JP2018170448A - 描画データ作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ量を削減しつつ、影響半径の小さい現象に起因するパターン寸法変動を抑制するための補正演算が可能となる描画データを生成する。【解決手段】本実施形態による描画データ作成方法は、設計データに含まれている多角形図形を、１組の対辺が第１方向に沿って平行であり、該第１方向と平行な辺を共通辺として該第１方向と直交する第２方向に並んで連結する複数の台形に分割する工程と、第１台形、第２台形及び第３台形が前記第２方向に沿って連結している場合、該第２台形と該第３台形との共通の頂点の位置を、該第１台形と該第２台形との共通の頂点の位置からの前記第１方向及び前記第２方向の変位で表現して、前記描画データを作成する工程と、を備える。前記複数の台形のうち少なくとも１の台形において、前記第１方向で異なるドーズ量が定義される。【選択図】図１

Description

本発明は、描画データ作成方法に関する。

ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅は年々微細化されてきている。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、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。

電子ビーム描画装置として、例えば、マルチビームを用いて一度に多くのビームを照射し、スループットを向上させたマルチビーム描画装置が知られている。このマルチビーム描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームが、複数の穴を有するアパーチャ部材を通過することでマルチビームが形成され、各ビームがブランキングプレートにおいてブランキング制御される。遮蔽されなかったビームが、光学系で縮小され、描画対象のマスク上の所望の位置に照射される。

マルチビーム描画装置を用いて電子ビーム描画を行う場合、まず、半導体集積回路のレイアウトが設計され、レイアウトデータとして設計データが生成される。そして、この設計データに含まれる多角形図形を、複数の台形に分割することで、マルチビーム描画装置に入力される描画データが生成される。この描画データは、各台形について、１つの頂点を配置原点とし、この配置原点の座標データと、配置原点から他の３つの頂点までの変位を示すデータとを有する。

設計データが、楕円形図形のような多数の辺を有する多角形図形によって近似的に表現される図形を含む場合、この多角形図形は多数の台形に分割される。多数の台形の各々について、配置原点の座標データ及び配置原点から他の３頂点までの変位を示すデータを有する描画データは、そのデータ量が多大なものであった。

描画データのデータ量を抑えるために、多角形図形を、それぞれ少なくとも１組の対辺が第１方向に沿って平行であり、該第１方向と平行な辺を共通辺として該第１方向と直交する第２方向に沿って連結する複数の台形図形に分割し、第１台形と該第１台形に隣接する第２台形との共通の頂点の位置を、該第２台形と該第２台形に隣接する第３台形との共通の頂点の位置からの第１方向及び第２方向の変位で表現する手法が提案されている（例えば特許文献１参照）。この手法では、各台形に１個の照射量（ドーズ量）を定義することができる。

電子ビーム描画においてパターン寸法変動を引き起こす現象として、影響半径が３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度と極めて短いＥＵＶマスク特有の近接効果が知られている。この影響を考慮したドーズ量補正演算を行う場合、描画領域を例えば３０ｎｍ〜１００ｎｍ程度でメッシュ分割し、分割した小領域毎に演算を行う必要がある。

上述した従来の手法では、台形の第１方向の長さが、メッシュ分割した小領域のサイズより大きい場合であっても、１個のドーズ量しか定義できない。そのため、パターン寸法変動を抑制するためのドーズ量補正演算が困難であった。

特開２０１６−７６６５４号公報 特開２００３−３３８４６０号公報 特開２０１６−１１１３２５号公報 特開２０１５−９５５３８号公報 特開２００９−３３０２５号公報

本発明は、データ量を削減しつつ、影響半径の小さい現象に起因するパターン寸法変動を抑制するための補正演算が可能となる描画データを生成する描画データ生成方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様による描画データ生成方法は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置で用いられる描画データを作成する方法であって、設計データに含まれている多角形図形を、それぞれ少なくとも１組の対辺が第１方向に沿って平行であり、該第１方向と平行な辺を共通辺として該第１方向と直交する第２方向に並んで連結する複数の台形に分割する工程と、第１台形、第２台形及び第３台形が前記第２方向に沿って連結している場合、該第２台形と該第３台形との共通の頂点の位置を、該第１台形と該第２台形との共通の頂点の位置からの前記第１方向及び前記第２方向の変位で表現して、前記描画データを作成する工程と、を備え、前記複数の台形のうち少なくとも１の台形において、前記第１方向で異なるドーズ量が定義されるものである。

本発明の一態様による描画データ生成方法は、前記複数の台形のうち、前記第１方向の長さが所定サイズより大きい台形を、該第１方向に沿って該所定サイズで複数の区画に分割し、各区画にドーズ量を定義して前記描画データを作成する。

本発明の一態様による描画データ生成方法において、前記第１方向を上下方向とした場合、前記描画データにおいて、前記第１台形の各区画のドーズ量は、下側の区画から上方向に順に定義され、前記第２台形の各区画のドーズ量は、上側の区画から下方向に順に定義される。

本発明の一態様による描画データ生成方法は、各区画に対し、前記第１方向の両端におけるドーズ量を定義して前記描画データを作成する。

本発明の一態様による描画データ生成方法は、ｎ（ｎは２以上の整数）番目の台形のドーズ量情報を、ｎ−１番目以前の台形の前記第１方向の両端におけるドーズ量情報と、ｎ＋１番目以降の台形の該第１方向の両端におけるドーズ量情報とを双一次補間して定まるものであることを示す表現に変換する。

本発明によれば、データ量を削減しつつ、影響半径の小さい現象に起因するパターン寸法変動を抑制するための補正演算が可能となる描画データを生成することができる。

本発明の第１の実施形態によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置の概略図である。 多角形図形の分割処理の例を示す図である。 （ａ）（ｂ）は多角形図形の分割処理の例を示す図であり、（ｃ）は描画データのデータ構造の例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は多角形図形の分割処理の例を示す図であり、（ｅ）は描画データのデータ構造の例を示す図である。 （ａ）（ｂ）は多角形図形の分割処理の例を示す図であり、（ｃ）は描画データのデータ構造の例を示す図である。 （ａ）（ｂ）は多角形図形の分割処理の例を示す図であり、（ｃ）は描画データのデータ構造の例を示す図であり、（ｄ）は方向フラグを説明する図である。 描画データのデータ構造の例を示す図である。 多角形図形の分割処理の例を示す図である。 台形を複数区画に分割する例を示す図である。 （ａ）は台形の分割処理の例を示す図であり、（ｂ）はドーズ量の定義順を示す図である。 （ａ）は台形の分割処理の例を示す図であり、（ｂ）はドーズ量の定義順を示す図である。 （ａ）は台形の分割処理の例を示す図であり、（ｂ）はドーズ量の定義順を示す図である。 各区画に定義されるドーズ量を示す図である。 描画データのデータ構造の例を示す図である。 第２の実施形態によるドーズ量の定義方法を示す図である。 第３の実施形態によるドーズ量の定義方法を示す図である。 （ａ）は台形の上下端にドーズ量を定義する例を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）は描画データのデータ構造の例を示す図である。 複数の台形に外接する矩形の例を示す図である。 双一次補間によるドーズ量の算出を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による描画データを用いて描画を行うマルチ荷電粒子ビーム描画装置の概略図である。本実施形態では、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、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームでもよい。

図１に示す描画装置１は、マスクやウェーハ等の対象物に電子ビームを照射して所望のパターンを描画する描画部１０と、描画部１０による描画動作を制御する制御部５０とを備える。描画部１０は、電子ビーム鏡筒１２及び描画室３０を有している。

電子ビーム鏡筒１２内には、電子銃１４、照明レンズ１６、アパーチャ部材１８、ブランキングプレート２０、縮小レンズ２２、制限アパーチャ部材２４、対物レンズ２６、及び偏向器２８が配置されている。描画室３０内には、ＸＹステージ３２が配置される。ＸＹステージ３２上には、描画対象基板となるマスクブランク３４が載置されている。

描画対象基板には、例えば、ウェーハや、ウェーハにエキシマレーザを光源としたステッパやスキャナ等の縮小投影型露光装置や極端紫外線露光装置を用いてパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、描画対象基板には、既にパターンが形成されているマスクも含まれる。例えば、レベンソン型マスクは２回の描画を必要とするため、１度描画されマスクに加工された物に２度目のパターンを描画することもある。ＸＹステージ３２上には、さらに、ＸＹステージ３２の位置測定用のミラー３６が配置される。

制御部５０は、制御計算機５２、偏向制御回路５４，５６、及びステージ位置検出器５８を有している。制御計算機５２、偏向制御回路５４，５６、及びステージ位置検出器５８は、バスを介して互いに接続されている。

電子銃１４から放出された電子ビーム４０は、照明レンズ１６によりほぼ垂直にアパーチャ部材１８全体を照明する。アパーチャ部材１８には、穴（開口部）が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。電子ビーム４０は、例えばアパーチャ部材１８のすべての穴が含まれる領域を照明する。これらの複数の穴を電子ビーム４０の一部がそれぞれ通過することで、図１に示すようなマルチビーム４０ａ〜４０ｅが形成されることになる。

ブランキングプレート２０には、アパーチャ部材１８の各穴の配置位置に合わせて通過孔が形成され、各通過孔には、対となる２つの電極からなるブランカが、それぞれ配置される。各通過孔を通過する電子ビーム４０ａ〜４０ｅは、それぞれ独立に、ブランカが印加する電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。このように、複数のブランカが、アパーチャ部材１８の複数の穴を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。

ブランキングプレート２０を通過したマルチビーム４０ａ〜４０ｅは、縮小レンズ２２によって、縮小され、制限アパーチャ部材２４に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングプレート２０のブランカにより偏向された電子ビームは、制限アパーチャ部材２４の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２４によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート２０のブランカによって偏向されなかった電子ビームは、制限アパーチャ部材２４の中心の穴を通過する。

このように、制限アパーチャ部材２４は、ブランキングプレート２０のブランカによってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに制限アパーチャ部材２４を通過したビームが、１回分のショットのビームとなる。制限アパーチャ部材２４を通過したマルチビーム４０ａ〜４０ｅは、対物レンズ２６により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となる。制限アパーチャ部材２４を通過した各ビーム（マルチビーム全体）は、偏向器２８によって同方向にまとめて偏向され、各ビームのマスクブランク３４上のそれぞれの照射位置に照射される。

ＸＹステージ３２が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ３２の移動に追従するように偏向器２８によって制御される。ＸＹステージ３２の移動は図示しないステージ制御部により行われ、ＸＹステージ３２の位置はステージ位置検出器５８により検出される。

一度に照射されるマルチビームは、理想的にはアパーチャ部材１８の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。この描画装置は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームＯＮに制御される。

制御計算機５２は、記憶装置６０から描画データＤＴ１を読み出し、複数段のデータ変換処理を行って装置固有のショットデータを生成する。ショットデータには、各ショットの照射量及び照射位置座標等が定義される。

制御計算機５２は、ショットデータに基づき各ショットの照射量を偏向制御回路５４に出力する。偏向制御回路５４は、入力された照射量を電流密度で割って照射時間ｔを求める。そして、偏向制御回路５４は、対応するショットを行う際、照射時間ｔだけブランカがビームＯＮするように、ブランキングプレート２０の対応するブランカに偏向電圧を印加する。

また、制御計算機５２は、ショットデータが示す位置（座標）に各ビームが偏向されるように、偏向位置データを偏向制御回路５６に出力する。偏向制御回路５６は、偏向量を演算し、偏向器２８に偏向電圧を印加する。これにより、その回にショットされるマルチビームがまとめて偏向される。

次に、描画データＤＴ１の生成方法について説明する。まず、半導体集積回路のレイアウトが設計され、レイアウトデータとなる設計データ（ＣＡＤデータ）ＤＴ０が生成される。そして、設計データＤＴ０が変換装置７０で変換され、描画装置１の制御計算機５２に入力される描画データＤＴ１が生成される。

設計データＤＴ０には多角形図形が含まれており、変換装置７０は多角形図形を複数の台形に分割する分割処理を行う。この分割処理で生成される複数の台形は、それぞれ、第１方向（例えば縦方向）に沿って平行な１組の対辺を有している。複数の台形は、第１方向と直交する第２方向（例えば横方向）に連続して並んでいる。隣接する台形同士は、第１方向に平行な辺を共通辺として共有する。

例えば、図２に示すように、多角形図形１００は、分割処理により複数の台形Ｔ_１〜Ｔ_ｎに分割される。ここでｎは２以上の整数である。台形Ｔ_１〜Ｔ_ｎはそれぞれ、縦方向（ｙ方向）に沿って平行な１組の対辺を有し、横方向（ｘ方向）に連結している。例えば、台形Ｔ_２は、１組の平行な辺Ｓ_１及びＳ_２を有し、辺Ｓ_１は台形Ｔ_１との共通辺となり、辺Ｓ_２は台形Ｔ_３との共通辺となる。なお、連結方向両端部の台形Ｔ_１、Ｔ_ｎの辺Ｓ_０、Ｓ_ｎは共通辺にはならない。

多角形図形の形状に応じて、図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）に示すような様々な分割処理が行われる。

図３（ａ）では、図２と同様に、各台形が縦方向に沿って平行な１組の対辺を有し、横方向に連結するような分割処理が行われる。図３（ｂ）では、各台形が横方向に沿って平行な１組の対辺を有し、縦方向に連結するような分割処理が行われる。

図４（ａ）では、多角形図形が縦方向に沿って延びる平行な辺Ｓ_０、Ｓ_４と、辺Ｓ_０、Ｓ_４の下端同士を結び横方向に沿って延びる辺Ｓ_ｘ１を有する。分割処理により生成された複数の台形は、それぞれ縦方向に沿って平行な１組の対辺を有し、横方向に連結するとともに、下側の辺が横方向に直線状に連なる。

図４（ｂ）では、多角形図形が縦方向沿って延びる平行な辺Ｓ_０、Ｓ_４と、辺Ｓ_０、Ｓ_４の上端同士を結び横方向に沿って延びる辺Ｓ_ｘ２を有する。分割処理により生成された複数の台形は、それぞれ縦方向に沿って平行な１組の対辺を有し、横方向に連結するとともに、上側の辺が横方向に直線状に連なる。

図４（ｃ）では、多角形図形が横方向に沿って延びる平行な辺Ｓ_０、Ｓ_４と、辺Ｓ_０、Ｓ_４の右端同士を結び縦方向に延びる辺Ｓ_ｙ１を有する。分割処理により生成された複数の台形は、それぞれ横方向に沿って平行な１組の対辺を有し、縦方向に連結するとともに、右側の辺が縦方向に直線状に連なる。

図４（ｄ）では、多角形図形が横方向に沿って延びる平行な辺Ｓ_０、Ｓ_４と、辺Ｓ_０、Ｓ_４の左端同士を結び縦方向に沿って延びる辺Ｓ_ｙ２を有する。分割処理により生成された複数の台形は、それぞれ横方向に沿って平行な１組の対辺を有し、縦方向に連結するとともに、左側の辺が縦方向に直線状に連なる。

図５（ａ）（ｂ）は、多角形図形が縦方向又は横方向に平行な辺のみで構成される場合の分割処理を示す。この場合、多角形図形は複数の長方形（矩形）に分割される。図５（ａ）は分割した長方形が横方向に連結する例を示し、図５（ｂ）は縦方向に連結する例を示す。

図６（ａ）（ｂ）は、多角形図形が縦方向又は横方向に平行な辺、及び縦方向（横方向）に対して４５°をなす辺のみで構成される場合の分割処理を示す。図６（ａ）は分割した台形が横方向に連結する例を示し、図６（ｂ）は縦方向に連結する例を示す。

変換装置７０は、多角形図形を複数の台形に分割すると、台形の頂点の位置を、隣接する台形の頂点の位置からの変位で表現して、描画データＤＴ１を生成する。例えば、図２に示す例では、辺Ｓ_０の下端の頂点Ｐ_０１の座標（ｘ０、ｙ０）がこの多角形図形の図形配置原点として定義される。

そして、辺Ｓ_０の上端の頂点Ｐ_０２の位置は、図形配置位置原点Ｐ_０１と、そこから垂直に延びる辺Ｓ_０の長さＬ_０で定義される。

辺Ｓ_０に平行かつ辺Ｓ_０に隣接する辺Ｓ_１の下端の頂点Ｐ_１１の位置は、台形Ｔ_１の高さ（辺Ｓ_０と辺Ｓ_１との間隔）Ｌ_１と、隣接する頂点Ｐ_０１からみた縦方向の変位δ_１１で定義される。また、辺Ｓ_１の上端の頂点Ｐ_１２の位置は、台形Ｔ_１の高さＬ_１と、隣接する頂点Ｐ_０２からみた縦方向の変位δ_１２で定義される。

辺Ｓ_１に平行かつ辺Ｓ_１に隣接する辺Ｓ_２の下端の頂点Ｐ_２１の位置は、台形Ｔ_２の高さＬ_２と、隣接する頂点Ｐ_１１からみた縦方向の変位δ_２１で定義される。また、辺Ｓ_２の上端の頂点Ｐ_２２の位置は、台形Ｔ_２の高さＬ_２と、隣接する頂点Ｐ_１２からみた縦方向の変位δ_２２で定義される。

言い換えれば、台形Ｔ_２と台形Ｔ_３との共通の頂点Ｐ_２１、Ｐ_２２の位置を、台形Ｔ_１と台形Ｔ_２との共通の頂点Ｐ_１１、Ｐ_１２の位置からの縦方向の変位δ_２１、δ_２２と、横方向の変位Ｌ_２で定義する。

以降同様に、辺Ｓ_ｍー１に平行かつ辺Ｓ_ｍ−１に隣接する辺Ｓ_ｍの下端の頂点Ｐ_ｍ１の位置は、台形Ｔ_ｍの高さ（辺Ｓ_ｍ−１と辺Ｓ_ｍとの間隔）Ｌ_ｍと、隣接する頂点Ｐ_{（ｍ−１）１}からみた縦方向の変位δ_ｍ１で定義される。また、辺Ｓ_ｍの上端の頂点Ｐ_ｍ２の位置は、台形Ｔ_ｍの高さＬ_ｍと、隣接する頂点Ｐ_{（ｍ−１）２}からみた縦方向の変位δ_ｍ２で定義される。ここでｍは２〜ｎの整数である。

このように、多角形図形に対応する連結台形群は、図形配置位置原点Ｐ_０１の座標（ｘ０、ｙ０）、辺Ｓ_０の長さＬ_０、各台形Ｔ_１〜Ｔ_ｎの高さＬ_１〜Ｌ_ｎ、隣接する頂点からみた台形連結方向と直交する方向の変位δ_１１、δ_１２〜δ_ｎ１、δ_ｎ２によりその形状を定義することができる。なお、変位δ_１１、δ_１２〜δ_ｎ１、δ_ｎ２は符号付きの値である。各台形Ｔ_１〜Ｔ_ｎの高さＬ_１〜Ｌ_ｎは、隣接する頂点からみた台形連結方向の変位とみなすことができる。

図７に、連結台形群を定義する描画データＤＴ１のデータ構造の一例を示す。描画データＤＴ１は、ヘッダＰＨ、ヘッダＰＨｄ、及び形状情報ＥＰを有する。ヘッダＰＨは図形コード（Ｃｏｄｅ）、フラグ（ｆｌａｇ）及び図形要素数（Ｎ）が定義されている。

図形コードは、連結台形群がどのような多角形図形を分割処理したかを示す情報であり、例えば、図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）のうち、どの分割処理に対応するかを示す。

ヘッダＰＨのフラグには、図形表現の識別に必要な情報、例えば後述する形状情報ＥＰに含まれるデータのバイト長などが含まれる。図形要素数（Ｎ）は、図形コードが同じ連結台形群（多角形図形）の数を示す。形状情報ＥＰは、連結台形群毎に作成されるため、図形要素数（Ｎ）が２以上の場合、複数の形状情報が作成される。

ヘッダＰＨｄは、台形Ｔ_１〜Ｔ_ｎのドーズ量ＡＩ_１〜ＡＩ_ｎを含む。ヘッダＰＨｄのフラグｆｌａｇは、ドーズ量ＡＩ_１〜ＡＩ_ｎのデータのバイト長などを示す。ヘッダＰＨｄの要素数Ｎは、ドーズ量が定義された台形の数を示す。

形状情報ＥＰには、連結台形群の形状を定義するための情報、例えば、図形配置位置原点の座標（ｘ０、ｙ０）、辺Ｓ_０の長さＬ_０、各台形Ｔ_１〜Ｔ_ｎの高さＬ_１〜Ｌ_ｎ、隣接する頂点からみた台形連結方向と直交する方向の変位δ_１１、δ_１２〜δ_ｎ１、δ_ｎ２が含まれる。また、形状情報ＥＰは、台形の連結数Ｎｃｏｎｎｅｃｔを含む。

例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示す連結台形群を表現する描画データＤＴ１は図３（ｃ）のようなデータ構造になる。なお、図３（ｃ）に示すデータ構造ではヘッダＰＨｄを省略している。図形コードには、台形の連結方向や、どの頂点を図形配置位置原点としているか等が判別可能に定義される。連結数Ｎｃｏｎｎｅｃｔは４である。

図４（ａ）〜（ｄ）に示す連結台形群を表現する描画データＤＴ１は図４（ｅ）のようなデータ構造になる。なお、図４（ｅ）に示すデータ構造ではヘッダＰＨｄを省略している。図形コードには、台形の連結方向、複数の台形のどの辺が直線状に連なるか、どの頂点を図形配置位置原点としているか等が判別可能に定義される。連結数Ｎｃｏｎｎｅｃｔは４である。図４（ａ）〜（ｄ）では、連結する台形の一辺が直線状に連なり、この辺の頂点については、隣接する頂点との間で、台形連結方向と直交する方向の変位がない。従って、連結数Ｎｃｏｎｎｅｃｔが同じ場合、図３（ａ）、（ｂ）よりも形状情報ＥＰのデータ量は小さくなる。

図５（ａ）、（ｂ）に示す連結台形群を表現する描画データＤＴ１は図５（ｃ）のようなデータ構造になる。なお、図５（ｃ）に示すデータ構造ではヘッダＰＨｄを省略している。図形コードには、複数の長方形に分割されること、長方形の連結方向、どの頂点を図形配置位置原点としているか等が判別可能に定義される。

図６（ａ）、（ｂ）に示す連結台形群を表現する描画データＤＴ１は図６（ｃ）のようなデータ構造になる。なお、図６（ｃ）に示すデータ構造ではヘッダＰＨｄを省略している。形状情報ＥＰには図６（ｄ）に示すような方向フラグ（ｆｌａｇ）が定義される。これは、多角形図形が縦方向又は横方向に平行な辺、及び縦方向（横方向）に対して４５°をなす辺のみで構成される場合、各辺を図６（ｄ）の方向フラグのいずれかで表すことができるためである。図形コードには、台形の連結方向、どの頂点を図形配置位置原点としているか等が判別可能に定義される。なお、図６（ｃ）は図６（ａ）の連結台形群を表す描画データＤＴ１である。

電子ビーム描画では、パターン寸法変動を引き起こす現象として、影響半径が３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度と極めて短いＥＵＶマスク特有の近接効果が知られている。この影響を考慮したドーズ量補正演算では、描画領域を例えば３０ｎｍ程度でメッシュ分割し、分割した小領域毎に演算を行う。

本実施形態では、図８に示すように、多角形図形を分割した台形がメッシュサイズＭＳよりも大きい場合、１つの台形をメッシュサイズＭＳで複数の区画に分割し、各区画にドーズ量を定義する。

例えば、図９に示すように、長手方向（台形の連結方向とは直交する方向）の長さがメッシュサイズよりも大きい台形を、メッシュサイズＭＳで複数の区画に分割する。１個の台形は、少なくとも１個のメッシュサイズＭＳの区画と、メッシュサイズＭＳよりも小さい小区画とを含む。台形のサイズがメッシュサイズＭＳの整数倍の場合は、小区画は生じない。

図９に示す例では、１個の台形Ｔが、３個の区画ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３に分割される例を示している。区画ＳＣ１、ＳＣ２は長手方向のサイズがメッシュサイズＭＳになっている。区画ＳＣ３はメッシュサイズＭＳよりも小さい小区画である。区画ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３のそれぞれにドーズ量が定義される。

台形を複数区画に分割し、各区画にドーズ量を定義する方法としては、例えば、図１０〜図１２に示すものがある。図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）は、台形を複数区画に分割する例を示し、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）は、各区画にドーズ量を定義する順を矢印で示す。これらの例では、台形の連結方向は図中左右方向であり、各台形の長手方向は図中上下方向となっている。

図１０（ａ）（ｂ）では、各台形を下端側からメッシュサイズで複数区画に分割し、下側の区画から上方向に順にドーズ量を定義する。

図１１（ａ）（ｂ）では、各台形を上端側からメッシュサイズで複数区画に分割し、上側の区画から上方向に順にドーズ量を定義する。

図１２（ａ）では、下端側からメッシュサイズで複数区画に分割する台形と、上端側からメッシュサイズで複数区画に分割する台形とが交互に並ぶ。図１２（ｂ）に示すように、下端側からメッシュサイズで複数区画に分割する台形では、下側の区画から上方向に順にドーズ量を定義する。上端側からメッシュサイズで複数区画に分割する台形では、上側の区画から下方向に順にドーズ量を定義する。ドーズ量の定義順がジグザグになる。

図１２（ａ）（ｂ）に示す方法を用いて、台形を複数区画に分割し、各区画にドーズ量を定義する例を図１３に示す。奇数番目の台形Ｔ_１、Ｔ_３・・・は、下端側からメッシュサイズで複数区画に分割される。偶数番目の台形Ｔ_２、Ｔ_４・・・は、上端側からメッシュサイズで複数区画に分割される。

台形Ｔ_１では、下側の区画から上方向に順にドーズ量Ｄ_１−１、Ｄ_１−２が定義される。台形Ｔ_２では、上側の区画から下方向に順にドーズ量Ｄ_２−１、Ｄ_２−２、Ｄ_２−３が定義される。台形Ｔ_３では、下側の区画から上方向に順にドーズ量Ｄ_３−１、Ｄ_３−２、Ｄ_３−３、Ｄ_３−４が定義される。台形Ｔ_４では、上側の区画から下方向に順にドーズ量Ｄ_４−１、Ｄ_４−２、Ｄ_４−３、Ｄ_４−４が定義される。

図１４は、各台形をメッシュサイズで複数区画に分割し、各区画にドーズ量を定義した場合の描画データＤＴ１のデータ構造の一例を示す。ヘッダＰＨｄは、メッシュサイズＭＳと、複数の台形における各区画のドーズ量Ｄ_１−１、Ｄ_１−２、Ｄ_２−１、Ｄ_２−２・・・を含む。マスク全体でメッシュサイズＭＳが固定値である場合は、ヘッダＰＨｄにメッシュサイズＭＳを定義しなくてもよい。

このように、本実施形態によれば、多角形図形を、複数の平行台形が一方向に連結した台形群とみなし、図形配置位置原点のみ座標で示し、その他の台形の頂点の位置は、隣接する頂点からの変位で表現して描画データＤＴ１を生成する。そのため、各台形を、配置位置原点の座標と、そこから他の３頂点までの変位で表現する場合よりも、描画データのデータ量を低減することができる。

また、各台形を小サイズ（メッシュサイズ）で複数の区画に分割し、各区画にドーズ量を定義した描画データＤＴ１を生成する。そのため、影響半径の小さい現象に起因するパターン寸法変動を抑制するための補正演算が可能となる。

上記実施形態において、描画データＤＴ１のヘッダＰＨｄに定義された複数の区画のドーズ量情報Ｄ_１−１、Ｄ_１−２、Ｄ_２−１、Ｄ_２−２・・・に対してデータ圧縮処理を施し、ドーズ量情報のデータ量を削減してもよい。

例えば、ヘッダＰＨｄに定義された複数の区画のドーズ量情報Ｄ_１−１、Ｄ_１−２、Ｄ_２−１、Ｄ_２−２・・・のうち、２番目以降の区画のドーズ量情報を、当該区画のドーズ量と１つ前の区画のドーズ量との差分表現に変換し、差分値の大きさに応じて差分表現のデータ長を変える。ドーズ量情報は、以下の表１に示すような、ヘッダ部及び値部からなるデータ構造に変換される。表１の例では、圧縮前のドーズ量が１０ビットであるとしている。

ある区画のドーズ量について、１つ前の区画のドーズ量との差分が３２階調より大きく、１２８階調以下である場合、このドーズ量を、値部が差分表現１であることを示す２ビットのヘッダ“０１”と、１つ前の区画のドーズ量との差分を示す符号付き８ビットの値部とで表現する。

ある区画のドーズ量について、１つ前の区画のドーズ量との差分が３２階調以下である場合、このドーズ量を、値部が差分表現２であることを示す２ビットのヘッダ“１０”と、１つ前の区画のドーズ量との差分を示す符号付き６ビットの値部とで表現する。これにより、ドーズ量情報は、１０ビットから８ビット（＝２ビット＋６ビット）にデータサイズが削減される。

ある区画のドーズ量が、１つ前の区画のドーズ量と同じである場合、このドーズ量情報を、１つ前のドーズ量と同じであることを示す２ビットのヘッダ“１１”のみで表現する。これにより、ドーズ量情報は、１０ビットから２ビットにデータサイズが削減される。

ある区画のドーズ量について、１つ前の区画のドーズ量との差分が１２８階調より大きい場合、このドーズ量を値部とし、値部がフルビット表現（符号なし１０ビット）であることを示す２ビットのヘッダ“００”を付加する。

ドーズ量情報の表現の変換（データ圧縮）の一例を表２に示す。表２では説明の便宜上、圧縮前のドーズ量、及び圧縮後の値部を１０進表現にしているが、実際は２進表現となる。

ｊ番目の区画は、圧縮前のドーズ量が値部に入り、値部がフルビット表現（符号なし１０ビット）であることを示す２ビットのヘッダ“００”が付加される。

ｊ＋１番目の区画は、ｊ番目の区画のドーズ量との差分が３２階調より大きく、１２８階調以下であるため、ヘッダは、値部が差分表現１であることを示す“０１”となり、値部には、ｊ番目の区画のドーズ量との差分−３３（符号付き８ビット）が入る。

ｊ＋２番目の区画は、ｊ＋１番目の区画のドーズ量との差分が３２階調以下であるため、ヘッダは、値部が差分表現２であることを示す“１０”となり、値部には、ｊ＋１番目の図形パターンのドーズ量との差分−１０（符号付き６ビット）が入る。

ｊ＋３番目の区画は、ｊ＋２番目の区画のドーズ量との差分が３２階調以下であるため、ヘッダは、値部が差分表現２であることを示す“１０”となり、値部には、ｊ＋２番目の図形パターンのドーズ量との差分−５（符号付き６ビット）が入る。

ｊ＋４番目の区画は、ｊ＋３番目の区画とドーズ量が同じであるため、２ビットのヘッダ“１１”のみに表現が変換される。

表２に示す例では、５つの区画のドーズ量情報の圧縮前のデータサイズは、１０ビット×５＝５０ビットであった。一方、圧縮後は、１２ビット＋１０ビット＋８ビット＋８ビット＋２ビット＝４０ビットとなり、データサイズを削減できることが確認された。このように、１つ前の区画のドーズ量との差分の大きさに応じて差分表現のデータ長を変えることで（この例では符号付き８ビット、符号付き６ビット、ゼロビット）、データを圧縮してドーズ量情報を表現できる。

図１０、図１１と比較して、図１２に示すように、ドーズ量の定義順をジグザグにすることで、１つ前の区画とドーズ量が同じになり易く、上述の手法を用いて効率良くデータを圧縮できる。例えば、図１３に示すように、ドーズ量Ｄ_３−１の区画はドーズ量Ｄ_２−３の区画に隣接しているため、ドーズ量が同じ値になり易く、データの圧縮効率が良い。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、台形を複数の区画に分割し、各区画に１個のドーズ量を定義し、１個の区画内では、どの位置でもドーズ量は同じであるとしていたが、描画データＤＴ１において、各区画の両端でのドーズ量を定義し、両端のドーズ量を一次補間して任意の座標でのドーズ量を求めるようにしてもよい。

例えば、図１５に示すように、１個の台形Ｔを、メッシュサイズで３個の区画ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３に分割する。そして、区画ＳＣ１の下端、区画ＳＣ１の上端（区画ＳＣ２の下端）、区画ＳＣ２の上端（区画ＳＣ３の下端）、区画ＳＣ３の上端の４ヶ所でのドーズ量Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を定義する。描画データＤＴ１では、ドーズ量Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が順に定義される。

描画データＤＴ１を読み込んだ制御計算機５２は、区画ＳＣ１内におけるピクセルｐｊのドーズ量Ｄｊを、区画ＳＣ１の両端のドーズ量Ｄ１、Ｄ２を一次補間して求めることができる。また、区画ＳＣ３内におけるピクセルｐｋのドーズ量Ｄｋは、区画ＳＣ３の両端のドーズ量Ｄ３、Ｄ４を一次補間して求めることができる。

［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、台形を複数の区画に分割し、各区画に１個のドーズ量を定義していたが、複数の区画に分割せず、台形の両端でのドーズ量を定義し、両端のドーズ量を一次補間して任意の座標でのドーズ量を求めるようにしてもよい。

例えば、図１６に示すように、１個の台形Ｔの下端と上端の２ヶ所でのドーズ量Ｄ１、Ｄ２を定義する。描画データＤＴ１では、ドーズ量Ｄ１、Ｄ２が順に定義される。

描画データＤＴ１を読み込んだ制御計算機５２は、台形Ｔ内におけるピクセルｐｊのドーズ量Ｄｊを、台形Ｔの両端のドーズ量Ｄ１、Ｄ２を一次補間して求めることができる。

図１７（ａ）に示すように、台形Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４の下端のドーズ量をＤ_１Ｌ、Ｄ_２Ｌ、Ｄ_３Ｌ、Ｄ_４Ｌ、上端のドーズ量をＤ_１Ｕ、Ｄ_２Ｕ、Ｄ_３Ｕ、Ｄ_４Ｕとした場合を考える。描画データＤＴ１におけるドーズ量の定義順は、図１７（ｂ）に示すように、台形Ｔ_１の下端、上端、台形Ｔ_２の下端、上端、台形Ｔ_３の下端、上端のような順番でもよいし、図１７（ｃ）に示すように、台形Ｔ_１の上端、下端、台形Ｔ_２の上端、下端、台形Ｔ_３の上端、下端のような順番でもよい。また、図１７（ｄ）に示すように、台形Ｔ_１の下端、上端、台形Ｔ_２の上端、下端、台形Ｔ_３の下端、上端のようにジグザグに定義してもよい。なお、図１７（ｂ）〜（ｄ）は、描画データＤＴ１のうち、ヘッダＰＨｄの部分のみ示している。

変換装置７０は、台形の上端と下端のドーズ量情報を、以下の表３に示すような、ヘッダ部、第１値部及び第２値部からなるデータ構造に変換し、データを圧縮してもよい。表１の例では、圧縮前の各ドーズ量が１０ビットであるとしている。

ある台形の両端（上下端）のドーズ量が、１つ前の台形の両端のドーズ量と同じ場合、この台形のドーズ量情報を、１つ前の台形のドーズ量と同じであることを示す１ビットのヘッダ“１”のみで表現する。

ある台形の両端のドーズ量のうち少なくとも一方が、１つ前の台形の両端のドーズ量と異なる場合、下端のドーズ量を第１値部、上端のドーズ量を第２値部に入れ、両端のドーズ量が定義されていることを示す１ビットのヘッダ“０”を付加する。

ドーズ量情報の表現の変換（データ圧縮）の一例を表４に示す。表４では説明の便宜上、圧縮前のドーズ量、及び圧縮後の値部を１０進表現にしているが、実際は２進表現となる。

ｊ番目〜ｊ＋２番目の台形は、両端のドーズ量が定義され、ヘッダ“０”が付加される。

ｊ＋３番目〜ｊ＋７番目の台形は、両端のドーズ量がｊ＋２番目の台形の両端のドーズ量と同じであったため、１ビットのヘッダ“１”のみで表現する。

ｊ＋８番目の台形は、両端のドーズ量が定義され、ヘッダ“０”が付加される。

ｊ番目〜ｊ＋８番目の９個の台形の両端のドーズ量情報の圧縮前のデータサイズは、１０ビット×２×９＝１８０ビットであった。一方、圧縮後は、（１＋１０×２）×４＋１×５＝８９ビットとなり、データサイズを削減できることが確認された。

変換装置７０は、台形の上端と下端のドーズ量情報を、以下の表５に示すような、ヘッダ部、第１値部及び第２値部からなるデータ構造に変換し、データをさらに圧縮してもよい。

両端（上下端）のドーズ量が同じ台形が連続する場合、前の台形のドーズ量と同じであることを示す１ビットのヘッダ“１”と、ドーズ量が同じ台形が連続する数（符号なし３ビット）とでドーズ量情報が表現される。

ある台形の両端のドーズ量のうち少なくとも一方が、１つ前の台形の両端のドーズ量と異なる場合、下端のドーズ量を第１値部、上端のドーズ量を第２値部に入れ、両端のドーズ量が定義されていることを示す１ビットのヘッダ“０”を付加する。

表４に示す圧縮前のドーズ量情報を、表５に示すデータ構造で変換した例を表６に示す。

ヘッダ“１”に対応する第１値部に“４”が定義されていることから、ｊ＋２番目のドーズ量が５回繰り返されると解釈される。この例では、（１＋１０×２）×４＋（１＋３）＝８８ビットとなり、データサイズをさらに削減できることが確認された。

［第４の実施形態］
上記第３の実施形態では、台形の両端でのドーズ量を定義し、両端のドーズ量を一次補間して任意の座標でのドーズ量を求めていたが、制御計算機５２は、複数の連続する台形群に外接する矩形を描き、外接矩形の４頂点のドーズ量を計算し、外接矩形内の任意の座標のドーズ量を、４頂点のドーズ量の双一次補間（バイリニア補間）で算出してもよい。

変換装置７０は、台形の上端と下端のドーズ量情報を、以下の表７に示すような、ヘッダ部、第１値部及び第２値部からなるデータ構造に変換する。

ドーズ量を双一次補間で算出する台形のドーズ量情報は、１ビットのヘッダ“１”のみで表現する。両端（上下端）のドーズ量が定義されている台形は、ヘッダ部に“０”が定義され、下端のドーズ量が第１値部、上端のドーズ量が第２値部に定義される。

例えば、図１８に示す台形Ｔ_１〜Ｔ_９のドーズ量情報を以下の表８のように表現する。この例では、９個の台形Ｔ_１〜Ｔ_９のドーズ量情報が（１＋１０×２）×４＋１×５＝８９ビットとなり、データサイズを削減できることが確認された。

描画データＤＴ１を読み込んだ制御計算機５２は、図１８に示すように、台形Ｔ_３〜Ｔ_９に外接する矩形Ｒを描き、外接矩形Ｒの４頂点Ｃ_００、Ｃ_０１、Ｃ_１０、Ｃ_１１のドーズ量を算出する。頂点Ｃ_００、Ｃ_０１のドーズ量ｄ_００、ｄ_０１は、台形Ｔ_３の下端、上端のドーズ量である。

頂点Ｃ_１０、Ｃ_１１のドーズ量ｄ_１０、ｄ_１１は、台形Ｔ_９の下端、上端のドーズ量から内挿又は外挿によって求める。

図１９に示すように、外接矩形Ｒの図中左右方向の長さをｗ、図中上下方向の長さをｈ、頂点Ｃ_００の座標を（Ｘ_０、Ｙ_０）とした場合、座標（ｘ、ｙ）におけるドーズ量ｄ_{（ｘ，ｙ）}は以下の双一次補間式から求めることができる。

表７に示すヘッダ“１”を、補間領域が「第１値部の値＋１」回繰り返すことを意味するものにして、データ量をさらに削減してもよい。

変換装置７０は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、変換装置７０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 描画装置
１０ 描画部
１２ 電子ビーム鏡筒
１４ 電子銃
１６ 照明レンズ
１８ アパーチャ部材
２０ ブランキングプレート
２２ 縮小レンズ
２４ 制限アパーチャ部材
２６ 対物レンズ
２８ 偏向器
３０ 描画室
３２ ＸＹステージ
３４ マスクブランク
３６ ミラー
５０ 制御部
５２ 制御計算機
５４、５６ 偏向制御回路
５８ ステージ位置検出器
７０ 変換装置

Claims (5)

1. マルチ荷電粒子ビーム描画装置で用いられる描画データを作成する方法であって、
   設計データに含まれている多角形図形を、それぞれ少なくとも１組の対辺が第１方向に沿って平行であり、該第１方向と平行な辺を共通辺として該第１方向と直交する第２方向に並んで連結する複数の台形に分割する工程と、
   第１台形、第２台形及び第３台形が前記第２方向に沿って連結している場合、該第２台形と該第３台形との共通の頂点の位置を、該第１台形と該第２台形との共通の頂点の位置からの前記第１方向及び前記第２方向の変位で表現して、前記描画データを作成する工程と、
   を備え、
   前記複数の台形のうち少なくとも１の台形において、前記第１方向で異なるドーズ量が定義されることを特徴とする描画データ作成方法。
2. 前記複数の台形のうち、前記第１方向の長さが所定サイズより大きい台形を、該第１方向に沿って該所定サイズで複数の区画に分割し、各区画にドーズ量を定義して前記描画データを作成することを特徴とする請求項１に記載の描画データ作成方法。
3. 前記第１方向を上下方向とした場合、前記描画データにおいて、前記第１台形の各区画のドーズ量は、下側の区画から上方向に順に定義され、前記第２台形の各区画のドーズ量は、上側の区画から下方向に順に定義されることを特徴とする請求項２に記載の描画データ作成方法。
4. 各区画に対し、前記第１方向の両端におけるドーズ量を定義して前記描画データを作成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の描画データ作成方法。
5. ｎ（ｎは２以上の整数）番目の台形のドーズ量情報を、ｎ−１番目以前の台形の前記第１方向の両端におけるドーズ量情報と、ｎ＋１番目以降の台形の該第１方向の両端におけるドーズ量情報とを双一次補間して定まるものであることを示す表現に変換することを特徴とする請求項４に記載の描画データ作成方法。
   

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