JP2012142328A - 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画処理の再現方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既に行った描画処理の再現と同等な装置制御が可能な描画装置を提供する。
【解決手段】描画装置１００は、電子ビームを用いて、試料にパターンを描画する描画部１５０と、既に完了した過去の描画処理について過去の描画処理中に取得された環境データを記録した環境データ履歴を記憶する記憶装置１４２と、環境データ履歴を入力し、環境データ履歴に記録された環境データを現在の環境データとしてデータ処理する環境データ処理部３２と、環境データ履歴に記録された環境データを用いて、過去の描画処理の再現となるように、試料に対する描画位置を補正する補正部２０と、補正されたことにより過去の描画処理の再現となる試料の描画位置にパターンを描画するように現在の描画処理を制御する描画処理制御部１４と、を備える。
【選択図】図１

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処理の再現方法に係り、例えば、エラー出力があった描画処理の再現を行う描画装置および方法に関する。

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。

図７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。

ここで、電子ビーム描画では、描画中に何らかのエラーが発生する場合がある。かかるエラーの解析を行う際、過去の描画処理（ＪＯＢ）を再現できれば、その解析を進める上で有効である。そのためには、過去におこなったＪＯＢの履歴を元に描画処理の条件や環境をそろえる必要がある。描画していた際の実際の気圧や温度等によって、描画位置の補正等を行う場合があるからである（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、描画していた際の実際の気圧や温度等の環境を再現することは困難である。そのため、完了済みのＪＯＢを再現させることができず、エラーが生じた制御内容やデータ処理等のエラー解析作業の妨げとなっていた。

特開２００７−０４３０８３号公報

上述したように、描画していた際の実際の気圧や温度等の環境を再現することは困難であるため、完了済みのＪＯＢを再現させることができず、エラーが生じた制御内容やデータ処理等のエラー解析作業の妨げとなっていた。しかしながら、従来、かかる問題を解決する十分な手法が確立されていなかった。

そこで、本発明は、かかる問題を克服し、既に行った描画処理の再現と同等な装置制御が可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する描画部と、
既に完了した過去の描画処理について過去の描画処理中に取得された環境データを記録した環境データ履歴を記憶する記憶部と、
環境データ履歴を入力し、環境データ履歴に記録された環境データを現在の環境データとしてデータ処理する環境データ処理部と、
環境データ履歴に記録された環境データを用いて、過去の描画処理の再現となるように、試料に対する描画位置を補正する補正部と、
補正されたことにより過去の描画処理の再現となる試料の描画位置にパターンを描画するように現在の描画処理を制御する描画制御部と、
を備えたことを特徴とする。

また、記憶部は、さらに、過去の描画処理の描画条件データを記録した条件履歴を記憶し、
荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、条件履歴を入力し、条件履歴に記録された描画条件データを現在の描画条件データとして設定する設定部を備え、
描画制御部は、設定された描画条件データに沿って、現在の描画処理を制御するように構成すると好適である。

また、環境データとして、気圧データと、温度データと、真空度データと、電流密度データと、放電データと、キャリブレーション時のマーク座標データと、試料のずれ量データと、試料のアース抵抗値データとのうちの、少なくとも１つが用いられると好適である。

また、描画条件データは、過去の描画処理のジョブ番号に相関され、
設定部は、過去の描画処理のジョブ番号の入力を受けることで、入力されたジョブ番号に相関される過去の描画処理の描画条件データを現在の描画条件データとして設定すると好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画処理の再現方法は、
荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
既に完了した過去の描画処理について過去の描画処理中に取得された環境データを記録した環境データ履歴を記憶する工程と、
環境データ履歴を入力し、環境データ履歴に記録された環境データを現在の環境データとしてデータ処理する工程と、
環境データ履歴に記録された環境データを用いて、過去の描画処理の再現となるように、試料に対する描画位置を補正する工程と、
補正されたことにより過去の描画処理の再現となる試料の描画位置にパターンを描画するように現在の描画処理を制御する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、既に行った描画処理の再現と同等な装置制御ができる。その結果、エラーの再現にもつなげることができる。

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。 実施の形態１における通常の描画処理と再現描画処理の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における実描画のＪＯＢと再現ＪＯＢとの関係を示す概念図である。 実施の形態１における条件履歴テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１における環境データの利用を説明するための概念図である。 実施の形態１における過去の環境データを使った補正手法を説明するための概念図である。 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。

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。

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、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。ここでは、特に、可変成形型（ＶＳＢ型）の電子ビーム描画装置の一例を示している。描画装置１００は、描画部１５０、制御部１６０、搬出入口（Ｉ／Ｆ）１２０、ロードロック（Ｌ／Ｌ）チャンバ１３０、ロボット（Ｒ）チャンバ１４０、及びアライメント（ＡＬＮ）チャンバ１４６を備えている。そして、描画装置１００は、電子ビーム２００を用いて、試料１０１に所望するパターンを描画する。

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、検出器２１６、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、レジストが塗布された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やシリコンウェハ等が含まれる。マスクにはレジストが塗布されたマスクブランクスが含まれる。また、ＸＹステージ１０５上には、ファラディーカップ４６、及びマーク４８が配置される。また、ＸＹステージ１０５上の試料１０１の配置位置付近に温度センサ４４が配置されている。さらに、描画部１５０の外側には、大気圧を測定する気圧センサ４０が配置される。また、描画室１０３内には、描画室１０３内の圧力（真空度）を測定する真空センサ４２が配置される。

また、搬出入口１２０内には、試料１０１を搬送する搬送ロボット１２２が配置されている。また、ロボットチャンバ１４０内には、かかる試料１０１を搬送する搬送ロボット１４２が配置されている。また、搬出入口１２０とロードロックチャンバ１３０とロボットチャンバ１４０と描画室１０３とのそれぞれの境界には、ゲートバルブ１３２，１３４，１３６が配置される。

制御部１６０は、搬送制御部１０６、診断制御部１０７、ジョブ（ＪＯＢ）制御部１０８、ショットデータ生成部１０９、描画制御部１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１１４、測定回路１１６、ステージ制御部１３１、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。搬送制御部１０６、診断制御部１０７、ジョブ（ＪＯＢ）制御部１０８、ショットデータ生成部１０９、描画制御部１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１１４、測定回路１１６、ステージ制御部１３１、及び記憶装置１４０，１４２は、図示しないバスを介して互いに接続されている。搬送制御部１０６、診断制御部１０７、ジョブ（ＪＯＢ）制御部１０８、ショットデータ生成部１０９、描画制御部１１０、偏向制御回路１１４、測定回路１１６、及びステージ制御部１３１は、プログラムといったソフトウェアを実行する制御計算機で構成されてもよい。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、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成されてもよい。偏向制御回路１１４は、それぞれＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプユニットを介して各偏向器に接続されている。また、記憶装置１４０には、描画データが外部から入力され、記憶される。

また、描画制御部１１０内には、設定部１０、補正量演算部１２、及び描画処理制御部１４が配置される。設定部１０、補正量演算部１２、及び描画処理制御部１４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。描画制御部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。

また、偏向制御回路１１４内には、補正部２０、及び偏向量演算部２２が配置される。補正部２０、及び偏向量演算部２２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１１４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。

また、測定回路１１６内には、測定部３０、及び測定データ処理部３２が配置される。測定部３０、及び測定データ処理部３２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。測定回路１１６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。

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。

図２は、実施の形態１における通常の描画処理と再現描画処理の要部工程を示すフローチャート図である。図２において、通常の描画処理（通常ＪＯＢ）では、ＪＯＢ登録工程（Ｓ１０２）と、描画処理工程（Ｓ１０４）と、環境データ測定工程（Ｓ１０６）と、補正工程（Ｓ１０８）という一連の工程を実施する。既に行った描画処理を再現する再現描画処理（再現ＪＯＢ）では、ＪＯＢ登録工程（Ｓ２０２）と、描画処理工程（Ｓ２０４）と、環境データ測定工程（Ｓ２０６）と、補正工程（Ｓ２０８）という一連の工程を実施する。

まず、通常の描画処理（通常ＪＯＢ）について説明する。描画処理工程（Ｓ１０４）と、環境データ測定工程（Ｓ１０６）と、補正工程（Ｓ１０８）とは、並列的に実施される。

ＪＯＢ登録工程（Ｓ１０２）として、試料１０１にパターンを描画する通常の描画処理（実描画）を行うには、まず、ＪＯＢ制御部１０８に描画条件データを入力する。描画条件データとして、例えば、ＪＯＢ番号、ＪＯＢ種別、レイアウトデータ（描画データ）名、各種パラメータ、レジスト名、試料１０１の基板（プレート）サイズ、及び基板の各種パラメータ等が挙げられる。図示しないユーザ端末から、図示しない外部インターフェースを介して、これらの各データを１つずつそれぞれ描画条件データとしてＪＯＢ制御部１０８に入力すればよい。或いは、各描画条件について複数の選択肢が表示され、各描画条件についてそれぞれ選択していくことによって入力してもよい。ＪＯＢ制御部１０８は、入力されたこれらの描画条件データを設定部１０に設定することで描画条件データを登録する。これにより、ＪＯＢ登録される。また、試料１０１は搬出入口１２０に配置される。

描画処理工程（Ｓ１０４）として、ＪＯＢ登録が行われた後、ＪＯＢ（描画処理）が開始されると、ＪＯＢ制御部１０８は搬送制御部１０６を制御して、試料１０１の搬送処理を行う。具体的には、例えば、次のように搬送される。搬出入口１２０に配置された試料１０１は、ゲートバルブ１３２を開けた後、搬送ロボット１２２によりＬ／Ｌチャンバ１３０内の支持部材上に搬送される。そして、ゲートバルブ１３２を閉めた後、Ｌ／Ｌチャンバ１３０内は図示しない真空ポンプで真空雰囲気にされる。次に、Ｌ／Ｌチャンバ１３０内の支持部材上に配置された試料１０１は、ゲートバルブ１３４を開けた後、搬送ロボット１４２によりロボットチャンバ１４０を介してアライメントチャンバ１４６内のステージに搬送される。そして、試料１０１は、アライメントされる。次に、アライメントチャンバ１４６内のステージ上に配置された試料１０１は、ゲートバルブ１３６を開けた後、搬送ロボット１４２によりロボットチャンバ１４０を介して描画室１０３内に搬入される。このようにして、試料１０１は描画室１０３に搬入される。

一方、描画処理制御部１４は、ショットデータ生成部１０９を制御して、ショットデータを生成させる。ショットデータ生成部１０９は、記憶装置１４０に格納された描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。ショットデータには、各ビームのショットを行なうための照射量、ショット図形の照射位置、ショット図形の形状、及びショット図形のサイズ等が定義される。生成されたショットデータは偏向制御回路１１４に出力される。

環境データ測定工程（Ｓ１０６）として、ＪＯＢ制御部１０８は、測定回路１１６を制御して、環境データを測定させる。測定回路１１６は、各種の環境データを測定する。環境データとして、例えば、気圧データ、温度データ、真空度データ、電流密度データ、放電データ、キャリブレーション時のマーク座標データ、試料１０１のずれ量データ、及び試料１０１のアース抵抗値データ等が挙げられる。電子ビーム描画では、環境によって照射される描画位置が変動してしまう。そのため、これらの環境データは、描画時にその描画位置を補正するために使用される。

測定部３０内には、それぞれ対応する環境データを測定する複数の測定部が配置される。例えば、気圧センサ４０は、気圧データを測定し、測定されたデータを測定部３０内の気圧データ測定部に出力する。温度センサ４４は、試料１０１の温度データを測定し、測定されたデータを測定部３０内の温度データ測定部に出力する。真空センサ４２は、描画室１０３内の真空度データを測定し、測定されたデータを測定部３０内の真空度データ測定部に出力する。ファラディーカップ４６は、電子銃２０１から放出され、第１のアパーチャ２０３を通過した電子ビーム２００の照射を受け、電子ビーム２００の電流量を測定し、測定されたデータを測定部３０内の電流量データ測定部に出力する。その他、放電データ、キャリブレーション時のマーク座標データ、試料１０１のずれ量データ、及び試料１０１のアース抵抗値データ等が測定される。

例えば、キャリブレーション時のマーク座標データは、ＪＯＢ制御部１０８が診断制御部１０７を制御することによって測定処理がおこなわれる。電子ビームは、時間が経過するとビームドリフトが発生する。そのため、描画処理前或いは描画処理中にビームドリフト量を測定するキャリブレーションが行われる。診断制御部１０７は、描画処理制御部１４にキャリブレーションを行うように指示し、描画処理制御部１４は、ＸＹステージ１０５上のマーク４８を電子ビームで走査（スキャン）して、その反射電子を検出器２１６で検出し、検出されたデータを測定部３０内のマーク座標データ測定部に出力する。また、例えば、試料１０１のずれ量データは、例えば、アライメントチャンバ１４６等の搬送途中で基準位置からのずれ量として測定され、測定されたデータを測定部３０内の試料位置ずれデータ測定部に出力する。また、例えば、放電データは、電子銃２０１から放電された放電量が図示しないセンサで測定され、測定されたデータは測定部３０内の放電データ測定部に出力される。また、例えば、試料１０１のアース抵抗値データは、ＸＹステージ１０５上、或いは、アライメントチャンバ１４６内のステージ上に配置された際に試料１０１の外周部に複数のアース用のピンを食い込ませ、ピン間の抵抗値を測定することによって試料１０１内の抵抗値として測定され、測定されたデータは測定部３０内の抵抗値データ測定部に出力される。

測定された各種の環境データは、測定データ処理部３２によって、データ処理され、気圧データ、温度データ、真空度データ、電流密度データ、放電データ、キャリブレーション時のマーク座標データ、試料１０１のずれ量データ、及び試料１０１のアース抵抗値データ等として、それぞれ補正量演算部１２に出力される。

補正工程（Ｓ１０８）として、補正量演算部１２では、入力された各種環境データを用いて、描画位置を補正する補正量を演算する。例えば、測定された気圧Ｐによってずれる描画位置座標の補正量をｘ方向にΔｘ，ｙ方向にΔｙ、ｚ方向（上下方向）にΔｚとすると、それぞれの補正量Δｘ，Δｙ，Δｚを演算する。例えば、係数ａ１、ａ２、ａ３を用いて、それぞれ、関数ｆにより、Δｘ＝ｆ１（Ｐ，ａ１）、Δｙ＝ｆ２（Ｐ，ａ２）、Δｘ＝ｆ３（Ｐ，ａ３）で演算される。他の環境データに起因する補正量もそれぞれ演算される。そして、演算された補正量データは、偏向制御回路１１４に出力される。

そして、偏向制御回路１１４内では、まず、描画処理制御部１４が補正部２０を制御して、描画位置を補正させる。具体的には、補正部２０が、ショットデータに定義された照射位置に補正量演算部１２から入力した補正量を加算する。これにより、描画位置が補正できる。

そして、描画処理工程（Ｓ１０４）において、描画処理制御部１４は偏向量演算部２２を制御して各偏向器用の偏向量を演算させる。具体的には、偏向量演算部２２は、補正後の位置に電子ビームが照射されるように各偏向器用の偏向量を演算する。そして、偏向制御回路１１４は、ステージ制御部１３１からＸＹステージ１０５のステージ位置を入力し、所定のステージ位置に対して必要な偏向量の偏向電圧を各偏向器に出力する。そして、描画処理制御部１４に制御された描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、試料１０１にパターンを描画する。描画部１５０は、具体的には、以下のように動作する。

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。

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に配置された試料の所望する位置に照射される。例えば、主偏向器２０８で移動するＸＹステージ１０５に追従しながら、副偏向器２０９で偏向可能なサイズで試料１０１の描画領域が仮想分割された複数のサブフィールド（ＳＦ）における所望するＳＦの基準位置に電子ビーム２００を偏向する。そして、副偏向器２０９で当該ＳＦ内の所望する各照射位置に電子ビーム２００を偏向する。かかる多段偏向で電子ビーム２００の描画位置を設定する場合、環境データによる位置補正は、例えば、主偏向器２０８で偏向するＳＦの基準位置を補正すると好適である。以上のように、各偏向器によって、電子ビーム２００の複数のショットが順に基板となる試料１０１上へと偏向される。

描画終了後、試料１０１は、ゲートバルブ１３４，１３６を開けた後、搬送ロボット１４２によりロボットチャンバ１４０を介してＬ／Ｌチャンバ１３０内の支持部材上に搬送される。ゲートバルブ１３４を閉めた後、Ｌ／Ｌチャンバ１３０内は大気圧の雰囲気に戻される。そして、試料１０１は、ゲートバルブ１３２を開けた後、搬送ロボット１２２により搬出入口１２０に配置される。

以上のように、ＪＯＢ登録後、上述した実描画処理が行なわれる。そして、パターンの描画が終了し、試料１０１が搬送開始位置まで戻されることで、ＪＯＢが完了する。ここで、最後まで描画処理が進んだとしても、描画処理中の制御内容やデータ処理に何らかのエラーが発生する場合がある。或いは、描画処理中の制御内容やデータ処理に発生したエラー信号或いはエラー原因によって、描画処理が途中で停止して終了してしまうこともあり得る。

しかしながら、上述した実描画処理中の制御内容やデータ処理に何らかのエラーが発生した場合、上述したように、描画していた際の実際の気圧や温度等の環境を再現することは困難であるため、従来、完了済みのＪＯＢを再現させることができなかった。そのため、エラーが生じた制御内容やデータ処理等のエラー解析作業の妨げとなっていた。そこで、実施の形態１では、上述した描画条件や測定された環境データを利用して、かかるＪＯＢを再現する。

図３は、実施の形態１における実描画のＪＯＢと再現ＪＯＢとの関係を示す概念図である。以上のような実描画処理（通常ＪＯＢ）を行う中、上述したように、各種の環境データは、描画中も測定され、必要に応じて補正量演算が実施される。そして、測定された環境データは、環境データ履歴として、記憶装置１４２に格納される。同様に、ＪＯＢ登録時の各種の描画条件データも条件履歴として、記憶装置１４２に格納される。その他、描画時間やショット回数など、実際に行なった結果が結果履歴として、記憶装置１４２に格納される。このように、記憶装置１４２は、既に完了した過去の描画処理について過去の描画処理中に取得された環境データを記録した環境データ履歴、過去の描画処理の描画条件データを記録した条件履歴、及び過去の描画処理で実際に行なった結果を記録した結果履歴を記憶する。そして、再現ＪＯＢを行う際には、かかる記憶装置１４２に格納された履歴データを再利用する。以下、再現ＪＯＢについて説明する。

ＪＯＢ登録工程（Ｓ２０２）として、ＪＯＢ制御部１０８は、設定部１０を制御してＪＯＢ登録を行う。その際、設定部１０は、記憶装置１４２に記憶された条件履歴を入力し、条件履歴に記録された描画条件データを現在（今回のＪＯＢ）の描画条件データとして設定する。ここで、描画条件データは、過去の描画処理（ＪＯＢ）のジョブ番号に相関されるようにデータ化しておく。

図４は、実施の形態１における条件履歴テーブルの一例を示す図である。図４（ａ）に示すテーブルＡには、描画自体の各種条件データが定義される。具体的には、テーブルＡには、キーとなるジョブ番号（ＪＯＢ Ｎｏ．）に続き、ＪＯＢ種別、レイアウトデータ（描画データ）名、及び各種パラメータ等が定義される。よって、ジョブ番号をキーとして検索すれば、相関されたその他の描画条件データもわかる。図４（ｂ）に示すテーブルＢには、描画される試料１０１についての各種条件データが定義される。具体的には、テーブルＢには、キーとなるジョブ番号（ＪＯＢ Ｎｏ．）に続き、レジスト名、試料１０１の基板（プレート）サイズ、及び基板の各種パラメータ等が定義される。よって、ジョブ番号をキーとして検索すれば、相関されたその他の描画条件データもわかる。

そして、ＪＯＢ制御部１０８は、ユーザから再現したい過去の描画処理のジョブ番号の入力を受け、設定部１０に出力する。設定部１０は、過去の描画処理のジョブ番号の入力を受けることで、入力されたジョブ番号に相関される条件履歴を記憶装置１４２から読み出す。そして、ジョブ番号に相関される条件履歴に定義された過去の描画処理の各種の描画条件データを現在の描画条件データとして設定する。これにより、いちいち各種描画条件を入力する手間を省くことができる。よって、簡易に短時間にＪＯＢ登録が可能となる。また、ＪＯＢ登録の際には、再現ＪＯＢのＪＯＢ番号と再現したい過去の描画処理のＪＯＢ番号とを関連付けさせておくとよい。これにより、再現ＪＯＢでは、再現したい過去の通常ＪＯＢと同一の描画条件にすることができる。そして、描画処理制御部１４は、設定された描画条件データに沿って、現在の描画処理（再現ＪＯＢ）を制御する。

再現させる試料１０１は搬出入口１２０に配置される。或いは、再現ＪＯＢでは、電子ビームを実際には照射しない、所謂、カラ描画を行ってもよい、また、試料１０１を用いずに搬送処理する、所謂、カラ搬送をおこなってもよい。カラ描画やカラ搬送の場合には、試料１０１を搬出入口１２０に配置しなくてもよい。カラ描画やカラ搬送の場合にはＪＯＢ登録された描画条件の１つであるＪＯＢ種別について、実描画からカラ描画或いはカラ搬送に設定を変更すればよい。

そして、描画処理工程（Ｓ２０４）と、環境データ測定工程（Ｓ２０６）と、補正工程（Ｓ２０８）とは、並列的に実施される。

描画処理工程（Ｓ２０４）として、ＪＯＢ登録が行われた後、ＪＯＢ（描画処理）が開始されると、ＪＯＢ制御部１０８は搬送制御部１０６を制御して、試料１０１の搬送処理を行う。搬送処理の内容は、上述した再現したい過去のＪＯＢの内容と同様である。そして、描画処理制御部１４が、ショットデータ生成部１０９を制御して、ショットデータを生成させ、生成されたショットデータは偏向制御回路１１４に出力される点も上述した再現したい過去のＪＯＢの内容と同様である。

環境データ処理工程（Ｓ２０６）として、ＪＯＢ制御部１０８は、測定回路１１６を制御して、環境データを再利用させる。再現ＪＯＢでは、測定データ処理部３２が、記憶装置１４２に格納された環境データ履歴を入力し、環境データ履歴に記録された環境データを現在（再現ＪＯＢ）の環境データとしてデータ処理する。測定データ処理部３２は、環境データ処理部の一例である。環境データ履歴に定義される各種の環境データは、再現させたい過去の描画処理のジョブ番号に相関させて定義させておく。ＪＯＢ制御部１０８は、再現させたい過去の描画処理のジョブ番号を測定回路１１６に出力することで、測定データ処理部３２は、ジョブ番号をキーとして、記憶装置１４２から必要な環境データ履歴を検索できる。環境データ履歴に定義される各種の環境データは、上述したように、例えば、気圧データ、温度データ、真空度データ、電流密度データ、放電データ、キャリブレーション時のマーク座標データ、試料１０１のずれ量データ、及び試料１０１のアース抵抗値データ等が挙げられる。

図５は、実施の形態１における環境データの利用を説明するための概念図である。図５に示すように、再現ＪＯＢでは、測定部３０が測定する各種の環境データを使用するのではなく、記憶装置１４２に格納されている環境データ履歴に定義される各種の環境データを使用する。また、環境データ履歴では、測定時刻も一緒に定義しておく。それにより、例えば、診断制御部１０７がドリフト量を測定する時刻、すなわち、描画開始時刻からの相対時刻も把握できる。

そして、測定データ処理部３２によって、データ処理された過去の各種の環境データは、気圧データ、温度データ、真空度データ、電流密度データ、放電データ、キャリブレーション時のマーク座標データ、試料１０１のずれ量データ、及び試料１０１のアース抵抗値データ等として、それぞれ補正量演算部１２に出力される。

補正工程（Ｓ２０８）として、補正量演算部１２では、入力された各種環境データを用いて、描画位置を補正する補正量を演算する。演算手法は上述した再現したい過去のＪＯＢでの補正工程（Ｓ１０８）の内容と同様である。そして、演算された補正量データは、偏向制御回路１１４に出力される。このように構成することで、再現したい過去のＪＯＢと同時期に同様の補正量が偏向制御回路１１４に出力される。

図６は、実施の形態１における過去の環境データを使った補正手法を説明するための概念図である。図６では、一例として、気圧データを利用する場合を示している。通常のＪＯＢでは、測定部３０内の気圧測定器３４が気圧センサ４０を介して気圧を測定し、環境データ処理部３２内の気圧データ処理部３６は、気圧測定器３４が測定した気圧データを処理する。しかし、実施の形態１における再現ＪＯＢでは、気圧測定器３４が測定した気圧データを使用しない。補正量演算部１２内の気圧補正量演算部１６からデータ要求があると、気圧データ処理部３６は、記憶装置１４２に格納された環境データ履歴中の気圧データ履歴を取得して、データ処理する。そして、データ処理された過去の気圧データを再現ＪＯＢの気圧データとして、気圧データ処理部３６に出力する。気圧データ処理部３６は、入力した過去の気圧データを使って補正量を演算する。

そして、偏向制御回路１１４内では、まず、補正部２０が、環境データ履歴に記録された環境データを用いて、過去の描画処理の再現となるように、試料１０１に対する描画位置を補正する。具体的には、ショットデータに定義された照射位置に補正量演算部１２から入力した補正量を加算する。これにより、描画位置が補正できる。

そして、描画処理工程（Ｓ２０４）において、描画処理制御部１４に制御された偏向量演算部２２は、補正後の位置に電子ビームが照射されるように各偏向器用の偏向量を演算する。そして、偏向制御回路１１４は、ステージ制御部１３１からＸＹステージ１０５のステージ位置を入力し、所定のステージ位置に対して必要な偏向量の偏向電圧を各偏向器に出力する。そして、描画処理制御部１４に制御された描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、試料１０１にパターンを描画するように動作する。以上のように、描画処理制御部１４は、補正されたことにより過去の描画処理の再現となる試料１０１の描画位置にパターンを描画するように現在の描画処理を制御する。描画処理制御部１４は、描画制御部の一例である。再現ＪＯＢが実描画であれば、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、試料１０１にパターンを描画する。描画部１５０の動作は、上述した再現したい過去のＪＯＢでの描画部１５０の動作内容と同様である。再現ＪＯＢが所謂カラ描画であれば、電子銃２０１から電子ビームを放出せずに他の動作のみ行なう。或いは、電子ビームが試料１０１に照射されないように途中で遮断して、その他の動作を行なう。

以上のように、再現ＪＯＢを実施することで、既に行った描画処理の再現と同等な装置制御ができる。よって、再現したい過去の描画処理と同じ制御内容およびデータ処理を擬似再現できる。その結果、既に行った描画処理と同様なエラーの発生を再現させることができ、エラー解析作業をし易くすることできる。

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。

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。

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。

１０ 設定部
１２ 補正量演算部
１４ 描画処理制御部
１６ 気圧補正量演算部
２０ 補正部
２２ 偏向量演算部
３０ 測定部
３２ 測定データ処理部
３４ 気圧測定器
３６ 気圧データ処理部
４０ 気圧センサ
４２ 真空センサ
４４ 温度センサ
４６ ファラディーカップ
４８ マーク
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０６ 搬送制御部
１０７ 診断制御部
１０８ ＪＯＢ制御部
１０９ ショットデータ生成部
１１０ 描画制御部
１１２ メモリ
１１４ 偏向制御回路
１１６ 測定回路
１２０ 搬出入口
１３０ Ｌ／Ｌチャンバ
１３１ ステージ制御部
１３２，１３４，１３６ ゲートバルブ
１４０ ロボットチャンバ
１４６ アライメントチャンバ
１４０，１４２ 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
２１６ 検出器
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

Claims (5)

1. 荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する描画部と、
   既に完了した過去の描画処理について前記過去の描画処理中に取得された環境データを記録した環境データ履歴を記憶する記憶部と、
   前記環境データ履歴を入力し、前記環境データ履歴に記録された環境データを現在の環境データとしてデータ処理する環境データ処理部と、
   前記環境データ履歴に記録された環境データを用いて、前記過去の描画処理の再現となるように、試料に対する描画位置を補正する補正部と、
   補正されたことにより前記過去の描画処理の再現となる試料の描画位置にパターンを描画するように現在の描画処理を制御する描画制御部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記記憶部は、さらに、前記過去の描画処理の描画条件データを記録した条件履歴を記憶し、
   前記荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、前記条件履歴を入力し、前記条件履歴に記録された描画条件データを現在の描画条件データとして設定する設定部を備え、
   前記描画制御部は、設定された描画条件データに沿って、現在の描画処理を制御することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記環境データとして、気圧データと、温度データと、真空度データと、電流密度データと、放電データと、キャリブレーション時のマーク座標データと、試料のずれ量データと、試料のアース抵抗値データとのうちの、少なくとも１つが用いられることを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記描画条件データは、前記過去の描画処理のジョブ番号に相関され、
   前記設定部は、前記過去の描画処理のジョブ番号の入力を受けることで、入力されたジョブ番号に相関される前記過去の描画処理の描画条件データを現在の描画条件データとして設定することを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 荷電粒子ビームを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
   既に完了した過去の描画処理について前記過去の描画処理中に取得された環境データを記録した環境データ履歴を記憶する工程と、
   前記環境データ履歴を入力し、前記環境データ履歴に記録された環境データを現在の環境データとしてデータ処理する工程と、
   前記環境データ履歴に記録された環境データを用いて、前記過去の描画処理の再現となるように、試料に対する描画位置を補正する工程と、
   補正されたことにより前記過去の描画処理の再現となる試料の描画位置にパターンを描画するように現在の描画処理を制御する工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画処理の再現方法。

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