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JP5495540B2 - Drawing method and drawing apparatus - Google Patents

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JP5495540B2 JP2008306009A JP2008306009A JP5495540B2 JP 5495540 B2 JP5495540 B2 JP 5495540B2 JP 2008306009 A JP2008306009 A JP 2008306009A JP 2008306009 A JP2008306009 A JP 2008306009A JP 5495540 B2 JP5495540 B2 JP 5495540B2
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Description

本発明は、描画方法及び描画装置に係り、例えば、近接効果補正を行なった照射量を求める電子ビーム描画装置及びその描画方法に関する。   The present invention relates to a drawing method and a drawing apparatus, and for example, relates to an electron beam drawing apparatus that obtains an irradiation amount that has been subjected to proximity effect correction and a drawing method thereof.

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、電子線(電子ビーム)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。   Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is an extremely important process for generating a pattern among semiconductor manufacturing processes. In recent years, with the high integration of LSI, circuit line widths required for semiconductor devices have been reduced year by year. In order to form a desired circuit pattern on these semiconductor devices, a highly accurate original pattern (also referred to as a reticle or a mask) is required. Here, the electron beam (electron beam) drawing technique has an essentially excellent resolution, and is used for producing a high-precision original pattern.

図22は、従来の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(EB:Electron beam)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例えば長方形の開口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。開口411と可変成形開口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(VSB:Variable Shaped Beam)方式という。
FIG. 22 is a conceptual diagram for explaining the operation of a conventional variable shaping type electron beam drawing apparatus.
The variable shaped electron beam (EB) drawing apparatus operates as follows. In the first aperture 410, a rectangular opening for forming the electron beam 330, for example, a rectangular opening 411 is formed. Further, the second aperture 420 is formed with a variable shaping opening 421 for shaping the electron beam 330 having passed through the opening 411 of the first aperture 410 into a desired rectangular shape. The electron beam 330 irradiated from the charged particle source 430 and passed through the opening 411 of the first aperture 410 is deflected by the deflector, passes through a part of the variable shaping opening 421 of the second aperture 420, and passes through a predetermined range. The sample 340 mounted on a stage that continuously moves in one direction (for example, the X direction) is irradiated. That is, the drawing area of the sample 340 mounted on the stage in which the rectangular shape that can pass through both the opening 411 of the first aperture 410 and the variable shaping opening 421 of the second aperture 420 is continuously moved in the X direction. Drawn on. A method of creating an arbitrary shape by passing through both the opening 411 and the variable forming opening 421 is referred to as a variable shaped beam (VSB) method.

ここで、レジスト膜が塗布されたマスク等の試料に電子ビームを照射する場合に、近接効果といったレジストパターンの寸法を変動させる要因が存在する。近接効果は照射した電子がマスクで反射し、レジストを再照射する現象で、影響範囲は十数μm程度である。近接効果はレジストを再照射する現象で、従来、前方散乱による蓄積エネルギーと後方散乱の蓄積エネルギーとを用いた閾値モデルを用いて照射後の寸法を予想し、照射量を決定していた。   Here, when a sample such as a mask coated with a resist film is irradiated with an electron beam, there is a factor that fluctuates the dimension of the resist pattern, such as a proximity effect. The proximity effect is a phenomenon in which irradiated electrons are reflected by the mask and re-irradiate the resist, and the affected range is about a dozen μm. The proximity effect is a phenomenon in which the resist is re-irradiated. Conventionally, the irradiation dose is determined by predicting the dimension after irradiation using a threshold model using accumulated energy due to forward scattering and accumulated energy due to back scattering.

図23は、従来の閾値モデルとパターン寸法との関係を示す図である。図23(b)に示すレジストの蓄積エネルギー分布が与えられた場合に、所定の閾値とエネルギー分布が交わった2点間の幅を図23(a)に示すようにレジストパターンの寸法と定義していた。そのため、所望の寸法となる閾値を決め、かかる閾値のエネルギーに相当する照射量を決めていた。しかしながら、この閾値モデルが正しいとの保証はない。   FIG. 23 is a diagram showing a relationship between a conventional threshold model and pattern dimensions. When the accumulated energy distribution of the resist shown in FIG. 23B is given, the width between two points where the predetermined threshold and the energy distribution intersect is defined as the dimension of the resist pattern as shown in FIG. It was. Therefore, a threshold value with a desired dimension is determined, and an irradiation amount corresponding to the energy of the threshold value is determined. However, there is no guarantee that this threshold model is correct.

図24は、従来の閾値モデルで照射量を決定した場合と実験による最適照射量とのずれの一例を示す図である。ここでは、近接効果補正用の照射量の決定には、パブコビッチ(Pavcobich)の公式を用いた。ここでこの公式は、D(x)=const/(1+ηU(x))で表される。ここで、D(x)は最適照射量、ηは近接効果の大きさを示すパラメータ、ηU(x)はすべてのパターンを強度1の照射量で描画した時の場所xでの後方散乱量である。図24が示すように、従来の閾値モデルで照射量を決定した場合と実験による最適照射量との間では若干のずれが生じてしまう。特に、昨今のパターンの微細化に伴い、かかるずれが大きな問題となってくる。その他、近接効果補正用の照射量を求める手法についての研究がなされている。例えば、パターン寸法を決定する現像後のレジストパターンの形状は荷電粒子ビームの前方散乱による蓄積エネルギーの最大値と後方散乱による蓄積エネルギーの値で決まるとの考え方を提案している文献が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この文献ではパブコビッチ(Pavcobich)の公式を出発点として摂動法で最適照射量を求める方法が記述されている。しかし、この方法は、補正精度や計算速度についてかならずしも、満足いくものではない。
特許第3455048号公報
FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a difference between the case where the irradiation dose is determined using a conventional threshold model and the optimum irradiation dose based on experiments. Here, the Pavcovic formula was used to determine the dose for correcting the proximity effect. Here, this formula is expressed by D (x) = const / (1 + ηU (x)). Here, D (x) is the optimum irradiation amount, η is a parameter indicating the magnitude of the proximity effect, and ηU (x) is the backscattering amount at the location x when all patterns are drawn with the irradiation amount of intensity 1. is there. As shown in FIG. 24, there is a slight difference between the case where the dose is determined by the conventional threshold model and the optimum dose from the experiment. In particular, with the recent miniaturization of patterns, such a shift becomes a big problem. In addition, research has been conducted on a technique for obtaining the dose for proximity effect correction. For example, a document has been proposed that proposes the idea that the shape of a resist pattern after development that determines the pattern dimensions is determined by the maximum value of accumulated energy due to forward scattering of charged particle beams and the value of accumulated energy due to backscattering. (For example, refer to Patent Document 1). This document describes a method for obtaining an optimum dose by a perturbation method starting from the Pavcovic formula. However, this method is not always satisfactory in terms of correction accuracy and calculation speed.
Japanese Patent No. 3455048

上述したように、電子ビーム描画に代表される荷電粒子ビーム描画では、レジスト膜が塗布されたマスク等の試料に電子ビームを照射する場合に、近接効果といったレジストパターンの寸法を変動させる要因が存在する。そのため、例えば、ナノメートル(nm)オーダの精度が要求されるパターンの描画の際においては、“近接効果”の影響によって、描画パターンの仕上がり寸法に不均一な分布が生じるという問題が生じてしまう。そして、かかる近接効果を補正する際に、従来の閾値モデルで照射量を決定しても昨今のパターンの微細化に伴い許容限界を超えるずれが生じてしまう。   As described above, in charged particle beam lithography represented by electron beam lithography, there are factors that cause the resist pattern dimensions to fluctuate, such as proximity effects, when a sample such as a mask coated with a resist film is irradiated with an electron beam. To do. Therefore, for example, when drawing a pattern that requires accuracy on the order of nanometers (nm), there arises a problem that an uneven distribution occurs in the finished dimension of the drawing pattern due to the influence of the “proximity effect”. . When correcting the proximity effect, even if the irradiation amount is determined by the conventional threshold model, a deviation exceeding the allowable limit occurs with the recent miniaturization of the pattern.

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、より高精度に近接効果を補正した照射量を求めることが可能な描画方法及び描画装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a drawing method and a drawing apparatus capable of overcoming such problems and obtaining a dose with a proximity effect corrected with higher accuracy.

本発明の一態様の描画方法は、
照射量を未知数とする、照射量の2次以上の項をもつ多項式で定義される、照射量に関して非線形な、荷電粒子ビームの後方散乱による蓄積エネルギーの方程式を解いてかかる照射量を求める工程と、
求めた照射量で荷電粒子ビームを照射して、試料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。
The drawing method of one embodiment of the present invention includes:
A step of solving the equation of accumulated energy due to backscattering of a charged particle beam , which is defined by a polynomial having a second-order or higher-order term of the irradiation amount, the irradiation amount being an unknown, and determining the irradiation amount ,
Irradiating a charged particle beam with the obtained irradiation amount and drawing a pattern on the sample;
It is provided with.

特許文献1に述べられるように、パターン寸法を決定する現像後のレジストパターンの形状は荷電粒子ビームの前方散乱による蓄積エネルギーの最大値と後方散乱による蓄積エネルギーの値で決まる。本発明では、この概念を利用し、また、前方散乱による蓄積エネルギー関数と後方散乱による蓄積エネルギー関数を用いて、照射量の2次以上の項をもつ多項式で定義される、後方散乱による蓄積エネルギーの方程式を導いた。かかる後方散乱による蓄積エネルギーの方程式を解くことで、より最適な近接効果補正がなされた照射量を求めることができる。   As described in Patent Document 1, the shape of a resist pattern after development for determining a pattern dimension is determined by the maximum value of accumulated energy due to forward scattering of a charged particle beam and the value of accumulated energy due to backscattering. In the present invention, using this concept, the stored energy by backscattering defined by a polynomial having a second-order or higher-order term of irradiation dose using the stored energy function by forward scattering and the stored energy function by backscattering. The equation of By solving the equation of accumulated energy due to such backscattering, it is possible to obtain the irradiation dose with more optimal proximity effect correction.

また、パターン密度と照射量との相関関係を予め実験により求め、
上述した方程式は、上述した相関関係に沿うように各項のパラメータが定義されると好適である。
In addition, a correlation between the pattern density and the dose is obtained in advance by experiments,
It is preferable that the parameters of each term are defined so that the above-described equation is in accordance with the above-described correlation.

また、所定のパターン密度で図形を繰り返し並べた評価パターンを、照射量を可変にしてそれぞれ描画した際に所望の設計寸法が得られた照射量を所定のパターン密度との相関関係とすると好適である。   In addition, it is preferable that the irradiation amount at which a desired design dimension is obtained when the evaluation pattern in which figures are repeatedly arranged at a predetermined pattern density is drawn with variable irradiation amounts is correlated with the predetermined pattern density. is there.

本発明の他の態様の描画方法は、
照射量を未知数とする、照射量に関する非線形方程式を解いて前記照射量を求める工程と、
求めた照射量で前記荷電粒子ビームを照射して、試料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
A drawing method according to another aspect of the present invention includes:
A step of solving the nonlinear equation related to the dose, and determining the dose by setting the dose as an unknown,
Irradiating the charged particle beam with the determined irradiation amount and drawing a pattern on the sample;
It is characterized by having

本発明の一態様の描画装置は、
予め実験により求めたパターン密度と照射量との相関関係に沿うように各項のパラメータが定義される方程式であって、照射量を未知数とする、照射量の2次以上の項をもつ多項式で定義される、照射量に関して非線形な、荷電粒子ビームの後方散乱による蓄積エネルギーの前記方程式を解いて照射量を求める演算部と、
求めた照射量で荷電粒子ビームを照射して、試料にパターンを描画する描画部と、
を備えことを特徴とする。
The drawing device of one embodiment of the present invention includes:
An equation in which the parameters of each term are defined so as to follow the correlation between the pattern density and the dose determined in advance by experiments, and is a polynomial having a second-order or higher-order term of the dose with the dose as an unknown. is defined, a calculation unit for determining the amount of irradiation by solving the equation of stored energy by nonlinear, backscattered charged particle beam with respect to dose,
A drawing unit that irradiates a charged particle beam with the obtained irradiation amount and draws a pattern on the sample;
Characterized by comprising a.

本発明の他の態様の描画方法は、
パターン密度と照射量との相関関係式を予め求めておいて、相関関係式のパターン密度を荷電粒子ビームの規格化された後方散乱による蓄積エネルギーを照射量で除した量に置き換えた、照射量に関する非線形方程式を解いて照射量を求める工程と、
求めた照射量で荷電粒子ビームを照射して、試料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。
A drawing method according to another aspect of the present invention includes:
A correlation equation between the pattern density and the dose is obtained in advance, and the pattern density in the correlation formula is replaced with the amount obtained by dividing the accumulated energy due to the standardized backscattering of the charged particle beam by the dose. Solving the nonlinear equation for determining the dose,
Irradiating a charged particle beam with the obtained irradiation amount and drawing a pattern on the sample;
It is provided with.

また、かかる非線形方程式は、相関関係式が示す相関関係に沿うように各項のパラメータが定義されると好適である。   In addition, it is preferable that the parameters of each term be defined so that the nonlinear equation follows the correlation indicated by the correlation equation.

また、所定のパターン密度で図形を繰り返し並べた評価パターンを、照射量を可変にしてそれぞれ描画した際に所望の設計寸法が得られた照射量を所定のパターン密度との相関関係式が示す相関関係とすると好適である。   In addition, when an evaluation pattern in which figures are repeatedly arranged at a predetermined pattern density is drawn with variable doses, the dose at which a desired design dimension is obtained is correlated with a predetermined pattern density. The relationship is preferred.

本発明の他の態様の描画装置は、
パターン密度と照射量との相関関係式を予め求めておいて、相関関係式のパターン密度を荷電粒子ビームの規格化された後方散乱による蓄積エネルギーを照射量で除した量に置き換えた、照射量に関する非線形方程式を解いてかかる照射量を求める演算部と、
求めた照射量で荷電粒子ビームを照射して、試料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。
A drawing apparatus according to another aspect of the present invention includes:
A correlation equation between the pattern density and the dose is obtained in advance, and the pattern density in the correlation formula is replaced with the amount obtained by dividing the accumulated energy due to the standardized backscattering of the charged particle beam by the dose. An arithmetic unit that solves the nonlinear equation relating to the amount of irradiation, and
A drawing unit that irradiates a charged particle beam with the obtained irradiation amount and draws a pattern on the sample;
It is provided with.

本発明によれば、より高精度に近接効果を補正した照射量で描画を行なうことができる。その結果、高精度なパターン寸法を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to perform drawing with a dose with a proximity effect corrected with higher accuracy. As a result, a highly accurate pattern dimension can be obtained.

以下、各実施の形態では、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、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。   Hereinafter, in each embodiment, a configuration using an electron beam will be described as an example of a charged particle beam. However, the charged particle beam is not limited to an electron beam, and may be a beam using other charged particles such as an ion beam.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1における描画方法のフローチャートの要部を示す図である。
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り電子ビーム描画装置の一例となる。描画部150では、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、ブランキング(BLK)偏向器212、ブランキング(BLK)アパーチャ214、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、及び偏向器208が配置される。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、描画対象となる試料101が配置される。試料101としては、マスク基板が含まれる。例えば、まだパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。試料101は表面に電子ビームにより感光するレジストが塗布されている。制御部160は、制御計算機ユニット110、偏向制御回路120、磁気ディスク装置140,142を有している。制御計算機ユニット110、偏向制御回路120、及び磁気ディスク装置140,142は図示しないバスを介して互いに接続されている。制御計算機ユニット110内には、照射量計算部112、転送部114、描画データ処理部116、バッファメモリ118,119およびメモリ111が配置される。照射量計算部112、転送部114、及び描画データ処理部116の処理内容は、ソフトウェアによりコンピュータで実行されるようにしてもよい。或いは、電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。制御計算機ユニット110内に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ111に記憶される。図1では、実施の形態1を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a main part of a flowchart of a drawing method according to the first embodiment.
In FIG. 1, the drawing apparatus 100 includes a drawing unit 150 and a control unit 160. The drawing apparatus 100 is an example of a charged particle beam drawing apparatus and an example of an electron beam drawing apparatus. The drawing unit 150 includes an electron column 102 and a drawing chamber 103. In the electron column 102, an electron gun 201, a blanking (BLK) deflector 212, a blanking (BLK) aperture 214, an illumination lens 202, a first aperture 203, a projection lens 204, a deflector 205, a second An aperture 206, an objective lens 207, and a deflector 208 are disposed. An XY stage 105 is disposed in the drawing chamber 103. On the XY stage 105, a sample 101 to be drawn is arranged. The sample 101 includes a mask substrate. For example, mask blanks in which a pattern is not yet formed are included. The sample 101 has a surface coated with a resist that is exposed to an electron beam. The control unit 160 includes a control computer unit 110, a deflection control circuit 120, and magnetic disk devices 140 and 142. The control computer unit 110, the deflection control circuit 120, and the magnetic disk devices 140 and 142 are connected to each other via a bus (not shown). In the control computer unit 110, an irradiation amount calculation unit 112, a transfer unit 114, a drawing data processing unit 116, buffer memories 118 and 119, and a memory 111 are arranged. The processing contents of the irradiation amount calculation unit 112, the transfer unit 114, and the drawing data processing unit 116 may be executed by a computer by software. Or you may carry out by the hardware by an electric circuit. Or you may make it implement by the combination of the hardware and software by an electrical circuit. Alternatively, a combination of such hardware and firmware may be used. Information input into the control computer unit 110 or information during and after the arithmetic processing is stored in the memory 111 each time. In FIG. 1, constituent parts necessary for explaining the first embodiment are shown. Needless to say, the drawing apparatus 100 may normally include other necessary configurations.

まず、上述した特許文献1で提案した考え方について説明する。この考え方は、パターン寸法を決定する現像後のレジストパターンの形状は、荷電粒子ビームの前方散乱による蓄積エネルギーの最大値と後方散乱による蓄積エネルギーの値で決まるというものである。これを以下で説明する。
図2は、実施の形態1におけるレジストに蓄積する電子ビームによる前方散乱エネルギーと後方散乱エネルギーの分布の一例を示す図である。図2において、縦軸はレジストに蓄積するエネルギーEを示し、横軸は、位置xを示す。ここで、xは、ベクトルを意味し、位置xの座標(x,y)を示しているものとする(以下、同様である)。また、D(x)を照射量とした場合に、図2では、前方散乱エネルギー分布12の最大値10(トップ位置部分)を関数kD(x)で示す。また、略水平に推移する後方散乱エネルギー分布22の最大値20(トップ位置部分)を関数kB(x)で示す。kは照射量をエネルギーに換算するための係数である。図2では、一例として、1:1ラインアンドスペースパターンにおけるエネルギーの分布を示している。
First, the idea proposed in Patent Document 1 described above will be described. The idea is that the shape of the resist pattern after development that determines the pattern dimension is determined by the maximum value of accumulated energy due to forward scattering of the charged particle beam and the value of accumulated energy due to back scattering. This will be described below.
FIG. 2 is a diagram showing an example of the distribution of forward scattered energy and backward scattered energy by the electron beam accumulated in the resist in the first embodiment. In FIG. 2, the vertical axis indicates the energy E accumulated in the resist, and the horizontal axis indicates the position x. Here, x means a vector and indicates the coordinates (x, y) of the position x (the same applies hereinafter). In addition, when D (x) is an irradiation amount, in FIG. 2, the maximum value 10 (top position portion) of the forward scattered energy distribution 12 is indicated by a function kD (x). In addition, the maximum value 20 (top position portion) of the backscattering energy distribution 22 that changes substantially horizontally is indicated by a function kB (x). k is a coefficient for converting the irradiation amount into energy. FIG. 2 shows an energy distribution in a 1: 1 line and space pattern as an example.

図3は、実施の形態1における試料101上のレジストの現像の進み方の一例を示す断面図である。図3では、基板上のレジストが示されている。よって、底面が基板面となる。図3(a)では、まだ、現像が進んでいない状態が示されている。レジストは、時間tの経過に伴い、図3(a)に示す状態から、図3(b)、図3(c)、図3(d)の順に現像が進む。そして、レジストと基板との接触面となる図3(d)に示す底面の位置におけるレジスト間の寸法が、パターン寸法となる。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of how the development of the resist on the sample 101 in the first embodiment proceeds. In FIG. 3, the resist on the substrate is shown. Therefore, the bottom surface becomes the substrate surface. FIG. 3A shows a state where development has not progressed yet. Development of the resist proceeds from the state shown in FIG. 3A in the order of FIG. 3B, FIG. 3C, and FIG. And the dimension between resists in the position of the bottom face shown in FIG.3 (d) used as the contact surface of a resist and a board | substrate becomes a pattern dimension.

図4は、実施の形態1におけるレジストに蓄積する電子ビームによる前方散乱エネルギーと後方散乱エネルギーの分布の他の例を示す図である。図4(a)では、単独パターンで周囲に他のパターンが無い場合のエネルギー分布を示している。前方散乱エネルギー分布12については、図2と同様である。また、後方散乱エネルギー分布22については、周囲に追加照射して最大値20が一定になる場合を想定している。図4(b)では、幅広の単独パターンで周囲に他のパターンが無い場合のエネルギー分布を示している。前方散乱エネルギー分布12については、図2と同様である。また、後方散乱エネルギー分布22については、周囲に追加照射して最大値20が一定になる場合を想定している。図4(a)(b)いずれの場合においても、レジストの現像の進み方は、図2と同様、図3に示す進み方となる。   FIG. 4 is a diagram showing another example of the distribution of the forward scattered energy and the back scattered energy by the electron beam accumulated in the resist in the first embodiment. FIG. 4A shows the energy distribution when there is no other pattern around the single pattern. The forward scattered energy distribution 12 is the same as in FIG. Further, with respect to the backscattering energy distribution 22, it is assumed that the maximum value 20 becomes constant by additionally irradiating the periphery. FIG. 4B shows the energy distribution when there is no other pattern around the wide single pattern. The forward scattered energy distribution 12 is the same as in FIG. Further, with respect to the backscattering energy distribution 22, it is assumed that the maximum value 20 becomes constant by additionally irradiating the periphery. 4A and 4B, the resist development proceeds in the same manner as in FIG. 3, as in FIG.

ここで、図2〜4において、同じレジスト材を用いて、同じ膜厚で、同じ電子ビーム200のビームプロファイルで、前方散乱エネルギー分布12や電子ビーム200の広がりが他のパターンに届かないといった条件下では、最大値10と最大値20の値によりレジストと基板の接触位置や現像後のレジストの形状が決まることになる。言い換えれば、最大値10と最大値20が決まれば、ビームプロファイルとレジスト厚さから現像後のレジストの傾きが決まる。その結果、レジスト形状が決まることになる。ひいてはレジストパターンの寸法が決まることになる。
以上が、特許文献1で提案されている考え方である。この考え方を実現する本実施の形態の方法を以下で説明する。
実施の形態1では、前方散乱エネルギー分布12の最大値10を示す関数kD(x)と後方散乱エネルギー分布22の最大値20を示す関数kB(x)をつかって、近接効果が補正された照射量D(x)の方程式をつくる。
Here, in FIG. 2 to FIG. 4, the condition that the forward scattering energy distribution 12 and the spread of the electron beam 200 do not reach other patterns with the same film thickness and the same electron beam 200 using the same resist material. Below, the contact position between the resist and the substrate and the shape of the resist after development are determined by the maximum value 10 and the maximum value 20. In other words, if the maximum value 10 and the maximum value 20 are determined, the inclination of the resist after development is determined from the beam profile and the resist thickness. As a result, the resist shape is determined. As a result, the dimension of the resist pattern is determined.
The above is the idea proposed in Patent Document 1. The method of this embodiment that realizes this concept will be described below.
In the first embodiment, irradiation with the proximity effect corrected using a function kD (x) indicating the maximum value 10 of the forward scattering energy distribution 12 and a function kB (x) indicating the maximum value 20 of the backscattering energy distribution 22. Create an equation for the quantity D (x).

前方散乱エネルギーの蓄積量は、上述した関数kD(x)で示すことができる。また、後方散乱エネルギーの蓄積量について、近接効果補正係数ηおよび関数g(x)を用いて、上述した関数kB(x)が以下の式(1)で定義される。関数g(x)は例えばガウシアン関数を用いると好適である。
(1) kB(x)=kη∫D(x’)g(x−x’)dx’
ここで、積分は、LSIパターンの図形について取る。以下、特に断らないかぎり同様である。
The accumulated amount of forward scattered energy can be represented by the function kD (x) described above. Further, the function kB (x) described above is defined by the following equation (1) using the proximity effect correction coefficient η and the function g (x) for the accumulated amount of backscattered energy. For example, a Gaussian function is preferably used as the function g (x).
(1) kB (x) = kη∫D (x ′) g (xx ′) dx ′
Here, the integration is performed on the figure of the LSI pattern. The same applies hereinafter unless otherwise specified.

かかる場合に、パターン寸法G(或いはG’)は、関数kD(x)と関数kB(x)を引数として、関数G(kD(x)+kB(x),kB(x))、或いは、G’(kD(x),kB(x))で定義することができる。よって、近接効果が補正された照射量D(x)の方程式は、定数Cを用いて、以下の式(2−1)或いは式(2−2)で定義される。
(2−1) G(kD(x)+kB(x)=C
(2−2) G’(kD(x),kB(x))=C
In such a case, the pattern dimension G (or G ′) is a function G (kD (x) + kB (x), kB (x)) or GB with the function kD (x) and the function kB (x) as arguments. '(KD (x), kB (x)). Therefore, the equation of the dose D (x) with the proximity effect corrected is defined by the following formula (2-1) or formula (2-2) using the constant C.
(2-1) G (kD (x) + kB (x) = C
(2-2) G ′ (kD (x), kB (x)) = C

式(2−1)と式(2−2)は、表現の仕方が異なるだけなので、以下、式(2−2)を用いて説明する。式(2−2)を変換することで式(3)のように定義することができる。
(3) B(x)=G’(C,kD(x))
Since the expression (2-1) and the expression (2-2) differ only in the way of expression, they will be described below using the expression (2-2). By converting the equation (2-2), it can be defined as the equation (3).
(3) B (x) = G ′ (C, kD (x))

また、上述した閾値モデルでは、一定値Eを用いて以下の式(4)が成り立つ。
(4) (1/2)D(x)+η∫D(x’)g(x−x’)dx’=E
Further, the threshold model described above, a constant value the following equation (4) using the E 0 is satisfied.
(4) (1/2) D (x) + η∫D (x ′) g (xx ′) dx ′ = E 0

式(4)では、第1項が前方散乱エネルギーを示し、第2項が後方散乱エネルギーを示している。係数mと式(3)の関係を使って、かかる閾値モデルでの式(4)を表現すると以下の式(5−1)で表現することができる。また、式(5−1)を変形すると式(5−2)で表現することができる。
(5−1) mkB(x)=−kD(x)+C
(5−2) mB(x)=−D(x)+C’
In Equation (4), the first term represents the forward scattering energy, and the second term represents the backscattering energy. Using the relationship between the coefficient m and the expression (3), the expression (4) in the threshold model can be expressed by the following expression (5-1). Further, when equation (5-1) is modified, it can be expressed by equation (5-2).
(5-1) mkB (x) = − kD (x) + C
(5-2) mB (x) = − D (x) + C ′

かかる閾値モデルは、上述したように正確とは限らないが、誤差があるとはいえ、正しい値に近いものではある。そこで、より正確な関係は、式(5−2)から少しだけ違うと仮定することで、以下の式(6)を導くことができる。ここでは、C’を新たにCとする。また、δの絶対値|δ|は1よりも十分小さい値(|δ|<<1)とする。
(6) mB(x)={−D(x)+C}(1+δ)
Such a threshold model is not necessarily accurate as described above, but is close to a correct value although there is an error. Therefore, the following equation (6) can be derived by assuming that the more accurate relationship is slightly different from equation (5-2). Here, C ′ is newly set as C. The absolute value | δ | of δ is set to a value sufficiently smaller than 1 (| δ | << 1).
(6) mB (x) = {− D (x) + C} (1 + δ)

式(6)は、δについて1次まで展開して、以下の式(7)のように変形することができる。
(7) mB(x)={−D(x)+C}(1+δ)
={−D(x)+C}{−D(x)+C}δ
={−D(x)+C}[1+δ{−D(x)+C}]
={−D(x)+C}+δ{−D(x)+C}
=δD(x)−{2Cδ+1}D(x)+{C+Cδ}
Equation (6) can be expanded to the first order with respect to δ and transformed into the following equation (7).
(7) mB (x) = {− D (x) + C} (1 + δ)
= {-D (x) + C} {-D (x) + C} δ
= {-D (x) + C} [1 + δ {-D (x) + C}]
= {− D (x) + C} + δ {−D (x) + C} 2
= ΔD (x) 2 − {2Cδ + 1} D (x) + {C + C 2 δ}

上述した式(1)を用いて式(7)を変形すると以下の式(8−1)で示すことができる。
(8−1) mη∫D(x’)g(x−x’)dx’
=δD(x)−{2Cδ+1}D(x)+{C+Cδ}
或いは、式(8−1)を一般化することで、式(7)は式(8−2)のように示すことができる。
(8−2) η∫D(x’)g(x−x’)dx’
=αD(x)−βD(x)+γ
或いは、図形の寸法l(例えば、200nm)が後方散乱の広がりσ(例えば10μm)よりも十分に小さく(l<<σ)であり、かつ、均一パターンを繰り返すパターン構成の場合には、パターン密度ρを用いて、後方散乱エネルギーの蓄積量B(x)=ηρD(x)で定義することができる。均一パターンの繰り返しなのでかかる場合には、照射量は一定値Dとなる。例えば、1:1ラインアンドスペースパターンにおいて成り立つ。よって、かかる場合に式(8−2)を変形して、式(7)は式(8−3)のように示すことができる。
(8−3) ηρD=αD−βD+γ
When equation (7) is modified using equation (1) described above, it can be expressed by equation (8-1) below.
(8-1) mη∫D (x ′) g (xx ′) dx ′
= ΔD (x) 2 − {2Cδ + 1} D (x) + {C + C 2 δ}
Alternatively, by generalizing equation (8-1), equation (7) can be expressed as equation (8-2).
(8-2) η∫D (x ′) g (xx ′) dx ′
= ΑD (x) 2 −βD (x) + γ
Alternatively, in the case of a pattern configuration in which the figure dimension l (for example, 200 nm) is sufficiently smaller (l << σ) than the backscattering spread σ (for example, 10 μm) and a uniform pattern is repeated, the pattern density Using ρ, the accumulated amount of backscattered energy B (x) = ηρD (x) can be defined. In such a case, the irradiation amount becomes a constant value D because the pattern repeats uniformly. For example, this is true in a 1: 1 line and space pattern. Therefore, in such a case, equation (8-2) can be modified and equation (7) can be expressed as equation (8-3).
(8-3) ηρD = αD 2 −βD + γ

以上のようにして、式(8−1)、式(8−2)、或いは式(8−3)に示すように、照射量D(x)の2次以上の項をもつ多項式で定義される、電子ビーム200の後方散乱による蓄積エネルギーの方程式を得ることができる。言い換えれば、式(8−1)、式(8−2)、或いは式(8−3)に示すように、照射量D(x)に関する非線形方程式を得ることができる。   As described above, it is defined by a polynomial having a second or higher order term of the dose D (x) as shown in the equation (8-1), the equation (8-2), or the equation (8-3). Thus, an equation of stored energy due to backscattering of the electron beam 200 can be obtained. In other words, as shown in the equation (8-1), the equation (8-2), or the equation (8-3), a nonlinear equation related to the dose D (x) can be obtained.

図5は、実施の形態1における方程式で照射量を決定した場合と従来の閾値モデルで照射量を決定した場合と実験による最適照射量とのずれの一例を示す図である。図5において、縦軸は照射量D、横軸はパターン密度ρである。図5では、所定のパターン密度ρで図形を繰り返し並べた評価パターン(例えば、1:1ラインアンドスペースパターン)を、照射量Dを可変にしてそれぞれ描画した際に所望の設計寸法が得られた照射量Dをかかる所定のパターン密度ρとの相関関係とする。このようにして、パターン密度ρと所望の設計寸法が得られた照射量Dとの相関関係を予め実験により求める。また、図5では、従来の閾値モデルとなるパブコビッチ(Pavcobich)の公式(D=1/(1+ηρ))で実験結果にフィッティングした結果を示している。ここで、実施の形態1では、まず、従来のモデルと比較し易いように、式(8−3)を以下の式(9−1)のように定義する。また、式(9−1)を式(9−2)にように変形することで、解(9−3)を得ることができる。
(9−1) ηρD=aD−D/2+1
(9−2) aD−(1/2+ηρ)D+1=0
(9−3) D=[1/2+ηρ−√{(1/2+ηρ)−4a}]/(2a)
FIG. 5 is a diagram showing an example of a difference between the case where the dose is determined by the equation in Embodiment 1, the case where the dose is determined by the conventional threshold model, and the optimum dose by experiment. In FIG. 5, the vertical axis represents the dose D, and the horizontal axis represents the pattern density ρ. In FIG. 5, a desired design dimension was obtained when an evaluation pattern (for example, a 1: 1 line and space pattern) in which figures were repeatedly arranged at a predetermined pattern density ρ was drawn with variable dose D. The dose D is correlated with the predetermined pattern density ρ. In this way, a correlation between the pattern density ρ and the dose D at which a desired design dimension is obtained is obtained in advance by experiments. FIG. 5 shows the result of fitting to the experimental result by the Pavcovic formula (D = 1 / (1 + ηρ)), which is a conventional threshold model. Here, in the first embodiment, the equation (8-3) is first defined as the following equation (9-1) so that it can be easily compared with the conventional model. Moreover, a solution (9-3) can be obtained by transforming the equation (9-1) into the equation (9-2).
(9-1) ηρD = aD 2 −D / 2 + 1
(9-2) aD 2 − (1/2 + ηρ) D + 1 = 0
(9-3) D = [1/2 + ηρ−√ {(1/2 + ηρ) 2 −4a}] / (2a)

式(9−1)では、従来のモデルと比較し易いように、係数aを0にすることで、従来の閾値モデルで用いたパブコビッチ(Pavcobich)の公式(D=1/(1+ηρ))と一致するように各項の係数を設定した。そして、図5に示す実験結果に式(9−3)をフィッティングして、パラメータηとaを求める。このように、パターン密度ρと照射量Dとの相関関係を予め実験により求め、式(9−1)、式(9−2)、或いは式(9−3)に示す方程式は、かかる相関関係に沿うように各項のパラメータが定義される。その結果、従来の閾値モデルでは実験結果に一致させることが困難であったところ、図5に示すように、式(9−3)では、実験結果とほぼ一致させることができる。例えば、図5では、η=0.8で、a=0.02とすることで、実験結果とほぼ一致させることができる。   In the equation (9-1), for easy comparison with the conventional model, by setting the coefficient a to 0, the Pavcovic formula (D = 1 / (1 + ηρ)) used in the conventional threshold model and The coefficient of each term was set so that it might correspond. Then, the equation (9-3) is fitted to the experimental result shown in FIG. 5 to obtain the parameters η and a. Thus, the correlation between the pattern density ρ and the dose D is obtained in advance by experiment, and the equation shown in the equation (9-1), the equation (9-2), or the equation (9-3) is the correlation. The parameters of each term are defined along As a result, it has been difficult to match the experimental result with the conventional threshold model, but as shown in FIG. For example, in FIG. 5, by setting η = 0.8 and a = 0.02, the experimental result can be substantially matched.

これは、式(9−1)に示すように、後方散乱量による蓄積エネルギーを照射量Dの2次以上の項をもつ多項式(照射量Dの非線形多項式)とむすびつける方程式によって近似したからである。従来は、パブコビッチの公式が示すように、照射量Dの2次以上の項がない照射量Dの1次の項による多項式で定義されていた。そのため、実験結果に合わせ込むことが困難であった。しかし、実施の形態1では、式(9−1)、式(9−2)、或いは式(9−3)に示すように、照射量Dの2次の項をもつ多項式で近似することで高精度に実験結果に合わせ込むことができる。
さらにさかのぼれば、このようにうまく行く理由は、(本実施の形態において、B(x)=∫D(x’)g(x−x’)dx’であることを考慮すると、)元の方程式(6)が、照射量D(x)に関して非線型の方程式であったことに起因している。すなわち、D(x)について、0次、1次に加え、2次の項が含まれていたことによる。これに対して、従来の方法は、式(4)のように、D(x)について線形の方程式であった。すなわち、D(x)について、0次と1次しかなく、2次以上のものがない。
This is because, as shown in Equation (9-1), the accumulated energy due to the backscattering amount is approximated by a polynomial having a second-order or higher term of the irradiation amount D (nonlinear polynomial of the irradiation amount D) and an equation that connects. is there. Conventionally, as indicated by Pubkovich's formula, it has been defined by a polynomial with a first-order term of the dose D without a second-order or higher term of the dose D. For this reason, it has been difficult to match the experimental results. However, in the first embodiment, as shown in the equation (9-1), the equation (9-2), or the equation (9-3), it is approximated by a polynomial having a quadratic term of the dose D. It can be adjusted to the experimental results with high accuracy.
Going back further, the reason for this success is that the original equation (in the present embodiment, considering that B (x) = ∫D (x ′) g (xx ′) dx ′) This is because (6) was a nonlinear equation with respect to the dose D (x). That is, for D (x), the second order term is included in addition to the 0th order and the first order. On the other hand, the conventional method is a linear equation with respect to D (x) as shown in Equation (4). That is, for D (x), there are only 0th order and 1st order, and there is no second order or higher.

ここでは、従来のモデルと比較し易いように、一例として、パラメータηとaの2つを用いた方程式としたが、これに限るものではなく、式(8−1)、式(8−2)、或いは式(8−3)に示す各項のパラメータが上述した相関関係に沿うように定義されても構わないことは言うまでもない。   Here, for ease of comparison with the conventional model, an equation using two parameters η and a is used as an example. However, the equation is not limited to this, and the equations (8-1) and (8-2) are used. Needless to say, the parameters of each term shown in the equation (8-3) may be defined so as to follow the above-described correlation.

図6は、実施の形態1におけるパターン寸法と近接効果補正係数とパターン密度との関係を示すグラフである。図6において、縦軸はパターン寸法L、横軸は近接効果補正係数ηである。図6では、近接効果補正係数ηを変えながら各パターン密度ρにおけるパターン寸法の変化の様子を示している。図6では、パターン密度ρ=0(0%),0.5(50%),1(100%)の3通りとしている。従来の閾値モデルでは、3つのパターン密度ρの線を1点で交わらすことが困難であった。例えば、パターン密度ρ=0の線Aとパターン密度ρ=0.5の線Bとを一致させるには、A=Bとなることが必要である。また、パターン密度ρ=0.5の線Bとパターン密度ρ=1の線Cとを一致させるには、B=Cとなることが必要である。よって、この2つの式からは2つのパラメータ(η及び例えばa)が求まることになる。よって、本来、a≠0となる場合がほとんどのはずである。しかし、従来の手法では、a=0として1つのパラメータηを求めているのでA=B或いはB=Cの一方だけしか成り立たない。そのため、最適な近接効果補正係数ηが一意に決まらず、その結果、図5に示すように実験結果とのずれを生じさせることになる。これに対し、実施の形態1では、2つのパラメータη,aがあるので3つのパターン密度ρの線を1点で交わらすことが可能である。そのため、最適な近接効果補正係数ηを一意に決めることができ、その結果、図5に示すように実験結果と実質的に一致させることができる。   FIG. 6 is a graph showing the relationship among the pattern size, the proximity effect correction coefficient, and the pattern density in the first embodiment. In FIG. 6, the vertical axis represents the pattern dimension L, and the horizontal axis represents the proximity effect correction coefficient η. FIG. 6 shows how the pattern dimensions change at each pattern density ρ while changing the proximity effect correction coefficient η. In FIG. 6, the pattern density ρ = 0 (0%), 0.5 (50%), and 1 (100%). In the conventional threshold model, it is difficult to cross three pattern density ρ lines at one point. For example, in order to match the line A with the pattern density ρ = 0 and the line B with the pattern density ρ = 0.5, it is necessary that A = B. In order to match the line B with the pattern density ρ = 0.5 and the line C with the pattern density ρ = 1, it is necessary that B = C. Therefore, two parameters (η and a) are obtained from these two equations. Therefore, in most cases, a ≠ 0 should be the case. However, in the conventional method, since one parameter η is obtained with a = 0, only one of A = B or B = C is established. For this reason, the optimum proximity effect correction coefficient η is not uniquely determined, and as a result, a deviation from the experimental result occurs as shown in FIG. On the other hand, in the first embodiment, since there are two parameters η and a, it is possible to intersect three lines of pattern density ρ at one point. Therefore, the optimum proximity effect correction coefficient η can be uniquely determined, and as a result, it can be substantially matched with the experimental result as shown in FIG.

以上のようにして、まず、各項のパラメータが上述した相関関係に沿った、式(8−3)に示す電子ビーム200の後方散乱による蓄積エネルギーの方程式を用いて、相関関係から各項のパラメータη,α,β,γを求める。ここで、式(8−3)の方程式は、上述したように、図形の寸法l(例えば、200nm)が後方散乱の広がりσ(例えば10μm)よりも十分に小さく(l<<σ)であり、かつ、均一パターンを繰り返すパターン構成の場合に成り立つ。しかし、実際に描画するパターンは、かかる場合に限るものではない。そこで、まず、かかる場合に限定されない一般式となる式(8−2)の解を求める。式(8−2)の解は、以下の式(10−1)及び式(10−2)によってイタレーションを行なうことで求めることができる。
(10−1) D(x)=lim D(x) (但し、n→∞)
(10−2) Dn+1(x)=D(x)+dn+1(x)
As described above, first, the parameter of each term is in accordance with the above-described correlation, using the equation of accumulated energy due to the backscattering of the electron beam 200 shown in Equation (8-3), from the correlation, The parameters η, α, β, γ are obtained. Here, as described above, the equation (8-3) is such that the figure dimension l (for example, 200 nm) is sufficiently smaller than the backscattering spread σ (for example, 10 μm) (l << σ). This is also the case with a pattern configuration that repeats a uniform pattern. However, the actual drawing pattern is not limited to this case. Therefore, first, a solution of Expression (8-2), which is a general expression not limited to this case, is obtained. The solution of equation (8-2) can be obtained by performing iteration using the following equations (10-1) and (10-2).
(10-1) D (x) = lim D n (x) (where n → ∞)
(10-2) D n + 1 (x) = D n (x) + dn + 1 (x)

まず、最初の項D(x)を求める。nは繰り返し回数(n≧0)を示す。式(8−2)を以下の式(11)のように変形する。
(11) αD(x)−βD(x)
−ηD(x’)∫g(x−x’)dx’+γ=0
First, the first term D 0 (x) is obtained. n indicates the number of repetitions (n ≧ 0). Expression (8-2) is transformed into Expression (11) below.
(11) αD 0 (x) 2 -βD 0 (x)
−ηD 0 (x ′) ∫g (xx ′) dx ′ + γ = 0

ここで、aを以下の式(12−1)、bを以下の式(12−2)、及びcを以下の式(12−3)とする。
(12−1) a=α
(12−2) b=β+ηU(x)
(12−3) c=γ
ここで、関数U(x)は、以下の式(13)とする。
(13) U(x)=∫g(x−x’)dx’
式11はD(x)について、a、b、cを係数とする2次の方程式なので、解くことができる。解は2つあるが、aがゼロとなる極限で無限になる解は物理的に無意味なので、その極限でゼロにならない解をとることにする。すると、最初の項D(x)は、b≧0のとき、以下の式(14−1)で、b<0のとき、以下の式(14−2)で求まる。
(14−1) D(x)={b−√(b−4ac)}/(2a)
(14−2) D(x)={b+√(b−4ac)}/(2a)
Here, a is the following formula (12-1), b is the following formula (12-2), and c is the following formula (12-3).
(12-1) a = α
(12-2) b = β + ηU (x)
(12-3) c = γ
Here, the function U (x) is represented by the following expression (13).
(13) U (x) = ∫g (xx ′) dx ′
Equation 11 can be solved for D 0 (x) because it is a quadratic equation with a, b, and c as coefficients. Although there are two solutions, a solution that becomes infinite at the limit where a is zero is physically meaningless, so a solution that does not become zero at that limit is taken. Then, the first term D 0 (x) is obtained by the following equation (14-1) when b ≧ 0 and by the following equation (14-2) when b <0.
(14-1) D 0 (x) = {b−√ (b 2 −4ac)} / (2a)
(14-2) D 0 (x) = {b + √ (b 2 -4ac)} / (2a)

そして、2回目以降を考える。n回目まで補正計算量D(x)がわかっているものとする。Dn+1(x)を、上述したように式(10−2)とし、これを式(8−2)のD(x)に代入すると、未知の量d(x)に関する方程式として、次式(15)が得られる。
(15) 0=αD(x)−βD(x)
−η∫D(x’)g(x−x’)dx’
+αdn+1(x)+2αD(x)dn+1(x)−βd(x)
−η{∫g(x−x’)dx’}dn+1(x)+γ
Then, consider the second and subsequent times. It is assumed that the correction calculation amount D n (x) is known up to the n-th time. As described above, D n + 1 (x) is expressed as equation (10-2), and when this is substituted into D (x) in equation (8-2), the following equation is obtained as an equation for the unknown quantity d n (x): (15) is obtained.
(15) 0 = αD n ( x) 2 -βD n (x)
−η∫D n (x ′) g (xx ′) dx ′
+ Αd n + 1 (x) 2 + 2αD n (x) d n + 1 (x) −βd n (x)
−η {∫g (xx ′) dx ′} d n + 1 (x) + γ

ここで、aを以下の式(16−1)、bを以下の式(16−2)、及びcを以下の式(16−3)とする。
(16−1) a=α
(16−2) b=−2αD(x)+β+ηU(x)
(16−3) c=αD(x)−βD(x)−ηU(x)+γ
ここで、関数U(x)は、上述の式(13)で定義されており、V(x)は以下の式(17)で定義する。
(17) V(x)=∫D(x’)g(x−x’)dx’
式(15)はdn+1(x)について、a、b、cを係数とする2次の方程式なので解くことができる。解は2つあるが、aがゼロとなった極限で無限になる解は物理的に無意味なので、その極限でゼロにならない解をとることにする。すると、dn+1(x)は、b≧0のとき、以下の式(18−1)で、b<0のとき、以下の式(18−2)で求まる。
(18−1) dn+1(x)={b−√(b−4ac)}/(2a)
(18−2) dn+1(x)={b+√(b−4ac)}/(2a)
Here, a is the following formula (16-1), b is the following formula (16-2), and c is the following formula (16-3).
(16-1) a = α
(16-2) b = -2αD n (x) + β + ηU (x)
(16-3) c = αD n ( x) 2 -βD n (x) -ηU (x) + γ
Here, the function U (x) is defined by the above equation (13), and V n (x) is defined by the following equation (17).
(17) V n (x) = ∫D n (x ′) g (xx ′) dx ′
Equation (15) can be solved for d n + 1 (x) because it is a quadratic equation with coefficients a, b, and c. Although there are two solutions, since a solution that becomes infinite at the limit where a is zero is physically meaningless, a solution that does not become zero at that limit is taken. Then, d n + 1 (x) is obtained by the following equation (18-1) when b ≧ 0, and by the following equation (18-2) when b <0.
(18-1) d n + 1 (x) = {b−√ (b 2 −4ac)} / (2a)
(18-2) d n + 1 (x) = {b + √ (b 2 -4ac)} / (2a)

このようにして求めた、D(x)とd(x)を用いてD(x)を求める。そして、D(x)とd(x)を用いてD(x)を求める。このようにして、順次、D(x)とdn+1(x)を用いて、Dn+1(x)を求めればよい。照射量Dn+1(x)を求めるにあたって、繰り返し数nは大きい方がよいが、D(x)で十分な精度を確保することができる。この繰り返し数は目的とする精度によって調整すれば良い。 There was thus determined, determine the D 1 (x) with D 0 (x) and d 1 (x). Then, a D 2 (x) with D 1 (x) and d 2 (x). In this way, D n + 1 (x) may be obtained sequentially using D n (x) and d n + 1 (x). In obtaining the irradiation amount D n + 1 (x), it is preferable that the repetition number n is large, but D 2 (x) can ensure sufficient accuracy. The number of repetitions may be adjusted according to the target accuracy.

描画装置100は、かかる一般式となる式(8−2)を解くことで、近接効果が補正された照射量Dn+1(x)を求める。そして、かかる照射量Dn+1(x)で電子ビーム200を照射して、試料101にパターンを描画する。まず、描画装置100は、パターンデータを含む描画データを装置外部から入力し、磁気ディスク装置140に格納しておく。 The drawing apparatus 100 obtains the dose D n + 1 (x) with the proximity effect corrected by solving the general formula (8-2). Then, the electron beam 200 is irradiated with the irradiation amount D n + 1 (x) to draw a pattern on the sample 101. First, the drawing apparatus 100 inputs drawing data including pattern data from the outside of the apparatus and stores it in the magnetic disk device 140.

図7は、実施の形態1における描画方法のフローチャートの要部を示す図である。
図7において、電子ビーム描画方法は、近接効果が補正された最適な照射量を求める照射量演算工程(S100)と、データ転送工程(S116)と、描画データ処理工程(S120)と、描画工程(S122)という一連の工程を実施する。照射量演算工程(S100)は、その内部工程として、パターン密度ρ(x)計算工程(S102)と、関数U(x)計算工程(S103)と、照射量D(x)計算工程(S104)と、関数Vn+1(x)計算工程(S106)と、関数dn+1(x)計算工程(S108)と、照射量Dn+1(x)計算工程(S110)と、判定工程(S112)と、フィードバック工程(S114)という一連の工程を実施する。
FIG. 7 is a diagram illustrating a main part of a flowchart of the drawing method according to the first embodiment.
In FIG. 7, the electron beam drawing method includes a dose calculation step (S100) for obtaining an optimum dose corrected for the proximity effect, a data transfer step (S116), a drawing data processing step (S120), and a drawing step. A series of steps (S122) is performed. The dose calculation step (S100) includes, as its internal steps, a pattern density ρ (x) calculation step (S102), a function U (x) calculation step (S103), and a dose D 0 (x) calculation step (S104). ), A function V n + 1 (x) calculation step (S106), a function d n + 1 (x) calculation step (S108), a dose D n + 1 (x) calculation step (S110), a determination step (S112), A series of steps called a feedback step (S114) is performed.

図8は、実施の形態1における並列処理の方法を説明するための概念図である。試料101の描画領域は、例えば、y方向に偏向可能な幅で短冊状に仮想分割される。そして、仮想分割されたストライプ領域30毎に順に描画が行なわれる。よって、各ストライプ領域30が描画単位領域となる。例えば、図8の例では、(l−2)番目のストライプ領域30を描画し、次に(l−1)番目のストライプ領域30を描画する。そして、次に(l)番目のストライプ領域30を描画し、次に(l+1)番目のストライプ領域30を描画する。このように、順に各ストライプ領域30が描画される。   FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining the parallel processing method according to the first embodiment. The drawing area of the sample 101 is virtually divided into strips with a width that can be deflected in the y direction, for example. Then, drawing is performed in order for each virtually divided stripe region 30. Therefore, each stripe region 30 becomes a drawing unit region. For example, in the example of FIG. 8, the (l-2) th stripe region 30 is drawn, and then the (l-1) th stripe region 30 is drawn. Next, the (l) th stripe region 30 is drawn, and then the (l + 1) th stripe region 30 is drawn. In this way, each stripe region 30 is drawn in order.

ここで、描画工程(S122)を行うためには、その前提として、描画データ処理工程(S120)において、照射量Dn+1(x)を入力して、かかる照射量Dn+1(x)に設定されたショットデータを生成しておく必要がある。そして、描画データ処理工程(S120)を行うためには、その前提として、照射量演算工程(S100)において、近接効果が補正された最適な照射量Dn+1(x)を求めておく必要がある。よって、いずれかの工程が終了するまで他の工程が処理を待っていては、描画動作が停止してしまうので、実施の形態1では、これらの工程を並列で行う。具体的には、パイプライン処理を行う。すなわち、あるストライプ領域30に対して描画工程(S122)を行う際に、同時に、1つの先のストライプ領域30に対してデータ転送工程(S116)と描画データ処理工程(S120)を行い、同時に、さらに1つ先のストライプ領域30に対して照射量演算工程(S100)を行う。このようにパイプライン処理を行うことで、他の工程の処理を待つために描画動作が停止することを防ぐことができる。その結果、描画時間を短縮し、スループットを向上させることができる。 Here, in order to perform the drawing step (S122), as the premise, in the drawing data processing step (S120), the dose D n + 1 (x) is input and set to the dose D n + 1 (x). Shot data must be generated. In order to perform the drawing data processing step (S120), it is necessary to obtain an optimum dose D n + 1 (x) in which the proximity effect is corrected in the dose calculation step (S100). . Therefore, the drawing operation stops if another process is waiting for the process until one of the processes is completed. In the first embodiment, these processes are performed in parallel. Specifically, pipeline processing is performed. That is, when performing a drawing process (S122) on a certain stripe area 30, simultaneously, a data transfer process (S116) and a drawing data processing process (S120) are performed on one previous stripe area 30, and at the same time, Further, an irradiation amount calculation step (S100) is performed on the one stripe region 30 ahead. By performing the pipeline processing in this way, it is possible to prevent the drawing operation from stopping in order to wait for the processing of another process. As a result, the drawing time can be shortened and the throughput can be improved.

図9は、実施の形態1における近接効果補正を計算する領域の範囲を示す概念図である。図9において、例えば、(l)番目のストライプ領域30について、照射量Dn+1(x)を演算するにあたり、近接効果は他のストライプ領域30からの影響も受け得るので、前後のストライプ領域30の一部についても計算する際に考慮する。近接効果の影響範囲をσとすると、例えば、片側6σ分ずつ計算領域60に含めるとよい。補正量を計算するにあたっては、この両側6σの領域もあわせて最適照射量を算出し、その後対象とするストライプ領域分の最適照射量を解として利用する。すなわち、両側につけた各6σの領域に対して得られた照射量は利用しない。 FIG. 9 is a conceptual diagram showing a range of a region for calculating proximity effect correction in the first embodiment. In FIG. 9, for example, in calculating the irradiation amount D n + 1 (x) for the (l) -th stripe region 30, the proximity effect can be influenced by other stripe regions 30, so Some are taken into account when calculating. Assuming that the influence range of the proximity effect is σ, for example, it may be included in the calculation region 60 by 6σ on one side. In calculating the correction amount, the optimum irradiation amount is calculated for the regions of both sides 6σ, and then the optimum irradiation amount for the target stripe region is used as a solution. That is, the dose obtained for each 6σ region on both sides is not used.

図10は、実施の形態1におけるメッシュ領域を示す図である。近接効果を補正するにあたり、まず、試料101の描画領域を所定のメッシュサイズΔでメッシュ状に仮想分割する。図10では、メッシュ分割されたストライプ領域32の一部を示している。そして、メッシュ領域34毎に、近接効果が補正された照射量Dn+1(x)を求める。メッシュ領域34(小領域)のサイズは、後方散乱の広がりσbよりも十分小さく設定すると好適である。例えば、後方散乱の広がりσbの1/10程度が好適である。例えば、σb=10μmとした場合に、Δ=1μmと設定すると好適である。 FIG. 10 is a diagram showing mesh regions in the first embodiment. In correcting the proximity effect, first, the drawing area of the sample 101 is virtually divided into a mesh shape with a predetermined mesh size Δ. FIG. 10 shows a part of the stripe region 32 divided into meshes. Then, for each mesh region 34, a dose D n + 1 (x) with the proximity effect corrected is obtained. The size of the mesh region 34 (small region) is preferably set sufficiently smaller than the backscattering spread σb. For example, about 1/10 of the backscattering spread σb is preferable. For example, when σb = 10 μm, it is preferable to set Δ = 1 μm.

S(ステップ)100において、照射量演算工程として、照射量計算部112は、パターンデータを磁気ディスク装置140から読み出し、メッシュ領域34毎に、式(8−2)に示した方程式を解いて各メッシュ領域34における照射量Dn+1(x)を求める。式(8−2)に示した方程式は、上述したように、照射量の2次以上の項をもつ多項式で定義される、電子ビーム200の後方散乱による蓄積エネルギーの方程式である。照射量Dn+1(x)を求めるにあたって、以下のような内部工程を実施する。 In S (step) 100, as the dose calculation step, the dose calculation unit 112 reads the pattern data from the magnetic disk device 140, solves the equation shown in the equation (8-2) for each mesh region 34, and outputs each pattern data. The dose D n + 1 (x) in the mesh region 34 is obtained. The equation shown in Expression (8-2) is an equation of accumulated energy due to backscattering of the electron beam 200, which is defined by a polynomial having a second-order or higher-order term of the irradiation amount as described above. In obtaining the dose D n + 1 (x), the following internal processes are performed.

S102において、パターン密度ρ(x)計算工程として、照射量計算部112は、メッシュ領域34毎に、内部の図形の面積を求め、各メッシュ領域34のパターン密度ρ(x)を計算する。   In S <b> 102, as a pattern density ρ (x) calculation step, the dose calculation unit 112 calculates the area of the internal figure for each mesh region 34 and calculates the pattern density ρ (x) of each mesh region 34.

S103において、関数U(x)計算工程として、照射量計算部112は、メッシュ領域34毎に、関数U(x)を演算する。関数U(x)は、以下の式(19−1)で定義される。そして、式(19−1)の演算は、具体的には、以下の式(19−2)を用いて計算される。
(19−1) U(x)=∫g(x−x’)dx’
(19−2) U(x)=ΣΣg(x−x)ρ(x)Δ
In S <b> 103, as a function U (x) calculation process, the dose calculation unit 112 calculates a function U (x) for each mesh region 34. The function U (x) is defined by the following equation (19-1). And the calculation of Formula (19-1) is specifically calculated using the following Formula (19-2).
(19-1) U (x) = ∫g (xx ′) dx ′
(19-2) U (x i ) = ΣΣg (x i -x j ) ρ (x j ) Δ 2

S104において、照射量D(x)計算工程として、照射量計算部112は、メッシュ領域34毎に、式(19−2)で求められた関数U(x)を用いて照射量D(x)を計算する。照射量D(x)は、上述した式(14−1)或いは式(14−2)から求めることができる。 In S104, as the dose D 0 (x) calculation step, the dose calculation unit 112 uses the function U (x) obtained by the equation (19-2) for each mesh region 34 to set the dose D 0 ( x) is calculated. The dose D 0 (x) can be obtained from the above-described formula (14-1) or formula (14-2).

S106において、関数Vn+1(x)計算工程として、照射量計算部112は、メッシュ領域34毎に、そこまでに求められた照射量Dn(x)を用いて関数Vn+1(x)を計算する。関数Vn+1(x)は、以下の式(20−1)で定義される。そして、式(20−1)の演算は、具体的には、以下の式(20−2)を用いて計算される。ここでは、まず、関数V(x)を計算する。
(20−1) Vn+1(x)=∫g(x−x’)D(x)dx’
(20−2) Vn+1(x)=ΣΣg(x−x)D(x)ρ(x)Δ
In S106, as the function V n + 1 (x) calculation step, the dose calculation unit 112 calculates the function V n + 1 (x) using the dose D n (x) obtained so far for each mesh region 34. To do. The function V n + 1 (x) is defined by the following equation (20-1). And the calculation of Formula (20-1) is specifically calculated using the following Formula (20-2). Here, first, the function V 1 (x) is calculated.
(20-1) V n + 1 (x) = ∫g (xx ′) D n (x) dx ′
(20-2) V n + 1 (x i ) = ΣΣg (x i −x j ) D n (x i ) ρ (x j ) Δ 2

上述した式(19−2)及び式(20−2)において、xはi番目の小領域の中心座標を示す。そして、例えば、ρ(x)はi番目の小領域でのパターン密度を示す。 In the above-described formula (19-2) and the formula (20-2), x i denotes the central coordinates of the i-th small region. For example, ρ (x i ) indicates the pattern density in the i-th small region.

S108において、関数dn+1(x)計算工程として、照射量計算部112は、メッシュ領域34毎に、(あ)式(19−2)で求められた関数U(x)と(い)照射量Dn(x)と(う)式(20−2)で求めた関数Vn+1(x)を用いて、関数dn+1(x)を計算する。関数dn+1(x)は、上述した式(18−1)或いは式(18−2)から求めることができる。ここでは、まず、関数d(x)を計算する。 In S108, as the function d n + 1 (x) calculation step, the irradiation amount calculation unit 112 performs the function U (x) and (ii) irradiation amount obtained by Expression (19-2) for each mesh region 34. The function d n + 1 (x) is calculated using D n (x) and the function V n + 1 (x) obtained by the equation (20-2). The function d n + 1 (x) can be obtained from the above equation (18-1) or equation (18-2). Here, first, the function d 1 (x) is calculated.

S110において、照射量Dn+1(x)計算工程として、照射量計算部112は、メッシュ領域34毎に、求められた照射量Dn(x)と関数dn+1(x)を用いて、照射量Dn+1(x)を計算する。照射量Dn+1(x)は、上述した式(10−2)から求めることができる。ここでは、まず、照射量D(x)を計算する。 In S110, as the dose D n + 1 (x) calculation step, the dose calculation unit 112 uses the obtained dose D n (x) and the function d n + 1 (x) for each mesh region 34 to calculate the dose. D n + 1 (x) is calculated. The dose D n + 1 (x) can be obtained from the above-described equation (10-2). Here, first, the dose D 1 (x) is calculated.

S112において、判定工程として、照射量計算部112は、メッシュ領域34毎に、nが所定の回数kになっているかどうかを判定する。そして、n=kではない場合には、フィードバック工程(S114)に進み、n=kになっている場合には、照射量Dn+1(x)をバッファメモリ118或いはバッファメモリ119に出力する。 In S112, as a determination step, the dose calculation unit 112 determines whether n is a predetermined number k for each mesh region 34. If n = k is not satisfied, the process proceeds to the feedback step (S114). If n = k, the dose D n + 1 (x) is output to the buffer memory 118 or the buffer memory 119.

S114において、フィードバック工程として、照射量計算部112は、メッシュ領域34毎に、nに1を加算する。そして、S106にフィードバックする。   In S <b> 114, as a feedback process, the dose calculation unit 112 adds 1 to n for each mesh region 34. Then, the feedback is made to S106.

以上のようにして、n=kになるまで、関数Vn+1(x)計算工程(S106)〜フィードバック工程(S116)を繰り返す。そして、照射量計算部112は、メッシュ領域34毎に、nが所定の回数kになった照射量Dn+1(x)をバッファメモリ118或いはバッファメモリ119に出力する。かかる出力は、ストライプ領域30毎に、バッファメモリ118或いはバッファメモリ119に交互に出力される。すなわち、(l)番目のストライプ領域30用の照射量Dn+1(x)がバッファメモリ118に一時的に格納された場合には、(l+1)番目のストライプ領域30用の照射量Dn+1(x)はバッファメモリ119に一時的に格納される。 As described above, the function V n + 1 (x) calculation step (S106) to the feedback step (S116) are repeated until n = k. Then, the dose calculation unit 112 outputs the dose D n + 1 (x) in which n has reached the predetermined number k for each mesh region 34 to the buffer memory 118 or the buffer memory 119. Such output is alternately output to the buffer memory 118 or the buffer memory 119 for each stripe region 30. That is, when the dose D n + 1 (x) for the (l) th stripe region 30 is temporarily stored in the buffer memory 118, the dose D n + 1 (x for the (l + 1) th stripe region 30 is stored. ) Is temporarily stored in the buffer memory 119.

S116において、データ転送工程として、転送部114は、バッファメモリ118或いはバッファメモリ119から格納されている1つのストライプ領域30分の照射量Dn+1(x)の情報を読み出し、描画データ処理部116に転送する。すなわち、照射量計算部112が既に計算し終わった1つの前のストライプ領域30分の照射量Dn+1(x)の情報を読み出し、転送する。 In S <b > 116, as a data transfer process, the transfer unit 114 reads information on the irradiation amount D n + 1 (x) for one stripe region 30 stored from the buffer memory 118 or the buffer memory 119, and sends it to the drawing data processing unit 116. Forward. That is, information on the irradiation amount D n + 1 (x) for one previous stripe region 30 that has already been calculated by the irradiation amount calculation unit 112 is read and transferred.

S120において、描画データ処理工程として、描画データ処理部116は、パターンデータを磁気ディスク装置140から読み出し、複数段のデータ変換処理を行い、描画動作に使用可能なショットデータを生成する。描画データ処理部116は、照射量計算部112が既に計算し終わった1つの前のストライプ領域30分のパターンデータを磁気ディスク装置140から読み出し、かかるストライプ領域30分のショットデータを生成する。ショットデータには、メッシュ領域34毎の照射量Dn+1(x)の情報も含まれる。ショットデータは、磁気ディスク装置142に格納される。偏向制御回路120は、磁気ディスク装置142から1つのストライプ領域30分のショットデータを読み出し、ショットデータに沿って、各偏向器に偏向電圧を出力する。 In S120, as a drawing data processing step, the drawing data processing unit 116 reads pattern data from the magnetic disk device 140, performs a plurality of stages of data conversion processing, and generates shot data that can be used for the drawing operation. The drawing data processing unit 116 reads from the magnetic disk device 140 the pattern data for the previous stripe region 30 that has already been calculated by the dose calculation unit 112, and generates shot data for the stripe region 30. The shot data also includes information on the dose D n + 1 (x) for each mesh region 34. Shot data is stored in the magnetic disk device 142. The deflection control circuit 120 reads shot data for one stripe region 30 from the magnetic disk device 142 and outputs a deflection voltage to each deflector along the shot data.

S122において、描画工程として、描画部150は、求めた照射量Dn+1(x)で試料101の該当する位置に電子ビーム200を照射して、試料101にパターンを描画する。描画部150の動作について、以下に説明する。 In S122, as a drawing process, the drawing unit 150 draws a pattern on the sample 101 by irradiating the corresponding position of the sample 101 with the obtained irradiation amount D n + 1 (x). The operation of the drawing unit 150 will be described below.

電子銃201から電子ビーム200が放出(照射)される。電子銃201から出た電子ビーム200は、照明レンズ202により矩形例えば長方形の穴を持つ第1のアパーチャ203全体を照明する。ここで、電子ビーム200をまず矩形例えば長方形に成形する。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。かかる第2のアパーチャ206上での第1のアパーチャ像の位置は、偏向器205によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム200は成形される。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、偏向器208により偏向される。その結果、連続移動するXYステージ105上の試料101の所望する位置に照射される。   An electron beam 200 is emitted (irradiated) from the electron gun 201. The electron beam 200 emitted from the electron gun 201 illuminates the entire first aperture 203 having a rectangular hole, for example, a rectangular hole, by the illumination lens 202. Here, the electron beam 200 is first formed into a rectangle, for example, a rectangle. Then, the electron beam 200 of the first aperture image that has passed through the first aperture 203 is projected onto the second aperture 206 by the projection lens 204. The position of the first aperture image on the second aperture 206 is deflection-controlled by the deflector 205, and the beam shape and size can be changed. As a result, the electron beam 200 is shaped. Then, the electron beam 200 of the second aperture image that has passed through the second aperture 206 is focused by the objective lens 207 and deflected by the deflector 208. As a result, the desired position of the sample 101 on the continuously moving XY stage 105 is irradiated.

ここで、試料101上の電子ビーム200が、所望する照射量を試料101に入射させる照射時間tに達した場合、以下のようにブランキングする。すなわち、試料101上に必要以上に電子ビーム200が照射されないようにするため、例えば静電型のBLK偏向器212で電子ビーム200を偏向すると共にBLKアパーチャ214で電子ビーム200をカットする。これにより、電子ビーム200が試料101面上に到達しないようにする。BLK偏向器212の偏向電圧は、偏向制御回路120によって制御される。   Here, when the electron beam 200 on the sample 101 reaches the irradiation time t in which a desired irradiation amount is incident on the sample 101, blanking is performed as follows. That is, in order to prevent the sample 101 from being irradiated with the electron beam 200 more than necessary, for example, the electron beam 200 is deflected by the electrostatic BLK deflector 212 and the electron beam 200 is cut by the BLK aperture 214. This prevents the electron beam 200 from reaching the surface of the sample 101. The deflection voltage of the BLK deflector 212 is controlled by the deflection control circuit 120.

ビームON(ブランキングOFF)の場合、電子銃201から出た電子ビーム200は、図1における実線で示す軌道を進むことになる。一方、ビームOFF(ブランキングON)の場合、電子銃201から出た電子ビーム200は、BLKアパーチャ214の手前で図1における点線で示す軌道を進むことになる。また、電子鏡筒102内および描画室103内は、図示していない真空ポンプにより真空引きされ、大気圧よりも低い圧力となる真空雰囲気となっている。ブランキングONによってBLKアパーチャ214を通過し始めてからブランキングOFFによって遮断されるまでが1ショット分の電子ビーム200となる。   When the beam is ON (blanking OFF), the electron beam 200 emitted from the electron gun 201 follows the trajectory indicated by the solid line in FIG. On the other hand, in the case of beam OFF (blanking ON), the electron beam 200 emitted from the electron gun 201 travels on the trajectory indicated by the dotted line in FIG. 1 before the BLK aperture 214. In addition, the inside of the electron column 102 and the drawing chamber 103 are evacuated by a vacuum pump (not shown) to form a vacuum atmosphere in which the pressure is lower than the atmospheric pressure. From the start of passing through the BLK aperture 214 due to blanking ON until the blocking by blanking OFF, the electron beam 200 for one shot is obtained.

図11は、実施の形態1における照射量の補間の手法を説明するための概念図である。ショットの中心がメッシュ領域34の中心42にある場合には、求められたメッシュ領域34用の照射量Dn+1(x)で電子ビーム200を照射して内部の図形40を描画すればよい。しかしながら、図11に示すように、ショットの中心がメッシュ領域34の中心からはずれた位置52にある場合、周囲のメッシュ領域34用の照射量Dn+1(x)を用いて、線形補間すると好適である。例えば、2つのメッシュ領域8,9間の境界上にある場合に、かかる位置でのDn+1(x)は、両メッシュ領域8,9用の照射量Dn+1(x)の和の1/2とすると好適である。そしてかかる線形補間された照射量Dn+1(x)を用いて図形50を描画すればよい。 FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining a method of interpolation of dose in the first embodiment. When the center of the shot is at the center 42 of the mesh region 34, the internal figure 40 may be drawn by irradiating the electron beam 200 with the obtained dose D n + 1 (x) for the mesh region 34. However, as shown in FIG. 11, when the center of the shot is at a position 52 deviated from the center of the mesh region 34, it is preferable to perform linear interpolation using the irradiation amount D n + 1 (x) for the surrounding mesh region 34. is there. For example, when it is on the boundary between the two mesh regions 8 and 9, D n + 1 (x) at such a position is ½ of the sum of the doses D n + 1 (x) for both mesh regions 8 and 9 This is preferable. The figure 50 may be drawn using the linearly interpolated dose D n + 1 (x).

実施の形態2.
実施の形態1では、後方散乱エネルギーB(x)の方程式を解くことで最適な照射量を求めていたが、これに限るものではない。実施の形態2では、照射量とパターン密度との相関関係式を予め求め、かかる相関関係式のパターン密度を、後方散乱エネルギーB(x)を照射量で割った量に置き換えてできる非線形方程式を解くことで最適な照射量を求める方法について説明する。実施の形態2における描画装置の構成は図1と同様である。また、以下に説明する以外の内容は、実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the optimum irradiation amount is obtained by solving the equation of the backscattering energy B (x). However, the present invention is not limited to this. In the second embodiment, a correlation equation between the dose and the pattern density is obtained in advance, and a nonlinear equation that can be obtained by replacing the pattern density of the correlation formula with an amount obtained by dividing the backscattering energy B (x) by the dose. A method for obtaining the optimum dose by solving will be described. The configuration of the drawing apparatus in the second embodiment is the same as that in FIG. The contents other than those described below are the same as those in the first embodiment.

図形寸法が後方散乱の広がりσよりも充分に小さく、なおかつパターン密度ρが一定の場合に、実験から最適照射量Dを求め、以下の式(21)に示す照射量Dとパターン密度ρとの相関関係式の関数pが実験から得られたとする。
(21) D=p(ρ,Δl)
When the figure size is sufficiently smaller than the backscattering spread σ and the pattern density ρ is constant, the optimum dose D is obtained from the experiment, and the dose D and the pattern density ρ shown in the following equation (21) are obtained. It is assumed that the correlation function p * is obtained from an experiment.
(21) D = p * (ρ, Δl)

ここで、Δlは設計寸法と現像後のレジスト寸法(近接効果による誤差を含む実際に得られる寸法)との差である。パターン密度ρが一定の場合、パターン密度ρは以下の式(22)で表すことができる。
(22) ρ=B(x)/D
Here, Δl is a difference between the design dimension and the developed resist dimension (actually obtained dimension including an error due to the proximity effect). When the pattern density ρ is constant, the pattern density ρ can be expressed by the following equation (22).
(22) ρ = B * (x) / D

ここで、Dは照射量であり、B(x)は規格化された後方散乱の蓄積エネルギーであって次の式(23)で表される。
(23) B(x)=∫D(x’)g(x−x’)dx’
ここで、積分は、LSIパターンの図形について取る。以下、特に断らないかぎり同様である。
以下の議論では 関数g(x)は次の条件(式(24))を満たしているものとする。
(24) ∫g(x)dx=1
ここで、積分領域は描画領域全面であり、x及びyについてそれぞれ、−∞から+∞とする。
Here, D is an irradiation amount, and B * (x) is a standardized accumulated energy of backscattering and is expressed by the following equation (23).
(23) B * (x) = ∫D (x ′) g (xx ′) dx ′
Here, the integration is performed on the figure of the LSI pattern. The same applies hereinafter unless otherwise specified.
In the following discussion, it is assumed that the function g (x) satisfies the following condition (formula (24)).
(24) ∫g (x) dx = 1
Here, the integration region is the entire drawing region, and x and y are set to −∞ to + ∞, respectively.

ここで、上述したような図形寸法が後方散乱の広がりσよりも充分に小さく、なおかつパターン密度ρが一定の場合には、規格化された後方散乱の蓄積エネルギーB(x)と照射量Dは一定の値であり場所に依存しない。かかる場合に、式(22)を用いてパターン密度ρを規格化された後方散乱の蓄積エネルギーB(x)を照射量Dで除した量に置き換えると、式(21)は、以下の式(25)のように変形することができる。
(25) D=p(B(x)/D,Δl)
Here, when the figure size as described above is sufficiently smaller than the backscattering spread σ and the pattern density ρ is constant, the standardized accumulated backscattering energy B * (x) and the dose D Is a constant value and does not depend on location. In this case, when the pattern density ρ is replaced by the amount obtained by dividing the normalized backscattering accumulated energy B * (x) by the irradiation amount D using the equation (22), the equation (21) is expressed by the following equation: It can be modified as shown in (25).
(25) D = p * (B * (x) / D, Δl)

式(25)は、パターン密度ρが一定である場合に成立するものである。しかし、式(23)が、パターン密度ρが一定の場合でしか成立しないと考えるのは不自然であり、むしろ他の場合でも成立すると考えるのが自然である。そこで、式(25)はパターン密度ρが一定でない一般的な場合でも成立するものと仮定する。これにより以下の式(24)に示す近接効果補正方程式が得られる。
(26) D(x)=p(B(x)/D(x),Δl)
Expression (25) is established when the pattern density ρ is constant. However, it is unnatural that Formula (23) is considered to hold only when the pattern density ρ is constant, and it is natural that it is considered to hold even in other cases. Therefore, it is assumed that Equation (25) holds even in a general case where the pattern density ρ is not constant. Thereby, the proximity effect correction equation shown in the following equation (24) is obtained.
(26) D (x) = p * (B * (x) / D (x), Δl)

次に、(26)で示す式の一例となるモデルを用いて、照射量D(x)に関する非線形方程式を求める。レジストプロセスの単純なモデルを導入する。このモデルは式(24)の関数pの具体的な項を導入することでおこなわれる。ここで、従来のしきい値モデルは正確でないとしても、これまではマスクの製造に利用できてきたので、その差異は大きなものではない。よって、パターン密度ρが一定の場合、最適照射量Dは次の式(27)のように表されるものとする。
(27) D=1/{p(Δl)+q(Δl)・ρ+r(Δl)・ρ
Next, a nonlinear equation related to the dose D (x) is obtained using a model that is an example of the equation (26). A simple model of the resist process is introduced. This model is performed by introducing a specific term of the function p * in the equation (24). Here, even if the conventional threshold model is not accurate, the difference has not been so great since it has been used for manufacturing masks. Therefore, when the pattern density ρ is constant, the optimum dose D is expressed as the following equation (27).
(27) D = 1 / {p (Δl) + q (Δl) · ρ + r (Δl) · ρ 2 }

ここで、p(Δl),q(Δl),r(Δl)は係数である。これらの係数はレジストプロセスの特徴を表すものである。すなわち、係数は、Δl、レジスト、現像条件などに依存する。ここで、もしも、r(Δl)がゼロであれば式(27)は、以下に示す式(28)のようになる。
(28) D=1/{p(Δl)+q(Δl)・ρ}
Here, p (Δl), q (Δl), and r (Δl) are coefficients. These coefficients represent the characteristics of the resist process. That is, the coefficient depends on Δl, resist, development conditions, and the like. Here, if r (Δl) is zero, Expression (27) becomes Expression (28) shown below.
(28) D = 1 / {p (Δl) + q (Δl) · ρ}

式(28)の解は、従来のしきい値モデルに基づくパターン密度法の解となる。しかしながら実施の形態1でも説明したように従来のしきい値モデルでは誤差が存在する。すなわち、ρの項がゼロでないことが重要となる。ここで、上述したように、式(27)のパターン密度ρを式(22)で示したように規格化された後方散乱の蓄積エネルギーB(x)を照射量Dで除した量に置き換えると、式(27)は、以下の式(29)のように変形することができる。
(29) D=1/[p(Δl)+q(Δl)・B(x)/D
+r(Δl)・{B(x)/D}
The solution of Equation (28) is a solution of the pattern density method based on the conventional threshold model. However, as described in the first embodiment, there is an error in the conventional threshold model. In other words, it [rho 2 term is not zero becomes important. Here, as described above, the pattern density ρ in Expression (27) is replaced with an amount obtained by dividing the accumulated backscattering energy B * (x) normalized as shown in Expression (22) by the irradiation amount D. And equation (27) can be transformed into equation (29) below.
(29) D = 1 / [p (Δl) + q (Δl) · B * (x) / D
+ R (Δl) · {B * (x) / D} 2 ]

また、上述したように、パターン密度ρが一定でない一般的な場合でも成立すると仮定すると、式(29)から以下の式(28)に示す近接効果補正方程式が得られる。
(30) D(x)=1/[p(Δl)+q(Δl)・B(x)/D(x)
+r(Δl)・{B(x)/D(x)}
Further, as described above, assuming that the pattern density ρ is established even in a general case where the pattern density ρ is not constant, the proximity effect correction equation shown in the following equation (28) is obtained from the equation (29).
(30) D (x) = 1 / [p (Δl) + q (Δl) · B * (x) / D (x)
+ R (Δl) · {B * (x) / D (x)} 2 ]

式(30)を変形すると、以下の式(31)で示す方程式が得られる。
(31) p(Δl)D(x)+q(Δl)・D(x)・B(x)−D(x)
+r(Δl)・B(x)=0
When the equation (30) is transformed, an equation represented by the following equation (31) is obtained.
(31) p (Δl) D (x) 2 + q (Δl) · D (x) · B * (x) −D (x)
+ R (Δl) · B * (x) 2 = 0

式(31)は、式(23)を用いて、以下の式(32)に示す照射量D(x)に関する非線形方程式を得ることができる。
(32) p(Δl)D(x)
+q(Δl)・D(x)・∫D(x’)g(x−x’)dx’
−D(x)+r(Δl)・{∫D(x’)g(x−x’)dx’}=0
Equation (31) can be obtained using Equation (23) as a nonlinear equation related to the dose D (x) shown in Equation (32) below.
(32) p (Δl) D (x) 2
+ Q (Δl) · D (x) · ∫D (x ′) g (xx ′) dx ′
−D (x) + r (Δl) · {∫D (x ′) g (xx ′) dx ′} 2 = 0

かかる式(32)に示す照射量D(x)に関する非線形方程式を解くことで、近接効果が補正された最適な照射量D(x)を得ることができる。   By solving the nonlinear equation relating to the dose D (x) shown in the equation (32), the optimum dose D (x) with the proximity effect corrected can be obtained.

ここで、もしも、照射量D(x)が正確でなければ補正誤差ε(x)が生じることになる。式(31)について、補正誤差ε(x)が小さいものとして補正誤差ε(x)を1次までテーラー展開し変形すると、補正誤差ε(x)は以下の式(33)で表すことができる。
(33) ε(x)=−{p(Δl)D(x)+q(Δl)・D(x)・B(x)
−D(x)+r(Δl)・B(x)
/{p’(Δl)D(x)+q’(Δl)・D(x)・B(x)
+r’(Δl)・B(x)
Here, if the dose D (x) is not accurate, a correction error ε (x) occurs. As for the equation (31), when the correction error ε (x) is small and the Taylor error is expanded to the first order and deformed, the correction error ε (x) can be expressed by the following equation (33). .
(33) ε (x) = − {p (Δl) D (x) 2 + q (Δl) · D (x) · B * (x)
−D (x) + r (Δl) · B * (x) 2 }
/ {P ′ (Δl) D (x) 2 + q ′ (Δl) · D (x) · B * (x)
+ R ′ (Δl) · B * (x) 2 }

但し、定数p’(Δl),q’(Δl),r’(Δl)は、以下の式(34−1)〜式(34−3)で表される。
(34−1) p’(Δl)=dp(Δl)/dΔl
(34−2) q’(Δl)=dq(Δl)/dΔl
(34−3) r’(Δl)=dr(Δl)/dΔl
However, the constants p ′ (Δl), q ′ (Δl), and r ′ (Δl) are represented by the following formulas (34-1) to (34-3).
(34-1) p ′ (Δl) = dp (Δl) / dΔl
(34-2) q ′ (Δl) = dq (Δl) / dΔl
(34-3) r ′ (Δl) = dr (Δl) / dΔl

補正方程式(31)は、未知の関数D(x)について非線形であるが、補正方程式(31)の解は、上述した式(10−1)〜式(10−2)の形式のイタレーションを行うことで求めることができる。最初の近似照射量D(x)は、以下の式(35)で表される。
(35) D(x)=1/{p(Δl)+q(Δl)U(x)
+r(Δl)・U(x)
The correction equation (31) is non-linear with respect to the unknown function D (x), but the solution of the correction equation (31) is an iteration of the above-described formulas (10-1) to (10-2). It can be obtained by doing. The first approximate dose D 0 (x) is expressed by the following equation (35).
(35) D 0 (x) = 1 / {p (Δl) + q (Δl) U (x)
+ R (Δl) · U (x) 2 }

ここで、関数U(x)は、上述した式(13)である。また、未知の関数dn+1(x)は、an+1(x)≠0であってbn+1(x)≧0のとき、以下の式(36−1)で、an+1(x)≠0であってbn+1(x)<0のとき、以下の式(36−2)で、また、an+1(x)=0のとき、以下の式(36−3)で求まる。
(36−1) dn+1(x)=[−bn+1(x)+√{bn+1(x)
−4an+1(x)cn+1(x)}]/{2an+1(x)}
(36−2) dn+1(x)=[−bn+1(x)−√{bn+1(x)
−4an+1(x)cn+1(x)}]/{2an+1(x)}
(36−3) dn+1(x)=−cn+1(x)/bn+1(x)
Here, the function U (x) is the above-described equation (13). An unknown function d n + 1 (x) is expressed by the following equation (36-1) when a n + 1 (x) ≠ 0 and b n + 1 (x) ≧ 0, and a n + 1 (x) ≠ 0. When b n + 1 (x) <0, the following equation (36-2) is obtained. When a n + 1 (x) = 0, the following equation (36-3) is obtained.
(36-1) d n + 1 (x) = [− b n + 1 (x) + √ {b n + 1 (x) 2
-4a n + 1 (x) c n + 1 (x)}] / {2a n + 1 (x)}
(36-2) d n + 1 (x) = [− b n + 1 (x) −√ {b n + 1 (x) 2
-4a n + 1 (x) c n + 1 (x)}] / {2a n + 1 (x)}
(36-3) d n + 1 (x) = − c n + 1 (x) / b n + 1 (x)

また、an+1(x),bn+1(x),及びcn+1(x)は、以下の式(37−1)〜式(37−3)で定義される。
(37−1) an+1(x)=p(Δl)+q(Δl)U(x)
+r(Δl)・U(x)
(37−2) bn+1(x)=2p(Δl)D(x)−1
+q(Δl)U(x)D(x)
+{q(Δl)+2r(Δl)・U(x)}∫D(x’)g(x−x’)dx’
(37−3) cn+1(x)=p(Δl)D(x)−D(x)
+q(Δl)D(x)∫D(x’)g(x−x’)dx’
+r(Δl){∫D(x’)g(x−x’)dx’}
Further, a n + 1 (x), b n + 1 (x), and c n + 1 (x) are defined by the following equations (37-1) to (37-3).
(37-1) a n + 1 (x) = p (Δl) 2 + q (Δl) U (x)
+ R (Δl) · U (x) 2
(37-2) b n + 1 (x) = 2p (Δl) D n (x) −1
+ Q (Δl) U (x) D n (x)
+ {Q (Δl) + 2r (Δl) · U (x)} ∫D n (x ′) g (xx ′) dx ′
(37-3) cn + 1 (x) = p (Δl) D n (x) 2 −D n (x)
+ Q (Δl) D n (x) ∫D n (x ′) g (xx ′) dx ′
+ R (Δl) {∫D n (x ′) g (xx ′) dx ′} 2

このようにして求めた、D(x)とd(x)を用いてD(x)を求める。そして、D(x)とd(x)を用いてD(x)を求める。このようにして、順次、D(x)とdn+1(x)を用いて、Dn+1(x)を求めればよい。照射量Dn+1(x)を求めるにあたって、繰り返し数nは大きい方がよいが、例えば後述の例では、D5(x)程度で十分な精度を確保することができる。この繰り返し数は目的とする精度によって調整すれば良い。 There was thus determined, determine the D 1 (x) with D 0 (x) and d 1 (x). Then, a D 2 (x) with D 1 (x) and d 2 (x). In this way, D n + 1 (x) may be obtained sequentially using D n (x) and d n + 1 (x). In determining the irradiation amount D n + 1 (x), it is preferable that the repetition number n is large. However, for example, in the example described later, a sufficient accuracy can be ensured at about D 5 (x). The number of repetitions may be adjusted according to the target accuracy.

ここで、実施の形態2においても照射量Dn+1(x)は、上述した図7のS100で説明した各工程を実行することで求めればよい。以降の各工程も実施の形態1と同様である。 Here, also in the second embodiment, the dose D n + 1 (x) may be obtained by executing each step described in S100 of FIG. 7 described above. The subsequent steps are the same as in the first embodiment.

以上のように、描画装置100の照射量計算部112は、式(32)に示した照射量D(x)に関する非線形方程式を解くことで、近接効果が補正された照射量Dn+1(x)を求める。そして、描画部150は、かかる照射量Dn+1(x)で試料101に電子ビーム200を照射して、試料101に所望するパターンを描画する。 As described above, the dose calculation unit 112 of the drawing apparatus 100 solves the nonlinear equation related to the dose D (x) shown in Expression (32), thereby correcting the dose D n + 1 (x) with the proximity effect corrected. Ask for. Then, the drawing unit 150 draws a desired pattern on the sample 101 by irradiating the sample 101 with the electron beam 200 with the irradiation amount D n + 1 (x).

次に、実施の形態2における非線形方程式で求めた、近接効果が補正された照射量Dn+1(x)の補正精度について説明する。 Next, the correction accuracy of the dose D n + 1 (x) with the proximity effect corrected, which is obtained by the nonlinear equation in Embodiment 2, will be described.

比較のため、しきい値モデルにもとづく次の方程式(38)を導入する。
(38) D(x)/2+η∫D(x’)g(x−x’)dx’=D
For comparison, the following equation (38) based on the threshold model is introduced.
(38) D (x) / 2 + η∫D (x ′) g (xx ′) dx ′ = D 0

ここで、2Dは孤立パターンの照射量に相当する。また、次の条件を課すことにする。
(39−1) D=1/{2p(Δl)}
(39−2) η={q(Δl)+r(Δl)}/{2p(Δl)}
Here, 2D 0 corresponds to the irradiation amount of the isolated pattern. In addition, the following conditions are imposed.
(39-1) D 0 = 1 / {2p (Δl)}
(39-2) η = {q (Δl) + r (Δl)} / {2p (Δl)}

以上の説明において、実施の形態2では、しきい値モデルは成立せず、式(27)が成立すると仮定したので、式(38)はあくまで近似した方程式にすぎない。   In the above description, in the second embodiment, it is assumed that the threshold model is not established and Equation (27) is established, and therefore Equation (38) is merely an approximate equation.

補正精度をみつもるための条件は以下の通りである。後方散乱に関する広がり関数g(x)を次の式(40)のように仮定する。
(40) g(x)={1/(πσ )}exp{−(x−x’)/σ
The conditions for finding the correction accuracy are as follows. A spread function g (x) related to backscattering is assumed as in the following equation (40).
(40) g (x) = {1 / (πσ b 2 )} exp {− (x−x ′) / σ b 2 }

式(40)の右辺は、2重ガウシアン近似に相当する。後方散乱の広がりσの値は10μmとする。p(Δl),q(Δl),r(Δl)の値は、それぞれ、0.08cm/μC,0.096cm/μC,0.032cm/μCとする。また、p’(Δl),q’(Δl),r’(Δl)の値は−0.001cm/(nm・μC),0.0001cm/(nm・μC),0.0cm/(nm・μC)とする。一般的に言えば、p’(Δl),q’(Δl),r’(Δl)の単位はcm/μCなどのように書くべきである。しかし、これらの量が1/(照射量×寸法誤差)の次元をもつことが容易にわかるように、上のような単位の表し方、cm/(nm・μC)をした。p(Δl),q(Δl),r(Δl)との値を利用すれば、近似した補正方程式のパラメータが式(39−1)と式(39−2)で決まりD=6.25μC/cmおよびη=0.8となる。
なお、これらの量を一般の単位系で表現すれば次のようになる。p(Δl),q(Δl),r(Δl)の値は、それぞれ、8.0m/C,9.6m/C,3.2m/Cと設定することになる。また、p’(Δl),q’(Δl),r’(Δl)の値は−1.0x10m/C,−1.0x10m/C,0.0m/Cに設定することになる。DはD=6.25x10−2C/mという値になる。
The right side of Expression (40) corresponds to double Gaussian approximation. The value of the backscattering spread σ b is 10 μm. The value of p (Δl), q (Δl ), r (Δl) , respectively, and 0.08cm 2 /μC,0.096cm 2 /μC,0.032cm 2 / μC . The values of p ′ (Δl), q ′ (Δl), and r ′ (Δl) are −0.001 cm 2 / (nm · μC), 0.0001 cm 2 / (nm · μC), 0.0 cm 2 / (Nm · μC). Generally speaking, the unit of p ′ (Δl), q ′ (Δl), r ′ (Δl) should be written as cm / μC. However, in order to easily understand that these amounts have a dimension of 1 / (irradiation amount × dimension error), the unit is expressed as cm 2 / (nm · μC). If the values of p (Δl), q (Δl), and r (Δl) are used, the parameters of the approximate correction equation are determined by the equations (39-1) and (39-2), and D 0 = 6.25 μC. / Cm 2 and η = 0.8.
These quantities can be expressed in the general unit system as follows. The value of p (Δl), q (Δl ), r (Δl) , respectively, will be set to 8.0m 2 /C,9.6m 2 /C,3.2m 2 / C . The values of p ′ (Δl), q ′ (Δl), and r ′ (Δl) are set to −1.0 × 10 8 m / C, −1.0 × 10 7 m / C, and 0.0 m / C. Become. D 0 has a value of D 0 = 6.25 × 10 −2 C / m 2 .

まず、パターン密度が一様な場合について説明する。実施の形態2では、しきい値モデルが成立しないが、最適照射量が式(27)で表されると仮定した。実施の形態2の方法では式(27)をそのまま利用するので誤差が発生しない。よって、以下では、しきい値モデルを仮定した方法で発生する誤差のみを求める。また、しきい値モデルを仮定する方程式(38)の解として、以下の式(41)に示すパブコビッチの解を利用する。
(41) D=D/(1/2+ηρ)
First, a case where the pattern density is uniform will be described. In the second embodiment, it is assumed that the threshold model is not established, but the optimum dose is expressed by Expression (27). In the method of the second embodiment, since the equation (27) is used as it is, no error occurs. Therefore, in the following, only the error generated by the method assuming the threshold model is obtained. Further, as the solution of equation (38) assuming a threshold model, the Pubkovich solution shown in the following equation (41) is used.
(41) D = D 0 / (1/2 + ηρ)

もし、しきい値モデルが成立すれば、パターン密度が一様なので、この式(41)は正確である。しかし、上述したように、ここではしきい値モデルが成立せず、式(27)が成立するので、式(41)は、あくまでも近似解にすぎない。   If the threshold model is established, since the pattern density is uniform, this equation (41) is accurate. However, as described above, the threshold model is not established here, and the equation (27) is established, so the equation (41) is merely an approximate solution.

図12は、実施の形態2における補正された照射量とパブコビッチの解に基づく補正照射量とを比較したグラフである。図12において、”T”で示すグラフは、式(41)で求めたパブコビッチの解に基づく補正照射量を示す。また、”R”で示すグラフは、式(25)で求めた実施の形態2における補正照射量と実測値とを示す。   FIG. 12 is a graph comparing the corrected dose in Embodiment 2 with the corrected dose based on the Pavkovic solution. In FIG. 12, the graph indicated by “T” indicates the corrected dose based on the Pubkovic solution obtained by Expression (41). Further, the graph indicated by “R” indicates the corrected dose and the actually measured value in the second embodiment obtained by the equation (25).

図13は、パブコビッチの解に基づく補正照射量の寸法誤差を示すグラフである。図13では、式(41)で求めた補正照射量の寸法誤差を示している。誤差の計算には式(32)を用いた。図13の例では、従来のしきい値モデルにおいて最大の誤差が8nmに及ぶことがわかる。   FIG. 13 is a graph showing the dimensional error of the corrected dose based on the Pavkovic solution. FIG. 13 shows the dimensional error of the corrected dose obtained by the equation (41). Equation (32) was used to calculate the error. In the example of FIG. 13, it can be seen that the maximum error in the conventional threshold model reaches 8 nm.

次に、パターン密度が急変する場合について説明する。
図14は、実施の形態2における手法での補正精度を見積もるための評価パターンの一例を示す図である。図14において、幅が2Wの評価パターン61を用いる。ここで、寸法Wは後方散乱の広がりσより十分大きい値とする。そして、図14では、評価パターン61の右半分の幅Wの領域についてパターン密度が100%、評価パターン61の左半分の幅Wの領域についてパターン密度が0%となるようにする。よって、右半分の幅Wの領域に全体が位置する領域62ではパターン密度が100%になる。また、領域64は境界を含む ―5σから 5σ の領域であり、その中央部ではパターン密度が100%から0%に急変する。
Next, a case where the pattern density changes suddenly will be described.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an evaluation pattern for estimating the correction accuracy by the method according to the second embodiment. In FIG. 14, an evaluation pattern 61 having a width of 2 W is used. Here, the dimension W is sufficiently larger than the spread sigma b backscatter. In FIG. 14, the pattern density is 100% for the right half width W region of the evaluation pattern 61, and the pattern density is 0% for the left half width W region of the evaluation pattern 61. Therefore, the pattern density is 100% in the region 62 that is entirely located in the region of the right half width W. The region 64 is a region from −5σ to 5σ including the boundary, and the pattern density suddenly changes from 100% to 0% at the center.

ここでは、図7で説明した照射量演算工程(S100)に沿って、メッシュ領域毎に、パターンのすべての場所で補正精度を見積もる。これは図形のない領域についても誤差を見積もることに相当する。パターンの内領域での場所xで、補正寸法誤差ε(x)となった場合、この誤差の意味は、場所xに、非常に小さな図形を配置した場合その図形の補正誤差がε(x)になるということを意味する。   Here, along the dose calculation step (S100) described with reference to FIG. 7, the correction accuracy is estimated at every location of the pattern for each mesh region. This is equivalent to estimating an error even for a region without a figure. When a correction dimensional error ε (x) occurs at a location x in the inner area of the pattern, this error means that if a very small figure is placed at the location x, the correction error of that figure is ε (x). It means to become.

図15は、図14の評価パターンを用いて、実施の形態2における補正された照射量としきい値モデルの近似式に基づく補正照射量とを比較したグラフである。図15では、領域64について求めた結果を示している。図15において縦軸は補正照射量、横軸は影響範囲σで規格化した相対位置(x/σ)である。図15において、”Q”で示すグラフは、しきい値モデルの近似式(37)で求めた補正照射量を示す。また、”S”で示すグラフは、式(31)に示した非線形方程式を式(10−1)、式(10−2)、及び式(35)〜式(37−3)で示した各式を用いてイタレーションによって求めた実施の形態2における補正照射量を示す。   FIG. 15 is a graph comparing the corrected dose in the second embodiment and the corrected dose based on the approximate expression of the threshold model using the evaluation pattern of FIG. FIG. 15 shows the result obtained for the region 64. In FIG. 15, the vertical axis represents the corrected dose, and the horizontal axis represents the relative position (x / σ) normalized by the influence range σ. In FIG. 15, the graph indicated by “Q” indicates the corrected dose determined by the approximate expression (37) of the threshold model. In addition, the graph indicated by “S” represents the nonlinear equations shown in Expression (31) expressed by Expression (10-1), Expression (10-2), and Expression (35) to Expression (37-3). The corrected dose in Embodiment 2 calculated | required by the iteration using the type | formula is shown.

図16は、図14の評価パターンを用いて、従来のしきい値モデルの近似式を利用した場合の補正誤差の結果を示す図である。図16では、領域64について求めた結果を示している。図16において縦軸は補正誤差、横軸は影響範囲σで規格化した相対位置(x/σ)である。図16において各グラフに示す数値はイタレーションの回数を示す。図16に示すように、しきい値モデルの近似式(38)で補正照射量を求める際に、イタレーションによる9回の繰り返し演算を行っても8nmの誤差が残ることがわかる。この誤差は補正方程式自身が近似であること、すなわちしきい値モデルを仮定したことによって発生するものである。よって、しきい値モデルが成り立たない状況では原理的に回避不能な誤差である。   FIG. 16 is a diagram showing a correction error result when an approximate expression of a conventional threshold model is used using the evaluation pattern of FIG. FIG. 16 shows the result obtained for the region 64. In FIG. 16, the vertical axis represents the correction error, and the horizontal axis represents the relative position (x / σ) normalized by the influence range σ. In FIG. 16, the numerical values shown in each graph indicate the number of iterations. As shown in FIG. 16, it can be seen that an error of 8 nm remains even when nine iterations of iteration are performed when the corrected dose is obtained by the approximate expression (38) of the threshold model. This error is caused by the fact that the correction equation itself is approximate, that is, by assuming a threshold model. Therefore, it is an error that cannot be avoided in principle in a situation where the threshold model does not hold.

図17と図18は、図14の評価パターンを用いて、実施の形態2における非線形方程式を利用した場合の補正誤差の結果を示す図である。
図17と図18では、領域64について求めた結果を示している。図17と図18において縦軸は補正誤差、横軸は影響範囲σで規格化した相対位置(x/σ)である。図17と図18において各グラフに示す数値はイタレーションの回数を示す。図17では、1〜6回までの結果を示す。図18では、5〜10回までの結果を示す。図17と図18に示すように、実施の形態2の手法では、5回および8回のイタレーションで、それぞれ、誤差は1nm以下、および0.3nm以下に抑えられている。以上のように、実施の形態2の手法を用いることで、高い補正精度を得ることができる。
FIGS. 17 and 18 are diagrams showing correction error results when the nonlinear equation in the second embodiment is used using the evaluation pattern of FIG.
17 and 18 show the results obtained for the region 64. FIG. 17 and 18, the vertical axis represents the correction error, and the horizontal axis represents the relative position (x / σ) normalized by the influence range σ. The numerical values shown in each graph in FIGS. 17 and 18 indicate the number of iterations. In FIG. 17, the result of 1 to 6 times is shown. FIG. 18 shows the results up to 5 to 10 times. As shown in FIGS. 17 and 18, in the method of the second embodiment, the errors are suppressed to 1 nm or less and 0.3 nm or less by 5 and 8 iterations, respectively. As described above, high correction accuracy can be obtained by using the method of the second embodiment.

実施の形態3.
実施の形態1,2では、近接効果を補正した補正照射量を求める手法について説明したが、寸法誤差の要因としては、近接効果の他にかぶりやプロセスによるCD変動(例えばローディング効果)も存在する。そこで、実施の形態3では、上述した近接効果の補正と共にこれらかぶりやプロセスによるCD変動の補正も行う場合について説明する。実施の形態3における描画装置の構成は図1と同様である。また、以下に説明する以外の内容は、実施の形態2と同様である。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the method for obtaining the corrected dose by correcting the proximity effect has been described. However, as a cause of the dimensional error, there is a CD variation (for example, a loading effect) due to fogging or a process in addition to the proximity effect. . Therefore, in the third embodiment, a case will be described in which correction of the CD variation due to the fogging and the process is performed together with the correction of the proximity effect described above. The configuration of the drawing apparatus in the third embodiment is the same as that in FIG. The contents other than those described below are the same as those in the second embodiment.

まず、かぶりの補正に応用する場合について説明する。かぶりと呼ばれる現象は寸法精度を劣化させるが、これは、近接効果同様、不必要な露光によって生じるものである。よって、近接効果補正と同様、かぶりの補正も照射量を場所毎に変化させ補正が行われてきた。従来、かぶりの補正も、しきい値モデルに基づき最適照射量が算出されてきた。このかぶりの現象に、実施の形態2で説明した手法を適用するには次のように行えばよい。   First, a case where the present invention is applied to fog correction will be described. A phenomenon called fogging deteriorates the dimensional accuracy, which is caused by unnecessary exposure as well as the proximity effect. Therefore, similar to the proximity effect correction, the fog correction has been performed by changing the irradiation amount for each location. Conventionally, for the fog correction, the optimum dose has been calculated based on a threshold model. In order to apply the technique described in the second embodiment to this fogging phenomenon, the following may be performed.

近接効果補正の場合と、近接効果補正に加えてかぶりの補正もおこなう場合との違いは、レジスト内のエネルギー損失の背景となる分が、前者では、電子の後方散乱電子によるもの、後者ではそれに加えてかぶりによる再反射電子によるものの和であることだけである。よって、後方散乱エネルギーB(x)及び規格化された後方散乱エネルギーB(x)を以下の式(42−1)及び式(42−2)のようにすれば良い。
(42−1) B(x)=kη∫D(x’)g(x−x’)dx’
+kθ∫D(x’)g(x−x’)dx’
(42−2) B(x)=∫D(x’)g(x−x’)dx’
+(θ/η)∫D(x’)g(x−x’)dx’
The difference between proximity effect correction and fog correction in addition to proximity effect correction is that the background of energy loss in the resist is due to backscattered electrons in the former, and in the latter In addition, it is only the sum of re-reflected electrons due to fogging. Therefore, the backscattering energy B (x) and the normalized backscattering energy B * (x) may be expressed by the following formulas (42-1) and (42-2).
(42-1) B (x) = kη∫D (x ′) g (xx ′) dx ′
+ Kθ∫D (x ′) g F (xx ′) dx ′
(42-2) B * (x) = ∫D (x ′) g (xx ′) dx ′
+ (Θ / η) ∫D (x ′) g F (xx ′) dx ′

ここで、積分は、LSIパターンの図形について取る。以下、特に断らないかぎり同様である。又θはかぶりのパラメータある。kは係数である。また、式(42−1)及び式(42−2)において、それぞれ第2項を削除した式が、それぞれ近接効果だけを補正する場合の式となる。また、g(x)は、かぶりの場合の広がり関数であり、次の条件(式43))を満たすものとした。
(43) ∫g(x’)dx’=1
ここで、積分は描画領域全面であり、x及びyについてそれぞれ、−∞から+∞とする。
上述した方程式(31)の関数系を近接効果補正用に実験で求めておく。例えば式(31)のように求め、パラメータを決めておけばよい。そして、式(31)におけるB(x)に式(42−2)を用い、例えば、式(10−1)、式(10−2)、式(35)〜式(37−3)を利用して、イタレーションによりこの補正方程式を解いて最適照射量(補正照射量)を求める。そして、求めた補正照射量にしたがって、照射量を制御しながら描画すれば、かぶりの影響も、近接効果補正と同時に、実施の形態3の方式によって高い精度で補正できる。
Here, the integration is performed on the figure of the LSI pattern. The same applies hereinafter unless otherwise specified. Θ is a fogging parameter. k is a coefficient. Further, in the equations (42-1) and (42-2), equations obtained by deleting the second term are equations for correcting only the proximity effect. Further, g F (x) is a spread function in the case of fogging, and satisfies the following condition (Equation 43)).
(43) ∫g F (x ′) dx ′ = 1
Here, the integration is the entire drawing area, and x and y are set to −∞ to + ∞, respectively.
A function system of the above-described equation (31) is obtained by experiment for proximity effect correction. For example, the parameters may be determined by obtaining the equation (31). And using Formula (42-2) for B * (x) in Formula (31), for example, Formula (10-1), Formula (10-2), Formula (35)-Formula (37-3) Utilizing this, the correction equation is solved by iteration to find the optimum dose (corrected dose). Then, if drawing is performed while controlling the irradiation amount in accordance with the determined correction irradiation amount, the influence of fogging can be corrected with high accuracy by the method of Embodiment 3 simultaneously with the proximity effect correction.

次に、プロセスによるCD変動(例えばローディング効果)の補正に応用する場合について説明する。マスク製造やウエハプロセスでは寸法誤差をひきおこす現象が数多く存在する。エッチング時に生じる長距離のローディング効果やマイクロローディング効果、リソグラフィ装置で発生するフレアなどである。装置を改良するだけでこれらの誤差を抑制することは困難である。そのため、設計パターン内の図形の寸法などをあらかじめ補正・変更しておき、要因となるプロセス(製造方法)を実施すれば所望の寸法になるようする。   Next, a case where the present invention is applied to correction of CD fluctuation (for example, loading effect) by a process will be described. There are many phenomena that cause dimensional errors in mask manufacturing and wafer processes. These include long-range loading effects and microloading effects that occur during etching, and flares that occur in the lithography apparatus. It is difficult to suppress these errors only by improving the apparatus. For this reason, the dimensions of the graphic in the design pattern are corrected and changed in advance, and the desired dimensions are obtained by performing a factoring process (manufacturing method).

この補正は以下のように行われる。図形の影響が及ぶ範囲を相互作用距離とよぶことにして、σで表すことにする。例えば、ローディング効果の場合はσの値は1cm程度と近接効果の広がり10μmよりもはるかに大きい。LSIパターンをσよりも充分小さな小領域(メッシュ領域)毎(例えばσ/10)に区分し、小領域毎に、最適な寸法補正量を適切な方法を用いて算出し、小領域毎に、内部に存在する図形の寸法をその補正量だけ補正する。このように補正された図形をマスク上に形成、あるいはこのように補正されたパターンでレジストを形成すればその後のプロセス(例えばエッチング)を通すことで、所望の寸法が得られる。 This correction is performed as follows. The range affected by the figure is called the interaction distance and is represented by σ L. For example, in the case of the loading effect, the value of σ L is about 1 cm, which is much larger than the proximity effect spread of 10 μm. The LSI pattern is divided into small areas (mesh areas) sufficiently smaller than σ L (for example, σ L / 10), and an optimal dimensional correction amount is calculated for each small area using an appropriate method. In addition, the dimension of the figure existing inside is corrected by the correction amount. If a figure corrected in this way is formed on a mask or a resist is formed in such a corrected pattern, a desired dimension can be obtained by passing through a subsequent process (for example, etching).

ここで、領域毎に、内部に存在する図形の寸法をその補正量だけ補正するにはふたつの方法がある。ひとつは、CADシステムを利用し、設計パターンそのものをデータのレベルで変更する方法である。もうひとつはEB描画装置で描画する際に、照射量を場所によって変更しながら変動させて描画する方法である。   Here, for each region, there are two methods for correcting the dimension of the figure existing inside by the correction amount. One is a method of using a CAD system to change the design pattern itself at the data level. The other is a method of drawing by changing the irradiation amount depending on the place when drawing with the EB drawing apparatus.

この後者の方法を行う際に、実施の形態2における方法を利用することができる。すなわち、上述した方程式(24)の関数系を近接効果補正用に実験で求めておく。例えば式(29)のように求め、パラメータを決めておけばよい。ここで、パラメータの寸法変化分Δlの依存性を求めておくことが重要である。   In performing the latter method, the method in the second embodiment can be used. That is, the function system of the above-described equation (24) is obtained by experiments for proximity effect correction. For example, the parameters may be determined by obtaining the equation (29). Here, it is important to obtain the dependency of the parameter dimensional change Δl.

図19は、実施の形態2における非線形方程式の係数p(Δl)のΔlに対する変化の一例を示すグラフである。
図20は、実施の形態2における非線形方程式の係数q(Δl)のΔlに対する変化の一例を示すグラフである。
図21は、実施の形態2における非線形方程式の係数r(Δl)のΔlに対する変化の一例を示すグラフである。
領域毎に適切な方法によって、プロセスによるCD変動(例えばローディング効果)に起因した寸法補正量Δlが決められる。次に、図19〜図21のグラフを参照することで、寸法補正量Δlに対応した近接効果補正のためのパラメータp(Δl),q(Δl),r(Δl)の値も決まる。これによって、小領域毎に、近接効果の非線形方程式(31)がきまるので、小領域毎に、例えば、式(10−1)、式(10−2)、式(35)〜式(37−3)を利用して、イタレーションにより非線形方程式(32)を解いて最適照射量(補正照射量)を求める。そして、求めた補正照射量にしたがって、照射量を制御しながら描画すれば、近接効果と共にプロセスによるCD変動(例えばローディング効果)についても寸法補正されたパターンが形成される。そして、形成されたパターンはプロセスを通すことで、設計寸法に一致することになる。このように、プロセスによるCD変動(例えばローディング効果)に対する寸法補正量Δlに応じた非線形方程式(31)の係数p(Δl),q(Δl),r(Δl)を設定することで、プロセスによるCD変動(例えばローディング効果)の影響も、近接効果補正と同時に、実施の形態3の方式によって高い精度で補正できる。
FIG. 19 is a graph illustrating an example of a change of the coefficient p (Δl) of the nonlinear equation in the second embodiment with respect to Δl.
FIG. 20 is a graph showing an example of a change of the coefficient q (Δl) of the nonlinear equation in the second embodiment with respect to Δl.
FIG. 21 is a graph illustrating an example of a change of the coefficient r (Δl) of the nonlinear equation in the second embodiment with respect to Δl.
A dimension correction amount Δl caused by CD variation (for example, loading effect) due to the process is determined by an appropriate method for each region. Next, referring to the graphs of FIGS. 19 to 21, the values of the parameters p (Δl), q (Δl), and r (Δl) for proximity effect correction corresponding to the dimension correction amount Δl are also determined. As a result, since the nonlinear equation (31) of the proximity effect is obtained for each small region, for example, Equation (10-1), Equation (10-2), Equation (35) to Equation (37-) for each small region. Using 3), the nonlinear dose (32) is solved by iteration to find the optimum dose (corrected dose). Then, if drawing is performed while controlling the irradiation amount in accordance with the calculated corrected irradiation amount, a pattern whose dimension is corrected with respect to the CD variation (for example, loading effect) due to the process as well as the proximity effect is formed. Then, the formed pattern is matched with the design dimension through the process. In this way, by setting the coefficients p (Δl), q (Δl), and r (Δl) of the nonlinear equation (31) corresponding to the dimensional correction amount Δl for the CD variation (for example, loading effect) due to the process, it depends on the process. The influence of CD fluctuation (for example, loading effect) can be corrected with high accuracy by the method of Embodiment 3 simultaneously with the proximity effect correction.

実施の形態4.
実施の形態4では、実施の形態2で説明した非線形方程式(32)の解法よりも簡易な別の解法について説明する。実施の形態4における描画装置の構成は図1と同様である。また、以下に説明する以外の内容は、実施の形態2と同様である。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, another simpler solution than the solution of the nonlinear equation (32) described in the second embodiment will be described. The configuration of the drawing apparatus in the fourth embodiment is the same as that in FIG. The contents other than those described below are the same as those in the second embodiment.

この実施例では、r(Dl)が小さい場合について考えるものとし、r(Dl)を微小量として摂動法で式(42)の解を求める。簡単な例として、r(Dl)について1次までを考えることにして、解が次の式(44)のように表されるものとする。
(44) D(x)=D(x)+r(Dl)D(x)
すなわち、r(Dl)について2次以上の項、例えばr(Dl)やr(Dl)のような量は充分小さい量とみなしてゼロであると近似する。
式(44)を方程式(32)に代入し、r(Dl)について2次以上の項をゼロとすると、r(Dl)に関する0次の方程式として式(45−1)、及び、r(Dl)に関する1次の方程式として式(45−2)が得られる。
(45−1) p(Δl)D(x)
+q(Δl)∫D(x’)g(x−x’)dx’−1=0
(45−2) {1−2p(Δl)D(x)
―q(Δl)∫D(x’)g(x−x’)dx’}D(x)
―q(Δl)・D(x)・∫D(x’)g(x−x’)dx’
={∫D(x’)g(x−x’)dx’}
後述する方法によって、式(45−1)を解くことにより、D(x)の解を得ることができる。これによって、D(x)は既知に関数となるので、式(45−2)に含まれる未知の関数はD(x)のみであり、なおかつ方程式はD(x)について線形の方程式である。この方程式も以下で述べる方法によって解くことができる。
In this embodiment, the case where r (Dl) is small is considered, and the solution of equation (42) is obtained by the perturbation method with r (Dl) as a minute amount. As a simple example, let us consider up to the first order for r (Dl), and assume that the solution is expressed as the following equation (44).
(44) D (x) = D 0 (x) + r (Dl) D 1 (x)
That is, for r (Dl), terms higher than the second order, for example, r (Dl) 2 and r (Dl) 3 are regarded as sufficiently small amounts and approximated to be zero.
By substituting equation (44) into equation (32) and setting the second-order or higher term for r (Dl) to zero, equations (45-1) and r (Dl) are obtained as zero-order equations for r (Dl). Equation (45-2) is obtained as a linear equation relating to).
(45-1) p (Δl) D 0 (x)
+ Q (Δl) ∫D 0 (x ′) g (xx ′) dx′−1 = 0
(45-2) {1-2p (Δl) D 0 (x)
−q (Δl) lD 0 (x ′) g (xx ′) dx ′} D 1 (x)
−q (Δl) · D 0 (x) · ∫D 1 (x ′) g (xx ′) dx ′
= {∫D 0 (x ′) g (xx ′) dx ′} 2
A solution of D 0 (x) can be obtained by solving the equation (45-1) by a method described later. Thus, since D 0 (x) is a known function, the only unknown function included in equation (45-2) is D 1 (x), and the equation is a linear equation with respect to D 1 (x). It is. This equation can also be solved by the method described below.

次に、方程式(45−1)および(45−2)の数値解を求める方法について説明する。
式(45−1)も式(45−2)も以下の方程式(46)の特殊な場合である。
(46) s(x)f(x)+t(x)∫f(x’)g(x−x’)dx’
=u(x)
ここで、未知数はf(x)である。s(x)をp(Δl)で、t(x)をq(Δl)で、u(x)を1で、f(x)をD(x)で置き換えれば、式(46)は方程式(45−1)になる。よって、以下で示す解で、このような置き換えを行えば、式(45−1)の解が得られ、これを用いて数値計算すれば、式(45−1)の精度の高い数値解を求めることができる。
また、s(x)を以下の式(47)で、t(x)を―q(Δl)・D(x)で、u(x)を{∫D(x’)g(x−x’)dx’}で、f(x)をD(x)で置き換えれば、式(46)は方程式(45−2)になる。
(47) s(x)=1−2p(Δl)D(x)
―q(Δl)∫D(x’)g(x−x’)dx’
よって、以下で示す解で、このような置き換えを行えば、式(45−2)の解が得られ、これを用いて数値計算すれば、式(45−2)の精度の高い数値解を求めることができる。
積分方程式(46)の解、関数f(x)は、以下の式(48−1)及び式(48−2)によってイタレーションを行なうことで求めることができる。
(48−1) f(x)=lim f(x)(但し、n→∞)
(48−2) fn+1(x)=f(x)+tn+1(x)
Next, a method for obtaining numerical solutions of equations (45-1) and (45-2) will be described.
Both Equation (45-1) and Equation (45-2) are special cases of Equation (46) below.
(46) s (x) f (x) + t (x) ∫f (x ′) g (xx ′) dx ′
= U (x)
Here, the unknown is f (x). If s (x) is replaced by p (Δl), t (x) is replaced by q (Δl), u (x) is replaced by 1, and f (x) is replaced by D 0 (x), equation (46) is transformed into the equation (45-1). Therefore, if such replacement is performed with the solution shown below, the solution of Equation (45-1) is obtained, and if numerical calculation is performed using this, a highly accurate numerical solution of Equation (45-1) can be obtained. Can be sought.
Also, s (x) is the following equation (47), t (x) is -q (Δl) · D 0 (x), u (x) is {∫D 0 (x ′) g (x− If x ′) dx ′} 2 and f (x) is replaced with D 1 (x), then equation (46) becomes equation (45-2).
(47) s (x) = 1−2p (Δl) D 0 (x)
−q (Δl) ∫D 0 (x ′) g (xx ′) dx ′
Therefore, if such a replacement is performed with the solution shown below, the solution of Equation (45-2) is obtained, and if numerical calculation is performed using this, a highly accurate numerical solution of Equation (45-2) can be obtained. Can be sought.
The solution of the integral equation (46) and the function f (x) can be obtained by iterating according to the following equations (48-1) and (48-2).
(48-1) f (x) = lim f n (x) (where n → ∞)
(48-2) f n + 1 (x) = f n (x) + t n + 1 (x)

まず、最初の項f(x)は、以下の式(49)で求める。
(49) f(x)=u(x)/{s(x)+t(x)∫g(x−x’)dx’}
(x)まで求められた後は、式(48−2)に示すように、tn+1(x)を求めてこれをf(x)に加算することによってfn+1(x)を求めるが、このtn+1(x)は次の式(50)で求める。
(50)tn+1(x)=―en+1(x)/{s(x)
+t(x)∫g(x−x’)dx’}
ただし、en+1(x)は次の式(51)で表される。
(51) en+1(x)=f(x)s(x)
+t(x)∫f(x’)g(x−x’)dx’―u(x)
First, the first term f 0 (x) is obtained by the following equation (49).
(49) f 0 (x) = u (x) / {s (x) + t (x) ∫g (xx ′) dx ′}
After being determined to f n (x), as shown in Equation (48-2) to obtain the f n + 1 (x) and by adding the seeking t n + 1 (x) to f n (x) However, this t n + 1 (x) is obtained by the following equation (50).
(50) t n + 1 (x) = − e n + 1 (x) / {s (x)
+ T (x) ∫g (xx ′) dx ′}
However, e n + 1 (x) is expressed by the following equation (51).
(51) e n + 1 (x) = f n (x) s (x)
+ T (x) ∫f n (x ′) g (xx ′) dx′−u (x)

以上のようにして、関数D(x)とD(x)とを求め、このふたつから式(44)によって、式(32)の解D(x)を得ることができる。実施の形態4によれば、実施の形態2で示した解法よりも簡易な解法で補正照射量を得ることができる。 As described above, the functions D 0 (x) and D 1 (x) are obtained, and the solution D (x) of the equation (32) can be obtained from the two by the equation (44). According to the fourth embodiment, the corrected dose can be obtained with a simpler solution than the solution shown in the second embodiment.

以上の説明において、「〜部」或いは「〜工程」と記載したものの処理内容或いは動作内容は、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、FD、或いはROM(リードオンリメモリ)等の記録媒体に記録される。例えば、磁気ディスク装置146に記録される。   In the above description, the processing content or operation content described as “˜part” or “˜process” can be configured by a program operable by a computer. Or you may make it implement by not only the program used as software but the combination of hardware and software. Alternatively, a combination with firmware may be used. When configured by a program, the program is recorded on a recording medium such as a magnetic disk device, a magnetic tape device, an FD, or a ROM (Read Only Memory). For example, it is recorded on the magnetic disk device 146.

また、図1において、制御計算機ユニット110は、さらに、図示していないバスを介して、記憶装置の一例となるRAM(ランダムアクセスメモリ)、ROM、磁気ディスク(HD)装置、入力手段の一例となるキーボード(K/B)、マウス、出力手段の一例となるモニタ、プリンタ、或いは、入力出力手段の一例となる外部インターフェース(I/F)、FD、DVD、CD等に接続されていても構わない。   In FIG. 1, the control computer unit 110 further includes an example of a storage device such as a RAM (random access memory), a ROM, a magnetic disk (HD) device, and an input unit via a bus (not shown). Connected to a keyboard (K / B), mouse, monitor as an example of output means, printer, or external interface (I / F) as an example of input output means, FD, DVD, CD, etc. Absent.

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。例えば、かかる近接効果補正の手法は、光リソグラフィにおける補正においても応用が可能である。   The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, such a proximity effect correction method can be applied to correction in optical lithography.

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。   In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used. For example, although the description of the control unit configuration for controlling the drawing apparatus 100 is omitted, it goes without saying that the required control unit configuration is appropriately selected and used.

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、及び荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。   In addition, all charged particle beam writing apparatuses and charged particle beam writing methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

実施の形態1における描画方法のフローチャートの要部を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a main part of a flowchart of a drawing method according to Embodiment 1. 実施の形態1におけるレジストに蓄積する電子ビームによる前方散乱エネルギーと後方散乱エネルギーの分布の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of a distribution of forward scattering energy and back scattering energy by an electron beam accumulated in a resist in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における試料101上のレジストの現像の進み方の一例を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing an example of how to proceed with development of a resist on a sample 101 in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるレジストに蓄積する電子ビームによる前方散乱エネルギーと後方散乱エネルギーの分布の他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of the distribution of forward scattered energy and back scattered energy by the electron beam accumulated in the resist in the first embodiment. 実施の形態1における方程式で照射量を決定した場合と従来の閾値モデルで照射量を決定した場合と実験による最適照射量とのずれの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shift | offset | difference with the case where the irradiation amount is determined with the equation in Embodiment 1, the case where the irradiation amount is determined with the conventional threshold model, and the optimum irradiation amount by experiment. 実施の形態1におけるパターン寸法と近接効果補正係数とパターン密度との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship among pattern dimensions, proximity effect correction coefficients, and pattern density in the first embodiment. 実施の形態1における描画方法のフローチャートの要部を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a main part of a flowchart of a drawing method according to Embodiment 1. 実施の形態1における並列処理の方法を説明するための概念図である。3 is a conceptual diagram for explaining a parallel processing method in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における近接効果補正を計算する領域の範囲を示す概念図である。6 is a conceptual diagram illustrating a range of a region for calculating proximity effect correction according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるメッシュ領域を示す図である。3 is a diagram showing a mesh area in the first embodiment. FIG. 実施の形態1における照射量の補間の手法を説明するための概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a method of dose interpolation in the first embodiment. 実施の形態2における補正された照射量とパブコビッチの解に基づく補正照射量とを比較したグラフである。It is the graph which compared the corrected irradiation amount in Embodiment 2, and the correction irradiation amount based on the solution of Pubkovic. パブコビッチの解に基づく補正照射量の寸法誤差を示すグラフである。It is a graph which shows the dimensional error of the correction | amendment dose based on the solution of Pubcovic. 実施の形態2における手法での補正精度を見積もるための評価パターンの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of an evaluation pattern for estimating the correction accuracy by the method in the second embodiment. 図14の評価パターンを用いて、実施の形態2における補正された照射量としきい値モデルの近似式に基づく補正照射量とを比較したグラフである。It is the graph which compared the corrected irradiation amount in Embodiment 2 and the correction irradiation amount based on the approximate expression of a threshold value model using the evaluation pattern of FIG. 図14の評価パターンを用いて、従来のしきい値モデルの近似式を利用した場合の補正誤差の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the correction | amendment error at the time of utilizing the approximate expression of the conventional threshold value model using the evaluation pattern of FIG. 図14の評価パターンを用いて、実施の形態2における非線形方程式を利用した場合の補正誤差の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the correction | amendment error at the time of utilizing the nonlinear equation in Embodiment 2 using the evaluation pattern of FIG. 図14の評価パターンを用いて、実施の形態2における非線形方程式を利用した場合の補正誤差の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the correction | amendment error at the time of utilizing the nonlinear equation in Embodiment 2 using the evaluation pattern of FIG. 実施の形態3における非線形方程式の係数p(Δl)のΔlに対する変化の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of a change of a coefficient p (Δl) of a nonlinear equation in Embodiment 3 with respect to Δl. 実施の形態3における非線形方程式の係数q(Δl)のΔlに対する変化の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of a change of a coefficient q (Δl) of a nonlinear equation in Embodiment 3 with respect to Δl. 実施の形態3における非線形方程式の係数r(Δl)のΔlに対する変化の一例を示すグラフである。10 is a graph illustrating an example of a change of a coefficient r (Δl) of a nonlinear equation in Embodiment 3 with respect to Δl. 従来の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。It is a conceptual diagram for demonstrating operation | movement of the conventional variable shaping type | mold electron beam drawing apparatus. 従来の閾値モデルとパターン寸法との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the conventional threshold value model and pattern dimension. 従来の閾値モデルで照射量を決定した場合と実験による最適照射量とのずれの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shift | offset | difference with the case where the irradiation amount is determined with the conventional threshold value model, and the optimal irradiation amount by experiment.

符号の説明Explanation of symbols

10,20 最大値
12 前方散乱エネルギー分布
22 後方散乱エネルギー分布
30,32 ストライプ領域
34 メッシュ領域
40,50 図形
42 中心
52 位置
61 評価パターン
62,64 小領域
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 制御計算機ユニット
111 メモリ
112 照射量計算部
114 転送部
116 描画データ処理部
118,119 バッファメモリ
120 偏向制御回路
140,142 磁気ディスク装置
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
205,208 偏向器
206,420 第2のアパーチャ
207 対物レンズ
212 BLK偏向器
214 BLK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
10, 20 Maximum value 12 Forward scattering energy distribution 22 Back scattering energy distribution 30, 32 Stripe area 34 Mesh area 40, 50 Figure 42 Center 52 Position 61 Evaluation pattern 62, 64 Small area 100 Drawing apparatus 101, 340 Sample 102 Electron tube 103 Drawing room 105 XY stage 110 Control computer unit 111 Memory 112 Irradiation amount calculation unit 114 Transfer unit 116 Drawing data processing unit 118, 119 Buffer memory 120 Deflection control circuit 140, 142 Magnetic disk device 150 Drawing unit 160 Control unit 200 Electron beam 201 Electron gun 202 Illumination lens 203, 410 First aperture 204 Projection lens 205, 208 Deflector 206, 420 Second aperture 207 Objective lens 212 BLK deflector 214 BLK aperture 330 Electron beam 11 opening 421 shaped opening 430 a charged particle source

Claims (3)

照射量を未知数とする、前記照射量の2次以上の項をもつ多項式で定義される、前記照射量に関して非線形な、荷電粒子ビームの後方散乱による蓄積エネルギーの方程式を解いて前記照射量を求める工程と、
求めた照射量で前記荷電粒子ビームを照射して、試料にパターンを描画する工程と、
を備え、
パターン密度と照射量との相関関係を予め実験により求め、
前記方程式は、前記相関関係に沿うように各項のパラメータが定義されることを特徴とする描画方法。
The dose is determined by solving an equation of accumulated energy due to backscattering of the charged particle beam, which is defined by a polynomial having a second-order or higher-order term of the dose, with the dose being unknown. Process,
Irradiating the charged particle beam with the determined irradiation amount and drawing a pattern on the sample;
With
The correlation between the pattern density and the dose is obtained in advance by experiments,
In the drawing method, a parameter of each term is defined so that the equation follows the correlation.
所定のパターン密度で図形を繰り返し並べた評価パターンを、照射量を可変にしてそれぞれ描画した際に所望の設計寸法が得られた照射量を前記所定のパターン密度との前記相関関係とすることを特徴とする請求項1記載の描画方法。   When the evaluation pattern in which figures are repeatedly arranged at a predetermined pattern density is drawn with variable irradiation doses, the irradiation dose at which a desired design dimension is obtained is set as the correlation with the predetermined pattern density. The drawing method according to claim 1, wherein: 予め実験により求めたパターン密度と照射量との相関関係に沿うように各項のパラメータが定義される方程式であって、照射量を未知数とする、前記照射量の2次以上の項をもつ多項式で定義される、前記照射量に関して非線形な、荷電粒子ビームの後方散乱による蓄積エネルギーの前記方程式を解いて前記照射量を求める演算部と、
求めた照射量で前記荷電粒子ビームを照射して、試料にパターンを描画する描画部と、
を備えことを特徴とする描画装置。
An equation in which the parameters of each term are defined so as to follow the correlation between the pattern density and the dose obtained in advance by experiments, and the polynomial having a second or higher order term of the dose with the dose as an unknown and in defined, non-linear with respect to the dose, by solving the equation of accumulated energy due to backscattering of charged particle beam determine the dose calculation unit,
A drawing unit that irradiates the charged particle beam with the obtained irradiation amount and draws a pattern on the sample;
Drawing apparatus comprising the.
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