(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームのショットにより被描画材料上に描画パターンを描く荷電粒子ビーム描画方法において、描画パターンを、少なくとも許容偏向収差範囲内で荷電粒子ビームの偏向だけによりパターンが描ける小領域毎のパターンデータに分け、該分割されたパターンデータに基づいて各小領域を順次描画するにあたり、描画すべき小領域のトータルパターン面積（ａｉ）と、該描画すべき小領域と他の各小領域との距離（ｒ）の関数（ｆ（ｒ））と該各他の小領域のトータルパターン面積（ａｊ）の積｛ａｊ×ｆ（ｒ）｝の総和ＳＴとの和（ａｉ＋ＳＴ）を求め、予め求めておいた前記和に対するショット時間補正係数に基づいてショット時間を補正したことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項２】
荷電粒子ビームのショットにより被描画材料上に描画パターンを描く荷電粒子ビーム描画方法において、パターン描画前に、描画パターンを、少なくとも許容偏向収差範囲内で荷電粒子ビームの偏向だけによりパターンが描ける小領域毎のパターンデータに分け、この分割されたパターンデータに基づいて各小領域を順次描画するにあたり、小領域のトータルパターン面積と、該小領域と他の各小領域との距離の関数と該各他の小領域のトータルパターン面積の積の総和との和に対するショット時間補正係数の関係を各小領域毎に求めてテーブル化し、パターン描画時に、描画パターンデータを、少なくとも許容偏向収差範囲内で荷電粒子ビームの偏向だけによりパターンが描ける小領域に分け、描画すべき小領域のトータルパターン面積（ａｉ）と、該描画すべき小領域と他の各小領域との距離（ｒ）の関数（ｆ（ｒ））と該各他の小領域のトータルパターン面積（ａｊ）の積｛ａｊ×ｆ（ｒ）｝の総和ＳＴとの和（ａｉ＋ＳＴ）を求め、該和に対するショット時間補正係数を前記テーブルから呼び出し、該呼び出したショット時間補正係数に基づいてショット時間を補正した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】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、遠接効果の影響を補正してパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム描画方法は、基板上にレジストを塗布し、この様な被描画材料上の所定の位置に電子ビームをショットする事により被描画材料の所定の位置に所定のパターンを描く方法であり、極めて密度の高い半導体素子を製作することが出来る。
【０００３】
このような電子ビーム描画方法において、ショットした電子ビームがレジスト内で散乱（前方散乱と称す）したり、レジストを通過して基板中に入り、再び該基板からレジスト内に散乱（後方散乱と称す）したりすることにより、ショットした部分以外の近接した部分にもエネルギーが蓄積されてしまう。その為に、現像すると、所定部分内に未露光部が生じたり、所定部分以外の近接した部分が露光されてしまう現象が発生する。この様な現象を近接効果と称しており、電子ビームによるパターン描画が始まった頃からこの様な近接効果の影響を少なくするための種々の対策が取られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
さて、この様な近接効果とは別に、ショットした電子ビームがレジスト面で反射し、その反射した電子ビームが被描画材料上に設けられている電子光学系素子（レンズ）や鏡筒等に当たって再度反射し、その反射した電子ビームがレジストに入ることによって蓄積したエネルギーに基づくパターン描画への影響（描画すべきパターンの線幅が所定のものと異なる等の現象）がある。この様な影響は小さいものであり、これまでは何ら対策が施されていなかった。以後、この様な現象を遠接効果と称することにする。
【０００５】
しかし、この数年、パターンの集積度が極めて高くなり、その為に、パターン描画精度も更に高いものが要求されるようになってきていることから、前記近接効果の影響を少なくするだけでは事足りなくなってきている。
【０００６】
本発明はこの様な問題を解決することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の荷電粒子ビーム描画方法は、荷電粒子ビームのショットにより被描画材料上に描画パターンを描く荷電粒子ビーム描画方法において、描画パターンを、少なくとも許容偏向収差範囲内で荷電粒子ビームの偏向だけによりパターンが描ける小領域毎のパターンデータに分け、該分割されたパターンデータに基づいて各小領域を順次描画するにあたり、描画すべき小領域のトータルパターン面積（ａｉ）と、該描画すべき小領域と他の各小領域との距離（ｒ）の関数（ｆ（ｒ））と該各他の小領域のトータルパターン面積（ａｊ）の積｛ａｊ×ｆ（ｒ）｝の総和ＳＴとの和（ａｉ＋ＳＴ）を求め、予め求めておいた前記和に対するショット時間補正係数に基づいてショット時間を補正したことを特徴とする。
本発明の荷電粒子ビーム描画方法は、荷電粒子ビームのショットにより被描画材料上に描画パターンを描く荷電粒子ビーム描画方法において、パターン描画前に、描画パターンを、少なくとも許容偏向収差範囲内で荷電粒子ビームの偏向だけによりパターンが描ける小領域毎のパターンデータに分け、この分割されたパターンデータに基づいて各小領域を順次描画するにあたり、小領域のトータルパターン面積と、該小領域と他の各小領域との距離の関数と該各他の小領域のトータルパターン面積の積の総和との和に対するショット時間補正係数の関係を各小領域毎に求めてテーブル化し、パターン描画時に、描画パターンデータを、少なくとも許容偏向収差範囲内で荷電粒子ビームの偏向だけによりパターンが描ける小領域に分け、描画すべき小領域のトータルパターン面積（ａｉ）と、該描画すべき小領域と他の各小領域との距離（ｒ）の関数（ｆ（ｒ））と該各他の小領域のトータルパターン面積（ａｊ）の積｛ａｊ×ｆ（ｒ）｝の総和ＳＴとの和（ａｉ＋ＳＴ）を求め、該和に対するショット時間補正係数を前記テーブルから呼び出し、該呼び出したショット時間補正係数に基づいてショット時間を補正したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
さて、前記した様に、近接効果は前方散乱や後方散乱によりショットした部分以外の近接した部分にもエネルギーが蓄積されることに基づくもので、実質的には極めて狭い領域毎に考慮しなければ成らず、通常、１０μｍ×１０μｍ以下の極小領域毎に補正が施されるものである。
【０００９】
それに対し、前記遠接効果は、前記近接効果で考慮される領域の様に極めて狭い領域毎にとらえても殆どその影響が無視できる程度のものなので、近接効果で考慮される領域より極めて広い領域毎、例えば、少なくとも、偏向収差に基づく誤差が許容範囲内で電子ビームの偏向のみでパターンが描ける領域、即ちフィールド（１ｍｍ〜数ｍｍ×１ｍｍ〜数ｍｍの領域）毎に考慮されるものと考えられる。
【００１０】
この様な遠接効果は、前記した様に、ショットした電子ビームがレジスト面で反射し、その反射した電子ビームが被描画材料上に設けられている電子光学系素子（レンズ）や鏡筒等に当たって再度反射し、その反射した電子ビームがレジストに入ることによって蓄積したエネルギーに基づくパターン描画への影響なので、前記遠接効果が考慮される領域（遠接効果対象領域と称す）内の描画パターン面積と、描画すべき遠接効果対象領域と周辺の遠接効果対象領域との間の距離を考慮しなければならなず、或る描画すべき遠接効果対象領域への遠接効果による影響は、自分自身の遠接効果対象領域内のトータルパターン面積に、各周辺遠接効果対象領域内のトータルパターン面積と各周辺遠接効果対象領域と描くべき遠接効果対象領域との距離の関数との積の総和を足したものに対応していると見ることが出来る。
【００１１】
即ち、或る描画すべき遠接効果対象領域ｉ（ｉ＝１，２，３，ｎ）内のトータルパターン面積をａiとし、他の周辺遠接効果対象領域ｊ（ｉ＝１，２，３，ｎ−１）内のトータルパターン面積をａjとし、描画すべき遠接効果対象領域と周辺の遠接効果対象領域との間の距離ｒの関数をｆ（ｒ）とすれば、或る描画すべき遠接効果対象領域ｉは、次の（１）式に対応した遠接効果の影響を受けると見ることが出来る。即ち、或る描画すべき遠接効果対象領域ｉは、描画すべき領域のトータルパターン面積（ａi）と、該描画すべき領域と他の各領域との距離（ｒ）の関数（ｆ（ｒ））と該各他の領域のトータルパターン面積（ａj）の積｛ａj×ｆ（ｒ）｝の総和との和に対応した遠接効果の影響を受ける。
【００１２】
【数１】
0003754839.tif 000002
ここで、距離の関数ｆ（ｒ）は大雑把には一次関数見なすことが出来る。又、前記（１）式においては、距離は無名数で扱うので、（１）式で求められるＡｉは面積の単位となる。このＡｉを遠接効果補正を考慮した遠接効果補正面積と称し、この補正面積値に応じた補正を各遠接効果対象領域に施せば、各遠接効果対象領域への遠接効果の影響をなくすことが出来るのである。
【００１３】
さて、被描画材料上に描かれるパターンは、ＣＡＤ等により設計され、この様に設計されたパターンデータはＣＰＵの指令によりフィールド単位に分割され、各フィールドの位置や各フィールド内に描かれるパターンの位置や大きさ等が記憶手段に記憶される様になっているので、通常、各フィールド内に描かれるパターンの数や大きさ等は分かっている。従って、各フィールドについての遠接効果補正面積と、各補正面積に対応した補正係数をパターン描画前に求めておき、各フィールド内へのパターン描画時に対応する補正係数に基づいた補正を施せば、遠接効果を補正することが出来る。
【００１４】
この補正係数を求める場合、実際のパターン描画の前に、実験的に被描画材料の描画領域にパターンを描き、各フィールドにおける設計上のパターン幅に対する実際のパターン幅のずれを測定する。そして、この測定したパターン寸法のずれに対する補正係数を求めておけば、各遠接効果補正面積と補正係数が対応付けられる。尚、前記実験で求めた各遠接効果補正面積の間の遠接効果補正面積についての補正係数は補完法などにより求められる。この様にして、各遠接領域補正面積と補正係数のテーブルを作成しておく。
【００１５】
そして、実際の遠接効果の補正は各フィールド毎にショット時間を補正することにより行われる。即ち、ショット時間の基準値ＴOは、被描画材料に塗布されるレジストの感度とビーム電流密度の比に基づいて決定され、遠接効果補正を考慮したショット時間Ｔは、遠接効果の補正係数をＳとすると、次の（２）式で表される。
【００１６】
Ｔ＝ＴO＋ＴOＳ        （２）
従って、フィールド内にパターンを描画する際、そのフィールドの遠接効果補正面積を求め、その面積に対応した補正係数を前記テーブルから呼び出し、前記（２）式に従ってそのフィールドのショット時間を計算し、求めたショット時間でそのフィールド内のパタンを描画すればそのフィールドに対する遠接効果は補正される。
【００１７】
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。
【００１８】
図１は本発明に基づく電子ビーム描画方法の一実施例を実現するための電子描画装置の一例を示している。図中１は電子銃、２はブランカー、３はブランカースリット、４は照射レンズである。５，６はそれぞれ中央部に多角形状、例えば、正方形若しくは矩形の孔を有する第１成形スリット，第２成形スリット、７は前記第１成形スリット５の孔像を第２成形スリット上に結像するための成形レンズ、８は前記第１成形スリットを通過した電子ビームを偏向することにより、前記第１成形スリット孔像の第２成形スリット上の結像位置を決めるための成形用偏向器で、これら成形スリット５，６、成形レンズ７、及び成形用偏向器８が電子ビーム断面可変機構を成している。９は前記第２成形レンズ６を通過した電子ビームを被描画材料１０上に集束するための集束レンズ、１１は該材料上に集束される電子ビームの位置を決めるための位置決め用偏向器である。１２は前記被描画材料１０を載置するステージである。
【００１９】
１３はフィールドサイズに分割された被描画材料上に描くべき描画パターンのデータが記憶されているデータメモリ、１４は中央制御装置（以後、ＣＰＵと称す）である。
【００２０】
１５はデータ転送回路で、前記ＣＰＵ１４の指令によりデータメモリ１３からの描画パターンデータをビームショットサイズのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとそのショットビームのショット位置データを発生し、前者を成形偏向器制御回路１６を介して前記成形用偏向器８に、後者を位置決め偏向器制御回路１７を介して前記位置決め用偏向器１１に供給すると同時に、データメモリ１３からのフィールド毎のパターンデータに基づいて各フィールドの遠接領域補正面積を求め、求めた遠接領域補正面積に対応するショット時間補正係数をショット時間補正テーブル１８から読み出してショット時間制御回路１９に送るものである。
【００２１】
前記ショット時間補正テーブル１８は、前記した各遠接領域補正面積と対応する補正係数を記憶したテーブルである。尚、このテーブルでのショット時間補正係数が遠接効果補正に関する補正係数が当たる。１９は、前記ＣＰＵ１４から被描画材料に塗布されたレジストの感度とビーム電流密度により決定された基準のショット時間ＴOがセットされており、前記ショット時間補正テーブル１８からのショット時間補正係数Ｓに基づいて該基準ショット時間を補正してショット時間タを演算するショット時間制御回路である。
【００２２】
２０，２１はショット時間メモリで、前記ショット時間制御回路１９からのショット時間データを記憶するものである。２２は前記ＣＰＵ１４からのフィールド内描画パターンデータと前記ショット時間メモリからのショット時間データに基づいてブランキング信号を作成して、前記ブランカー２に供給するブランカー制御回路である。
【００２３】
２３は前記中央制御装置１４からの指令に従ってステージを移動制御する為の信号を発生するステージ駆動回路、２４はステージ駆動機構である。
【００２４】
次に、本発明の電子ビーム描画方法の一例を説明する。
【００２５】
前記データメモリ１３には、例えば、フィールド（電子ビームの走査だけで許容偏向誤差の範囲内でパターンが描ける領域）単位に分けられた描画パターンデータが記憶されている。即ち、フィールドの位置データ、フィールド内に描かれる各パターンの位置データ及び寸法データ等が記憶されている。
【００２６】
先ず、ＣＰＵ１４の指令により、該データメモリ１３から被描画材料の描画領域の描画パターンデータがデータ転送回路１５に送られる。データ転送回路１５はこの様なフィールド分割されたパターンデータに基づいて、各フィールドの遠接効果補正面積を順次求める。そして、順次各遠接効果補正面積に対応するショット時間補正係数をショット時間補正テーブル１８から読み出してショット時間制御回路１９に送る。該データ転送回路は、同時に、前記ＣＰＵ１４の指令によりデータメモリ１３からの描画パターンデータをフィールド毎、順次ビームショットサイズのデータ（即ち、ショットサイズパターンのデータ）に分割し、ショットビームのサイズデータとそのショットビームのショット位置データを発生し、前者を成形偏向器制御回路１６を介して前記成形用偏向器８に、後者を位置決め偏向器制御回路１７を介して前記位置決め用偏向器１１に供給する。
【００２７】
例えば、図２に示す様に、フィールドＦ1，Ｆ2，Ｆ3，………の順に描画するとした場合、ＣＰＵ１４は、前記データメモリ１３からのフィールドＦ1の位置データステージ駆動回路２３を介してステージ駆動機構２４に送る。従って、フィールドＦ1の中心に電子ビームの光軸が位置するようにステージ１２が移動する。又、データ転送回路１５は、フィールドＦ1の遠接効果補正面積Ａ1に対応するショット時間補正係数Ｓ1をショット時間補正テーブル１８から呼び出しショット時間制御回路１９に送る。従って、前記（２）式に基づいてフィールドＦ1の描画に対するショット時間が計算され、第１ショットメモリ２０に記憶されると同時に、前記ＣＰＵ１４の指令によりそのショット時間データはブランカー制御回路２２に送られる。該ブランカー制御回路は、前記ＣＰＵ１４からのフィールド内描画パターンデータに基づいて作成しているブランキング信号を、該ショット時間データに基づいて補正し、その補正したブランキング信号を前記ブランカー２に供給する。
【００２８】
この間、前記データ転送回路１５はフィールドＦ1内のパターンＰ11，Ｐ12を、ショットサイズパターンのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとそのショットビームのショット位置データを発生する。即ち、フイールドＦ1の位置を基準とした描画パターンＰ11の位置（ＸA，ＹA）及び大きさデータ（ＨA，ＷA）に基づいて、最大ショットビーム寸法を考慮して、例えば、図３に示す様に、４分割する処理を行う。これらショットサイズに分割されたショットサイズのパターンをＰA1，ＰA2，ＰA3，ＰA4とする。該データ転送回路は該分割により発生した各ショットサイズパターンのサイズデータとその位置データを発生し、前者を前記成形用偏向器８に、後者を前記位置決め用偏向器１１に供給する。次に同じように描画パターンＰ12もショットサイズのパターンに分割し、各ショットサイズパターンのサイズデータをショット時間制御回路２２と前記成形用偏向器８に、その位置データを前記位置決め用偏向器１１に供給する。
【００２９】
この結果、電子銃１からの電子ビームはビーム断面成形機構により、断面の大きさが順次前記ショット分割パターンＰA1，ＰA2，ＰA3，ＰA4の寸法データに対応したものに成形され、該成形ビームは位置決め用偏向器１１により、前記ブランキング信号に基づいた時間、順次前記ショット分割パターンＰA1，ＰA2，ＰA3，ＰA4の位置データに対応した被描画材料の位置にショットされ、ショット分割パターンＰA1，ＰA2，ＰA3，ＰA4が順次描画される。さして、同様にして、フィールドＦ1内の描画パターンＰ12同じショット時間に基づいて補正されたブランキング信号に基づいて描かれる。
【００３０】
この間、次のフィールドＦ2についてのショット時間が測定され、第２シヨットメモリ２１に記憶される。即ち、データ転送回路１５は、フィールドＦ2の遠接効果補正面積Ａ2に対応するショット時間補正係数Ｓ2をショット時間補正テーブル１８から呼び出しショット時間制御回路１９に送る。従って、前記（２）式に基づいてフィールドＦ2の描画に対するショット時間が計算され、第２ショットメモリ２１に記憶される。この様に、ショットタイムメモリを２つ設けて、或るフィールドの描画中に、他のフィールドの遠接効果補正の為のショット時間を求めて記憶させるると、パターン描画のスループットを上げることが出来る。
【００３１】
そして、前記第１フィールドＦ1の描画が終わると、続いて、ＣＰＵ１４は、前記データメモリ１３からのフィールドＦ2の位置データをステージ駆動回路２３を介してステージ駆動機構２４に送る。従って、フィールドＦ2の中心に電子ビームの光軸が位置するようにステージ１２が移動する。又、同時に、前記ＣＰＵ１４の指令により第２ショットメモリ２１が記憶しているショット時間データはブランカー制御回路２２に送られる。該ブランカー制御回路は、前記ＣＰＵ１４からのフィールド内描画パターンデータに基づいて作成しているブランキング信号を、該ショット時間データに基づいて補正し、その補正したブランキング信号を前記ブランカー２に供給する。
【００３２】
この間、前記データ転送回路１５はフィールドＦ2内のパターンＰ21，Ｐ22，Ｐ23を、ショットサイズパターンのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとそのショットビームのショット位置データを発生し、前者を前記成形用偏向器８に、後者を前記位置決め用偏向器１１に供給する。この結果、前記フィールドＦ1の描画時と同じように、フィールドＦ2内のパターンＰ21，Ｐ22，Ｐ23はフィールドＦ2に対し求められたショット時間補正係数に基づいて補正されたブランキング信号に基づいて描かれる。
以後同様に、フィールド毎にショット時間補正係数に基づいて補正されたブランキング信号に基づいて各フィールド内のパターンが描かれる。この様にして、遠接効果の補正が行われ、パターン描画の精度がより向上する。
【００３３】
尚、前記実施例ではフィールド（ステージの移動を伴うことなく、許容偏向誤差内で電子ビームの偏向のみでパターン描画が可能な領域）毎にショット時間を補正する事により遠接効果の補正を行うようにしたが、フィールド単位に限定されない。即ち、大体フィールドの大きさの単位で補正すれば遠接効果の補正効果が実質的に見られるので、少なくともフィールドの大きさ前後の領域に対してショット時間を補正すればよい。
【００３４】
又、前記実施例では遠接効果補正面積に対する補正係数を求める際、描画すべき遠接効果補正対象領域と周囲の領域との間の距離ｒの関数を一次関数見なしたが、より精度良く補正係数を求める場合には他の関数、例えば、二次曲線関数などが使用される。
【００３５】
又、前記実施例では、電子ビーム描画装置を例に上げて説明したが、本発明はイオンビーム描画装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に基づく電子ビーム描画方法の一実施例を実現するための電子描画装置の一例を示している。
【図２】  フィールド分割した描画パターンの様子を示している。
【図３】  描画パターンをショット分割した一例を示している。
【符号の説明】
１…電子銃、２…ブランカー、３…ブランカー用スリット、４…照射レンズ、５…第１成形スリット、６…第２成形スリット、７…成形レンズ、８…成形用偏向器、９…集束レンズ、１０…被描画材料、１１…位置決め用偏向器、１２…ステージ、１３…データメモリ、１４…中央制御装置、１５…データ転送回路、１６…第成形偏向器制御回路、１７…位置決め偏向器制御回路、１８…ショット時間補正テーブル、１９…ショット時間制御回路、２０…第１ショットタイムメモリ、２１…第２ショットタイムメモリ、２２…ブランカー制御回路、２３…ステージ駆動回路、２４…ステージ駆動機構
【図１】
0003754839.tif 000003
【図２】
0003754839.tif 000004
【図３】
0003754839.tif 000005