JP2007141880A - 電子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大容量のマップデータの検証が行える電子ビーム描画装置を提供することにある。
【解決手段】データ制御部２０は、描画データ記憶部５０から得られた描画データを演算して、電子ビーム描画装置を制御するデータを生成する。データ制御部２０は、描画データ記憶部５０から得られた描画データを受取り復元する復元部７０と、復元されたデータをフィルタ演算してマップデータを生成するデータ演算部８０と、マップデータを参照して図形描画ショットデータを生成するショット制御部９０とからなる。一時記憶部１００は、データ演算部８０のパイプラインに接続され、マップデータを一時記憶するとともに、描画データ記憶部５０に転送する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子ビーム描画装置に係り、特に、描画データからマップデータを作成するデータ演算部を備える電子ビーム描画装置に関する。

近年、半導体素子の集積度が向上するにともなって、複雑な形状や、微細な加工寸法，高い位置精度，下地層パターンの多層化，高機能な描画データ補正機能が要求されている為、描画データ量や描画演算処理時間が増大している。

電子ビーム描画装置は、描画データ記憶部からの圧縮された描画データを、データ制御部で復元・演算処理し、データ記憶部に一旦格納した後、このデータを参照して図形描画ショットデータを生成し、描画装置本体部に転送することで、電子ビーム制御を行い、試料に描画している。

ここで、従来、例えば、特開２００４−７９９２１号公報に記載のように、電子ビーム描画装置の各種データを一元管理するものが知られている。特開２００４−７９９２１号公報記載のものでは、大容量の通信および、データを記憶する記憶装置を接続するためのネットワークへのインターフェイスを設け、また、制御コマンド等の通信と大容量の情報の通信を分離することにより、装置全体のスループットを向上している。

特開２００４−７９９２１号公報

しかしながら、特開２００４−７９９２１号公報記載のものでは、大容量の描画データの場合、データ制御部で作成したマップデータを検証できないという問題があった。また、描画データの一部を修正する場合にも、再度最初からマップデータを作成する必要があった。

本発明の目的は、大容量のマップデータの検証が行える電子ビーム描画装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、描画データを記憶する描画データ記憶部と、前記描画データ記憶部にネットワークを介して接続され、前記描画データ記憶部から得られた描画データを演算して、電子ビーム描画装置を制御するデータを生成するデータ制御部と、前記データ制御部によって得られたデータにより試料に描画する描画装置本体とを有する電子ビーム描画装置であって、前記データ制御部は、前記描画データ記憶部から得られた描画データを受取り復元する復元部と、復元されたデータをフィルタ演算してマップデータを生成するデータ演算部と、前記マップデータを参照して図形描画ショットデータを生成するショット制御部とからなり、前記データ演算部は、互いにパイプラインにて接続され、前記データ演算部のパイプライン制御を行うデータ変換部と、演算結果であるマップデータを格納するデータ記憶部と、前記データ変換部からのデータとマップデータを受取りフィルタ演算を行うフィルタ演算部と、さらに、前記パイプラインに接続され、前記マップデータを一時記憶するとともに、前記描画データ記憶部に転送する一時記憶部を備えるようにしたものである。
かかる構成により、描画データ記憶部に格納されたマップデータを用いて、マップデータの検証が行えるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、さらに、前記描画データ記憶部に格納された前記マップデータを前記一時記憶部を介して前記データ演算部に転送し、前記データ演算部は、前記一時記憶部から入力したマップデータと、前記描画データ記憶部から前記データ復元部を介して入力した一部修正された描画データから求めたマップデータとを合成して、修正されたマップデータを求めるようにしたものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記データ復元部にパイプライン接続され、前記データ復元部のデータを一時記憶するとともに、前記描画データ記憶部に転送する一時記憶部を備えるようにしたものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記ショットデータ部にパイプライン接続され、前記ショットデータ部のデータを一時記憶するとともに、前記描画データ記憶部に転送する一時記憶部を備えるようにしたものである。

本発明によれば、大容量のマップデータの検証が行えるものとなる。

以下、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態による電子ビーム描画装置の構成及び動作について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電子ビーム描画装置の構成を示すシステムブロック図である。図２は、本発明の一実施形態による電子ビーム描画装置の主要部の詳細構成を示すブロック図である。なお、図１と図２において、同一符号は同一部分を示している。

図１に示すように、電子ビーム描画装置は、主として、操作部１０と、データ制御部２０と、描画装置本体３０と、ＬＡＮ４０と、描画データ記憶部５０とから構成され、描画データを処理し、電子ビームによる試料への描画を行うものである。

操作部１０は、装置のオペレーション部である。データ制御部２０は、主に、装置全体のシーケンス制御する手順制御部６０と、描画データを受取り復元する復元部７０と、復元データをフィルタ演算してマップデータを生成するデータ演算部８０等と、マップデータを参照して図形描画ショットデータを生成するショット制御部９０からなり、描画データの処理を実行する。

描画装置本体３０は、データ制御部２０から図形描画ショットデータを受け取り、電子ビームを制御して試料への描画を行う描画部である。ＬＡＮ４０は、描画データ記憶部と操作部１０間の通信を行うためのネットワークである。描画データ記憶部４０は、ＣＡＤデータを電子ビーム描画装置用に変換したデータや、描画シミュレーションによる予測データ等が格納されている記憶部である。

描画データ記憶部４０に記憶された電子ビーム描画装置用のデータは、圧縮されている。描画データ記憶部４０から読み出されたデータは、ＬＡＮ４０を経由して、データ制御部の２０のデータ復元部７０に取り込まれる。復元部７０は、入力したデータを復元する。復元されたデータは、データ演算部８０において、フィルタ演算され、マップデータが生成される。そして、ショット制御部９０において、入力したマップデータを参照して、図形描画ショットデータが生成される。

なお、復元部７０は、圧縮されたデータしか入力できないようになっている。すなわち、データ演算部８０で求められるマップデータなどは、そのままでは、復元部７０に入力することはできないものである。

次に、図２を用いて、データ演算部８０の構成について説明する。

データ制御部２０のデータ演算部８０は、復元部からのデータを受け取るデータ入力部Ｉ／Ｆ部８１と、データ演算部８０のパイプライン制御を行うデータ変換部８２と、演算結果であるマップデータを格納するデータ記憶部８３と、復元部からのデータとマップデータを受取りフィルタ演算を行うフィルタ演算部８４と、ショットデータ部からの要求によりデータを取り出すデータ出力部８５と、これら全てを接続しているパイプイライン（１），…，パイプライン（６）とを備えている。

さらに、本実施形態では、データ演算部８０は、新たに、パイプラインＩ／Ｆ部８６と、パイプライン（７），パイプライン（８）とを備えている。また、一時記憶部１００は、アップダウンＩ／Ｆ部１０１を備えている。

データ演算部８０の動作には、主に、Ａ）フィルタ演算処理、Ｂ）マップデータ出力処理、Ｃ）共通Ｉ／Ｆ処理の３種類がある。

ここで、Ａ）フィルタ演算処理には、１）マップ演算、２）フィルタ演算、３）合成演算の３種類がある。

１：マップ演算
データ演算部に入力したデータをフィルタ演算し、マップデータとして格納する。すなわち、データ入力部Ｉ／Ｆ部８１からパイプイライン（１）を通じデータ変換部８２に入力し、このデータをパイプライン（２）を通じフィルタ演算部８４に入力し、このデータをフィルタ演算等した後、パイプライン（３）を通じデータ変換部８２に入力し、このデータをパイプライン（４）を通じデータ記憶部８３に格納する。

２：フィルタ演算
マップデータを読み出してフィルタ演算し、マップデータとして格納する。すなわち、データ記憶部８３からパイプイライン（５）を通じフィルタ演算部８４に入力し、このデータをフィルタ演算等した後、パイプライン（３）を通じデータ変換部８２に入力し、このデータをパイプライン（４）を通じデータ記憶部８３に格納する。

３：合成演算
データ制御部に入力したデータとマップデータから読み出したデータを合成してフィルタ演算し、マップデータとして格納する。すなわち、データ入力部Ｉ／Ｆ部８１からパイプイライン（１）を通じデータ変換部８２に入力し、このデータをパイプライン（２）を通じフィルタ演算部８４に入力し、またデータ記憶部８３からパイプイライン（５）を通じフィルタ演算部８４に入力する、これらのデータを合成しフィルタ演算等した後、パイプライン（３）を通じデータ変換部８２に入力し、このデータをパイプライン（４）を通じデータ記憶部８３に格納する。

近年の微細化等により、マップデータを生成する為には、これら演算動作等を複数回組み合せた演算処理が行れることが多くなっており、演算処理性能の低下の要因になっている。

Ｂ）マップデータ出力処理は、フィルタ演算部８４からパイプライン（６）を通じマップデータを出力Ｉ／Ｆ部８５に出力する処理である。Ｃ）共通Ｉ／Ｆ処理は、入力Ｉ／Ｆ部８１，出力Ｉ／Ｆ部８５及びパイプラインＩ／Ｆ部８６を制御する処理である。

次に、本実施形態で新たに備えたパイプラインＩ／Ｆ部８６と、パイプライン（７），パイプライン（８）と、アップダウンＩ／Ｆ部１０１の動作について説明する。

パイプラインＩ／Ｆ部８６は、データ変換部８２と、フィルタ演算部８４とを結ぶパイプライン（２）に対して、パイプライン（８）を介して接続され、パイプライン（３）に対して、パイプライン（７）を介して接続される。パイプラインＩ／Ｆ部８６は、パイプライン（２），（３）と一時記憶部１００の間を接続するためのインターフェイス機能を有している。

一時記憶部１００のアップダウンデータＩ／Ｆ部１０１は、パイプラインＩ／Ｆ部８６とＬＡＮ４０使用して描画データ記憶部５０間を接続するためのものである。

パイプライン（３）に対してパイプライン（７）が接続されているため、フィルタ演算部８４からデータ変換部８２に転送するマップデータは、パイプライン（７）を介して、パイプラインＩ／Ｆ部８６に取り込まれる。さらに、そのマップデータは、一時記憶部１００のアップダウンデータＩ／Ｆ部１０１及びＬＡＮ４０を介して、描画データ記憶部５０に格納することができる。また、逆に、描画データ記憶部５０に格納したマップデータは、ＬＡＮ４０及び一時記憶部１００のアップダウンデータＩ／Ｆ部１０１を介して、パイプラインＩ／Ｆ部８６に取り込まれる。そして、パイプライン（２）に対してパイプライン（８）が接続されているため、フィルタ演算部８４にマップデータを転送することができる。

すなわち、本実施形態のデータ演算部８０は、パイプライン（７），（８）を使用して、外部とのマップデータの転送が可能になる。そこで、本実施形態では、フィルタ演算部８４からデータ変換部８２に転送するマップデータを、パイプライン（７），パイプラインＩ／Ｆ部８６，アップダウンデータＩ／Ｆ部１０１，ＬＡＮ４０を介して、描画データ記憶部５０に格納するようにしている。

従来、データ量が多い場合、一度の演算処理で全ての演算を行うと膨大な処理時間が発生するため、演算を分割して行うようにしている。例えば、１枚のマスクを電子ビーム描画により作成する場合、マスクの描画データを複数分割する。通常は、縦方向に数千若しくは１万以上のストライプに分割し、最初の１個のストライプの描画データをマップデータに変換し、このマップデータをショットデータとして描画装置本体３０に出力して描画する。そして、描画装置本来３０による描画中に次のストライプの描画データをマップデータに変換する処理を進める。一方、１枚のマスクを数千以上のストライプに分割する場合、１枚のマスクのマップデータは膨大な量になるため、データ記憶部８３の記憶容量以上となる。従って、データ記憶部８３には、１枚のマスクに対するマップデータを記憶することはできなかった。

電子ビーム描画装置では、マップデータを再現させて検証する場合がある。すなわち、電子ビーム描画装置で作成したマスクを用いて半導体素子を製造した場合、所定のパターン形状（パターン幅、パターンのエッジの形状、パターンの角部の形状）が所望の形状からずれる場合がある。その理由は、データ変換部８２では、例えば、データは２４ビット程度の高精度データとして扱われるが、電子ビーム描画装置本体では、それほどの分解能がないため、フィルタ演算部８４で、例えば、１０ビット程度までビット落としをしたデータを用いている。このビット落としの段階で、所望の形状からずれるようなデータが生成される場合がある。そこで、マップデータを検証することで、このような不具合の発生する原因を追及することができる。

しかしながら、従来の装置では、データ記憶部８３の記憶容量の関係で、１枚のマップデータを得ることができないため、マップデータの検証が不可能であった。

それに対して、本実施形態では、フィルタ演算部８４からデータ変換部８２に転送するマップデータを、パイプライン（７），パイプラインＩ／Ｆ部８６，アップダウンデータＩ／Ｆ部１０１，ＬＡＮ４０を介して、描画データ記憶部５０に格納する。描画データ記憶部５０は、１枚のマスクのマップデータを記憶できる大容量の記憶装置である。描画データ記憶部５０に記憶されたデータ演算部８０による演算結果のマップデータと、描画データ記憶部５０に格納されている描画シミュレーションによる予測データを用いて、効率の良いマップデータの検証を行うことができる。

また、本実施形態では、描画データ記憶部５０に記憶されたマップデータを、ＬＡＮ４０，アップダウンデータＩ／Ｆ部１０１，パイプラインＩ／Ｆ部８６を介して、パイプライン（８），（２）から、フィルタ演算部８４に転送する。

マスクの描画データの一部を修正する場合、描画データ記憶部５０に記憶された修正前のマスクの描画データをストライプ単位で、逐次、パイプライン（８）を経由して、フィルタ演算部８４に転送する。修正部分については、修正部分の描画データをデータ復元部７０及びデータ演算部８０の入力Ｉ／Ｆ部８１を介してデータ変換部８２に入力する。修正部分の描画データは、フィルタ演算を施された後、マップデータに変換される。さらに、合成演算により修正部分については、修正前のマップデータに修正部分のマップデータを合成して、修正後のマップデータを得ることができる。修正部分は、ストライプ単位に限らず、ストライプの一部を修正する場合にも適用できる。

マスクの描画データの一部を修正する場合、従来は、修正後のマスクの全描画データを再度データ制御部２０に取り込んで、フィルタ演算を施し、さらに、マップデータに変換する工程が必要であり、１枚のマスク用のマップデータを作成するのと同じ時間が必要であった。

それに対して、本実施形態では、前述のように、修正前のマップデータを利用できるので、演算時間を短縮でき、マップデータの一部を修正しての再描画も容易に行えるものとなる。

また、描画データ記憶部５０に格納された下地層パターンの多層データを、パイプライン（８）を用いて、データ演算部８０に転送することで、下地層パターンの多層化にも対応可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、マップデータの検証を容易に行うことが可能となる。

また、マップデータの一部修正による再描画も容易に行うことができる。

次に、図３を用いて、本発明の他の実施形態による電子ビーム描画装置の構成及び動作について説明する。
図３は、本発明の他の実施形態による電子ビーム描画装置の構成を示すシステムブロック図である。なお、図１や図２と同一符号は同一部分を示している。

本実施形態では、図１に示した構成に加えて、復元部７０ＡとＬＡＮ４０の間に、一時記憶装置１１０を設け、また、ショットデータ部９０にとＬＡＮ４０の間に、一時記憶装置１１０を設けている。一時記憶装置１１０，１１０は、それぞれ、図２に示した一時記憶部１００のアップダウンＩ／Ｆ部１０１と同様な、アップダウンＩ／Ｆ部を備えている。また、復元部７０Ａとショットデータ部９０とは、それぞれ、図２に示したデータ演算部８０のパイプラインＩ／Ｆ部８６と同様な、パイプラインＩ／Ｆ部を備えている。

したがって、パイプラインを使用してデータ復元部７０やショットデータ部９０の中の記憶部のデータを、描画データ記憶部５０に転送することが可能になることで、この転送されたデータを用いてマップデータの検証が可能となる。

なお、前述の一時記憶部１００，１１０，１２０に代えて、内部に記憶部を有するデータ検証記憶部を備えることで、ＬＡＮ４０上の遅延等の影響を受けない、データの検証が可能となる。

このような構成とすることで、本実施形態によれば、前述の実施形態と同様に、マップデータの検証を容易に行うことが可能となり、また、マップデータの一部修正による再描画も容易に行うことができるとともに、パイプラインを使用してデータ復元部７０やショットデータ部９０の中の記憶部のデータの転送が可能になることで、データの検証が可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、描画データ記憶部５０とのデータ転送を行うためのアップダウンデータＩ／Ｆ部１００を、データ制御部の演算処理部８０に設けることで、演算結果のマップデータを描画データ記憶部５０に保存可能となり、データ検証が容易となり、メンテナンス性能を向上することができる。また、マップデータを直接、データ制御部８０のデータ記憶部８３に転送することが可能となり、スループット向上や、演算結果のマップデータの一部を修正しての再描画も可能となる。

本発明の一実施形態による電子ビーム描画装置の構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施形態による電子ビーム描画装置の主要部の詳細構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態による電子ビーム描画装置の構成を示すシステムブロック図である。

符号の説明

１０…操作部
２０…データ制御部
３０…描画装置本体
４０…ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）
５０…描画データ記憶部
６０…手順処理制御部
７０…データ復元部
８０…データ演算部
８１…入力Ｉ／Ｆ部
８２…データ変換部
８３…データ記憶部
８４…フィルタ演算部
８５…出力Ｉ／Ｆ部
８６…パイプラインＩ／Ｆ部
９０…ショットデータ部
１００，１１０，１２０…一時記憶部
１０１…アップダウンデータＩ／Ｆ部

Claims (4)

1. 描画データを記憶する描画データ記憶部と、
   前記描画データ記憶部にネットワークを介して接続され、前記描画データ記憶部から得られた描画データを演算して、電子ビーム描画装置を制御するデータを生成するデータ制御部と、
   前記データ制御部によって得られたデータにより試料に描画する描画装置本体とを有する電子ビーム描画装置であって、
   前記データ制御部は、
   前記描画データ記憶部から得られた描画データを受取り復元する復元部と、
   復元されたデータをフィルタ演算してマップデータを生成するデータ演算部と、
   前記マップデータを参照して図形描画ショットデータを生成するショット制御部とからなり、
   前記データ演算部は、互いにパイプラインにて接続され、前記データ演算部のパイプライン制御を行うデータ変換部と、演算結果であるマップデータを格納するデータ記憶部と、前記データ変換部からのデータとマップデータを受取りフィルタ演算を行うフィルタ演算部と、
   さらに、前記パイプラインに接続され、前記マップデータを一時記憶するとともに、前記描画データ記憶部に転送する一時記憶部を備えることを特徴とする電子ビーム描画装置。
2. 請求項１記載の電子ビーム描画装置において、
   さらに、前記描画データ記憶部に格納された前記マップデータを前記一時記憶部を介して前記データ演算部に転送し、
   前記データ演算部は、前記一時記憶部から入力したマップデータと、前記描画データ記憶部から前記データ復元部を介して入力した一部修正された描画データから求めたマップデータとを合成して、修正されたマップデータを求めることを特徴とする電子ビーム描画装置。
3. 請求項１記載の電子ビーム描画装置において、
   前記データ復元部にパイプライン接続され、前記データ復元部のデータを一時記憶するとともに、前記描画データ記憶部に転送する一時記憶部を備えることを特徴とする電子ビーム描画装置。
4. 請求項１記載の電子ビーム描画装置において、
   前記ショットデータ部にパイプライン接続され、前記ショットデータ部のデータを一時記憶するとともに、前記描画データ記憶部に転送する一時記憶部を備えることを特徴とする電子ビーム描画装置。

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