JP4953693B2 - 荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法および荷電ビーム描画装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＳＩ等のパターンをマスクやウェーハ等の試料上に描画する荷電ビーム描画装置に係わり、特に描画エラーが発生した際に原因の特定を容易にする荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法および荷電ビーム描画装置に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィー技術は、半導体プロセスの中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。荷電ビームの中でも電子ビームを用いた電子ビーム（電子線）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。

電子ビーム描画装置の描画に先立ち、描画されるパターンの基となる半導体集積回路のレイアウトが設計され、レイアウトデータ（設計データ）が生成される。そして、このレイアウトデータが変換され、電子ビーム描画装置用の内部制御フォーマットデータが生成される。さらに、描画回路において内部制御フォーマットデータは電子ビーム描画装置のフォーマットの図形データに変換される。この図形データが、一定の描画条件に基づいて、試料上に描画される。

図７は、従来の可変成形型電子ビーム描画装置の動作を説明する概念図である。
可変成形型電子ビーム描画装置（ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）描画装置）における第１のアパーチャ７００には電子ビームを成形するための矩形、例えば長方形の開口７０２が形成されている。また、第２のアパーチャ７０４には、第１のアパーチャの開口７０２を通過した電子ビームを所望の矩形形状に成形するための、例えば、矢印状の可変成形開口７０６が形成されている。荷電粒子ソース７０８から照射され、第１のアパーチャの開口７０２を通過した電子ビーム７１０は、ビーム寸法可変用偏向器（図示せず）により偏向され、第２のアパーチャ７０４の可変成形開口７０６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７１２に照射される。すなわち、第１のアパーチャ７００の開口７０２と第２のアパーチャ７０４の可変成形開口７０６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７１２の描画領域に描画される。第１のアパーチャ７００の開口７０２と第２のアパーチャ７０４の可変成形開口７０６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ビーム方式という。

このような、可変成形ビームを用いる方法は、円形断面ビームを用いる場合に比べて露光回数を減らすことが出来るため、スループットが増大するという利点がある。
そして、スループットを増大させる技術として、ステージ連続移動方式も提案されている。この技術は、試料の載ったステージを停止させずに描画を進める方式である。この方式によれば、描画可能領域の描画中はステージを停止させる従前のステップ＆リピート方式に比べ、ステージの移動に伴う露光を行わない時間が削減することが可能となる。
さらに、ベクタ走査方式という、描画する領域をサブフィールドとよばれる小領域に分割し、描画の必要な部分のみに可変成形ビームを偏向照射する方式も提案されている。この方式によれば、従前の１次元走査方式のように描画の不必要な部分にオフしたビームを走査する動作がなくなるため、やはり、スループットの増大を図ることができる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２８４３９２号公報

以上のように、電子ビーム描画技術においては、スループットの増大や、描画の解像度の向上などの改善が図られてきた。そして、このような描画技術の改善と共に重要となるのが、描画エラーが生じた際の、エラー原因特定の迅速化である。なぜなら、一旦、描画エラーが生ずると、単に描画エラーの生じたマスクが利用不能になるだけでなく、描画エラーの原因が特定され対策されるまではマスクの生産が停止することになり、多大な損害を被ることになるからである。
ユーザーが設計した通りのパターンが試料上に描画されない描画エラー（パターンエラー）を生じさせる主要な原因のひとつとして、描画回路における処理異常がある。すなわち、描画回路を構成する回路基板や素子の不具合・動作不良等により、描画回路から正常な出力（処理結果）が得られない場合である。もっとも、従来は描画エラーが生じたとしても、描画エラーの発生した時の装置状態、すなわち、描画データ、描画条件や描画パターンを容易に把握する有効な手段がなく、エラー原因の特定に多大な時間を要するという問題があった。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、描画エラーが発生した際に短時間でエラー原因（エラー発生状況）を特定することが可能な荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法および荷電ビーム描画装置を提供することにある。

本発明の一態様の荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法は、
試料上に荷電ビームを照射して所望パターンを描画する荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法であって、
所望パターンを有するレイアウトデータに基づき試料上に荷電ビームを照射して描画を行うステップと、
描画された試料のパターンエラーの有無を検査するステップと、
パターンエラーが発生した場合に、前記パターンエラーが発生した座標を含む領域を前記レイアウトデータから切り出し、パターンエラー解析用レイアウトデータを生成するステップと、
前記パターンエラー解析用レイアウトデータと前記パターンエラー発生時の描画条件に基づき描画回路による処理を行うステップと、
あらかじめ指定される位置で、前記描画回路による処理を停止するステップと、
前記パターンエラーが発生した箇所における前記描画回路の処理結果データの回収を行うステップと、
回収した前記処理結果データを正解データと比較し、前記パターンエラーの原因を診断するステップを有することを特徴とする。

本発明の一態様の荷電ビーム描画装置は、
試料上に荷電ビームを照射して所望パターンを描画する荷電ビーム描画装置であって、
パターンエラーが発生した場合に、前記パターンエラーが発生した座標を含む領域をレイアウトデータから切り出し、パターンエラー解析用レイアウトデータを生成する機能と、
前記パターンエラー解析用レイアウトデータと前記パターンエラー発生時の描画条件に基づき描画回路による処理を行う機能と、
あらかじめ指定される位置で、前記描画回路による処理を停止する機能と、
前記パターンエラーが発生した箇所における前記描画回路の処理結果データを回収する機能と、
回収された前記描画エラーが発生した箇所における描画回路の処理結果データを正解データと比較し、前記描画エラーの原因を診断する機能を有することを特徴とする。

本発明によれば、描画エラーが発生した際に短時間でエラー原因（エラー発生状況）を特定することが可能な荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法および荷電ビーム描画装置を提供することが可能になる。

以下、本発明に係る荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法および荷電ビーム描画装置の実施の形態につき、電子ビーム描画装置を例として添付図面に基づき説明する。

[実施の形態１]
（電子ビーム描画装置）
図２に本実施の形態に係る電子ビーム描画装置の概略構成図を示す。
電子ビーム描画装置２００は、描画部２０２と、この描画部２０２の描画動作を制御する描画制御部２０４から構成されている。そして、電子ビーム描画装置２００内には描画される半導体集積回路のレイアウトデータ２０６（設計データ）が入力され記憶されている。

描画部２０２には、試料室２０８内にマスク等の試料２１０を載置したステージ２１２が収容されている。ステージ２１２は、描画制御部２０４によって、Ｘ方向（紙面左右方向）およびＹ方向（紙面表裏方向）に駆動される。

試料室２０８の上方には、電子ビーム光学系２１４が設置されている。電子ビーム光学系２１４は、電子銃２１６、各種レンズ２１８、２２０、２２２、２２４、２２６、ブランキング用偏向器２２８、ビーム寸法可変用偏向器２３０、ビーム走査用の主偏向器２３２、ビーム走査用の副偏向器２３４、及び可変成形ビームで描画するための、ビーム成形用の第１のアパーチャ２３６、第２のアパーチャ２３８などから構成されている。

実際の描画にあたっては、電子銃２１６から発せられる電子ビームをビーム寸法可変用偏向器２３０及びビーム成形用の第１のアパーチャ２３６、第２のアパーチャ２３８により、ビーム形状を可変に制御し、ベクタ走査方式（２次元走査方式）およびステージ連続移動方式により描画処理する。

ここで、図３の本実施の形態で採用されるベクタ走査方式及びステージ連続移動方式の描画方法の説明図を用いて、描画処理について説明する。まず、試料３００上の描画すべきパターン３０２は短冊状のフレーム３０４と呼ばれる領域に分割され、フレーム３０４を更にサブフィールド３０６と呼ばれる領域に分割し、その内部を必要な部分のみ、図２の第１のアパーチャ２３６、第２のアパーチャ２３８により成形された可変成形ビーム３０８を偏向して描画するものである。この時、ステージ２１２（図２）を連続移動させながら描画処理が行われる。上述したように、１次元走査方式のように、描画の不必要な部分にもビームをオフして走査する動作がないので、描画速度が速くなりスループットが向上する。この時、主偏向器２３２および副偏向器２３４（図２）の２段の偏向器が用いられ、サブフィールド３０６の位置決めは偏向制御演算回路部２５８より送られる主偏向位置データに従って主偏向器２３２（図２）で行い、サブフィールド３０６の描画は同じく偏向制御演算回路部２５８より送られる副偏向位置データ、ショットサイズデータに従って副偏向器２３４で行われる。

１つのサブフィールド３０６の描画が終了すると、次のサブフィールド３０６の描画に移る。さらに複数のサブフィールド３０６の集合であるフレーム３０４の描画が終了したら、Ｘ方向に連続移動していたステージ２１２（図２）を、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を順次描画するようになっている。ここで、フレーム３０４は、主偏向器２３２（図２）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３０６は副偏向器２３４（図２）の偏向幅で決まる単位描画領域である。

次に、図２を用いて、描画部２０２の描画処理を制御する描画制御部２０４について説明する。描画制御部２０４は、制御計算機２５０と描画回路２５２によって構成される。
レイアウトデータ２０６は制御計算機２５０内の処理により本電子ビーム描画装置固有の内部制御フォーマットデータへと変換される。この時サブフィールド３０６の領域が作成される。その後内部制御フォーマットデータは描画パラメータファイル１１４と共に描画回路２５２へと渡される。
内部制御フォーマットデータ１１２（図１）は、所定のパターンを含むレイアウトデータが、電子ビーム描画装置用のデータに変換されたものである。具体的には、例えば、所定のパターンを含むフレーム３０４（図３）およびサブフィールド３０６（図３）を特定する主偏向位置データ、サブフィールド（図３）内での各パターン図形の描画位置を特定する副偏向位置データである。

また、描画パラメータファイル１１４（図１）は、描画回路１１１で適用される描画条件である。描画パラメータファイルを構成するパラメータは、具体的には、例えば、図形データ演算回路部２５４にて用いられるパターン図形分割パラメータ、照射量制御回路部２５６にて用いられる近接効果補正係数、かぶり補正係数、偏向制御演算回路部２５８にて用いられる主偏向歪み補正係数、副偏向歪み補正係数等である。
描画回路２５２を構成する図形データ演算回路部２５４にてパターン図形分割パラメータに従って内部制御フォーマットデータ中のユーザーが任意のサイズ／形状を指定することのできるパターン図形３０７から、一回の可変成形ビーム３０８の照射により試料表面上に照射可能なサイズ／形状へと分割される。照射量制御回路部２５６は図形データ演算回路部２５４にて分割されたパターン図形３０７一つ一つに対して試料により正確なパターンを描画するために行われる近接効果補正／かぶり効果補正等の結果から算出される照射時間を付加し、偏向制御演算回路部２５８は照射量制御回路部２５６の出力結果（処理結果）と主偏向歪み補正係数、副偏向歪み補正係数等の補正係数から描画部２０２を制御するための制御データを生成する。図形データ演算回路部２５４、照射量制御回路部２５６および偏向制御演算回路部２５８は、さらに機能に応じた複数の回路に分割されている。
これら描画回路はそれぞれの回路で行われた処理結果データを一時的に保存するメンテナンスメモリと呼ばれるメモリを持つ。しかしながら、通常、そのサイズは非常に小さく、数〜数十サブフィールド分の領域の処理結果データしか保存できない。

そして、後に詳述するように、本実施の形態の電子ビーム描画装置２００は、描画制御部２０４に、描画エラー発生後にその描画エラーが発生した箇所における図形データや制御データ等、描画回路の処理結果データであるメンテナンスメモリデータの回収機能と、回収された前記メンテナンスメモリデータと正解データの比較機能を有することを特徴としている。

（描画エラー診断方法）
次に、本実施の形態に係る描画エラー診断方法について記述する。
図１は、本実施の形態の描画エラー診断方法を実現する描画エラー診断機能の動作図である。
描画エラー診断機能は、回路診断準備モジュール１０２、描画制御ソフトウェアモジュール１０４、回路診断モジュール１０６の３つのモジュールから構成される。このように、描画エラー診断機能を３つのモジュールに分けることによって、本実施の形態では各モジュールの役割を明確化し、描画エラー診断の簡易化を図っている。

ここで、回路診断準備モジュール１０２は、描画エラー診断機能の本体である回路診断モジュール１０６を実行するための準備をユーザー１００からの命令に従い自動的に行うモジュールである。また、回路診断モジュール１０６の描画エラー（パターンエラー）診断結果を出力する機能も有する。

また、描画制御ソフトウェアモジュール１０４は、レイアウトデータを元に描画エラー診断機能の本体である回路診断モジュール１０６で使用される診断用の内部制御フォーマットデータ１１２作成を行うモジュールである。描画エラー診断機能全体を通しての外部からの入力データであるレイアウトデータには様々なフォーマットが存在するが、本描画エラー診断機能による描画回路の診断処理は入力されるレイアウトデータのフォーマットに依存しない。

そして、描画エラー診断機能の本体である回路診断モジュール１０６は、描画制御ソフトウェアモジュール１０４で作成された描画エラー時の位置情報を与える内部制御フォーマットデータ１１２、および、描画エラー時の描画条件を与える描画パラメータファイル１１４を使って、描画エラーが発生した箇所における描画処理を再現し、描画回路の処理結果データであるメンテナンスメモリデータの回収を行い、同時に内部制御フォーマットデータ１１２を使って、シミュレーションを行うなどして、正常動作時の描画エラー（パターンエラー）原因を特定するモジュールである。
これらの診断機能は、具体的には、図２に示す、描画制御部２０４内の制御計算機２５０に格納されたソフトウェアによって、あるいはソフトウェアと描画制御部２０４に設けられたハードウェアとの組み合わせによって実行される。

以下、図１を用いて、描画エラー診断方法の概要について説明する。
マスク検査装置等の検査によって、マスクに描画エラー（パターンエラー）が発生したことが判明した場合、ユーザー１００は、まず始めに、回路診断準備モジュール１０２に対し、描画エラー診断の実行命令を送る。ここで、回路診断準備モジュール１０２は、描画制御ソフトウェアモジュール１０４や回路診断モジュール１０６が描画エラー発生時の状況を再現できるように、描画エラー解析用レイアウトデータ１０７とエラー発生時の描画条件を与える描画パラメータファイル１１４を作成し、診断の準備をする。回路診断準備モジュール１０２が準備したファイルを参照し、描画制御ソフトウェアモジュール１０４は、描画回路１１１を起動して描画回路処理を行い、描画エラーが確認されたオリジナルのレイアウトデータから生成された描画エラー解析用レイアウトデータ１０７から内部制御フォーマットデータ１１２を作成する。回路診断準備モジュール１０２は、描画制御ソフトウェアモジュール１０４が作成した内部制御フォーマットデータ１１２を回収するよう回路診断モジュール１０６に指令を発する。回路診断モジュール１０６は、内部制御フォーマットデータ１１２を回収し、記憶することで、この内部制御フォーマットデータ１１２を描画エラー診断の際の描画回路シミュレーションへの入力として利用することが出来る。
また、描画回路１１１を起動して内部制御フォーマットデータ１１２と描画パラメータファイル１１４を流し、描画回路処理を行なう。そして、描画エラー（パターンエラー）発生箇所の座標で回路処理を停止することにより、描画エラー（パターンエラー）発生箇所の再現されたメンテナンスメモリデータ１１８の回収が可能となる。このようにして、得られたパターンエラー発生箇所のメンテナンスメモリデータ１１８と、正解データであるシミュレーション結果データ１２０のデータ比較を行うことにより、描画エラー（パターンエラー）発生原因の特定が可能となる。そして、この比較結果をレポートファイル１２２に編集し、記憶させるとともに、ユーザー１００へ報告する。
なお、上記描画回路処理においては、必ずしも実際の試料に描画する必要はなく、描画回路のみを起動させるいわゆる空描画によっても構わない。

続いて、回路診断準備モジュール１０２の動作ステップについて、図４を用いて詳細に説明する。
まず、ユーザー１００は、マスクの描画エラー（パターンエラー）が判明した場合、回路診断準備モジュール１０２に描画エラー診断を行う実行命令を発する。回路診断準備モジュール１０２は、ユーザー１００の実行命令を受けて、制御計算機２５０（図２）内の作業ディレクトリの空き容量チェックなどのシステム初期化を行う（Ｓ４０２）。
次に、回路診断準備モジュール１０２は、ユーザー１００に描画エラーが生じたマスクの描画番号、エラー座標（Ｘ座標、Ｙ座標）等の情報入力を要求する（Ｓ４０４）。
次に、入力された描画番号に基づき、制御計算機内の所定ディレクトリから対応するレイアウトデータを検索する（Ｓ４０６）。
次に、回路診断準備モジュール１０２は、選択された描画エラー座標を含む領域を切り出し、新しい描画エラー解析用レイアウトデータ作成を行う（Ｓ４１０）。切り出される対象となるレイアウトデータには、ユーザーが作成したＣＡＤの設計ソフト等の違いにより様々なフォーマットが存在する。しかしながら回路診断準備モジュール１０２の動作はレイアウトデータのフォーマットに依存しない。

次に、回路診断準備モジュール１０２は、描画制御ソフトウェアモジュール１０４や回路診断モジュール１０６が描画エラー診断時に参照し、描画エラー時の描画回路の状態を再現するための描画パラメータファイル（図１）を生成する（Ｓ４１２）。
次に、回路診断準備モジュール１０２は、描画制御ソフトウェアモジュール１０４を起動して、新規作成された描画エラー解析用レイアウトデータの内部制御フォーマットデータ変換実行確認を行うようユーザー１００に確認を促す（Ｓ４１４）。描画制御ソフトウェアモジュール１０４により描画エラー解析用レイアウトデータは内部制御フォーマットデータへ変換される。
内部制御フォーマットデータ１１２（図１）は、所定のパターンを含むレイアウトデータが、電子ビーム描画装置用のデータに変換されたものである。本実施の形態では、この内部制御フォーマットデータ１１２が描画エラーの位置情報も与えることになる。具体的には、例えば、所定のパターンを含むフレーム３０４（図３）およびサブフィールド３０６（図３）を特定する主偏向位置データ、サブフィールド（図３）内での各パターン図形の描画位置を特定する副偏向位置データである。

また、描画パラメータファイル１１４（図１）は、描画回路１１１で適用される描画条件である。本実施の形態では、描画パラメータファイル１１４が、描画エラー発生時の描画回路の動作及び処理結果を再現させるための描画条件を与える。この描画条件は、描画エラー時の描画ログ等の参照と描画回路から情報を回収することにより生成される。具体的には、例えば、図形データ演算回路部２５４にて用いられるパターン図形分割パラメータ、照射量制御回路部２５６にて用いられる近接効果補正係数、かぶり補正係数、偏向制御演算回路部２５８にて用いられる主偏向歪み補正係数、副偏向歪み補正係数等である。
ここで、エラー発生時の描画回路の処理結果を再現するために、これらのパラメータを描画エラー発生時と同じにすることが極めて重要となる。

次に、ユーザー１００に対して描画制御モジュール１０４の内部制御フォーマットデータ変換終了確認を促す（Ｓ４１６）。
次に、回路診断モジュール１０６に対して、起動指示を発する（Ｓ４１８）。
最後に、回路診断モジュール１０６の実行結果を読み取りディスプレイに表示して（Ｓ４２０）、動作を終了する（Ｓ４２２）。

続いて、回路診断モジュール１０６の動作ステップについて、図５を用いて詳細に説明する。
まず、回路診断準備モジュール１０２の作成した描画パラメータファイルを取得し（Ｓ５０２）、描画制御ソフトウェアモジュール１０４により作成した内部制御フォーマットデータ５５０を描画制御ソフトウェアモジュール１０４より回収する（Ｓ５０４）。

次に、内部制御フォーマットデータ５５０の回収が終了したら、回路診断モジュール１０６は描画回路１１１を初期化する（Ｓ５０６）。そして、描画パラメータファイルと、回収した内部制御フォーマットデータ５５０（あわせて評価データとも言う。）を描画回路１１１にセットする（Ｓ５０８）。この内部制御フォーマットデータの回収およびセットに際し、ユーザーから指示された描画回路停止座標等を参照して、停止座標近辺で描画処理が停止するよう、レイアウトデータ１１２（図１）内部に記録されている個々のパターン座標を検索しながら、指定座標よりも描画順序が前に配置されているパターンのみを抜き出す。このような処理を行うことによって、任意の座標付近で自動的に描画回路の処理を停止し、描画回路のメンテナンスメモリより描画回路の処理結果データを得る。
この指定座標との比較によるデータの抜き出し以外にも、特定のサブフィールド及びパターン図形数までのデータを抜き出す方法や、回路診断モジュール１０６にて指定座標または特定のサブフィールド及びパターン図形数で描画回路自身が停止するように特定の描画パラメータファイルをセットする方法、描画回路のメンテナンスメモリの内容を逐次監視し、指定の座標ないしは特定のサブフィールド及びパターン図形数まで処理が達したことを確認後、即座に描画回路の処理を強制的に停止する方法もある。

次に、描画パラメータファイルと内部制御フォーマットデータ（あわせて評価データとも言う。）のセット（Ｓ５０８）が完了したら、描画回路１１１を起動し描画処理を実行させる（Ｓ５１０）。
そして、描画パラメータファイルと内部制御フォーマットデータ５５０が描画回路１１１に流れ、描画回路の処理が終了すると、描画回路１１１のメンテナンスメモリデータ１１８を回収する（Ｓ５１２）。このメンテナンスメモリデータ１１８は、あらかじめ入力された停止座標付近で描画処理を止めているため、描画エラーが発生した箇所における描画回路の処理結果データである。ここで、メンテナンスメモリデータ１１８を保管するメンテナンスメモリは、描画回路１１１に包含される図形データ演算回路部２５４、照射量制御演算回路部２５６、偏向制御演算回路部２５８（図２）を構成する複数の回路毎に設けるのが通常であり、夫々の回路基板での処理結果データを一時的に保管する。

描画回路の処理結果データであるメンテナンスメモリデータ１１８の回収が終わると、回路診断モジュール１０６は、回収した内部制御フォーマットデータ５５０及び描画パラメータファイルを入力して、正解データを作成するため、描画回路１１１における描画処理のシミュレーションを実行する（Ｓ５１４）。そして、描画回路１１１を構成する回路の出力のシミュレーション結果データを、実際のメンテナンスメモリデータ１１８と同一のデータフォーマットで描画回路１１１を構成する回路基板ごとに出力する。
次に、回収されたメンテナンスメモリデータ１１８（メンテナンスメモリデータ）と正解データであるシミュレーション結果データを回路基板毎に比較（Ｓ５１６）する。そして、その比較結果をユーザーが容易に把握できるように、レポートファイルを作成し（Ｓ５１８）、動作を終了する（Ｓ５２２）。レポートファイルは、回路基板毎のメンテナンスメモリデータとシミュレーション結果データの比較結果が表示され、比較の結果両者ともに同一であった場合は、描画回路１１１に異常はないことを確認できる。万が一比較の結果に相違が見られた場合は、相違があった回路に異常があることを瞬時に認識できる。また、メンテナンスメモリデータ及びシミュレーション結果データは、それらのデータが実際に描画された場合どのように試料上で結像するかディスプレイに表示することが可能である。表示された結果と描画エラー部の観察結果を比較することで、視覚的にエラーの状態を把握することができる。

レポートファイルによる異常個所の検知の具体例として、仮に試料上の一部のパターンが設計値よりも大きく描画してしまう描画エラーがあるものとする。このエラーの原因として、図形データ演算回路部２５４や偏向制御演算回路部２５８の異常によりパターン寸法が大きくなってしまうか照射量制御演算回路部２５６の異常により照射量の値が多くなってしまうことなどが考えられる。この場合、本機能が出力するレポートファイルでの該当個所の比較結果や回収されたメンテナンスメモリデータの表示により簡単に異常個所の切り分けを行うことができる。

なお、本実施の形態においては、描画回路の処理結果データを、描画回路内に設けられたメンテナンスメモリにメンテナンスメモリデータ１１８として保管する態様を記述した。しかしながら、描画回路の処理結果データの保管方法は必ずしもこの態様に限られるわけではなく、例えば、描画装置外の記憶装置にすべての回路基板での処理結果データを一括して保管する形態であっても構わない。

また、描画エラーの発生したマスクが多重描画によって描画されていた場合には、複数の描画に関するメンテナンスメモリデータ１１８の回収および正解データとの比較を一回の処理で行うことも考えられる。ここで、多重描画とは、電子ビームの成形や位置決め時のランダム誤差や系統誤差を低減してマスク描画精度を保証する技術であり、具体的には、描画領域を微少量ずらしながら同一パターンを複数回描画することをいう。

本実施の形態において、可変成形ビーム方式・ベクタ走査方式・ステージ連続移動方式の電子ビーム描画装置に場合について記載した。しかしながら、これ以外のステップ＆リピート方式等を適用する電子ビーム描画装置においても有効であるため、本実施の形態は、可変成形ビーム方式・ベクタ走査方式・ステージ連続移動方式の電子ビーム描画装置に限られるわけではない。

また、本実施の形態では、回路診断準備モジュール、回路診断モジュール、描画制御ソフトウェアモジュールの３つのモジュールに分ける構成を示したが、この構成は描画エラー診断の簡易化のための１例であり、本発明は必ずしもこのような構成を必須要件とするわけではない。

（効果）
従来技術では、マスク欠陥検査装置の検査でマスクの描画エラー（パターンエラー）が判明したとしても、エラー原因の特定に多大な時間を要していた。
通常、描画エラー原因としては、１）レイアウトデータそのものでの異常、２）描画回路での異常・誤動作、３）ＤＡＣアンプ等アナログ系の異常・動作不良に大別され、それらの分離を行い、上記の分離ができ、描画回路での異常であると特定できた場合、描画回路内でのどの箇所、基板での異常であるかを更に分離・特定をする方法をとる。しかし、特に描画回路での異常の分離・特定を行なう容易な手法がなくエラーを起こしている箇所の特定に長時間を要していた。

すなわち、例えば、描画エラーの発生した時の電子ビーム描画装置の装置状態を確認するために、人為的に描画エラー発生箇所を含むレイアウトデータを切り出し、これをもとにした内部制御フォーマットデータ等を描画回路に流し、やはり、人為的にエラー箇所近傍で描画回路処理を停止させて、描画回路の実行結果を回収するという作業が必要であった。このうち、特に所望の場所で人為的に描画回路を停止させることは、極めて困難なため、結果的に必要なデータを得るためには、試行錯誤を繰り返すことによる膨大な時間の浪費が行われていた。また、回収された描画回路の実行結果を検証する際も、正解データが存在しないため、経験的に描画回路の正常異常を判断する他なく、効率および精度が不十分であった。
特に、描画回路異常・動作不良は、１００％再現しない場合もあり、多数回のテストを要する場合もある。このような場合には、１回あたりの解析に時間がかかることが、さらに大きな問題となっていた。

ここで、レイアウトデータそのものの異常の有無に関しては、通常レイアウトデータの表示、解析ツール等を用いて確認する。
本実施の形態によれば、パターンエラーに対応する描画回路での最終処理結果データの回収、及びその正解データ（シュミレーションデータ等）を容易に回収・作成することが可能となり、その比較により、描画回路での処理を終了した状態で異常があるか否かの判定を迅速に行なうことが可能となる。
そして、この段階で、異常が認められない場合は、描画回路全体として異常がないことになり、下流のアナログ系での異常の可能性が高いことが判明する。

本実施の形態によれば、ユーザーが、描画エラーの位置情報と描画エラー時の描画条件を入力することにより、自動的に、描画エラーに対応する描画回路で処理結果データの再現・回収することが可能となる。また、描画エラー発生時の描画条件をもとにしたシミュレーションによって、正解データを得ることができる。
そして、この回収された処理結果データとシミュレーション結果データの正解データを自動的に比較することにより、従来技術に比較して、効率的に描画エラー発生時の描画回路の実行結果を検証することが可能となる。
よって、以上のように描画回路データの検証を行うことで、描画エラー発生時に描画回路のどの回路基板に異常があったかを迅速に判定でき、短時間でエラー原因を特定することができる荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法および荷電ビーム描画装置を提供することが可能なる。

[実施の形態２]
次に、本実施の形態２について説明する。回収した描画エラー発生時を再現したメンテナンスメモリデータを、シミュレーション結果データ１２０（図１）を正解データとしてではなく、あらかじめ実行された描画回路の処理結果データ（事前実行済描画回路処理結果データとも言う。）１３０（図１）を正解データとして比較する以外は、実施の形態１と同様であるので記述を省略する。
図６は本実施の形態における回路診断モジュール１０６の動作ステップの説明図である。メンテナンスメモリデータ１１８を回収するステップ（Ｓ５１２）までは、実施の形態１と同様であるので省略する。メンテナンスメモリデータ回収（Ｓ５１２）後、回路診断モジュール１０６は、回収されたメンテナンスメモリデータ１１８と比較する事前実行済描画回路処理結果データを選択するよう促す（Ｓ６０２）。ここで、事前実行済描画回路処理結果データ１３０（図１）とは、回路診断モジュール１０６に記憶されているメンテナンスメモリデータである。これは事前に同一の内部制御フォーマットデータ及び描画パラメータを用いて、回路診断モジュール１０６を実行し描画回路より回収したメンテナンスメモリデータ１１８である。再度回路診断モジュール１０６により回収されたメンテナンスメモリデータ１１８と、事前実行済描画回路処理結果データ１３０（図１）として記憶されているメンテナンスメモリデータを正解データとして比較する（Ｓ５１６）。
その後、比較結果をユーザーが容易に把握できるように、レポートファイルを作成し（Ｓ５１８）、動作を終了する（Ｓ５２０）点については実施の形態１と同様である。

このように、あらかじめ、回路診断モジュール１０６に記憶されているメンテナンスメモリデータを正解データとすることにより、比較の対象となる正解データを得るためのシミュレーションを省略することが出来、結果的に、より短時間でエラー原因を特定することができる電子ビーム描画装置の描画エラー診断方法および電子ビーム描画装置を提供することが可能なる。この手法は、描画エラー発生時の再現と描画回路の検証を短時間で複数回行うことが可能であることからエラーの発生の再現性確認や、異常個所が特定しその部分を交換後、エラーが再発しないことを確認する際に効力を発揮する。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態１および２について説明した。実施の形態１および２の説明においては、荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法および荷電ビーム描画装置で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法および荷電ビーム描画装置等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。

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ビーム描画装置の描画エラー診断方法および荷電ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。

実施の形態１、２の描画エラー診断方法を実現する描画エラー診断機能の動作図である。 実施の形態１、２の電子ビーム描画装置の概略構成図である。 実施の形態１、２で採用されるベクタ走査方式およびステージ連続移動方式の描画方法の説明図である。 実施の形態１、２の回路診断準備モジュールの動作ステップのブロック図である。 実施の形態１の回路診断モジュールの動作ステップのブロック図である。 実施の形態２の回路診断モジュールの動作ステップのブロック図である。 従来の可変成形型電子ビーム描画装置の動作を説明する概念図である。

符号の説明

１００ ユーザー
１０２ 回路診断準備モジュール
１０４ 描画制御ソフトウェアモジュール
１０６ 回路診断モジュール
１０７ 描画エラー解析用レイアウトデータ
１１１ 描画回路
１１２ 内部制御フォーマットデータ
１１４ 描画パラメータファイル
１１８ メンテナンスメモリデータ
１２０ シミュレーション結果データ
１３０ 事前実行済描画回路処理結果データ
２００ 電子ビーム描画装置
２０２ 描画部
２０４ 描画制御部
２０６ レイアウトデータ
２０８ 試料室
２１２ ステージ
２１４ 電子ビーム光学系
２１６ 電子銃
２３２ 主偏向器
２３４ 副偏向器
２３６ 第１のアパーチャ
２３８ 第２のアパーチャ
２５０ 制御計算機
３００ 試料
３０４ フレーム
３０６ サブフィールド
３０８ 可変成形ビーム

Claims (4)

1. 試料上に荷電ビームを照射して所望パターンを描画する荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法であって、
   所望パターンを有するレイアウトデータに基づき試料上に荷電ビームを照射して描画を行うステップと、
   描画された試料のパターンエラーの有無を検査するステップと、
   パターンエラーが発生した場合に、前記パターンエラーが発生した座標を含む領域を前記レイアウトデータから切り出し、パターンエラー解析用レイアウトデータを生成するステップと、
   前記パターンエラー解析用レイアウトデータと前記パターンエラー発生時の描画条件に基づき描画回路による処理を行うステップと、
   あらかじめ指定される位置で、前記描画回路による処理を停止するステップと、
   前記パターンエラーが発生した箇所における前記描画回路の処理結果データの回収を行うステップと、
   回収した前記処理結果データを正解データと比較し、前記パターンエラーの原因を診断するステップを有することを特徴とする荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法。
2. 前記正解データは、荷電ビーム描画装置内で処理されたシミュレーション結果データであることを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法。
3. 前記正解データは、あらかじめ実行された描画回路の処理結果データであることを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム描画装置の描画エラー診断方法。
4. 試料上に荷電ビームを照射して所望パターンを描画する荷電ビーム描画装置であって、
   パターンエラーが発生した場合に、前記パターンエラーが発生した座標を含む領域をレイアウトデータから切り出し、パターンエラー解析用レイアウトデータを生成する機能と、
   前記パターンエラー解析用レイアウトデータと前記パターンエラー発生時の描画条件に基づき描画回路による処理を行う機能と、
   あらかじめ指定される位置で、前記描画回路による処理を停止する機能と、
   前記パターンエラーが発生した箇所における前記描画回路の処理結果データを回収する機能と、
   回収された前記描画エラーが発生した箇所における描画回路の処理結果データを正解データと比較し、前記描画エラーの原因を診断する機能を有することを特徴とする荷電ビーム描画装置。
   

Images