JP2013157637A - 荷電粒子描画システム及び荷電粒子描画装置のパラメータ監視方法 - Google Patents

Abstract

【目的】パラメータ管理が可能な描画システムを提供することを目的とする。
【構成】描画システム１００は、通信規格の異なる制御ユニット１２２，１２４，１２６と、制御ユニット１２２，１２４，１２６により制御され、電子ビーム２００を用いて試料にパターンを描画する描画装置１１０と、外部の従計算機からパラメータ情報を受信して、記憶するデータベース１４０と、受信されたパラメータ情報を制御ユニット１２２，１２４，１２６に通信規格に合わせて出力するインターフェース回路群１３９と、主計算機１６０と、主計算機１６０からの要求を受信して、データベース１４０を介さずに制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されているパラメータ情報を主計算機１６０が用いる通信規格に変換して、送信するＩ／Ｆ回路群１７０と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、想定していない描画を回避することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、描画システム及び描画装置のパラメータ監視方法に係り、例えば、電子ビームを用いて試料にパターンを描画する描画システム及びそのシステム内で設定されるパラメータを監視する方法に関する。

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５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）描画装置の動作を以下に説明する。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という（例えば、特許文献１参照）。

ここで、電子ビーム描画装置をはじめとする描画装置では、装置の多様な運用を目的とし、非常に多くの装置運用情報（パラメータ）が準備されている。描画装置にて生産される製品の品質管理には、このパラメータの変更管理が必須となる。しかしながら、様々な形で装置へ展開されたパラメータを描画装置のオーナー（管理者）自身が管理することは技術的にも難しい。これは、描画装置のオンライン化に伴い装置パラメータの変更が遠隔地においても可能となり、いつでもその変更指示が可能となったためである。さらに、以下のようにパラメータ管理は難しいものとなっている。

図６は、描画システムの構成の一例を示す概念図である。
ここで、ユーザＡ，Ｂ等のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）５５２，５５４から変更指示されたパラメータは、まず、データベース５４０等に格納された後にインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路５３４，５３６を介して描画部５１０を制御する各機器５２２，５２４の設定が変更される。また、パラメータが設定される各機器５２２，５２４は、その通信仕様が異なる場合が多い。そのため、管理用のＰＣ５６０から直接、パラメータが設定される各機器５２２，５２４へは、アクセスしにくい構成となっていた。従来、装置オーナーは、パラメータがリファレンス５６４と食い違っていないかどうかを確認するために、管理用のＰＣ５６０を使ってデータベース５４０上に格納されたパラメータを確認していた。しかしながら、データベース５４０等にパラメータが格納されても実際に描画装置内の各機器５２２，５２４に設定されるまでには若干のタイムラグが生じる。その結果、データベース５４０の内容と実機の各機器５２２，５２４に設定されている内容とに食い違いが生じる場合がある。そのため、リファレンスとデータベース上のパラメータでは一致しても、リファレンス５６４と各機器５２２，５２４に設定されている内容とが不一致になる場合がある。このように、リファレンスとデータベース上のパラメータを比較しても、実機での設定が異なっていると想定しない描画が行なわれてしまうといった問題があった。

以上のように、いつだれから設定変更されるか予測できない中、さらに、データベース上の内容も実機に設定されている内容と食い違っている場合があり、装置オーナーにおけるパラメータ管理は非常に難しいものとなっている。

特開２００７−２９４５６２号公報

以上のように、管理用のＰＣを使ってデータベース上に格納されたパラメータを確認しても、データベースの内容と実機に設定されている内容とに食い違いが生じる場合があり、想定しない描画が行なわれてしまうといった問題があった。特に、パターンの微細化及び描画装置の複雑化に伴い、膨大な数となったパラメータを管理する上で、この問題は非常に大きいものとなっている。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、パラメータ管理が可能な描画システム及び方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の描画システムは、
通信規格の異なる複数の制御ユニットと、
複数の制御ユニットにより制御され、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、
外部の従計算機からパラメータ情報を受信して、記憶する記憶部と、
受信されたパラメータ情報を複数の機器の少なくとも１つに通信規格に合わせて出力する第１のインターフェース回路群と、
主計算機と、
主計算機からの要求を受信して、記憶部を介さずに複数の機器に設定されているパラメータ情報を主計算機が用いる通信規格に変換して、主計算機に複数の機器に設定されているパラメータ情報を送信する第２のインターフェース回路群と、
を備えたことを特徴とする。

かかる構成により、主計算機は、記憶部に格納されたパラメータ情報ではなく、実際の複数の機器に設定されているパラメータ情報を得ることができる。

さらに、主計算機は、基準となる基準パラメータ情報を入力し、第２のインターフェース回路群から受信したパラメータ情報と比較し、結果を出力すると好適である。

さらに、主計算機は、比較した結果、基準パラメータ情報と第２のインターフェース回路群から受信したパラメータ情報とで異なるパラメータ情報のリストを作成すると好適である。

そして、主計算機は、複数の機器に設定されているリアルタイムのパラメータ情報を第２のインターフェース回路群を介して受信すると好適である。

本発明の一態様の描画装置のパラメータ監視方法は、
描画装置を制御する通信規格の異なる複数の制御ユニットに設定するための基準パラメータ情報を受信する工程と、
外部の計算機からアクセス可能な記憶装置を介して外部の計算機から設定された複数の制御ユニットに設定されている設定パラメータ情報を、記憶装置を介さずに受信する工程と、
受信された基準パラメータ情報と受信された設定パラメータ情報とを比較し、結果を出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記憶部に格納されたパラメータ情報ではなく、実際の複数の機器に設定されているパラメータ情報を得ることができる。そのため、想定していない描画を回避することができる。

実施の形態１における描画システムの構成を示す概念図である。 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における描画装置のパラメータ監視方法の要部工程のフローに従って主計算機の内部構成を示したブロック図である。 実施の形態１におけるパラメータ情報リストの一例を示す図である。 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。 描画システムの構成の一例を示す概念図である。

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、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画システムの構成を示す概念図である。
図１において、描画システム１００は、荷電粒子ビーム描画システムの一例である。描画システム１００は、描画装置１１０、制御部１２０、制御計算ユニット１３０、主計算機１６０、モニタ１６２、記憶装置１６４、及びＩ／Ｆ回路群１７０を備えている。制御部１２０内には、通信規格の互いに異なる複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６が配置されている。制御ユニット１２２として、例えば、デジタル回路基板等を用いることができる。また、制御ユニット１２４として、例えば、シーケンサ装置等を用いることができる。また、制御ユニット１２６として、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等を用いることができる。制御計算ユニット１３０内では、制御計算機１３２、Ｉ／Ｆ回路１３４，１３６，１３８，１４２、データベース１４０、及び磁気ディスク装置１４６がバス１４４を介して互いに接続されて配置される。ここでは、複数のＩ／Ｆ回路１３４，１３６，１３８によりＩ／Ｆ回路群１３９を構成する。データベース１４０には、複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されるパラメータが格納される。また、Ｉ／Ｆ回路１７２，１７４，１７６によりＩ／Ｆ回路群１７０が構成される。そして、主計算機１６０には、モニタ１６２と記憶装置１６４が接続される。記憶装置１６４には、複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されるパラメータの基準となるリファレンスが格納されている。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画システム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。

図２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２において、描画装置１１０は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画装置１１０は、描画室１０３と描画室１０３の上部に配置された電子鏡筒１０２を備えている。描画室１０３と電子鏡筒１０２とにより描画部を構成する。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、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を有している。そして、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、例えば、半導体装置が形成されるウェハやウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何も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。描画装置１１０は、図１に示した制御部１２０によって制御される。

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、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。このように、描画装置１１０は、複数の制御ユニットにより制御され、電子ビーム２００を用いて試料１０１にパターンを描画する。

複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６のパラメータ情報は、外部のＰＣ５０２，５０４から通信規格ａに従って時間に関わり無く送信される。パラメータ情報は、Ｉ／Ｆ回路１４２で制御計算ユニット１３０内の規格に変更されて、データベース１４０（記憶部）にその情報が格納される。その他、外部のＰＣ５０２，５０４からは、描画装置１１０の描画に用いるファイル情報が送信され、磁気ディスク装置１４６に格納される。装置オーナーは、主計算機１６０から通信規格ａを用いて、データベース１４０や磁気ディスク装置１４６から格納されている情報を読み出すことができる。これにより、外部のＰＣ５０２，５０４から送信されたパラメータとリファレンスとを比較することができる。データベース１４０に格納されたパラメータ情報は、制御計算機１３２が読み出し、Ｉ／Ｆ回路１３４，１３６，１３８群（第１のＩ／Ｆ回路群）で通信規格を合わせた上で、複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６の少なくとも１つに設定される。例えば、パラメータが制御ユニット１２２用であれば、パラメータ情報はＩ／Ｆ回路１３４によって制御計算ユニット１３０内の規格から通信規格ｂに変更されて制御ユニット１２２に送信（出力）され、設定される。同様に、例えば、パラメータが制御ユニット１２４用であれば、パラメータ情報はＩ／Ｆ回路１３６によって制御計算ユニット１３０内の規格から通信規格ｃに変更されて制御ユニット１２４に送信（出力）され、設定される。同様に、例えば、パラメータが制御ユニット１２６用であれば、パラメータ情報はＩ／Ｆ回路１３８によって制御計算ユニット１３０内の規格から通信規格ｄに変更されて制御ユニット１２６に送信（出力）され、設定される。

ここで、パラメータ情報がデータベース１４０に格納されてから、各制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されるまでにタイムラグが生じる。その間は、各制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されたパラメータとデータベース１４０に格納されたパラメータとが不一致となる。そのため、上述したように装置オーナーが主計算機１６０を使って、データベース１４０や磁気ディスク装置１４６から格納されている情報を読み出してリファレンスと比較しても実機とは食い違っているおそれがある。言い換えれば、確認するタイミングによってパラメータが変わってしまうおそれがある。

そこで、実施の形態１では、データベース１４０や磁気ディスク装置１４６を介さずに、各制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されたパラメータを読み出す。但し、各制御ユニット１２２，１２４，１２６は通信規格が互いに異なっているので、主計算機１６０はそのままでは通信することが困難である。そこで、実施の形態１では、Ｉ／Ｆ回路群１７０（第２のＩ／Ｆ回路群）によって主計算機１６０が用いる通信規格ａと各制御ユニット１２２，１２４，１２６が用いる通信規格ｂ，ｃ，ｄとを互いに変換させる。例えば、Ｉ／Ｆ回路１７２は通信規格ａと制御ユニット１２２が用いる通信規格ｂとの間で相互に規格を合わせる。Ｉ／Ｆ回路１７４は通信規格ａと制御ユニット１２４が用いる通信規格ｃとの間で相互に規格を合わせる。Ｉ／Ｆ回路１７６は通信規格ａと制御ユニット１２６が用いる通信規格ｄとの間で相互に規格を合わせる。これにより、主計算機１６０は、データベース１４０や磁気ディスク装置１４６を介さずに各制御ユニット１２２，１２４，１２６と通信することができる。制御計算ユニット１３０とは独立して、Ｉ／Ｆ回路群１７０を配置することで、制御計算ユニット１３０が行なう動作を阻害することなく各制御ユニット１２２，１２４，１２６と通信することができる。但し、これに限るものではなく、制御計算ユニット１３０内のＩ／Ｆ回路１３４，１３６，１３８に空きポートがあれば、主計算機１６０は、その空きポートを用いて各制御ユニット１２２，１２４，１２６と通信しても構わない。

図３は、実施の形態１における描画装置のパラメータ監視方法の要部工程のフローに従って主計算機の内部構成を示したブロック図である。
図３において、主計算機１６０内には、入力部１０、比較部１２、リスト作成部１４、出力部１６、及びメモリ１８が配置される。入力部１０、比較部１２、リスト作成部１４、及び出力部１６といった各機能の処理は、プログラムといったソフトウェアにより実行される。或いは、電気的回路等のハードウェアで構成されていても良い。或いは、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、記憶装置１６４或いはメモリ１８等の記録媒体に記録される。

まず、入力工程として、入力部１０は、外部のＰＣ５０２，５０４からアクセス可能なデータベース１４０を介して外部のＰＣ５０２，５０４から設定された複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されている設定パラメータ情報を、データベース１４０を介さずに受信する。まず、主計算機１６０は、複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されている設定パラメータ情報を要求する情報をＩ／Ｆ回路群１７０を介して各制御ユニット１２２，１２４，１２６に送信する。各制御ユニット１２２，１２４，１２６は、それぞれの通信規格でＩ／Ｆ回路群１７０に設定されている設定パラメータ情報を出力する。Ｉ／Ｆ回路群１７０は、主計算機１６０からの要求を受信して、データベース１４０を介さずに複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されているパラメータ情報を主計算機１６０が用いる通信規格ａに変換する。そして、主計算機１６０に複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されているパラメータ情報を送信する。かかる構成により、主計算機１６０は、データベース１４０に格納されたパラメータ情報ではなく、実際の複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６（複数の機器）に設定されているパラメータ情報（設定パラメータ）を得ることができる。また、主計算機１６０は、複数の機器に設定されているリアルタイムのパラメータ情報をＩ／Ｆ回路群１７０を介して受信することができる。

また、別の入力工程として、入力部１０は、記憶装置１６４から描画装置１１０を制御する通信規格の異なる複数の制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定するためのレファレンス（基準パラメータ）情報を受信する。

次に、比較工程として、比較部１２は、受信されたレファレンス情報と受信された設定パラメータ情報とを比較する。

そして、リスト作成工程として、リスト作成部１４は、比較した結果、リファレンス情報とＩ／Ｆ回路群１７０から受信した設定パラメータ情報とで異なるパラメータ情報について、パラメータ情報リストを作成する。

図４は、実施の形態１におけるパラメータ情報リストの一例を示す図である。
図４において、パラメータ情報リスト２０には、レファレンスの内容と実際に設定されているパラメータの内容とが対応するように定義される。ここでは、すべてを列記するのではなく、不一致となるパラメータだけを抽出して定義すると好適である。膨大な数のパラメータを順に列記しても不一致箇所を探すのに労力が必要となる。不一致となるパラメータだけを抽出して定義することで装置オーナーはその内容を素早く視認することができる。但し、不一致となるパラメータだけを定義する場合に限るものではない。上述したすべてを列記するようにしても構わない。

そして、出力工程として、出力部１６は、比較した結果を出力する。ここでは、パラメータ情報リスト２０を出力する。その他の情報を一緒に出力しても構わない。例えば、モニタ１６２に表示する。

以上のように構成することで、実際に各制御ユニット１２２，１２４，１２６に設定されたパラメータを監視することができる。その結果、間違ったパラメータが設定されていれば、描画動作を中止或いは停止させることができる。或いは、そのまま描画して、次の描画動作の際に停止させることができる。その結果、想定しない描画を行なってしまうことを回避することができる。その結果、高精度なマスク製造が可能となる。

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１１０を制御する具体的な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描画システム及び描画装置のパラメータ監視方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 入力部
１２ 比較部
１４ リスト作成部
１６ 出力部
１８ メモリ
２０ パラメータ情報リスト
１００ 描画システム
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 描画装置
１２０ 制御部
１２２，１２４，１２６制御ユニット
１３０ 制御計算ユニット
１３２ 制御計算機
１３４，１３６，１３８，１４２，１７２，１７４，１７６ Ｉ／Ｆ回路
５３４，５３６ Ｉ／Ｆ回路
１３９，１７０ Ｉ／Ｆ回路群
１４０ データベース
１４４ バス
１４６ 磁気ディスク装置
１６０ 主計算機
１６２ モニタ
１６４ 記憶装置
１５０，５１０ 描画部
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
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
５２２，５２４ 機器
５４０ データベース
５５２，５５４，５６０ ＰＣ
５６４ リファレンス

Claims (5)

1. 通信規格の異なる複数の制御ユニットと、
   前記複数の制御ユニットにより制御され、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、
   外部の従計算機からパラメータ情報を受信して、記憶する記憶部と、
   受信されたパラメータ情報を前記複数の制御ユニットの少なくとも１つに通信規格に合わせて出力する第１のインターフェース回路群と、
   主計算機と、
   前記主計算機からの要求を受信して、前記記憶部を介さずに前記通信規格の異なる複数の制御ユニットに設定されているパラメータ情報を前記主計算機が用いる通信規格に変換して、前記主計算機に前記複数の制御ユニットに
   設定されているパラメータ情報を送信する第２のインターフェース回路群と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子描画システム。
2. 前記主計算機は、基準となる基準パラメータ情報を入力し、前記第２のインターフェース回路群から受信したパラメータ情報と比較し、結果を出力するモニタを有することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子描画システム。
3. 前記主計算機は、比較した結果、前記基準パラメータ情報と前記第２のインターフェース回路群から受信したパラメータ情報とで異なるパラメータ情報のリストを作成することを特徴とする請求項２記載の荷電粒子描画システム。
4. 前記主計算機は、前記複数の制御ユニットに設定されているリアルタイムのパラメータ情報を前記第２のインターフェース回路群を介して受信することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の荷電粒子描画システム。
5. 描画装置を制御する通信規格の異なる複数の制御ユニットに設定するための基準パラメータ情報を受信する工程と、
   外部の計算機からアクセス可能な記憶装置と受信されたパラメータ情報を前記複数の制御ユニットの少なくとも１つに通信規格に合わせて出力する第１のインターフェース回路群とを介して前記外部の計算機から設定された前記複数の制御ユニットに設定されている設定パラメータ情報を、前記複数の
   制御ユニットに設定されているパラメータ情報を主計算機が用いる通信規格に変換して、前記主計算機に前記複数の制御ユニットに設定されているパラメータ情報を送信する第２のインターフェース回路群を介して前記記憶装置を介さずに前記主計算機が受信する工程と、
   受信された前記基準パラメータ情報と受信された前記設定パラメータ情報とを比較し、結果を出力する工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子描画装置のパラメータ監視方法。

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