(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームの偏向により試料上に、荷電粒子ビームが照射可能な偏向領域毎に、荷電粒子ビームの照射による所定のパターンの露光を行う荷電粒子ビーム露光方法であって、
前記所定のパターンから抽出されたキャラクタパターンは、各キャラクタパターンの形状にそれぞれ対応する複数のキャラクタ開口が配置されたキャラクタアパーチャマスクに対して荷電粒子ビームを照射し、各キャラクタ開口により荷電粒子ビームを成形してキャラクタビームを生成し、該キャラクタビームの照射により一括露光されるキャラクタ・プロジェクション方式により露光が行われ、
前記キャラクタ・プロジェクション方式による露光では、
前記荷電粒子ビームを前記偏向領域内の露光で使用される各キャラクタ開口を各１回選択する経路のうち、最短距離をとる偏向経路で偏向させて、各キャラクタパターン毎に順次露光を行い、
前記キャラクタ開口を選択するために前記荷電粒子ビームを偏向させる成形偏向電圧の整定待ち時間が、前記成形偏向電圧の関数として設定され、
前記キャラクタパターンの各露光位置を各１回通過する偏向経路のうち、最短距離をとる偏向経路で前記キャラクタビームを偏向させつつ、各キャラクタパターンの露光を行ない、
各キャラクタパターンの露光開始位置と露光終了位置とは、偏向領域内の所定の位置に近い二つの露光位置から選ばれる
ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項２】
前記所定のパターンの内、前記キャラクタ・プロジェクション方式で露光されないパターンは、基本単位図形に分割して、分割されたパターンを順次露光する可変成形ビーム方式で露光を行い、
一方の露光方式による露光後、他方の露光方式による露光を行なうことを特徴とする、請求項１記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項３】
可変成形ビーム方式で露光を行った後、キャラクタ・プロジェクション方式で露光を行なうことを特徴とする、請求項２記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項４】
基本単位図形に分割された各パターンを各１回通過する偏向経路のうち、最短距離をとる偏向経路で荷電粒子ビームを偏向させつつ、各パターンを順次露光することを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項５】
巡回セールスマン問題を解決するアルゴリズムを使用して、基本単位図形に成形された荷電粒子ビームの偏向経路が決定されることを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項６】
巡回セールスマン問題を解決するアルゴリズムを使用して、前記荷電粒子ビームの偏向経路が決定されることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項７】
巡回セールスマン問題を解決するアルゴリズムを使用して、前記キャラクタビームの偏向経路が決定されることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項８】
荷電粒子ビームを試料の任意の位置に照射させる偏向器により特徴づけられる試料の偏向領域内に対して、露光される原パターンを微小な基本単位図形からなる複数のパターンに分割し、基本単位図形に成形された荷電粒子ビームを用いて繰り返し露光を行う荷電粒子ビーム露光方法において、
分割されたパターンを各１回通過する偏向経路のうち、最短距離の偏向経路で基本単位図形に成形された荷電粒子ビームを偏向させつつ、露光を繰り返し行って、各パターンの露光を行い、
前記偏向領域内において、基本単位図形に成形された荷電粒子ビームを偏向させて露光を行う際、偏向電圧の整定待ち時間が荷電粒子ビームの偏向量の関数として設定され、
基本単位図形に分割された荷電粒子ビームの露光開始位置と露光終了位置は、前記所定の位置に近い二つの露光位置から選ばれる
ていることを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項９】
巡回セールスマン問題を解決するアルゴリズムを使用して、基本単位図形に成形された荷電粒子ビームの偏向経路が決定されることを特徴とする請求項８に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１０】
荷電粒子ビームの偏向により試料上に、荷電粒子ビームが照射可能な偏向領域毎に、荷電粒子ビームの照射による所定のパターンの露光を行う荷電粒子ビーム露光方法であって、
前記所定のパターンから抽出されたキャラクタパターンは、各キャラクタパターンの形状にそれぞれ対応する複数のキャラクタ開口が配置されたキャラクタアパーチャマスクに対して荷電粒子ビームを照射し、各キャラクタ開口により荷電粒子ビームを成形してキャラクタビームを生成し、該キャラクタビームの照射により一括露光されるキャラクタ・プロジェクション方式により露光が行われ、
前記キャラクタ・プロジェクション方式による露光では、
前記荷電粒子ビームを前記偏向領域内の露光で使用される各キャラクタ開口を各１回選択する所定の偏向経路で偏向させて、各キャラクタパターン毎に順次露光を行い、
キャラクタパターンによる露光時、露光における露光開始位置と露光終了位置とは、偏向領域内の所定の位置に近い二つの露光位置から選ばれることを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１１】
荷電粒子ビームの偏向により試料上に、荷電粒子ビームが照射可能な偏向領域毎に、露光される原パターンを微小な基本単位図形からなる複数のパターンに分割し、基本単位図形に成形された荷電粒子ビームを用いて繰り返し露光を行う荷電粒子ビーム露光方法において、
基本単位図形に成形された荷電粒子ビームの露光開始位置と露光終了位置とは、偏向領域内の所定の位置に近い二つの露光パターンから選ばれることを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１２】
前記所定の位置は、各偏向領域において相対的に同じ位置であることを特徴とする請求項１，請求項８，請求項１０，請求項１１の何れかに記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１３】
前記所定のパターンの内、前記キャラクタ・プロジェクション方式で露光されないパターンは、基本単位図形に分割して、分割されたパターンを順次露光する可変成形ビーム方式で露光を行い、
一方の露光方式による露光後、他方の露光方式による露光を行なうことを特徴とする、請求項１０に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１４】
基本単位図形に分割された荷電粒子ビームの露光開始位置と露光終了位置とは、前記所定の位置に近い二つの露光位置から選ばれることを特徴とする請求項１３に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１５】
前記所定の位置は、前記荷電粒子ビームを偏向させる偏向器の偏向量が０の時の、前記試料上での該荷電粒子ビームの照射位置であることを特徴とする請求項１，請求項８，請求項１０，請求項１１の何れかに記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１６】
前記試料上での該荷電粒子ビームの照射位置は、前記偏向領域の中心であることを特徴とする請求項１５に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１７】
荷電粒子ビームによる露光が行われるパターンデータを複数の偏向領域に分割し、各偏向領域について、アパーチャマスクに配置されたキャラクタ開口の種類を参照して、可変成形ビーム方式で露光を行なうパターンとキャラクタ・プロジェクション方式で露光を行なうキャラクタパターンとに分割すると共に、キャラクタ・プロジェクション方式の露光に用いられるキャラクタ開口を選択するステップと、
各偏向領域について、前記可変成形ビーム方式で露光が行われるパターンを、露光が行なわれる単位である基本単位図形からなる複数の単位パターンに分割するステップと、
各偏向領域について、分割された各単位パターンを各１回通過する経路のうち、最短距離の経路を求め、求められた経路に基づいて単位パターンの露光順序を決定し、可変成形ビーム方式で露光されるパターンのショットデータを作成するステップと、
各偏向領域について、選択されたキャラクタ開口の配置情報に応じて、各キャラクタ開口を各１回通過する経路のうち、最短距離の経路を求め、求められた経路に基づいてキャラクタ開口の選択順序を決定するステップと、
各偏向領域について、各キャラクタ開口毎に、キャラクタ開口により成形された荷電粒子ビームにより露光される各キャラクタパターンを各１回通過する経路のうち、最短距離の経路を求め、求められた経路に基づいてキャラクタパターンの露光順序を決定するステップと、
キャラクタ開口の選択順序と、前記キャラクタパターンの露光順序とから、キャラクタ・プロジェクション方式で露光されるキャラクタパターンのショットデータを作成するステップと、
各偏向領域ごとに、可変成形ビーム方式のショットデータと、キャラクタ・プロジェクション方式のショットデータとを、可変成形ビーム方式のパターンの次にキャラクタ・プロジェクション方式のパターンが露光されるように統合して、荷電粒子ビーム露光データを生成するステップとを含み、
前記キャラクタパターンの露光順序を決定するステップにおいて、露光開始位置と露光終了位置とは、前記偏向領域内の所定の位置に近い二つの露光位置から選ばれる
ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光データ生成方法。
【請求項１８】
偏向領域内の単位パターンの露光順序、前記キャラクタ開口の選択順序、及び前記キャラクタパターンの露光順序は、巡回セールスマン問題を解決するアルゴリズムを使用して決定されることを特徴とする請求項１７に記載の荷電粒子ビーム露光データ生成方法。
【請求項１９】
荷電粒子ビームによる露光が行われるパターンデータを複数の偏向領域に分割し、各偏向領域について、アパーチャマスクに配置されたキャラクタ開口の種類を参照して、可変成形ビーム方式で露光を行なうパターンとキャラクタ・プロジェクション方式で露光を行なうキャラクタパターンとに分割すると共に、キャラクタ・プロジェクション方式の露光に用いられるキャラクタ開口を選択するステップと、
各偏向領域について、各キャラクタパターンの露光順序を決定するステップと、
決定されたキャラクタパターンの露光順序に基づいて荷電粒子ビーム露光データを生成するステップとを含む荷電粒子ビーム露光データ生成方法であって、
キャラクタパターンの露光順序を決定する際、露光開始位置と露光終了位置とは、偏向領域内の所定の位置に近い二つの露光位置から選ばれることを特徴とする荷電粒子ビーム露光データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷電粒子ビーム露光によりパターンを転写する場合の、スループット改善を図った荷電粒子ビーム露光方法及び荷電粒子ビーム露光データ作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム（ＥＢ）リソグラフィ技術を用いた半導体製品の回路パターンの露光は、光リソグラフィなどにおいて露光に必要なマスクを用意する必要がなく、微細なパターンを作製するのに適している。しかし、露光を行なうパターンを微細な長方形に分割して順次露光を行なう可変成形ビーム（Variable Shaping Beam:ＶＳＢ）方式では、ショット数が増加し、スループットを劣化させてしまう。これに対して、数μｍ□の繰り返しパターン(キャラクタ)を一括して露光するキャラクタ・プロジェクション（Character Projection:ＣＰ）方式を導入することにより、微小長方形への分割を抑制し、ショット数を低減することが可能である。
【０００３】
図２２に示すような電子ビーム露光装置を用いた半導体デバイスの回路パターンの露光では、露光を行なうパターンを、微細な基本パターンに分割し、試料上のそれぞれ対応する位置に、微細パターンの露光を繰り返すことにより、パターンを形成する。以下に、より具体的に説明する。
【０００４】
電子銃４００より放出された電子ビーム４０１は、コンデンサレンズ４０２で電流密度が調整され、第１成形アパーチャマスク４０６を均一に照明する。電子ビームを照射しない領域への照射を防止するため、ブランキングアンプ４０３からブランキング偏向器４０４に偏向電圧を印加することより電子ビーム４０１が偏向され、ブランキングアパーチャマスク４０５で遮蔽される。
【０００５】
第１成形アパーチャマスク４０６で矩形に成形された電子ビーム４０１は、投影レンズ４０７により、第２成形アパーチャマスク４１０上に結像させられる。このとき、成形偏向アンプ４０８から、成形偏向器４０９に、電子ビーム４０１の偏向量に対応した偏向電圧を印加することにより、所望の形状に成形する。電子ビーム４０１の成形方法には、可変成形ビーム（ＶＳＢ）方式と、キャラクタ・プロジェクション（ＣＰ）方式とがある。
【０００６】
ＶＳＢ方式では、パターンを最大ビームサイズ以下の大きさの長方形の基本パターンに分割して露光する。ビームの照射位置を第２成形アパーチャ４１０のＶＳＢ用開孔に対してずらすことにより、任意の大きさの長方形ビームを成形し、成形されたパターンを用いて分割された各パターンを露光する。
【０００７】
ＣＰ方式では、パターンから最大ビームサイズ以下の大きさのキャラクタを抽出し、キャラクタ形状の開孔を第２成形アパーチャ４１０に配置する。複数のキャラクタを使用することができ、複数配置されているキャラクタ形状の開孔のうちの所望の開孔に、ビームを偏向して照射することにより、キャラクタ形状の基本パターンを一括して露光する。
【０００８】
成形された電子ビーム４０１は、縮小レンズ４１１で縮小され、対物レンズ４１４を用いて試料４１７上に結像される。このとき、電子ビーム４０１が、主偏向アンプ４１５から偏向電圧が印加される主偏向器４１６、及び副偏向アンプ４１２から偏向電圧が印加される副偏向器４１３により偏向されることにより、試料４１７の所望の位置に照射される。
【０００９】
分割したパターンをすべて露光するまで、繰り返す。この、一回の電子ビームの露光のことを、“ショット”と呼んでいる。電子ビームのショットを行なうためには、前述のとおり、少なくとも四つの偏向器４０４，４０９，４１３，４１６を使用しており、これらへの印加電圧を、各ショットに対応して変化させる必要がある。
【００１０】
ここで、第２成形アパーチャマスク上の電子ビームの照射位置を、成形偏向器に電圧を印加して動かす距離と、その偏向電圧が安定するまでの時間の関係を図２３に示す。電子ビームを大きく偏向する場合は、それだけ大きな電圧を偏向器に印加することになる。印加電圧が大きくなると、同じ偏向アンプを使用する場合では、電圧値が安定する時間は長くなる。図２３では、偏向電圧はＶ1＝２Ｖ2の関係になっており、これらが安定するまでの時間もおおよそｔ1＝２ｔ2の関係になる。
【００１１】
すなわち、電子ビームの偏向量が大きくなると、偏向器に印加する電圧は大きくなり、ビームが安定するまでの待ち時間も長くなる。この待ち時間を“整定待ち時間”と呼んでいる。
【００１２】
現在の電子ビーム露光装置では、偏向器に最大電圧を印加する場合の整定待ち時間を基準にしており、偏向電圧値によらず同じ時間を整定待ち時間としている。
【００１３】
これら偏向器のうちでも、主偏向器と副偏向器について見てみる。これらを用いた露光方法を示したのが図２４である。試料４１７は、図示していないステージ上に載せられ、ステージが連続的、あるいは、ステップ式に移動しながら、電子ビームが照射されていく。この試料４１７がステージによって移動していく単位を、フレームと呼ぶ。図２４（ａ）に示すように、フレーム５００は、試料４１７に対して短冊状に設定される。すなわち、試料４１７は、フレーム５００ごとにステージにより移動しながら露光される。
【００１４】
各フレームは、さらに図２４（ｂ）に示すように、主偏向領域５０１ごとに露光される。主偏向領域５０１は、通常数百μｍ□〜数ｍｍ□の大きさであり、ステップ式に移動する場合は、この主偏向領域５０１ごとに移動することが多い。さらに、主偏向領域５０１は、副偏向領域５０２ごとに露光される。副偏向領域５０２内のパターンを露光し終わったら、主偏向器に偏向電圧を印加し、電子ビームを偏向して、次に露光を行なう副偏向領域５０２を選択する。副偏向領域５０１の大きさは、通常数十〜数百μｍ□であり、主偏向アンプから印加される偏向電圧の整定時間は、１〜数μｓであることが多い。
【００１５】
そして、副偏向器により電子ビームを偏向することにより、図２４（ｃ）に示すように、副偏向領域５０２内の任意の位置に、成形した電子ビームを順次ショットし、ＥＢショットパターン５０３を露光していく。通常、電子ビームの最大サイズは１〜数μｍ□であり、副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間は、数百ｎｓである。
【００１６】
ＣＰ方式でＥＢショットごとにキャラクタ開口を選択する場合には、長い偏向距離を、各ＥＢショットごとに、移動させる必要がある。第２成形アパーチャマスクの、キャラクタ選択偏向器によるビームの偏向でキャラクタ選択ができる領域は、数百μｍ□〜数ｍｍ□である。したがって、ＥＢショットごとにウェーハ上に電子ビームを照射する際に必要となる副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間に比べて、同時に偏向を行なうべき、キャラクタ選択偏向アンプから印加される偏向電圧の整定時間は長くなってしまう。その結果、ＥＢショットごとに、長い偏向整定待ち時間が積算され、偏向待ち時間の総和が長くなり、露光スループットを低下させてしまう。たとえ、ＣＰ方式によるＥＢショット数の削減を行なったとしても、待ち時間が非常に長くなると、かえってＶＳＢ方式で露光した方が、スループットが改善できる、ということになりかねない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＣＰ方式によるＥＢショット数の削減を行なったとしても、ＣＰアパーチャマスク上の偏向距離が長く、整定待ち時間が非常に長くなると、かえってＶＳＢ方式で露光した方が、スループットが改善できる、ということになりかねないという問題があった。
【００１８】
本発明の目的は、整定時間の待ち時間の短縮を図り、スループットの向上を図り得る荷電粒子ビーム露光方法及び荷電粒子ビーム露光データ作成方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下のように構成されている。
【００２０】
（１）本発明に係わる荷電粒子ビーム露光方法は、荷電粒子ビームの偏向により試料上に、荷電粒子ビームが照射可能な偏向領域毎に、荷電粒子ビームの照射による所定のパターンの露光を行う荷電粒子ビーム露光方法であって、前記所定のパターンから抽出されたキャラクタパターンは、各キャラクタパターンの形状にそれぞれ対応する複数のキャラクタ開口が配置されたキャラクタアパーチャマスクに対して荷電粒子ビームを照射し、各キャラクタ開口により荷電粒子ビームを成形してキャラクタビームを生成し、該キャラクタビームの照射により一括露光されるキャラクタ・プロジェクション方式により露光が行われ、前記キャラクタ・プロジェクション方式による露光では、前記荷電粒子ビームを前記偏向領域内の露光で使用される各キャラクタ開口を各１回選択する所定の偏向経路で偏向させて、各キャラクタパターン毎に順次露光を行い、且つ、前記キャラクタ開口を選択するために前記荷電粒子ビームを偏向させる成形偏向電圧の整定待ち時間が、前記成形偏向電圧の関数として設定されていることを特徴とする。
【００２１】
（２）本発明に係わる荷電粒子ビーム露光方法は、荷電粒子ビームの偏向により試料上に、荷電粒子ビームが照射可能な偏向領域毎に、荷電粒子ビームの照射による所定のパターンの露光を行う荷電粒子ビーム露光方法であって、前記所定のパターンから抽出されたキャラクタパターンは、各キャラクタパターンの形状にそれぞれ対応する複数のキャラクタ開口が配置されたキャラクタアパーチャマスクに対して荷電粒子ビームを照射し、各キャラクタ開口により荷電粒子ビームを成形してキャラクタビームを生成し、該キャラクタビームの照射により一括露光されるキャラクタ・プロジェクション方式により露光が行われ、前記キャラクタ・プロジェクション方式による露光では、前記荷電粒子ビームを前記偏向領域内の露光で使用される各キャラクタ開口を各１回選択する所定の偏向経路で偏向させて、各キャラクタパターン毎に順次露光を行い、キャラクタパターンによる露光時、露光における露光開始位置と露光終了位置とは、偏向領域内の所定の位置に近い二つの露光位置から選ばれることを特徴とする。
【００２２】
（３）本発明に係わる荷電粒子ビーム露光方法は、荷電粒子ビームの偏向により試料上に、荷電粒子ビームが照射可能な偏向領域毎に、露光される原パターンを微小な基本単位図形からなる複数のパターンに分割し、基本単位図形に成形された荷電粒子ビームを用いて繰り返し露光を行う荷電粒子ビーム露光方法において、基本単位図形に成形された荷電粒子ビームの露光開始位置と露光終了位置とは、偏向領域内の所定の位置に近い二つのパターンから選ばれることを特徴とする。
【００２３】
（４）本発明に係わる荷電粒子ビーム露光データ生成方法は、荷電粒子ビームによる露光が行われるパターンデータを複数の偏向領域に分割し、各偏向領域について、アパーチャマスクに配置されたキャラクタ開口の配置情報を参照して、可変成形ビーム方式で露光を行なうキャラクタパターンとキャラクタ・プロジェクション方式で露光を行なうパターンに分割すると共に、キャラクタ・プロジェクション方式の露光に用いられるキャラクタ開口を選択する工程と、各偏向領域について、前記可変成形ビーム方式で露光が行われるパターンを、露光が行なわれる単位である基本単位図形からなる複数の単位パターンに分割する工程と、各偏向領域について、分割された各単位パターンを各１回通過する経路のうち、最短距離の経路を求め、求められた経路に基づいて単位パターンの露光順序を決定し、可変成形ビーム方式で露光されるパターンのショットデータを作成するステップと、各偏向領域について、選択されたキャラクタ開口の配置情報に応じて、各キャラクタ開口を各１回通過する経路のうち、最短距離の経路を求め、求められた経路に基づいてキャラクタ開口の選択順序を決定するステップと、各偏向領域について、各キャラクタ開口毎に、キャラクタ開口により成形された荷電粒子ビームにより露光される各パターンを各１回通過する経路のうち、最短距離の経路を求め、求められた経路に基づいてキャラクタパターンの露光順序を決定するステップと、キャラクタ開口の選択順序と、前記キャラクタパターンの露光順序とから、キャラクタ・プロジェクション方式で露光されるパターンのショットデータを作成するステップと、各偏向領域ごとに、可変成形ビーム方式のショットデータと、キャラクタ・プロジェクション方式のショットデータとを、可変成形ビーム方式のパターンの次にキャラクタ・プロジェクション方式のパターンが露光されるように統合して、荷電粒子ビーム露光データを生成するステップとを含むことを特徴とする。
【００２４】
（５）本発明に係わる荷電粒子ビーム露光データ生成方法は、荷電粒子ビームによる露光が行われるパターンデータを複数の偏向領域に分割し、各偏向領域について、アパーチャマスクに配置されたキャラクタ開口の配置情報を参照して、可変成形ビーム方式で露光を行なうキャラクタパターンとキャラクタ・プロジェクション方式で露光を行なうパターンに分割すると共に、キャラクタ・プロジェクション方式の露光に用いられるキャラクタ開口を選択する工程と、各偏向領域について、各キャラクタパターンの露光順序を決定するステップと、決定されたキャラクタパターンの露光順序に基づいて荷電粒子ビーム露光データを生成するステップとを含む荷電粒子ビーム露光データ生成方法であって、キャラクタパターンの露光順序を決定する際、露光開始位置と露光終了位置とは、偏向領域内の所定の位置に近い二つの露光位置から選ばれることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係わる電子ビーム露光方法は、従来技術の図２２を用いて説明した露光装置を使用し、各副偏向領域内のパターンを露光する際に、キャラクタ選択偏向器へ偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間の総和を最小にするものである。なお、以下の電子ビームに限らず、Ｘ線やイオンビーム露光等の荷電粒子ビームにも適用することができる。
【００２７】
ＡＳＩＣなどのロジックデバイスの回路パターンを設計は、スタンダード・セル（ＳＣ）と呼ばれる、論理機能ブロックを最小単位として、これらＳＣの組み合わせることにより、行なわれる。最近、デバイスパターンが微小になるにつれて、このＳＣ一つずつの大きさも小さくなり、例えば、最大5μｍ□の電子ビーム内に納まる大きさになってきた。また、ビームサイズよりも大きなＳＣでも、ＶＳＢで露光することと比べてショット数の削減効果が大きいものであれば、複数個のキャラクタに分割して、複数回のＥＢショットによりＣＰ方式で露光することが望ましい。
【００２８】
このことから、ＡＳＩＣなどのロジックデバイスの回路パターンをＣＰ方式のＥＢリソグラフィーにより作製する際に、ショット数削減効果の点からみて、回路パターン中で使用されているＳＣをキャラクタとすることが望ましい。
【００２９】
そこで、あるロジックデバイスの回路パターンをＥＢリソグラフィーにより作製する際の、一つの副偏向領域内に形成されたパターンの例を図１に示す。副偏向領域１０１内のパターンは、すべてＳＣの組み合わせからなっている。図１に示すように、副偏向領域１０１内には、Ａ〜Ｚの２６種類のＳＣが配置されているものとする。
【００３０】
それに対して、図２に示すような、ＣＰアパーチャマスク２０１がすでに作製されており、このＣＰアパーチャマスク２０１を、第２成形アパーチャマスクとして使用することとする。
【００３１】
ＣＰアパーチャマスク２０１には、副偏向領域１０１に配置されているＡ〜ＺのＳＣのうち、Ａ〜Ｏの１５種類のＳＣに対応するキャラクタ開口が搭載されている。よって、これら１５種類のＳＣをキャラクタとしてＣＰ方式で露光できることになる。また、それ以外のＰ〜Ｚの１１種類のＳＣは、ＣＰアパーチャマスク２０１上にキャラクタ開口をもたないため、第１成形アパーチャに形成された開口及びＶＳＢ用開口２０２を用いて電子ビームを成形して、ＶＳＢ方式で露光することになる。
【００３２】
ＶＳＢ方式によるＥＢ露光方法では、成形偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間よりも、各ＥＢショットの間に必要となる、副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間の方が大きい。従って、副偏向領域内の各パターンの露光を行なう位置によって、露光を行なう順序を決めることが、一般的である。しかし、この方法では、ショットごとにキャラクタ開口を選択する必要がある、ロジックデバイスのＣＰ方式ＥＢ露光では、キャラクタ選択偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間による露光時間の増加へとつながる。
【００３３】
そこで、各副偏向領域内のパターンの露光順序を、ＣＰ方式で露光することができるパターンと、ＶＳＢ方式で露光するパターンとのそれぞれについて、考えることとする。
【００３４】
１．ＣＰ露光パターン
ＣＰアパーチャマスク２０１上で、使用する各キャラクタ開口Ａ〜Ｏを１回通過する偏向経路のうち、最短距離をとる偏向経路で電子ビームを偏向させつつ、各キャラクタ開口を順次選択する。
【００３５】
２．ＶＳＢ露光パターン
各ＳＣパターンを複数の矩形パターンに分割し、それらの露光位置による順序に従って、それぞれを露光する。
【００３６】
ＣＰ露光パターンとＶＳＢ露光パターンの露光を行なう順序には、とくに制約はなく、ＣＰ→ＶＳＢでも、ＶＳＢ→ＣＰの順のどちらでもかまわない。
【００３７】
ＣＰ露光パターンの露光順序について詳しく見てみる。図３に、各副偏向領域の露光の際の、ＣＰ露光パターンの露光方法のフローチャートを示す。このフローチャートには、ＣＰ方式で露光を行なったあと、ＶＳＢ方式で露光を行なうパターンを露光する順序について示した。
【００３８】
（ステップＳ１０１）
先ず、露光を行なう副偏向領域内に配置されているＳＣを調べる。
【００３９】
（ステップＳ１０２）
露光に使用するＣＰアパーチャマスクに搭載されているキャラクタ（ＳＣ）と、ステップＳ１０１で抽出されたＳＣを比較し、ＣＰ方式で露光するＳＣを決定する。
【００４０】
（ステップＳ１０３）
露光を行なうキャラクタの、ＣＰアパーチャマスク上の配置から、使用する各キャラクタ開口Ａ〜Ｏを各１回選択する偏向経路のうち、最短距離をとる偏向経路を選択する。例えば、先の例（図１及び図２）の場合では、図４に矢印で示した順序で露光する。
【００４１】
これら順序の決定アルゴリズムとしては、巡回セールスマン問題（Traveling Salesman Problem:ＴＳＰ）という命題について従来より議論されている手法を用いることもできる。ＴＳＰは、複数の点を結ぶ距離が最短になるような経路を探索する方法として、複数のアルゴリズムがあり、それらを適用することは、既存のアルゴリズムの応用により行なうことができる。
【００４２】
（ステップＳ１０４）
ステップＳ１０３で決定した経路の順序にしたがって、一つのＣＰアパーチャマスク上のキャラクタ開口に電子ビームを偏向し、キャラクタ開口に電子ビームを照射する。この時、キャラクタ選択偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を、偏向電圧値の関数として設定する。
【００４３】
（ステップＳ１０５）
ステップＳ１０４で電子ビームが照射されているキャラクタ開口に対応する、副偏向領域内のＳＣを連続的に所望の位置に露光する。
【００４４】
（ステップＳ１０６）
ステップＳ１０３の偏向順序にしたがい、すべてのキャラクタに対して電子ビームを偏向し終わったなら、ステップＳ１０７へ。まだ、電子ビームを偏向すべきキャラクタが残っている場合は、ステップＳ１０４へ戻り、次のキャラクタ開口へ電子ビームを偏向する。
【００４５】
（ステップＳ１０７）
副偏向領域内の全キャラクタパターンに対応するＳＣをＣＰ方式で露光し終わったら、次の副偏向領域へ移動する。また、ＶＳＢ方式で露光するパターンがあれば、その副偏向領域内のＶＳＢ露光パターンを順次露光する。
【００４６】
以上のようにして、各副偏向領域を順次露光していくことにより、キャラクタ選択偏向器のビーム偏向に必要な偏向電圧を、各キャラクタ開口選択間で小さくすることができる。キャラクタ選択偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を、偏向電圧値の関数として設定することにより、これら各キャラクタ選択にかかる偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間の合計を、さらに短くすることができる。
【００４７】
ＡＳＩＣのようなロジックデバイスでは、各ＥＢショットごとに、キャラクタ開口を選択するような露光方法では、キャラクタ選択偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間は、長大なものとなってしまい、露光時間もその分長くなる。それに対し、本実施形態で示した方法では、ショットごとにキャラクタ開口を選択する必要がない。あるいは、キャラクタ開口選択に必要な偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を短く設定できるため、露光時間を短縮することができる。したがって、あらかじめ製作してあるような、他の製品の回路パターンの作製に使用したＣＰアパーチャマスクを使用した場合でも、望み得る最大の露光スループットを実現することができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
本実施形態では、キャラクタ開口選択のみではなく、ウェーハ上への各ショットについての待ち時間、さらに、ＶＳＢショットについても考慮して、スループットの向上を図った実施の形態について説明する。
【００４９】
第１の実施形態によると、図５に示すように、キャラクタ開口の選択を行なって、露光を行なうビームを成形したのち、その形状のキャラクタのみを露光する。つまり、同じキャラクタの露光を繰り返す場合には、ショットごとにキャラクタ開口の選択を行なわないため、キャラクタ選択偏向器の偏向待ち時間よりも、ウェーハ上の主偏向領域内の任意の位置への、副偏向器によるショット位置の整定と実際のビームの露光にかかる時間の短縮が、総待ち時間の短縮、ひいては、スループットの向上に効果的となる。
【００５０】
ここで、図５は、横軸に時間をとり、あるキャラクタビームのショットを繰り返し、次に露光を行なうキャラクタ開口を選択する場合の、偏向待ち時間と、露光（ショット）時間の関係を示している。従来の方法では、副偏向領域内の各ショットについての副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間は、一定としていた。
【００５１】
図１に示した副偏向領域内のパターンを、図４に示したＣＰアパーチャマスクを使用して露光する場合には、例えば、キャラクタ開口Ａを選択し、副偏向領域内のキャラクタＡからなるスタンダード・セルを６回露光する。その次に、キャラクタ開口Ｂを選択し、５回副偏向領域内の所望の位置にショットを繰り返す。このとき、図６に示すように、副偏向領域１０１内において、キャラクタＡをショットする順を決めたとする。すると、図６からもわかるとおり、各ショット間の副偏向器のビーム偏向距離にはばらつきがある。したがって、副偏向領域内の各ショットについての副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を、図６における各ショット間の副偏向器の偏向距離の関数として、その量に応じて、変化させることにより、図７のように、総ショット待ち時間を短縮することができる。
【００５２】
ここでは、ＣＰ方式によるキャラクタの露光について述べたが、ＶＳＢ方式で露光を行なうパターンについても同様で、この場合は、各ＶＳＢショット間の副偏向器の偏向距離に応じて、副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を変化させることにより、ＶＳＢ方式で露光を行なうパターンについての総ショット待ち時間を最小にすることができる。
【００５３】
また、ＣＰ方式、ＶＳＢ方式におけるショット待ち時間を最小にするためには、副偏向器によるビーム偏向距離の総和を各副偏向領域内の対応するパターンを露光する際に最小となるように、露光順序を決定する必要がある。これは、第１の実施形態における、キャラクタ選択順序の決定と同様である。
【００５４】
これら順序の決定アルゴリズムとしては、巡回セールスマン問題（Traveling Salesman Problem:ＴＳＰ）という命題について従来より議論されている手法を用いることもできる。ＴＳＰは、複数の点を結ぶ距離が最小になるような経路を探索する方法として、複数のアルゴリズムがあり、それらを適用することは、既存のアルゴリズムの応用により行なうことができる。
【００５５】
本実施形態に示したように、副偏向領域内のパターンの露光についても、キャラクタ選択偏向のときと同様に、副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を、副偏向器によるビームの偏向距離の関数として、各ショットごとに変化させることにより、副偏向領域全体の露光に対する、総ショット待ち時間を短くすることができる。
【００５６】
また、副偏向領域内のパターンについて、ＣＰ方式、及びＶＳＢ方式で露光するそれぞれのパターンの露光順序を、副偏向器によるビームの総偏向距離がもっとも短くなるように、決定することにより、前記総ショット待ち時間を最短にすることができる。
【００５７】
前述のとおり、副偏向領域内のパターンの露光を繰り返す際の、各ショットごとのショット待ち時間の合計を短くする露光を行なうことができる。したがって、露光にかかる時間を短くすることができ、スループットの向上を実現することができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態では、一つの副偏向領域内のパターンを、ＣＰ方式で露光を行なうパターンと、ＶＳＢ方式で露光するパターンに分け、それぞれをまとめて露光し、片方の方式での露光が終了してから、残りの方式の露光を行なうことを示した。第１の実施形態では、その順序については、とくに制約はなく、ＣＰ→ＶＳＢでも、ＶＳＢ→ＣＰのどちらの順序でもよい、としていた。
【００５９】
本実施形態では、待ち時間の短縮という点から、本露光方法に対して有利な露光順序を示す。
【００６０】
通常、ＣＰ方式での露光は、ウェーハに照射する電子ビームの成形を行なうために、ＣＰアパーチャマスク上のキャラクタ形状の開口全体に電子ビームを照射する。ＣＰアパーチャマスクは、図２に示すように、それぞれのキャラクタ開口の間には、いくらかの隙間がある。したがって、ＣＰ方式でのキャラクタ選択においては、選択するキャラクタ開口全体を均一に照射できるように電子ビームを偏向すればよい。
【００６１】
それに対して、ＶＳＢ方式での電子ビーム成形は、ＣＰアパーチャマスク、すなわち第二成形アパーチャマスク内のＶＳＢ用の矩形の開口に、成形する電子ビームサイズに合わせて、電子ビームを部分的に照射しなければならない。すなわち、ウェーハに照射する電子ビームの形状、および、大きさに合わせて、電子ビームの偏向量を調整する必要がある。
【００６２】
これらのことから、ＣＰ方式での露光とＶＳＢ方式での露光の間では、とくにＶＳＢ方式の露光を行なう前に、電子ビーム偏向の調整を行なうことにしている。つまり、キャラクタ選択偏向器の偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間以外にも、同じく成形偏向アンプの調整による待ち時間が、ＣＰ→ＶＳＢの切り替えのときに必要となっている。この待ち時間は、キャラクタ選択偏向の待ち時間よりも長く、待ち時間の増大を抑制することは、処理時間の短縮にとって効果的である。
【００６３】
そこで、図８に示すように、各幅偏向領域内のパターンの露光の順序として、ＶＳＢ→ＣＰの順序を採用する。これにより、各副偏向領域を主偏向器による選択と同時に、ＶＳＢ用成形偏向アンプの調整を行なうことができる。
【００６４】
このようにして、主偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間の間に、ＶＳＢ用に、成形偏向アンプの調整を行なうことができ、この待ち時間による総待ち時間の増大を防ぐことができる。
【００６５】
本実施形態で示したように、各副偏向領域のパターンを露光する際に、ＶＳＢ方式で露光するパターンを優先的に露光し、その後、ＣＰ方式で露光するパターンを露光する。このことにより、成形偏向アンプのＶＳＢ露光を行なうための調整時間を、主偏向器による副偏向領域の選択時間の間に含めることができる。すなわち、主偏向待ち時間の間に、成形偏向アンプの調整を行なうことができるため、この調整時間による露光の待ち時間による処理時間全体の増大を抑制することができ、スループットの低下を抑制することができる。
【００６６】
（第４の実施形態）
本実施例では、第１〜第３の実施形態に示した電子ビーム露光方法を実現するための電子ビーム露光データ生成方法を説明する。
【００６７】
本電子ビーム露光方法に対して、従来方法の電子ビーム露光データ生成と異なるプロセスは、以下の点である。
【００６８】
・キャラクタ選択順序の決定
・ＶＳＢ→ＣＰのパターンの露光順序
・ＶＳＢショットの露光順序の決定
・ＣＰショットの露光順序の決定
これらを考慮した、電子ビーム露光データの生成フローを、図９に示す。
【００６９】
（ステップＳ２０１）
パターンデータから各副偏向領域に形成するパターンを抽出する。
【００７０】
（ステップＳ２０２）
抽出されたパターンを、ＶＳＢ方式で露光を行なうパターン、および、ＣＰ方式で露光を行なうパターンに分類する。このとき、使用するＣＰアパーチャマスクが決定していれば、そのアパーチャマスクデータを参照することにより、アパーチャマスク上に形成されているキャラクタ開口が存在するパターンはＣＰ方式で、それ以外のパターンはＶＳＢ方式で露光することとすることができる。
【００７１】
（ステップＳ２０３）
ステップＳ２０２でＶＳＢ方式で露光すると分類されたパターンをＶＳＢショットパターン（基本単位図形）に分割する。具体的には、ＶＳＢ方式で露光する多角形のパターンを、最大ビームサイズ以下の大きさの矩形パターンに分割する。
【００７２】
（ステップＳ２０４）
ステップＳ２０３で分割して生成したＶＳＢショットパターンの露光順序を、副偏向領域内のビーム照射位置に応じて決定し、ショットデータを順番に並べる。このとき、ＶＳＢショットパターンに分割された各パターンを各１回通過する偏向経路のうち、最短距離をとる偏向経路を求め、求められた経路から露光順序を決定する。最短距離を撮る偏向経路は、ＴＳＰを解決する最短経路探索アルゴリズムなどを用いて、求める。
【００７３】
（ステップＳ２０５）
ステップＳ２０２でＣＰ方式で露光すると分類されたパターンについて、露光を行なう副偏向領域に含まれるキャラクタ開口の選択順序を決定する。
【００７４】
ここでは、使用するＣＰアパーチャマスク上のキャラクタ開口の配置位置を、アパーチャマスクデータから取得する。各キャラクタ開口を各１回通過する偏向経路のうち、最短距離をとる偏向経路を求め、求められた経路からキャラクタ開口の選択順序を決定する。ここでも、ステップＳ２０４と同様に、ＴＳＰを解決する最短経路探索アルゴリズムなどを用いることができる。
【００７５】
（ステップＳ２０６）
ステップＳ２０５で決定したキャラクタ開口の露光順序にしたがって、各キャラクタ開口で露光を行なうパターンの露光順序を、副偏向領域内のキャラクタの配置位置に応じて決定し、露光順序に対応して並べてショットデータを作成する。各キャラクタを各１回通過する偏向経路のうち、最短距離をとる偏向経路を求め、求められた経路からキャラクタの露光順序を決定する。ここでも、ステップＳ２０４，Ｓ２０５と同様に、ＴＳＰを解決する最短経路探索アルゴリズムなどを用いることができる。
【００７６】
ここでも、ＴＳＰによる最短経路探索アルゴリズムなどを用いることができる。
【００７７】
（ステップＳ２０７）
ステップＳ２０４およびＳ２０６で生成したショットデータを、ＶＳＢショットデータ→ＣＰショットデータの順で並べ、これを、露光を行なう副偏向領域の順番で、すべての副偏向領域について生成することにより、電子ビーム露光データを生成する。
【００７８】
本実施形態による電子ビーム露光データ生成により、１〜第３の実施形態で示した露光方法に適した露光データを生成することができる。
【００７９】
したがって、本実施例による露光データ生成方法により生成した電子ビーム露光データを用いることにより、キャラクタ選択偏向器の偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間、および、副偏向領域内のパターンの各ショット待ち時間、それぞれの総和をもっとも短くすることができ、スループット向上を行なうことができる。
【００８０】
また、使用するＣＰアパーチャマスクごとに、最適な露光データを生成するため、所有するＣＰアパーチャマスクにより、もっとも高いスループットを実現することができる電子ビーム露光データを生成することが可能となる。
【００８１】
（第５の実施形態）
本実施形態では、前述の偏向アンプのうち、ショットごとの副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を、ショット間の偏向距離、すなわち、パターン間の距離に応じて、図１０のように変化させる場合について、実際のデバイスパターンを用いて検討した結果を示す。
【００８２】
ここで想定した露光装置の副偏向領域の大きさは５０μｍ2である。ただし、図１０に示したように、最大偏向量は、隣接する副偏向領域との重なり部分を入れて、６０μｍ□の対角線長とした。用いたデバイスパターンを、副偏向領域に分割したところ、９，９８３個であった。また、検討を行なったパターンは、ヴィア・ホール層の一つで、ＶＳＢ方式で露光すると、全部で２．０３×１０6＝２．０３Ｍショットが必要である。
【００８３】
ここで、このデバイスパターンのある副偏向領域について見てみる。図１１に示すように、２０個のＶＳＢショットに相当するパターンが含まれている。これを、通常のショットデータへの変換により、ショットするパターンの順序を求めてみると、パターンの座標によるソーティングがなされたようで、図１２に示す経路でのショット順となった。このときの経路の合計の長さは１９４．１μｍであった。
【００８４】
副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間が偏向距離に対応するとするならば、この経路はできるだけ短い方が、合計の整定待ち時間も短くなるはずである。そこで、図１１に示した各ショット位置の露光順序を、副偏向器の偏向距離の総和が最短になるように並べてみたところ、図１３に示す経路になった。このときの総偏向距離は、１４２．９μｍである。
【００８５】
本方法で求められた偏向経路と従来方法での偏向経路とを比較するため、０．１μｍ単位で偏向距離の分布を調べた結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
0003816815.tif 000002
【００８７】
表１に示すように、偏向距離の長いショットの連続が減少し、その分、副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間も短縮できる。実際に、図１２に示した偏向経路で露光する場合、副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を偏向距離にかかわらず２５０ｎｓ一定とした場合には、合計で４．７５μｓ、となった。また、図１０に示した偏向距離に応じた整定待ち時間を採用すると１．４１μｓとなった。が、本法で求められた偏向経路では、１．２９μｓと短縮できる。この計算を、すべての副偏向領域について行なった。このとき用いた、ショット順序の計算アルゴリズムは、巡回セールスマン問題（Travelling Salesman Problem:ＴＳＰ）と呼ばれ、さまざまなアルゴリズムが提案されている。定められた都市をすべて一回だけ訪れる、最短の経路を求めるという問題である。今回は、局所探索法とよばれる手法を用いたプログラムを使用した(茨木俊秀「連載:アルゴリズムの道具箱・基礎編(最終回)」サイエンス社Computer Today No.94 1999年11 月号p48 掲載)。
【００８８】
全副偏向領域においての、ショット間距離の分布を、図１４に示す。副偏向器の総偏向距離は、通常のパターンデータをショットデータに変換したものでは１７．０ｍであったのに対して、ＴＳＰによる最適化を行なった場合は、３．８ｍと、約１／４．５の長さに短縮できている。図１４を見てもわかるように、ショット間距離の長いショット順序の組み合わせが抑制されていることがわかる。
【００８９】
このときの副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間の合計を比較してみると、以下のようになった。ショット順の従来法とは、パターンデータをそのままショットデータに変換したときの順序で、パターンの座標値によるソーティングがなされることが多い。待ち時間設定の従来法とは、ショット間の副偏向器の偏向距離に関わらず、待ち時間を２５０ｎｓ一定とした場合である。それに対して、本方法とは、それぞれ、ＴＳＰにより求めた最短偏向距離となるショット順序、偏向距離により副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を図１０のように変化させた場合である。なお、表には、このデバイスをウェーハ上に１００チップ形成した場合の時間も記した。
【００９０】
【表２】
0003816815.tif 000003
【００９１】
このように、ショット間の待ち時間を副偏向器の偏向距離の関数として変化させることにより、合計の待ち時間を短縮でき、ショット順を、副偏向器の偏向経路が最短になるように決めてやることにより、さらに待ち時間を短縮することができる。
【００９２】
電子ビーム露光装置の副偏向領域内のショットは、副偏向器による、静電的、あるいは電磁的な電子ビームの偏向により、位置決めがなされる。各ショット間の副偏向器に印加する電圧値に応じて、副偏向アンプから印加される偏向電圧の整定待ち時間を変化させることにより、副偏向領域ごとのショットの待ち時間を短縮することができる。さらに、副偏向器の偏向距離の合計が、各副偏向領域ごとに最短になるように、パターンのショット順序を決定することにより、ショットの待ち時間を最短にすることができる。これらにより、半導体デバイスの回路パターンの露光にかかる時間を短縮することができ、露光のスループットを向上させることができる。また、今回は、試料上に回路パターンを露光するときの副偏向領域内のショット間の待ち時間について示したが、ＶＳＢ方式の露光のみならず、ＣＰ方式の露光についても、ショットを行なう位置による露光順序の決定という点では、まったく同じ効果が得られる。
【００９３】
さらに、ＣＰ方式の際の、第２成形アパーチャマスク（ＣＰアパーチャマスク）上のキャラクタ形状の開孔の選択についても、本実施形態の技術が適用できる。この場合は、キャラクタ選択を行なう成形偏向器の偏向距離が最短になるように、キャラクタ選択順序を決定すればよい。そして、ＣＰ方式の露光では、キャラクタ選択の順序と、試料上への各ショットの順番の両方について、最適化することが望ましい。
【００９４】
（第６の実施形態）
通常、副偏向領域内のキャラクタパターンの露光は、露光データの順番によって行なわれるが、副偏向領域内のパターンの位置により順番が決められたり、ＶＳＢ方式では単位パターンの形状や大きさなどにより、露光を行なう順番が決められたりしている。
【００９５】
例えば、図１５に、ある一つの副偏向領域で露光されるキャラクタパターン＃１及びキャラクタパターン＃２の露光開始位置及び露光終了位置を示す。図１５（ａ）は、ＣＰ方式におけるキャラクタパターン＃１の露光開始位置Ｐ1S及び露光終了位置Ｐ1Eを示し、図１５（ｂ）はキャラクタパターン＃２の露光開始位置Ｐ2S及び露光終了位置Ｐ2Eを示している。図１５に示すように、一つの副偏向領域キャラクタパターン＃１の露光が終了する位置Ｐ1Eと、次のキャラクタパターン＃２の露光を開始する位置Ｐ2Eとは、およそ、大きく離れた位置になることが多い。さらに、次に露光を行なうキャラクタパターンでも、同様の傾向がある。そのため、図１６に示すように、上記の二つの偏向領域を重ね合わせて表示するとよくわかるが、先に露光を行なったキャラクタパターン＃１のショット終了位置Ｐ1Eから、次に露光を行なうキャラクタパターン＃２のショット開始位置Ｐ2Sへ、副偏向器により電子ビームを位置決めする際に、非常に大きな偏向量を必要とすることになる。
【００９６】
このとき、副偏向アンプの整定待ち時間を決定したときに想定している偏向距離を超えるほどの長い距離を偏向する場合には、偏向アンプが整定する以前に、ショットが行なわれてしまい、露光を行なったキャラクタパターンの位置がずれたり、形が崩れたりするため、露光精度を劣化させてしまうという問題がある。この現象は、上記のような場合以外でも、偏向回路の調整の具合によって、想定していた偏向距離以内であっても現れることがある。
【００９７】
本実施形態では、図１７に示すように、すべてのキャラクタパターンのショットの開始及び終了位置Ｐ1SE，Ｐ2SEを、副偏向器による電子ビームの偏向量が０の位置である副偏向領域の中心に近い二つの露光位置から設定し、それら二点間を結ぶ偏向経路が最短となるように、キャラクタパターンの露光順序を決定する。
【００９８】
ＣＰアパーチャ上のキャラクタ開口の選択順序は、第１の実施形態で説明したように、ＣＰアパーチャマスク上で、使用する各キャラクタ開口を１回通過する偏向経路のうち、最短距離をとる偏向経路で電子ビームを偏向させつつ、各キャラクタ開口を順次選択する。
【００９９】
通常の露光装置に入力するための露光パターンデータを生成するプログラムを用いて、ある半導体デバイスの回路パターンのパターンデータを変換したところ、ある副偏向領域に於ける一つのキャラクタパターン＃１のショット位置を、露光データの露光順序で結ぶと、図１８に示すようになった。ここでの副偏向領域の大きさは５０μｍ2である。副偏向領域内では、キャラクタパターンのショット位置の座標は、各副偏向領域の中心を原点とする直交座標で、相対的に表している。この場合の露光終了位置は、（２３．４５，−５．０３）という（ｘ，ｙ）座標であった（単位はμｍ）。そして、このキャラクタパターン＃１の次に露光を行なうキャラクタパターン＃２についても、キャラクタパターン＃１と同様にショット位置を露光順序で結ぶと、図１９に示すようになった。
【０１００】
キャラクタパターン＃２の露光開始位置は、同じく相対座標で表すと、（−２４．８７，５．０５）である。
【０１０１】
したがって、基板の露光されるキャラクタパターンがキャラクタパターン＃１からキャラクタパターン＃２に移ったときに、キャラクタパターン＃２において初めのキャラクタパターンのショットを行なうためには、ｘ方向に−４８．３２μｍ、ｙ方向に＋１０．０８μｍだけ、副偏向器により電子ビームを偏向する必要がある。つまり、合計で４９．３６μｍの偏向量となり、ほぼ対辺の端から端までの偏向が必要となる。これに対して、本実施形態による方法では、各キャラクタパターンのショット位置が、副偏向領域の中心から近い二つのキャラクタパターンを選出し、これら二つのパターンが、各副偏向領域におけるキャラクタパターンの露光の開始位置と終了位置となるように決定した。
【０１０２】
次に、各キャラクタパターンについて、決定されたショット開始位置及び終了位置にしたがって、各副偏向領域内の全キャラクタパターンを結ぶ距離が最も短くなるように、キャラクタパターンの露光順序を決定した。このとき、キャラクタパターンの露光順序を決定するのには、巡回セールスマン問題のアルゴリズムを使用し、これにより決定された順序を、擬似最適解として、距離が最短になる露光順序として採用した。
【０１０３】
このようにして、先のキャラクタパターン＃１及び＃２の露光順序を決定して、露光順序にしたがってキャラクタパターンのショット位置を結んだものが、それぞれ、図２０及び図２１である。キャラクタパターン＃１の最終ショット位置は（−１．１９，２．２５）、キャラクタパターン＃２のショット開始位置は（０．８９，０．０１）であった。すなわち、この方法で決定した各キャラクタパターンのショットの開始及び終了位置によると、キャラクタパターン＃１からキャラクタパターン＃２に移った後の電子ビームの偏向量は、ｘ方向に２．０８μｍ、ｙ方向に−２．２４μｍとなり、合計でも３．０６μｍであった。
【０１０４】
この場合の二つのキャラクタパターン＃１及び＃２の電子ビーム露光において、キャラクタパターン＃１の露光終了後、キャラクタパターン＃２ではじめのキャラクタパターンのショットを行なうために電子ビームを副偏向器（副偏向器）により偏向させる量が、通常の方法で生成した露光データでは、ｘ方向に−４８．３２μｍ、ｙ方向に＋１０．０８μｍ、すなわち合計で４９．３６μｍの偏向量であった。
【０１０５】
それに対して、各キャラクタパターンの露光の開始及び終了位置を副偏向領域の中心付近とすることにより、キャラクタパターン＃１の露光からキャラクタパターン＃２の露光に移るときの電子ビームの偏向量は、ｘ方向に２．０８μｍ、ｙ方向に−２．２４μｍとなり、合計でも３．０６μｍであった。したがって、本実施形態による方法では、副偏向領域内を移動する際の副偏向器の電子ビーム偏向量を大幅に削減することができる。
【０１０６】
副偏向領域の中心は、副偏向器による電子ビームの偏向量が０の位置である。偏向量が０の位置近傍にショットの開始及び終了位置を設定することによって、キャラクタパターン＃１の露光からキャラクタパターン＃２の露光に移るときの副偏向器の偏向電圧が小さくなり、キャラクタパターン＃２の最初の露光位置の露光パターンの位置精度を高めることができる。
【０１０７】
本実施形態では、各キャラクタパターンの露光の開始および終了位置を、副偏向領域の中心付近に設定することによって、異なる副偏向領域においても、露光の開始および終了位置が相対的に近い位置になる。
【０１０８】
その結果、二つの副偏向領域＃１および＃２の電子ビーム露光において、副偏向領域＃１から＃２に、主偏向器により露光を行なう副偏向領域を移動したときに、副偏向領域＃２ではじめのキャラクタパターンのショットを行なうために電子ビームを副偏向器により偏向させる量の増加を、従来方法に較べて大幅に抑制することができる。よって、各副偏向領域の露光を開始したパターンのパターンの位置精度やパターン形状などの露光精度を劣化させることなく、電子ビーム露光を行なうことができる。
【０１０９】
本実施形態で示した通り、二つのキャラクタパターン＃１及び＃２の電子ビーム露光において、キャラクタパターン＃１から＃２にキャラクタパターンが変更したときに、キャラクタパターン＃２のショットを行なうために電子ビームを副偏向器により偏向させる量の増加を、従来方法に較べて大幅に抑制することができ、各副偏向領域の露光を開始したパターンのパターンの位置精度やパターン形状などの露光精度を劣化させることなく、電子ビーム露光を行なうことができる。
【０１１０】
さらに、全副偏向領域において、ショットの開始位置及び終了位置を、各副偏向領域の中心からもっとも近い二点としたことから、すべての副偏向領域において、方法で単位パターンの露光順序を決定することができ、副偏向領域の選択順序によらない。また、本実施例では、キャラクタパターンのショット開始位置及び終了位置を、副偏向領域の中心付近と設定したが、副偏向領域において相対的に同じ位置の指定ができれば、必ずしも中心付近である必要はない。
【０１１１】
そして、露光順序の決定方法も、巡回セールスマン問題のアルゴリズムに限ったものではなく、ショット間での大きな電子ビーム偏向量が極力含まれなければ、他のアルゴリズムを使用してもよい。
【０１１２】
（第７の実施形態）
キャラクタ・プロジェクション方式のみで副偏向領域内の全パターンを露光することはできず、キャラクタ・プロジェクション方式とＶＳＢ方式とを併用して副偏向領域内のパターンの露光を行う。
【０１１３】
第６の実施形態で説明したキャラクタパターンのショット開始位置及び終了位置と同様に、副偏向領域内に於けるＶＳＢ方式のショットの開始及び終了位置を、副偏向領域の中心からの距離が近い二つの露光位置から設定し、それら二点間を結ぶパターンの経路、すなわち、パターンの露光順序を決定する。
【０１１４】
このように露光順序を決定することで、一つの副偏向領域内の露光において、ＶＳＢ方式の後にＣＰ方式で露光を行う場合、ＶＳＢ方式で最後に露光されるパターンの位置と、ＣＰ方式で最初に露光されるパターンとの位置との距離が短くなる。そのため、電子ビームを副偏向器により偏向させる偏向量の増加を、従来方法に較べて大幅に抑制することができ、ＣＰ方式で露光を開始したパターンの位置精度やパターン形状などの露光精度を劣化させることなく、電子ビーム露光を行なうことができる。
【０１１５】
また、一つの副偏向領域内の露光において、ＣＰ方式の後にＶＳＢ方式で露光を行う場合、ＣＰ方式で最後に露光されるパターンの位置と、ＶＳＢ方式で最初に露光されるパターンの位置との距離が短くなる。そのため、電子ビームを副偏向器により偏向させる偏向量の増加を、従来方法に較べて大幅に抑制することができる。よって、ＶＳＢ方式で露光を開始したパターンの位置精度やパターン形状などの露光精度を劣化させることなく、電子ビーム露光を行なうことができる。
【０１１６】
また、一つの副偏向領域内＃１の露光が終了した後、次の副偏向領域＃２で露光を行う際、ＣＰ方式及びＶＳＢ方式で露光されるパターンの露光開始位置及び露光終了位置は相対的に同じ位置近傍に設定されているので、副偏向領域内＃１で最後に露光されるパターンと、副偏向領域内＃１で最初に露光されるパターンとの各副偏向領域における相対的な位置が近くなる。そのため、主偏向器により露光を行なう副偏向領域を移動したときに、副偏向領域ではじめのパターンの露光を行なうために電子ビームを副偏向器により偏向させる偏向量の増加を従来方法に較べて大幅に抑制することができる。よって、副偏向領域＃２で露光を開始したパターンの位置精度やパターン形状などの露光精度を劣化させることなく、電子ビーム露光を行なうことができる。
【０１１７】
なお、ＣＰアパーチャ上のキャラクタ開口の選択順序は、第１の実施形態で説明したように、ＣＰアパーチャマスク上で、使用する各キャラクタ開口を１回通過する偏向経路のうち、最短距離をとる偏向経路で電子ビームを偏向させつつ、各キャラクタ開口を順次選択する。
【０１１８】
各副偏向領域のパターンを露光する際に、ＣＰ方式で露光されるパターンと、ＶＳＢ方式で露光されるパターンとの順序は制約はない。しかし、第３の実施形態で説明したように、各副偏向領域のパターンを露光する際に、ＶＳＢ方式で露光するパターンを優先的に露光し、その後、ＣＰ方式で露光するパターンを露光することが好ましい。
【０１１９】
（第８の実施形態）
各副偏向領域において、ＶＳＢ方式のみでパターンの露光を行う事もある。この場合も、各副偏向領域内に於けるＶＳＢ方式のショットの開始及び終了位置を、副偏向領域の中心からの距離が近い二つの露光位置から設定し、それら二点間を結ぶパターンの経路、すなわち、パターンの露光順序を決定する。
【０１２０】
一つの副偏向領域内＃１の露光が終了した後、次の副偏向領域＃２で露光を行う際、各副偏向領域おけるパターンの露光開始位置及び露光終了位置は相対的に同じ位置近傍に設定されているので、副偏向領域内＃１で最後に露光されるパターンと、副偏向領域内＃１で最初に露光されるパターンとの各副偏向領域における相対的な位置が近くなる。そのため、主偏向器により露光を行なう副偏向領域を移動したときに、副偏向領域ではじめのパターンの露光を行なうために電子ビームを副偏向器により偏向させる偏向量の増加を従来方法に較べて大幅に抑制することができる。よって、副偏向領域＃２で露光を開始したパターンの位置精度やパターン形状などの露光精度を劣化させることなく、電子ビーム露光を行なうことができる。
【０１２１】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＣＰ方式の露光において、各副偏向領域内のパターンを露光するとき、使用するＣＰアパーチャ上にパターン形状が開孔として形成されているＳＣをＣＰ方式で露光し、その露光順序を、ＣＰアパーチャ上のキャラクタ選択偏向器によるビーム偏向距離が最短になる順序とし、副偏向領域内の、選択したキャラクタに対応したＳＣパターンを順次露光する。この露光方法により、ショットごとにキャラクタを選択する必要がない、あるいは、キャラクタ選択に必要な偏向アンプの整定待ち時間が短く設定できるため、各ショット間のキャラクタ選択偏向アンプの整定待ち時間を、もっとも短くすることができる。その結果、各副偏向領域でのキャラクタ選択偏向アンプの整定待ち時間の合計も最短にすることができ、露光時間を最短にすることができる。したがって、荷電粒子露光のスループットを望み得る最大のものに改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わる一つの副偏向領域内に形成されたパターンの例を示す図。
【図２】第１の実施形態に係わるＣＰアパーチャマスクの構成を示す図。
【図３】第１の実施形態に係わる電子ビーム露光方法を示すフローチャート。
【図４】第１の実施形態に係わるＣＰアパーチャマスクに搭載されたキャラクタ開口の選択順序を示す図。
【図５】キャラクタ選択偏向器整定待ち時間と副偏向器の整定待ち時間と露光時間との関係を示す図。
【図６】第２の実施形態に係わる副偏向領域内のキャラクタパターンのショット順序を示す図。
【図７】第２の実施形態に係わるキャラクタ選択偏向器整定待ち時間と副偏向器の整定待ち時間と露光時間との関係を示す図。
【図８】第３の実施形態に係わる主偏向器、キャラクタ選択偏向器、副偏向器の整定待ち時間の関係を示す図。
【図９】第４の実施形態に係わる電子ビーム露光データの生成方法を示すフローチャート。
【図１０】第５の実施形態に係わる偏向距離と整定待ち時間との関係を示す図。
【図１１】副偏向領域の可変成形ビーム方式の電子ビームのショット位置を示す図。
【図１２】図１１に示すショット位置に対して、従来法で求められた電子ビームの偏向経路を示す図。
【図１３】図１１に示すショット位置に対して、第５の実施形態に係わる方法で求められた電子ビームの偏向経路を示す図。
【図１４】全副偏向領域における電子ショット間の偏向距離の分布を示す特性図。
【図１５】ある一つの副偏向領域で露光されるキャラクタパターン＃１及びキャラクタパターン＃２の露光開始位置及び露光終了位置を示す平面図。
【図１６】キャラクタパターン＃１の露光終了位置Ｐ1Eとキャラクタパターン＃２の露光開始位置Ｐ2Sを重ねて示す平面図。
【図１７】第６の実施形態に係わる、キャラクタパターン＃１の露光開始・終了位置Ｐ1SEとキャラクタパターン＃２の露光開始・終了位置Ｐ2SEを示す平面図。
【図１８】従来技術におけるキャラクタパターン＃１の露光順序を示す図。
【図１９】従来技術におけるキャラクタパターン＃２の露光順序を示す図。
【図２０】第６の実施形態に係わるキャラクタパターン＃１の露光順序を示す図。
【図２１】第６の実施形態に係わるキャラクタパターン＃２の露光順序を示す図。
【図２２】電子ビーム露光装置の概略構成を示す図。
【図２３】偏向電圧と時間依存性を示す特性図。
【図２４】主偏向器と副偏向器を用いた電子ビーム露光の概念の説明に用いる図。
【符号の説明】
１０１…副偏向領域
２０１…ＣＰアパーチャマスク
２０２…ＶＳＢ用開口
４００…電子銃
４０１…電子ビーム
４０２…コンデンサレンズ
４０３…ブランキングアンプ
４０４…ブランキング偏向器
４０５…ブランキングアパーチャマスク
４０６…成形アパーチャマスク
４０６…第１成形アパーチャマスク
４０７…投影レンズ
４０８…成形偏向アンプ
４０９…成形偏向器
４１０…第２成形アパーチャマスク
４１１…縮小レンズ
４１２…副偏向アンプ
４１３…副偏向器
４１４…対物レンズ
４１５…主偏向アンプ
４１６…主偏向器
４１７…試料
【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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【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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