JPH02174215A - 荷電ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、荷電ビームを用いて試料上にＬＳ■等の回路
パターンを描画する荷電ビーム描画装置に係わり、特に
描画中に発生するショット抜けを検出する手段を備えた
荷電ビーム描画装置に関する。

（従来の技術） 近年、マスク基板やＳｉウェハ等の試料上にＬＳＩの回
路パターンを形成するものとして、可変成形ビームを用
いてショット露光によりパターンを描画する電子ビーム
描画装置が開発されている。こ°の装置は、第４図に示
す如く、磁気ディスク４１．計算機４２．パターンメモ
リ４３、パターンデコーダ４４．繰返し展開回路４５、
ショット分割回路４６．ブランキングコントローラ４７
．ビーム成形器ドライバ４８゜走査偏向器ドライバ４９
及び電子光学鏡筒５０等から構成され、描画データは加
工・変換されながら、各ユニット間を転送される。そし
て、電子ビームの寸法及び形状を可変成形すると共に、
該成形されたビームで試料をショット露光し、該ショッ
トの繰返しにより試料上に所望のパターンを描画するも
のとなっている。

しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。即ち、磁気ディスク４１から描画データが読
出され、最終的に電子光学鏡筒５０にブランキングデー
タ等が供給されるまでの過程で、加工・変換エラーや転
送エラー等が発生することがある。これらのエラーが発
生すると、描画パターンの一部が抜ける、所謂ショット
抜けが生じる。装置の立ち上げ及び稼働中には種々のエ
ラーが発生するが、特にこのショット抜けに関しては、
発生に気付き難い、ショット抜けの発生位置が判り難い
という問題がある。

また、被露光パターンにおけるパターン抜けがショット
抜けに起因するのか、或いはショット位置のずれによっ
て発生したのかも区別が難しかった。従来、立ち上げ段
階では、ショット抜けの発生を検出する方法として目視
検査に頼っていたが、検査ミスが発生し、また検査に長
い時間を必要とした。また、光波測定器等を使うことも
できるが、この場合ｎ１定信号のＳＮを上げるために現
像後、クロムエツチング処理を施す必要があり、効率が
悪かった。また、稼働状態に入った段階では、他に適当
な検査手段がないために、ショット抜けの発生をマスク
欠陥検査装置での検査に頼っている。ところが、この方
法では、発生に気付いた時点では既に数１０枚に及ぶ不
良マスクを作ってしまうという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来、描画データの加工・変換エラーや転送
エラー等に起因するショット抜けを効率良く検出するこ
とはできず、また装置の稼働中にショット抜けを検出す
ることは困難であった。また、この問題は電子ビーム描
画装置に限らず、イオンビームを用いたイオンビーム描
画装置についても同様に言えることである。

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、加工・変換エラーや転送エラー等に
起因するショット抜けを迅速且つ容易に検出することが
でき、且つ上記検出を描画中にリアルタイムで行うこと
ができ、装置の立ち上げ作業の迅速化及びスルーブツト
の向上等に寄与し得る荷電ビーム描画装置を提供するこ
とにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、露光すべきショット数と実際に露光さ
れたショット数とを比較することにより、描画中にショ
ット抜けを検出することにある。

即ち本発明は、荷電ビームの寸法及び形状を可変成形す
ると共に、該成形されたビームの試料上の位置を制御し
て該試料をショット露光し、該ショットの繰返しにより
試料上に所望のパターンを描画する荷電ビーム描画装置
において、荷電ビームのショット露光時に前記試料面か
ら発生する反射電子又はビームのオン・オフを制御する
ブランキング信号を用いて実際に露光されたショット数
をカウントする手段と、該手段によりカウントされたシ
ョット数と予め求められた露光すべき基準ショット数と
を比較し、該比較結果から描画中に発生したショット抜
けを検出する手段とを設けるようにしたものである。

（作　用） 本発明によれば、ショット露光時に試料面から発生する
反射電子信号又はブランキング信号を用いて実際に露光
されたショット数をカウントし、荷電ビーム光学鏡筒で
発生したショット露光数と予め求められた基準ショット
数とを比較しているので、その比較結果からショット抜
けを検出することができる。即ち、ショット抜けが発生
した場合は、カウントされた実際のショット数が基準シ
ョット数よりも少なくなり、上記比較結果が不一致とな
る。従って、比較結果が不一致となったときにショット
抜けが検出される。このショット抜けの検出は描画中に
行うことができ、従来のように露光後に現像、クロムエ
ツチング処理等を施す必要はない。

また、ショット抜けが発生した際に荷電ビームを強制的
にブランキングするか、描画処理回路の中断によって試
料面への露光を中断することにより、無駄な描画を止め
ることができ、これにより装置稼働率の向上をはかるこ
とも可能である。さらに、露光を中断した近傍で試料上
を顕微鏡観察することにより、ショット抜け発生の様子
を迅速且つ容易に知ることができる。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係わる電子ビーム描画
装置を示す概略構成図である。この装置では、描画図形
が台形及び矩形の状態で転送され、描画回路内部で単一
ビームの大きさに対応するショットに分割されるものと
する。

計算機等から転送された描画データは、パターンメモリ
１１及びパターンデコーダ１２を経てショット分割回路
１３においてショット図形に分割され、この際ショット
数がカウントされる。なお、このショット分割は、例え
ば副偏向領域単位で行われ、上記カウント結果は副偏向
領域単位において試料上に露光すべき基準ショット数と
なる。そして、この基準ショット数は、後述するショッ
ト数比較回路３６に転送される。

ショット分割回路１３から出力されるショット図形デー
タはショットデコーダ１４でデコードされ、ブランキン
グコントローラ１５．成形偏向器ドライバ１６及び走査
偏向器ドライバ１７向けのデータに分解される。それら
のデータは、リングバッファ１８（；−時的に記録され
る。また、ショットデコーダ１４では、副偏向領域毎に
ショット数比較器３６に信号が送られ比較が行われる。

従って、ショット数の比較は副偏向領域単位で行われる
。

電子光学鏡筒２０では、電子銃２１から放射された電子
ビームが、ブランキングコントローラ１５の出力で制御
されるブランキング偏向器２２でオン・オフされ、成形
偏向器ドライバ１６の出力で制御される成形偏向器２３
でビーム成形され、走査偏向器ドライバ１７の出力で制
御される走査偏向器２４で被露光試料２５上の適当な位
置に位置決めされ、これによりショット露光が行われる
。

ここで、実際に露光されたショット数は、電子光学鏡筒
２０の下部に設けられた反射電子検出器２６の検出信号
から求められる。即ち、反射電子検出器２６の検出信号
はプリアンプ３１で増幅された後、ローパスフィルタ３
２に通してノイズ成分が除去され、２値化回路３３でパ
ルス信号に変換される。そして、このパルス信号をショ
ットカウンタ３５でカウントすることにより、ショット
数が求められる。

一方、ブランキングコントローラ１５がら出力されるブ
ランキング制御信号により実際の露光ショット数をカウ
ントする場合は、ブランキング制御信号が２値信号であ
るため、そのままショットカウンタ３５に入力してカウ
ントさせることができる。本装置では、露光ショット数
を求めるための信号として、切替えスイッチ３４により
反射電子信号とブランキング制御信号とを選択可能とし
ている。

ショットカウンタ３５のカウント値（露光ショット数）
はショット数比較回路３６に転送され、前記ショット分
割回路１３から転送された基僧ショット数と比較される
。ショット数の不一致が発生した時は、ショット数比較
器３６から前記リングバッファ１８及びブランキングコ
ントローラ１５にエラー信号が送出される。そして、こ
のエラー信号によりリングバッファ１８への書込みが中
断され、またブランキングコントローラ１５の出力で制
御されるブランキング偏向器２２で電子ビームがブラン
キング（オフ）される。また、ショット数比較器３６か
らのエラー信号は図示しない計算機にも転送され、計算
機は描画処理の停止等の必要な処理を行う。

なお、リングバッファ１８は例えば２５６ＫＢの容量を
持つもので、このリングバッファ１８にはショットデコ
ーダ１４でデコードされたデータが次々と書替えられて
いる。前記ショット数比較器３６でショット数不一致と
判定された場合、リングバッファ１８への書込みは中断
され、同時にブランキングコントローラ１５によりビー
ムはオフされる。この結果、ショット抜けの様子は試料
上の描画を中断した近傍で顕微鏡等で観測することがで
きる。また、ショット抜けに関与したデータはリングバ
ッファ１８の内容をダンプすることによって容易に見出
すことができ、これによりショット抜けの発生原因を明
確にできる。

また、ショット数比較器３６の出力が異常（ショット数
不一致）でパターン抜けが発生した場合にはショット抜
けと判断でき、さらにショット数比較器３６の出力が正
常（ショット数一致）でパターン抜けが発生した場合に
はショット位置ずれと判断できる。つまり、ショット抜
けとショット位置ずれとを区別して検出することが可能
となる。

かくして本実施例によれば、従来露光後のパターンの目
視検査、マスク欠陥検査装置或いは光波等の使用でしか
判らなかったショット抜けの発生を描画中にリアルタイ
ムで検出することができる。また、露光試料上で発生場
所を容易に特定でき、且つショット抜け発生に関わった
データの前後の様子を正確に把握することができる。さ
らに、ショット抜けか、ショット飛びによるかも簡単に
判別することができる。従って、光波測定器やマスク欠
陥検査装置等によるｎ１定のための現像、クロムエツチ
ング等の処理が不要となり、装置の立ち上げ作業が著し
く速くなった。また、稼働状態の装置ではショット抜け
の発生がリアルタイムで検知できるため、マスクやウェ
ハ等の露光生成物の不良率が大幅に減らせるようになっ
た。

第２図は本発明の第２の実施例の要部構成を示すブロッ
ク図である。なお、第１図は同一部分には同一符号を付
して、その詳しい説明は省略する。

この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、露光シ
ョット数の検出に反射電子信号及びブランキング信号の
一方を選択するのではなく、これらの両方を用いること
にある。即ち、ブランキング信号は第１のショットカウ
ンタ３５゜によりカウントされ、そのカウント値（露光
ショット数）は第１のショット数比較器３６１に供給さ
れる。そして、ショット分割回路１３から転送された基
準ショット数と露光ショット数が比較される。また、反
射電子信号は、先の実施例と同様にプリアンプ３１．ロ
ーパスフィルタ３２及び２値化回路３３を介して第２の
ショットカウンタ３５□によりカウントされる。そして
、そのカウント値（露光ショット数）が第２のショット
数比較器３６２に供給され、基準ショット数と比較され
る。ショット数比較器３６、．３６□から出力されるエ
ラー信号は、ＯＲゲート３７を介してブランキングコン
トローラ１５及び図示しないリングバッファに供給され
る。つまり、ショット数比較器３６１３６□のいずれか
でショット数不一致と判定された場合は、描画が中断さ
れることになる。

このような実施例では、先の実施例と同様の効果は勿論
のこと、次のような効果が得られる。

即ち、第１及び第２のショット数比較器３６．。

３６２の各出力をモニタすることにより、電子光学系の
エラーか信号処理系のエラーかを判断することができる
。

第３図は本発明の第３の実施例を示す概略構成図である
。なお、第１図と同一部分には同一符号を付して、その
詳しい説明は省略する。

計算機３０から転送される描画データには、データ変換
段階で副偏向領域単位等、一定の単位でカウントしたシ
ョット数が付与されている。

パターンメモリ１１．パターンデータデコーダ１２、繰
返し展開回路３８及びショットデコーダ１４の各部でシ
ョット数のカウントを行い、描画データに付与された基
準のショット数と比較する。そして、いずれかのユニッ
トで比較結果が不一致であれば、ＯＲゲート３９を介し
て計算機３０にエラー信号が転送される。計算機３０は
エラー信号を入力すると即座に、又は適当なデイレイを
おいてブランキングコントローラ１５に信号を送る。さ
らに、計算機３０はエラー発生ユニットから、発生位置
（副偏向領域の番号等）に関する情報等を取出す。また
、パターンメモリへ１１の新たなデータの転送に関連す
る動作も停止する。

かくして本実施例では、パターンメモリ１１からショッ
トデコーダ１４までの間におけるデータの加工・変換エ
ラーや転送エラー等を検出することができ、該エラーに
よるショット抜けを検出することができる。また、ショ
ット抜け発生の様子は試料上の描画を中断した近傍で顕
微鏡等により観測することができる。従って、先の実施
例と同様の効果が得られる。

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記ショット数を比較する領域は副偏向
領域単位に限るものではなく、主偏向領域単位、その他
任意に設定することができる。また、電子ビームの代わ
りにイオンビームを用いたイオンビーム描画装置に適用
することも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で、種々変形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、データ変換処理時
等に求められた基準ショット数と実際に露光されたショ
ット数とを比較することにより、その比較結果からショ
ット抜けを検出することができる。従って、加工・変換
エラーや転送エラー等に起因するショット抜けを迅速且
つ容易に検出することができ、且つ上記検出を描画中に
リアルタイムで行うことができ、装置稼働率の向上及び
スルーブツトの向上等をはかり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わる電子ビーム描画
装置を示す概略構成図、第２図は本発明の第２の実施例
の要部構成を示すブロック図、第３図は本発明の第３の
実施例を示す概略構成図、第４図は従来装置を示す概略
構成図である。 １１・・・パターンメモリ、１２・・・パターンデコー
ダ、１３・・・ショット分割回路、１４・・・ショット
デコーダ、１５・・・ブランキングコントローラ、１６
・・・成形偏向器ドライバ、１７・・・走査偏向器ドラ
イバ　１８・・・リングバッファ、２０・・・電子光学
鏡筒、２１・・・電子銃、２２・・・ブランキング偏向
器、２３・・・成形偏向器、２４・・・走査偏向器、２
５・・・被露光試料、２６・・・反射電子検出器、３２
・・・ローパスフィルタ、３３・・・２値化回路、３５
・・・ショットカウンタ、３６・・・ショット数比較器
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）荷電ビームの寸法及び形状を可変成形すると共に
   、該成形されたビームの試料上の位置を制御して該試料
   をショット露光し、該ショットの繰返しにより試料上に
   所望のパターンを描画する荷電ビーム描画装置において
   、 荷電ビームのショット露光時に前記試料面から発生する
   反射電子又はビームのオン・オフを制御するブランキン
   グ信号を用いて実際に露光されたショット数をカウント
   する手段と、該手段によりカウントされたショット数と
   予め求められた露光すべき基準ショット数とを比較し、
   該比較結果から描画中に発生したショット抜けを検出す
   る手段とを具備してなることを特徴とする荷電ビーム描
   画装置。
2. （２）前記露光すべき基準ショット数は、計算機でＬＳ
   Ｉのパターンデータを描画データに変換するデータ変換
   処理時、又は描画データをショットデータに分割するシ
   ョット分割処理時に求められ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。 ３）前記ビームの試料上の位置を制御する手段は主副２
   段の偏向器からなり、前記ショット数の比較は、主副２
   段偏向器の主偏向領域単位及び副偏向領域単位の少なく
   とも一方で行われ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。 ４）前記ショット抜け検出手段によりショット抜けが検
   出されたとき、前記ビームを強制的にブランキングする
   か、又は描画処理の中断によって前記試料面へのショッ
   ト露光を中断す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。