JP4156182B2 - 電子ビーム描画方法 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被描画材料に矩形等の形状の電子ビームを投射して所望形状の描画を行うようにした可変面積型電子ビーム描画方法に関し、詳しくは、描画データの変換処理過程における異常を検出するようにした可変面積型電子ビーム描画方法における描画データ異常検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1は従来の可変面積型電子ビーム描画方法を用いた描画装置を示している。1は電子ビームEBを発生する電子銃であり、該電子銃1から発生した電子ビームEBは、照明レンズ2を介して第1成形アパーチャ3上に照射される。第1成形アパーチャの開口像は、成形レンズ4により、第2成形アパーチャ6上に結像されるが、その結像の位置は、成形偏向器5により変えることができる。第2成形アパーチャ6により成形された像は、縮小レンズ7、対物レンズ8を経て描画材料10上に照射される。描画材料10への照射位置は、位置決め偏向器9により変えることができる。
【0003】
11はコンピュータであり、コンピュータ11はパターンデータメモリー12からのパターンデータをデータ転送回路13に転送する。データ転送回路13からのパターンデータは、ショット分割器14に供給されてショット分割される。ショット分割器14からの描画データに応じた信号は、DA変換器15を介して成形偏向器5に偏向電圧を供給する偏向増幅器16、DA変換器17を介して位置決め偏向器9に偏向電圧を供給する偏向増幅器18、DA変換器19を介して電子銃1から発生した電子ビームのブランキングを行うブランキング電極20を制御するブランキングコントロール回路21に供給される。
【0004】
コンピュータ11は、材料のフィールド毎の移動のために、材料10が載せられたステージ22の駆動機構23を制御する。このステージ22の移動量は、レーザ測長器24によって測定され、その測定結果はコンピュータ11に供給される。材料10への電子ビームEBの照射によって2次電子や反射電子が発生するが、例えば、反射電子は一対の反射電子検出器25によって検出される。反射電子検出器25の検出信号は、加算器26によって加算された後、マーク信号処理装置27に供給される。28は偏向器制御回路である。この偏向器制御回路28は、コンピュータ11によって制御され、この回路から発生した信号はDA変換器17を介して、位置決め偏向器9に偏向電圧を供給する偏向増幅器18に供給される。このような構成の動作を次に説明する。
【0005】
まず、通常の描画動作について説明する。パターンデータメモリ12に格納されたパターンデータは、逐次読み出され、データ転送回路13を経てショット分割器14に供給される。ショット分割器14で分割されたデータに基づき、電子ビームの成形データはDA変換器15を介して偏向増幅器16に供給され、そして増幅器16によって増幅された信号が成形偏向器5に供給される。また、描画パターンに応じた電子ビームの偏向信号は、偏向器制御回路28,DA変換器17を介して偏向増幅器18に供給され、そして増幅器18によって増幅された信号が位置決め偏向器9に供給される。
【0006】
この結果、各分割されたパターンデータに基づき、成形偏向器5により電子ビームの断面が所望の面積の矩形形状に成形され、その断面が矩形のビームが、位置決め偏向器9に供給される偏向信号に応じて順々に材料上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われる。なお、この時、ブランキングコントロール回路21からブランキング電極20へのブランキング信号により、材料10への電子ビームのショットに同期して電子ビームのブランキングが実行される。
【0007】
また、電子ビームの偏向による描画動作は、フィールド単位で行われ、特定のフィールド内の描画が終了した後は、ステージ22が駆動機構23によってフィールドの長さ分移動させられ、次のフィールドの描画が行われる。このステージ22の移動量は、レーザ測長器24によって測定され、その測定値はコンピュータ11に供給される。コンピュータ11は測定移動量に基づき、駆動機構23を制御し、正確なステージ22の移動を可能としている。
【0008】
図6はショット分割器14における図形分割処理の概略を示している。図6(a)は入力データであり、このような入力データは、矩形電子ビームの最大サイズ以下の図形に分割される。この分割されたデータの例を図6(b)に示す。更に、図6(b)に示したデータに台形が含まれている場合には、その台形は短冊状の矩形に展開される。図6(c)は台形図形が短冊状の矩形データに変換されたデータを示している。図6(c)のデータに基づいて各図形が描画される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記した電子ビーム描画装置で、ショット分割器14における図形分割処理は、非常に高速に行う必要があり、また、この変換処理が複雑になり、装置の信頼性や保守性を確保する観点から、変換処理が正しく行われたかを検証することが重要になってきている。
【0010】
すなわち、装置を製造していく際に、変換動作が正常か異常かの確認をしたり、装置に何らかのトラブルが発生した場合には、その原因を特定することが要求されてきている。このため変換処理を行った後の出力データの検証を行う必要がある。しかしながら、出力データの個数は非常に多く、全データに対して検証するためには、入力データから正常な出力データを計算する必要があり、相当な処理が必要となってくる。
【0011】
これまでは、ある特定の入力データを正常な装置に入力した場合の出力データを保存しておき、上記のような場合に、同一データを入力した場合の出力データと比較することで前述の目的を達成していた。ところが、近年の描画データの微細化に伴い、図形を表現するデータ量が増大し、出力データの量も増加している。そのため、この方法では、全ての出力データを取り込むために用意するメモリーの容量が膨大になるという欠点が生じている。
【0012】
例えば、ステップアンドリピート方式の描画装置では、1回のフィールドと呼ばれる単位で描画を行うが、このフィールド内に含まれる全てのデータを取り込むだけでも、平均数百Mバイトのメモリーが必要であり、入力データの作り方によってはそれ以上になる場合も発生する。また、変換処理には高速化のため、並列処理を用いることもあるが、この場合、データの出力される順序が必ずしも一定の順序でないため、前記の検証方法は使用できなくなっている。
【0013】
本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、描画装置の出力データの検証を比較的簡単に、データの出力順に依存せずに行うことができる可変面積型電子ビーム描画方法を実現するにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明基づく可変面積型電子ビーム描画方法は、描画データに基づいて描画パターンを分割し、電子ビームの断面形状を分割後の描画図形に応じて矩形に成形し、成形された矩形状の電子ビームを被描画材料の所望位置に投射して所望パターンの描画を行うようにした可変面積型電子ビーム描画方法であって、分割後の描画図形の矩形サイズデータから矩形の面積を求め、求められた面積データを所定領域ごとのメモリーアドレスに累積保持し、保持されたデータとあらかじめ正常な処理を行って得られたデータとを比較するようにした電子ビーム描画方法において、描画図形の位置を指定するX位置およびY位置のデータのそれぞれ一部を取り出して合成し、合成されたデータをメモリーアドレスとしたことを特徴としている。
【0015】
発明では、分割後の描画図形の矩形サイズデータから矩形の面積を求め、求められた面積データを所定領域ごとのメモリーアドレスに累積保持し、保持されたデータとあらかじめ正常な処理を行って得られたデータとを比較するようにしたので、データ変換処理の誤動作等を検出することが可能となった。その結果、描画装置内でのデータ処理の信頼性の向上が図られる。
【0016】
また、本発明では、描画図形の位置を指定するX位置およびY位置のデータのそれぞれ一部を取り出して合成し、合成されたデータをメモリーアドレスとしたので、てデータをある範囲でまとめて蓄積することができ、データ量の削減を可能とする。
【0017】
【実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図2は本発明の方法を実施するための可変面積型電子ビーム描画装置の要部の一例を示している。入力パターンデータは、データ変換処理回路(ショット分割器)14に供給され、ここで電子ビームの被描画材料への1ショットごとの図形に分割される。
【0018】
データ変換処理回路14の出力は、制御増幅器31を介して電子ビーム描画装置本体32の各制御回路に送られる。各制御回路とは、ブランキングコントロール回路21,増幅器16,偏向器制御回路28やDA変換器等である。更に、データ変換処理回路14の出力は、出力データ蓄積部33にも供給される。
【0019】
出力データ蓄積部33は乗算器34,加算器35とメモリー36およびスイッチ37、38で構成されている。データ変換処理回路14で変換処理された出力データは、全て矩形データであり、図3に示すように、矩形データPは、2次元座標上の図形位置X、Yおよび矩形の幅Wと高さHデータで表現されている。これら4種のデータが、制御増幅器32に送られると同時に出力データ蓄積部33に送られる。
【0020】
上記した構成で、まず、装置が正常に動作しているときに、特定の入力データを描画し、フィールドごとに得られたデータを制御CPU39で読み取り保存しておく。その後、装置が異常もしくは未知の状態の時に同様のデータを取り比較する。データが一致すれば装置の変換処理が正常であると判断することができる。この際、スイッチ37,38は端子Aに接続されている。
【0021】
次に、上記した判断処理の内容をより詳細に説明する。出力データ蓄積部33では、まず、処理に先立ちメモリー36の内容を全て0にしておく。データ変換処理回路14からの出力データが入力されると、X、Y位置データの下位ビットを切り捨て、メモリのアドレスを合成する。この様子を図4に示す。これは、データをある範囲でまとめて累積し、データ量を削減するためである。この合成されたアドレスデータは、スイッチ37を介してメモリー36に入力される。
【0022】
例えば、1mm四方のフィールドで1μm四方ごとに集計すると、そのデータの数は100万データであり、1データに32ビット(4バイト)を使用したとしても4Mバイトのデータ量で処理が可能となる。
【0023】
すなわち、矩形のサイズが1nm単位で指定してあったとしても、1μm四方の領域に原点を有する矩形の面積の総和は、ビームサイズを最大4μmとすると、最大で16,000,000nm2であるから、32ビットで表現可能である。また、通常、描画の性質から図形は重なって描画されることはない。ただし、台形の場合は重ねて描画するが、多くても1箇所に10回程度重ねるだけであるので、面積の最大値は、160,000,000nm2となり、やはり32ビットで表現が可能となる。
【0024】
次に、幅Wと高さHのデータを乗算器34で乗算し、面積を計算する。同時に、合成したアドレスのデータを読み出しておく。両方がそろったところで、面積のデータと読み出しデータを加算器35で加算し、同一のアドレスに格納しておく。このような動作をフィールド内の全ての出力データに対して繰り返すことにより、あるまとまった領域ごとの描画図形の面積が累積される。
【0025】
ごく単純な場合のメモリー36の様子を図5に示す。X座標位置が04,Y座標位置が00の位置にある矩形は単純な例で、この場合にはアドレス04に面積が1μm2の矩形が格納される。X座標位置が03,Y座標位置が01の位置には複数の矩形が存在しており、この場合は、アドレス11に2μm2の面積が格納される。X座標位置が04,Y座標位置が03の位置は矩形がまたがっている例であり、この場合は、矩形の原点の含まれるアドレス28に1μm2が格納される。
【0026】
制御CPU39は、このデータを1フィールドの描画完了後読み出し保存しておく。このときスイッチ37,38はB端子に接続される。このデータ変換処理が正常かどうかの判定は、あらかじめ保存していた正常なデータと比較することにより行う。なお、このデータは、出力データの幅、高さについては、1ビットのみが異なる場合は同一のデータにはならない。ただし、2ビット以上が異なる場合については、偶然一致する場合もある。
【0027】
また、位置データについては、取りだした上位のビットが1ビットのみが異なる場合には同一のデータとはならない。したがって、出力データの内、1ビットのみが異なる場合には、必ず誤動作を検出することができる。また、指定されたアドレスごとに矩形データを格納するので、データの出力順序が異なっていても、得られる結果は同一であるため、並列処理を用いた変換処理の検証も行うことができる。
【0028】
上記した変換処理の検証は、ショット時間については何ら考慮していないため、電子ビームの照射時間が異常になった場合については検出ができない。その場合には、面積に更に照射時間を乗算すれば、照射時間の異常についても検出が可能となる。
【0029】
また、アドレスの合成については、下位ビットではなく上位ビットを切り落としても同様に異常の検出が可能である。更に、メモリーを2面用意し、前記の方法では切り落としていた下位ビットのみからアドレスを合成し、追加したもう一面に同様の累積を行うことで、アドレスについても全ビットに対する検査が可能となる。更にまた、上記した説明では、正常なデータの保持と比較は制御CPUを用いていたが、ハードウェアで処理することも可能である。
【0030】
【発明の効果】
以上、説明したように、発明では、分割後の描画図形の矩形サイズデータから矩形の面積を求め、求められた面積データを所定領域ごとのメモリーアドレスに累積保持し、保持されたデータとあらかじめ正常な処理を行って得られたデータとを比較するようにしたので、データ変換処理の誤動作等を検出することが可能となった。その結果、描画装置内でのデータ処理の信頼性の向上を図ることができる。また、各データの出力順序が異なっても、得られる結果は同一であるため、並列処理を用いた変換処理の検証も可能となる。
【0031】
また、本発明では、描画図形の位置を指定するX位置およびY位置のデータのそれぞれ一部を取り出して合成し、合成されたデータをメモリーアドレスとしたので、データをある範囲でまとめて累積することができ、データ量の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の可変面積型電子ビーム描画方法を用いた描画装置を示す図である。
【図2】本発明に基づく可変面積型電子ビーム描画方法を用いた描画装置の要部の一例を示す図である。
【図3】矩形データを示す図である。
【図4】X、Y位置データの合成を説明するための図である。
【図5】矩形データがメモリー上に格納される様子を示す図である。
【図6】描画すべきパターンの図形分割処理の概要を示す図である。
【符号の説明】
1 電子銃
2 照明レンズ
3,6 成形アパーチャ
4 成形レンズ
5,9 偏向器
7 縮小レンズ
8 対物レンズ
10 材料
11 コンピュータ
12 メモリ
13 データ転送回路
14 ショット分割器(データ変換処理回路)
15,17,19 DA変換器
16,18 偏向増幅器
20 ブランキング電極
21 ブランキングコントロール回路
22 ステージ
23 駆動機構
24 レーザ測長器
25 反射電子検出器
26 加算器
27 マーク信号処理回路
28 偏向器制御回路
31 制御増幅器
32 描画装置本体
33 出力データ蓄積部
34 乗算器
35 加算器
36 メモリー
37 スイッチ
38 スイッチ
39 制御CPU

Claims (1)

  1. 描画データに基づいて描画パターンを分割し、電子ビームの断面形状を分割後の描画図形に応じて矩形に成形し、成形された矩形状の電子ビームを被描画材料の所望位置に投射して所望パターンの描画を行うようにした可変面積型電子ビーム描画方法であって、分割後の描画図形の矩形サイズデータから矩形の面積を求め、求められた面積データを所定領域ごとのメモリーアドレスに累積保持し、保持されたデータとあらかじめ正常な処理を行って得られたデータとを比較するようにした電子ビーム描画方法において、
    描画図形の位置を指定するX位置およびY位置のデータのそれぞれ一部を取り出して合成し、合成されたデータをメモリーアドレスとしたことを特徴とする電子ビーム描画方法
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