JP6781615B2 - 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、描画時間を短縮するステージ速度に関する。

近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅はさらに微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ回路パターンを形成するための露光用マスク（レチクルともいう。）を形成する方法として、優れた解像性を有する電子ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画技術が用いられる。

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。可変成形型電子線描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口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、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口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（ＶＳＢ方式）という。

描画装置では、ステージを可変速で連続移動させながら描画する場合がある。かかる場合のステージの移動速度は、描画装置側で駆動可能な駆動上限速度を基に設定されていた。そのため、装置の駆動上限速度を超えない範囲でパターン密度に応じて速度分布が設計されていた（例えば、特許文献１参照）。よって、パターン密度が小さい領域では、かかる駆動上限速度でステージを駆動することになる。

特開２００８−１２４４７７号公報

かかる駆動上限速度でステージを移動させるためには、かかる駆動上限速度まで加速する加速時間と描画終了時に停止するまでの減速時間が必要となる。ここで、試料にパターンを描画する際、パターンを形成するチップのサイズが小さければ、その分、描画領域の長さも短い。かかる短い領域を駆動上限速度でステージを移動させると、実際の描画にかかる時間に対して、加速時間と減速時間の割合が大きくなる。特に、チップのパターン密度が小さい場合には、ステージ加減速に必要な時間の方が実際の描画にかかる時間よりも多くかかる場合もあり得る。よって、ステージ加減速に必要な時間も含めて描画時間の短縮を図る必要がある。

そこで、本発明の一態様は、ステージ加減速に必要な時間も含めて描画時間を短縮することが可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、移動可能なステージと、
図形パターンが配置されるチップのチップデータを記憶する記憶装置と、
チップのチップ領域が第１の方向に向かって所定の幅で短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域の第１の方向と直交する第２の方向のストライプ領域長さに応じて第２の方向にステージが移動する場合のステージの最大ステージ速度を可変に演算する最大ステージ速度演算部と、
最大ステージ速度を超えないように、第２の方向へのステージの移動を制御するステージ制御部と、
ストライプ領域長さに応じて可変に設定された最大ステージ速度を超えないようにステージが第２の方向に移動している状態で、荷電粒子ビームを用いて、チップデータに定義される図形パターンを試料に描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

また、記憶装置は、複数のチップのチップデータが記憶され、
複数のチップをマージ処理するマージ処理部をさらに備え、
ストライプ領域長さは、マージ処理されたチップの第２の方向の幅サイズに対応するように構成すると好適である。

或いは、ストライプ領域長さは、描画する際のステージの移動方向における、複数のストライプ領域のうちの当該ストライプ領域内の描き始めのビームのショットと描き終わりのビームのショットとの間の第２の方向の距離で定義されると好適である。

また、複数のストライプ領域の各ストライプ領域は、第２の方向に所定の間隔で複数の小領域に分割され、
ストライプ領域長さに応じて可変に設定された最大ステージ速度を用いて、複数の小領域を描画する場合のステージの速度分布を演算する速度分布演算部をさらに備えると好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
図形パターンが配置されるチップのチップ領域が第１の方向に向かって所定の幅で短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域の前記第１の方向と直交する第２の方向のストライプ領域長さに応じて第２の方向に試料を載置するステージが移動する場合のステージの最大ステージ速度を可変に演算する工程と、
最大ステージ速度を超えないように、第２の方向へステージを移動させる工程と、
ストライプ領域長さに応じて可変に設定された最大ステージ速度を超えないようにステージが第２の方向に移動している状態で、荷電粒子ビームを用いて、チップデータに定義される図形パターンを試料に描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、最大ステージ速度が小さくなっても描画時間を短縮できる。

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。 実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるストライプ領域長さに応じたステージ速度と描画時間の関係の一例を示す図である。 実施の形態１におけるストライプ領域長さと描画時間が最小となる最適なステージ速度との関係の一例を示す図である。 実施の形態１におけるステージ速度分布の一例を示す図である。 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におけるチップマージ処理の一例を示す図である。 実施の形態１におけるステージ速度分布の一例を示す図である。 実施の形態１における効果を説明するための図である。 実施の形態２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２におけるストライプ領域長さの一例を示す図である。 実施の形態２におけるストライプ領域長さの他の一例を示す図である。 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。

以下、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、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。

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である。特に、可変成形型（ＶＳＢ方式）の描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８及び副偏向器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスクが含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、ステージ制御回路１２０、ステージ駆動機構１２２、制御回路１３０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、ステージ制御回路１２０、ステージ駆動機構１２２、制御回路１３０、及び記憶装置１４０，１４２，１４４は、図示しないバスを介して互いに接続されている。

制御計算機１１０内には、取得部５０、長さ演算部５２、可変上限速度演算部５４、選択部５６、チップマージ処理部５８、領域分割部５９、ショット分割部６０、ショット数演算部６２、ショットデータ生成部６４、ステージ速度分布演算部６６、及び描画制御部６８が配置される。取得部５０、長さ演算部５２、可変上限速度演算部５４、選択部５６、チップマージ処理部５８、領域分割部５９、ショット分割部６０、ショット数演算部６２、ショットデータ生成部６４、ステージ速度分布演算部６６、及び描画制御部６８といった各「〜部」は、処理回路を有する。かかる処理回路は、例えば、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置を含む。各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いても良いし、或いは異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。取得部５０、長さ演算部５２、可変上限速度演算部５４、選択部５６、チップマージ処理部５８、領域分割部５９、ショット分割部６０、ショット数演算部６２、ショットデータ生成部６４、ステージ速度分布演算部６６、及び描画制御部６８に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

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を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、位置偏向用には、主偏向器２０８と副偏向器２０９の主副２段の多段偏向器を用いているが、３段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。

少なくとも１つの図形パターンから構成される複数のセルを有するチップのデータが定義された描画データが描画装置１００の外部より入力され、記憶装置１４０（第１の記憶部）に格納されている。チップデータには、各図形パターンの形状、配置座標、およびサイズを示す各図形パターンのパターンデータが定義される。

図２は、実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０内には、描画対象となるチップ１２に定義されるパターンが描画される。複数のチップを同時期に描画する場合には、後述するように複数のチップをマージ処理した上で、マージ処理されたチップに定義されるパターンが描画される。かかるチップ１２の領域は、主偏向器２０８の偏向可能幅で、例えばｙ方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域２０に仮想分割される。また、各ストライプ領域２０は、副偏向器２０９の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のサブフィールド（ＳＦ）３０（小領域）に仮想分割される。ここで、描画装置１００で図形パターンを描画するためには、１回のビームのショットで照射できるサイズのショット図形にチップデータに定義された各図形パターンを分割する必要がある。そして、各ＳＦ３０内の各ショット位置にかかるショット図形３２が描画される。

描画装置１００では、かかる複数段の偏向器を用いて、ストライプ領域２０毎に描画処理を進めていく。ここでは、一例として、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９といった２段偏向器が用いられる。ＸＹステージ１０５が例えば−ｘ方向に向かって連続移動しながら、１番目のストライプ領域２０についてｘ方向に向かって描画を進めていく。そして、１番目のストライプ領域２０の描画終了後、同様に、或いは逆方向に向かって２番目のストライプ領域２０の描画を進めていく。以降、同様に、３番目以降のストライプ領域２０の描画を進めていく。そして、主偏向器２０８が、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように、ＳＦ３０の基準位置Ａに電子ビーム２００を順に偏向する。基準位置Ａは、例えば、ＳＦ３０の中心位置が用いられる。或いは、ＳＦ３０の左下角の位置であっても好適である。また、副偏向器２０９（第２の偏向器）が、各ＳＦ３０の基準位置Ａから、当該ＳＦ３０内に照射される、ショット図形３２に成形されたショットビーム（電子ビーム２００）を所望の位置に偏向する。このように、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９は、サイズの異なる偏向領域をもつ。

図３は、実施の形態１におけるストライプ領域長さに応じたステージ速度と描画時間の関係の一例を示す図である。図３では、縦軸に描画時間を示し、横軸にステージ速度を示している。ストライプ領域中を一定のステージ速度Ｖで例えば−ｘ方向にＸＹステージを移動させる場合、描画時間Ｔ（ステージ移動時間）は、ステージ加速度Ｇ、ステージ速度Ｖ、及びストライプ領域長さＬ（ｘ方向の長さ）を用いて、次の式（１）で定義できる。
（１） Ｔ＝２Ｖ／Ｇ＋Ｌ／Ｖ

式（１）の右辺第１項は、描画位置がストライプ領域左端に入るまでにゼロからステージ速度ＶまでＸＹステージを加速する時間と、描画位置がストライプ領域右端まで到達し、ステージ速度ＶからゼロまでＸＹステージを減速する時間との合計となる。式（１）の右辺第２項は、描画位置がストライプ領域中を通過する時間を示す。

かかる式（１）を用いて、図３の例では、ストライプ領域長さＬが０．１ｍｍ、１ｍｍ、及び１０ｍｍの各場合について、ステージ速度Ｖと描画時間Ｔとの関係を示す。例えば、ストライプ領域長さＬが大きい、Ｌ＝１０ｍｍ（Ａ”）では、ステージ速度を早くすれば、その分、描画時間Ｔが短縮されることがわかる。これに対して、例えば、ストライプ領域長さＬが小さい、Ｌ＝１ｍｍ（Ｂ”）では、ある速度まではステージ速度を早くすれば、その分、描画時間Ｔが短縮されるが、かかる速度を超えると逆に描画時間Ｔが長くなる変曲点が存在することがわかる。さらに、ストライプ領域長さＬを小さくした、Ｌ＝０．１ｍｍ（Ｃ”）では、さらに遅い速度で描画時間Ｔが短縮から増加に転じる変曲点が存在することがわかる。このように、ストライプ領域長さＬに応じて、描画時間Ｔが最小値となるステージ速度に違いがあることがわかる。

図４は、実施の形態１におけるストライプ領域長さと描画時間が最小となる最適なステージ速度との関係の一例を示す図である。図４では、縦軸に最適なステージ速度を示し、横軸にストライプ領域長さを示す。図４に示すように、ストライプ領域長さが小さくなるに伴い、最適なステージ速度も小さくなることがわかる。図４では、さらに、描画装置１００の駆動上限速度Ａ１を示している。なお、駆動上限速度Ａ１は、ＸＹステージ１０５の機械構造上の最大値である必要はなく、運用上限値であればよい。例えば、機械構造上の最大値に安全係数を乗じた値等が好適である。

図５は、実施の形態１におけるステージ速度分布の一例を示す図である。図５（ａ）の例では、ストライプ領域長さＬ１が長い（大きい）ストライプ領域ａを描画する場合のステージ速度分布を示している。図５（ｂ）の例では、ストライプ領域長さＬ２が短い（小さい）ストライプ領域ｂを描画する場合のステージ速度分布を示している。ストライプ領域内に描画するパターンのパターン密度が粗であれば、従来、いずれも最大ステージ速度が駆動上限速度Ａ１で駆動していた。そのため、ストライプ領域ａとストライプ領域ｂでは、共に、同じだけの加減速にかかる時間が必要となる。しかしながら、図３及び図５において説明したように、最適なステージ速度が駆動上限速度Ａ１よりも小さくなるストライプ領域長さを描画する場合、最大ステージ速度を駆動上限速度Ａ１で駆動すると逆に描画時間が長くなってしまう場合がある。図５（ｃ）の例では、図５（ｂ）と同様のストライプ領域長さＬ２が短い（小さい）ストライプ領域ｂを描画する場合のステージ速度分布の一例を示している。図５（ｃ）の例では、最大ステージ速度をＡ１からＢ１に落としている。かかるケースでは、ストライプ領域ｂを描画する時間は図５（ｂ）の例よりも長くなるが、加減速にかかる時間を短縮できるので、結果的に描画時間を短縮できる。そこで、実施の形態１では、一律に、最大ステージ速度を例えば駆動上限速度Ａ１に設定するのではなく、ストライプ領域長さに応じて可変に設定する。

実施の形態１では、まず、実験或いはシミュレーション等により、予め図４に示したストライプ領域長さＬと描画時間が最小となる最適なステージ速度Ｖとの相関関係データ（Ｌ−Ｖデータ）を作成して、描画装置１００の外部から入力し、記憶装置１４２に格納しておく。また、駆動上限速度Ａ１についても予め決めておき、描画装置１００の外部から入力し、記憶装置１４２に格納しておく。

図６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。図６において、実施の形態１における描画方法は、駆動上限速度Ａ１取得工程（Ｓ１０２）と、チップマージ工程（Ｓ１０４）と、ストライプ領域長さ取得工程（Ｓ１０６）と、可変上限速度Ｂ１演算工程（Ｓ１０８）と、上限速度Ｃ１選択工程（Ｓ１１０）と、ショット分割工程（Ｓ１２０）と、コンパートメントショット数演算工程（Ｓ１２２）と、ステージ速度分布Ｅ１演算工程（Ｓ１３０）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１３２）と、描画（ステージ駆動）工程（Ｓ１５０）と、いう一連の工程を実施する。

駆動上限速度Ａ１取得工程（Ｓ１０２）として、取得部５０は、記憶装置１４２から駆動上限速度Ａ１を読み出し、取得する。

チップマージ工程（Ｓ１０４）として、チップマージ処理部５８は、記憶装置１４０からチップデータを読み出し、複数のチップが存在し、かかる複数のチップを同じジョブの描画処理で描画する場合には、複数のチップのマージ処理を行う。

図７は、実施の形態１におけるチップマージ処理の一例を示す図である。図７の例では、例えば、チップ１１ａ（Ａ）とチップ１１ｂ（Ｂ）との２つのチップを同じジョブの描画処理で描画する場合を想定する。同じジョブでは、通常、基準照射量、或いは近接効果補正係数等のパラメータ等といった描画条件を同一にする。描画条件が同じチップについては、同じ描画処理で実施する方が効率的である。よって、チップマージ処理部５８は、チップ１１ａ（Ａ）とチップ１１ｂ（Ｂ）との２つのチップをマージ処理する。マージ処理後のチップ１２は、図７に示すように、例えば、複数のチップ１１ａ，１１ｂの外接矩形に設定すればよい。同じジョブの描画処理で描画するチップが１つであれば、マージ処理は不要となる。

ストライプ領域長さ取得工程（Ｓ１０６）として、長さ演算部５２は、ストライプ領域長さを演算する。複数のチップがマージ処理された場合には、ストライプ領域長さは、マージ処理されたチップのｘ方向或いは−ｘ方向（第２の方向）の幅サイズに対応する。言い換えれば、長さ演算部５２は、複数のチップがマージ処理された場合には、マージ処理されたチップのｘ方向（第２の方向）の幅サイズをストライプ領域長さＬとして演算する。長さ演算部５２は、同じジョブの描画処理で描画するチップが１つの場合には、対応するチップのｘ方向（第２の方向）の幅サイズをストライプ領域長さＬとして演算する。

可変上限速度Ｂ１演算工程（Ｓ１０８）として、可変上限速度演算部５４（最大ステージ速度演算部）は、チップ１２のチップ領域がｙ方向（第１の方向）に向かって所定の幅で短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域２０のｙ方向と直交する−ｘ方向（第２の方向）のストライプ領域長さＬに応じて−ｘ方向（第２の方向）にＸＹステージ１０５が移動する場合のＸＹステージ１０５の最大ステージ速度Ｂ１を可変に演算する。具体的には、可変上限速度演算部５４は、記憶装置１４２からＬ−Ｖデータを読み出し、Ｌ−Ｖデータを用いて取得されたストライプ領域長さＬに対応する最適ステージ速度Ｖを最大ステージ速度Ｂ１として演算する。

上限速度Ｃ１選択工程（Ｓ１１０）として、選択部５６は、駆動上限速度Ａ１と最大ステージ速度Ｂ１とのうち、小さい方を上限速度Ｃ１として選択する。描画装置１００の運用上、もともと駆動上限速度Ａ１よりも高速にＸＹステージ１０５を移動させることはしないので、最大ステージ速度Ｂ１が駆動上限速度Ａ１よりも小さければ、最大ステージ速度Ｂ１を上限速度Ｃ１として選択し、それ以外であれば駆動上限速度Ａ１を上限速度Ｃ１として選択する。

ショット分割工程（Ｓ１２０）として、まず、領域分割部５９は、チップ１２（マージ処理されている場合はマージ後のチップ）の領域を、主偏向器２０８の偏向可能幅で、例えばｙ方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域２０に仮想分割する。また、領域分割部５９は、各ストライプ領域２０を副偏向器２０９の偏向可能幅で、メッシュ状に複数のＳＦ３０に仮想分割する。

次に、ショット分割部６０は、記憶装置１４０から例えばストライプ領域２０毎にチップデータを読み出し、かかるチップ１２内に定義される図形パターンを複数のショット図形に分割し、ショット図形を対応するＳＦ３０に割り当てる。描画装置１００では、図形パターンを１回のビームのショットで形成することは困難なので、図形パターンを１回のショットで照射可能なサイズのショット図形に分割する。

コンパートメントショット数演算工程（Ｓ１２２）として、ショット数演算部６２は、ストライプ領域２０毎に、当該ストライプ領域２０をｘ方向に所定のサイズで分割した複数のコンパートメント（ＣＰＭ）領域２２（小領域）について、ＣＰＭ領域２２毎に、ＣＰＭ領域２２内にショットされるショット数を演算する。このように、複数のストライプ領域２０の各ストライプ領域２０は、ｘ方向（或いは−ｘ方向）（第２の方向）に所定の間隔で複数のＣＰＭ領域２２に分割される。ＣＰＭ領域２２のサイズは、任意で構わないが、例えば、ストライプ領域２０のｙ方向幅と同サイズで分割すると好適である。図２の例のように、ストライプ領域２０にＳＦ３０がｙ方向に例えば４個配置される場合、ＣＰＭ領域２２が４×４の１６個のＳＦ３０によって構成される。各ＣＰＭ領域２２のショット数は、当該ＣＰＭ領域２２を構成する各ＳＦ３０に割り当てられたショット図形の数を合計すればよい。

ステージ速度分布Ｅ１演算工程（Ｓ１３０）として、ステージ速度分布演算部６６は、駆動上限速度Ａ１と最大ステージ速度Ｂ１とから選択された上限速度Ｃ１を用いて、複数のＣＰＭ領域２２を描画する場合のＸＹステージ１０５の速度分布Ｅ１を演算する。ストライプ領域長さＬが小さい場合には、最大ステージ速度Ｂ１が上限速度Ｃ１として用いられることになる。その場合、ステージ速度分布演算部６６は、ストライプ領域長さＬに応じて可変に設定された最大ステージ速度Ｂ１を用いて、前記複数のＣＰＭ領域２２を描画する場合のＸＹステージ１０５の速度分布Ｅ１を演算する。

図８は、実施の形態１におけるステージ速度分布の一例を示す図である。ＸＹステージ１０５の速度は、ＣＰＭ領域２２毎に設定される。その際、上限速度Ｃ１が最大速度となる。電子ビーム描画におけるショットサイクルにかかる時間ｔｃは、次の式（２）に示すように、副偏向器２０９へ偏向電圧を印加する図示しないデジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプの整定時間と成形用の偏向器２０５へ偏向電圧を印加する図示しないＤＡＣアンプの整定時間との長い方の整定時間ｔｓｔと、ビームを照射する照射時間ｔと、の和で求められる。
（２） ｔｃ＝ｔ＋ｔｓｔ

よって、ＣＰＭ領域２２を描画するためにかかる時間ｔｃｐｍは、次の式（３）に示すように、ショットサイクルにかかる時間ｔｃにショット数Ｍを乗じた値で定義できる。
（３） ｔｃｐｍ＝ｔｃ×Ｍ

よって、ＣＰＭ領域２２を描画する際のステージ速度Ｖｃｐｍは、次の式（４）に示すように、ステージ移動方向である−ｘ方向におけるＣＰＭ領域２２の幅（ｘ方向幅）Ｌｃｐｍを、ＣＰＭ領域２２を描画するためにかかる時間ｔｃｐｍで割った値で定義できる。
（４） Ｖｃｐｍ＝Ｌｃｐｍ／ｔｃｐｍ

よって、ステージ速度分布演算部６６は、ＣＰＭ領域２２毎に、それぞれＣＰＭ領域２２を描画する際のステージ速度Ｖｃｐｍを演算する。

次に、ＣＰＭ領域２２毎にステージ速度Ｖｃｐｍが変化するので、隣接するＣＰＭ領域２２同士間では、ステージの加減速を行う必要がある。各ＣＰＭ領域２２では、演算されたステージ速度Ｖｃｐｍを超える速度でＸＹステージ１０５を移動させると描画処理が間に合わなくなる。よって、隣接するＣＰＭ領域２２同士間では、ステージ速度Ｖｃｐｍが遅いＣＰＭ領域２２を優先し、早いＣＰＭ領域２２側で加減速を行えばよい。なお、ステージ速度Ｖｃｐｍが上限速度Ｃ１を超える場合には、かかるＣＰＭ領域２２のステージ速度Ｖｃｐｍは上限速度Ｃ１となる点は言うまでもない。よって、図８の例では、描画位置が１番目のＣＰＭ領域２２の左端になるまでに加速度Ｇで上限速度Ｃ１まで加速させておく。そして、２番目のＣＰＭ領域２２の方が１番目のＣＰＭ領域２２よりもステージ速度Ｖｃｐｍが遅いので、２番目のＣＰＭ領域２２の左端で２番目のＣＰＭ領域２２のステージ速度Ｖｃｐｍになるように、１番目のＣＰＭ領域２２の途中から加速度Ｇで減速する。そして、２番目のＣＰＭ領域２２の方が３番目のＣＰＭ領域２２よりもステージ速度Ｖｃｐｍが遅いので、描画位置が２番目のＣＰＭ領域２２の左端から右端になるまでは２番目のＣＰＭ領域２２のステージ速度Ｖｃｐｍに維持する。続いて、描画位置が３番目のＣＰＭ領域２２の左端から加速度Ｇで３番目のＣＰＭ領域２２のステージ速度Ｖｃｐｍになるまで加速する。４番目のＣＰＭ領域２２の方が３番目のＣＰＭ領域２２よりもステージ速度Ｖｃｐｍが遅いので、４番目のＣＰＭ領域２２の左端で４番目のＣＰＭ領域２２のステージ速度Ｖｃｐｍになるように、３番目のＣＰＭ領域２２の途中から加速度Ｇで減速する。同様に、加減速を行いながら、対象となるストライプ領域２０の最終端まで進み、ストライプ領域２０の最終端（右端）での速度からゼロになるまで加速度Ｇで減速する。ステージ速度分布演算部６６は、かかるステージ速度分布Ｅ１を作成（演算）する。ストライプ毎に作成されたステージ速度分布は、例えば記憶装置１４４に格納される。

ショットデータ生成工程（Ｓ１３２）として、ショットデータ生成部６４は、ショット順に、ショット図形が照射される位置（座標）、ショット図形の図形種（図形コード）、ショット図形のサイズ、及びショット図形の照射時間を定義するショットデータを生成する。例えば、照射時間については、別のファイルで作成しても好適である。生成されたショットデータは、例えば記憶装置１４４に格納される。照射時間の演算方法は従来と同様で構わない。例えば、近接効果補正等を行った照射量に相当する時間に設定すると好適である。

描画（ステージ駆動）工程（Ｓ１５０）として、描画制御部６８による制御のもと、ステージ制御回路１２０（ステージ制御部）は、最大ステージ速度（ここでは、上限速度Ｃ１）を超えないように、−ｘ方向へのＸＹステージ１０５の移動を制御する。そして、描画制御部６８による制御のもと、制御回路１３０は、記憶装置１４４からショットデータを読み出し、ショットデータに沿って描画部１５０を制御する。描画部１５０は、ストライプ領域長さＬに応じて可変に設定された最大ステージ速度（ここでは、上限速度Ｃ１）を超えないようにＸＹステージ１０５が−ｘ方向に移動している状態で、電子ビーム２００を用いて、チップ１２のチップデータに定義される図形パターンを試料１０１に描画する。描画部１５０は、具体的には以下のように動作する。

電子銃２０１（放出源）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形させる）ことができる。そして、第２のアパーチャ２０６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、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図１では、位置偏向に、主副２段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器２０８でＳＦ３０の基準位置Ａにステージ移動に追従しながら該当ショットの電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９でＳＦ３０内の各照射位置にかかる該当ショットのビームを偏向すればよい。

図９は、実施の形態１における効果を説明するための図である。図９では、ストライプ領域長さＬが小さいチップ１２の一例を描画する場合の最大ステージ速度Ｖ’を示す図である。図４で説明したように、ストライプ領域長さＬが小さいほど、最大ステージ速度Ｖ’を小さくした方が結果的に描画時間を短縮できる。言い換えれば、実施の形態１の効果は、最適ステージ速度が駆動上限速度Ａ１よりも小さくなるストライプ領域長さＬのチップ１２を描画する場合に、特に、効果的と言える。さらに、パターン密度が粗の領域では、特に効果的である。

以上のように、実施の形態１によれば、ストライプ領域長さによっては、最大ステージ速度が駆動上限速度Ａ１よりも小さくなる場合があるが、最大ステージ速度をあえて小さくしても描画時間を短縮できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ストライプ領域長さＬをチップ１２のステージ移動方向（−ｘ方向）サイズとしたが、これに限るものではない。実施の形態２では、さらに詳細にストライプ領域長さＬを設定することで、さらに、最適なステージ速度を可変に求める。描画装置１００の構成は図１と同様で構わない。また、以下、特に説明する点以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図１０は、実施の形態２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１０において、実施の形態２における描画方法は、駆動上限速度Ａ１取得工程（Ｓ１０２）と、チップマージ工程（Ｓ１０４）と、ショット分割工程（Ｓ１２０）と、コンパートメントショット数演算工程（Ｓ１２２）と、ストライプ領域長さ演算工程（Ｓ１２６）と、可変上限速度Ｂ２演算工程（Ｓ１２８）と、上限速度Ｃ２選択工程（Ｓ１２９）と、ショットデータ生成工程（Ｓ１３２）と、ステージ速度分布Ｅ２演算工程（Ｓ１４０）と、描画（ステージ駆動）工程（Ｓ１５０）と、いう一連の工程を実施する。

駆動上限速度Ａ１取得工程（Ｓ１０２）と、チップマージ工程（Ｓ１０４）と、ショット分割工程（Ｓ１２０）と、コンパートメントショット数演算工程（Ｓ１２２）と、の各工程の内容は、実施の形態１と同様である。

ストライプ領域長さ演算工程（Ｓ１２６）として、長さ演算部５２は、ストライプ領域長さＬとして、チップ１２を仮想分割したストライプ領域２０のｘ方向サイズよりも小さいサイズを演算する。

図１１は、実施の形態２におけるストライプ領域長さの一例を示す図である。図１１に示すように、ストライプ領域２０には、複数のショット図形３２が照射される。しかし、最初のショット図形が描画される位置が、対象のストライプ領域２０の左端とは限らない。ショット図形は、通常、ストライプ領域２０の内部に描画されるのであって、左端及び右端には描画されない。そこで、実施の形態２では、ストライプ領域長さＬをチップ１２のｘ方向幅で定義するのではなく、描画する際のＸＹステージ１０５の移動方向における、複数のストライプ領域２０のうちの当該ストライプ領域２０内の描き始めのビームのショット（ショット図形３２ａ）と描き終わりのビームのショット（ショット図形３２ｂ）との間のｘ方向（−ｘ方向）（第２の方向）の距離で定義する。既にショット分割工程（Ｓ１２０）において各ショット図形が対応するＳＦ３０に割り当てられているので、描き始めのビームのショット（ショット図形３２ａ）と描き終わりのビームのショット（ショット図形３２ｂ）の位置がわかる。よって、長さ演算部５２は、ストライプ領域長さＬ’として、当該ストライプ領域２０内の描き始めのビームのショット（ショット図形３２ａ）と描き終わりのビームのショット（ショット図形３２ｂ）との間のｘ方向（−ｘ方向）（第２の方向）の距離を演算する。

図１２は、実施の形態２におけるストライプ領域長さの他の一例を示す図である。上述したように、既にショット分割工程（Ｓ１２０）において各ショット図形が対応するＳＦ３０に割り当てられている。よって、長さ演算部５２は、ストライプ領域長さＬ’として、当該ストライプ領域２０内の描き始めのビームのショット（ショット図形３２）が配置されるＳＦ３０ａと描き終わりのビームのショット（ショット図形３２）が配置されるＳＦ３０ｂとの間のｘ方向（−ｘ方向）（第２の方向）の距離を演算しても好適である。ＳＦ３０間の距離は、例えば、ＳＦ３０の中心位置間の距離としても好適である。ＳＦ３０自体が非常に小さいので、ストライプ領域長さＬ’として、ＳＦ３０間の距離を用いても、チップ１２のｘ方向幅で定義する場合よりも十分高精度な値を得ることができる。

可変上限速度Ｂ２演算工程（Ｓ１２８）として、可変上限速度演算部５４（最大ステージ速度演算部）は、演算されたストライプ領域長さＬ’に応じて−ｘ方向（第２の方向）にＸＹステージ１０５が移動する場合のＸＹステージ１０５の最大ステージ速度Ｂ２を可変に演算する。具体的には、可変上限速度演算部５４は、記憶装置１４２からＬ−Ｖデータを読み出し、Ｌ−Ｖデータを用いて取得されたストライプ領域長さＬ’に対応する最適ステージ速度Ｖを最大ステージ速度Ｂ２として演算する。

上限速度Ｃ２選択工程（Ｓ１２９）として、選択部５６は、駆動上限速度Ａ１と最大ステージ速度Ｂ２とのうち、小さい方を上限速度Ｃ２として選択する。

ショットデータ生成工程（Ｓ１３２）の内容は、実施の形態１と同様である。

ステージ速度分布Ｅ２演算工程（Ｓ１４０）として、ステージ速度分布演算部６６は、駆動上限速度Ａ１と最大ステージ速度Ｂ２とから選択された上限速度Ｃ２を用いて、複数のＣＰＭ領域２２を描画する場合のＸＹステージ１０５の速度分布Ｅ２を演算する。その他の内容は、実施の形態１と同様である。

描画（ステージ駆動）工程（Ｓ１５０）の内容は、実施の形態１と同様である。

以上のように、実施の形態２によれば、ストライプ領域長さＬ’を実施の形態１よりも現実に即してより高精度な値にできる。その結果、さらに、高精度なステージ速度を得ることができ、描画時間の短縮につなげることができる。

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。

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。

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装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 描画領域
１２ チップ
２０ ストライプ領域
２２ ＣＰＭ領域
３０ ＳＦ（サブフィールド）
３２ ショット図形
５０ 取得部
５２ 長さ演算部
５４ 可変上限速度演算部
５６ 選択部
５８ チップマージ処理部
５９ 領域分割部
６０ ショット分割部
６２ ショット数演算部
６４ ショットデータ生成部
６６ ステージ速度分布演算部
６８ 描画制御部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１２０ ステージ制御回路
１２２ ステージ駆動機構
１３０ 制御回路
１４０，１４２，１４４ 記憶装置
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のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 試料を載置する、移動可能なステージと、
   図形パターンが配置されるチップのチップデータを記憶する記憶装置と、
   前記チップのチップ領域が第１の方向に向かって所定の幅で短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域の前記第１の方向と直交する第２の方向のストライプ領域長さに応じて前記第２の方向に前記ステージが移動する場合の前記ステージの最大ステージ速度を可変に演算する最大ステージ速度演算部と、
   前記最大ステージ速度を超えないように、前記第２の方向への前記ステージの移動を制御するステージ制御部と、
   前記ストライプ領域長さに応じて可変に設定された前記最大ステージ速度を超えないように前記ステージが前記第２の方向に移動している状態で、荷電粒子ビームを用いて、前記チップデータに定義される前記図形パターンを前記試料に描画する描画部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記記憶装置は、複数のチップのチップデータが記憶され、
   前記複数のチップをマージ処理するマージ処理部をさらに備え、
   前記ストライプ領域長さは、マージ処理されたチップの前記第２の方向の幅サイズに対応することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記ストライプ領域長さは、描画する際の前記ステージの移動方向における、前記複数のストライプ領域のうちの当該ストライプ領域内の描き始めのビームのショットと描き終わりのビームのショットとの間の前記第２の方向の距離で定義されることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記複数のストライプ領域の各ストライプ領域は、前記第２の方向に所定の間隔で複数の小領域に分割され、
   前記ストライプ領域長さに応じて可変に設定された前記最大ステージ速度を用いて、前記複数の小領域を描画する場合の前記ステージの速度分布を演算する速度分布演算部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 図形パターンが配置されるチップのチップ領域が第１の方向に向かって所定の幅で短冊状に仮想分割された複数のストライプ領域の前記第１の方向と直交する第２の方向のストライプ領域長さに応じて前記第２の方向に試料を載置するステージが移動する場合の前記ステージの最大ステージ速度を可変に演算する工程と、
   前記最大ステージ速度を超えないように、前記第２の方向へ前記ステージを移動させる工程と、
   前記ストライプ領域長さに応じて可変に設定された前記最大ステージ速度を超えないように前記ステージが前記第２の方向に移動している状態で、荷電粒子ビームを用いて、前記チップデータに定義される前記図形パターンを前記試料に描画する工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

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