(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを描画パターンデータに応じて被描画材料上に照射して所望パターンの描画を行うようにすると共に、仮想的に分離された個別領域ごとに電子ビームの照射量を補正するようにした電子ビーム描画方法において、特定の個別領域の描画に際してその周辺の個別領域のパターンに応じたデータを抜き出し、そのデータに基づいて個別領域の特徴値を演算して複数のメモリーの各々に記憶し、該各メモリーに記憶された各特徴値に基づいて前記特定の個別領域の電子ビーム照射量を補正し、異なった特定の個別領域の描画に際しては、その周辺の個別領域の内、特徴値が記憶されていない個別領域の特徴値を演算して前記メモリーに記憶し、該各メモリーに記憶された各特徴値に基づいて前記異なった特定の個別領域の電子ビーム照射量を補正するようにした電子ビーム描画方法。
【請求項２】
個別領域は、電子ビームの偏向によって描画を行うフィールドであり、フィールド間は被描画材料を機械的に移動させるようにした請求項１記載の電子ビーム描画方法。
【請求項３】
電子ビームの照射量の補正は、電子ビームの照射時間を制御して行うようにした請求項１又は２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項４】
前記異なった特定の個別領域の描画において、その周辺の個別領域の内、特徴値が記憶されていない個別領域の特徴値を演算して前記メモリーに記憶する際、空いているメモリーが無い場合、前記異なった特定の個別領域の描画に関係しない使用中のメモリーを書き換えるようにした請求項１記載の電子ビーム描画方法。
【請求項５】
電子ビームを描画パターンデータに応じて被描画材料上に照射して所望パターンの描画を行うようにした電子ビーム描画装置であって、仮想的に分離された個別領域ごとに電子ビームの照射量を補正するようにした電子ビーム描画装置において、特定の個別領域の描画に際してその周辺の個別領域のパターンに応じたデータを記憶する複数のメモリーと、該各メモリーに記憶されたデータに基づいて前記特定の個別領域の電子ビーム照射量を補正する処理手段とを備えており、異なった特定の個別領域の描画において、その周辺の個別領域の内、特徴値が記憶されていない個別領域のデータを前記メモリーに記憶する際、空いているメモリーが無い場合、前記異なった特定の個別領域の描画に関係しない使用中のメモリーを書き換えるようにされている電子ビーム描画装置。
【請求項６】
第１のスリットを透過した電子ビームを第２のスリット上に投影すると共に、第２のスリット上の電子ビームの位置を変化させ、第２のスリットを透過する電子ビームの面積（ビームサイズ）を変えるようにし、第２のスリットを透過した電子ビームを被描画材料にショットして所望パターンの描画を行うようにした請求項５記載の電子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、近接効果の補正を簡単な構成で短時間に行うことができる電子ビーム描画方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製作の過程で、電子ビーム描画装置が用いられている。近年では、この種装置として可変面積型電子ビーム描画装置が広く用いられている。この可変面積型電子ビーム描画装置は、２枚のスリットを用い、第１のスリットを透過した電子ビームを第２のスリット上に投影すると共に、第２のスリット上の電子ビームの位置を変化させ、第２のスリットを透過する電子ビームの面積（ビームサイズ）を変えるようにし、第２のスリットを透過した電子ビームを被描画材料にショットして所望パターンの描画を行うようにしている。
【０００３】
さて、電子ビーム描画装置で、パターン描画を行う場合、描画の精度を悪化させる要因として近接効果がある。これは、レジストに電子ビームを照射することにより、散乱した電子がレジスト上に蓄積する影響であり、この近接効果により描画された図形の幅が大きくなったり、接近した複数の図形が繋がったりしてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この近接効果による影響を軽減するために、各図形の描画当たって、電子ビームの照射時間を、周囲の図形の描画における電子の蓄積具合により補正することが行われている。この各図形の補正量は、周囲の図形パターンによる電子ビームの蓄積具合から決定することになるため、補正量は周囲のパターンの状態を考慮して計算されることになる。
【０００５】
このため、各図形の補正量を計算するためには、描画すべき全てのデータを読み取り、計算処理する必要がある。特に、マスク製作用の描画装置では、描画すべきパターンデータの量が膨大となる。
【０００６】
一例として、被描画材料の大きさが２３０ｍｍ×２３０ｍｍとし、補正量を計算する領域を１μｍとすると、（２３０，０００）2＝５．３×１０10個の補正データとなる。このような個数のデータを一度に計算し記憶させるためには相当な時間や大掛かりな処理装置や大量のメモリー容量が必要となり、現実的ではない。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で短時間に近接効果の補正を行うことができる電子ビーム描画方法および装置を実現するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に基づく電子ビーム描画方法は、電子ビームを描画パターンデータに応じて被描画材料上に照射して所望パターンの描画を行うようにすると共に、仮想的に分離された個別領域ごとに電子ビームの照射量を補正するようにした電子ビーム描画方法において、特定の個別領域の描画に際してその周辺の個別領域のパターンに応じたデータを抜き出し、そのデータに基づいて個別領域の特徴値を演算して複数のメモリーの各々に記憶し、該各メモリーに記憶された各特徴値に基づいて前記特定の個別領域の電子ビーム照射量を補正し、異なった特定の個別領域の描画に際しては、その周辺の個別領域の内、特徴値が記憶されていない個別領域の特徴値を演算して前記メモリーに記憶し、該各メモリーに記憶された各特徴値に基づいて前記異なった特定の個別領域の電子ビーム照射量を補正するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
第１の発明では、仮想的に分離された個別領域の描画に際してその周辺の個別領域のパターンに応じたデータを抜き出し、そのデータに基づいて個別領域の特徴値を演算して記憶し、記憶された各特徴値に基づいて該特定の個別領域の電子ビーム照射量を補正し、異なった個別領域の描画に際しては、記憶された特徴値の一部が書き換えられるようにし、高速で近接効果補正の処理を可能とすると共に、メモリーの容量を著しく少なくすることができる。
【００１０】
第２の発明に基づく電子ビーム描画方法は、第１の発明において、個別領域を、電子ビームの偏向によって描画を行うフィールドとし、フィールド間は被描画材料を機械的に移動させるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
第３の発明に基づく電子ビーム描画方法は、第１と第２の発明において、電子ビームの照射量の補正は、電子ビームの照射時間を制御して行うようにしたことを特徴としている。
【００１２】
第４の発明に基づく電子ビーム描画方法は、前記異なった特定の個別領域の描画において、その周辺の個別領域の内、特徴値が記憶されていない個別領域の特徴値を演算して前記メモリーに記憶する際、空いているメモリーが無い場合、前記異なった特定の個別領域の描画に関係しない使用中のメモリーを書き換えるようにしたことを特徴としている。
第４の発明では、特徴値を演算してメモリーに記憶する際、空いているメモリーが無い場合、特定の個別領域の描画に関係しない使用中のメモリーを書き換えるようにしたので、メモリの容量を増やす必要が無くなる。
【００１３】
第５の発明に基づく電子ビーム描画装置は、電子ビームを描画パターンデータに応じて被描画材料上に照射して所望パターンの描画を行うようにした電子ビーム描画装置であって、仮想的に分離された個別領域ごとに電子ビームの照射量を補正するようにした電子ビーム描画装置において、特定の個別領域の描画に際してその周辺の個別領域のパターンに応じたデータを記憶する複数のメモリーと、該各メモリーに記憶されたデータに基づいて前記特定の個別領域の電子ビーム照射量を補正する処理手段とを備えており、異なった特定の個別領域の描画において、その周辺の個別領域の内、特徴値が記憶されていない個別領域のデータを前記メモリーに記憶する際、空いているメモリーが無い場合、前記異なった特定の個別領域の描画に関係しない使用中のメモリーを書き換えるようにされていることを特徴としている。
第５の発明では、メモリーを有効に使用することにより、高速で近接効果補正の処理を可能とすると共に、メモリーの容量を著しく少なくすることができる。
第６の発明に基づく電子ビーム描画装置は、第１のスリットを透過した電子ビームを第２のスリット上に投影すると共に、第２のスリット上の電子ビームの位置を変化させ、第２のスリットを透過する電子ビームの面積（ビームサイズ）を変えるようにし、第２のスリットを透過した電子ビームを被描画材料にショットして所望パターンの描画を行うようにしたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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１は本発明を実施するための可変面積型電子ビーム描画装置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。
【００１５】
第１成形スリット３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。
【００１６】
１１は制御ＣＰＵであり、制御ＣＰＵ１１はパターンデータメモリー１２からのパターンデータを高速データ制御ユニット１３に転送する。制御ユニット１３からのパターンデータは、必要なデータ変換等を行い、各パターンデータはショット分割ユニット１４に供給される。
【００１７】
ショット分割ユニット１４は、パターンデータを一定のルールに基づいて分割処理を行う。ショット分割ユニット１４で分割された各ショットデータは、成形偏向器６を制御する制御回路１６、位置決め偏向器１０を制御する制御回路１７、ショット時間制御ユニット１８を介して電子銃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）１９を制御するブランカー制御回路２０に供給される。
【００１８】
なお、対物レンズ８は対物レンズ制御回路２１により制御される。更に、制御ＣＰＵ１１は、被描画材料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２２の駆動回路２３を制御する。なお、フィールドとは、電子ビームの偏向のみによってパターンを描画する領域をいう。
【００１９】
２４は近接効果補正ユニットであり、その詳細は図２に示す。近接効果補正ユニット２４は、制御ＣＰＵ１１からの各フィールド単位のパターンデータから特徴値を演算して求める特徴値演算回路２５と、特徴値を記憶する特徴値メモリー２６と、各メモリーからの値に基づいて補正値を演算する補正値演算回路２７と、演算して求められた補正値を記憶する補正値メモリー２８とにより構成されている。特徴値メモリー２６は、例えば１６のメモリーＭ１〜Ｍ１６から構成されており、補正値メモリー２８の値は、ショット時間制御ユニット１８に供給される。このような構成の動作を次に説明する。
【００２０】
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ー１２に格納されたパターンデータは、逐次読み出され、高速データ制御ユニット１３に供給される。この高速データ制御ユニット１３でパターンデータの変換等の処理が行われ、各データはショット分割ユニット１４に供給される。
【００２１】
ショット分割ユニット１４は、定められた分割ルールに基づいてパターンデータの分割を行う。分割されたパターンデータに基づき、偏向制御回路１６は成形偏向器６を制御し、また、制御回路１７は位置決め偏向器１０を制御する。
【００２２】
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、ブランカー制御回路２０からブランカー１９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。なお、このときのショット時間は、ショット時間制御ユニット１８で調整されるが、この動作の詳細は後述する。
【００２３】
更に、材料９上の異なった領域（フィールド）への描画の際には、制御ＣＰＵ１１からステージ駆動回路２３への指令により、ステージ２２は所定の距離移動させられる。なお、ステージ２２の移動距離は、図示していないが、レーザー測長器により監視されており、測長器からの測長結果に基づき、ステージの位置は正確に制御される。
【００２４】
さて、各フィールドごとの描画に際しては、電子ビームのショット時間が制御され、近接効果の補正がなされるが、この動作を次に説明する。図３は描画領域Ｒを示しており、領域Ｒは２５のフィールドＦ１〜Ｆ２５に仮想的に分割されている。この２５のフィールドは、Ｆ１からＦ２５まで、図中点線で示されている順序で描画が行われる。
【００２５】
ここで、特定のフィールドに着目すると、このフィールドの描画に当たっては、近接効果の補正のため、隣接するフィールドのパターンに応じた電子の散乱を考慮する必要がある。図４はこの様子を示しており、特定のフィールドｆ５を描画する際には、隣接するフィールドｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ６，ｆ７，ｆ８，ｆ９に含まれるパターン面積、すなわち電子ビームの照射量データを考慮する必要がある。
【００２６】
この際に重要な点は、近接効果を補正する場合に、必要なデータは描画すべきフィールドに隣接する領域の電子ビームの照射量であり、フィールドに比較して極めて広い範囲である材料全域のデータは必ずしも必要でない点である。フィールドの大きさが１ｍｍ×１ｍｍ程度の場合には、フィールドｆ５の近接効果の補正に必要とする隣接する領域は、図中斜線領域Ｃで示した領域となり、その大きさ（幅）は数十μｍ程度である。
【００２７】
上記した点を考慮して、フィールドｆ５を描画する場合には、隣接するフィールドｆ１〜ｆ４，ｆ５〜ｆ９の８つのフィールドのパターン面積データ（電子ビームの照射量データ）が制御ＣＰＵ１１から順次読み出され、各データは特定フィールドのパターンデータと共に近接効果補正ユニット２４内の特徴値演算回路２５に送られ、この演算回路２５によって各フィールドの図形の特徴値（例えば各フィールドに含まれるパターンの全面積）が演算される。
【００２８】
各フィールドの特徴値は、特徴値メモリー２６内のメモリーＭ１〜Ｍ１６にそれぞれ記憶される。なお、この特徴値とは、例えば、各フィールドに含まれる図形の面積であり、場合によっては、フィールドを更に小さく分割した小領域に含まれる図形の面積である。
【００２９】
特徴値メモリー２６に記憶された各特徴値は、補正値演算回路２７に供給され、この演算回路２７でフィールドｆ５におけるショット時間の補正値が演算される。この演算は、描画するフィールドｆ５自身の近接効果補正値を周辺のフィールドの特徴値を勘案して行うことになる。
【００３０】
補正値演算回路２７によって演算された補正値は、補正値メモリー２８に供給されて記憶される。補正値メモリー２８に記憶された補正値は、ショット時間制御ユニット１８に供給され、フィールドｆ５内にショットされる図形のショット時間は、近接効果を補正するように調整されることになる。この結果、被描画材料９に描画されるパターンは、近接効果が補正されたものとなり、パターンの幅等は設計とおりの長さとなり、また、接近して配置されるパターンについても、繋がるような現象は防止される。
【００３１】
次に別のフィールドを描画することになるが、この場合、ステージ２２が１フィールド分移動させられる。その後、前記したように、描画フィールドに隣接するフィールドが選び出され、特徴値演算回路２５で特徴値が演算される。この際、選び出されたフィールド（描画フィールドと隣接するフィールド）について、特徴値が既に演算され、特徴値メモリー２６内のメモリーのいずれかに記憶されているかどうかを判定する。
【００３２】
既に記憶されているフィールドの特徴値についてはこの段階で新たに特徴値の演算を行うことなく、記憶されている特徴値を使用する。逆に、特徴値が記憶されていないフィールドの場合には、そのフィールドについて特徴値を演算し、特徴値メモリー２６内の空いているメモリーに記憶する。
【００３３】
一方、特徴値メモリー２６内のメモリーが全て使用されており、新規にフィールドの特徴値を演算し記憶させる必要がある場合には、記憶しているフィールド全てについて、以降に描画するフィールドに隣接する回数を計算する。そして、最も回数の少ないフィールドについて、記憶している値を廃棄し、値の廃棄されたメモリーに新たに演算されたフィールドの特徴値を記憶させる。
【００３４】
このような動作を全ての抜き出したフィールドに対して実行し、隣接するフィールドの特徴値データが全て記憶されたら、補正値演算回路２７で描画すべきフィールドの補正値を演算し、その結果を補正値メモリー２８に記憶させる。補正値メモリー２８に記憶された補正値は、ショット時間制御ユニット１８に供給され、新たなフィールド内にショットされる図形のショット時間は、近接効果を補正するように調整されることになる。
【００３５】
図５に示した表は、図３に示した描画領域を順に描画する場合の特徴値メモリー２６内のメモリーＭ１〜Ｍ１６の利用状況を説明するための表である。図５の表において、Ｆｄは描画フィールドを示しており、Ｆｍは描画フィールドに対して新たに特徴値の演算が必要なフィールドを示しており、Ｆｎは描画フィールドに対して、既に特徴値の演算が実行されて記憶されているフィールドを示しており、Ｆｓは記憶している特徴値を廃棄するフィールドを示している。
【００３６】
まず、最初にフィールドＦ１の描画が行われるが、このときには、描画フィールドＦ１と、隣接するフィールドＦ２、Ｆ９、Ｆ１０の特徴値が演算されて特徴値メモリー２６内のいずれかのメモリーに記憶される。
【００３７】
次に２番目のフィールドＦ２の描画を行う場合には、補正値を演算するために必要なフィールドＦ１〜ｆ３、Ｆ８〜Ｆ１０の内、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ９，Ｆ１０の特徴値は既に演算されて記憶されているため、新たにフィールドＦ３，Ｆ８の特徴値が演算され特徴値メモリー２６内のメモリーのいずれかに記憶される。
【００３８】
次に３番目のフィールドＦ３の描画を行う場合には、補正値を演算するために必要なフィールドＦ２〜ｆ４、Ｆ７〜Ｆ９の内、Ｆ２，Ｆ３，Ｆ８，Ｆ９の特徴値は既に演算されて記憶されているため、新たにフィールドＦ４，Ｆ７の特徴値が演算され特徴値メモリー２６内のメモリーのいずれかに記憶される。
【００３９】
このようにして既に特徴値が演算されて記憶されているフィールドについては、新たに特徴値を演算することなく、特徴値メモリー２６内のメモリーに記憶されている値が利用される。この結果、例えば、フィールドＦ５やＦ１０の描画を行う場合には、特徴値の演算を新たに行うフィールドはなく、全て記憶されている特徴値によって補正値の演算が実行できることになる。
【００４０】
１１番目のフィールドＦ１１の描画を行う場合、新たに２つのフィールドＦ１９，Ｆ２０の特徴値を演算し特徴値メモリー２６内のメモリーのいずれかに記憶させる必要がある。しかしながら、特徴値メモリー２６内の１６のメモリーＭ１〜Ｍ１６の内、１５のメモリーには既に特徴値が記憶されているため、いずれか１つのメモリーに記憶してある特徴値を廃棄しなければならない。
【００４１】
この場合には、これ以降に描画するフィールドとそれに隣接するフィールドとの関係から、必要となる回数が最も少ないと考えられるフィールドについての特徴値が廃棄され、そのメモリーに新たに演算された特徴値が格納されることになる。すなわち、フィールドＦ１９の特徴値は既に空いているメモリー内に記憶されるが、フィールドＦ２０の特徴値は、フィールドＦ１が記憶されていたメモリーの内容を廃棄し、そのメモリーに記憶される。
【００４２】
１２番目のフィールドＦ１２の描画を行う場合にも、空いているメモリーがないため、フィールドＦ２の記憶内容を廃棄し、そのメモリーに新たに演算されたフィールドＦ１８の特徴値を記憶させる。このように動作させることにより、特徴値の演算の回数を軽減して処理速度をアップさせると共に、容量の少ないメモリーを有効に活用することができる。
【００４３】
例えば、被描画材料の大きさを２３０ｍｍ×２３０ｍｍ、フィールドの大きさを１ｍｍ×１ｍｍとし、特徴値メモリー２６内のメモリーの数を１６個とした場合、材料上の全てのフィールドの特徴値を全て保持する場合に比べて、メモリーの容量は、１６／（２３０×２３０）＝約３３００分の１となる。
【００４４】
また、処理の速度については、フィールドが格子状に並んでいるとし、左上から順番に描画すると仮定すると、９個以上の特徴値メモリーがある場合、次のフィールドを描画するのに新たに求める必要がある特徴値メモリーの個数はほとんどの場合３個となる。したがって、特徴値の演算を１フィールドを描画する３倍の速度で行えば、描画と平行して処理することが可能となる。
【００４５】
以上本発明の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず幾多の変形が可能である。例えば、近接効果の補正値の演算をフィールド単位で行ったが、フィールドより狭い領域で仮想的に描画領域を区切り、その領域単位で補正値の演算を行う場合にも本発明を適用することができる。また、図１，図２で示したＣＰＵとハードウェアの処理の分担は一例であり、処理能力によってはＣＰＵでより多くの処理を行っても良い。
【００４６】
更に、図１，図２で示した構成例では、補正値メモリーは１フィールド分である。このため、補正値メモリーへの補正値の演算結果の書き込みは描画と平行させて動作させることができない。したがって、補正値メモリーを２個準備し、交互に使用することにより、描画動作と補正値の演算結果の書き込み動作を並列処理することが可能となる。
【００４７】
更にまた、特徴値メモリーは、フィールドと一対一対応としたが、必ずしもフィールドと対応する必要がなく、全体として１フィールドに隣接するフィールドを含めて記憶できるよう量を備えていれば、本発明の手順が適用できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、仮想的に分離された個別領域の描画に際してその周辺の個別領域のパターンに応じたデータを抜き出し、そのデータに基づいて個別領域の特徴値を演算して記憶し、記憶された各特徴値に基づいて該特定の個別領域の電子ビーム照射量を補正し、異なった個別領域の描画に際しては、記憶された特徴値の一部が書き換えられるようにし、高速で近接効果補正の処理を可能とすると共に、メモリーの容量を著しく少なくすることができる。この結果、大量のデータ処理が必要であったマスク材料などの描画における近接効果補正を簡単な構成で高速に行うことを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための可変面積型電子ビーム描画装置の一例を示す図である。
【図２】図１の装置における近接効果補正ユニットの一例を示す図である。
【図３】フィールド描画の様子を示す図である。
【図４】近接効果補正のために考慮すべき電子の散乱範囲を示す図である。
【図５】メモリーＭ１〜Ｍ１６の利用状況を説明するための表である。
【符号の説明】
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  高速データ制御ユニット
１４  ショット分割ユニット
１８  ショット時間制御ユニット
１９  ブランカー
２２  ステージ
２４  近接効果補正ユニット
２５  特徴値演算回路
２６  特徴値メモリー
２７  補正値演算回路
２８  補正値メモリー
【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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