JP5731257B2 - Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method - Google Patents
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Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、電子線描画において、マスクプロセスに起因するパターンの寸法変動を補正する手法に関する。 The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a charged particle beam drawing method, and more particularly, to a technique for correcting pattern dimension variations caused by a mask process in electron beam drawing.
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18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。第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形開口421との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式(VSB方式)という。
FIG. 18 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
電子ビーム描画では、より高精度な試料面内、例えばマスク面内の線幅均一性が求められている。ここで、かかる電子ビーム描画では、電子ビームをレジストが塗布されたマスクに照射して回路パターンを描画する場合、電子ビームがレジスト層を透過してその下の層に達し、再度レジスト層に再入射する後方散乱による近接効果と呼ばれる現象が生じてしまう。これにより、描画の際、所望する寸法からずれた寸法に描画されてしまう寸法変動が生じてしまう。しかしながら、近接効果以外にも、マスク製造に関わるプロセスに起因する寸法変動が生じることがわかっている。所謂、マスクプロセス効果と呼ばれる現象が生じてしまう。そのため、従来、マスクプロセス効果を補正するために、マスクプロセス効果を大変に計算量の多いモデル式にてモデル化し、補正量を求めていた(例えば、非特許文献1参照)。かかるモデルでの計算時間は、長時間を要し、さらに、一般にかかるマスクプロセス補正(MPC)用のソフトウェアは高価であるといった問題があった。 In electron beam drawing, line width uniformity within a sample surface, for example, a mask surface, with higher accuracy is required. Here, in such electron beam drawing, when a circuit pattern is drawn by irradiating a resist-coated mask with an electron beam, the electron beam passes through the resist layer and reaches the layer below it, and then reappears on the resist layer again. A phenomenon called a proximity effect due to incident backscattering occurs. Thereby, at the time of drawing, the dimension fluctuation | variation which will be drawn in the dimension shifted | deviated from the desired dimension will arise. However, in addition to the proximity effect, it has been found that dimensional variations due to processes related to mask manufacturing occur. A so-called phenomenon called a mask process effect occurs. For this reason, conventionally, in order to correct the mask process effect, the mask process effect is modeled by a model formula having a very large calculation amount to obtain a correction amount (see, for example, Non-Patent Document 1). The calculation time in such a model requires a long time, and the mask process correction (MPC) software is generally expensive.
また、一般に、シリコンウェハへ所望するパターンを転写する際には、そのままのパターンをマスク上に形成するのではなく、転写する際の光近接効果による寸法変動を補正するための近接効果補正(OPC)を行なっている。また、半導体装置を製造するユーザ側では、一般的に、ウェハ製造部門とマスク製造部門に組織が別れ、上述したOPCはウェハ製造部門が行い、MPCはマスク製造部門がそのモデルのパラメータを求めていた。かかる組織が異なることが、MPCを半導体装置の生産へ適用する阻害要因にもなっていた。一方、マスク製造を他社(他のユーザ)が行うマスクショップの場合には、ウェハ製造部門は、マスクショップの顧客側にあるため、情報流通を含めてさらにMPCを困難にしてしまうといった問題もあった。 In general, when a desired pattern is transferred to a silicon wafer, the pattern is not directly formed on the mask, but proximity effect correction (OPC) for correcting a dimensional variation due to the optical proximity effect at the time of transfer. ). In addition, on the user side that manufactures semiconductor devices, the organization is generally divided into a wafer manufacturing department and a mask manufacturing department. The OPC described above is performed by the wafer manufacturing department, and the MPC mask parameters are obtained by the mask manufacturing department. It was. This difference in organization has also been an obstacle to applying MPC to the production of semiconductor devices. On the other hand, in the case of a mask shop where another company (another user) manufactures the mask, the wafer manufacturing department is on the customer side of the mask shop, so that there is a problem that MPC becomes more difficult including information distribution. It was.
図19は、設計パターンとOPC後のパターンとOPC及びMPC後のパターンとの一例を示す図である。マスクの仕上がり寸法は、OPC後のパターンになるのに対して、マスクにパターンを描画する際の寸法は、OPC及びMPC後のパターンになるため、入力イメージと仕上がりイメージが異なってしまう。製造されたマスクは、マスク検査装置でパターンの欠陥の有無が検査されるが、入力イメージと仕上がりイメージが異なるため、欠陥の有無の判定が複雑になってしまうといった問題があった。例えば、OPC及びMPC後のパターンのイメージとマスクの仕上がりイメージとで比較する際には、比較する際にイメージ変換等が必要となってしまう。また、OPC及びMPC後のマスクから製造されるウェハ上でのパターンのシミュレーションイメージと実際のウェハ上でのパターンイメージとで比較する際には、比較する際にシミュレーション等が必要となってしまう。また、マスクの仕上がりパターンのパターンデータを用いて検査する際には、マスク描画用のOPC及びMPC後のパターンデータとマスクの仕上がりパターンのパターンデータとを別に用意する必要が生じてしまう。以上のように、製造されたマスクを検査する際に合格の可否の判定が複雑になってしまうといった問題があった。 FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a design pattern, a pattern after OPC, and a pattern after OPC and MPC. The finished dimension of the mask is a pattern after OPC, whereas the dimension when the pattern is drawn on the mask is the pattern after OPC and MPC, so that the input image and the finished image are different. The manufactured mask is inspected for the presence or absence of pattern defects by a mask inspection apparatus. However, since the input image and the finished image are different, there is a problem that the determination of the presence or absence of defects becomes complicated. For example, when comparing the pattern image after OPC and MPC with the finished image of the mask, image conversion or the like is required for the comparison. In addition, when comparing a simulation image of a pattern on a wafer manufactured from a mask after OPC and MPC with a pattern image on an actual wafer, a simulation or the like is required for the comparison. Further, when inspecting using the pattern data of the finished pattern of the mask, it is necessary to prepare the pattern data after the OPC and MPC for mask drawing and the pattern data of the finished pattern of the mask. As described above, there has been a problem that the determination of whether or not the test is acceptable becomes complicated when the manufactured mask is inspected.
さらに、描画装置に入力するパターンデータは、MPC後であって描画装置へ入力される前に、所望するパターンを、描画装置や描画装置で実施する描画プロセスに依存した長方形や三角形の複数の図形に分割されて、各図形のパターンデータがそれぞれ定義された描画データが生成される(フラクチャ処理)。上述したMPCは描画装置やプロセスに依存するため、生成された描画データは、他の描画装置で使用することが困難になってしまうといった問題があった。 Furthermore, the pattern data to be input to the drawing apparatus is a plurality of rectangles and triangles depending on the drawing process performed by the drawing apparatus or the drawing apparatus after the MPC and before being input to the drawing apparatus. In this way, drawing data in which the pattern data of each figure is defined is generated (fracture processing). Since the MPC described above depends on the drawing apparatus and process, there is a problem that it becomes difficult to use the generated drawing data in other drawing apparatuses.
上述したように、従来のMPCは、計算時間が長時間を要し、さらに、一般にかかるマスクプロセス補正(MPC)用のソフトウェアは高価であるといった問題があった。さらに、OPCを行う部門とMPCのパラメータを求める部門とで組織が異なるため、MPCを半導体装置の生産へ適用する阻害要因にもなっていた。さらに、マスクショップの場合には、ウェハ製造部門は、マスクショップの顧客側にあるため、情報流通を含めてさらにMPCを困難にしてしまうといった問題もあった。さらに、従来のMPCの仕方で生成された描画データは、他の描画装置で使用することが困難になってしまうといった問題があった。 As described above, the conventional MPC has a problem that it takes a long time to calculate, and the mask process correction (MPC) software is generally expensive. Furthermore, since the organization differs between the department that performs OPC and the department that calculates the parameters of MPC, it has also become an impediment to applying MPC to the production of semiconductor devices. Further, in the case of a mask shop, since the wafer manufacturing department is on the customer side of the mask shop, there has been a problem that MPC becomes more difficult including information distribution. Furthermore, the drawing data generated by the conventional MPC method has a problem that it becomes difficult to use it with other drawing apparatuses.
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、より簡易に寸法変動補正を行うことが可能な装置および方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method that can overcome the above-described problems and can perform dimensional variation correction more easily.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
複数の図形をつなぎ合わせたパターンを構成する図形毎に、基準位置の座標とx方向の図形サイズとy方向の図形サイズと補正方向とが定義された各図形データを記憶する記憶部と、
当該図形データが示す前記補正方向についての当該図形の幅寸法を演算する幅寸法演算部と、
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する面積密度演算部と、
幅寸法を補正する補正係数を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する補正係数演算部と、
図形を描画するための荷電粒子ビームの第1の照射量を演算する第1の照射量演算部と、
第1の照射量に前記補正係数を乗じた第2の照射量を演算する第2の照射量演算部と、
第2の照射量の荷電粒子ビームを用いて、試料に図形を描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
A charged particle beam drawing apparatus according to one embodiment of the present invention includes:
A storage unit for storing each graphic data in which a coordinate of a reference position, a graphic size in the x direction, a graphic size in the y direction, and a correction direction are defined for each graphic forming a pattern in which a plurality of graphics are connected;
A width dimension calculation unit that calculates the width dimension of the figure in the correction direction indicated by the figure data;
An area density calculation unit that calculates a pattern density of a mesh area in which a figure is arranged among a plurality of mesh areas virtually divided by a predetermined size,
A correction coefficient calculating unit for calculating by using the function obtained by experiment a correction coefficient for correcting the width for inputting the pattern density and the width as a parameter,
A first dose calculator for calculating a first dose of a charged particle beam for drawing a figure;
A second dose calculation unit for calculating a second dose obtained by multiplying the first dose by the correction coefficient;
A drawing unit for drawing a figure on a sample using a charged particle beam of a second dose;
It is provided with.
本発明の他の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
複数の図形をつなぎ合わせたパターンを構成する図形毎に、基準位置の座標とx方向の図形サイズとy方向の図形サイズと補正方向における図形の幅寸法とが定義された各図形データを記憶する記憶部と、
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する面積密度演算部と、
幅寸法を補正する補正係数を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する補正係数演算部と、
図形を描画するための荷電粒子ビームの第1の照射量を演算する第1の照射量演算部と、
第1の照射量に補正係数を乗じた第2の照射量を演算する第2の照射量演算部と、
第2の照射量の荷電粒子ビームを用いて、試料に図形を描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
A charged particle beam drawing apparatus according to another aspect of the present invention is provided.
Each figure data in which coordinates of a reference position, a figure size in the x direction, a figure size in the y direction, and a width dimension of the figure in the correction direction are defined is stored for each figure constituting a pattern obtained by connecting a plurality of figures. A storage unit;
An area density calculation unit that calculates a pattern density of a mesh area in which a figure is arranged among a plurality of mesh areas virtually divided by a predetermined size,
A correction coefficient calculating unit for calculating by using the function obtained by experiment a correction coefficient for correcting the width for inputting the pattern density and the width as a parameter,
A first dose calculator for calculating a first dose of a charged particle beam for drawing a figure;
A second dose calculator for calculating a second dose obtained by multiplying the first dose by a correction coefficient;
A drawing unit for drawing a figure on a sample using a charged particle beam of a second dose;
It is provided with.
本発明の他の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
複数の図形をつなぎ合わせたパターンを構成する図形毎に、基準位置の座標とx方向の図形サイズとy方向の図形サイズと補正方向とが定義された各図形データを記憶する記憶部と、
当該図形データが示す補正方向についての当該図形の幅寸法を演算する幅寸法演算部と、
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する面積密度演算部と、
幅寸法を補正する補正量を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する補正量演算部と、
図形について、幅寸法を補正量でリサイズするリサイズ処理部と、
荷電粒子ビームを用いて、試料にリサイズされた図形を描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
A charged particle beam drawing apparatus according to another aspect of the present invention is provided.
A storage unit for storing each graphic data in which a coordinate of a reference position, a graphic size in the x direction, a graphic size in the y direction, and a correction direction are defined for each graphic forming a pattern in which a plurality of graphics are connected;
A width dimension calculation unit for calculating the width dimension of the figure in the correction direction indicated by the figure data;
An area density calculation unit that calculates a pattern density of a mesh area in which a figure is arranged among a plurality of mesh areas virtually divided by a predetermined size,
A correction amount calculator for calculating by inputting the pattern density and the width by using a function obtained by experiment a correction amount for correcting the width as a parameter,
For a figure, a resize processing unit that resizes the width dimension with a correction amount;
A drawing unit that draws a resized figure on the sample using a charged particle beam;
It is provided with.
本発明の他の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
複数の図形をつなぎ合わせたパターンを構成する図形毎に、基準位置の座標とx方向の図形サイズとy方向の図形サイズと補正方向における図形の幅寸法とが定義された各図形データを記憶する記憶部と、
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する面積密度演算部と、
幅寸法を補正する補正量を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する補正量演算部と、
図形について、幅寸法を補正量でリサイズするリサイズ処理部と、
荷電粒子ビームを用いて、試料にリサイズされた図形を描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
A charged particle beam drawing apparatus according to another aspect of the present invention is provided.
Each figure data in which coordinates of a reference position, a figure size in the x direction, a figure size in the y direction, and a width dimension of the figure in the correction direction are defined is stored for each figure constituting a pattern obtained by connecting a plurality of figures. A storage unit;
An area density calculation unit that calculates a pattern density of a mesh area in which a figure is arranged among a plurality of mesh areas virtually divided by a predetermined size,
A correction amount calculator for calculating by inputting the pattern density and the width by using a function obtained by experiment a correction amount for correcting the width as a parameter,
For a figure, a resize processing unit that resizes the width dimension with a correction amount;
A drawing unit that draws a resized figure on the sample using a charged particle beam;
It is provided with.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
複数の図形をつなぎ合わせたパターンを構成する図形毎に基準位置の座標とx方向の図形サイズとy方向の図形サイズと補正方向とが定義された各図形データを記憶する記憶装置から、各図形データを読み出し、当該図形データが示す補正方向についての当該図形の幅寸法を演算する工程と、
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する工程と、
幅寸法を補正する補正係数を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する工程と、
図形を描画するための荷電粒子ビームの第1の照射量を演算する工程と、
第1の照射量に補正係数を乗じた第2の照射量を演算する工程と、
第2の照射量の荷電粒子ビームを用いて、試料に図形を描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
The charged particle beam drawing method of one embodiment of the present invention includes:
Each figure is stored from a storage device that stores figure data in which the coordinates of the reference position, the figure size in the x direction, the figure size in the y direction, and the correction direction are defined for each figure constituting a pattern in which a plurality of figures are connected. Reading the data and calculating the width dimension of the figure in the correction direction indicated by the figure data;
A step of calculating a pattern density of a mesh region in which a figure is arranged among a plurality of mesh regions virtually divided by a predetermined size in a drawing region;
A step of calculating a correction coefficient for correcting the width dimension by inputting the width dimension and the pattern density as parameters using a function obtained in advance by experiment ;
Calculating a first dose of a charged particle beam for drawing a figure;
Calculating a second dose by multiplying the first dose by a correction factor;
Drawing a figure on a sample using a charged particle beam of a second dose;
It is provided with.
本発明の一態様によれば、より簡易に寸法変動補正を行うことができる。さらに、描画装置内で補正計算を行なうことができる。よって、ユーザ側の製造部門の違いによる補正適用の困難性を回避できる。その結果、高精度な描画ができる。 According to one embodiment of the present invention, dimensional variation correction can be performed more easily. Furthermore, correction calculation can be performed in the drawing apparatus. Therefore, it is possible to avoid the difficulty of applying correction due to the difference in the manufacturing department on the user side. As a result, highly accurate drawing can be performed.
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。 Hereinafter, in the 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 a beam using charged particles such as an ion beam may be used. Further, a variable shaping type drawing apparatus will be described as an example of the charged particle beam apparatus.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1における描画装置の構成を示す概念図である。図1において、描画装置100は、描画部150と制御部160を備えている。描画装置100は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型(VSB型)の描画装置の一例である。描画部150は、電子鏡筒102と描画室103を備えている。電子鏡筒102内には、電子銃201、照明レンズ202、ブランキング偏向器(ブランカー)212、ブランキングアパーチャ214、第1の成形アパーチャ203、投影レンズ204、偏向器205、第2の成形アパーチャ206、対物レンズ207、主偏向器208及び副偏向器209が配置されている。描画室103内には、少なくともXY方向に移動可能な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には、半導体装置を製造するための露光用のマスクが含まれる。マスクにはマスクブランクスが含まれる。そして、試料101上には、レジストが塗布されている。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the
制御部160は、制御計算機110、メモリ112、偏向制御回路120、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140,142,144,148を有している。制御計算機110、メモリ112、偏向制御回路120、及び記憶装置140,142,144,148は、図示しないバスを介して互いに接続されている。
The
制御計算機110内には、ショット分割部50、ショット図形データ生成部52、照射量演算部54、パターン密度算出部60、及びドーズ補正係数算出部64が配置されている。ショット分割部50、ショット図形データ生成部52、照射量演算部54、パターン密度算出部60、及びドーズ補正係数算出部64といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機110に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ112に記憶される。
In the
偏向制御回路120内には、照射量補正部70(第2の照射量演算部)、及び偏向量演算部72が配置される。照射量補正部70及び偏向量演算部72といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。偏向制御回路120に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリに記憶される。
In the
記憶装置140には、複数の図形をつなぎ合わせたパターンを構成する図形毎に、図形コードと基準位置の座標とx方向の図形サイズとy方向の図形サイズと補正方向における図形の線幅寸法wとが定義された各図形データによる描画データが外部より入力され、格納されている。ここでは、上述したように、OPC後のパターンをフラクチャ処理を行って、パターンを複数の図形に分解していることは言うまでもない。
The
ここで、図1では、実施の形態1を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、ここでは主副2段の主偏向器208および副偏向器209を用いているが、1段或いは3段以上の偏向器を用いても構わない。また、偏向制御回路130からは、図示しない各DACを介して、ブランキング偏向器212、偏向器205、主偏向器208、及び副偏向器209に接続される。
Here, FIG. 1 shows a configuration necessary for explaining the first embodiment. The
図2は、実施の形態1におけるMPC補正の有無におけるパターン寸法の変動の様子を示すグラフの一例である。図2において、縦軸は寸法変動量(寸法誤差)、横軸はパターンの線幅寸法を示す。近接効果補正とMPC(マスクプロセス補正)を行った場合には、図2に示すように、パターン密度DML(パターン面積密度)に関わらず、寸法変動量がほぼゼロになるように補正できている。これに対して、仮に近接効果補正をおこなった場合でも、MPCを行わない場合、図2に示すように、パターンの線幅寸法が400nmよりも細くなってくると、パターン密度DMLに依存した寸法誤差が生じてしまう。特に、200nm以下では、パターン密度DMLに依存してその寸法変動量が大きく異なってしまう。このように、MPCは、線幅寸法wとパターン密度DMLに依存させることが重要であることを見出した。 FIG. 2 is an example of a graph showing how the pattern dimension fluctuates with and without MPC correction in the first embodiment. In FIG. 2, the vertical axis represents the amount of dimensional variation (dimensional error), and the horizontal axis represents the line width dimension of the pattern. When proximity effect correction and MPC (mask process correction) are performed, the dimensional variation amount can be corrected to almost zero regardless of the pattern density D ML (pattern area density) as shown in FIG. Yes. On the other hand, even if proximity effect correction is performed, if MPC is not performed, as shown in FIG. 2, when the line width dimension of the pattern becomes thinner than 400 nm, it depends on the pattern density D ML . A dimensional error will occur. In particular, at 200 nm or less, the amount of dimensional variation varies greatly depending on the pattern density DML . Thus, it has been found that MPC is important to depend on the line width dimension w and the pattern density D ML .
図3は、実施の形態1における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図3において、実施の形態1における描画方法は、ショット分割工程(S102)と、ショット図形データ生成工程(S104)と、パターン密度算出工程(S110)と、ドーズ補正係数算出工程(S114)と、照射量演算工程(S114)と、照射量補正工程(S120)と、偏向量演算工程(S122)と、描画工程(S124)という一連の工程を実施する。 FIG. 3 is a flowchart showing main steps of the drawing method according to the first embodiment. In FIG. 3, the drawing method according to the first embodiment includes a shot division step (S102), a shot figure data generation step (S104), a pattern density calculation step (S110), a dose correction coefficient calculation step (S114), A series of steps of an irradiation amount calculation step (S114), an irradiation amount correction step (S120), a deflection amount calculation step (S122), and a drawing step (S124) are performed.
実施の形態1では、図形の幅寸法wとパターン密度DMLをパラメータとした簡易モデルを設定する。簡易モデルは、ドーズ割合C(補正ドーズ量)と、幅寸法wと、パターン密度DMLを可変にして、ドーズ補正係数fを求める。ドーズ補正係数fは、以下の関係式(1)を満たすように定義する。
(1) C=f(w,DML)
In the first embodiment, a simple model is set using the figure width dimension w and the pattern density D ML as parameters. In the simple model, the dose correction coefficient f is obtained by changing the dose ratio C (corrected dose amount), the width dimension w, and the pattern density DML . The dose correction coefficient f is defined so as to satisfy the following relational expression (1).
(1) C = f (w, D ML )
図4は、実施の形態1におけるテストパターンの一例を示す図である。図4において、パターン密度DML=DML1,DML2,DML3の線幅寸法w1の評価パターン10を本来のドーズ量(電子ビームによる近接効果補正済みのドーズ量が好適である)のドーズ割合Cを振って遮光膜上にレジストが塗布されたテスト基板に描画する。例えば、DML1≒0(実質0%),DML2=0.5(50%),DML3=1(100%)とし、各パターン密度DMLにて、ドーズ割合C=0.98(98%),1(100%),1.02(102%)のドーズ量で評価パターン10を描画する。そして、描画されたテスト基板を現像、およびエッチングして得られた遮光膜パターンの寸法を測定する。そして、w=w1の他に、w=w2,w3・・・と線幅寸法wを振って、同様に、DML1≒0(実質0%),DML2=0.5(50%),DML3=1(100%)とし、各パターン密度DMLにて、ドーズ割合C=0.98(98%),1(100%),1.02(102%)のドーズ量で評価パターン10を描画する。そして、それぞれ描画されたテスト基板を現像、およびエッチングして得られた遮光膜パターンの寸法を測定する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a test pattern in the first embodiment. In FIG. 4, the
図5は、実施の形態1における線幅寸法とパターン密度と補正ドーズ量の相関関係を示すグラフの一例である。図5では、上述したように、ドーズ割合C(補正ドーズ量)と、幅寸法wと、パターン密度DMLを可変にして、実験した結果得られた、マスクプロセスに起因したパターンの寸法変動が補正されたドーズ割合C(補正ドーズ量)と、幅寸法wと、パターン密度DMLの組の一例を示している。 FIG. 5 is an example of a graph showing the correlation among the line width dimension, the pattern density, and the correction dose amount in the first embodiment. In FIG. 5, as described above, pattern dimensional variations caused by the mask process obtained as a result of experiments with the dose ratio C (corrected dose amount), the width dimension w, and the pattern density D ML being variable are shown. An example of a set of a corrected dose ratio C (corrected dose amount), a width dimension w, and a pattern density DML is shown.
図6は、実施の形態1における線幅寸法とパターン密度と補正ドーズ量の相関関係を示すグラフの他の一例である。図6では、上述したように、ドーズ割合C(補正ドーズ量)と、幅寸法wと、パターン密度DMLを可変にして、実験した結果得られた、マスクプロセスに起因したパターンの寸法変動が補正されたドーズ割合C(補正ドーズ量)と、幅寸法wと、パターン密度DMLの複数の組を示している。そして、かかる複数の組でそれぞれ式(1)を満たすドーズ補正係数f(w,DML)の関数をフィッティングにより算出する。以上の実験による関数f(w,DML)を描画開始前に前処理として行なっておく。そして、得られた関数f(w,DML)のパラメータを記憶装置148に外部より入力し、記憶する。これにより、w,DMLを描画装置内で関数f(w,DML)に入力することで、MPC用のドーズ補正係数fが簡易にかつ短時間で演算できる。
FIG. 6 is another example of the graph showing the correlation among the line width dimension, the pattern density, and the correction dose amount in the first embodiment. In FIG. 6, as described above, the pattern dimensional variation due to the mask process obtained as a result of the experiment with the dose ratio C (corrected dose amount), the width dimension w, and the pattern density D ML being variable is shown. A plurality of sets of corrected dose ratio C (corrected dose amount), width dimension w, and pattern density D ML are shown. Then, a function of the dose correction coefficient f (w, D ML ) satisfying the formula (1) is calculated by fitting using the plurality of sets. The function f (w, D ML ) based on the above experiment is performed as a pre-process before drawing starts. Then, the parameters of the obtained function f (w, D ML ) are input from the outside to the
ショット分割工程(S102)として、ショット分割部50は、描画データを入力し、描画データに定義された各図形をショット図形に分割する。描画装置100で図形パターンを描画するためには、1回のビームのショットで照射できるサイズに描画データに定義された各図形パターンを分割する必要がある。そこで、ショット分割部50は、は、描画データが示す図形パターンを1回のビームのショットで照射できるサイズに分割する。
As the shot division step (S102), the
ショット図形データ生成工程(S104)として、ショット図形データ生成部52は、描画データを複数段のデータ変換処理を行って、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種(図形コード)、図形サイズ、及び照射位置(座標)が定義される。ショットデータは、記憶装置142に出力され、記憶される。
As the shot figure data generation step (S104), the shot figure
一方、ショット分割工程(S102)やショット図形データ生成工程(S104)と並行して、パターン密度算出工程(S110)と、ドーズ補正係数算出工程(S114)と、照射量演算工程(S114)とを行う。ここでは、一例として並列処理を行なうが、直列に各工程を実施しても構わない。 On the other hand, in parallel with the shot division step (S102) and the shot figure data generation step (S104), the pattern density calculation step (S110), the dose correction coefficient calculation step (S114), and the dose calculation step (S114). Do. Here, parallel processing is performed as an example, but each step may be performed in series.
パターン密度算出工程(S110)として、パターン密度算出部60は、描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、各図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度DMLを演算する。パターン密度算出部60は、面積密度演算部の一例である。
As the pattern density calculation step (S110), the pattern
図7は、実施の形態1におけるメッシュ領域の一例を示す図である。図7において、MPCを行う際には、例えば、マイクロローディング効果の影響半径同程度のサイズでメッシュ分割を行うと好適である。例えば、2〜3μmのサイズが好適である。図7では、MPC用のメッシュ領域を実線で示している。ここで、MPCの他に電子ビームによる近接効果補正を行なう際には、近接効果の影響半径の1/10程度のサイズでメッシュ分割を行う。例えば、1μmのサイズでメッシュ分割する。そして、かかる近接効果メッシュ毎にパターン密度を計算する。図1では図示していないが、近接効果補正を描画装置100で行う場合には、かかる近接効果メッシュで計算されたパターン密度からMPC用のメッシュ領域のパターン密度を求めると好適である。また、MPC用の各メッシュ領域のパターン密度DMLは、周囲のMPC用の各メッシュ領域の値を用いて補間してもよい。或いは、メッシュサイズをさらに小さくしたサブメッシュ(例えば、マイクロローディング効果の影響半径の1/10程度の大きさ)に分割して、MPC用の各メッシュ領域毎にサブメッシュ内のパターン密度値を求めてからコンボリューション演算を行なっても良い。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a mesh region in the first embodiment. In FIG. 7, when performing MPC, for example, it is preferable to perform mesh division with a size approximately equal to the radius of influence of the microloading effect. For example, a size of 2 to 3 μm is suitable. In FIG. 7, the mesh area for MPC is indicated by a solid line. Here, when performing proximity effect correction using an electron beam in addition to MPC, mesh division is performed with a size of about 1/10 of the radius of influence of the proximity effect. For example, mesh division is performed with a size of 1 μm. Then, the pattern density is calculated for each proximity effect mesh. Although not shown in FIG. 1, when the proximity effect correction is performed by the
ドーズ補正係数算出工程(S114)として、ドーズ補正係数算出部64は、図形毎に、線幅寸法wとパターン密度DMLをパラメータとして用いて補正方向に対する図形の線幅寸法を補正するドーズ補正係数f(w,DML)(補正係数の一例)を演算する。ドーズ補正係数算出部64は、補正係数演算部の一例である。具体的には、ドーズ補正係数算出部64は、記憶装置148からドーズ補正係数f(w,DML)の関数のパラメータを読み出し、各図形のパターンデータに定義された線幅寸法wと演算されたパターン密度DMLを使ってドーズ補正係数f(w,DML)を演算する。ここでは、予め、実験により線幅寸法wとパターン密度DMLをパラメータとしたドーズ補正係数f(w,DML)の関数が得られているので、図形毎に短時間でドーズ補正係数f(w,DML)を演算できる。得られたドーズ補正係数f(w,DML)は記憶装置144に出力され、記憶される。
As the dose correction coefficient calculation step (S114), the dose correction
図8は、実施の形態1におけるパターンを構成する複数の図形の一例を示す図である。図8には、パターン20として、途中で線幅が変更になりながら延びる所謂L字型のパターンの一例を示している。かかるパターン20は、描画装置100へデータが入力される前のフラクチャ処理により複数の図形22a,b,c,・・・に分割される。ここで、各図形において重要なサイズは、パターン20の長手方向(線方向)ではなく、これと直交する線幅寸法である。よって、マスクプロセス起因して寸法変動を補正する必要があるのは、かかるパターン20の長手方向(線方向)に直交する方向の線幅寸法となる。しかしながら、従来の描画データでは、分割された各図形の図形コード、座標、x方向サイズ、y方向サイズが定義されているだけで、補正したい方向(補正方向)の線幅寸法が定義されていない。そのため、このままでは、補正方向を特定することは困難である。そこで、実施の形態1では、描画データの各図形のパターンデータに、図形の図形コード、座標、x方向サイズ、y方向サイズの他に、さらに、補正方向の線幅寸法wを定義するように構成した。図8の例では、例えば、分割された図形22aについて、座標(x1,y1)、サイズ(Lx1,Ly1)、の他に、さらに、線幅寸法w1が定義される。その他の図形22b,c,・・・についても同様である。また、パターン20の延びる方向が途中で変更された場合でも、変更後のパターン20の長手方向(線方向)に直交する方向の線幅寸法を図形のパターンデータに定義しておけばよい。図8の例では、例えば、分割された図形22nについて、座標(x17,y17)、サイズ(Lx17,Ly17)、の他に、さらに、線幅寸法w17が定義される。よって、ドーズ補正係数算出工程(S114)では、かかる線幅寸法wをパラメータとして用いて、ドーズ補正係数fを簡易に取得できる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a plurality of figures constituting the pattern in the first embodiment. FIG. 8 shows an example of a so-called L-shaped pattern that extends as the
照射量演算工程(S114)として、照射量演算部54(第1の照射量演算部)は、描画領域を所定のサイズのメッシュ領域に分割して、メッシュ毎に、かかるメッシュ内に位置する図形を描画するための電子ビーム200の照射量(第1の照射量)を演算する。ここで、電子ビームによる近接効果を補正した照射量を演算する際には、上述したように近接効果メッシュ毎に照射量を計算していく。また、その際、近接効果メッシュ内のパターン密度を用いる。しかし、実施の形態1では、後述するように、かかる電子ビームによる近接効果を補正した照射量に対してドーズ補正係数fで補正を行なってしまうため、そのままでは近接効果補正がずれてしまう場合がある。そこで、照射量演算部54は、電子ビームによる近接効果を補正した照射量を演算する際には、近接効果メッシュ内のパターン密度に近接効果メッシュが位置するMPCメッシュ領域用のドーズ補正係数fを乗じた値をかかる近接効果メッシュ内のパターン密度として演算に使用すると好適である。これにより、MPCが行われたパターンに対して電子ビームの近接効果を補正できる。そして、照射量演算部54は、メッシュ毎に演算された照射量が定義された照射量マップを作成する。照射量マップは、記憶装置142に出力され、記憶される。
As the dose calculation step (S114), the dose calculation unit 54 (first dose calculation unit) divides the drawing area into mesh areas of a predetermined size, and each mesh is located within the mesh. The irradiation amount (first irradiation amount) of the
照射量補正工程(S120)として、照射量補正部70(第2の照射量演算部)は、ショット図形毎に、記憶装置142から照射量(第1の照射量)を読み出し、かかる照射量に該当する図形のドーズ補正係数fを乗じた照射量(第2の照射量)を演算する。言い換えれば、MPC補正前の照射量にドーズ補正係数fを乗じることでMPC補正前の照射量を補正する。
As the dose correction step (S120), the dose correction unit 70 (second dose calculation unit) reads the dose (first dose) from the
偏向量演算工程(S122)として、偏向量演算部72は、ショット図形毎に、各偏向器へ印加する偏向量を演算する。例えば、ブランキング偏向器212への偏向量は、各ショットの電子ビームの照射時間で調整できる。
As the deflection amount calculation step (S122), the deflection
描画工程(S124)として、描画部150は、補正された照射量(第2の照射量)の電子ビーム200を用いて、試料101に当該図形を描画する。具体的には、以下の動作を行なう。
As the drawing step (S124), the
電子銃201(放出部)から放出された電子ビーム200は、ブランキング偏向器212内を通過する際にブランキング偏向器212によって、ビームONの状態では、ブランキングアパーチャ214を通過するように制御され、ビームOFFの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ214で遮へいされるように偏向される。ビームOFFの状態からビームONとなり、その後ビームOFFになるまでにブランキングアパーチャ214を通過した電子ビーム200が1回の電子ビームのショットとなる。ブランキング偏向器212は、通過する電子ビーム200の向きを制御して、ビームONの状態とビームOFFの状態とを交互に生成する。例えば、ビームONの状態では電圧を印加せず、ビームOFFの際にブランキング偏向器212に電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間で試料101に照射される電子ビーム200のショットあたりの照射量が調整されることになる。
When the
以上のようにブランキング偏向器212とブランキングアパーチャ214を通過することによって生成された各ショットの電子ビーム200は、照明レンズ202により矩形例えば長方形の穴を持つ第1の成形アパーチャ203全体を照明する。ここで、電子ビーム200をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第1の成形アパーチャ203を通過した第1のアパーチャ像の電子ビーム200は、投影レンズ204により第2の成形アパーチャ206上に投影される。偏向器205によって、かかる第2の成形アパーチャ206上での第1のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる(可変成形を行なう)ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。そして、第2の成形アパーチャ206を通過した第2のアパーチャ像の電子ビーム200は、対物レンズ207により焦点を合わせ、主偏向器208及び副偏向器209によって偏向され、連続的に移動するXYステージ105に配置された試料101の所望する位置に照射される。描画領域は、x或いはy方向に短冊状に複数のストライプ領域に仮想分割され、ストライプ領域単位で描画処理が進められる。また、ストライプ領域は副偏向器209で偏向可能なサブフィールド(SF)に仮想分割されるが、まず、主偏向器208がショットされるSFの基準位置に電子ビーム200を偏向する。XYステージ105は移動しているため、主偏向器208はXYステージ105の移動に追従するように電子ビーム200を偏向する。そして、副偏向器209により、SF内の各位置に照射される。
As described above, the
以上のように実施の形態1では、MPC前のパターンデータを描画装置100に入力し、描画装置100内で照射量を補正することでMPCを行うことで、従来のようなユーザ側の製造部門の違いによる補正適用の困難性を回避できる。さらに、予め実験により、線幅寸法wとパターン密度DMLだけを変数パラメータとした関数を求めておき、各図形のパターンデータに補正方向の線幅寸法wを定義しておくことで、描画装置100内で、まず、パターン密度DMLを演算するだけで、描画装置100内で高速にドーズ補正係数fを演算できる。よって、より簡易にマスクプロセスに起因した寸法変動の補正を行うことができる。その結果、高精度な描画ができる。
As described above, in the first embodiment, pattern data before MPC is input to the
実施の形態2.
実施の形態1では、各図形のパターンデータに補正方向の線幅寸法を定義した描画データを描画装置100が入力したが、これに限るものではない。実施の形態2では、補正方向そのものを入力して対応する構成について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the
図9は、実施の形態2における描画装置の構成を示す概念図である。図9において、制御計算機110内に線幅算出部62が追加された点、記憶装置140に格納された各図形のパターンデータに線幅寸法wの代わりに補正方向が定義された点、以外は図1と同様である。
FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the second embodiment. In FIG. 9, except that a line
図10は、実施の形態2における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図10において、パターン密度算出工程(S110)とドーズ補正係数算出工程(S114)との間に、線幅寸法算出工程(S112)が追加された点、記憶装置140に格納された各図形のパターンデータに線幅寸法wの代わりに補正方向が定義された点、以外は図3と同様である。以下、特に説明しない内容は、実施の形態1と同様である。
FIG. 10 is a flowchart showing main steps of the drawing method according to the second embodiment. In FIG. 10, the line width dimension calculation step (S112) is added between the pattern density calculation step (S110) and the dose correction coefficient calculation step (S114), and the pattern of each figure stored in the
図11は、実施の形態2におけるパターンを構成する複数の図形の一例を示す図である。上述したように、各図形において重要なサイズは、パターン20の長手方向(線方向)ではなく、これと直交する線幅寸法である。よって、マスクプロセス起因して寸法変動を補正する必要があるのは、かかるパターン20の長手方向(線方向)に直交する方向の線幅寸法となる。しかしながら、従来の描画データでは、分割された各図形の図形コード、座標、x方向サイズ、y方向サイズが定義されているだけで、補正したい方向(補正方向)が定義されていない。そのため、このままでは、補正方向自体も特定することは困難である。ここで、補正方向自体が特定できれば、図形コード、x方向サイズ、y方向サイズから補正方向の線幅寸法wを求めることは可能である。そこで、実施の形態2では、描画データの各図形のパターンデータに、図形の図形コード、座標、x方向サイズ、y方向サイズの他に、さらに、補正方向を定義するように構成した。図8では、パターン20が分割された図形22aについて、座標(x1,y1)、サイズ(Lx1,Ly1)、線幅寸法w1が定義されていたが、図11では、座標(x1,y1)、サイズ(Lx1,Ly1)、補正方向Yが定義される。同様に、その他の図形22b,c,・・・についても同様である。また、パターン20の延びる方向が途中で変更された場合でも、変更後のパターン20の長手方向(線方向)に直交する方向を補正方向として、図形のパターンデータに定義しておけばよい。図11の例では、例えば、分割された図形22nについて、座標(x17,y17)、サイズ(Lx17,Ly17)、のたに、さらに、補正方向Xが定義される。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a plurality of figures constituting the pattern in the second embodiment. As described above, the important size in each figure is not the longitudinal direction (line direction) of the
ショット分割工程(S102)、ショット図形データ生成工程(S104)、パターン密度算出工程(S110)の各工程の内容は実施の形態1と同様である。 The contents of each process of the shot division process (S102), the shot figure data generation process (S104), and the pattern density calculation process (S110) are the same as those in the first embodiment.
線幅寸法算出工程(S112)として、線幅寸法算出部62は、当該図形データが示す補正方向についての当該図形の幅寸法を演算する。具体的には、線幅寸法算出部62は、描画データを入力し、各図形のパターンデータに定義される、図形の図形コード、座標、x方向サイズ、y方向サイズ、及び補正方向から、補正方向の線幅寸法wを演算する。線幅寸法算出部62は、幅寸法演算部の一例である。ドーズ補正係数算出工程(S114)以降の各工程の内容は実施の形態1と同様である。
As the line width dimension calculating step (S112), the line width
以上のように実施の形態2では、MPC前のパターンデータを描画装置100に入力し、描画装置100内で照射量を補正することでMPCを行うことで、従来のようなユーザ側の製造部門の違いによる補正適用の困難性を回避できる。さらに、予め実験により、線幅寸法wとパターン密度DMLだけを変数パラメータとした関数を求めておき、各図形のパターンデータに補正方向を定義しておくことで、描画装置100内で、まず、線幅寸法wとパターン密度DMLを演算するだけで、高速にドーズ補正係数fを演算できる。よって、より簡易にマスクプロセスに起因した寸法変動の補正を行うことができる。その結果、高精度な描画ができる。
As described above, in the second embodiment, pattern data before MPC is input to the
実施の形態3.
実施の形態1では、照射量を補正することで、MPCを行ったが、補正の仕方はこれに限るものではない。実施の形態3では、パターンの寸法自体をリサイズすることでMPCを行う構成について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, MPC is performed by correcting the irradiation amount. However, the correction method is not limited to this. In the third embodiment, a configuration in which MPC is performed by resizing a pattern dimension itself will be described.
図12は、実施の形態3における描画装置の構成を示す概念図である。図12において、制御計算機110内に、ドーズ補正係数算出部64の代わりに、リサイズ補正量算出部65、及びリサイズ処理部67が追加された点、及び照射量補正部70が削除された点、以外は、図1と同様である。以下、特に説明しない内容は、実施の形態1と同様である。
FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the third embodiment. In FIG. 12, in the
図13は、実施の形態3における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図13において、実施の形態3における描画方法は、パターン密度算出工程(S110)と、リサイズ補正量算出工程(S202)と、リサイズ工程(S204)と、ショット分割工程(S206)と、ショット図形データ生成工程(S208)と、照射量演算工程(S210)と、偏向量演算工程(S220)と、描画工程(S222)という一連の工程を実施する。 FIG. 13 is a flowchart showing main steps of the drawing method according to the third embodiment. In FIG. 13, the drawing method according to the third embodiment includes a pattern density calculating step (S110), a resizing correction amount calculating step (S202), a resizing step (S204), a shot dividing step (S206), and shot figure data. A series of steps of a generation step (S208), an irradiation amount calculation step (S210), a deflection amount calculation step (S220), and a drawing step (S222) are performed.
実施の形態3では、図形の幅寸法wとパターン密度DMLをパラメータとした簡易モデルを設定する。但し、実施の形態3における簡易モデルは、リサイズ率Rと、幅寸法wと、パターン密度DMLを可変にして、リサイズ補正量f’を求める。リサイズ補正量f’は、以下の関係式(2)を満たすように定義する。
(2) R=f’(w,DML)
In the third embodiment, a simple model is set using the figure width dimension w and the pattern density D ML as parameters. However, the simplified model in the third embodiment obtains the resizing correction amount f ′ by changing the resizing ratio R, the width dimension w, and the pattern density D ML . The resizing correction amount f ′ is defined so as to satisfy the following relational expression (2).
(2) R = f ′ (w, D ML )
図14は、実施の形態3におけるテストパターンの一例を示す図である。図14において、パターン密度DML=DML1,DML2,DML3のベースとなる線幅寸法w1の評価パターン10を本来のドーズ量(電子ビームによる近接効果補正済みのドーズ量が好適である)で、リサイズ率Rを振って遮光膜上にレジストが塗布されたテスト基板に描画する。例えば、DML1≒0(実質0%),DML2=0.5(50%),DML3=1(100%)とし、各パターン密度DMLにて、R=0.98(98%),1(100%),1.02(102%)のリサイズ率でリサイズ処理された評価パターン10を描画する。そして、描画されたテスト基板を現像、およびエッチングして得られた遮光膜パターンの寸法を測定する。そして、w=w1の他に、w=w2,w3・・・とベースとなる線幅寸法wを振って、同様に、DML1≒0(実質0%),DML2=0.5(50%),DML3=1(100%)とし、各パターン密度DMLにて、R=0.98(98%),1(100%),1.02(102%)のリサイズ率でリサイズ処理された評価パターン10を描画する。そして、それぞれ描画されたテスト基板を現像、およびエッチングして得られた遮光膜パターンの寸法を測定する。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a test pattern in the third embodiment. In FIG. 14, an
図15は、実施の形態1における線幅寸法とパターン密度とリサイズ率の相関関係を示すグラフの一例である。図15では、上述したように、リサイズ率Rと、幅寸法wと、パターン密度DMLを可変にして、実験した結果得られた、マスクプロセスに起因したパターンの寸法変動が補正されたリサイズ率Rと、幅寸法wと、パターン密度DMLの組の一例を示している。そして、リサイズ率Rと、幅寸法wと、パターン密度DMLを可変にして、実験した結果得られた、マスクプロセスに起因したパターンの寸法変動が補正されたリサイズ率Rと、幅寸法wと、パターン密度DMLの複数の組を取得し、かかる複数の組でそれぞれ式(2)を満たすリサイズ補正量f’(w,DML)の関数をフィッティングにより算出する。以上の実験による関数f’(w,DML)を描画開始前に前処理として行なっておく。そして、得られた関数f’(w,DML)のパラメータを記憶装置148に外部より入力し、記憶する。これにより、w,DMLを描画装置内で関数f’(w,DML)に入力することで、MPC用のリサイズ補正量f’が簡易にかつ短時間で演算できる。
FIG. 15 is an example of a graph showing the correlation among the line width dimension, the pattern density, and the resizing rate in the first embodiment. In FIG. 15, as described above, the resizing ratio R, the width dimension w, and the pattern density D ML are made variable, and the pattern resizing ratio obtained as a result of the experiment and corrected for the dimensional variation of the pattern due to the mask process is corrected. An example of a set of R, a width dimension w, and a pattern density DML is shown. Then, the resizing ratio R, the width dimension w, and the pattern density D ML are made variable, and the resizing ratio R obtained by performing the experiment and corrected for the pattern dimension variation caused by the mask process, the width dimension w, Then, a plurality of sets of pattern densities D ML are acquired, and a function of the resizing correction amount f ′ (w, D ML ) satisfying the expression (2) is calculated by fitting the plurality of sets. The function f ′ (w, D ML ) based on the above experiment is performed as a pre-process before drawing starts. Then, parameters of the obtained function f ′ (w, D ML ) are input from the outside to the
まず、パターン密度算出工程(S110)の内容は、実施の形態1と同様である。 First, the contents of the pattern density calculation step (S110) are the same as those in the first embodiment.
リサイズ補正量算出工程(S202)として、リサイズ補正量算出部65は、線幅寸法wとパターン密度DMLをパラメータとして用いて線幅寸法wを補正するリサイズ補正量f’(補正量)を演算する。リサイズ補正量算出部65は、補正量演算部の一例である。具体的には、リサイズ補正量算出部65は、記憶装置148からリサイズ補正量f’(w,DML)の関数のパラメータを読み出し、各図形のパターンデータに定義された線幅寸法wと演算されたパターン密度DMLを使ってリサイズ補正量f’(w,DML)を演算する。ここでは、予め、実験により線幅寸法wとパターン密度DMLをパラメータとしたリサイズ補正量f’(w,DML)の関数が得られているので、図形毎に短時間でリサイズ補正量f’(w,DML)を演算できる。得られたリサイズ補正量f’(w,DML)は記憶装置144に出力され、記憶される。
In the resizing correction amount calculation step (S202), the resizing correction
リサイズ工程(S204)として、リサイズ処理部67は、各図形について、補正方向の線幅寸法sをリサイズ補正量f’(w,DML)でリサイズする。具体的には、パターンデータに定義された図形の線幅寸法wに当該図形のリサイズ補正量f’(w,DML)を乗じた線幅寸法w’に図形をリサイズする。言い換えれば、MPC補正前の図形の線幅寸法にリサイズ補正量f’(w,DML)を乗じることでMPC補正前の線幅を補正する。そして、リサイズされた各図形について、以下、従来と同様の各工程を実施していく。
As the resizing step (S204), the resizing
ショット分割工程(S206)として、ショット分割部50は、リサイズされた各図形のパターンデータを入力し、パターンデータに定義された各図形をショット図形に分割する。
As the shot dividing step (S206), the
ショット図形データ生成工程(S208)として、ショット図形データ生成部52は、リサイズされた各図形のパターンデータを複数段のデータ変換処理を行って、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種(図形コード)、図形サイズ、及び照射位置(座標)が定義される。ショットデータは、記憶装置142に出力され、記憶される。
As the shot figure data generation step (S208), the shot figure
照射量演算工程(S210)として、照射量演算部54は、描画領域を所定のサイズのメッシュ領域に分割して、メッシュ毎に、かかるメッシュ内に位置するリサイズ後の図形を描画するための電子ビーム200の照射量を演算する。ここで、電子ビームによる近接効果を補正した照射量を演算する際には、上述したように近接効果メッシュ毎に照射量を計算していく。また、その際、近接効果メッシュ内のパターン密度を用いる。しかし、リサイズ前の図形で近接効果メッシュ内のパターン密度を計算してしまうと近接効果補正がずれてしまう場合がある。そこで、照射量演算部54は、電子ビームによる近接効果を補正した照射量を演算する際には、リサイズ後の図形を用いた近接効果メッシュ内のパターン密度を演算に使用すると好適である。これにより、MPCが行われたパターンに対して電子ビームの近接効果を補正できる。そして、照射量演算部54は、メッシュ毎に演算された照射量が定義された照射量マップを作成する。照射量マップは、記憶装置142に出力され、記憶される。
As the dose calculation step (S210), the
ここで、ショット分割工程(S206)やショット図形データ生成工程(S208)と並行して、照射量演算工程(S210)とを行っているが、これに限るものではない。直列に各工程を実施しても構わない。 Here, the dose calculation step (S210) is performed in parallel with the shot division step (S206) and the shot figure data generation step (S208), but the present invention is not limited to this. You may implement each process in series.
偏向量演算工程(S220)として、偏向量演算部72は、ショット図形毎に、各偏向器へ印加する偏向量を演算する。そして、描画工程(S222)として、描画部150は、電子ビーム200を用いて、試料101にリサイズされた図形を描画する。
In the deflection amount calculation step (S220), the deflection
以上のように実施の形態3では、MPC前のパターンデータを描画装置100に入力し、描画装置100内で図形の線幅寸法をリサイズ処理することで補正することによりMPCを行うことで、従来のようなユーザ側の製造部門の違いによる補正適用の困難性を回避できる。さらに、予め実験により、線幅寸法wとパターン密度DMLだけを変数パラメータとした関数を求めておき、各図形のパターンデータに補正方向の線幅寸法wを定義しておくことで、描画装置100内で、まず、パターン密度DMLを演算するだけで、描画装置100内で高速にリサイズ補正量f’を演算できる。よって、より簡易にマスクプロセスに起因した寸法変動の補正を行うことができる。その結果、高精度な描画ができる。
As described above, in the third embodiment, pattern data before MPC is input to the
実施の形態4.
実施の形態3では、各図形のパターンデータに補正方向の線幅寸法を定義した描画データを描画装置100が入力したが、これに限るものではない。実施の形態4では、補正方向そのものを入力して対応する構成について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, the
図16は、実施の形態4における描画装置の構成を示す概念図である。図16において、制御計算機110内に線幅算出部62が追加された点、記憶装置140に格納された各図形のパターンデータに線幅寸法wの代わりに補正方向が定義された点、以外は図12と同様である。
FIG. 16 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the fourth embodiment. In FIG. 16, except that a line
図17は、実施の形態4における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図17において、パターン密度算出工程(S110)とリサイズ補正量算出工程(S202)との間に、線幅寸法算出工程(S112)が追加された点、記憶装置140に格納された各図形のパターンデータに線幅寸法wの代わりに補正方向が定義された点、以外は図13と同様である。以下、特に説明しない内容は、実施の形態3と同様である。
FIG. 17 is a flowchart showing main steps of the drawing method according to the fourth embodiment. In FIG. 17, a line width dimension calculating step (S112) is added between the pattern density calculating step (S110) and the resizing correction amount calculating step (S202), and the pattern of each figure stored in the
上述したように、各図形において重要なサイズは、パターン20の長手方向(線方向)ではなく、これと直交する線幅寸法である。よって、マスクプロセス起因して寸法変動を補正する必要があるのは、かかるパターン20の長手方向(線方向)に直交する方向の線幅寸法となる。しかしながら、従来の描画データでは、分割された各図形の図形コード、座標、x方向サイズ、y方向サイズが定義されているだけで、補正したい方向(補正方向)が定義されていない。そのため、このままでは、補正方向自体も特定することは困難である。ここで、補正方向自体が特定できれば、図形コード、x方向サイズ、y方向サイズから補正方向の線幅寸法wを求めることは可能である。そこで、実施の形態4では、実施の形態2と同様、描画データの各図形のパターンデータに、図形の図形コード、座標、x方向サイズ、y方向サイズの他に、さらに、補正方向を定義するように構成した。図11に示したように、図形22aでは、座標(x1,y1)、サイズ(Lx1,Ly1)、補正方向Yが定義される。同様に、その他の図形22b,c,・・・についても同様である。また、パターン20の延びる方向が途中で変更された場合でも、変更後のパターン20の長手方向(線方向)に直交する方向を補正方向として、図形のパターンデータに定義しておけばよい。図11の例では、例えば、分割された図形22nについて、座標(x17,y17)、サイズ(Lx17,Ly17)、の他に、さらに、補正方向Xが定義される。
As described above, the important size in each figure is not the longitudinal direction (line direction) of the
ショット分割工程(S102)の内容は実施の形態1と同様である。また、線幅寸法算出工程(S112)の内容は実施の形態2と同様である。そして、リサイズ補正量算出工程(S202)以降の各工程の内容は、実施の形態3と同様である。 The contents of the shot division step (S102) are the same as those in the first embodiment. The contents of the line width dimension calculating step (S112) are the same as those in the second embodiment. The contents of each step after the resizing correction amount calculation step (S202) are the same as those in the third embodiment.
以上のように実施の形態4では、MPC前のパターンデータを描画装置100に入力し、描画装置100内で図形の線幅寸法をリサイズ処理することで補正することによりMPCを行うことで、従来のようなユーザ側の製造部門の違いによる補正適用の困難性を回避できる。さらに、予め実験により、線幅寸法wとパターン密度DMLだけを変数パラメータとした関数を求めておき、各図形のパターンデータに補正方向を定義しておくことで、描画装置100内で、まず、線幅寸法wとパターン密度DMLを演算するだけで、描画装置100内で高速にリサイズ補正量f’を演算できる。よって、より簡易にマスクプロセスに起因した寸法変動の補正を行うことができる。その結果、高精度な描画ができる。
As described above, in the fourth embodiment, pattern data before MPC is input to the
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。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
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
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all charged particle beam writing apparatuses and 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.
50 ショット分割部
52 ショット図形データ生成部
54 照射量演算部
60 パターン密度算出部
62 線幅算出部
64 ドーズ補正係数算出部
65 リサイズ補正量算出部
67 リサイズ処理部
70 照射量補正部
72 偏向量演算部
100 描画装置
101 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 メモリ
120 偏向制御回路
140,142,144,148 記憶装置
150 描画部
160 制御部
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 第1の成形アパーチャ
204 投影レンズ
205 偏向器
206 第2の成形アパーチャ
207 対物レンズ
208 主偏向器
209 副偏向器
212 ブランキング偏向器
214 ブランキングアパーチャ
330 電子線
340 試料
410 第1のアパーチャ
411 開口
420 第2のアパーチャ
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
50
Claims (5)
当該図形データが示す前記補正方向についての当該図形の幅寸法を演算する幅寸法演算部と、
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、前記図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する面積密度演算部と、
前記幅寸法を補正する補正係数を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する補正係数演算部と、
前記図形を描画するための荷電粒子ビームの第1の照射量を演算する第1の照射量演算部と、
前記第1の照射量に前記補正係数を乗じた第2の照射量を演算する第2の照射量演算部と、
前記第2の照射量の荷電粒子ビームを用いて、試料に前記図形を描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A storage unit for storing each graphic data in which a coordinate of a reference position, a graphic size in the x direction, a graphic size in the y direction, and a correction direction are defined for each graphic forming a pattern in which a plurality of graphics are connected;
A width dimension calculation unit that calculates the width dimension of the figure in the correction direction indicated by the figure data;
Among a plurality of mesh regions virtually divided by a predetermined size of the drawing region, an area density calculation unit that calculates the pattern density of the mesh region where the figure is arranged;
A correction coefficient calculating unit for calculating by inputting the pattern density and the width by using a function obtained by experiment a correction coefficient for correcting the pre-Symbol width as a parameter,
A first irradiation amount calculation unit for calculating a first irradiation amount of a charged particle beam for drawing the figure;
A second dose calculator for calculating a second dose obtained by multiplying the first dose by the correction coefficient;
A drawing unit for drawing the figure on a sample using the charged particle beam of the second irradiation amount;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、前記図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する面積密度演算部と、
前記幅寸法を補正する補正係数を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する補正係数演算部と、
前記図形を描画するための荷電粒子ビームの第1の照射量を演算する第1の照射量演算部と、
前記第1の照射量に前記補正係数を乗じた第2の照射量を演算する第2の照射量演算部と、
前記第2の照射量の荷電粒子ビームを用いて、試料に前記図形を描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 Each figure data in which coordinates of a reference position, a figure size in the x direction, a figure size in the y direction, and a width dimension of the figure in the correction direction are defined is stored for each figure constituting a pattern obtained by connecting a plurality of figures. A storage unit;
Among a plurality of mesh regions virtually divided by a predetermined size of the drawing region, an area density calculation unit that calculates the pattern density of the mesh region where the figure is arranged;
A correction coefficient calculating unit for calculating by inputting the pattern density and the width by using a function obtained by experiment a correction coefficient for correcting the pre-Symbol width as a parameter,
A first irradiation amount calculation unit for calculating a first irradiation amount of a charged particle beam for drawing the figure;
A second dose calculator for calculating a second dose obtained by multiplying the first dose by the correction coefficient;
A drawing unit for drawing the figure on a sample using the charged particle beam of the second irradiation amount;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
当該図形データが示す前記補正方向についての当該図形の幅寸法を演算する幅寸法演算部と、
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、前記図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する面積密度演算部と、
前記幅寸法を補正する補正量を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する補正量演算部と、
前記図形について、前記幅寸法を前記補正量でリサイズするリサイズ処理部と、
荷電粒子ビームを用いて、試料にリサイズされた図形を描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A storage unit for storing each graphic data in which a coordinate of a reference position, a graphic size in the x direction, a graphic size in the y direction, and a correction direction are defined for each graphic forming a pattern in which a plurality of graphics are connected;
A width dimension calculation unit that calculates the width dimension of the figure in the correction direction indicated by the figure data;
Among a plurality of mesh regions virtually divided by a predetermined size of the drawing region, an area density calculation unit that calculates the pattern density of the mesh region where the figure is arranged;
A correction amount calculator for calculating by inputting the pattern density and the width by using a function obtained by experiment a correction amount for correcting the pre-Symbol width as a parameter,
For the figure, a resize processing unit for resizing the width dimension by the correction amount;
A drawing unit that draws a resized figure on the sample using a charged particle beam;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、前記図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する面積密度演算部と、
前記幅寸法を補正する補正量を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する補正量演算部と、
前記図形について、前記幅寸法を前記補正量でリサイズするリサイズ処理部と、
荷電粒子ビームを用いて、試料にリサイズされた図形を描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 Each figure data in which coordinates of a reference position, a figure size in the x direction, a figure size in the y direction, and a width dimension of the figure in the correction direction are defined is stored for each figure constituting a pattern obtained by connecting a plurality of figures. A storage unit;
Among a plurality of mesh regions virtually divided by a predetermined size of the drawing region, an area density calculation unit that calculates the pattern density of the mesh region where the figure is arranged;
A correction amount calculator for calculating by inputting the pattern density and the width by using a function obtained by experiment a correction amount for correcting the pre-Symbol width as a parameter,
For the figure, a resize processing unit for resizing the width dimension by the correction amount;
A drawing unit that draws a resized figure on the sample using a charged particle beam;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
描画領域が所定のサイズで仮想分割された複数のメッシュ領域のうち、前記図形が配置されるメッシュ領域のパターン密度を演算する工程と、
前記幅寸法を補正する補正係数を予め実験により求めた関数を用いて前記幅寸法と前記パターン密度をパラメータとして入力することによって演算する工程と、
前記図形を描画するための荷電粒子ビームの第1の照射量を演算する工程と、
前記第1の照射量に前記補正係数を乗じた第2の照射量を演算する工程と、
前記第2の照射量の荷電粒子ビームを用いて、試料に前記図形を描画する工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。 Each figure is stored from a storage device that stores figure data in which the coordinates of the reference position, the figure size in the x direction, the figure size in the y direction, and the correction direction are defined for each figure constituting a pattern in which a plurality of figures are connected. Reading data and calculating a width dimension of the figure in the correction direction indicated by the figure data;
A step of calculating a pattern density of a mesh area in which the figure is arranged among a plurality of mesh areas virtually divided into a drawing area of a predetermined size;
A step of calculating by inputting the pattern density and the width by using a function obtained by experiment a correction coefficient for correcting the pre-Symbol width as a parameter,
Calculating a first dose of a charged particle beam for drawing the figure;
Calculating a second dose obtained by multiplying the first dose by the correction coefficient;
Drawing the figure on a sample using the charged particle beam of the second dose;
A charged particle beam drawing method comprising:
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