JP6174862B2

JP6174862B2 - 荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置

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Publication number: JP6174862B2
Application number: JP2013007820A
Authority: JP
Inventors: 修飯塚
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-01-18
Also published as: JP2014138183A

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置に係り、例えば、電子ビーム描画装置における偏向器の偏向領域の使用方法に関する。

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、電子ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍ）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。

図７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。

昨今のパターンの微細化に伴って、描画精度の向上が求められている。その際の妨げ要因の１つとして、ビームドリフトが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。そのため、描画装置では、ビームドリフトの補正等を行っている。ビームドリフトの原因として、描画装置に使用される偏向器の汚染やチャージアップ等が挙げられる。かかるビームドリフトを低減するためにも汚染等された偏向器の定期的なメンテナンスが必要となる。

特開２００７−０４３０８３号公報

偏向器のメンテナンスは、ビームドリフト量が許容値を超える場合等に実施される。描画精度を高精度に維持するためには、ビームドリフトを引き起こす程度まで偏向器の汚染等を生じさせない、或いは、かかる程度まで偏向器の汚染等が生じるまでの期間を延ばすことが重要となる。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、ビームドリフトを引き起こす程度まで偏向器の汚染等を生じさせない、或いは、かかる程度まで偏向器の汚染等が生じるまでの期間を延ばす手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方法は、
荷電粒子ビームを偏向する偏向器の偏向可能領域の幅のうち描画処理に使用する偏向幅の領域を偏向可能領域内に設定する工程と、
偏向器に付着する汚染の量と相関がある所定の計測値がしきい値を超えた場合のタイミングで偏向幅の領域の位置を偏向可能領域内で移動させながら、偏向器を用いて荷電粒子ビームを偏向することによって試料上にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
言い換えれば、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを偏向する偏向器の偏向可能領域の幅のうち描画処理に使用する偏向幅の領域を偏向可能領域内に設定する工程と、
所定の計測値がしきい値を超えた場合のタイミングで偏向幅の領域の位置を偏向可能領域内で移動させながら、偏向器を用いて荷電粒子ビームを偏向することによって試料上にパターンを描画する工程と、
を備え、
所定の計測値として、荷電粒子ビームのショット数と描画処理を開始後の描画時間と描画した総照射量とのうちのいずれかが用いられることを特徴とする。

また、記所定の計測値として前記荷電粒子ビームのショット数が用いられ、荷電粒子ビームのショット数がしきい値を超えた場合に、偏向幅の領域の位置を偏向可能領域内で移動させると好適である。

また、記所定の計測値として描画処理を開始後の描画時間が用いられ、描画時間がしきい値を超えた場合に、偏向幅の領域の位置を偏向可能領域内で移動させると好適である。

また、試料の描画領域は、短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割され、
ストライプ領域単位で偏向幅の領域の位置を偏向可能領域内で移動させると好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを偏向する偏向器の偏向可能領域の幅のうち、描画処理を行う際に使用する偏向幅の領域を偏向可能領域内に設定する設定部と、
荷電粒子ビームのショット数を計測する計測部と、
計測されたショット数がしきい値を超えたかどうかを判定する判定部と、
ショット数がしきい値を超えた場合に、偏向幅の領域の位置を偏向可能領域内で移動させる移動処理部と、
偏向器を用いて荷電粒子ビームを、設定されている位置での偏向幅の領域内で偏向することによって試料上にパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、ビームドリフトを引き起こす程度まで偏向器の汚染等を生じさせない、或いは、かかる程度まで偏向器の汚染等が生じるまでの期間を延ばすことができる。

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における偏向可能領域と偏向枠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における偏向枠の移動手法の一例を示す図である。実施の形態１における偏向枠の移動手法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、ブランキング偏向器２１２、ブランキングアパーチャ２１４、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１１１、偏向制御回路１２０、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプ１３０，１３２、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１１１、偏向制御回路１２０、及び記憶装置１４０，１４２，１４４は、図示しないバスを介して接続されている。

制御計算機１１０内には、描画データ処理部６０、描画制御部６２、及び偏向幅設定部６４が配置される。描画データ処理部６０、描画制御部６２、及び偏向幅設定部６４といった機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。描画データ処理部６０、描画制御部６２、及び偏向幅設定部６４に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１１にその都度格納される。

偏向制御回路１２０内には、偏向制御部７０、設定部７２、計測部７４、判定部７６、及び移動処理部７８が配置される。偏向制御部７０、設定部７２、計測部７４、判定部７６、及び移動処理部７８といった機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。偏向制御部７０、設定部７２、計測部７４、判定部７６、及び移動処理部７８に入出力される情報および演算中の情報は図示しないメモリ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、１段の偏向器或いは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。また、描画装置１００には、マウスやキーボード等の入力装置、モニタ装置、及び外部インターフェース回路等が接続されていても構わない。

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は、主偏向器２０８のｙ方向偏向可能幅である短冊状の複数のストライプ領域２０に仮想分割される。各ストライプ領域２０内では、主偏向器２０８は、ｙ方向偏向可能幅と、同程度の幅のｘ方向偏向可能幅で囲まれた矩形の主偏向可能領域２２（偏向可能領域の一例）内において電子ビームを偏向可能となる。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ある複数のサブフィールド（ＳＦ）３０（小領域）に仮想分割される。そして、各ＳＦ３０の各ショット位置にショット図形５２，５４，５６が描画される。

偏向制御部７０から図示しないブランキング制御用のＤＡＣアンプに対して、ブランキング制御用のデジタル信号が出力される。そして、ブランキング制御用のＤＡＣアンプでは、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、ブランキング偏向器２１２に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットの照射時間（照射量）が制御される。

偏向制御部７０からＤＡＣアンプ１３２に対して、主偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、ＤＡＣアンプ１３２では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、主偏向器２０８に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームがメッシュ状に仮想分割された、目標となるＳＦ３０の基準位置に偏向される。

偏向制御部７０からＤＡＣアンプ１３０に対して、副偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、ＤＡＣアンプ１３０では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副偏向器２０９に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム２００が偏向させられ、各ショットのビームが対象となるＳＦ３０内の各ショット位置に偏向される。

描画装置１００では、複数段の多段偏向器を用いて、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の描画を順に進めていく。

ＸＹステージ１０５の移動に伴って、見かけ上、主偏向可能領域２２の位置がストライプ領域２０上を順に移動していくことになる。例えば、上述したように、ｘ方向に描画が進む場合には、主偏向可能領域２２の位置もストライプ領域２０上をｘ方向に移動していく。そして、主偏向器２０８が、主偏向可能領域２２内において、描画対象となるＳＦ３０の基準位置Ａに電子ビーム２００を偏向する。その際、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように、主偏向可能領域２２内において、描画対象となるＳＦ３０の基準位置Ａに電子ビーム２００を偏向し続ける。主偏向器２０８が描画対象となるＳＦ３０の基準位置Ａに電子ビーム２００を偏向し続けている間に、副偏向器２０９が、各ＳＦ３０の基準位置Ａから当該ＳＦ３０内に照射されるビームの各ショット位置に電子ビーム２００を偏向する。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。そして、ＳＦ３０は、かかる複数段の偏向器の偏向領域のうち、最小偏向領域となる。描画対象となっていたＳＦ３０内の描画が終了すると、主偏向器２０８は次のＳＦ３０の基準位置Ａへと偏向対象を移動させる。以降、同様の動作によって、各ＳＦ３０内の図形パターンが順次描画される。

図３は、実施の形態１における偏向可能領域と偏向枠の一例を示す図である。図３では、例えば、主偏向器２０８の主偏向可能領域２２について示している。従来の描画処理では、対象ストライプ領域２０を描画する際、ＸＹステージ１０５が例えば−ｘ方向に移動するのに伴って描画対象ＳＦ３０が主偏向可能領域２２内に入ってくると、それ以前のＳＦ３０への描画が終了していれば直ちに描画対象ＳＦ３０への描画を開始する。そのため、従来の描画処理では、図３の主偏向可能領域２２のうち、主偏向器２０８が実際の描画処理において偏向している偏向領域は、例えばｘ方向の右端部から幅Ｌ_１程度の領域（図３では、偏向枠２４ａで示す）内に過ぎない。幅Ｌ_１は、主偏向可能領域２２のｘ方向偏向可能幅Ｌ_０の例えば１／５程度に過ぎない。そのため、主偏向器２０８は、かかる右端部から幅Ｌ_１程度の領域内での偏向を繰り返し行うことになる。逆に、ＸＹステージ１０５が例えばｘ方向に移動しながら描画する場合には、主偏向可能領域２２のうち、主偏向器２０８が実際の描画処理において偏向している偏向領域は、−ｘ方向の左端部から幅Ｌ_１程度の領域（図示せず）内に過ぎない。

経験的に、すべてのストライプ領域２０の描画処理をｘ方向に進めるフォワード（ＦＷＤ）／フォワード（ＦＷＤ）動作を行った場合の主偏向器２０８のコンタミネーション（以下、コンタミという）の付着箇所は複数の描画装置において似た傾向を示す。また、すべてのストライプ領域２０の描画処理を−ｘ方向に進めるバックワード（ＢＷＤ）／バックワード（ＢＷＤ）動作を行った場合の主偏向器２０８のコンタミの付着箇所も複数の描画装置において似た傾向を示す。さらに、各ストライプ領域２０の描画処理をｘ方向と−ｘ方向とに交互に進めるフォワード（ＦＷＤ）／バックワード（ＢＷＤ）動作を行った場合の主偏向器２０８のコンタミの付着箇所は複数の描画装置において似た傾向を示す。また、同様に、フォワード（ＦＷＤ）／フォワード（ＦＷＤ）動作を行った場合のビームドリフトの劣化の傾向が複数の描画装置において似た傾向を示す。同様に、バックワード（ＢＷＤ）／バックワード（ＢＷＤ）動作を行った場合のビームドリフトの劣化の傾向が複数の描画装置において似た傾向を示す。同様に、フォワード（ＦＷＤ）／バックワード（ＢＷＤ）動作を行った場合のビームドリフトの劣化の傾向が複数の描画装置において似た傾向を示す。

具体的には、主偏向器２０８が実際の描画処理において偏向している偏向領域の位置によって、主偏向器２０８に付着するコンタミの付着箇所が主偏向器２０８の一部に局所的に偏ってしまう。そのため、主偏向器２０８のその他の箇所にはコンタミ等の付着がほとんど見られないにも関わらず、かかる偏在する付着箇所への汚染が集中してしまう。その結果、かかる偏在する付着箇所のコンタミ等の増加によってビームドリフトが引き起こされてしまう。そこで、実施の形態１では、かかる主偏向器２０８の汚染箇所を局所的な位置に偏在させないようにする。そのために、実施の形態１では、図３の偏向枠２４の位置を最初は主偏向可能領域２２の右端（図３では、偏向枠２４ａで示す）に設定し、描画処理の途中の段階で、後述する所定のしきい値を超えた場合にその他の位置（図３では、例えば、中央左よりの偏向枠２４ｂで示す）に移動させる。これにより、主偏向器２０８のコンタミ等の付着箇所を順次変化させることができる。これにより、コンタミ等の付着を局所的に集中させることを回避できる。その結果、主偏向器２０８のコンタミ汚染等を原因とするビームドリフトが生じるまでの期間を延ばすことができる。

図４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４において、実施の形態１における描画方法では、偏向幅設定工程（Ｓ１０２）と、偏向枠設定工程（Ｓ１０４）と、描画工程（Ｓ１０６）と、判定工程（Ｓ１０８）と、判定工程（Ｓ１１０）と、判定工程（Ｓ１１２）と、偏向枠移動工程（Ｓ１１４）と、ログ出力工程（Ｓ１１６）という一連の工程を実施する。

偏向幅設定工程（Ｓ１０２）として、偏向幅設定部６４は、主偏向可能領域２２のうち、主偏向器２０８が実際の描画処理において偏向に使用する偏向領域の幅Ｌ_１（図３の例では、ｘ方向幅）を設定する。ｙ方向については、主偏向可能領域２２のｙ方向偏向可能幅をそのまま使用する。かかる幅は、過去の実績等に基づいて設定すると好適である。実施の形態１では、過去に描画した各レイアウトに対して、実際に主偏向器２０８が偏向に使用した偏向領域の幅（ｘ方向幅）をログ情報として記憶装置１４４に記憶しておく。偏向幅設定部６４は、記憶装置１４４からログ情報を読み出し、偏向に使用した偏向領域の幅の平均値、中央値、或いは、最大値を幅Ｌ_１として設定する。或いは、描画対象となるレイアウトの描画データと同じ描画データで過去に描画した際に使用した偏向領域の幅があれば、その値を設定しても好適である。

偏向枠設定工程（Ｓ１０４）として、設定部７２は、電子ビーム２００を偏向する主偏向器２０８（偏向器の一例）の主偏向可能領域２２のｘ方向偏向可能幅Ｌ_０のうち描画処理に使用する偏向枠２４（偏向幅Ｌ_１の領域）を主偏向可能領域２２内に設定する。偏向枠２４は、ｘ方向幅が偏向幅Ｌ_１でｙ方向幅が主偏向可能領域２２のｙ方向偏向可能幅となる矩形の領域で設定される。ここでは、図３に示すように、最初の位置として、例えば、主偏向可能領域２２の右端に設定する。

描画工程（Ｓ１０６）として、描画部１５０は、主偏向器２０８等を用いて電子ビーム２００を、設定されている位置での偏向枠２４内で偏向することによって試料１０１上にパターンを描画する。具体的には次のように動作する。まず、描画データ処理部６０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って描画装置１００固有のショットデータを生成する。描画データは、例えば、描画対象チップのチップ領域を短冊上に仮想分割されたフレーム領域毎にファイル構成されている。そして、描画データ処理部６０は、かかるフレーム領域毎のデータファイルを順次読み込み、ショットデータを生成する。また、チップには複数の図形パターンが配置されるが、描画装置１００では、１回のビームショットで形成可能なサイズが限られている。そのため、データ変換処理の中で、各図形パターンは、１回のビームショットで形成可能なショット図形に分割される。そして、各ショット図形の図形種、サイズ、位置等がショットデータとして生成される。その他、ショットデータとして、照射量（照射時間）が定義される。ショットデータは、順次、記憶装置１４２に格納される。

描画制御部６２は、偏向制御回路１２０や図示しないその他の制御回路を制御して、描画部１５０に描画動作を実施させる。偏向制御回路１２０内では、偏向制御部７０がショットデータを記憶装置１４２から読み出し、ショットデータに定義される照射位置データに応じて、ショット図形毎に、主偏向データと副偏向データを生成する。主偏向データは、ＤＡＣアンプ１３２に出力される。副偏向データは、ＤＡＣアンプ１３０に出力される。また、偏向制御部７０は、ショットデータに定義される照射時間に応じて、ショット図形毎に、ブランキングデータを生成し、図示しないブランキング用のＤＡＣアンプに出力する。また、偏向制御部７０は、ショットデータに定義される図形種および図形サイズに応じて成形データを生成し、図示しないビーム成形用のＤＡＣアンプに出力する。そして、偏向制御回路１２０から制御された各ＤＡＣアンプからの信号および図示しないその他の制御回路からの制御情報に基づいて、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、当該図形パターンを試料１００に描画する。具体的には、以下のように動作する。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、ブランキング偏向器２１２内を通過する際にブランキング用のＤＡＣアンプからの偏向信号によって制御されるブランキング偏向器２１２によって、ビームＯＮの状態では、ブランキングアパーチャ２１４を通過するように制御され、ビームＯＦＦの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ２１４で遮へいされるように偏向される。ビームＯＦＦの状態からビームＯＮとなり、その後ビームＯＦＦになるまでにブランキングアパーチャ２１４を通過した電子ビーム２００が１回の電子ビームのショットとなる。ブランキング偏向器２１２は、通過する電子ビーム２００の向きを制御して、ビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態とを交互に生成する。例えば、ビームＯＮの状態では電圧を印加せず、ビームＯＦＦの際にブランキング偏向器２１２に電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間ｔで試料１０１に照射される電子ビーム２００のショットあたりの照射量が調整されることになる。

以上のようにブランキング偏向器２１２とブランキングアパーチャ２１４を通過することによって生成された各ショットの電子ビーム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をまず矩形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２の成形アパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、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（可変成形を行なう）ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。そして、第２の成形アパーチャ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ＳＦ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。かかる動作を繰り返し、各ショットのショット図形を繋ぎ合わせることで、描画データに定義された図形パターンを描画する。

描画処理は、ストライプ領域２０単位で実施される。また、描画工程（Ｓ１０６）中に、計測部７４は、ショットしたショット図形のショット数（所定の計測値の一例）を計測する。或いは、計測部７４は、描画処理を開始後の描画時間Ｔ（所定の計測値の他の一例）を計測しても好適である。或いは、計測部７４は、描画した総照射量を計測しても好適である。総照射量は、ショット図形の面積Ｓと電流密度Ｊと照射時間ｔの積を累積加算して算出すればよい。

判定工程（Ｓ１０８）として、描画制御部６２は対象ストライプ領域２０の描画が終了したかどうかを判定する。対象ストライプ領域２０の描画が終了していない場合には、対象ストライプ領域２０の描画が終了するまで描画工程（Ｓ１０６）を継続する。対象ストライプ領域２０の描画が終了した場合には、次の判定工程（Ｓ１１０）に進む。

判定工程（Ｓ１１０）として、描画制御部６２は、すべてのストライプ領域２０の描画が終了したかどうかを判定する。言い換えれば、描画処理が終了したかどうかを判定する。描画処理が終了していない場合には、判定工程（Ｓ１１２）に進む。描画処理が終了した場合にはログ出力工程（Ｓ１１６）に進む。

判定工程（Ｓ１１２）として、判定部７６は、電子ビーム２００のショット数がしきい値（ショット数しきい値）を超えたかどうかを判定する。電子ビーム２００のショット数がしきい値を超えていない場合には描画工程（Ｓ１０６）に戻る。そして、電子ビーム２００のショット数がしきい値を超えるまで、順次、次のストライプ領域２０に対して描画工程（Ｓ１０６）から判定工程（Ｓ１１２）までを繰り返す。電子ビーム２００のショット数がしきい値を超えた場合に、偏向枠移動工程（Ｓ１１４）に進む。描画工程（Ｓ１０６）に戻った場合に、計測部７４は計測したショット数を一旦リセットして、再度、計測を開始する。

或いは、計測部７４が描画処理を開始後の描画時間Ｔを計測する場合には、判定工程（Ｓ１１２）として、判定部７６は、描画処理を開始後、描画時間Ｔがしきい値（描画時間しきい値）を超えたかどうかを判定する。そして、描画時間Ｔがしきい値を超えていない場合には描画工程（Ｓ１０６）に戻る。そして、描画時間Ｔがしきい値を超えるまで、順次、次のストライプ領域２０に対して描画工程（Ｓ１０６）から判定工程（Ｓ１１２）までを繰り返す。描画時間Ｔがしきい値を超えた場合に、偏向枠移動工程（Ｓ１１４）に進む。描画工程（Ｓ１０６）に戻った場合に、計測部７４は計測した描画時間を一旦リセットして、再度、計測を開始する。

或いは、計測部７４が総照射量を計測する場合には、判定工程（Ｓ１１２）として、判定部７６は、総照射量がしきい値（総照射量しきい値）を超えたかどうかを判定する。そして、総照射量がしきい値を超えていない場合には描画工程（Ｓ１０６）に戻る。そして、総照射量がしきい値を超えるまで、順次、次のストライプ領域２０に対して描画工程（Ｓ１０６）から判定工程（Ｓ１１２）までを繰り返す。総照射量がしきい値を超えた場合に、偏向枠移動工程（Ｓ１１４）に進む。描画工程（Ｓ１０６）に戻った場合に、計測部７４は計測した総照射量を一旦リセットして、再度、計測を開始する。

偏向枠移動工程（Ｓ１１４）として、移動処理部７８は、偏向枠２４の位置を主偏向可能領域２２内で移動させる。そして、描画工程（Ｓ１０６）に戻り、描画工程（Ｓ１０６）から偏向枠移動工程（Ｓ１１４）までを繰り返す。

以上のように、実施の形態１では、電子ビーム２００のショット数がしきい値を超えた場合に、偏向枠２４の位置を主偏向可能領域２２内で移動させる。或いは、描画処理を開始後の描画時間Ｔがしきい値を超えた場合に、偏向枠２４の位置を主偏向可能領域２２内で移動させる。なお、偏向枠２４の位置を移動させる場合には、ストライプ領域２０単位で移動させると好適である。これにより、同じストライプ領域２０内の途中で偏向枠２４の位置を移動させることによる描画動作の停滞が発生するリスクを回避できる。また、同じストライプ領域２０内の途中で偏向枠２４の位置を移動させても、ストライプ領域２０間で偏向枠２４の位置を移動させても、主偏向器２０８のコンタミ付着箇所の状況に大きな差は生じない。このように、実施の形態１では、偏向枠２４の位置を主偏向可能領域２２内で移動させながら、主偏向器２０８等を用いて電子ビームを偏向することによって試料１０１上にパターンを描画する。

ログ出力工程（Ｓ１１６）として、描画制御部６２は、描画処理を実施したデータをログ情報として記憶装置１４４に格納する。かかるログ情報には、上述したように、主偏向器２０８が偏向に使用した偏向領域の幅（ｘ方向幅）が含まれる。

図５は、実施の形態１における偏向枠の移動手法の一例を示す図である。移動処理部７８は、偏向幅Ｌ_１における前述のしきい値が所定のしきい値以下かどうかを判定する。そして、偏向幅Ｌ_１がしきい値以下であれば、以下のように分割する。まず、分割数の閾値をあらかじめ設定しておく。そして、主偏向可能領域２２のｘ方向偏向可能幅Ｌ_０を用いて、偏向幅Ｌ_１が次の式
Ｌ_０／ｎ≧Ｌ_１＞Ｌ_０／（ｎ＋１）
を満たし、かつ、ｎ≧”分割数の閾値”となるような自然数ｎで分割する。例えば、分割数の閾値を４とする。また、Ｌ_０は１００μｍとする。Ｌ_１が仮に１８μｍとすると、ｎ＝５は、
１００／５≧１８＞１００／（５＋１）を満たす。さらに、ｎ＝５は、ｎ＞４（閾値）を満たすので、５分割とする。よって、かかる分割を行う場合には、偏向幅設定工程（Ｓ１０２）において偏向幅Ｌ_１を設定する際に、Ｌ_１は２０μｍと設定されると好適である。なお、上述した条件を満たす分割数が存在しない場合には、後述する移動手法を実施すればよい。
そして、移動処理部７８は、図５に示すように、例えば、主偏向可能領域２２の右端部からａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ・・・と描画方向と逆の方向（−ｘ方向）に向かって偏向枠２４を順に移動させる（直前の偏向枠と異なる偏向枠に移動させる）。或いは、主偏向可能領域２２の左端部からｅ，ｄ，ｃ，ｂ，ａ・・・と描画方向と同じ方向（ｘ方向）に向かって偏向枠２４を順に移動させてもよい。或いは、ランダムに偏向枠２４を順に移動させてもよい。

図６は、実施の形態１における偏向枠の移動手法の他の一例を示す図である。偏向幅Ｌ_１がしきい値以下でない場合に、移動処理部７８は、図６に示すように、偏向枠２４が互いに一部が重なるように、偏向枠２４を順に移動させる。例えば、主偏向可能領域２２の右端部からａ，ｂ・・・と描画方向と逆の方向（−ｘ方向）に向かって偏向枠２４を一部が重なるように順に移動させる。或いは、主偏向可能領域２２の左端部から描画方向と同じ方向（ｘ方向）に向かって偏向枠２４を一部が重なるように順に移動させてもよい。或いは、ランダムに偏向枠２４を一部が重なるように順に移動させてもよい。偏向幅Ｌ_１が大きい場合には、かかる動作を行うことで、偏向枠２４の移動回数が少なくならないようにできる。その結果、汚染箇所が局所的な位置に偏らないようにできる。

以上のように、実施の形態１によれば、ビームドリフトを引き起こす程度まで偏向器の汚染等を生じさせない、或いは、かかる程度まで偏向器の汚染等が生じるまでの期間を延ばすことができる。その結果、描画精度を高精度に維持できる。また、主偏向器のメンテナンス周期を長くできるので、装置の稼働率を向上させることができる。

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。上述した例では、主副２段の２段偏向について、主偏向の偏向枠２４を移動させる場合を示したがこれに限るものではない。３段偏向以上の場合においても、最小偏向領域以外については、同様に、適用できる。

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方法、および荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。

１０描画領域
２０ストライプ領域
２２主偏向可能領域
２４偏向枠
３０ＳＦ
５２，５４，５６ショット図形
６０描画データ処理部
６２描画制御部
６４偏向幅設定部
７０偏向制御部
７２設定部
７４計測部
７６判定部
７８移動処理部
１００描画装置
１０１，３４０試料
１０２電子鏡筒
１０３描画室
１０５ＸＹステージ
１１０制御計算機
１１１メモリ
１２０偏向制御回路
１３０，１３２ＤＡＣアンプ
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
２１２ブランキング偏向器
２１４ブランキングアパーチャ
３３０電子線
４１１開口
４２１可変成形開口
４３０荷電粒子ソース

Claims

荷電粒子ビームを偏向する偏向器の偏向可能領域の幅のうち描画処理に使用する偏向幅の領域を前記偏向可能領域内に設定する工程と、
前記偏向器に付着する汚染の量と相関がある所定の計測値がしきい値を超えた場合のタイミングで前記偏向幅の領域の位置を前記偏向可能領域内で移動させながら、前記偏向器を用いて荷電粒子ビームを偏向することによって試料上にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
荷電粒子ビームを偏向する偏向器の偏向可能領域の幅のうち描画処理に使用する偏向幅の領域を前記偏向可能領域内に設定する工程と、
所定の計測値がしきい値を超えた場合のタイミングで前記偏向幅の領域の位置を前記偏向可能領域内で移動させながら、前記偏向器を用いて荷電粒子ビームを偏向することによって試料上にパターンを描画する工程と、
を備え、
前記所定の計測値として、前記荷電粒子ビームのショット数と前記描画処理を開始後の描画時間と描画した総照射量とのうちのいずれかが用いられることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
前記所定の計測値として前記荷電粒子ビームのショット数が用いられ、
前記荷電粒子ビームのショット数がしきい値を超えた場合に、前記偏向幅の領域の位置を前記偏向可能領域内で移動させることを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画方法。
前記所定の計測値として前記描画処理を開始後の描画時間が用いられ、
前記描画時間がしきい値を超えた場合に、前記偏向幅の領域の位置を前記偏向可能領域内で移動させることを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画方法。
前記試料の描画領域は、短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割され、
前記ストライプ領域単位で前記偏向幅の領域の位置を前記偏向可能領域内で移動させることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の荷電粒子ビーム描画方法。
荷電粒子ビームを偏向する偏向器の偏向可能領域の幅のうち、描画処理を行う際に使用する偏向幅の領域を前記偏向可能領域内に設定する設定部と、
前記荷電粒子ビームのショット数を計測する計測部と、
計測されたショット数がしきい値を超えたかどうかを判定する判定部と、
前記ショット数がしきい値を超えた場合に、前記偏向幅の領域の位置を前記偏向可能領域内で移動させる移動処理部と、
前記偏向器を用いて荷電粒子ビームを、設定されている位置での前記偏向幅の領域内で偏向することによって試料上にパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。