JP4851253B2 - 描画装置、及び描画装置におけるエラー検出方法 - Google Patents

描画装置、及び描画装置におけるエラー検出方法 Download PDF

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Description

本発明は、電子ビーム等のビームを偏向させてパターンを描画する描画装置、及びそのような描画装置におけるエラー検出方法に関するものである。
半導体集積回路の大規模化及び微細化の進展に伴い、電子ビーム等の荷電粒子ビームを用いてマスク上にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
このような荷電粒子ビーム描画装置においてLSIの設計パターンデータをマスク上に描画するには、CADシステム等により生成された設計パターンデータを、荷電粒子ビーム描画装置に対応した描画データに変換する必要がある。このような描画データは、荷電粒子ビーム描画装置の主偏向器のビーム偏向幅で決まるフレーム領域単位、更にはこれを分割してなるサブフィールド領域単位で生成される。描画時には描画データをフレーム領域単位で読み出し、これに基づいてサブフィールド領域の位置に対応する主偏向データ、サブフィールド領域内の位置に対応する副偏向データ等を生成し、更に矩形、台形、三角形などのショット図形を示すショットデータを生成し、描画が行われる。描画がなされた後は、描画装置外において現像処理が実行されマスクが完成する。
その後マスクは欠陥検査装置により、設計パターンデータ通りのパターンが形成されているか否かの欠陥検査がなされる。欠陥検査機の概要を図6を参照して簡単に説明する。欠陥検査機700は、例えば光源701、レンズ702、703とイメージセンサ704とを備え、これにより試料Wに形成されているパターンの測定データを得る。得られた測定データは、A/D変換器705で測定ディジタルデータに変換される。一方、試料Wの設計パターンデータは、ハードディスク装置710に記録されており、これが測定ディジタルデータと比較可能な形式にデータ変換回路711によりデータ変換される。比較回路712は、測定ディジタルデータと設計パターンデータとを比較して、両者の間の相違点を欠陥として認識し、欠陥データを生成する。すなわち、欠陥データは、この電子ビーム描画装置1を用いて実際に描画された試料Wの欠陥の存在とその位置を示すデータである。
欠陥検査装置により、その欠陥の位置等を含む欠陥データが得られた場合、その欠陥が、荷電粒子ビーム描画装置内のエラーにより発生したものであるのか、又は荷電粒子ビーム描画装置外の現像処理等におけるエラーにより発生したものであるのかを特定することが重要である。欠陥が荷電粒子ビーム描画装置内のエラーにより発生したものであるのか否かは、実際に同じ設計パターンデータを用いて荷電粒子ビーム描画装置内で各種データを生成し、これを装置内のメモリに格納した後欠陥データと対比することにより判定することができる。
しかし、欠陥データや設計パターンデータは微細化の進展または大容量化のため膨大なデータ量となっている一方、この膨大なデータ量に対応して発生される各種データを格納するためのメモリの容量は、荷電粒子ビーム描画装置のハードウエア仕様上例えば256KB程度の有限な値に抑えられている。
このため、欠陥データを効率的に処理して描画装置内のエラーを検出することは容易ではなかった。
特開平10−284392号公報
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、メモリが有限の小さな容量を有していても、効率的に欠陥の原因となる描画装置内のエラーを検出することのできる描画装置、及び描画装置のエラー検出方法を提供することを目的とする。
この発明の一態様に係る描画装置は、ビームを偏向させて試料上に所望のパターンを描画する描画装置において、前記ビームを偏向させる偏向器を含むビーム光学系と、前記偏向器を駆動する駆動部と、描画したいパターンを示す描画データに基づいて前記駆動部を制御するための制御データを発生させるデータ発生回路と、前記制御データを処理して前記駆動部に出力するデータ処理回路とを備え、前記データ処理回路は、入力された制御データを格納するためのメモリと、前記試料に実際に描画されたパターンの欠陥を欠陥検査機で検査した結果としての欠陥データに基づき欠陥の生じている位置を特定しその位置を含む周囲領域に関する前記制御データを選択的に前記メモリに格納させる制御部とを備えたことを特徴とする。前記データ発生回路は、前記制御データとして、前記描画データを複数に分割してなる分割領域の1つに前記ビームを偏向させるための主偏向データと、前記複数の分割領域の中で、更に前記ビームを偏向させ照射するための副偏向データとを発生させ、前記制御部は、前記主偏向データが示す位置と、前記周囲領域とを比較して、前記周囲領域に含まれる主偏向データと、これに対応する副偏向データとを前記制御データとして前記メモリに格納させる。
この発明によれば、欠陥の生じている位置を含む周囲領域に関する制御データが選択的にメモリに格納される。従って、メモリが有限の小さい容量を有していても、効率的に欠陥の原因となる描画装置内のエラーを検出することができる。
記制御部は、前記周囲領域に含まれない主偏向データと、これに対応する他の制御データの前記メモリへの格納を禁止することも可能である。
また、この発明の一態様に係る描画装置のエラー検出方法は、描画装置のエラーを検出するエラー検出方法において、前記描画装置を用いて描画された試料の欠陥を欠陥検査機により検査した結果としての欠陥データを入力するステップと、前記欠陥データから、前記欠陥の位置を特定するステップと、前記描画装置において、前記試料の描画に用いた描画データに基づいて前記描画装置を制御するための制御データを発生させるステップと、発生された前記制御データのうち、特定された前記欠陥の位置を含む周囲領域に関するものを選択的にメモリに記憶させるステップとを備えたことを特徴とする。前記制御データを発生させるステップで発生される制御データは、前記描画データを複数に分割してなる分割領域の1つに前記ビームを偏向させるための主偏向データと、前記複数の分割領域の中で、更に前記ビームを偏向させ照射するための副偏向データとを含む。前記記憶させるステップは、前記主偏向データが示す位置と、前記周囲領域とを比較して、前記周囲領域に含まれる主偏向データと、これに対応する前記副偏向データとを前記制御データとして前記メモリに格納させる。
記記憶させるステップでは、前記周囲領域に含まれない主偏向データと、これに対応する他の制御データの前記メモリへの格納が禁止されるようにすることができる。
本発明によれば、メモリが有限の小さな容量を有していても、効率的に欠陥の原因となる描画装置内のエラーを検出することのできる描画装置、及び描画装置のエラー検出方法を提供することができる。
次に、本発明の実施の形態に係る描画装置を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係わる電子ビーム描画装置1の概略構成を示す模式図である。この電子ビーム描画装置1は、試料室100と、電子ビーム光学系200と、ハードディスク装置300と、制御部400とから大略構成されている。
また、この電子ビーム描画装置1は、外部のホストコンピュータ600と接続可能に構成され、互いにデータの入出力が可能なように構成されている。ホストコンピュータ600には、例えば図6で説明したような欠陥検査機700での検査により得られた欠陥データが入力される。この欠陥データはホストコンピュータ600を介して電子ビーム描画装置1に入力される。
試料室100内にはマスク等の試料Wを載置したステージ11が収容されている。ステージ11は、制御部400の一部を構成するステージ駆動回路51によりX方向(紙面左右方向、図1参照)、及びY方向(紙面垂直方向、図1参照)に駆動される。また、ステージ11の移動位置は、制御部400の一部を構成する位置検出回路52により測定される。
電子ビーム光学系200は試料室100の上部に設置され、電子銃21、各種レンズ22、23、24、25、26、ブランキング偏向器31、ビーム寸法可変偏向器32、主偏向器33、副偏向器34、ビーム成形アパーチャ35、36などから構成されている。
ブランキング偏向器1は、電子銃21からの電子ビームの透過または遮断を切り替える機能を有する。ビーム寸法可変偏向器32は、ビーム成形用アパーチャ35、36により電子ビームのビーム断面形状を制御する機能を有する。
また、主偏向器33は、主偏向データに従い所定のサブフィールド領域への位置決めを行う機能を有する。副偏向器34は、副偏向データに従い、主偏向器34により位置決めされたサブフィールド領域内における図形描画位置の位置決めを行う機能を有する。
これらの偏向器32〜36による描画動作を図2を参照して簡単に説明する。ビーム寸法可変偏向器32及びビーム成形用アパーチャ35、36により、ショットデータSDに従ったビーム形状を制御しつつ、ステージ11をX方向に連続移動させる。そして、この移動に追従するように主偏向器33を制御しながら副偏向器34を制御して、1つのサブフィールド領域SFを描画処理する。
このようにして1つのサブフィールド領域SFの描画が終了したら次のサブフィールド領域、例えばYの正方向に位置するサブルールドSFの描画に移行する。さらに、複数のサブフィールド領域SFの集合であるフレーム領域Fの描画が終了したら、ステージ11を連続移動方向(X方向)と直交する方向(Y方向)にステップ移動させ、上記処理を繰り返して各フレーム領域Fを順次描画するようになっている。ここで、フレーム領域Fは主偏向器33の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、サブフィールド領域SFは副偏向器34の偏向幅で決まる単位描画領域である。
図1に戻って、ハードディスク装置300には、描画すべきパターンに係る設計パターンデータを描画装置1での描画用に変換して生成された描画データが格納されている。
制御部400は、CPU41と、パターンメモリ42と、制御データ発生回路43と、データ処理回路45と、DA変換器46〜49と、ステージ駆動回路51(前述)と、位置検出回路52(前述)を備えている。CPU41は、制御部400の全体の制御を司る。パターンメモリ42は、ハードディスク装置300からCPU41の指令により読み出された描画データをフレーム領域F毎に一時的に格納する。
制御データ発生回路43は、パターンメモリ42に格納されたフレーム領域F毎の描画データに基づき、偏向器31〜34を制御するための各種制御データを発生させる機能を有する。一例としてこの制御データ発生回路43は、主偏向器33の制御のための主偏向データ、副偏向器34の制御のための副偏向データ、ビーム寸法可変偏向器32により所望のビーム寸法を得るためのショットデータ、及びブランキング偏向器31によるブランキング動作を制御するためのブランキングデータを制御データとして生成する。これらの制御データは一例であって、描画装置の構成に従い、そのデータの種類等は適宜変更することが可能である。すなわち、制御データは、描画したいパターンを示す描画データに基づいて電子ビーム光学系200を制御するためのデータであれば、その名称、種別等は不問である。
データ処理回路45は、制御データ発生回路43で発生された各種制御データを、所定のタイミングでD/A変換器46〜49に向けて出力する機能を有する。
図3は、データ処理回路45の構成例を示すブロック図である。このデータ処理回路45は、ブランキングデータ、ショットデータ、副偏向データをそれぞれ一時的に格納するためのFIFOメモリ61、62、64と、DSP(Digital Signal Processor)63とを備えている。
また、データ処理回路45は、各種制御データを、メンテナンス等の目的のために格納するメモリ71、72、73、74A、74Bを備えていると共に、ブランキング演算部81、ショット演算部82、主偏向演算部83、及び副偏向演算部84を備えている。この例では、メモリ71はFIFOメモリ61の出力データ(ブランキングデータ)を格納し、メモリ72はFIFOメモリ62の出力データ(ショットデータ)を格納し、メモリ73は主偏向演算部83の出力データを格納し、メモリ74AはFIFOメモリ64の出力データ(副偏向データ)を格納し、メモリ74Bは副偏向演算部84の出力データを格納するようにされている。
また、このデータ処理回路45は、メモリ71〜74Bへのデータの格納を制御するためのメモリ制御部75を備えている。この実施の形態では、DSP63と、メモリ制御部75とにより、欠陥データに基づき欠陥の生じている位置を特定しその位置を含む周囲領域に関する制御データを選択的にメモリに格納させる制御部を構成している。
これらの演算部81〜84は、それぞれブランキングデータ、ショットデータ、主偏向データ、副偏向データ等に基づいて演算を行って、偏向器31〜34を制御するための演算データを生成する。これらの演算データはI/O回路91〜94を介してD/A変換器46〜49に出力され、図2に示すような描画動作が実現される。
DSP63には、主偏向データが入力されると共に、欠陥検査機700で得られた欠陥データが、ホストコンピュータ600とCPU41とを介して入力される。また、DSP63は、FIFOメモリ61、62、64に対し、対応する副偏向データ、ショットデータ、ブランキングデータの転送指示を出力する。
この電子ビーム描画装置1は、欠陥検査機700で得られた欠陥データを入力させ、これにより欠陥が電子ビーム描画装置1内のエラーにより生じたものであるのか否かを検証する機能を有している。この機能の実行をするエラー検出モードの実行が指定された場合において、DSP63は、この欠陥データに基づき欠陥の生じている位置を特定し、その欠陥の位置を含む領域(以下、周囲領域という)を特定する機能を有する。この機能を、図4を参照して説明する。
図4右に示すように、欠陥データが欠陥の存在(黒丸)を示している場合、その欠陥の位置を座標(Xd、Yd)として特定した後、この欠陥の位置座標(Xd、Yd)を含む周囲領域CFを特定する。この周囲領域CFは一例として、座標(Xd、Yd)を中心とし、m行n列のサブフィールド領域SF(m×n個)を含む(Xmin、Xmax)、(Ymin、Ymax)として特定することができる。周囲領域の大きさ等は、メモリ71〜74B等の記憶容量、その他ハードウエア仕様等を考慮して任意に設定することができる。
前述したように、このデータ処理回路45は、メモリ制御部75を備えている。メモリ制御部75は、エラー検出モードが実行されている場合において、DSP63で特定された周囲領域CFに関する各種制御データ(すなわち、周囲領域CFに含まれるm行n列のサブフィールド領域SF(m×n個)に関する制御データ)を選択的にメモリ71〜74Bに格納させる機能を有する。
エラー検出モードの実行が指定された場合、通常の描画動作と同様に、描画データをフレーム領域F1〜F6に分割してパターンメモリ42に格納し、更にサブフィールド領域SF単位に分割して制御データを生成し、メモリ71〜74Bに格納する。
ただし本実施の形態では、すべての制御データをメモリ71〜74Bに格納するのではなく、メモリ制御部75の動作により、上述のようにしてDSP63において特定された周囲領域CFに含まれる制御データを選択的にメモリ71〜74Bに格納する動作を行う。具体的には、主偏向データで示される多数のサブフィールド領域SFのうち、周囲領域CFに含まれるサブフィールド領域SFに関する制御データ(図4において太線枠で示す)のみがメモリ71〜74Bに格納され、周囲領域CFに該当しない制御データは、メモリ71〜74Bに格納への格納が禁止される。この動作を、具体的に図5を参照して説明する。
エラー検出モードが開始され(S0)、欠陥データが外部からホストコンピュータ600及びCPU41を介してデータ処理回路45に入力される(S1)。すると、DSP63は、この欠陥データから欠陥の位置座標(Xd、Yd)を算出すると共に(S2)、その座標を中心として、データを回収する範囲として周辺領域CF((Xmin、Xmax)、(Ymin、Ymax))を決定する(S3)。
続いて、制御データ発生回路43は、通常の描画動作と同様にして、ハードディスク装置300からパターンメモリ42にフレーム領域Fごとに読み出され格納された描画データに基づき、主偏向データ(X,Y)、副偏向データ、ショットデータ、ブランキングデータ等の制御データを発生させる(S4)。
これらの主偏向データ、副偏向データ、ショットデータ、ブランキングデータ等の制御データは、データ処理回路45のFIFOメモリ61、62、64及びDSP63にそれぞれ入力される。
DSP63は、主偏向データ(X,Y)を入力され、この主偏向データの座標(X,Y)と周辺領域((Xmin、Xmax)、(Ymin、Ymax))とを比較する。その結果、Xmin<X<Xmax、かつYmin<Y<Ymaxであれば、換言すれば周辺領域CFに含まれるサブフィールド領域SFに関する制御データであれば(S5のY)、肯定フラグをメモリ制御部75に出力し、メモリ制御部75はこれを受けて、その主偏向データ、及びこれに対応する他の制御データをメモリ71〜74Bに格納する(S6)。
一方、S5でXmin<X<Xmax、かつYmin<Y<Ymaxでないと判定されれば(S5のN)、DSP63は否定フラグをメモリ制御部75に出力する。これを受けてメモリ制御部75は、対応する制御データをメモリ71〜74Bには格納しない(S7)。すなわち、DSP63からの指令に従って、こうした制御データのメモリ71〜74Bへの格納が禁止される。
こうして、メモリ71〜74Bに格納された制御データは、CPU41に出力され、さらにホストコンピュータ600に出力されて、元の設計パターンデータと比較されることにより、エラーの有無が検出される。
このエラー検出モードを実行する場合において、通常の描画動作と同様に、すべてのサブフィールド領域SFの制御データをメモリ71〜74Bに格納することも理論的には可能ではある。しかしこの場合には、欠陥位置に対応する制御データが一部だけ格納されたところでメモリの記憶容量が一杯になってしまうような事態が生じ得る。この場合には一旦描画装置のデータ格納動作をそこで停止させ(メモリ71〜74Bの上書きをしないようにし)、描画装置を初期化させた後、その位置のやや手前からもう一度制御データの格納を再開しなければならない。このような動作は時間を要するだけでなく、描画装置の動作としては正常とはいえず動作の再現性に欠け、またエラーの検出も効率良く行うことができないものとなる。すなわち、このようにエラーが見つかるたびに描画装置を停止させながらのエラー検出では、実際の描画動作が正確に再現されていないものであるから、再現性の確認という点で問題があり、効率の点でも問題がある。
これに対し、本実施の形態では、欠陥データが示す欠陥位置の周辺の制御データのみを選択的にメモリ71〜74Bに格納するので、メモリ71〜74Bが限られた記憶容量を有していても、描画装置の動作を停止させ、また初期化させることなく、的確に、且つ効率的に欠陥の原因となる描画装置内のエラーを検出することができる。また、装置を停止させることなくエラー検出を行うことができるので、描画動作の動作の正確な再現の下でエラー検出を行うことができる。
以上、発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な変更、置換、追加、削除等が可能である。例えば、図3にデータ処理回路45の構成例を示したが、これはデータ処理回路45をハードウエアにより構成した場合の一例であり、他のハードウエア構成が採用可能である。また、データ処理回路45をソフトウエアにより構成することも可能である。
また、上記の実施の形態では、欠陥の位置を含む周囲領域CFを決定し、これに含まれるサブフィールド領域SFに関する制御データを格納するようにしているが、これに代えて、周囲領域CFに含まれるサブフィールド領域をそのサブフィールド番号により指定し、指定されたサブフィールド番号に関する制御データを選択的にメモリに格納するようにしてもよい。
また、上記の実施の形態では、可変成形ビーム方式及びステージ連続移動方式を採用した電子ビーム描画装置を例示したが、この方式以外の電子ビーム描画装置にも、本発明は適用可能である。また、電子ビーム描画装置だけでなく、レーザ等を用いた描画装置にも本発明は適用可能である。
本発明の実施の形態に係わる電子ビーム描画装置1の概略構成を示す模式図である。 図1に示す偏向器32〜36による描画動作を説明する概念図である。 図1に示すデータ処理回路45の構成例を示すブロック図である。 発明の実施の形態に係わる電子ビーム描画装置1の動作を示す概念図である。 発明の実施の形態に係わる電子ビーム描画装置1の動作を示すフローチャートである。 欠陥検査機の概要を説明する概略構成図である。
符号の説明
100・・・試料室、 200・・・電子ビーム光学系、 300・・・ハードディスク装置、 400・・・制御部、 600・・・ホストコンピュータ、 700・・・欠陥検査機、 11・・・ステージ、 21・・・電子銃、 22、23、24、25、26・・・各種レンズ、 31・・・ブランキング偏向器、 32・・・ビーム寸法可変偏向器、 33・・・主偏向器、 34・・・副偏向器、 35、36・・・ビーム成形アパーチャ、 41・・・CPU、 42・・・パターンメモリ、 43・・・制御データ発生回路、 45・・・データ処理回路、 46〜49・・・DA変換器、 51・・・ステージ駆動回路、 52・・・位置検出回路、 61、62、63・・・FIFOメモリ、 64・・・DSP(Digital Signal Processor)、 71、72、73、74A、74B・・・メモリ、 81・・・ブランキング演算部、 82・・・ショット演算部、 83・・・主偏向演算部、 84・・・副偏向演算部、 91−94・・・I/O回路。

Claims (6)

  1. ビームを偏向させて試料上に所望のパターンを描画する描画装置において、
    前記ビームを偏向させる偏向器を含むビーム光学系と、
    前記偏向器を駆動する駆動部と、
    描画したいパターンを示す描画データに基づいて前記駆動部を制御するための制御データを発生させるデータ発生回路と、
    前記制御データを処理して前記駆動部に出力するデータ処理回路と
    を備え、
    前記データ処理回路は、
    入力された制御データを格納するためのメモリと、
    前記試料に実際に描画されたパターンの欠陥を欠陥検査機で検査した結果としての欠陥データに基づき欠陥の生じている位置を特定しその位置を含む周囲領域に関する前記制御データを選択的に前記メモリに格納させる制御部と
    を備え
    前記データ発生回路は、前記制御データとして、前記描画データを複数に分割してなる分割領域の1つに前記ビームを偏向させるための主偏向データと、前記複数の分割領域の中で、更に前記ビームを偏向させ照射するための副偏向データとを発生させ、
    前記制御部は、前記主偏向データが示す位置と、前記周囲領域とを比較して、前記周囲領域に含まれる主偏向データと、これに対応する副偏向データとを前記制御データとして前記メモリに格納させる
    ことを特徴とする描画装置。
  2. 前記制御部は、前記周囲領域に含まれない主偏向データと、これに対応する前記副偏向データの前記メモリへの格納を禁止することを特徴とする請求項1記載の描画装置。
  3. 前記周囲領域は、複数行複数列の前記分割領域を含む大きさを有する請求項1記載の描画装置。
  4. 描画装置のエラーを検出するエラー検出方法において、
    前記描画装置を用いて描画された試料の欠陥を欠陥検査機により検査した結果としての欠陥データを入力するステップと、
    前記欠陥データから、前記欠陥の位置を特定するステップと、
    前記描画装置において、前記試料の描画に用いた描画データに基づいて前記描画装置を制御するための制御データを発生させるステップと、
    発生された前記制御データのうち、特定された前記欠陥の位置を含む周囲領域に関するものを選択的にメモリに記憶させるステップと
    を備え
    前記制御データを発生させるステップで発生される制御データは、前記描画データを複数に分割してなる分割領域の1つに前記ビームを偏向させるための主偏向データと、前記複数の分割領域の中で、更に前記ビームを偏向させ照射するための副偏向データとを含み、
    前記記憶させるステップは、前記主偏向データが示す位置と、前記周囲領域とを比較して、前記周囲領域に含まれる主偏向データと、これに対応する前記副偏向データとを前記制御データとして前記メモリに格納させる
    ことを特徴とする描画装置のエラー検出方法。
  5. 前記記憶させるステップでは、前記周囲領域に含まれない主偏向データと、これに対応する副偏向データの前記メモリへの格納が禁止されることを特徴とする請求項4記載の描画装置のエラー検出方法。
  6. 前記周囲領域は、複数行複数列の前記分割領域を含む大きさを有する請求項4記載の描画装置のエラー検出方法。
JP2006185731A 2006-07-05 2006-07-05 描画装置、及び描画装置におけるエラー検出方法 Expired - Fee Related JP4851253B2 (ja)

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