(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の成形アパーチャを通過することで第１の形状に成形された複数の第１の荷電粒子ビームを隣に並ぶように試料に照射する第１の照射工程と、
前記第１の照射工程の後に、前記第１の形状を構成する各辺を成形する成形アパーチャを反対にして、前記第１と第２の成形アパーチャを通過することで第２の形状に成形された複数の第２の荷電粒子ビームを隣に並ぶように、前記第１の荷電粒子ビームを照射した位置に重ねて照射する第２の照射工程と、
を備えたことを特徴とする描画方法。
【請求項２】
前記第１と第２の形状は、四角形であることを特徴とする請求項１記載の描画方法。
【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方法に係り、例えば、２つの形成アパーチャを通過させることでビームを可変成形する描画装置の描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図１３は、可変成形型電子線描画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（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。まず、第１の成形アパーチャ４１０には、電子線３３０を成形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の成形アパーチャ４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成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、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料に照射される。ステージは、描画中、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動している。このように、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口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。
【０００４】
以上のように、成形された矩形形状の各辺は開口４１１と可変成形開口４２１とのいずれかによって成形されることになる。ここで、可変成形型の電子ビーム描画装置では、空間電荷効果によるビーム解像度の劣化が生じる。空間電荷効果の大きさは、電流密度とショット面積とビームの走行距離との積に比例する。具体的には、以下のようになる。図１１において、電流密度を共通として、開口４１１の面積をＳ０、開口４１１の通過したビームのうち可変成形開口４２１を通過する面積をＳ２、開口４１１から可変成形開口４２１までの距離をＬ１、可変成形開口４２１から試料３４０までの距離をＬ２とする。その場合、開口４１１により成形されるビームの辺が受ける空間電荷効果の大きさは、Ｌ１×Ｓ０＋Ｌ２×Ｓ２に比例する。他方、可変成形開口４２１により成形されるビームの辺が受ける空間電荷効果の大きさは、Ｌ２×Ｓ２に比例する。よって、空間電荷効果が大きい開口４１１により成形されるビームの辺の方が、解像度が劣化することになる。
【０００５】
図１４は、第１と第２の成形アパーチャによって成形されたビームのビームプロファイルの一例を示す図である。
図１５に示すように、第１の成形アパーチャ（開口４１１）によって成形された辺の方が、第２の成形アパーチャ（可変成形開口４２１）によって成形された辺よりも解像度が劣化してしまうことがわかる。
【０００６】
ここで、ウェハへ直にパターンを形成する低加速の荷電ビーム露光において、第１の成形アパーチャと第２の成形アパーチャとの間で生じ得る空間電荷効果の影響を低減するとして、以下のような技術が開示されている。具体的には、このビーム露光装置において、第１成形アパーチャに、面積および形状の少なくともいずれかが互いに異なる複数の矩形状の開口を設け、第２の成形アパーチャ上の所望の領域への照明を可能にする第１の成形アパーチャの開口のうちで最も面積の小さな開口が選択されるように偏向手段を制御するというものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１２８５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１４に示したように、第１の成形アパーチャによって成形された辺の方が、第２の成形アパーチャによって成形された辺よりも解像度が劣化してしまう。
【０００８】
図１５は、第１と第２の成形アパーチャによって成形されたビームのビームプロファイルとパターン寸法とパターン中心の一例を示す図である。
図１５に示すように、適正現像時間で現像した場合に相当する閾値（±０）でのパターン９４と、適正現像時間よりも短い時間で現像した場合に相当する閾値（−）でのパターン９２と、適正現像時間よりも長い時間で現像した場合に相当する閾値（＋）でのパターン９２とでは、パターン寸法が変わってしまうことがわかる。このように、パターン寸法精度が劣化してしまうといった問題があった。そればかりか、さらに、上述した解像度の違いによりパターン９２の中心９３とパターン９４の中心９５とパターン９６の中心９７の位置がずれてしまうといった問題があった。
【０００９】
上述した例では、１つのショットでパターンを形成する場合を示したが、電子ビーム描画では、複数のショットをつなぎ合わせてパターンを形成する場合も多い。
図１６は、複数のパターンをつなぎ合わせたパターンの一例を示す図である。
ここでは、例えば、パターン３３とパターン３５をつなぎ合わせてパターン３１を形成する場合を示している。
図１７は、図１６に示すパターンを形成する際の２つのショットの一例とそれらのプロファイルの一例とを示す図である。
成形されたビームのショット８５とショット８７を照射することで、２つのビームプロファイルが合成されてビームプロファイル８９となる。かかる場合でも図１４で示した内容と同様な問題が生じる。さらに、ここでの誤差要因としては、ショット８５の基準位置８６の位置誤差とショット８７の基準位置８８の位置誤差と解像度が劣化した辺を持つショット８５のショット寸法Ｌ３の寸法誤差とが挙げられる。このような３つの誤差要因に対処するのは容易なことではない。
【００１０】
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、第１と第２の成形アパーチャによって成形されるビームにおける空間電荷効果によるビーム解像度の劣化による弊害を克服する描画方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】
【００１１】
本発明の一態様の描画方法は、
第１と第２の成形アパーチャを通過することで第１の形状に成形された複数の第１の荷電粒子ビームを隣に並ぶように試料に照射する第１の照射工程と、
第１の形状を構成する各辺を成形する成形アパーチャを反対にして、第１と第２の成形アパーチャを通過することで第２の形状に成形された複数の第２の荷電粒子ビームを隣に並ぶように、第１の荷電粒子ビームを照射した位置に重ねて照射する第２の照射工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成により、各辺を成形する成形アパーチャを反対にして多重描画を行なう。その結果、両辺が共に第１と第２の成形アパーチャで成形されることになる。よって、多重描画後のビームのプロファイルは、左右対称となる。その結果、閾値の位置によるパターン中心位置のずれを抑制することができる。よって、閾値を制御することによってパターン寸法を調整することができる。
【００１３】
かかる第１と第２の形状は、四角形であると好適である。
【００１４】
本発明の他の態様の描画方法は、
第１の成形アパーチャを通過した第１の荷電粒子ビームがさらに第２の成形アパーチャを通過することで第１の形状に成形された第１の荷電粒子ビームを試料に照射する第１の照射工程と、
第１の形状を構成する各辺を成形する成形アパーチャを反対にして、第１の成形アパーチャを通過した第２の荷電粒子ビームがさらに第２の成形アパーチャを通過することで第２の形状に成形された第２の荷電粒子ビームを、第１の成形アパーチャで成形された辺同士が向き合うように第１の荷電粒子ビームを照射した位置の隣に照射する第２の照射工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
かかる構成により第１と第２の形状をつなぎ合わせて形成されるパターンの外周辺を第２の成形アパーチャで成形した辺とすることができる。その結果、パターンの解像度を向上させることができる。よって、寸法精度を向上させることができる。また、パターンの外周辺は、共に解像度の良い辺となっているので略左右対称となる。その結果、閾値の位置によるパターン中心位置のずれを抑制することができる。
【００１６】
ここで、第１と第２の荷電粒子ビームは、一部が重なるように照射されると好適である。或いは、第１と第２の荷電粒子ビームは、隙間を空けて照射されても構わない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１と第２の成形アパーチャによって成形されるビームにおける空間電荷効果によるビーム解像度の劣化による弊害を克服することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に示す各実施の形態では、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、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１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、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。そして、描画装置１００は、試料１０１に所望するパターンを描画する。制御部１６０は、制御計算機１２０、偏向制御回路１１０、磁気ディスク装置１０９、及びデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１１２，１１４を備えている。描画部１５０は、電子鏡筒１０２、描画室１０３を有している。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、試料１０１が例えば３点支持で載置されている。試料１０１として、例えば、ウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。また、磁気ディスク装置１０９には、描画データが格納されている。また、制御計算機１２０は、描画部１５０、及び偏向制御回路１１０を制御する。特に、成形偏向器２０５、及び偏向器２０８は、偏向制御回路１１０を介して制御される。ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
【００２０】
照射部の一例となる電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１の成形アパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ２０３の開口部を通過した電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２の成形アパーチャ２０６上に投影され、第１アパーチャの像が結像する。かかる第２の成形アパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、成形偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。そして、第２の成形アパーチャ２０６の開口部を通過した第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、偏向制御回路１１０に制御された偏向器２０８により偏向される。その結果、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。
【００２１】
図２は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
実施の形態１では、上述した第１と第２の成形アパーチャによって成形されるビームにおける空間電荷効果によるビーム解像度の劣化による弊害を克服するために、以下のようにして多重描画を行なう。特に、図２に示すように、奇数（第２ｎ−１）回目の描画（照射）工程（Ｓ１０２）と偶数（第２ｎ）回目の描画（照射）工程（Ｓ１０４）とにおいて以下のようにビームを成形する。
【００２２】
図３は、実施の形態１における第２ｎ−１回目の描画における成形ビーム像の一例を示す図である。
図４は、実施の形態１における第２ｎ回目の描画における成形ビーム像の一例を示す図である。
図３，４では、第１の成形アパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像１０が第２の成形アパーチャ２０６上に照射された状態を示している。図３では、第２ｎ−１回目の描画を行なう際の状態を示し、図４では、第２ｎ回目の描画を行なう際の状態を示している。
【００２３】
まずここで、図３を用いて“ショットの基準位置”について説明する。第１成形アパーチャ像１０のうち、第２成形アパーチャ開口１２を通りぬける部分（図中ＡＢＣＤの四角形）が成形されたビームとなる。第１成形アパーチャ像１０は、第２成形アパーチャ上に結像した第１成形アパーチャ（の開口部の）像である。図３中のＣ点は第２成形アパーチャ開口１２のふたつの辺の交点であり、これに対応するショットの点を以降では“ショットの基準点”と呼ぶ。図３からわかるように、ショットの基準位置は、第２アパーチャ上で、第１アパーチャ像を移動させ（成形ビームのサイズを変え）たとしても変わらないという特徴を持っている。このショットは試料上に結像するが、このショットの位置の制御は、偏向器２０８を制御しショットの基準位置を試料上で制御することによって行われる。図３の例では、第２成形アパーチャ開口１２の左下に第１成形アパーチャ像１０を結像させる例で説明したが、図４のように、第２成形アパーチャ開口１２の右上に第１成形アパーチャ像１０を結像させる例でも同様に“ショットの基準点”を定義できる。すなわち、第２成形アパーチャ開口１２のふたつの辺の交点Ａ’に対応するショットの点を“ショットの基準点”と定義できる。この時も、ショットの基準位置は、第２アパーチャ上で、第１アパーチャ像を移動させ（成形ビームのサイズを変え）たとしても変わらない。また、このショットの位置の制御は、偏向器２０８を制御しショットの基準位置を試料上で制御することによって行われる。以下、図２のフローチャートに従って実施の形態１における描画方法について説明する。
【００２４】
まず、第２ｎ−１回目の描画を行なう際には、第２の成形アパーチャ２０６の開口１２の左下側で第１の電子ビーム２００（第１の荷電粒子ビーム）が成形される。図３では、成形ビーム像２０がＡＢＣＤで囲まれた四角形（第１の形状）に成形された場合を示している。このようにして、成形された第１の電子ビーム２００は、辺ＡＢと辺ＤＡが第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺となる。他方、辺ＢＣと辺ＣＤが第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺となる。
【００２５】
以上のように、Ｓ１０２として、第２ｎ−１回目の描画（照射）工程として、図３に示すように第１と第２の成形アパーチャ２０３，２０６を通過することで四角形の形状に成形された第１の電子ビーム２００を試料１０１に照射する。
【００２６】
続いて、第２ｎ回目の描画を行なう際には、第２の成形アパーチャ２０６の開口１２の右上側で第２の電子ビーム２００（第２の荷電粒子ビーム）が成形される。図４では、成形ビーム像２２がＡ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’で囲まれた四角形（第２の形状）に成形された場合を示している。このようにして、成形された第２の電子ビーム２００は、辺Ａ’Ｂ’と辺Ｄ’Ａ’が第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺となる。他方、辺Ｂ’Ｃ’と辺Ｃ’Ｄ’が第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺となる。成形ビーム像２０，２２は、同一寸法で同一形状になるように成形偏向器２０５で制御する。このようにして成形される２つの四角形では、構成する各辺が成形する成形アパーチャを反対にして成形されることになる。
【００２７】
以上のように、Ｓ１０４として、第２ｎ回目の描画（照射）工程として、四角形の成形ビーム像２２を構成する各辺を成形する成形アパーチャを、成形ビーム像２０を構成する各辺を成形する成形アパーチャと反対にして、第１と第２の成形アパーチャ２０３，２０６を通過することで四角形に成形された第２の電子ビーム２００を、上述した第１の電子ビーム２００を照射した位置に重ねて照射する。
【００２８】
図５は、実施の形態１における２つのビームプロファイルの一例とその２つを合成したビームプロファイルの一例とを示す図である。
第２ｎ−１回目の描画での試料１０１上に照射されるビームプロファイル２１は、左側の辺ＡＢが第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺であるため解像度が劣化（ビーム強度の立ち上がりが緩い）している。これに対し、右側の辺ＣＤは第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺であるため解像度が良好（ビーム強度の立ち下がりが急峻）である。一方、第２ｎ回目の描画での試料１０１上に照射されるビームプロファイル２３は、左側の辺Ａ’Ｂ’が第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺であるため解像度が良好（ビーム強度の立ち上がりが急峻）である。これに対し、右側の辺Ｃ’Ｄ’は第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺であるため解像度が劣化（ビーム強度の立ち下がりが緩い）している。これら２つのビームプロファイル２１，２３を合成するとビームプロファイル２４のように左右の辺を対称形とすることができる。その結果、図１５の説明で問題となった閾値の位置によるパターン中心位置のずれを抑制することができる。よって、閾値を制御することによってパターン寸法を調整することができる。また、合成することで、第１の成形アパーチャ２０３で成形された劣化した辺の解像度を向上させることができる。その結果、パターン寸法の精度を向上させることができる。
【００２９】
ここで、描画されるパターンは、１つの成形ビーム（ショット）で形成される場合に限るものではなく、複数のショットをつなぎ合わせてパターンを形成する場合も多い。
図６は、実施の形態１における２つのパターンをつなぎ合わせて形成されるパターンの一例を示す図である。
図６では、四角形の２つのパターン３２，３４をつなぎ合わせて四角形のパターン３０を形成する場合を示している。この場合、パターン３２を形成するためのショットとパターン３４を形成するためのショットとを照射することになる。
【００３０】
図７は、実施の形態１における奇数及び偶数回目の描画における各成形ビーム像の一例と２つのショットをつなぎ合わせた各ビームプロファイルの一例と両ビームプロファイルを合成したビームプロファイルの一例とを示す図である。
まず、第２ｎ−１回目の描画を行なう際には、第２の成形アパーチャ２０６の開口１２の左下側で第１の電子ビーム２００（第１の荷電粒子ビーム）が成形される。成形ビーム像２０は、図３と同様、ＡＢＣＤで囲まれた四角形（第１の形状）に成形される。このようにして、成形された第１の電子ビーム２００は、辺ＡＢと辺ＤＡが第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺となる。他方、辺ＢＣと辺ＣＤが第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺となる。
【００３１】
以上のように、Ｓ１０２として、第２ｎ−１回目の描画（照射）工程として、第１と第２の成形アパーチャ２０３，２０６を通過することでＡＢＣＤで囲まれた四角形の形状に成形された２つの第１の電子ビーム２００を互いが隣に並ぶように試料１０１に照射する。第２ｎ−１回目の描画での試料１０１上に照射されるビームプロファイル２１は、左側の辺ＡＢが第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺であるため解像度が劣化（ビーム強度の立ち上がりが緩い）している。これに対し、右側の辺ＣＤは第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺であるため解像度が良好（ビーム強度の立ち下がりが急峻）である。このようなビームプロファイル２１が隣に並ぶことになる。
【００３２】
続いて、第２ｎ回目の描画を行なう際には、第２の成形アパーチャ２０６の開口１２の右上側で第２の電子ビーム２００（第２の荷電粒子ビーム）が成形される。成形ビーム像２２は、図４と同様、Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’で囲まれた四角形（第２の形状）に成形される。このようにして、成形された第２の電子ビーム２００は、辺Ａ’Ｂ’と辺Ｄ’Ａ’が第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺となる。他方、辺Ｂ’Ｃ’と辺Ｃ’Ｄ’が第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺となる。成形ビーム像２０，２２は、同一寸法で同一形状になるように成形偏向器２０５で制御する。このようにして成形される２つの四角形では、構成する各辺が成形する成形アパーチャを反対にして成形されることになる。
【００３３】
以上のように、Ｓ１０４として、第２ｎ回目の描画（照射）工程として、四角形の成形ビーム像２２を構成する各辺を成形する成形アパーチャを、成形ビーム像２０を構成する各辺を成形する成形アパーチャと反対にして、第１と第２の成形アパーチャ２０３，２０６を通過することで四角形に成形された隣り合う２つの第２の電子ビーム２００を、上述した２つの第１の電子ビーム２００を照射した位置に重ねて照射する。第２ｎ回目の描画での試料１０１上に照射されるビームプロファイル２３は、左側の辺Ａ’Ｂ’が第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺であるため解像度が良好（ビーム強度の立ち上がりが急峻）である。これに対し、右側の辺Ｃ’Ｄ’は第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺であるため解像度が劣化（ビーム強度の立ち下がりが緩い）している。このようなビームプロファイル２３が隣に並ぶことになる。
【００３４】
これら隣り合う２つのビームプロファイル２１と隣り合う２つのビームプロファイル２３とを合成するとビームプロファイル２６のように左右の辺を対称形とすることができる。その結果、２つのパターンをつなぎ合わせる場合でも同様に図１５の説明で問題となった閾値の位置によるパターン中心位置のずれを抑制することができる。よって、閾値を制御することによってパターン寸法を調整することができる。また、合成することで、第１の成形アパーチャ２０３で成形された劣化した辺の解像度を向上させることができる。その結果、パターン寸法の精度を向上させることができる。
【００３５】
図６では、２つのパターンをつなぎ合わせた場合を示したが、これに限るものではない。図８は、実施の形態１における３つのパターンをつなぎ合わせて形成されるパターンの一例を示す図である。図８に示すように、四角形の３つのパターン３２，３４，３６をつなぎ合わせて四角形のパターン３８を形成する場合でも多重描画における奇数回目と偶数回目での各辺を成形する成形アパーチャを反対にすることで同様の効果を得ることができる。４つ以上のパターンをつなぎ合わせて形成されるパターンでも同様である。
【００３６】
以上のように多重描画を行なうことで、第１と第２の成形アパーチャによって成形されるビームにおける空間電荷効果によるビーム解像度の劣化による弊害を克服することができる。
【００３７】
実施の形態２．
実施の形態１では、多重描画を行なうことでビーム解像度の劣化による弊害を克服する場合を説明した。しかしながら、描画の仕方によっては多重描画を行なわなくても克服することができる場合もある。実施の形態２では、多重描画を行なわずにビーム解像度の劣化を抑制する描画方法について説明する。実施の形態２における装置構成は、図１と同様である。
【００３８】
この実施の形態２は、ひとつのパターンをふたつ以上のショットで形成する方法を示すものである。
【００３９】
図９は、１つのパターンをふたつのショットで描画する場合の各成形ビームの形成例と２つのショットをつなぎ合わせたビームプロファイルの一例と合成後のビームプロファイルの一例とを示す図である。本実施の形態では、以下で説明するように、つなぎ合わせる方向と逆の辺が第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺となるように電子ビーム２００（第１の荷電粒子ビーム）が成形される。まず、図９（ｃ）に示すパターンの左側のショット４２のビーム形成について説明する。これは、図９（ａ）に示すように第２成形アパーチャ開口１２の右上側に第１アパーチャ像１０を結像させ、電子ビーム２００（第１の荷電粒子ビーム）が成形される。成形ビーム像２２は、図４と同様、Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’で囲まれた四角形（第１の形状）に成形される。このようにして、成形された第１の電子ビーム２００は、辺Ａ’Ｂ’と辺Ｄ’Ａ’が第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺となる。他方、辺Ｂ’Ｃ’と辺Ｃ’Ｄ’が第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺となる。
【００４０】
以上のように、Ｓ２０２として、第１番目の描画（照射）工程として、第１の成形アパーチャ２０３を通過した第１の電子ビーム２００がさらに第２の成形アパーチャ２０６を通過することで、Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’で囲まれた四角形に成形された第１の電子ビーム２００を試料１０１に照射する。第２の成形アパーチャ２０６を通過した成形ビーム像２２は、対物レンズ２０７を通過することで上下左右が反転するため、試料１０１上の成形ビーム像４２では辺Ａ’Ｂ’がつなぎ合わせる方向と逆の辺、すなわち、合成後のパターンの一方の辺を構成することになる。よって、ビームプロファイル４６では、左側の辺Ａ’Ｂ’が第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺であるため解像度が良好（ビーム強度の立ち上がりが急峻）となる。これに対し、右側の辺Ｃ’Ｄ’は第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺であるため解像度が劣化（ビーム強度の立ち下がりが緩い）している。
【００４１】
次に、図９（ｃ）に示すパターンの右側のショット４４のビーム形成について説明する。これは、図９（ｂ）に示すように第２成形アパーチャ開口１２の左側に第１アパーチャ像１０を結像させ、電子ビーム２００（第２の荷電粒子ビーム）が成形される。成形ビーム像２２は、図３と同様、ＡＢＣＤで囲まれた四角形（第２の形状）に成形される。このようにして、成形された第２の電子ビーム２００は、辺ＢＣと辺ＣＤが第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺となる。他方、辺ＡＢと辺ＤＡが第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺となる。
【００４２】
以上のように、Ｓ２０４として、第２番目の描画（照射）工程として、四角形の成形ビーム像２０を構成する各辺を成形する成形アパーチャを、成形ビーム像２２を構成する各辺を成形する成形アパーチャと反対にして、第１の成形アパーチャ２０３を通過した第２の電子ビーム２００がさらに第２の成形アパーチャ２０６を通過することによりＡＢＣＤで囲まれた四角形に成形された第２の電子ビーム２００を、第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺同士が向き合うように第１の電子ビーム２００を照射した位置の隣に照射する。第２の成形アパーチャ２０６を通過した成形ビーム像２０は、対物レンズ２０７を通過することで上下左右が反転するため、試料１０１上の成形ビーム像４４では辺ＣＤがつなぎ合わせる方向と逆の辺、すなわち、合成後のパターンの他方の辺を構成することになる。よって、ビームプロファイル４７では、右側の辺ＣＤが第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺であるため解像度が良好（ビーム強度の立ち下がりが急峻）となる。これに対し、左側の辺ＡＢは第１の成形アパーチャ２０３で成形された辺であるため解像度が劣化（ビーム強度の立ち上がりが緩い）している。
【００４３】
図９（ｃ）に示すこれら隣り合うビームプロファイル４６とビームプロファイル４７とを合成すると図９（ｅ）に示すようなビームプロファイル４８のように左右の辺を第２の成形アパーチャ２０６で成形された辺とすることができる。その結果、２つのパターンをつなぎ合わせる場合でも同様に図１５の説明で問題となった閾値の位置によるパターン中心位置のずれを抑制することができるだけでなく、左右の辺の解像度を向上させることができる。その結果、実施の形態１よりもさらにパターン寸法の精度を向上させることができる。
【００４４】
また、実施の形態２では、試料１０１上の成形ビーム像４２の基準位置４３をつなぎ合わせる方向と逆の辺上にある頂点（Ａ’）にある。そして、試料１０１上の成形ビーム像４４の基準位置４５をつなぎ合わせる方向と逆の辺上にある頂点（Ｃ）にある。基準位置がこのようになることで、誤差要因を１つ減らすことができる。すなわち、解像度が劣化した辺が内側を向いているので解像度が劣化した辺に起因するショット寸法の寸法誤差を誤差要因から排除することができる。その結果、基準位置４３の位置誤差と基準位置４５の位置誤差との２つの誤差要因にすることができる。よって、誤差を低減することができる。
【００４５】
上述した各実施の形態において、つなぎ合わせてパターンを形成する際の各ショット位置については、以下の場合が存在する。
図１０は、つなぎ合わせて形成するパターン用のショット位置の一例を示す図である。
図１０では、第１の電子ビーム２００による試料１０１上の成形ビーム像５２と第２の電子ビーム２００による試料１０１上の成形ビーム像５４とが隙間を空けて照射される場合を示している。隣り合う成形ビーム像５２のビームプロファイル５３と成形ビーム像５４のビームプロファイル５５とを合成するとビームプロファイル５７となる。隙間を空けているので上部に凹みができるが、閾値Ｔｈにかからない凹みであれば、パターン形状に影響を与えるものではない。その結果、寸法ｌ１のパターンを得ることができる。
【００４６】
図１１は、つなぎ合わせて形成するパターン用のショット位置の他の一例を示す図である。
図１１では、第１の電子ビーム２００による試料１０１上の成形ビーム像６２と第２の電子ビーム２００による試料１０１上の成形ビーム像６４とがちょうど接触するように照射される場合を示している。隣り合う成形ビーム像６２のビームプロファイル６３と成形ビーム像６４のビームプロファイル６５とを合成するとビームプロファイル６７となる。ビーム強度の中間位置でプロファイルが交わる場合には上部が平行になる。当然に上部が平行なので、閾値Ｔｈに影響せず、パターン形状に影響を与えるものではない。その結果、寸法ｌ２のパターンを得ることができる。
【００４７】
図１２は、つなぎ合わせて形成するパターン用のショット位置の他の一例を示す図である。
図１２では、第１の電子ビーム２００による試料１０１上の成形ビーム像７２と第２の電子ビーム２００による試料１０１上の成形ビーム像７４とが、一部が重なるように照射される場合を示している。隣り合う成形ビーム像７２のビームプロファイル７３と成形ビーム像７４のビームプロファイル７５とを合成するとビームプロファイル７７となる。一部が重なるようにしているので上部に凸部ができるが、閾値Ｔｈに影響せず、パターン形状に影響を与えるものではない。その結果、寸法ｌ３のパターンを得ることができる。
【００４８】
以上のように、第１と第２の荷電粒子ビームは、一部が重なるように照射されると好適である。或いは、第１と第２の荷電粒子ビームは、隙間を空けて照射されても構わない。或いは、第１と第２の荷電粒子ビームは、成形ビーム像同士がちょうど接触するように照射されても構わない。
【００４９】
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。
【００５０】
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、描画装置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。
【００５１】
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荷電粒子ビーム描画方法及び装置は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図３】実施の形態１における第２ｎ−１回目の描画における成形ビーム像の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１における第２ｎ回目の描画における成形ビーム像の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１における２つのビームプロファイルの一例とその２つを合成したビームプロファイルの一例とを示す図である。
【図６】実施の形態１における２つのパターンをつなぎ合わせて形成されるパターンの一例を示す図である。
【図７】実施の形態１における奇数及び偶数回目の描画における各成形ビーム像の一例と２つのショットをつなぎ合わせた各ビームプロファイルの一例と両ビームプロファイルを合成したビームプロファイルの一例とを示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１における３つのパターンをつなぎ合わせて形成されるパターンの一例を示す図である。
【図９】１つのパターンをふたつのショットで描画する場合の各成形ビームの形成例と２つのショットをつなぎ合わせたビームプロファイルの一例と合成後のビームプロファイルの一例とを示す図である。
【図１０】つなぎ合わせて形成するパターン用のショット位置の一例を示す図である。
【図１１】つなぎ合わせて形成するパターン用のショット位置の他の一例を示す図である。
【図１２】つなぎ合わせて形成するパターン用のショット位置の他の一例を示す図である。
【図１３】可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【図１４】第１と第２の成形アパーチャによって成形されたビームのビームプロファイルの一例を示す図である。
【図１５】第１と第２の成形アパーチャによって成形されたビームのビームプロファイルとパターン寸法とパターン中心の一例を示す図である。
【図１６】複数のパターンをつなぎ合わせたパターンの一例を示す図である。
【図１７】図１６に示すパターンを形成する際の２つのショットの一例とそれらのプロファイルの一例とを示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  第１アパーチャ像
１２  第２アパーチャ開口
２０，２２，４２，４４，５２，５４，６２，６４，７２，７４  成形ビーム像
２１，２３，２４，２６，４６，４７，４８  ビームプロファイル
５３，５５，５７，６３，６５，６７，７３，７５，７７，８９  ビームプロファイル
３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３８，９２，９４，９６  パターン
４３，４５，８６，８８  基準位置
８５，８７  ショット
９３，９５，９７  中心
１００  描画装置
１０１，３４０  試料
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０５  ＸＹステージ
１０９  磁気ディスク装置
１１０  偏向制御回路
１１２，１１４  ＤＡＣ
１２０  制御計算機
１５０  描画部
１６０  制御部
２００  電子ビーム
２０１  電子銃
２０２  照明レンズ
２０３，４１０  第１の成形アパーチャ
２０４  投影レンズ
２０５  成形偏向器
２０６，４２０  第２の成形アパーチャ
２０７  対物レンズ
２０８  偏向器
３３０  電子線
４１１  開口
４２１  可変成形開口
４３０  荷電粒子ソース
【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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【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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