JP2003297732A

JP2003297732A - 電子ビーム描画方法及び描画装置、並びにこれを用いた半導体製造方法

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Publication number: JP2003297732A
Application number: JP2002102789A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Ota; 洋也太田; Yasunari Hayata; 康成早田; Norio Saito; ▲徳▼郎斎藤; Haruo Yoda; 晴夫依田; Takasumi Yui; 敬清由井; Shinichi Hashimoto; 伸一橋本
Original assignee: Canon Inc; Advantest Corp; Hitachi Ltd
Current assignee: Canon Inc; Advantest Corp; Hitachi Ltd
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-10-17
Anticipated expiration: 2022-04-04
Also published as: EP1351272A3; EP1351272A2; JP3940310B2; US6667486B2; EP1351272B1; US20030189181A1

Abstract

(57)【要約】【課題】マルチビーム描画方式において、各ビームの位
置補正を偏向器アレイと膨大かつ高精度な駆動回路を用
いずに高精度かつ高速な電子ビーム描画技術を提供す
る。【解決手段】複数の電子ビームの各々を独立にオンオフ
し走査して試料上に所望のパターンを描画する電子ビー
ム描画方法において、前記複数の電子ビームの各々が描
くパターンと描画すべき前記所望のパターンとのずれ
を、前記複数の電子ビームの各々が描くパターンのパタ
ーンデータの位置をシフトすることにより制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路な
どの加工、描画に用いられる電子ビーム描画技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩを代表とする半導体集積回路の高
密度化、高集積化が急速に進み、これに伴い形成すべき
回路パターンの微細化も急速に進んでいる。特に１００
ｎｍノード以下のパターン形成は、従来の光リソグラフ
ィーの延長では非常に困難とされている。

【０００３】これに対し、電子ビーム描画は、微細パタ
ーンを形成するためには有効な手段であるが、生産現場
に適用するためには、更に高いスループットが要求され
ている。近年、電子ビーム描画のスループット向上の手
段として大きく２つの方法が研究開発されてきている。
第１はステンシルマスクを用いて、電子ビームを縮小投
影してパターンを形成する方法である。この方法は、高
スループットを望めるものの、マスク製作が困難で、コ
ストがかかると予想されている。

【０００４】一方、第２の方法は、従来の電子ビーム描
画描画方法であるポイントビームや可変矩形ビームを同
時に複数用いて一度に描画を行う方式である。ここで
は、電子レンズや偏向器からなる１つの電子光学系に１
つの電子ビームを割り当てこの電子光学系を複数用いる
ものをマルチカラム方式、１つの電子光学系に複数のビ
ームを通すものをマルチビーム方式と定義する。

【０００５】マルチビームの電子ビーム描画として、例
えば、特開平９−２４５７０８号公報に記載された方法
がある。１つの電子源から放射された電子ビームをコン
デンサレンズにて平行ビームを形成し、アパーチャアレ
イにより複数の電子ビームに分割する。このビームから
レンズアレイと偏向器アレイにより中間像を形成し、ブ
ランキングアレイにより独立にオンオフを制御した後、
偏向器を含む投影光学系により試料上に中間像を投影す
ることにより描画を行う。本方法は、レンズアレイと偏
向器アレイにより投影光学系にて発生する像面湾曲や歪
などをあらかじめ補正することが可能で、投影光学系の
設計が容易になるため高解像かつ高スループットを実現
する画期的な方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
マルチビーム描画方法では、アパーチャアレイやレンズ
アレイ、投影光学系の機械的製作誤差および、それに伴
う理想的なビーム中心軸に対する斜入射等により、マル
チビームの各々のビーム間隔が設計上想定した所定の値
にならないことが起こりうる。当然、ビーム間隔のばら
つきは、各ビームの位置を上記の偏向器アレイを用いて
補正が可能である。この偏向器アレイは空間の制約から
微小な４極以上の静電型偏向器を用いるため配線が困難
で、かつ、ビーム１本当り４個以上の高精度アナログ駆
動回路が必要になる。また、描画に同期した偏向や試料
高さ変動に伴い発生する倍率、回転、歪によるビーム位
置ずれを補正するためには、高速な駆動回路が必要とな
る。

【０００７】マルチビーム描画システムのマルチビーム
の本数を１０００〜４０００本とすれば、回路規模は膨
大となり、かつ、駆動回路と偏向器アレイを結合する配
線数も多くなり、実装が大変困難となる。

【０００８】本発明は、前記の課題に鑑みてなされたも
のであり、マルチビーム描画方式において、各ビームの
位置補正を簡略な構成で可能にし、高精度かつ高速な電
子ビーム描画技術を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の電子ビームの各々を独立にオンオ
フし走査して試料上に所望のパターンを描画する電子ビ
ーム描画方法において、前記複数の電子ビームの各々が
描くパターンと前記所望のパターンとのずれを、前記複
数の電子ビームの各々が描くパターンのパターンデータ
の位置をシフトすることにより制御することを特徴とす
る。

【００１０】また、本発明は、複数の電子ビームの各々
を独立にオンオフし走査して試料上に所望のパターンを
描画する電子ビーム描画方法において、前記複数の電子
ビームの各々が描くべき前記所望のパターンを含む第１
の領域の周囲に偏向領域余裕に相当する第２の領域を付
加して第３の領域のパターンを設定する工程と、前記第
３の領域にて前記複数の電子ビームの各々が描くパター
ンのパターンデータの、前記所望のパターンのパターン
データに対する位置のシフト量を求める工程と、前記第
３の領域の範囲で前記位置シフト量に応じて前記複数の
電子ビームの各々を偏向制御する工程とを有することを
特徴とする。

【００１１】また、本発明は、複数の電子ビームの各々
を独立にオンオフ制御した後、偏向器を含む投影光学系
を介して試料上に投影することにより所望のパターンを
描画するようにした電子ビーム描画装置において、前記
複数の電子ビームの各々が描くべき前記所望のパターン
のパターンデータを保持するメモリと、前記所望のパタ
ーンのパターンデータに対する前記複数の電子ビームの
各々が描くパターンのパターンデータの、前記所望のパ
ターンのパターンデータに対する位置のシフト量を求め
るシフト演算回路と、前記位置シフト量に応じて前記複
数の電子ビームの各々を偏向制御する偏向制御手段とを
有することを特徴とする。

【００１２】また、本発明は、複数の電子ビームの各々
を独立にオンオフ制御した後、偏向器を含む投影光学系
を介して試料上を投影することにより所望のパターンを
描画する電子ビーム描画装置において、前記複数の電子
ビームの各々が描くべき前記所望のパターンを含む第１
の領域の周囲に偏向領域余裕に相当する第２の領域を加
えた第３の領域のパターンデータを保持するメモリと、
前記第３の領域にて前記複数の電子ビームの各々が描く
パターンのパターンデータの、前記所望のパターンのパ
ターンデータに対する位置のシフト量を求めるシフト演
算回路と、前記第３の領域の範囲で前記位置シフト量に
応じて前記複数の電子ビームの各々を偏向制御する偏向
制御手段とを有することを特徴とする。

【００１３】また、前記パターンデータの位置シフト量
は、全体の電子光学系もしくは前記試料の高さ変動に起
因して発生する、倍率誤差、回転誤差、もしくは歪によ
る誤差のような各種の誤差、あるいはこれらの組み合わ
せによる前記複数の電子ビームの位置ずれを補正する量
を設定する手段を有することを特徴とする。

【００１４】また、前記パターンの位置シフト演算を行
う手段と描画のための偏向動作とを同期させる手段を有
することを特徴とする。

【００１５】また、前記パターンの位置シフト演算を行
う手段はパターンデータの線形補間を行う手段により構
成されていて、線形補間の結果を照射量に変換する照射
量制御手段を有することを特徴とする。

【００１６】また、前記パターンの位置シフト演算を行
う手段は、描画のための偏向位置に依存してシフト量を
設定することが可能であることを特徴とする。

【００１７】前記ビットマップメモリの電子ビームの各
々が描くべき第１の領域の周囲に付加するパターンの位
置シフト演算を行うための第２の領域の大きさを、描画
のための偏向位置に依存して変更することが可能である
ことを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面を
用いて詳細に説明する。

【００１９】まず、本発明で用いる電子ビーム描画装置
の構成について説明する。図２は、マルチビーム方式の
電子ビーム描画装置の例である。

【００２０】電子銃２０１から放射された電子ビーム２
０２は、コンデンサレンズ２０３によって略平行の電子
ビームになる。この電子銃２０１は、カソード、アノー
ド、グリッド（いずれも図示せず）などからなり、印加
する電圧によりクロスオーバーサイズを変えることが出
来る。略平行の電子ビームは、アパーチャアレイ２０４
により分離された電子ビーム２０６は、フォーカス制御
回路２２０に駆動されるレンズアレイ２０５によりブラ
ンキング絞り２０８近傍に電子銃のクロスオーバの中間
像２０９を結ぶ。これらの中間像２０９の位置は、レン
ズアレイ２０５の個々の強度を変えることにより光軸方
向の位置を変えることができる。

【００２１】また、ブランキングアレイ２０７に電圧を
印加することにより中間像２０９は光軸と垂直方向に移
動し、ブランキング絞り２０８によって遮断され、個々
の分離された電子ビーム２０６についてオンオフの制御
が可能となる。このとき、アパーチャアレイ２０４によ
り分離された１本のビームに対するレンズアレイ、ブラ
ンキングアレイ、ブランキング絞りの各１要素からなる
電子光学系を要素電子光学系とする。要素電子光学系の
詳細につては、後述する。

【００２２】これらの中間像２０９を第１投影レンズ２
１０、第２投影レンズ２１４からなる投影光学系により
試料ステージ２１８上の試料２１７に投影する。投影光
学系は、第１投影レンズ２１０の後焦点位置と第２投影
レンズ２１４の前焦点位置を共有するようにレンズ制御
回路２２２によって駆動される。この配置は、対称磁気
ダブレット構成と呼ばれ、低収差で投影が可能となる。

【００２３】電子ビーム描画用の電子源として最も多く
用いられるＬａＢ_６は、電子銃のクロスオーバーサイズ
は１０μｍ程度である。試料上でのビームサイズを１０
ｎｍにするためには１／１０００に縮小する必要があ
る。今、レンズアレイの倍率を１／２０とすると、投影
光学系には１／５０の倍率が必要である。これを１組の
投影レンズで実現することは困難な場合がある。そのと
きには、投影レンズを２組用いて、例えば、１段目を１
／１０、２段目を１／５に設定する。図２に示したブラ
ンキング絞り２０８と第１投影レンズと２１０の間に、
投影レンズを設置する。この投影レンズも、対称磁気ダ
ブレット構成を用いる。

【００２４】このとき、各中間像２０９を構成する複数
の電子ビームは一括して主偏向器２１３および副偏向器
２１５により偏向され、位置決めされる。例えば、主偏
向２１３は偏向幅を広く、副偏向２１５は偏向幅を狭く
用いる。主偏向器２１３は電磁型、副偏向器２１５は静
電型で構成される。偏向器を動作させてビームを偏向し
た際に発生する偏向収差による焦点ずれは動的焦点補正
器２１１で、偏向により発生する偏向非点は動的非点補
正器２１２により補正を行う。焦点補正器、非点補正器
ともコイルで構成される。

【００２５】描画は、試料ステージ２１８に搭載した試
料２１７を移動させることにより行う。２１９は、試料
ステージ上に搭載され、Ｘ方向およびＹ方向にナイフエ
ッジを有するファラデーカップである。このファラデー
カップ２１９は、レーザー干渉計などの座標測定機能
（図示せず）を含むステージ制御回路２２５と連動し
て、試料上での電子ビームを偏向またはファラデーカッ
プ２１９の移動と同期させて電荷量を測定することによ
り、各中間像からなる試料上での電子ビームの位置を計
測することが出来る。また、試料ステージ上に位置計測
用マーク２２７を取りつけ、その上を走査して電子検出
器２１６の信号を検出し、信号処理回路２２４で処理す
る方法でも、電子ビーム位置を測定できる。測定された
ビーム位置に基づいて各ビームのシフト量を求める。

【００２６】ＣＰＵ２２６に蓄えられたパターンデータ
に基づく照射量制御回路２２１によりビームのオンオフ
と、偏向制御回路２２３により駆動される主偏向器２１
３および副偏向器２１５の偏向動作を同期させることに
より描画が行われる。このとき、ステージ制御回路２２
５を通じて連続移動またはステップ移動により試料ステ
ージ２１８が移動する。

【００２７】上記一連の動作全てを、ＣＰＵ２２６が制
御する。

【００２８】次に、図１１を用いて要素電子光学系の詳
細を示す。図１１は、図２のアパーチャアレイ２０４か
らブランキング絞り２０８までを抜粋し、斜め上から見
たものであり、符号は図２と同一である。アパーチャア
レイ２０４には略平行な電子ビーム（図示せず）が照射
されている。アパーチャアレイ２０４で分離された電子
ビーム２０６はレンズアレイ２０５で収束されブランキ
ング絞り２０８に中間像２０９を形成する。レンズアレ
イ２０５は３枚電極で、両極は接地、中間電極にのみ電
圧を印加するユニポテンシャルレンズである。例えば、
印加電圧１ｋＶのときの焦点距離は１００ｍｍ程度であ
る。

【００２９】アパーチャアレイ２０４、レンズアレイ２
０５、ブランキングアレイ２０７およびブランキング絞
り２０８の開口部の間隔（ピッチ）は略同一で、例え
ば、試料上で４μｍ間隔、投影光学系の倍率が１／５０
とすると、２００μｍとなる。

【００３０】図１１は、ブランキングアレイ２０７上の
ブランキング電極１１０１には電圧０Ｖを、ブランキン
グ電極１１０２には特定の電圧を印加した場合を示して
いる。ブランキング電極１１０１の間を通過したビーム
はブランキング絞り２０９の開口部に中間像を結び、下
流に達する。ブランキング電極１１０２の間には特定の
電圧が印加されており、このためビームが偏向され、中
間像はブランキング絞り２０８の非開口部に達して、下
流へは遮断される。このように、各ブランキング電極に
電圧を印加するかしないかで、ビームのオンオフが可能
となる。感度向上のため、対向する両電極に±逆符号の
電圧を印加するのが効率的である。例えば、１００ＭＨ
ｚ程度の動作で±５Ｖ〜±１０Ｖの電圧を用いる。

【００３１】次に、図３を用いて本例の描画装置におけ
る描画動作を示す。試料（この場合はウェハ）上に描く
べきパターンは、主偏向で偏向可能な範囲の幅を持つ短
冊形状のストライプ３０１に分割される。ストライプ３
０１は、各中間像からなる試料上での電子ビームの配列
の大きさからなる副フィールド３０２単位で分割された
主フィールド３０３に分割される。副フィールド内の各
試料上での電子ビーム３０４（図３では６４本）は副偏
向により偏向されて副フィールド３０２全てを描画す
る。副フィールド３０２の１つの電子ビームが描画を受
け持つ領域をマイクロフィールド３０５とし、マイクロ
フィールド３０５内は電子ビーム３０４の径と略同じ大
きさであるピクセル３０６を単位として、角から順にラ
スタスキャンのような偏向動作を行う。副フィールド内
３０２の全ての電子ビームは、一括して副偏向により偏
向をされる。このピクセル単位の偏向に同期して各電子
ビームをオンオフすることにより副フィールド内のパタ
ーンの描画を行う。

【００３２】１つの副フィールドの描画が完了した後、
主偏向により副フィールド分だけ偏向を行う。上記と同
様に次の副フィールドの描画を行う。以下同様に副フィ
ールドの描画を行い、主偏向の偏向範囲、すなわち、主
フィールド端部まで描画を終了した時点で次の主フィー
ルドの描画に移行する。このとき、試料ステージは連続
的に移動させる。フィールドおよびストライプの大きさ
は、例えば、１ピクセルは２０ｎｍ、マイクロフィール
ドは４μｍ角、副フィールドは２５６μｍ角（６４×６
４本のビームに相当する）、主フィールドは２５６μｍ
×４ｍｍ、ストライプ幅は４ｍｍである。

【００３３】（実施例１）次に、本発明の描画方法を示
す。副フィールドを構成する各電子ビームの間隔は、図
２で示した要素電子光学系の間隔に投影光学系の倍率を
乗じて決定される。ところが、要素電子光学系の加工精
度による間隔のばらつき、投影光学系の製作誤差、およ
びそれらに伴って発生する各電子ビームの入射角度の誤
差などにより副フィールドを構成する各電子ビームの間
隔がばらつく可能性がある。これらの誤差要因は固定的
で、一度全ての電子光学系を組み上げて、結像条件を設
定すればビーム間隔は決定される。このビーム間隔は、
図２に示したナイフエッジを有するファラデーカップを
用いて個々に測定すれば可能であり、例えば、所定の値
からのずれ量を各ビーム毎に記憶しておけばよい。

【００３４】各電子ビームのばらつきは、時間とともに
変化する場合もある。そのときには、上記測定を適当な
時間間隔にて行えば良い。

【００３５】図４は、副フィールド内の４つのマイクロ
フィールドを取り出して示した例である。図４（Ａ）は
マイクロフィールド４０１と描画すべきパターン４０２
を示している。例えば、図４（Ｂ）の様に４つの電子ビ
ーム４０３の間隔が変動している場合、描画パターンは
ずれたものとなる。これに対して、個々のビームに対し
て独立な偏向器を持ち、図４（Ｃ）の矢印で示すように
ずれの補正４０４を行えば、描画すべきパターンは正し
く描かれる。

【００３６】これに対し、図４（Ｄ）に示すように、先
ず、各マイクロフィールド毎に偏向領域余裕４０５を設
け、マイクロフィールドのビームの位置ずれを打ち消す
方向に同マイクロフィールド毎に描画すべきパターンの
シフト４０６を行う。次に、図４（Ｅ）に示すように、
偏向領域余裕を含めてビーム偏向４０７を行いマイクロ
フィールドを描画すれば、各ビーム位置がずれたままで
も、結果として図４（Ｆ）に示すように、当初の描画す
べきパターンが正しく描かれることになる。

【００３７】前記描画方法を、描画制御の点から図１を
用いて説明する。ＣＰＵ１０１に蓄えられている描画パ
ターンデータは、ビットマップ展開回路１０２にて図３
に示す１ピクセルを単位とするビットマップデータに展
開される。展開されたデータは、マイクロフィールドを
単位として分割され、マイクロフィールドの数で構成さ
れるビットマップメモリ１０３に照射量データとして格
納される。このビットマップメモリ１０３は、図４
（Ｄ）に示した偏向領域余裕に相当する分を加えたもの
であり、この段階で偏向領域余裕にはパターンが無いの
で初期値０が格納される。

【００３８】次に、ビットマップメモリ１０３とビット
マップシフト回路１０４とシフト量制御回路１０５で構
成されるシフト演算回路にてシフト演算を行う。各ビッ
トマップメモリ１０３のパターンデータをビットマップ
シフト回路１０４によりシフト演算を行う。このときの
シフト量などのパラメータは、シフト量制御回路１０５
から設定する。シフト演算された値（照射量データ）に
基づき、照射量制御回路１０６にてブランキングオフの
時間信号に変換され、ブランキングアレイ１０７の各ブ
ランキング電極に供給される。

【００３９】ビットマップシフト演算、および、照射量
制御は副フィールド内のビーム本数分並列に行われ、か
つ、偏向信号発生回路１０８からの同期信号によって同
期をとる。この同期信号は、偏向制御回路１０９にも入
力され、偏向制御回路の出力すなわち偏向器１１０に供
給される偏向信号とも同期されて描画を行う。このと
き、シフトされたパターンデータは偏向領域余裕を含め
て一つの偏向器１１０にて描画される。

【００４０】シフト量などのパラメータは、あらかじめ
試料ステージ１１１上のファラデーカップ１１２を用い
て各ビームの位置を検出して、ＣＰＵ１０１に記憶して
おく。各ビームの位置検出は、ステージ制御回路１１３
からの位置情報と信号処理回路１１４からのビームプロ
ファイル信号を基にして行う。

【００４１】次に、ビットマップシフト演算の方法を述
べる。図５は、あるマイクロフィールドのビットマップ
メモリを示している。このメモリに格納されているｘ方
向ｉ番目、ｙ方向ｊ番目のデータをｆ（ｉ、ｊ）によっ
て参照する。

【００４２】まず、ピクセル以下のシフトの方法を示
す。ピクセル以下の移動は線形補間演算を用いる。線形
補間は以下の式で表される。ｘ方向の移動を以下の通り
である。

【００４３】

【数１】ここで、ｆ（ｉ、ｊ）はピクセル位置ｉ、ｊでの照射
量、ｄｘ、ｄｙはピクセルサイズを１に規格化したシフ
ト量を示す。同様にｙ方向は以下の通りである。

【００４４】

【数２】ｘとｙの両方向の移動はｘ方向、ｙ方向を順に行えば良
いが、上式をまとめて、以下のようにすれば１度に演算
可能である。

【００４５】

【数３】上記の演算は、ビットマップメモリからの読み出しと、
加算、乗算で構成されている。これを実現する手段に
は、計算プログラムを持った汎用マイクロプロセッサの
ような演算回路を使用するのが一般的である。ただし、
例えば１００ＭＨｚ以上の高速に演算するには専用回路
を構成する必要がある。専用回路を構成するために、
（式１）を以下のように別の表現とする。

【００４６】

【数４】この表現は、乗算が１回しかなく専用回路を構成するの
に都合が良い。回路構成の例を、図１２に示す。ビット
マップメモリから読み出されたｆ（ｉ、ｊ）はシフトレ
ジスタ１２０１と符号反転されて加算器１２０２に入力
される。シフトレジスタは、１回前のデータを保持して
いるものである。この場合には、マイクロフィールド内
のビーム偏向をＸの増加方向、すなわち、ｉがインクリ
メントされているとする。シフトレジスタ１２０１の出
力も加算器１２０２に入力され、結果として、ｆ（ｉ−
１、ｊ）−ｆ（ｉ、ｊ）が出力される。これに乗算器１
２０３によりｄｘが乗じられる。この出力と、ビットマ
ップメモリから読み出されたｆ（ｉ、ｊ）とが、加算器
１２０４に入力され、結果として（式４）が出力され
る。Ｙ方向には、同じ回路を図１２に示す回路の後段に
接続すれば良い。シフトレジスタ１２０１が１ライン前
のデータを保持している点以外は全く同様である。

【００４７】このような回路を複数並べて、いわゆるパ
イプライン処理を行えば高速化が可能となる。

【００４８】図６に、データをシフトした結果をビーム
プロファイルにて示す。図６（Ｂ）は、ビームぼけ２０
ｎｍのビームを、２０ｎｍピクセルの５ピクセル分にビ
ームを照射して、１００ｎｍのパターンを描画した例で
ある。なお、図６は説明簡略化のため１次元方向しか示
さないが、２次元でも全く同様である。図６（Ｂ）に対
してプラス方向（図では右方向）に４ｎｍシフト（ｄｘ
＝０．２）させた場合が図６（Ｃ）である。左端のビー
ム照射量が元の照射量に対して８０％になり、右端６ピ
クセル目に２０％照射量にて照射を行う。結果として、
１００ｎｍのパターンが４ｎｍ移動することになる。同
様に、図６（Ｄ）は１０ｎｍシフト（ｄｘ＝０．５）し
た例である。両端のビーム照射量は５０％になる。これ
ら１００ｎｍのパターンのシフトをまとめて示したもの
が、図６（Ａ）である。このように線形補間演算を行え
ば、ピクセル以下の移動が可能となる。

【００４９】次に、ピクセルの大きさ以上の移動方法を
述べる。ピクセル以上の移動は、ビットマップメモリの
読み出し位置を変えることで実現する。上記のｆ（ｉ、
ｊ）のｉとｊにオフセットを加えれば良い。

【００５０】

【数５】ここで、ｆ’は描画ピクセル位置での照射量、ｉ_offset
はｘ方向の読み出し位置オフセット、ｊ_offsetはｙ方向
の読み出し位置オフセットを示す。

【００５１】従って、あるシフト量を与えられた場合の
読み出しオフセットとピクセル以下のシフト量は以下の
関係になる。

【００５２】読み出し位置オフセット＝整数部（移動量
/ピクセルサイズ）ピクセル以下のシフト量＝剰余部（移動量/ピクセルサ
イズ）例えば、１ピクセルサイズが２０ｎｍで、移動量を５０
ｎｍの場合には読み出し位置オフセットは２に、ピクセ
ル以下のシフト量は１０ｎｍとなり、ピクセルサイズを
１に規格化したピクセルシフト量は０．５となる。

【００５３】読み出し位置オフセットとピクセル以下の
シフト量を組み合わせれば、移動の方向を変えることが
出来る。（式１）、（式２）に示した方式では、Ｘ方
向、Ｙ方向それぞれ正の方向（座標が増加する方向）に
しか移動できない。負の方向に移動するためには、オフ
セットにてピクセル単位で必要な移動量以上にマイナス
側に移動して、必要な移動量との差をプラス側に移動す
れば良い。読み出し位置オフセットとピクセル以下のシ
フト量の関係は、以下のようになる。

【００５４】読み出し位置オフセット＝整数部（負の移
動量/ピクセルサイズ）−１ピクセル以下のシフト量＝剰余部（移動量/ピクセルサ
イズ）＋ピクセルサイズ例えば、１ピクセルサイズが２０ｎｍで、マイナス方向
に３５ｎｍ移動する場合には、読み出し位置オフセット
は−２に、ピクセル以下のシフト量は５ｎｍになる。

【００５５】（実施例２）実施例１では、ビットマップ
シフトをビットマップメモリの読み出し、すなわち描画
動作と同期して行っている。しかし、固定的なビーム位
置シフトだけであれば、ビットマップ展開されたパター
ンデータをビットマップメモリに格納する前にビットマ
ップシフトを行う方法もある。図７に描画制御を示す。
図１との差異が少ないので同一符号を用いて説明する。

【００５６】本実施例では、シフト演算回路を構成する
ビットマップメモリ１０３とビットマップシフト回路１
０４の順序が図１と異なる。ＣＰＵ１０１に蓄えられて
いる描画パターンデータは、ビットマップ展開回路１０
２にて１ピクセルを単位とするビットマップデータに展
開される。展開されたデータは、マイクロフィールドを
単位として分割され、各マイクロフィールド毎にビット
マップシフト回路１０４にてシフト演算を行った後、マ
イクロフィールドの数で構成されるビットマップメモリ
１０３に照射量データとして格納される。

【００５７】シフト量などのパラメータは、シフト量制
御回路１０５から設定する。このビットマップメモリ１
０３も、図１と同様偏向領域余裕に相当する分を加えた
ものであるため、シフトされたデータを格納することが
出来る。

【００５８】ビットマップメモリ１０３を偏向と同期し
て照射量制御回路１０６が読み出し、ブランキングオフ
の時間信号に変換され、ブランキングアレイ１０７の各
ブランキング電極に供給される。その他の構成は、図１
と同様である。

【００５９】（実施例３）本発明の描画方法では、図３
に示す副フィールドの単位で同時に電子ビームが試料上
に照射される。これは、副フィールドを1つの面状ビー
ムと考えることと等価である。この副フィールドを主偏
向器によって偏向し描画を行う。この副フィールドの面
積が大きいほど描画速度は速くなる反面、収差は大きく
なる。本実施例では副フィールドは２５６μｍ角とした
ため、偏向収差を無視できない。この収差は、図２に示
す動的焦点、非点補正器により可能な限り小さくするの
が理想的である。しかし、偏向により発生する収差は、
焦点ずれ、非点、歪、倍率誤差、回転誤差など種類が多
くこれら全てに対し、同時に補正しようとすれば、焦点
補正器、非点補正器の数は補正する収差の数以上に設置
する必要があり、かつ、動的に制御が必要なため、実現
は困難となる。

【００６０】これらの収差のうち、歪、倍率誤差、回転
誤差を図８に示す。図中の破線は理想格子を示し、実線
は理想格子点のずれを示している。これらは、各ビーム
位置がずれることに相当し、描画位置をシフトすること
により補正することが可能である。

【００６１】しかし、これらは偏向により発生する収差
であるために、偏向動作毎にシフト量を演算する必要が
ある。更に、偏向により発生する収差は、主偏向量に依
存した面状ビーム（副フィールド）内での場所依存をも
つ。更に、マイクロフィールドの形状も主偏向量と主偏
向量に依存した副フィールド内での場所依存をもつ。こ
れらの、場所依存性は理論的には偏向距離の３次の多項
式で近似できる。従って、あるマイクロフィールドでの
補正量は以下の式にて計算することが可能である。

【００６２】

【数６】ここで、ｄｘ、ｄｙはこのマイクロフィールド内での位
置ｘ_μ、ｙ_μに依存した補正量を示している。ａ_００か
らａ_３３、およびｂ_００からｂ_３３のそれぞれ１０個の
係数は、主偏向量ｘ_ｍ、ｙ_ｍと副フィールド内での位置
ｘ_ｓ、ｙ_ｓに依存している。例えば、ａ_００は副フィー
ルド内での位置ｘ_ｓ、ｙ_ｓに依存しており、このときの
係数をｃ_００からｃ_３３とすると（式６）と同様に（式
７）の様に表される。

【００６３】

【数７】更に、係数ｃは主偏向量ｘ_ｍ、ｙ_ｍに依存し、そのとき
の係数をｄとすると、例えばｃ_００は（式８）の様に表
される。

【００６４】

【数８】係数ａ_００とｃ_００以外も（式６）と同様である。ま
た、係数ｂも同様に求めることが出来る。従って、（式
３）のｄｘ、ｄｙは偏向位置に依存した値となり、ｄｘ
（ｉ、ｊ）、ｄｙ（ｉ、ｊ）という形で表現される。

【００６５】このとき、主偏向量により発生する副フィ
ールド全体（全てのマイクロフィールド）のシフトや回
転は、主偏向にて補正を行えば、（式６）に示す各マイ
クロフィールドのシフトや回転量は最小限になり、描画
速度が向上する。

【００６６】シフト量の場所依存性すなわち、（式６）
のａ、ｂの係数は、代表的な場所を数点から数十点決め
て、前記のごとくビーム位置を全ての偏向量に対して測
定を行うか、または、試し描画を行って設計位置からの
ずれ量を測定し、最小二乗近似などを行えば求めること
ができる。

【００６７】描画制御の構成を、図９に示す。この構成
は、図１との差異が少ないので同一符号を用いて説明す
る。パターンデータのシフトは偏向座標に依存するた
め、偏向に同期して（式６）の演算を行う必要がある。
従って、偏向信号発生回路９０８からの同期信号と同期
して、シフト演算回路を構成するシフト量制御回路９０
５にて主偏向量と副フィールド内での場所依存でのシフ
ト量の演算を行い、更にビットマップシフト回路９０４
により実際にパターンデータのシフト量が演算される。
以降の動作は図１に示した例と同一である。

【００６８】前記の倍率誤差と回転誤差は試料の高さが
変動した場合にも発生する。しかし、試料の高さ変動は
試料ステージ移動時に起こるものであり、偏向動作より
も頻度は低いので、（式６）に含めて演算可能である。
この場合には、試料の高さ変動に対する倍率変動量およ
び回転変動量をあらかじめ求めておき、（式６）中の偏
向量の１次項の係数に乗算すれば良い。

【００６９】前記の動的焦点補正にて、試料高さが変動
しても倍率、回転の変化をなくすことは可能である。ま
た、試料ステージに高さ補正機能や回転補正機能を搭載
すれば倍率や回転の誤差は発生しない。動焦点補正も高
さと回転補正機能付き試料ステージを搭載した場合にも
システムや制御が複雑になることは避けられない。本発
明の方法は、簡素な構成で、倍率、回転誤差を補正でき
るので有効である。

【００７０】（実施例４）実施例３において、（式６）
は３次の演算を行っている。しかし、偏向により発生す
る収差が小さい場合には、０次項（オフセット分の
み）、１次項、または２次項の演算のみで補正の簡略化
を行える場合もある。（式６）の演算も図１２に示した
ような回路を用いるとすると、次数が少なくなるに従っ
て演算回数も減少するので、回路を簡素化することが出
来る。

【００７１】電子光学系の設計や構成および主、副、マ
イクロの各フィールドのサイズによっては必要精度に比
較して無視し得るほど収差を小さくすることが出来る場
合もある。従って、補正演算の偏向量の依存を減少さ
せ、簡略化した偏向量を用いることが可能な場合があ
る。例えば、実施例３に示したＸ_μ、Ｙ_μを回転および
倍率のみにする（１次項のみ使用する）場合、Ｘ_μ、Ｙ
_μの依存を考慮しない場合がある。また、（式６）にお
けるａおよびｂの係数の偏向量依存性を、それぞれＸ_ｍ
＋Ｘ_ｓ＋Ｘ_μおよびＹ_ｍ＋Ｙ_ｓ＋Ｙ_μにしてもよいし、
それぞれＸ_ｍ＋Ｘ_ｓおよびＹ_ｍ＋Ｙ_ｓとしてもよい。

【００７２】例えば、焦点補正器、非点補正器を適切に
使えば４ｍｍ主フィールドの端部で２５６μｍ角の副フ
ィールドの歪みを１００ｎｍ程度にすることは可能であ
る。このとき、４μｍ角のマイクロフィールドの変形は
最大１ｎｍ程度となり無視できる。すなわち、Ｘ_μ、Ｙ
_μの依存は演算を行う必要がなくなる。

【００７３】しかし、副フィールド中心のマイクロフィ
ールドと、副フィールド端部のマイクロフィールドの相
対位置関係にはずれが生じ、結果として隣接する副フィ
ールドとの接続にずれが発生する。ここでは、各マイク
ロフィールド毎に主偏向量と副フィールド内での位置に
依存するシフト項（（式６）のａ_００、ｂ_００）だけを
演算した。この演算に基づき各マイクロフィールドの中
心位置をシフトさせて描画を行った結果、マイクロフィ
ールド間の接続誤差が無視し得る程度に小さくなった。

【００７４】図１５に、４×４のマイクロフィールドの
パターンシフトを示す。パターンデータ上のマイクロフ
ィールドサイズ１５０１と偏向領域余裕１５０２を示
す。図中の矢印は中心位置の移動方向である。

【００７５】（実施例５）副フィールド内の複数のビー
ムをそれぞれ独立しているとみなし、Ｘ_ｓ、Ｙ_ｓの依存
を考慮せず、複数のビームそれぞれに主偏向依存を演算
しても良い。この場合、各ビームの補正量は（式６）と
同様に以下の様に表される。

【００７６】

【数９】ここで、ｎは各ビームの番号（１０００本のビームであ
れば１から１０００）を示す。副フィールド内での位置
の依存を考慮しないため、係数ａは主偏向量ｘ _ｍ、ｙ_ｍ
にだけ依存する。

【００７７】

【数１０】ここで、ｎは（式９）のｎに対応している。係数の求め
方は、全てのビームに対して個別に主偏向量依存を測定
する方法を用いる。これは、主偏向で適当な間隔（例え
ば副フィールドサイズ）で数箇所偏向し、その各場所で
の各ビーム位置をマーク検出などで求める。それらの位
置を（式１０）の多項式にて近似すれば、各ビームの係
数ａの値を求めることが出来る。係数ｂも同様に求める
ことが出来る。

【００７８】また、代表点のビーム（例えば副フィール
ド内の周辺部と中心部）の主偏向量依存を求めて、その
他の係数は多項式などを用いて代表点の係数から補完し
て求めれば、少ないビーム位置検出にて全ての係数ａお
よびｂを決定できる。

【００７９】例えば、４ｍｍ主フィールドの端部で２５
６μｍ角の副フィールドの歪みが１００ｎｍ程度で、４
μｍ角のマイクロフィールドの変形が最大１ｎｍ程度の
とき、Ｘ_μ、Ｙ_μの依存は演算を行う必要がない。副フ
ィールド中心のマイクロフィールドと、副フィールド端
部のマイクロフィールドの相対位置関係にはずれは、全
てのビームの主偏向量に依存するシフト項（（式９）の
ａ_００、ｂ_００）だけを演算すればよい。この演算に基
づき各マイクロフィールドの中心位置をシフトさせて描
画を行った結果でも、マイクロフィールド間の接続誤差
が無視し得る程度に小さくなった。

【００８０】（実施例６）実施例３において示した偏向
により発生するビームの位置ずれは、通常偏向量に依存
して大きくなる。すなわち、偏向位置０（光軸上）と最
大偏向位置ではずれ量に差があることになる。

【００８１】図１３を用いて、歪の例を示す。図１３
（Ａ）は中心軸上での歪の形状を、図１３（Ｂ）は最大
偏向位置での歪の形状を示している。今、図１３を４×
４のマイクロフィールドとすれば、図中の斜線で示した
領域は、最も歪んだマイクロフィールドを示す。偏向位
置０でのマイクロフィールド１３０１よりも最大偏向位
置でのマイクロフィールド１３０２の方が変形が大き
く、データのシフト量が大きいため、大きな偏向領域余
裕が必要となる。図１３（Ｃ）は偏向位置０でのマイク
ロフィールドサイズ１３０３と偏向領域余裕１３０４の
関係を、図１３（Ｄ）は最大偏向位置でのマイクロフィ
ールドサイズ１３０５と偏向領域余裕１３０６の関係を
示している。例えば、１ピクセルが２０ｎｍの条件に
て、偏向位置０での歪み量が最大１０ｎｍ、最大偏向位
置での歪み量が５０ｎｍであれば、偏向領域余裕はそれ
ぞれ１ピクセル、３ピクセル分となる。偏向余裕領域の
変化は、ビットマップメモリを読み出すカウンタの設定
値を、偏向量依存で設定すれば良い。

【００８２】偏向領域余裕は、実際にビームを偏向する
領域であり、偏向領域余裕が小さければ余分な領域の偏
向が無くなり、描画速度が向上する。

【００８３】（実施例７）実施例３において示した偏向
により発生するビームの位置ずれは、偏向動作に依存し
て常に一定である。一方、電子ビーム位置の経時変化、
いわゆるビームドリフトは予測できない場合が多い。特
に、複数のビーム間でドリフトの方向や大きさが異なる
場合には偏向領域余裕が効率的でない場合も想定され
る。そのような場合には、複数の各ビームにビーム位置
調整用の偏向器アレイを設けてもよい。

【００８４】図１４は、図２の電子ビーム描画装置にビ
ーム位置調整用の偏向器アレイを設けた例である。図１
４は、図２と差異が少なく同じ符号を用いているため、
相違点だけを説明する。ブランキング絞り２０８の下に
偏向器アレイ１４０１を設けている。ブランキング絞り
２０８の上に設置しても同等の機能を得ることができ
る。この偏向器アレイ１４０１により、試料上でのビー
ム間隔が補正可能である。補正は、実施の形態１で示し
たように各ビーム位置を測定し、所定の間隔になる様、
光軸制御装置１４０２により電圧を印加する。一度設定
した光軸は、次の測定までは一定に保たれるため、光軸
制御装置１４０２には高速な回路は必要としない。この
状態にて、実施例３で示した偏向に依存するデータシフ
トによる補正を行えば、製作誤差によるビーム位置ずれ
を除くことが可能となり、偏向領域余裕を効率的に使用
できる。

【００８５】（実施例８）図１０に、本発明の電子ビー
ム描画方法を用いた半導体集積回路の製造工程を示す。

【００８６】図１０Ａから図１０Ｄは、その工程を示す
素子の断面図である。Ｎマイナスシリコン基板１０２０
に通常の方法でＰウエル層１０２１、Ｐ層１０２２、フ
ィールド酸化膜１０２３、多結晶シリコン／シリコン酸
化膜ゲート１０２４、Ｐ高濃度拡散層１０２５、Ｎ高濃
度拡散層１０２６、などを形成した（図１０Ａ）。次
に、リンガラス（ＰＳＧ）の絶縁膜１０２７を被着し、
絶縁膜１０２７をドライエッチングしてコンタクトホー
ル１０２８を形成した（図１０Ｂ）。

【００８７】次に、通常の方法でＷ／ＴｉＮ電極配線１
０３０材を被着し、その上に感光剤１０２９を塗布し、
本発明の電子ビーム描画方法を用いて感光剤１０２９の
パターンニングを行った（図１０Ｃ)。そして、ドライ
エッチングなどによりＷ／ＴｉＮ電極配線１０３０を形
成した。

【００８８】次に、層間絶縁膜１０３１を形成し、通常
の方法でホールパターン１０３２を形成した。ホールパ
ターン１０３２の中はＷプラグで埋め込み、Ａｌ第２配
線１０３３を連結した（図１０Ｄ）。以降のパッシベー
ション工程は従来法を用いた。

【００８９】なお、本実施例では主な製造工程のみを説
明したが、Ｗ／ＴｉＮ電極配線形成のリソグラフィ工程
で本発明の電子ビーム描画方法を用いたこと以外は、従
来法と同じ工程を用いた。以上の工程により、質が低下
することなくパターンを形成することができ、ＣＭＯＳ
ＬＳＩを高歩留まりで製造することが出来た。本発明の
電子ビーム描画方法を用い半導体集積回路を製作した結
果、描画精度が向上したことによる歩留まりが向上し生
産量が増加した。

【００９０】（実施例９）図１６に、面状電子源による
マルチビーム方式の電子ビーム描画装置の例を示す。本
図では、電子ビームを発生する手段以外は図２に示す描
画装置と同一であり、図２と同一符号を用いて説明す
る。面状電子源１６０１から放射された分離された電子
ビーム２０６はフォーカス制御回路２２０に駆動される
レンズアレイ２０５により中間像２０９を結ぶ。これら
の中間像２０９の位置は、レンズアレイ２０５の個々の
強度を変えることにより光軸方向の位置を変えることが
できる。このとき、各分離された電子ビーム２０６のオ
ンオフは面状電子源１６０１の面内の各位置で放射のオ
ンオフを制御することにより可能となる。中間像２０９
以下の構成は図２と同一である。

【００９１】面状電子源としてはＭＩＭ（金属-絶縁体-
金属）型、ＭＩＳ（金属-絶縁体-半導体）型、針状のチ
ップを並べたＦＥＡ（フィールドエミッションアレイ）
型、カーボンナノチューブを並べたものなどを用いるこ
とができる。ここでは、Si基板上に、１４０ÅのSiO₂で
絶縁層を形成し、更にその上に１５ÅのAlと２５ÅのAu
で金属層を形成したＭＩＳ型を用いた。この構造の金属
層に１０Ｖの電圧を印加すると、金属層を突き抜けて電
子が１ｍＡ/ｃｍ^２程度の電流密度で放出される。面状
電子源の電子放出部分の間隔を分離された電子ビームの
間隔２００μｍピッチと同一とし、各面状電子源の電子
放出部分の面積を１００μｍ角とした場合、電子ビーム
１本当りの電流量は１００ｎＡとなる。

【００９２】電子放出は、金属層に電圧を印加した場合
に起こり、電子ビームのオンオフは電圧にて制御可能で
ある。電子放出量は印加電圧の大小または電圧印加の時
間で制御する。これらの制御は、パターンデータに基づ
く照射量制御回路２２１により行われる。

【００９３】ＦＥＡ型のような輝度の高くクロスオーバ
ー径の小さい電子源を用いた場合にはレンズアレイによ
る像縮小が不要となり、中間像を作ることなく電子源像
をそのまま試料上に投影することも可能となる。図１７
に、この例を示す。図１７は図１６と同一符号で説明す
る。面状電子源１７０１の像が図１６に示す中間像２０
９の位置に相当する位置にあること、レンズアレイとフ
ォーカス制御回路が無いこと以外は、図１６と同一であ
る。ＦＥＡ型の電子源は、引出し電極の電圧を制御する
ことによりオンオフと放射量の制御が可能であり、この
制御はパターンデータに基づく照射量制御回路２２１に
より行われる。

【００９４】面状電子源を用いた場合の制御装置の構成
を、図１８に示す。図１８は、図１と同一の符号を用い
ている。照射量制御回路１０６からの出力がブランキン
グアレイではなく面状電子源１８０１に入力されること
以外は図１と同一である。

【００９５】（実施例１０）図１９に、光励起電子源に
よるマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の例を示
す。本図では、電子ビームを発生する手段以外は図１６
に示す描画装置と同一であり、図１６と同一符号を用い
て説明する。励起光発生装置１９０３により励起光１９
０２が放出され、光励起電子源１９０１に照射され、分
離された電子ビーム２０６が放射される。これ以下の構
成は図１６と同一である。

【００９６】光励起電子源、いわゆるホトカソードは、
ガラス基板上に半導体層と表面吸着層を形成して作製す
る。半導体層の材料は、ｐ型半導体で、GaAs、AlAs、In
P、InAs、GaP、GaN等のIII-Ｖ族もしくはSi、C、Ge等の
IＶ族もしくはこれらの混合物である。表面吸着層は、C
s、Na等のアルカリ金属もしくは、Cs、Na等のアルカリ
金属と酸素、もしくはBa等のアルカリ土類と酸素、もし
くはこれらの混合物である。この光励起電子源に、波長
８００〜６００ｎｍのレーザーダイオード光や、波長６
３３ｎｍのＨｅ-Ｎｅレーザー光を照射することにより
電子を放出する。ここでは、ガラス基板上にAlGaAs膜を
厚さ２μｍ、GaAsを厚さ１.５μｍで形成し、その上にC
sを数原子層形成したものを用いた。

【００９７】この光励起電子源に、ガラス基板面からレ
ーザーダイオードにより励起光を照射した。このとき励
起光１ｍＷで２５μＡ程度の電流を得ることができた。
電子ビーム放射のオンオフと放射量は、励起光のオンオ
フおよび励起光の強度または照射時間で制御可能であ
り、これらの制御は、パターンデータに基づく照射量制
御回路２２１により行われる。

【００９８】このように、光励起電子源は、高い電流密
度を得ることが出来るので、光励起電子源で励起光を収
束すれば、図２０に示す中間像の無い構成を取ることが
できる。本図では、図１９と同じ符号を用いる。励起光
発生装置２００３から発生した励起光２００２を収束し
て光励起電子源２００１に照射する。放出された分離さ
れた電子ビーム２０６以下は図１９と同一である。

【００９９】光励起電子源を用いた場合の制御装置の構
成を、図２１に示す。図２１は、図１８と同一の符号を
用いている。照射量制御回路１０６からの出力がブラン
キングアレイではなく励起光発生装置２１０２に入力さ
れ、発生した励起光が光励起電子源２１０１に照射され
ること以外は図１８と同一である。

【０１００】図１８および図２１に示した制御装置に
は、図７および図９に示した制御装置も適用可能であ
る。

【０１０１】

【発明の効果】本発明によれば、マルチビーム方式の電
子ビーム描画方法及び装置において、簡略な構成で、高
精度かつ高速な描画を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を説明する図。

【図２】マルチビーム方式の電子ビーム描画装置の例を
示す図。

【図３】本実施例の描画装置における描画動作を示す
図。

【図４】４つのマイクロフィールドを取り出した例を示
す図。

【図５】マイクロフィールドのビットマップメモリを示
す図。

【図６】データをシフトした結果を、ビームプロファイ
ルにて示した図。

【図７】本発明の第２の実施例を説明する図。

【図８】歪、倍率誤差、回転誤差を示す図。

【図９】本発明の第３の実施例を説明する図。

【図１０】本発明の電子ビーム描画方法を用いた半導体
集積回路の製造工程の例を示す図。

【図１１】要素電子光学系の詳細を示す図。

【図１２】本発明の第４の実施例における回路構成の例
を示す図。

【図１３】本発明の第５の実施例における偏向位置依存
の歪み形状と偏向領域余裕の関係を示す図。

【図１４】本発明の第６の実施例を説明する図。

【図１５】本発明の第４の実施例における歪み補正時の
パターンシフトの様子を示す図。

【図１６】面状電子源によるマルチビーム方式の電子ビ
ーム描画装置の例を示す図。

【図１７】面状電子源によるマルチビーム方式の電子ビ
ーム描画装置の他の例を示す図。

【図１８】面状電子源を用いた場合の本発明による描画
制御を示す図。

【図１９】光励起電子源によるマルチビーム方式の電子
ビーム描画装置の例を示す図。

【図２０】光励起電子源によるマルチビーム方式の電子
ビーム描画装置の他の例を示す図。

【図２１】光励起電子源を用いた場合の本発明による描
画制御を示す図。

【符号の説明】

１０１：ＣＰＵ、１０２：ビットマップ展開回路、１０
３：ビットマップメモリ、１０４：ビットマップシフト
回路、１０５：シフト量制御回路、１０６：照射量制御
回路、１０７：ブランキングアレイ、１０８：偏向信号
発生回路、１０９：偏向制御回路、１１０：偏向器、１
１１：試料ステージ、１１２：ファラデーカップ、１１
３：ステージ制御回路、１１４：信号処理回路、２０
１：電子銃、２０２：電子ビーム、２０３：コンデンサ
レンズ、２０４：アパーチャアレイ、２０５：レンズア
レイ、２０６：分離された電子ビーム、２０７：ブラン
キングアレイ、２０８：ブランキング絞り、２０９：中
間像、２１０：第１投影レンズ、２１１：動的焦点補正
器、２１２：動的非点補正器、２１３：主偏向器、２１
４：第２投影レンズ、２１５：副偏向器、２１６：電子
検出器、２１７：試料、２１８：試料ステージ、２１
９：ファラデーカップ、２２０：フォーカス制御回路、
２２１：照射量制御回路、２２２：レンズ制御回路、２
２３：偏向制御回路、２２４：信号処理回路、２２５：
ステージ制御回路、２２６：ＣＰＵ、２２７：位置計測
用マーク、３０１：ストライプ、３０２：、副フィール
ド、３０３：主フィールド、３０４：電子ビーム、３０
５：マイクロフィールド、３０６：ピクセル、４０１：
マイクロフィールド、４０２：描画すべきパターン、４
０３：電子ビーム、４０４：ずれの補正、４０５：偏向
領域余裕、４０６：パターンのシフト、４０７：ビーム
偏向、９０４：ビットマップシフト回路、９０５：シフ
ト量制御回路、９０８：偏向信号発生回路、１１０１：
ブランキング電極、１１０２：ブランキング電極、１２
０１：シフトレジスタ、１２０２：加算器、１２０３：
乗算器、１２０４：加算器、１３０１：マイクロフィー
ルド、１３０２：マイクロフィールド、１３０３：マイ
クロフィールドサイズ、１３０４：偏向領域余裕、１３
０５：マイクロフィールドサイズ、１３０６：偏向領域
余裕、１４０１：偏向器アレイ、１４０２：光軸制御装
置、１５０１：マイクロフィールドサイズ、１５０２：
偏向領域余裕、１６０１：面状電子源、１７０１：面状
電子源、１８０１：面状電子源、１９０１：光励起電子
源、１９０２：励起光、１９０３：励起光発生装置、２
００１：光励起電子源、２００２：励起光、２００３：
励起光発生装置、２１０１：光励起電子源、２１０２：
励起光発生装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田洋也東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者早田康成東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者斎藤 ▲徳▼郎東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者依田晴夫茨城県ひたちなか市市毛882番地株式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者由井敬清東京都大田区下丸子３丁目30番２号キャノン株式会社内 (72)発明者橋本伸一東京都練馬区旭町一丁目32番１号株式会社アドバンテスト内Ｆターム(参考） 5F056 AA07 AA33 BB03 CA02 CA04 CA26 CB05 CB13 CB14 CB35 CC02 CC09 CD03 CD04 CD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子ビームの各々を独立にオンオフ
し走査して試料上に所望のパターンを描画する電子ビー
ム描画方法において、前記複数の電子ビームの各々が描
くパターンと前記所望のパターンとのずれを、前記複数
の電子ビームの各々が描くパターンのパターンデータの
位置をシフトすることにより制御してなることを特徴と
する電子ビーム描画方法。
【請求項２】複数の電子ビームの各々を独立にオンオフ
し走査して試料上に所望のパターンを描画する電子ビー
ム描画方法において、前記複数の電子ビームの各々が描
くべき前記所望のパターンを含む第１の領域の周囲に偏
向領域余裕に相当する第２の領域を付加して第３の領域
のパターンを設定する工程と、前記第３の領域にて前記
複数の電子ビームの各々が描くパターンのパターンデー
タの、前記所望のパターンのパターンデータに対する位
置のシフト量を求める工程と、前記第３の領域の範囲で
前記位置シフト量に応じて前記複数の電子ビームの各々
を偏向制御する工程とを有してなることを特徴とする電
子ビーム描画方法。
【請求項３】複数の電子ビームの各々を独立にオンオフ
制御した後、偏向器を含む投影光学系を介して試料上に
投影することにより所望のパターンを描画するようにし
た電子ビーム描画装置において、前記複数の電子ビーム
の各々が描くべき前記所望のパターンのパターンデータ
を保持するメモリと、前記所望のパターンのパターンデ
ータに対する前記複数の電子ビームの各々が描くパター
ンのパターンデータの、前記所望のパターンのパターン
データに対する位置のシフト量を求めるシフト演算回路
と、前記位置シフト量に応じて前記複数の電子ビームの
各々を偏向制御する偏向制御手段とを有してなることを
特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項４】複数の電子ビームの各々を独立にオンオフ
制御した後、偏向器を含む投影光学系を介して試料上を
投影することにより所望のパターンを描画する電子ビー
ム描画装置において、前記複数の電子ビームの各々が描
くべき前記所望のパターンを含む第１の領域の周囲に偏
向領域余裕に相当する第２の領域を加えた第３の領域の
パターンデータを保持するメモリと、前記第３の領域に
て前記複数の電子ビームの各々が描くパターンのパター
ンデータの、前記所望のパターンのパターンデータに対
する位置のシフト量を求めるシフト演算回路と、前記第
３の領域の範囲で前記位置シフト量に応じて前記複数の
電子ビームの各々を偏向制御する偏向制御手段とを有し
てなることを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項５】前記パターンデータの位置シフト量は、前
記複数の電子ビームの各々のビーム間隔のばらつきを補
正する量、又は前記投影光学系を含む全体の電子光学系
もしくは前記試料の高さ変動に起因して発生する前記複
数の電子ビームの各々の位置ずれを補正する量を含むこ
とを特徴とする請求項３又は４記載の電子ビーム描画装
置
【請求項６】前記シフト演算回路における前記パターン
の位置シフト量の演算と、前記偏向制御手段における偏
向動作とを同期させてなることを特徴とする請求項３又
は４記載の電子ビーム描画装置。
【請求項７】前記シフト演算回路は、前記パターンの位
置シフト量の演算をパターンデータの線形補間を含む演
算により行なうよう構成し、かつ、前記線形補間の結果
を電子ビームの照射量に変換してなることを特徴とする
請求項３又は４記載の電子ビーム描画装置。
【請求項８】前記シフト演算回路は、前記複数の電子ビ
ームの各々を偏向する位置に依存して前記位置シフト量
を設定してなることを特徴とする請求項３又は４記載の
電子ビーム描画装置。
【請求項９】前記メモリにおいて、前記複数の電子ビー
ムの各々が描くべき前記所望のパターンを含む第１の領
域の周囲に付加する前記第２の領域の大きさを、描画の
ための偏向位置に依存して変更可能に構成したことを特
徴とする請求項４記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１０】請求項１又は２記載の電子ビーム描画方
法を用いて、半導体デバイスを作製することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。