JP3831188B2 - 露光処理装置及び露光処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光処理装置及び露光処理方法、特に荷電ビームによって露光を行うための露光処理装置及び露光処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム露光における部分一括露光（キャラクタプロジェクション（ＣＰ））は、複数の図形を含む数μｍ程度の領域を開口パターン（ＣＰパターン）として第２成形アパーチャ上に形成し、一括して露光を行う方法であり、電子ビーム露光のスループットを向上させる手段として有望視されている。
【０００３】
通常、開口パターン数（ＣＰパターン数）は５個程度であり、ＣＰパターンとＣＰパターンの第２アパーチャ上の位置に関するテーブルを作成する際に、従来はオペレーターの手入力によって行っていた。
【０００４】
ＣＰパターン数は、電子ビーム露光装置のスループット向上をさせるために、増加する傾向にある。ＣＰパターンの種類が１００種類を超えるような場合、上記テーブルの作成作業をオペレーターの手入力によって行うことは極めて煩雑である。さらに、この作業に要する時間やオペレーターの入力ミスによる露光の失敗などは、電子ビーム露光における生産性を著しく低下させることになる。
【０００５】
一方、ＣＰパターンが形成される基板の厚さは数μｍ程度と薄いため、ハンドリング等の際にＣＰパターンに欠損等が生じるおそれがある。このような欠陥を有するパターンをそのまま用いて露光を行うと、所望のパターンとは異なったパターンが露光されてしまうことになり、電子ビーム露光における生産性を著しく低下させることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来は、ＣＰパターンに関するテーブルの作成作業をオペレーターの手入力によって行っていたため、電子ビーム露光等の荷電ビーム露光における生産性を著しく低下させる要因となっていた。
【０００７】
また、欠陥のあるＣＰパターンをそのまま用いて露光を行うと、目的とするパターンが得られず、荷電ビーム露光における生産性を著しく低下させる低下させる要因となっていた。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に対してなされたものであり、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能な露光処理装置及び露光処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る露光処理装置は、荷電ビームによって露光を行うための露光処理装置であって、部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに関する情報を取得するパターン情報取得手段と、前記開口パターンと比較される比較パターンに関する情報を保持するパターン情報保持手段と、前記パターン情報取得手段によって取得された開口パターンに関する情報と、前記パターン情報保持手段に保持された比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて、前記開口パターンの形状を識別するパターン識別手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記露光処理装置の好ましい態様は以下の通りである。
【００１１】
（１）前記パターン識別手段によって得られた前記開口パターンの識別結果に基づき、前記部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンの形状及び配置に関する情報を生成するパターン情報生成手段をさらに備える。
【００１２】
（２）前記パターン識別手段によって得られた前記開口パターンの識別結果に基づき、前記パターン情報保持手段に保持された比較パターンに関する情報を修正するパターン情報修正手段をさらに備える。
【００１３】
（３）前記パターン情報取得手段は、前記部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに向けて照射された荷電ビームの反射電子、２次電子又は透過電子を検出することで、前記開口パターンに関する情報を取得する。
【００１４】
（４）前記パターン情報取得手段は、前記部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンを撮影することで、前記開口パターンに関する情報を取得する。
【００１５】
本発明に係る露光処理方法は、荷電ビームによって露光を行うための露光処理方法であって、部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに関する情報を取得する工程と、所得された開口パターンに関する情報と、前記開口パターンと比較される比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて、前記開口パターンの形状を識別する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
前記露光処理方法の好ましい態様は以下の通りである。
【００１７】
（１）前記開口パターンの形状を識別する工程で得られた開口パターンの識別結果に基づき、前記開口パターンの形状及び配置に関する情報を生成する工程をさらに備える。
【００１８】
（２）前記開口パターンの形状を識別する工程で得られた開口パターンの識別結果に基づき、前記比較パターンに関する情報を修正する工程をさらに備える。
【００１９】
本発明によれば、開口パターンに関する情報と比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて開口パターンの形状を識別することにより、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能となる。
【００２０】
すなわち、開口パターンの識別結果に基づき、開口パターンの形状及び配置に関する情報を生成することにより、開口パターン（ＣＰパターン）に関するテーブルの作成作業を自動化することができるため、オペレーターのデータ入力作業の軽減やオペレーターのデータ入力ミスの防止をはかることができ、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、開口パターンの識別結果に基づき、比較パターンに関する情報を修正することにより、開口パターン（ＣＰパターン）に欠陥があっても、その欠陥を考慮した露光を行うことができるため、露光の失敗を未然に防止することができ、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、その概略構成を示した図である。本装置は、部分一括露光（キャラクタプロジェクション（ＣＰ））方式の電子ビーム露光装置であり、加速電圧は５０ｋＶである。
【００２４】
電子銃１から発生した電子ビーム２ａは、第１アパーチャ３を透過し、さらに偏向器４ａによって第２アパーチャ（部分一括露光用アパーチャ）５上の所望の位置に照射される。この第２アパーチャには、開口パターン（ＣＰパターン）６が設けられている。ＣＰパターン６を通過した電子ビーム２ｂは、レンズ系によってウエハ７上に縮小投影される。この装置の縮小率は１／１０倍であり、ウエハ上での最大ビームサイズは５μｍとなっている。
【００２５】
本装置には、第２アパーチャ５の上方に中間検出器８が設けられており、第２アパーチャ５で反射した反射電子及び２次電子を検出することができる。また、試料（ウエハ７）の上方には試料上検出器９が設けられている。この検出器９は、試料上で反射した反射電子及び２次電子の検出を行う。また、試料面とほぼ同一面に設けられたファラデーカップ１０は、ＣＰパターン６を通過した電子ビーム２ｂの電流を検出する。
【００２６】
ＣＰパターンの形状を求める方法として、ここでは中間検出器８を用いた方法について説明する。レンズ１１ｂを用いて、電子ビーム２ａの焦点を第２アパーチャ５上に合わせる。この状態で、第２アパーチャ５からの反射電子及び２次電子を中間検出器８で検出することにより、ＣＰパターン６の画像を取得することができる。
【００２７】
本装置の特徴は、予め図形パターン（ＣＰパターン６）の参照テーブルを有し、ビーム走査によって得られたＣＰパターンのパターン形状と比較、識別を行う点である。以下、図２を用いて、この機能の説明を行う。
【００２８】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせる。続いて、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行い、第２アパーチャ５からの反射電子及び２次電子を中間検出器８で検出する。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００２９】
制御回路２３内には、図２（ｂ）に示すように、参照テーブル２５が予め作成されている。参照テーブル２５は、基本的な図形パターンとそれに対応した識別番号（ＩＤ０）で管理されている。ここでは、１〜ｎのＩＤ０にそれぞれ、図形パターンが５１２×５１２画素の階調データとして記述されている。
【００３０】
次に、メモリ２４に蓄積されたＣＰ画像２２が比較回路２６に送れられるとともに、参照テーブル２５から図形パターン２７が比較回路２６に送られる。この比較回路２６により、図形パターン２７とＣＰ画像２２との比較をパターンマッチングによって行うことで、ＣＰパターン６の形状を識別（認識）することができる。
【００３１】
さらに、比較回路２６での比較結果に基づいて、配置テーブル２８を作成する。配置テーブル２８には、図２（ｃ）に示すように、第２アパーチャ５上における各ＣＰパターン６の位置を示すＣＰ配置座標、ＣＰ用のＩＤ１、基本的な図形パターンに対応した識別番号ＩＤ０、ＣＰ画像が記述されている。
【００３２】
次に、上記ＣＰ配置テーブル２８を用いて露光データを作成する機能について、図３及び図４を用いて説明を行う。
【００３３】
まず、ＬＳＩの設計データ３１を制御計算機３２に入力する。この際、設計データ３１は、参照テーブル２５に記述された基本的な図形パターンの集合として構成されているものとする。
【００３４】
設計データ３１は、描画データ３３ａに変換される。この際、設計データの基本図形パターン及びアレイ配置を保持したまま、データ変換を行う。データ変換の際には、各基本図形パターンに識別ＩＤ２が振り分けられ、さらにＩＤ２及び図形パターン情報がメモリ上に設計データテーブル３６として格納される。この際の描画データは、基本図形パターンのＩＤ２及び各図形のチップ内での配置情報で構成されている。作成された設計データテーブル３６の情報は、比較器３４ａに送られる。
【００３５】
比較器３４ａでは、設計データテーブル３６のＩＤ２に対応した第２アパーチャ上の基本図形パターンを、画像データを媒介して参照テーブル２５から読み出し、描画データテーブル３７ａとしてメモリに格納する。描画データテーブル３７ａには、ＩＤ２と対応するＩＤ０の情報が記述される。さらに、この描画データテーブル３７ａ内のＩＤ０に対応するＣＰ配置情報を、ＩＤ０を媒介して配置テーブル２８から読み出し、描画データテーブル３７ｂとしてメモリに格納する。作成された描画データテーブル３７ｂは、描画データ３３ａ及びＣＰ配置テーブル２８とセットで、描画データセット３８として格納される。
【００３６】
上述の手順によって作成された描画データセット３８を用いて、描画がどのように行われるかを、図５を用いて以下に説明する。
【００３７】
制御計算機から、描画データセット３８は、描画データ３３ａ、描画データテーブル３７ｂ及びＣＰ配置テーブル２８に分割されて、それぞれ制御回路５０に送られる。これらの描画データ３３ａ、描画データテーブル３７ｂ及びＣＰ配置テーブル２８は、それぞれメモリ５２ａ、メモリ５２ｂ及びメモリ５２ｃに格納される。
【００３８】
パターン生成回路５１に送られる描画データ３３ａの形式は、ＣＰの識別番号ＩＤ２、ＣＰ偏向量及び試料上の描画位置の情報で形成されている。パターン生成回路５１には、読み出し装置５７により、ＩＤ２に対応するＣＰ配置ＩＤ１がＣＰ配置テーブル２８より読み出され、さらにＣＰ配置情報ＩＤ１に対応するＣＰ偏向量データが偏向パラメータテーブル５３より読み出される。偏向パラメータテーブル５３には、第２アパーチャ上における各ＣＰパターンの偏向量データ（ＣＰ偏向器４ａの偏向量データ）や試料面上でのフォーカス位置、非点情報などが記述されている。
【００３９】
パターン生成回路５１によって得られた描画データ５４は、偏向アンプ制御部５１０ａ及び５１０ｂ、レンズ制御部５１１、ステージ５６の制御部５５等に送られ、各制御部からの信号に基づいて露光が行われる。
【００４０】
上述したように、本実施形態によれば、ＣＰパターンの種類が１００種類を超えるようなケースにおいても、個々のＣＰパターンの図形データと第２アパーチャ上の位置を対応させたテーブルの作成作業を自動化することが可能になる。その結果、描画データ作成における操作が容易になり、作業時間を短縮することができるとともに、オペレーターの入力ミスによる露光の失敗がなくなり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００４１】
（実施形態２）
上述した実施形態１では、ＣＰパターンの形状を求める方法として中間検出器８を用いたが、ここではファラデーカップを１０を用いた方法について、図６を用いて説明する。
【００４２】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせ、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行う。ＣＰパターン６を通過した電子ビーム２ｂは、レンズ１１ｃにより、電子ビーム露光装置の偏向領域中心に位置するファラデーカップ１０上に集束され、ファラデーカップ１０によって電子ビーム２ｂが検出される。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００４３】
以後の制御回路２３内の動作は実施形態１と同様であり、また露光データを作成する機能（図３、図４参照）及び描画機能（図５参照）についても、実施形態１と同様であるため、これらの説明は省略する。
【００４４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００４５】
（実施形態３）
上述した実施形態１では、ＣＰパターンの形状を求める方法として中間検出器８を用いたが、ここでは試料上検出器９を用いた方法について、図７を用いて説明する。
【００４６】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせ、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行う。ＣＰパターン６を通過した電子ビーム２ｂは、レンズ１１ｃによりウエハ７上に集束されるとともに、偏向器４ｂによってウエハ７上に作成されたマーク７１上に照射される。試料上検出器９では、マーク７１から放出された２次電子及び反射電子を検出する。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００４７】
以後の制御回路２３内の動作は実施形態１と同様であり、また露光データを作成する機能（図３、図４参照）及び描画機能（図５参照）についても、実施形態１と同様であるため、これらの説明は省略する。
【００４８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００４９】
（実施形態４）
上記実施形態１では、参照テーブル２５内の図形パターンのデータ形式として、５１２×５１２画素の階調データを用いたが、本実施形態では、参照テーブルの図形パターンが、三角形、矩形、台形、円などの基本図形の集合として記述されている。以下、本実施形態について、図８を参照して説明する。
【００５０】
図形パターン８３は、基本図形の組み合わせとして登録されている。基本図形８２には、例えば、大面積矩形は００、縦長矩形は０１、横長矩形は０２、三角形は０３というようにＩＤ０がつけられ、基本図形テーブル８５に記述されている（図８（ｃ）参照）。図形パターン８３の情報は、基本図形８２の集合として、参照テーブル８１に記述される（図８（ｂ）参照）。
【００５１】
以下、本実施形態における配置テーブル２８（図８（ａ）参照）の作成機能について説明する。
【００５２】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせる。続いて、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行い、第２アパーチャ５からの反射電子及び２次電子を中間検出器８で検出する。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００５３】
制御回路２３内には、図８（ｂ）に示すように、参照テーブル８１が予め作成されている。参照テーブル８１は、基本的な図形パターン８３とそれに対応した識別番号（ＩＤ０）及び基本図形配置情報で管理されている。
【００５４】
次に、メモリ２４に蓄積されたＣＰ画像２２が比較回路２６ａに送れられるとともに、基本図形テーブル８５から基本図形８２が比較回路２６ａに送られる。比較回路２６ａでは、ＣＰ画像２２と基本図形８２との比較が行われ、ＣＰ画像２２は基本図形８２の集合情報に書き直される。
【００５５】
その後、参照テーブル８１から図形パターン８３が比較回路２６ｂに送られ、比較回路２６ｂでは、図形パターン８３と基本図形の集合情報に書き直されＣＰ画像との比較をパターンマッチングによって行う。さらに、比較回路２６ｂでの比較結果に基づいて、配置テーブル２８を作成する。
【００５６】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００５７】
（実施形態５）
上記実施形態１では、参照テーブル２５内の図形パターンのデータ形式として、５１２×５１２画素の階調データを用いたが、本実施形態では、参照テーブルの図形パターンが、多角形の頂点座標を含む形式で記述されている。以下、本実施形態について、図９を参照して説明する。
【００５８】
図形パターン９３は、多角形の頂点数及び図形総数で記述されている。具体的には、図形パターン９３の情報は、基本図形９２の頂点数と図形パターン９３内の図形数で記述される（図９（ｂ）参照）。
【００５９】
以下、本実施形態における配置テーブル２８（図９（ａ）参照）の作成機能について説明する。
【００６０】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせる。続いて、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行い、第２アパーチャ５からの反射電子及び２次電子を中間検出器８で検出する。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００６１】
制御回路２３内には、図９（ｂ）に示すように、参照テーブル９１が予め作成されている。参照テーブル９１は、基本的な図形パターン９３とそれに対応した識別番号（ＩＤ０）及び基本図形配置情報で管理されている。
【００６２】
次に、メモリ２４に蓄積されたＣＰ画像２２が比較回路２６ａに送られ、ＣＰ画像は図形数と各図形の頂点数の情報に書き直される。
【００６３】
続いて、参照テーブル９１から図形パターン９３が比較回路２６ｂに送られ、比較回路２６ｂでは、図形パターン９３と図形数と各図形の頂点数の情報に書き直されＣＰ画像との比較をパターンマッチングによって行う。さらに、比較回路２６ｂでの比較結果に基づいて、配置テーブル２８を作成する。
【００６４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００６５】
なお、本実施形態では、図形パターンを図形数と各図形の頂点数で記述したが、他の方法でもよい。例えば、参照テーブルの図形パターンが多角形の頂点座標を含む形式で記述されており、且つ頂点座標が基準座標からのべクトルで記述されていてもよい。また、参照テーブルの形式として、図形パターンが、素子の一部機能を有する図形パターンの集合として記述されていてもよい。
【００６６】
（実施形態６）
本実施形態では、予め決められたビーム形状及び走査方法により、ＣＰパターン上をビーム走査する機能について説明する。
【００６７】
以下、本実施形態における配置テーブル２８の作成機能について説明する（図１０参照）。
【００６８】
第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせる点は、他の実施形態と同様である。本実施形態の特徴は、ＣＰパターン６上のビーム走査を図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示すように行う点である。
【００６９】
まず、第２アパーチャ５上にレンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせ、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行うが、本実施形態では図１０に示すように行った。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、ＣＰパターン６上のビーム走査１０１を間引いて行った。その結果、中間検出器８の検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、図１０（ｃ）に示すようなＣＰ画像１０２が得られる。なお、比較のため、実施形態１におけるビーム走査を間引かない場合の例を、図１１（ａ）及び（ｂ）に示した。
【００７０】
制御回路２３内には、参照テーブル２５が予め作成されている。参照テーブル２５は、基本的な図形パターン２７とそれに対応した識別番号（ＩＤ０）及び基本図形配置情報で管理されている。また、制御回路２３内には、ビーム走査順序を記述した走査テーブル１０４が設けられている。走査テーブル１０４内には、５１２×５１２画素のビットマップ情報として、ビーム走査順序が記述されている。
【００７１】
参照テーブル２５から図形パターン２７が比較回路２６ａに送られるとともに、走査テーブル１０４よりビーム走査情報が比較回路２６ａに送られる。比較器２６ａでは、ビーム走査情報と図形パターンとの重ね合わせ演算が行われる。その結果、図１０（ｄ）に示すように、図形パターン２７ｂが得られる。図形パターン２７ｂ及びＣＰ画像１０２は比較器２６ｂに送られ、パターンマッチングによるパターン識別が行われ、ＣＰ配置テーブル２８が作成される。
【００７２】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００７３】
なお、本実施形態では、図形パターンをビットマップ形式で記述したが、他の方法でもよい。例えば、参照テーブルの図形パターンが多角形の頂点座標を含む形式で記述されており、且つ頂点座標が基準座標からのべクトルで記述されていてもよい。また、参照テーブルの形式として、図形パターンが、素子の一部機能を有する図形パターンの集合として記述されていてもよい。
【００７４】
また、図１２に示すように、ＴＶカメラ１２１によってＣＰ画像を取得し、取得した画像によって、ＣＰパターンの形状及び位置を決定してもよい。これにより、ＣＰパターン位置の粗調整が可能になり、高速かつ簡便なビーム走査が可能になる。
【００７５】
（実施形態７）
本実施形態では、ＣＰパターン画像を変換する手段として、参照テーブルの図形パターンを所望の関数を用いてぼかす機能について、図１３を参照して説明する。
【００７６】
本実施形態の露光装置には、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、図形パターンをぼかす手段として、関数テーブル１３１が備えられている。ここでは、図形パターンをぼかす関数として、ガウシアン関数を用いた。
【００７７】
まず、実施形態１等と同様にして得られたＣＰ画像１０２が、制御回路２３内のメモリ２４に送られる。制御回路２３内の参照テーブル２５からは図形パターン２７が、関数テーブル１３１からは関数パターンが、それぞれ重畳回路１３２に送られる。この重畳回路１３２では、ガウシアン関数を用いて重畳計算が行われ、図形パターン２７のぼかしパターン１３３が作成される。比較回路２６には、重畳回路１３２からのぼかしパターン１３３と、メモリ２４からのＣＰ画像２２が入力され、パターンマッチングによるパターン識別が行われ、ＣＰ配置テーブル２８が作成される。
【００７８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。また、本実施形態の方法によれば、パターンマッチング精度を向上させることが可能になる。
【００７９】
なお、上記実施形態では、図形パターン２７をガウシアン関数によってぼかしてから、パターンマッチングを行ったが、他の方法を用いてもよい。例えば、取得したＣＰパターンの画像データの輪郭抽出を行って、輸郭抽出したデータと参照テーブルとを比較してもよい。
【００８０】
また、ＣＰパターン画像の一部分のみを、対応する図形パターンの一部と比較してもよい。その際、取得したＣＰパターン画像を、参照テーブルの図形パターンの記述形式に変換してもよい。また、ビーム走査によって得られたＣＰパターン形状と参照テーブルの図形パターンとを比較する際に、パターンのマッチング率の高い順に参照図形をソートし、ソートされた参照図形の特徴的な一部とＣＰパターン画像を比較してもよい。このような機能を用いることによって、高速なパターンマッチングが可能になる。
【００８１】
（実施形態８）
本実施形態は、図形パターンを記述した参照テーブルが、パターン密度をパラメータとしてグループ化されていることを特徴とする。以下、図１４を参照して、本実施形態を説明する。
【００８２】
本実施形態の参照テーブル１４１は、図１４（ｂ）に示すように、パターン密度をパラメータとしてグループ化されている。ここでは、パターン密度が大きい順に、グループＡからグループＺまでグルーピングされている。グループＡにはパターン密度８０％以上の図形パターン１４２が含まれており、グループＺにはパターン密度５％以下の図形パターン１４２が含まれている。
【００８３】
まず、実施形態１等と同様にして得られたＣＰ画像２２が、メモリ２４を経由して参照回路１４３に送られる。参照回路１４３では、ＣＰ画像２２のパターン密度を求め、パターン密度情報を参照テーブル１４１に送る。参照テーブル１４１では、参照回路１４３からの情報に基づき、パターン密度毎にグルーピングされたグループを選択し、グループ化された図形データ１４２の情報を比較回路２６に送る。比較回路２６では、参照テーブル１４１からのグループ化された図形パターン情報１４２と、参照回路１４３からのＣＰ画像２２をパターンマッチングによって識別し、ＣＰ配置テーブル２８を作成する。
【００８４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。また、本実施形態の方法によれば、パターンマッチング速度及びパターンマッチング精度を向上させることが可能になる。
【００８５】
なお、本実施形態では、図形パターンを記述した参照テーブルは、パターン密度をパラメータとしてグループ化されていたが、他の方法でもよい。例えば、参照テーブルが、頂点数及び頂点座標をパラメータとしてグループ化されていてもよい。また、参照テーブルが、ベクトルの方向或いはベクトルの数をパラメータとしてグループ化されていてもよい。さらに、参照テーブルが、基本図形の種類、基本図形の数或いは基本図形の配置をパラメータとしてグループ化されていてもよい。
【００８６】
（実施形態９）
本実施形態は、識別された図形パターンの情報に基づいて、マスク（第２アパーチャ）上のＣＰパターン・配置テーブルの修正を行うことを特徴とする。以下、図１５を参照して、本実施形態を説明する。
【００８７】
まず、実施形態１等と同様にして得られたＣＰ画像２２が、制御回路２３内のメモリ２４に送られる。制御回路２３内には、参照テーブル２５が予め作成されている。メモリ２４に蓄積されたＣＰ画像２２が比較回路２６に送れられるとともに、参照テーブル２５から図形パターン２７が比較回路２６に送られる。比較回路２６では、図形パターン２７とＣＰ画像２２の比較、識別をパターンマッチングによって行う。
【００８８】
比較回路２６での比較結果に基づいて、配置テーブル１５１を作成する。この際、図１５（ｂ）に示すように、パターンがマッチングしない部分１５２についての欠陥情報１５３（不足パターンの情報）をＣＰ配置テーブル１５１に付加する。ここではＣＰパターンに欠損が生じている場合を示しており、欠陥情報１５３には、欠陥を補償するためのパターンの大きさ及び位置が記述される。
【００８９】
次に、本実施形態の露光方法について、図１６（ａ）を参照して説明する。
【００９０】
まず、描画データ１６１に基づき、検査を行うＣＰパターンを選択する。続いて、予め作成されている配置テーブル１５１からＣＰパターン情報を取得する。取得したＣＰパターン情報に基づき、ＣＰパターンの検査を行う。検査方法については、上述した通りである。
【００９１】
検査したＣＰパターンに欠陥がある場合には、ＣＰ配置テーブル１５１に欠陥情報を付加する。すなわち、図１５に示したように、ＣＰパターンに不足パターンがある場合には、欠陥情報１５３として補償パターンを付加する。
【００９２】
一方、図１７（ａ）に示すように、ＣＰパターンに余分なパターンが生じている場合、このようなパターン２２ｃは使用しないものとする。この場合には、このようなパターン２２ｃの代わりにＶＳＢ露光データ２５ｐを作成し、これをＣＰ配置テーブル１５１に記述する。
【００９３】
検査したＣＰパターン２２ａに欠陥がない場合（図形パターン２７と一致する場合）には、露光量を設定値通り（ここでは１とする）とするが、ＣＰパターン２２ｄが所望寸法（正規の寸法）より小さい場合には、寸法変化を補償するように、ドーズ量変化ΔＤを設定露光量に付加する。補償露光量は、図１７（ｂ）に示すように、ＣＰパターン寸法とドーズ量との関係を予め用意しておくことで、求めることができる。
【００９４】
上述した工程を描画データ１６１に含まれる全てのＣＰパターンについて行うことにより、欠陥情報１５３が付加されたＣＰ配置テーブル１５１ａを得ることができる。
【００９５】
次に、このようにして得られたＣＰ配置テーブル１５１ａを用いた露光方法について、図１６（ｂ）及び図１８を参照して説明する。
【００９６】
描画データ１６１に基づき、ＣＰ配置テーブル１５１ａからＣＰパターン情報が呼び出される。図１８（ａ）に示すように、制御回路２３内のパターン発生回路１８２では、ＣＰパターン情報に基づき、ブランカ１８１及び偏向器４ａ及び４ｂを制御し、露光を行う。例えば、ＣＰ配置（０，１）について、欠陥情報が付加されている場合、そのパターンが呼び出された際には、ＶＳＢデータを呼び出して露光したり、ブランカ１８１を制御して露光量を変化させたりする。
【００９７】
本実施形態によれば、ＣＰパターン上の欠陥を検査することが可能になるため、露光の際に、欠陥のあるＣＰパターンを使用しない、或いは他のパターンで代用するなどの方策を講じることによって、露光の失敗をなくすことができる。その結果、電子ビーム露光における生産性が向上する。
【００９８】
なお、本実施形態では、参照テーブル内に記述されたＣＰパターンの寸法もしくは所望寸法からのずれ量に基づき、寸法ずれを修正もしくは補償するように露光量を決定したが、他の方法と併用することも可能である。例えば、参照テーブル内に記述されたＣＰパターンの寸法もしくは所望寸法からのずれ量に基づき、寸法ずれを修正もしくは補償するように補助パターンを露光データに含めるようにしてもよい。
【００９９】
また、本実施形態では、修正された配置テーブルに基づき、露光の際に図形を呼び出す方法について示したが、描画データ自体を変更してもよい。
【０１００】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、開口パターンに関する情報と比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて開口パターンの形状を識別することにより、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置本体の概略構成を示した図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、描画データ作成機能を示した図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、データ作成の流れを示した図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、露光機能を説明するための図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、ビーム走査方法を示した図。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る露光装置の変形例を説明するための図。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１６】本発明の第９の実施形態に係る露光装置について、欠陥修正方法の流れを示した図。
【図１７】本発明の第９の実施形態に係る露光装置について、欠陥修正方法の具体例を示した図。
【図１８】本発明の第９の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【符号の説明】
１…電子銃
２ａ、２ｂ…電子ビーム
３…第１アパーチャ
４ａ、４ｂ…偏向器
５…第２アパーチャ（部分一括露光用アパーチャ）
６…ＣＰパターン（開口パターン）
７…ウエハ
８…中間検出器
９…試料上検出器
１０…ファラデーカップ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…レンズ
２１…アンプ
２２、１０２…ＣＰ画像
２３…制御回路
２４…メモリ
２５、８１、９１、１４１…参照テーブル
２６、２６ａ、２６ｂ…比較回路
２７、２７ｂ、８３、９３、１４２…図形パターン
２８、１５１、１５１ａ…配置テーブル
３１…設計データ
３２…制御計算機
３３ａ、５４、１６１…描画データ
３４ａ、３４ｂ…比較器
３６…設計データテーブル
３７ａ、３７ｂ…描画データテーブル
３８…描画データセット
５０…制御回路
５１、１８２…パターン発生回路
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ…メモリ
５３…偏向パラメータテーブル
５５、５１０ａ、５１０ｂ、５１１…制御部
５６…ステージ
５７…読み出し装置
８２、９２…基本図形
８５…基本図形テーブル
１０４…走査テーブル
１２１…テレビカメラ
１３１…関数テーブル
１３２…重畳回路
１３３…ぼかしパターン
１４３…参照回路
１８１…ブランカ
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光処理装置及び露光処理方法、特に荷電ビームによって露光を行うための露光処理装置及び露光処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム露光における部分一括露光（キャラクタプロジェクション（ＣＰ））は、複数の図形を含む数μｍ程度の領域を開口パターン（ＣＰパターン）として第２成形アパーチャ上に形成し、一括して露光を行う方法であり、電子ビーム露光のスループットを向上させる手段として有望視されている。
【０００３】
通常、開口パターン数（ＣＰパターン数）は５個程度であり、ＣＰパターンとＣＰパターンの第２アパーチャ上の位置に関するテーブルを作成する際に、従来はオペレーターの手入力によって行っていた。
【０００４】
ＣＰパターン数は、電子ビーム露光装置のスループット向上をさせるために、増加する傾向にある。ＣＰパターンの種類が１００種類を超えるような場合、上記テーブルの作成作業をオペレーターの手入力によって行うことは極めて煩雑である。さらに、この作業に要する時間やオペレーターの入力ミスによる露光の失敗などは、電子ビーム露光における生産性を著しく低下させることになる。
【０００５】
一方、ＣＰパターンが形成される基板の厚さは数μｍ程度と薄いため、ハンドリング等の際にＣＰパターンに欠損等が生じるおそれがある。このような欠陥を有するパターンをそのまま用いて露光を行うと、所望のパターンとは異なったパターンが露光されてしまうことになり、電子ビーム露光における生産性を著しく低下させることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来は、ＣＰパターンに関するテーブルの作成作業をオペレーターの手入力によって行っていたため、電子ビーム露光等の荷電ビーム露光における生産性を著しく低下させる要因となっていた。
【０００７】
また、欠陥のあるＣＰパターンをそのまま用いて露光を行うと、目的とするパターンが得られず、荷電ビーム露光における生産性を著しく低下させる低下させる要因となっていた。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に対してなされたものであり、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能な露光処理装置及び露光処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る露光処理装置は、荷電ビームによって露光を行うための露光処理装置であって、部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに関する情報を取得するパターン情報取得手段と、前記開口パターンと比較される比較パターンに関する情報を保持するパターン情報保持手段と、前記パターン情報取得手段によって取得された開口パターンに関する情報と、前記パターン情報保持手段に保持された比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて、前記開口パターンの形状を識別するパターン識別手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記露光処理装置の好ましい態様は以下の通りである。
【００１１】
（１）前記パターン識別手段によって得られた前記開口パターンの識別結果に基づき、前記部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンの形状及び配置に関する情報を生成するパターン情報生成手段をさらに備える。
【００１２】
（２）前記パターン識別手段によって得られた前記開口パターンの識別結果に基づき、前記パターン情報保持手段に保持された比較パターンに関する情報を修正するパターン情報修正手段をさらに備える。
【００１３】
（３）前記パターン情報取得手段は、前記部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに向けて照射された荷電ビームの反射電子、２次電子又は透過電子を検出することで、前記開口パターンに関する情報を取得する。
【００１４】
（４）前記パターン情報取得手段は、前記部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンを撮影することで、前記開口パターンに関する情報を取得する。
【００１５】
本発明に係る露光処理方法は、荷電ビームによって露光を行うための露光処理方法であって、部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに関する情報を取得する工程と、所得された開口パターンに関する情報と、前記開口パターンと比較される比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて、前記開口パターンの形状を識別する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
前記露光処理方法の好ましい態様は以下の通りである。
【００１７】
（１）前記開口パターンの形状を識別する工程で得られた開口パターンの識別結果に基づき、前記開口パターンの形状及び配置に関する情報を生成する工程をさらに備える。
【００１８】
（２）前記開口パターンの形状を識別する工程で得られた開口パターンの識別結果に基づき、前記比較パターンに関する情報を修正する工程をさらに備える。
【００１９】
本発明によれば、開口パターンに関する情報と比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて開口パターンの形状を識別することにより、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能となる。
【００２０】
すなわち、開口パターンの識別結果に基づき、開口パターンの形状及び配置に関する情報を生成することにより、開口パターン（ＣＰパターン）に関するテーブルの作成作業を自動化することができるため、オペレーターのデータ入力作業の軽減やオペレーターのデータ入力ミスの防止をはかることができ、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、開口パターンの識別結果に基づき、比較パターンに関する情報を修正することにより、開口パターン（ＣＰパターン）に欠陥があっても、その欠陥を考慮した露光を行うことができるため、露光の失敗を未然に防止することができ、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、その概略構成を示した図である。本装置は、部分一括露光（キャラクタプロジェクション（ＣＰ））方式の電子ビーム露光装置であり、加速電圧は５０ｋＶである。
【００２４】
電子銃１から発生した電子ビーム２ａは、第１アパーチャ３を透過し、さらに偏向器４ａによって第２アパーチャ（部分一括露光用アパーチャ）５上の所望の位置に照射される。この第２アパーチャには、開口パターン（ＣＰパターン）６が設けられている。ＣＰパターン６を通過した電子ビーム２ｂは、レンズ系によってウエハ７上に縮小投影される。この装置の縮小率は１／１０倍であり、ウエハ上での最大ビームサイズは５μｍとなっている。
【００２５】
本装置には、第２アパーチャ５の上方に中間検出器８が設けられており、第２アパーチャ５で反射した反射電子及び２次電子を検出することができる。また、試料（ウエハ７）の上方には試料上検出器９が設けられている。この検出器９は、試料上で反射した反射電子及び２次電子の検出を行う。また、試料面とほぼ同一面に設けられたファラデーカップ１０は、ＣＰパターン６を通過した電子ビーム２ｂの電流を検出する。
【００２６】
ＣＰパターンの形状を求める方法として、ここでは中間検出器８を用いた方法について説明する。レンズ１１ｂを用いて、電子ビーム２ａの焦点を第２アパーチャ５上に合わせる。この状態で、第２アパーチャ５からの反射電子及び２次電子を中間検出器８で検出することにより、ＣＰパターン６の画像を取得することができる。
【００２７】
本装置の特徴は、予め図形パターン（ＣＰパターン６）の参照テーブルを有し、ビーム走査によって得られたＣＰパターンのパターン形状と比較、識別を行う点である。以下、図２を用いて、この機能の説明を行う。
【００２８】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせる。続いて、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行い、第２アパーチャ５からの反射電子及び２次電子を中間検出器８で検出する。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００２９】
制御回路２３内には、図２（ｂ）に示すように、参照テーブル２５が予め作成されている。参照テーブル２５は、基本的な図形パターンとそれに対応した識別番号（ＩＤ０）で管理されている。ここでは、１〜ｎのＩＤ０にそれぞれ、図形パターンが５１２×５１２画素の階調データとして記述されている。
【００３０】
次に、メモリ２４に蓄積されたＣＰ画像２２が比較回路２６に送れられるとともに、参照テーブル２５から図形パターン２７が比較回路２６に送られる。この比較回路２６により、図形パターン２７とＣＰ画像２２との比較をパターンマッチングによって行うことで、ＣＰパターン６の形状を識別（認識）することができる。
【００３１】
さらに、比較回路２６での比較結果に基づいて、配置テーブル２８を作成する。配置テーブル２８には、図２（ｃ）に示すように、第２アパーチャ５上における各ＣＰパターン６の位置を示すＣＰ配置座標、ＣＰ用のＩＤ１、基本的な図形パターンに対応した識別番号ＩＤ０、ＣＰ画像が記述されている。
【００３２】
次に、上記ＣＰ配置テーブル２８を用いて露光データを作成する機能について、図３及び図４を用いて説明を行う。
【００３３】
まず、ＬＳＩの設計データ３１を制御計算機３２に入力する。この際、設計データ３１は、参照テーブル２５に記述された基本的な図形パターンの集合として構成されているものとする。
【００３４】
設計データ３１は、描画データ３３ａに変換される。この際、設計データの基本図形パターン及びアレイ配置を保持したまま、データ変換を行う。データ変換の際には、各基本図形パターンに識別ＩＤ２が振り分けられ、さらにＩＤ２及び図形パターン情報がメモリ上に設計データテーブル３６として格納される。この際の描画データは、基本図形パターンのＩＤ２及び各図形のチップ内での配置情報で構成されている。作成された設計データテーブル３６の情報は、比較器３４ａに送られる。
【００３５】
比較器３４ａでは、設計データテーブル３６のＩＤ２に対応した第２アパーチャ上の基本図形パターンを、画像データを媒介して参照テーブル２５から読み出し、描画データテーブル３７ａとしてメモリに格納する。描画データテーブル３７ａには、ＩＤ２と対応するＩＤ０の情報が記述される。さらに、この描画データテーブル３７ａ内のＩＤ０に対応するＣＰ配置情報を、ＩＤ０を媒介して配置テーブル２８から読み出し、描画データテーブル３７ｂとしてメモリに格納する。作成された描画データテーブル３７ｂは、描画データ３３ａ及びＣＰ配置テーブル２８とセットで、描画データセット３８として格納される。
【００３６】
上述の手順によって作成された描画データセット３８を用いて、描画がどのように行われるかを、図５を用いて以下に説明する。
【００３７】
制御計算機から、描画データセット３８は、描画データ３３ａ、描画データテーブル３７ｂ及びＣＰ配置テーブル２８に分割されて、それぞれ制御回路５０に送られる。これらの描画データ３３ａ、描画データテーブル３７ｂ及びＣＰ配置テーブル２８は、それぞれメモリ５２ａ、メモリ５２ｂ及びメモリ５２ｃに格納される。
【００３８】
パターン生成回路５１に送られる描画データ３３ａの形式は、ＣＰの識別番号ＩＤ２、ＣＰ偏向量及び試料上の描画位置の情報で形成されている。パターン生成回路５１には、読み出し装置５７により、ＩＤ２に対応するＣＰ配置ＩＤ１がＣＰ配置テーブル２８より読み出され、さらにＣＰ配置情報ＩＤ１に対応するＣＰ偏向量データが偏向パラメータテーブル５３より読み出される。偏向パラメータテーブル５３には、第２アパーチャ上における各ＣＰパターンの偏向量データ（ＣＰ偏向器４ａの偏向量データ）や試料面上でのフォーカス位置、非点情報などが記述されている。
【００３９】
パターン生成回路５１によって得られた描画データ５４は、偏向アンプ制御部５１０ａ及び５１０ｂ、レンズ制御部５１１、ステージ５６の制御部５５等に送られ、各制御部からの信号に基づいて露光が行われる。
【００４０】
上述したように、本実施形態によれば、ＣＰパターンの種類が１００種類を超えるようなケースにおいても、個々のＣＰパターンの図形データと第２アパーチャ上の位置を対応させたテーブルの作成作業を自動化することが可能になる。その結果、描画データ作成における操作が容易になり、作業時間を短縮することができるとともに、オペレーターの入力ミスによる露光の失敗がなくなり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００４１】
（実施形態２）
上述した実施形態１では、ＣＰパターンの形状を求める方法として中間検出器８を用いたが、ここではファラデーカップを１０を用いた方法について、図６を用いて説明する。
【００４２】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせ、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行う。ＣＰパターン６を通過した電子ビーム２ｂは、レンズ１１ｃにより、電子ビーム露光装置の偏向領域中心に位置するファラデーカップ１０上に集束され、ファラデーカップ１０によって電子ビーム２ｂが検出される。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００４３】
以後の制御回路２３内の動作は実施形態１と同様であり、また露光データを作成する機能（図３、図４参照）及び描画機能（図５参照）についても、実施形態１と同様であるため、これらの説明は省略する。
【００４４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００４５】
（実施形態３）
上述した実施形態１では、ＣＰパターンの形状を求める方法として中間検出器８を用いたが、ここでは試料上検出器９を用いた方法について、図７を用いて説明する。
【００４６】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせ、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行う。ＣＰパターン６を通過した電子ビーム２ｂは、レンズ１１ｃによりウエハ７上に集束されるとともに、偏向器４ｂによってウエハ７上に作成されたマーク７１上に照射される。試料上検出器９では、マーク７１から放出された２次電子及び反射電子を検出する。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００４７】
以後の制御回路２３内の動作は実施形態１と同様であり、また露光データを作成する機能（図３、図４参照）及び描画機能（図５参照）についても、実施形態１と同様であるため、これらの説明は省略する。
【００４８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００４９】
（実施形態４）
上記実施形態１では、参照テーブル２５内の図形パターンのデータ形式として、５１２×５１２画素の階調データを用いたが、本実施形態では、参照テーブルの図形パターンが、三角形、矩形、台形、円などの基本図形の集合として記述されている。以下、本実施形態について、図８を参照して説明する。
【００５０】
図形パターン８３は、基本図形の組み合わせとして登録されている。基本図形８２には、例えば、大面積矩形は００、縦長矩形は０１、横長矩形は０２、三角形は０３というようにＩＤ０がつけられ、基本図形テーブル８５に記述されている（図８（ｃ）参照）。図形パターン８３の情報は、基本図形８２の集合として、参照テーブル８１に記述される（図８（ｂ）参照）。
【００５１】
以下、本実施形態における配置テーブル２８（図８（ａ）参照）の作成機能について説明する。
【００５２】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせる。続いて、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行い、第２アパーチャ５からの反射電子及び２次電子を中間検出器８で検出する。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００５３】
制御回路２３内には、図８（ｂ）に示すように、参照テーブル８１が予め作成されている。参照テーブル８１は、基本的な図形パターン８３とそれに対応した識別番号（ＩＤ０）及び基本図形配置情報で管理されている。
【００５４】
次に、メモリ２４に蓄積されたＣＰ画像２２が比較回路２６ａに送れられるとともに、基本図形テーブル８５から基本図形８２が比較回路２６ａに送られる。比較回路２６ａでは、ＣＰ画像２２と基本図形８２との比較が行われ、ＣＰ画像２２は基本図形８２の集合情報に書き直される。
【００５５】
その後、参照テーブル８１から図形パターン８３が比較回路２６ｂに送られ、比較回路２６ｂでは、図形パターン８３と基本図形の集合情報に書き直されＣＰ画像との比較をパターンマッチングによって行う。さらに、比較回路２６ｂでの比較結果に基づいて、配置テーブル２８を作成する。
【００５６】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００５７】
（実施形態５）
上記実施形態１では、参照テーブル２５内の図形パターンのデータ形式として、５１２×５１２画素の階調データを用いたが、本実施形態では、参照テーブルの図形パターンが、多角形の頂点座標を含む形式で記述されている。以下、本実施形態について、図９を参照して説明する。
【００５８】
図形パターン９３は、多角形の頂点数及び図形総数で記述されている。具体的には、図形パターン９３の情報は、基本図形９２の頂点数と図形パターン９３内の図形数で記述される（図９（ｂ）参照）。
【００５９】
以下、本実施形態における配置テーブル２８（図９（ａ）参照）の作成機能について説明する。
【００６０】
まず、第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせる。続いて、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行い、第２アパーチャ５からの反射電子及び２次電子を中間検出器８で検出する。検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、ＣＰパターン６に対応したＣＰ画像２２が得られる。
【００６１】
制御回路２３内には、図９（ｂ）に示すように、参照テーブル９１が予め作成されている。参照テーブル９１は、基本的な図形パターン９３とそれに対応した識別番号（ＩＤ０）及び基本図形配置情報で管理されている。
【００６２】
次に、メモリ２４に蓄積されたＣＰ画像２２が比較回路２６ａに送られ、ＣＰ画像は図形数と各図形の頂点数の情報に書き直される。
【００６３】
続いて、参照テーブル９１から図形パターン９３が比較回路２６ｂに送られ、比較回路２６ｂでは、図形パターン９３と図形数と各図形の頂点数の情報に書き直されＣＰ画像との比較をパターンマッチングによって行う。さらに、比較回路２６ｂでの比較結果に基づいて、配置テーブル２８を作成する。
【００６４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００６５】
なお、本実施形態では、図形パターンを図形数と各図形の頂点数で記述したが、他の方法でもよい。例えば、参照テーブルの図形パターンが多角形の頂点座標を含む形式で記述されており、且つ頂点座標が基準座標からのべクトルで記述されていてもよい。また、参照テーブルの形式として、図形パターンが、素子の一部機能を有する図形パターンの集合として記述されていてもよい。
【００６６】
（実施形態６）
本実施形態では、予め決められたビーム形状及び走査方法により、ＣＰパターン上をビーム走査する機能について説明する。
【００６７】
以下、本実施形態における配置テーブル２８の作成機能について説明する（図１０参照）。
【００６８】
第２アパーチャ５上に、レンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせる点は、他の実施形態と同様である。本実施形態の特徴は、ＣＰパターン６上のビーム走査を図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示すように行う点である。
【００６９】
まず、第２アパーチャ５上にレンズ１１ｂを用いてビーム焦点を合わせ、ＣＰパターン６に対してビーム走査を行うが、本実施形態では図１０に示すように行った。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、ＣＰパターン６上のビーム走査１０１を間引いて行った。その結果、中間検出器８の検出信号は、アンプ２１を通って制御回路２３内のメモリ２４に蓄積され、図１０（ｃ）に示すようなＣＰ画像１０２が得られる。なお、比較のため、実施形態１におけるビーム走査を間引かない場合の例を、図１１（ａ）及び（ｂ）に示した。
【００７０】
制御回路２３内には、参照テーブル２５が予め作成されている。参照テーブル２５は、基本的な図形パターン２７とそれに対応した識別番号（ＩＤ０）及び基本図形配置情報で管理されている。また、制御回路２３内には、ビーム走査順序を記述した走査テーブル１０４が設けられている。走査テーブル１０４内には、５１２×５１２画素のビットマップ情報として、ビーム走査順序が記述されている。
【００７１】
参照テーブル２５から図形パターン２７が比較回路２６ａに送られるとともに、走査テーブル１０４よりビーム走査情報が比較回路２６ａに送られる。比較器２６ａでは、ビーム走査情報と図形パターンとの重ね合わせ演算が行われる。その結果、図１０（ｄ）に示すように、図形パターン２７ｂが得られる。図形パターン２７ｂ及びＣＰ画像１０２は比較器２６ｂに送られ、パターンマッチングによるパターン識別が行われ、ＣＰ配置テーブル２８が作成される。
【００７２】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００７３】
なお、本実施形態では、図形パターンをビットマップ形式で記述したが、他の方法でもよい。例えば、参照テーブルの図形パターンが多角形の頂点座標を含む形式で記述されており、且つ頂点座標が基準座標からのべクトルで記述されていてもよい。また、参照テーブルの形式として、図形パターンが、素子の一部機能を有する図形パターンの集合として記述されていてもよい。
【００７４】
また、図１２に示すように、ＴＶカメラ１２１によってＣＰ画像を取得し、取得した画像によって、ＣＰパターンの形状及び位置を決定してもよい。これにより、ＣＰパターン位置の粗調整が可能になり、高速かつ簡便なビーム走査が可能になる。
【００７５】
（実施形態７）
本実施形態では、ＣＰパターン画像を変換する手段として、参照テーブルの図形パターンを所望の関数を用いてぼかす機能について、図１３を参照して説明する。
【００７６】
本実施形態の露光装置には、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、図形パターンをぼかす手段として、関数テーブル１３１が備えられている。ここでは、図形パターンをぼかす関数として、ガウシアン関数を用いた。
【００７７】
まず、実施形態１等と同様にして得られたＣＰ画像１０２が、制御回路２３内のメモリ２４に送られる。制御回路２３内の参照テーブル２５からは図形パターン２７が、関数テーブル１３１からは関数パターンが、それぞれ重畳回路１３２に送られる。この重畳回路１３２では、ガウシアン関数を用いて重畳計算が行われ、図形パターン２７のぼかしパターン１３３が作成される。比較回路２６には、重畳回路１３２からのぼかしパターン１３３と、メモリ２４からのＣＰ画像２２が入力され、パターンマッチングによるパターン識別が行われ、ＣＰ配置テーブル２８が作成される。
【００７８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。また、本実施形態の方法によれば、パターンマッチング精度を向上させることが可能になる。
【００７９】
なお、上記実施形態では、図形パターン２７をガウシアン関数によってぼかしてから、パターンマッチングを行ったが、他の方法を用いてもよい。例えば、取得したＣＰパターンの画像データの輪郭抽出を行って、輸郭抽出したデータと参照テーブルとを比較してもよい。
【００８０】
また、ＣＰパターン画像の一部分のみを、対応する図形パターンの一部と比較してもよい。その際、取得したＣＰパターン画像を、参照テーブルの図形パターンの記述形式に変換してもよい。また、ビーム走査によって得られたＣＰパターン形状と参照テーブルの図形パターンとを比較する際に、パターンのマッチング率の高い順に参照図形をソートし、ソートされた参照図形の特徴的な一部とＣＰパターン画像を比較してもよい。このような機能を用いることによって、高速なパターンマッチングが可能になる。
【００８１】
（実施形態８）
本実施形態は、図形パターンを記述した参照テーブルが、パターン密度をパラメータとしてグループ化されていることを特徴とする。以下、図１４を参照して、本実施形態を説明する。
【００８２】
本実施形態の参照テーブル１４１は、図１４（ｂ）に示すように、パターン密度をパラメータとしてグループ化されている。ここでは、パターン密度が大きい順に、グループＡからグループＺまでグルーピングされている。グループＡにはパターン密度８０％以上の図形パターン１４２が含まれており、グループＺにはパターン密度５％以下の図形パターン１４２が含まれている。
【００８３】
まず、実施形態１等と同様にして得られたＣＰ画像２２が、メモリ２４を経由して参照回路１４３に送られる。参照回路１４３では、ＣＰ画像２２のパターン密度を求め、パターン密度情報を参照テーブル１４１に送る。参照テーブル１４１では、参照回路１４３からの情報に基づき、パターン密度毎にグルーピングされたグループを選択し、グループ化された図形データ１４２の情報を比較回路２６に送る。比較回路２６では、参照テーブル１４１からのグループ化された図形パターン情報１４２と、参照回路１４３からのＣＰ画像２２をパターンマッチングによって識別し、ＣＰ配置テーブル２８を作成する。
【００８４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、テーブルの作成作業を自動化することが可能となり、電子ビーム露光における生産性を著しく向上させることが可能になる。また、本実施形態の方法によれば、パターンマッチング速度及びパターンマッチング精度を向上させることが可能になる。
【００８５】
なお、本実施形態では、図形パターンを記述した参照テーブルは、パターン密度をパラメータとしてグループ化されていたが、他の方法でもよい。例えば、参照テーブルが、頂点数及び頂点座標をパラメータとしてグループ化されていてもよい。また、参照テーブルが、ベクトルの方向或いはベクトルの数をパラメータとしてグループ化されていてもよい。さらに、参照テーブルが、基本図形の種類、基本図形の数或いは基本図形の配置をパラメータとしてグループ化されていてもよい。
【００８６】
（実施形態９）
本実施形態は、識別された図形パターンの情報に基づいて、マスク（第２アパーチャ）上のＣＰパターン・配置テーブルの修正を行うことを特徴とする。以下、図１５を参照して、本実施形態を説明する。
【００８７】
まず、実施形態１等と同様にして得られたＣＰ画像２２が、制御回路２３内のメモリ２４に送られる。制御回路２３内には、参照テーブル２５が予め作成されている。メモリ２４に蓄積されたＣＰ画像２２が比較回路２６に送れられるとともに、参照テーブル２５から図形パターン２７が比較回路２６に送られる。比較回路２６では、図形パターン２７とＣＰ画像２２の比較、識別をパターンマッチングによって行う。
【００８８】
比較回路２６での比較結果に基づいて、配置テーブル１５１を作成する。この際、図１５（ｂ）に示すように、パターンがマッチングしない部分１５２についての欠陥情報１５３（不足パターンの情報）をＣＰ配置テーブル１５１に付加する。ここではＣＰパターンに欠損が生じている場合を示しており、欠陥情報１５３には、欠陥を補償するためのパターンの大きさ及び位置が記述される。
【００８９】
次に、本実施形態の露光方法について、図１６（ａ）を参照して説明する。
【００９０】
まず、描画データ１６１に基づき、検査を行うＣＰパターンを選択する。続いて、予め作成されている配置テーブル１５１からＣＰパターン情報を取得する。取得したＣＰパターン情報に基づき、ＣＰパターンの検査を行う。検査方法については、上述した通りである。
【００９１】
検査したＣＰパターンに欠陥がある場合には、ＣＰ配置テーブル１５１に欠陥情報を付加する。すなわち、図１５に示したように、ＣＰパターンに不足パターンがある場合には、欠陥情報１５３として補償パターンを付加する。
【００９２】
一方、図１７（ａ）に示すように、ＣＰパターンに余分なパターンが生じている場合、このようなパターン２２ｃは使用しないものとする。この場合には、このようなパターン２２ｃの代わりにＶＳＢ露光データ２５ｐを作成し、これをＣＰ配置テーブル１５１に記述する。
【００９３】
検査したＣＰパターン２２ａに欠陥がない場合（図形パターン２７と一致する場合）には、露光量を設定値通り（ここでは１とする）とするが、ＣＰパターン２２ｄが所望寸法（正規の寸法）より小さい場合には、寸法変化を補償するように、ドーズ量変化ΔＤを設定露光量に付加する。補償露光量は、図１７（ｂ）に示すように、ＣＰパターン寸法とドーズ量との関係を予め用意しておくことで、求めることができる。
【００９４】
上述した工程を描画データ１６１に含まれる全てのＣＰパターンについて行うことにより、欠陥情報１５３が付加されたＣＰ配置テーブル１５１ａを得ることができる。
【００９５】
次に、このようにして得られたＣＰ配置テーブル１５１ａを用いた露光方法について、図１６（ｂ）及び図１８を参照して説明する。
【００９６】
描画データ１６１に基づき、ＣＰ配置テーブル１５１ａからＣＰパターン情報が呼び出される。図１８（ａ）に示すように、制御回路２３内のパターン発生回路１８２では、ＣＰパターン情報に基づき、ブランカ１８１及び偏向器４ａ及び４ｂを制御し、露光を行う。例えば、ＣＰ配置（０，１）について、欠陥情報が付加されている場合、そのパターンが呼び出された際には、ＶＳＢデータを呼び出して露光したり、ブランカ１８１を制御して露光量を変化させたりする。
【００９７】
本実施形態によれば、ＣＰパターン上の欠陥を検査することが可能になるため、露光の際に、欠陥のあるＣＰパターンを使用しない、或いは他のパターンで代用するなどの方策を講じることによって、露光の失敗をなくすことができる。その結果、電子ビーム露光における生産性が向上する。
【００９８】
なお、本実施形態では、参照テーブル内に記述されたＣＰパターンの寸法もしくは所望寸法からのずれ量に基づき、寸法ずれを修正もしくは補償するように露光量を決定したが、他の方法と併用することも可能である。例えば、参照テーブル内に記述されたＣＰパターンの寸法もしくは所望寸法からのずれ量に基づき、寸法ずれを修正もしくは補償するように補助パターンを露光データに含めるようにしてもよい。
【００９９】
また、本実施形態では、修正された配置テーブルに基づき、露光の際に図形を呼び出す方法について示したが、描画データ自体を変更してもよい。
【０１００】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、開口パターンに関する情報と比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて開口パターンの形状を識別することにより、荷電ビーム露光における生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置本体の概略構成を示した図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、描画データ作成機能を示した図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、データ作成の流れを示した図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、露光機能を説明するための図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置について、ビーム走査方法を示した図。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る露光装置の変形例を説明するための図。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【図１６】本発明の第９の実施形態に係る露光装置について、欠陥修正方法の流れを示した図。
【図１７】本発明の第９の実施形態に係る露光装置について、欠陥修正方法の具体例を示した図。
【図１８】本発明の第９の実施形態に係る露光装置を説明するための図。
【符号の説明】
１…電子銃
２ａ、２ｂ…電子ビーム
３…第１アパーチャ
４ａ、４ｂ…偏向器
５…第２アパーチャ（部分一括露光用アパーチャ）
６…ＣＰパターン（開口パターン）
７…ウエハ
８…中間検出器
９…試料上検出器
１０…ファラデーカップ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…レンズ
２１…アンプ
２２、１０２…ＣＰ画像
２３…制御回路
２４…メモリ
２５、８１、９１、１４１…参照テーブル
２６、２６ａ、２６ｂ…比較回路
２７、２７ｂ、８３、９３、１４２…図形パターン
２８、１５１、１５１ａ…配置テーブル
３１…設計データ
３２…制御計算機
３３ａ、５４、１６１…描画データ
３４ａ、３４ｂ…比較器
３６…設計データテーブル
３７ａ、３７ｂ…描画データテーブル
３８…描画データセット
５０…制御回路
５１、１８２…パターン発生回路
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ…メモリ
５３…偏向パラメータテーブル
５５、５１０ａ、５１０ｂ、５１１…制御部
５６…ステージ
５７…読み出し装置
８２、９２…基本図形
８５…基本図形テーブル
１０４…走査テーブル
１２１…テレビカメラ
１３１…関数テーブル
１３２…重畳回路
１３３…ぼかしパターン
１４３…参照回路
１８１…ブランカ
Claims (6)
- 荷電ビームによって露光を行うための露光処理装置であって、
部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに関する情報を取得するパターン情報取得手段と、
前記開口パターンと比較される比較パターンに関する情報を保持するパターン情報保持手段と、
前記パターン情報取得手段によって取得された開口パターンに関する情報と、前記パターン情報保持手段に保持された比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて、前記開口パターンの形状を識別するパターン識別手段と、
前記パターン識別手段によって得られた前記開口パターンの識別結果に基づき、前記部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンの形状及び配置に関する情報を生成するパターン情報生成手段と、
を備えたことを特徴とする露光処理装置。 - 荷電ビームによって露光を行うための露光処理装置であって、
部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに関する情報を取得するパターン情報取得手段と、
前記開口パターンと比較される比較パターンに関する情報を保持するパターン情報保持手段と、
前記パターン情報取得手段によって取得された開口パターンに関する情報と、前記パターン情報保持手段に保持された比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて、前記開口パターンの形状を識別するパターン識別手段と、
前記開口パターンの形状及び配置に関する情報を保持する配置テーブルと、
前記パターン識別手段によって得られた前記開口パターンの識別結果に基づき、前記開口パターンの欠陥を補償するための欠陥情報を前記配置テーブルに付加する欠陥情報付加手段と、
を備えたことを特徴とする露光処理装置。 - 前記パターン情報取得手段は、前記部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに向けて照射された荷電ビームの反射電子、２次電子又は透過電子を検出することで、前記開口パターンに関する情報を取得する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光処理装置。 - 前記パターン情報取得手段は、前記部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンを撮影することで、前記開口パターンに関する情報を取得する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光処理装置。 - 荷電ビームによって露光を行うための露光処理方法であって、
部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに関する情報を取得する工程と、
取得された開口パターンに関する情報と、前記開口パターンと比較される比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて、前記開口パターンの形状を識別する工程と、
前記開口パターンの形状を識別する工程で得られた開口パターンの識別結果に基づき、前記開口パターンの形状及び配置に関する情報を生成する工程と、
を備えたことを特徴とする露光処理方法。 - 荷電ビームによって露光を行うための露光処理方法であって、
部分一括露光用アパーチャ部に形成された開口パターンに関する情報を取得する工程と、
取得された開口パターンに関する情報と、前記開口パターンと比較される比較パターンに関する情報との比較結果に基づいて、前記開口パターンの形状を識別する工程と、
前記開口パターンの形状を識別する工程で得られた開口パターンの識別結果に基づき、前記開口パターンの欠陥を補償するための欠陥情報を前記開口パターンの形状及び配置に関する情報を保持する配置テーブルに付加する工程と、
を備えたことを特徴とする露光処理方法。
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