショットを照射することにより、ブランキングではカットしきれない電子ビームＥＢを確実にカットすることができ、誤パターンの照射を防止することができる。
【００６２】
この段階で、副偏向領域ＳＦに対する描画処理は中断される（ＳＴ１２）。但し、このままでは副偏向領域ＳＦにおける描画処理が途中であり、定義される図形パターンは未完成のままである。そこで、判定部３２ｄで、改めて主偏向制御部３２ａに入力される主偏向データを生成する（ＳＴ１３）。
【００６３】
なお、ここで生成される主偏向データについては、描画処理が終了するまでその処理が行われていた副偏向領域ＳＦに対して行われるものであることから、中断前の描画処理と同じ副偏向領域ＳＦの座標を持つデータでなければならない。
【００６４】
また、判定部３２ｄによってサブフィールドエンドが追加され描画処理が中断された後も、ＸＹステージ６１は依然として偏向制御部３２Ａの制御とは関係なく制御計算機３１の指示に基づいて移動している。従って、中断前の状態から改めて副偏向領域ＳＦの描画を開始しようとしても、試料Ｍが載置されているＸＹステージ６１が移動していることか
ら、この移動量を主偏向電圧に反映させる必要がある。そこで、ステップＳＴ１に戻り、再度主偏向位置決めを行った後、中断したところから改めて当該副偏向領域ＳＦに対する描画処理が再開される。
【００６５】
以上説明した通り、描画面積が設定値よりも大きな値となった場合に、適宜描画処理を中断し、主偏向アンプ３６の整定時間を利用して描画対象となる副偏向領域ＳＦへのショットＳの照射によって上昇した温度をマスク基板内に拡散させる時間をとることで低下させることによって、副偏向領域内においてショットが重複して照射される場合に、副偏向領域における温度上昇を確実に抑制することが可能な荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することができる。
【００６６】
さらに、副偏向領域における温度上昇を確実に抑制することができれば、試料面におけるレジストの想定した制限値以上の温度上昇を回避することができる。レジストの温度が上昇すると、レジストの感度が高くなり、ショットの照射によって形成された図形パターンの仕上がり寸法が大きくなってしまう。このように仕上がり寸法が大きくなることは、換言すれば、もともと予定していた寸法精度が劣化することに他ならない。従って、副偏向領域及びレジストの温度上昇を確実に抑制することで、高い寸法精度を確保することが可能となる。
【００６７】
また、副偏向領域における温度上昇を確実に抑制することによって、レジストヒーティングによる寸法精度の劣化が生じ、さらには更にレジストが過熱することにより蒸発、或いは、飛散し、荷電粒子ビーム描画装置内部を汚染してしまうことを回避することができる。
【００６８】
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００６９】
第２の実施の形態においては、副偏向領域の同一場所に重複してショットを照射することによる温度上昇を確実に抑制するべく、照射されるショットの間隔を空けることによって対処する点で、第１の実施の形態における態様と相違する。
【００７０】
図５は、本発明の第２の実施の形態における偏向制御部３２Ｂの内部構成を示すブロック図である。偏向制御部３２Ｂは、主偏向制御部３２ａと、副偏向制御部３２ｂと、面積算出部３２ｆと、判定部３２ｇと、送信部３２ｅとから構成される。
【００７１】
このうち、第２の実施の形態における偏向制御部３２Ｂにおいては、面積算出部３２ｆと判定部３２ｇとが第１の実施の形態における偏向制御部３２Ａと相違する。なお、判定部３２ｇについては、偏向制御部３２Ａにおける判定部３２ｄと略同じ機能を果たすが、比較する対象及び比較の結果の対応が第１の実施の形態とは大きく異なる。
【００７２】
面積算出部３２ｆは、描画対象となる副偏向領域ＳＦにおいてショットにより照射される面積を算出する。第２の実施の形態においては、当該面積（以下、「総照射面積」と表わす）が、描画対象となる副偏向領域ＳＦの面積を基にどのくらいの割合となるかを基準として副偏向領域ＳＦにおける温度上昇の抑制のための対処を行うか否かを判定する。従って、面積算出部３２ｆは、当該判定の基礎となる総照射面積を算出する。
【００７３】
また、判定部３２ｇは、上述した対処を行うべく判定を行う。もし、総照射面積が後述する設定値を超えた場合、判定部３２ｇは、その対処方法として、整定時間を長く取り副
偏向領域ＳＦへ照射されるショットの間隔空ける方法を採用する。具体的には、以下説明する。
【００７４】
図６は、本発明の第２の実施の形態における描画処理の流れを示すフローチャートである。第２の実施の形態においては、まず、面積算出部３２ｆが、次に描画処理が行われる副偏向領域ＳＦにおける総照射面積を算出する（ＳＴ２１）。副偏向領域ＳＦの描画処理は、対象となる副偏向領域における全ての描画処理が終了した後に、次に対象となる副偏向領域への描画処理が開始される。従って、ここで「次の」とは、現在描画処理が行われている副偏向領域を副偏向領域ＳＦ１とし、この副偏向領域ＳＦ１の次に描画処理が行われる副偏向領域を副偏向領域ＳＦ２とした場合における、副偏向領域ＳＦ２を指す。
【００７５】
なお、描画処理のスループットを考慮すれば、描画処理が開始される直前に描画対象となる副偏向領域ＳＦの総照射面積を算出することも可能ではあるが、現在描画処理が行われている副偏向領域ＳＦ１の次に描画処理が行われる予定の副偏向領域ＳＦ２に関する総照射面積の算出を副偏向領域ＳＦ１の描画処理が完了する以前に、副偏向領域ＳＦ１およびそれに先行する副偏向領域ＳＦの描画と並行して行うのがより好ましい。
【００７６】
その上で、まず、主偏向データとステージ位置情報等により偏向電圧を求め、主偏向制御部３２ａより主偏向アンプ３６へ出力する主偏向位置決めを行い、副偏向領域ＳＦでの描画処理が開始される。このとき、実施形態１と同様に、副偏向領域ＳＦにおいては、予め描画パターンの重複定義が行われ、重複定義通りの描画が許可されている。この時点では、上述したように、既に描画処理の対象となる副偏向領域ＳＦに関する総照射面積は、面積算出部３２ｆによって算出されている。従って、面積算出部３２ｆは事前に制御計算機３１からショットのシーケンスデータを入手している。
【００７７】
副偏向領域ＳＦでの描画処理が開始されると、判定部３２ｇは、面積算出部３２ｆから総照射面積に関する情報を入手し、当該総照射面積が予め定められている設定値よりも大きな値を示すか否か判断する（ＳＴ２２）。ここで「設定値」とは、副偏向領域ＳＦの総面積を基に算出される値であり、例えば、副偏向領域ＳＦの面積の８０〜１００％となるように設定することが可能である。
【００７８】
判定部３２ｇは、総照射面積と上述した設定値とを比較しいずれの値が大きいか判定する。その結果、前者が後者よりも小さな値を示していると判定される場合には（ＳＴ２２のＮＯ）、通常の整定時間に従って副偏向制御部３２ｂの制御によりショットの照射を行う（ＳＴ２３）。これは、総照射面積が設定値よりも小さい場合、ショットを重複して照射しても、特別な対処をすることなく照射の対象となる副偏向領域ＳＦ内における温度上昇を想定レベル以下に抑制することが可能と判断されるためである。
【００７９】
そして、副偏向領域ＳＦでの描画処理が終了するまで描画処理が行われる。
【００８０】
一方、総照射面積が設定値よりも大きな値を示していると判定される場合には（ＳＴ２２のＹＥＳ）、判定部３２ｇは、通常よりも長い時間の整定時間を用いて描画処理を行うよう対処する（ＳＴ２４）ように副偏向制御部３２ｂに指令を行う。
【００８１】
また、特定の整定時間の設定の方法については、例えば、通常の整定時間の１倍より大きい時間を設定する、或いは、通常の整定時間に所定の時間を付加して設定する、といった方法を挙げることができる。
【００８２】
このとき総照射面積に応じて整定時間を変動させても良い。
【００８３】
以上説明した通り、副偏向領域へ照射されるショットの整定時間を伸ばすことによってショット照射の時間間隔を空け、温度拡散の時間余裕をとることで副偏向領域内における温度上昇を緩和させ、副偏向領域内においてショットが重複して照射される場合に、副偏向領域における温度の一方的な上昇を確実に抑制することが可能な荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することができる。
【００８４】
また、第１の実施の形態において説明した通り、レジストの温度上昇も抑制することによって、高い寸法精度を確保するとともに、さらにはレジストが過熱により蒸発、或いは、飛散し、荷電粒子ビーム描画装置内部を汚染してしまうことを回避することも可能となる。
【００８５】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１    荷電粒子ビーム描画装置
２    描画部
３    制御部
３２    偏向制御部
３２ａ  主偏向制御部
３２ｂ  副偏向制御部
３２ｃ  面積カウンタ
３２ｄ  判定部
３２ｅ  送信部
３２ｆ  面積算出部
３２ｇ  判定部
３５    副偏向アンプ
３６    主偏向アンプ
５０    副偏向器
５１    主偏向器
【図１】
2013074190.tif 000003
【図２】
2013074190.tif 000004
【図３】
2013074190.tif 000005
【図４】
2013074190.tif 000006
【図５】
2013074190.tif 000007
【図６】
2013074190.tif 000008
【図７】
2013074190.tif 000009
【図８】
2013074190.tif 000010
【図９】
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