CN111045298A - 描绘数据生成方法以及多带电粒子束描绘装置 - Google Patents

描绘数据生成方法以及多带电粒子束描绘装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及描绘数据生成方法以及多带电粒子束描绘装置，生成在多带电粒子束描绘装置中使用的描绘数据。在该描绘数据生成方法中，计算设计数据所包含的包含曲线和直线的图形的、表现上述曲线的多个控制点和上述曲线以及上述直线的多个顶点，并将各控制点以及各顶点的位置用从相邻的控制点或者顶点起的位移表现，从而生成上述描绘数据。

Description

描绘数据生成方法以及多带电粒子束描绘装置
技术领域
本发明涉及描绘数据生成方法以及多带电粒子束描绘装置。
背景技术
伴随着LSI的高集成化，半导体器件所要求的电路线宽逐年微细化。为了在半导体器件形成所期望的电路图案，采用使用缩小投影式曝光装置将在石英上形成的高精度的原画图案(掩模、或者尤其是在步进式曝光装置或扫描式曝光装置中使用的原画图案也称作中间掩模)缩小转印到晶片上的方法。高精度的原画图案由电子束描绘装置描绘，使用所谓的电子束曝光技术。
作为电子束描绘装置，例如公知有使用多光束一次照射多个光束，提高了通量的多光束描绘装置。在该多光束描绘装置中，例如从电子枪射出的电子束通过具有多个孔的光阑部件由此形成多光束，各光束在消隐板中被实施消隐控制。未被遮蔽的电子束由光学系统缩小，并照射至作为描绘对象的掩模上的所期望的位置。
在使用多光束描绘装置进行电子束描绘的情况下，首先，设计半导体集成电路的布局，作为布局数据而生成设计数据。进而，将该设计数据所包含的多边形图形分割为多个梯形，由此来生成输入至多光束描绘装置的描绘数据。该描绘数据针对各梯形将1个顶点设为配置原点，具有该配置原点的坐标数据和表示从配置原点到其他的3个顶点为止的位移的数据。
当设计数据中包含椭圆形图形那样的具有曲线的图形或混杂有曲线和直线的图形的情况下，将该图形近似为多边形而制作描绘数据。若高精度地进行近似，则存在顶点数或图形数增加、描绘数据的数据量变得庞大的问题。
发明内容
本发明提供一种根据包含混杂有曲线以及直线的图形的设计数据生成能够抑制数据量以及多带电粒子束描绘装置内的计算量的描绘数据的描绘数据生成方法以及多带电粒子束描绘装置。
基于本发明的一个方式的描绘数据生成方法为，生成在多带电粒子束描绘装置中使用的描绘数据，其中，计算设计数据所包含的包含曲线和直线的图形的、表现上述曲线的多个控制点和上述曲线以及上述直线的多个顶点，并将各控制点以及各顶点的位置用从相邻的控制点或者顶点起的位移表现，从而生成上述描绘数据。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的多带电粒子束描绘装置的简图。
图2是对该实施方式所涉及的描绘数据生成方法进行说明的流程图。
图3是示出混杂有曲线和直线的图形的表现的一例的图。
图4是示出描绘数据的数据构造的例子的图。
图5是示出边框的例子的图。
图6是示出基于其他实施方式的描绘数据的数据构造的例子的图。
图7是图案检查装置的简要结构图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是基于本实施方式的使用描绘数据进行描绘的多带电粒子束描绘装置的简图。在本实施方式中，对作为带电粒子束的一例而使用了电子束的结构进行说明。但是，带电粒子束并不限于电子束，也可以是离子束等其他带电粒子束。
图1所示的描绘装置1具备：朝掩模或晶片等对象物照射电子束而描绘所期望的图案的描绘部10；以及对由描绘部10进行的描绘动作进行控制的控制部50。描绘部10具有电子束镜筒12以及描绘室30。
在电子束镜筒12内配置有电子枪14、照明透镜16、光阑部件18、消隐板20、缩小透镜22、限制光阑部件24、物镜26、以及偏转器28。在描绘室30内配置有XY工作台32。在XY工作台32上载置有作为描绘对象基板的掩模底板34。作为对象物，例如包含晶片或使用以准分子激光为光源的步进式曝光装置或扫描式曝光装置等缩小投影式曝光装置或极紫外曝光装置在晶片上转印图案的曝光用的掩模。并且，描绘对象基板例如也包含已经形成有图案的掩模。例如，利文森型掩模需要2次描绘，因此有时在1次描绘而在掩模上加工出的物品上描绘第2次的图案。在XY工作台32上，还配置有XY工作台32的位置测定用的反射镜36。
控制部50具有控制计算机52、偏转控制电路54、56、以及工作台位置检测器58。控制计算机52、偏转控制电路54、56、以及工作台位置检测器58经由总线相互连接。
从电子枪14射出的电子束40借助照明透镜16而大致垂直地对光阑部件18整体进行照明。在光阑部件18，以预定的排列间距呈矩阵状地形成有孔(开口部)。电子束40对包含光阑部件18的所有的孔的区域进行照明。电子束40的一部分分别通过上述多个孔，由此形成图1所示那样的多光束40a～40e。
在消隐板20，与光阑部件18的各孔的配置位置对应而形成有通过孔，在各通过孔分别配置有由成对的2个电极构成的消隐器。在各通过孔通过的电子束40a～40e分别独立地借助消隐器所施加的电压而偏转。通过上述偏转进行消隐控制。这样，多个消隐器进行在光阑部件18的多个孔通过后的多光束中的分别对应的光束的消隐偏转。
通过消隐板20后的多光束40a～40e由缩小透镜22缩小，并朝在限制光阑部件24形成的中心的孔前进。此处，借助消隐板20的消隐器而偏转后的电子束的位置从限制光阑部件24的中心的孔偏离，由限制光阑部件24遮蔽。另一方面，未由消隐板20的消隐器偏转的电子束通过限制光阑部件24的中心的孔。
这样，限制光阑部件24遮蔽借助消隐板20的消隐器以成为光束截止的状态的方式偏转后的各光束。进而，在从光束导通至光束截止为止的期间通过限制光阑部件24后的光束成为1次曝光的光束。通过限制光阑部件24后的多光束40a～40e由物镜26对焦，成为所期望的缩小率的图案像。通过限制光阑部件24后的各光束(多光束整体)借助偏转器28而朝相同方向一并偏转，照射至各光束的掩模底板34上的各自的照射位置。
当XY工作台32连续移动时，光束的照射位置由偏转器28控制以便追随XY工作台32的移动。XY工作台32的移动借助未图示的工作台控制部进行，XY工作台32的位置由工作台位置检测器58检测。
一次照射的多光束在理想状态下以对光阑部件18的多个孔的排列间距乘以上述的所期望的缩小率而得的间距排列。该描绘装置以连续地依次照射曝光光束的光栅扫描方式进行描绘动作，在描绘所期望的图案时，根据图案，所需要的光束通过消隐控制被控制为光束导通。当XY工作台32连续移动时，光束的照射位置由偏转器28控制以便追随XY工作台32的移动。
控制计算机52从存储装置60读出描绘数据D1，并进行多级数据变换处理而生成装置固有的曝光数据。曝光数据中定义有各曝光的照射量以及照射位置坐标等。例如，控制计算机52将描绘数据内定义的图形图案分配给对应的像素。进而，控制计算机52针对每个像素计算所被配置的图形图案的面积密度。
控制计算机52针对每个像素计算每1次曝光的电子束的照射量。例如，求出与像素的面积密度成比例的照射量，并考虑因接近效应、模糊效应、负载效应等而导致的尺寸变动而对照射量进行修正。
控制计算机52基于曝光数据而将各曝光的照射量朝偏转控制电路54输出。偏转控制电路54将所输入的照射量除以电流密度而求出照射时间t。进而，偏转控制电路54在进行对应的曝光时，对消隐板20的对应的消隐器施加偏转电压，以使得消隐器以照射时间t进行光束导通。
并且，控制计算机52将偏转位置数据朝偏转控制电路56输出，以使得各光束朝曝光数据所表示的位置(坐标)偏转。偏转控制电路56运算偏转量并对偏转器28施加偏转电压。由此，此次曝光的多光束一并偏转。
其次，根据图2所示的流程图对描绘数据D1的生成方法进行说明。首先，设计半导体集成电路的布局，生成作为布局数据的设计数据(CAD数据)D0，并朝变换装置70输入(步骤S1)。进而，设计数据D0由变换装置70变换，生成朝描绘装置1的控制计算机52输入的描绘数据D1。
设计数据D0中包含混杂有曲线的边和直线的边的图形。变换装置70针对曲线部分计算用于表现曲线(参数曲线表现)的多个控制点，求出控制点的位置或曲线种类的信息(步骤S2)。变换装置70针对各控制点求出自相邻的控制点起的位移(步骤S3)。并且，变换装置70提取出直线部分，并求出从直线的一端至另一端为止的位移(步骤S4)。进而，变换装置70以从1个顶点(图形配置原点)起环绕图形1周的方式，将各控制点的位置以自相邻的控制点起的位移表现，并将直线的一端的顶点的位置以自另一端的顶点的位置起的位移表现，由此来定义与各边相关的信息，生成描绘数据D1(步骤S5)。
图3示出混杂有曲线和直线的图形的例子。该图形由曲线C1、C2、直线S1～S11包围。
在图3所示的例子中，曲线C1由以4个控制点P0、P1、P2、P3定义的曲线表现(近似)。作为曲线的类型，例如能够使用B样条曲线或贝济埃曲线等。变换装置70计算表现图形的曲线部的控制点，将控制点的位置以自相邻的控制点起的位移表现，从而生成描绘数据D1。
例如，在图3所示的例子中，顶点(控制点)P0的坐标(x0，y0)被定义为该图形的图形配置原点。
曲线C1的控制点中的、接续控制点P0(控制点P0之后一个)的控制点P1的位置用从控制点P0观察的x方向的位移δx1和y方向的位移δy1定义。
接续控制点P1的控制点P2的位置用从控制点P1观察的x方向的位移δx2和y方向的位移δy2定义。
接续控制点P2的控制点P3的位置用从控制点P2观察的x方向的位移δx3和y方向的位移δy3定义。这样，曲线部的控制点的位置用从前1个控制点观察的x方向的位移以及y方向的位移依次定义。
直线S1在顶点(控制点)P3与曲线C1相连。直线S1连结顶点P3和顶点P4。顶点P4的位置用从顶点P3观察的x方向的位移δx4和y方向的位移δy4定义。变换装置70利用顶点P3以及顶点P4的位置和顶点P3与顶点P4由直线连结这样的信息表现直线S1，生成描绘数据D1。
直线S2在顶点P4与直线S1相连。直线S2连结顶点P4和顶点P5。顶点P5的位置用从顶点P4观察的x方向的位移δx5和y方向的位移δy5定义。变换装置70利用顶点P4以及顶点P5的位置和顶点P4与顶点P5由直线连结这样的信息表现直线S2，生成描绘数据D1。
直线S3在顶点P5与直线S2相连。直线S3连结顶点P5和顶点P6。顶点P6的位置用从顶点P5观察的x方向的位移δx6和y方向的位移δy6定义。变换装置70利用顶点P5以及顶点P6的位置和顶点P5与顶点P6由直线连结这样的信息表现直线S3，生成描绘数据D1。
直线S4在顶点P6与直线S3相连。直线S4连结顶点P6和顶点P7。顶点P7的位置用从顶点P6观察的x方向的位移δx7和y方向的位移δy7定义。变换装置70利用顶点P6以及顶点P7的位置和顶点P6与顶点P7由直线连结这样的信息表现直线S4，生成描绘数据D1。
直线S5在顶点P7与直线S4相连。直线S5连结顶点P7和顶点P8。顶点P8的位置用从顶点P7观察的x方向的位移δx8和y方向的位移δy8定义。变换装置70利用顶点P7以及顶点P8的位置和顶点P7与顶点P8由直线连结这样的信息表现直线S5，生成描绘数据D1。
直线S6在一端侧的顶点P8与直线S5相连。直线S6的另一端与直线S7的一端连接，直线S6与直线S7成直角。直线S7的另一端的顶点P9的位置用从顶点P8观察的x方向的位移δx9和y方向的位移δy9定义。变换装置70利用顶点P8以及顶点P9的位置和顶点P8与顶点P9由直角类型(曼哈顿型)的直线连结这样的信息表现直线S6以及S7，生成描绘数据D1。
直线S8在一端侧的顶点P9与直线S7相连。直线S8的另一端与直线S9的一端连接，直线S8与直线S9成直角。直线S9的另一端的顶点P10的位置用从顶点P9观察的x方向的位移δx10和y方向的位移δy10定义。变换装置70利用顶点P9以及顶点P10的位置和顶点P9与顶点P10由直角类型(曼哈顿型)的直线连结这样的信息表现直线S8以及S9，生成描绘数据D1。
直线S10在一端侧的顶点P10与直线S9相连。直线S10的另一端与直线S11的一端连接，直线S10与直线S11成直角。直线S11的另一端的顶点P11的位置用从顶点P10观察的x方向的位移δx11和y方向的位移δy11定义。变换装置70利用顶点P10以及顶点P11的位置和顶点P10与顶点P11由直角类型(曼哈顿型)的直线连结这样的信息表现直线S10以及S11，生成描绘数据D1。
曲线C2连结顶点P0和P11，由用5个控制点P11、P12、P13、P14、P0定义的曲线表现(近似)。接续控制点(顶点)P11的控制点P12的位置用从控制点P11观察的x方向的位移δx12和y方向的位移δy12定义。
接续控制点P12的控制点P13的位置用从控制点P12观察的x方向的位移δx13和y方向的位移δy13定义。
接续控制点P13的控制点P14的位置用从控制点P13观察的x方向的位移δx14和y方向的位移δy14定义。
接续控制点P14的控制点P0是图形配置原点。
图4中示出定义混杂有曲线以及直线的图形的描绘数据D1的数据构造的一例。描绘数据D1具有头部以及主体部。头部定义有图形编码(Code)、段数(N)、以及其他信息(other info)。
图形编码是表示定义何种图形的信息。在为混杂有曲线和直线的图形的情况下，在图形编码中记载有表示“边混杂类型”的信息。
变换装置70将曲线部和直线部分成不同的段来生成描绘数据D1。并且，变换装置70将任意角类型(非直角类型)的直线连续的部分汇总为1段。同样，变换装置70将直角类型的直线连续的部分汇总为1段。
在图3所示的图形的例子中，将用于表现曲线C1的控制点P1～P3的位置信息分类为第1段。将用于表现任意角类型的直线S1～S5的顶点P4～P8的位置信息分类为第2段。将用于表现直角类型的直线S6～S11的顶点P9～P11的位置信息分类为第3段。将用于表现曲线C2的控制点P12～P14的位置信息分类为第4段。
在其他信息(other info)中，定义有如图5所示那样的包围图形的最小的矩形(边框)的大小w、h。由于存在边框的信息，由此能够容易地判定有无与其他图形的重叠。并且，设定有曲线类型、次数、节点(knot)矢量信息、端点信息等用于决定参数曲线的参数。
在主体部，首先，记载有图形配置位置原点P0的坐标(x0，y0)。接续图形配置位置原点，依次定义各段的信息。
在各段的段头SH定义有点(point)数n、边类型、位长、边框大小。点数n表示段所包含的控制点或顶点的数量。例如，第1段的点数n为3，第2段的点数n为5。
边类型表示所表现的边的类型(曲线、任意角类型的直线、或者直角类型的直线)。位长表示顶点或控制点的位置信息(位移信息)的数据长度。边框大小表示包围在该段定义的边的边框的大小。
在第1段，在段头定义有为曲线类型这一情况，接续段头而定义有控制点P1～P3的位置信息。具体地说，作为控制点P1的位置信息，定义有从图形配置原点(x0，y0)观察的x方向的位移δx1以及y方向的位移δy1。作为控制点P2的位置信息，定义有从控制点P1观察的x方向的位移δx2以及y方向的位移δy2。作为控制点P3的位置信息，定义有从控制点P2观察的x方向的位移δx3以及y方向的位移δy3。
在第2段，在段头定义有为任意角类型的直线这一情况，接续段头而依次定义有顶点P4～P8的位置信息。顶点的位置信息是从前1个顶点起的x方向的位移以及y方向的位移。
在第3段，在段头定义有为直角类型的直线这一情况，接续段头而依次定义有顶点P9～P11的位置信息。顶点的位置信息是从前1个顶点起的x方向的位移以及y方向的位移。
在第4段，在段头定义有为曲线类型这一情况，接续段头而依次定义有控制点P12～P14的位置信息。控制点的位置信息是从前1个控制点起的x方向的位移以及y方向的位移。
若像以往的方法那样将由曲线包围的部分用多边形进行近似，则顶点数多，描绘数据的数据量庞大。
另一方面，在本实施方式中，利用使用了多个控制点的参数曲线来表现图形的曲线部分。控制点的数量比对曲线进行多边形近似的情况下的顶点数少，因此能够减少描绘数据D1的数据量。
控制计算机52读出描绘数据D1，重构图形。例如，控制计算机52根据描绘数据D1的坐标(x0，y0)决定成为图形配置位置原点的控制点P0的位置。
控制计算机52根据在第1段定义的信息依次计算控制点P1～P3的位置，计算曲线C1。
接着，控制计算机52根据在第2段定义的信息计算顶点P4～P8的位置，计算直线S1～S5。
接下来，控制计算机52根据在第3段定义的信息计算顶点P9～P11的位置，计算将顶点间用直角类型的边连结的直线S6～S11。
接着，控制计算机52根据在第4段定义的信息计算控制点P12～P14的位置，计算连结顶点P0和P11的曲线C2。由此，重构由曲线C1、C2、直线S1～S11包围的图形。
这样，表现混杂有曲线以及直线的图形的描绘数据D1容易进行在描绘装置1的控制计算机52内的数据处理，能够抑制计算量。描绘装置1与曲线格式对应，由此能够在包含OPC(Optical Proximity Correction：光接近效应修正)等的上游数据通道中对曲线进行处理，即便是在上游的工序中也能够缩短TAT(Turn Around Time：周转时间)。
在上述实施方式中，对将曲线部与直线部分成不同的段，并在段头定义边类型而生成描绘数据D1的例子进行了说明，但如图6所示，也可以从图形配置原点起以环绕图形一周的方式依次定义表示各顶点(控制点)所隶属的边的类型的标记(flag)和从前1个顶点(控制点)起的位移。在该情况下，头部的N表示顶点以及控制点的总数。
例如，标记为0的情况下表示曼哈顿型(直角类型的直线)、为1的情况下表示任意角类型的直线、为2的情况下表示曲线。
控制点P1～P3是用于表示曲线的点，因此标记为2。顶点P4～P8是用于表示任意角类型的直线的点，因此标记为1。顶点P9～P11是用于表示直角类型的直线的点，因此标记为0。控制点P12～P14是用于表示曲线的点，因此标记为2。
基于上述实施方式的由变换装置70生成的描绘数据D1可以输入至图案检查装置。例如，如图7所示，图案检查装置80被输入由变换装置70生成的描绘数据D1(第1描绘数据)、和基于图1所示的描绘装置1根据描绘数据D1在描绘对象基板实际描绘出的图案制作的描绘数据D2(第2描绘数据)。描绘数据D2从未图示的存储装置经由有线或者无线网络输入至图案检查装置80。
图案检查装置80基于所被输入的描绘数据D1、D2而检查利用描绘装置1在描绘对象基板实际描绘出的图案。在该检查中，例如，进行将描绘数据D1与描绘数据D2进行比较的检查。另外，在检查中还使用描绘条件等各种信息。
由于由变换装置70生成的描绘数据D1的数据量小、且数据处理容易，因此能够提高图案检查装置80的处理效率。
变换装置70可以设置在图案检查装置80内。在该情况下，图案检查装置80具备：变换部，基于所被输入的设计数据D0生成描绘数据D1；以及检查部，将描绘数据D1与描绘数据D2进行比较而进行在描绘对象基板实际描绘出的图案的检查。
借助上述实施方式实施的描绘数据D1的生成也可以在描绘装置1的控制计算机52内进行。
在上述的实施方式中说明了的生成描绘数据D1的变换装置70的至少一部分可以由硬件构成，也可以由软件构成。在由软件构成的情况下，可以将实现变换装置70的至少一部分的功能的程序存储于软盘或CD－ROM等存储介质，并使计算机读取并执行。存储介质并不限定于磁盘或光盘等能够装卸的存储介质，也可以是硬盘装置或存储器等固定式的存储介质。
并且，也可以将实现变换装置70的至少一部分的功能的程序经由因特网等通信线路(也包括无线通信)发布。此外，也可以将该程序加密或调制，并以压缩后的状态经由因特网等有线线路或无线线路或者存储于存储介质而发布。
另外，本发明并不限定于上述实施方式本身，在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围对构成要素进行变形并具体化。并且，能够通过在上述实施方式中公开的多个构成要素的适当组合来形成各种发明。例如，可以从实施方式所示的所有构成要素中删除几个构成要素。此外，也可以将不同实施方式的构成要素适当组合。

Claims (7)

1.一种描绘数据生成方法，生成在多带电粒子束描绘装置中使用的描绘数据，其特征在于，
计算设计数据所包含的包含曲线和直线的图形的、表现上述曲线的多个控制点和上述曲线以及上述直线的多个顶点，
将各控制点以及各顶点的位置用从相邻的控制点或者顶点起的位移表现，从而生成上述描绘数据。
2.根据权利要求1所述的描绘数据生成方法，其特征在于，
从上述图形的原点起，以环绕该图形一周的方式，依次定义由上述曲线构成的曲线部以及由上述直线构成的直线部，从而生成上述描绘数据。
3.根据权利要求1所述的描绘数据生成方法，其特征在于，
在上述描绘数据内定义包围上述图形的矩形的大小信息。
4.根据权利要求1所述的描绘数据生成方法，其特征在于，
上述描绘数据具有：
针对上述各控制点或者上述各顶点的、从相邻的控制点或者顶点起的位移信息；以及
边类型信息，表示上述曲线或者直线。
5.根据权利要求4所述的描绘数据生成方法，其特征在于，
上述曲线的边类型信息表示B样条曲线或者贝济埃曲线。
6.根据权利要求4所述的描绘数据生成方法，其特征在于，
上述直线的边类型信息表示任意角类型或者直角类型。
7.一种多带电粒子束描绘装置，其特征在于，具备：
描绘部，形成由多个带电粒子束构成的多光束，并且针对上述多光束中的分别对应的光束相独立地进行光束的导通/截止，朝对象物上照射带电粒子束而描绘图案；以及
控制部，被输入描绘数据，在该描绘数据中，设计数据所包含的包含曲线和直线的图形的、表现上述曲线的多个控制点和上述曲线以及上述直线的多个顶点各自的位置，用从相邻的控制点或者顶点起的位移表现，上述控制部使用上述位移计算上述多个控制点或者多个顶点的位置，使用基于计算出的多个控制点或者多个顶点的位置得到的上述曲线以及上述直线重构上述图形，并针对重构后的图形实施数据变换处理，对上述描绘部进行控制。
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