KR101533152B1 - 드리프트 보정 방법 및 묘화 데이터의 작성 방법 - Google Patents

Abstract

전자 빔(B)에 의해 마스크(M) 상에 묘화되는 도형 패턴의 면적 밀도에 따른 폭으로 마스크(M)의 묘화 영역을 복수의 스트라이프로 분할하고, 스트라이프 중 적어도 하나에 대해서 묘화를 끝냈을 때에 드리프트량을 측정하며, 이 드리프트량을 이용하여 전자 빔(B)의 조사 위치를 보정한다. 스트라이프의 폭은 도형 패턴의 면적 밀도가 큰 곳에서는 좁게, 도형 패턴의 면적 밀도가 작은 곳에서는 넓게 한다. 또한, 묘화 영역은 전자 빔(B)의 조사 개시로부터의 드리프트의 변화량에 따른 폭으로 더 분할되는 것이 바람직하다.

Description

드리프트 보정 방법 및 묘화 데이터의 작성 방법{DRIFT CORRECTING METHOD AND DRAWING DATA CREATING METHOD}

본 발명은 드리프트 보정 방법 및 묘화 데이터의 작성 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 하전 입자 빔 묘화 장치에 적용되는 드리프트 보정 방법 및 묘화 데이터의 작성 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 회로 패턴의 형성 공정에서는, 원판이 되는 마스크가 이용된다. 이러한 마스크의 제조 공정에는, 전자 빔 리소그래피 기술이 이용되고 있다.

전자 빔 리소그래피 기술은 하전 입자 빔을 이용하기 때문에, 본질적으로 우수한 해상도를 갖는다. 또한, 초점 심도를 크게 확보할 수 있기 때문에, 높은 단차 상에서도 치수 변동을 억제할 수 있다고 하는 이점도 갖고 있다. 또한, 이 기술에 사용되는 전자 빔 묘화 장치는 복잡하며 임의로 설계되는 회로 패턴을 데이터 처리하여 묘화하는 시스템을 구비한다.

이런 점에서, 전자 빔 리소그래피 기술은, DRAM(Dynamic Random Access Memory)을 대표로 하는 최첨단 디바이스의 개발에 적용되고 있는 것 외에, 일부 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)의 생산에도 이용되고 있다. 또한, 최근에는, 전자 빔을 이용하여 회로 패턴을 웨이퍼에 직접 묘화하는 기술의 개발도 진행되고 있다.

일본 특허 공개 평성9-293670호 공보에는, 전자 빔 리소그래피 기술에 사용되는 가변 성형틀 전자 빔 묘화 장치가 개시되어 있다.

전자 빔 묘화 장치에 있어서의 묘화 데이터는, CAD(Computer Aided Design) 시스템을 이용하여 설계된 반도체 집적 회로 등의 설계 데이터(CAD 데이터)에, 보정이나 도형 패턴의 분할 등의 처리를 실시하고, 또한 이것을 동일한 폭의 복수의 스트라이프로 분할함으로써 작성된다. 스트라이프의 폭은 주(主)편향으로 편향 가능한 폭이다. 더욱 각 스트라이프는 다수의 부(副)편향 영역으로 분할된다. 이에 의해, 칩 전체의 묘화 데이터는 주편향 영역의 사이즈에 따른 복수의 띠형의 스트라이프 데이터와, 스트라이프 내에서 주편향 영역보다 작은 복수의 부편향 영역 단위로 이루어지는 데이터 계층 구조가 된다.

스테이지에 배치된 마스크에 패턴을 묘화할 때에는, 스테이지를 스트라이프의 폭 방향에 직교하는 방향으로 이동시키면서, 전자 빔을 각 부편향 영역에 위치 결정한다. 그리고, 부편향 영역의 정해진 위치에 전자 빔을 조사한다.

그런데, 전자 빔 묘화 장치 내에서 스테이지 상에 배치된 마스크에 전자 빔이 조사되면 반사 전자가 발생한다. 이 반사 전자는 전자 빔 묘화 장치 내의 광학계나 검출기 등에 충돌하여 차지 업되고, 이에 의해 새로운 전계가 발생한다. 그렇게 되면, 마스크를 향하여 편향된 전자 빔의 궤도가 변화하여, 묘화 위치가 원하는 위치로부터 어긋나는 드리프트가 발생한다.

드리프트의 원인은 상기한 것 때문만은 아니지만, 어느 경우에서도, 묘화 도중에 스테이지 상의 기준 마크의 위치를 검출하여 드리프트량을 측정하고, 묘화 위치가 원하는 위치가 되도록 보정할 필요가 있다. 구체적으로는, 우선, 묘화 직전에 기준 마크의 좌표를 구하고, 이어서, 묘화중에 묘화 동작을 일시 정지하여 재차 기준 마크의 좌표를 구한다. 이 좌표와 이전 좌표 간의 차가 드리프트량이 되기 때문에, 얻어진 값을 이용하여 전자 빔의 묘화 위치를 보정한다.

종래법에 있어서, 묘화 도중의 기준 마크의 위치 검출은, 정해진 시간 간격으로 행해졌다. 구체적으로는, 미리 설정된 보정 인터벌에 따라, 스트라이프 엔드까지 묘화를 끝낸 후에, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크를 주사하여 그 위치를 검출하였다. 그리고, 검출된 위치와, 이전회 검출된 위치 간의 차분을 선형 보간하여 얻어지는 값을, 차회 검출까지의 위치 변동량으로 정의하여, 보정을 하였다. 여기서, 드리프트 보정 후에 허용되는 오차는 마스크 패턴의 위치 정밀도보다 충분히 작게 할 필요가 있다.

최근, 반도체 집적 회로의 고집적화에 따라, 회로 패턴은 더욱 미세화 및 복잡화되고 있다. 그 때문에, 마스크에 요구되는 패턴의 위치 정밀도는 점점 높아지고 있으며, 드리프트 보정 후의 오차에 대해서도 더욱 작게 하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 미리 설정된 보정 인터벌에 따라 드리프트 보정을 하는 경우, 보정 오차를 작게 하기 위해서는 드리프트량의 측정 횟수를 증가시킬 필요가 있으며, 그 결과, 전체 묘화 시간이 길어진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 종래 검출이 곤란하였던 드리프트를 검출하여 보정 정밀도를 향상시킬 수 있는 드리프트 보정 방법과, 이러한 드리프트 보정 방법에 적합한 묘화 데이터의 작성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시형태의 드리프트 보정 방법은, 하전 입자 빔에 의해 시료 상에 묘화되는 패턴의 면적 밀도에 따른 폭으로 상기 시료의 묘화 영역을 복수의 스트라이프로 분할하고, 스트라이프 중 적어도 하나에 대해서 묘화를 끝냈을 때, 또는 스트라이프 중 하나를 한창 묘화하고 있는 중에, 묘화를 정지하여 드리프트량을 측정하며, 상기 드리프트량을 이용하여 상기 하전 입자 빔의 조사 위치를 보정한다.

도 1은 본 실시형태의 전자 빔 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2는 전자 빔에 의한 묘화 방법의 설명도이다.
도 3은 본 실시형태의 비교예이며, 스트라이프의 폭이 전부 동일한 예이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 스트라이프 폭이 상이한 예이다.
도 5는 경시적인 드리프트의 변화량과, 드리프트 보정의 시간 간격이 상이한 2개의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 실시형태에 의해 드리프트 보정 방법과 묘화 데이터의 작성 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 드리프트 보정 잔차의 시간 변화에 대해서, 본 실시형태와 종래법을 비교한 예이다.

도 1은 마스크(M)의 표면에 전자 빔(B)을 조사하여 원하는 패턴을 묘화하는 전자 빔 묘화 장치를 나타내고 있다. 이 전자 빔 묘화 장치는, 묘화실(1)과, 묘화실(1)의 천장부에 세워서 설치된 전자 빔 조사 수단인 전자 광학 경통(2)을 구비한다.

묘화실(1)에는, 스테이지(3)가 배치되어 있다. 그리고, 스테이지(3) 위에는, 마스크(M)가 배치되어 있다. 마스크(M)는 전자 빔의 묘화 대상이 되는 시료의 일례이며, 예컨대 유리 기판 상에 크롬막 등의 차광막과 레지스트막이 적층된 것이다.

스테이지(3)는 전자 빔(B)의 광축 방향과 직교하는 X 방향 및 Y 방향으로 이동 가능하다. 스테이지(3) 위에는, 마크대(4)가 세워져 설치되어 있다. 마크대(4)에는, 도시되지 않은 기준 마크가 마련되어 있다. 기준 마크는 전자의 반사율이 마스크(M)와 같은 정도의 재료를 이용하여 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 기준 마크의 형상은, 직사각형, 원형, 삼각형 또는 십자형 등으로 할 수 있다.

전자 빔 묘화 장치는 묘화 도중에 기준 마크의 위치를 검출한다. 이에 의해, 빔 드리프트량을 측정하여, 묘화 위치가 원하는 위치가 되도록 보정한다. 예컨대, 우선, 묘화 직전에 기준 마크의 좌표를 구하고, 이어서, 묘화중에 묘화 동작을 일시 정지하여 재차 기준 마크의 좌표를 구한다. 예컨대, 전자 빔으로 기준 마크 위를 주사하고, 그 반사 전자를 검출기에 취입한다. 얻어진 파형을 해석함으로써, 기준 마크의 위치를 검출할 수 있다. 이어서, 이전의 좌표와의 차를 구하여 빔 드리프트량을 검출한다. 또한, 마크대(4)를 설치하지 않고, 마스크(M) 위에 기준 마크를 마련하여도 좋다.

도 1에 있어서, 전자 광학 경통(2)은 내장된 전자총(101)으로부터 발생한 전자 빔(B)을 소요의 단면 형상으로 성형한 후, 편향시켜 마스크(M)에 조사하는 부분이다.

전자 광학 경통(2)의 내부에는, 도 1에서 위로부터 순서대로, 전자총(101), 조명 렌즈(102), 블랭킹 편향기(103), 블랭킹 애퍼처(104), 제1 성형 애퍼처(105), 투영 렌즈(106), 성형 편향기(107), 제2 성형 애퍼처(108), 주편향기(109), 대물 렌즈(110), 부편향기(111)가 배치되어 있다.

전자총(101)으로부터 발생한 전자 빔(B)은 조명 렌즈(102)에 의해, 제1 성형 애퍼처(105)에 조사된다. 또한, 블랭킹 온 시(비묘화 시기)에는, 전자 빔(B)은 블랭킹 편향기(103)에 의해 편향되어, 블랭킹 애퍼처(104) 위에 조사되며, 제1 성형 애퍼처(105)에는 조사되지 않는다.

제1 성형 애퍼처(105)에는, 직사각형의 개구가 마련되어 있다. 이에 의해, 전자 빔(B)은 제1 성형 애퍼처(105)를 투과할 때에, 그 단면 형상이 직사각형으로 성형된다. 그 후, 전자 빔(B)은 투영 렌즈(106)에 의해, 제2 성형 애퍼처(108) 위에 투영된다. 여기서, 성형 편향기(107)는 제2 성형 애퍼처(108)에의 전자 빔(B)의 투영 장소를 변화시킨다. 이에 의해, 전자 빔(B)의 형상과 치수가 제어된다.

제2 성형 애퍼처(108)를 투과한 전자 빔(B)의 초점은 대물 렌즈(110)에 의해 마스크(M) 위에 맞춰진다. 그리고, 주편향기(109)와 부편향기(111)에 의해, 마스크(M) 위에서의 전자 빔(B)의 조사 위치가 제어된다.

묘화실(1)과 전자 광학 경통(2)에 있어서의 전자 빔(B)의 형상이나 조사 위치, 조사 타이밍 등은 조사 제어부(7)를 통하여 전체 제어부(10)에 의해 제어된다.

여기서, 전자 빔 묘화를 수행하기 위해서는, 먼저 반도체 집적 회로의 레이아웃이 설계되고, 이어서, 패턴 레이아웃, 즉 묘화할 도형의 형상이나 위치가 정의된 레이아웃 데이터(설계 데이터)가 생성된다. 레이아웃 데이터는 복수의 데이터 처리를 더 거친 후, 묘화 데이터로서 생성된다. 묘화는 이 묘화 데이터에 따라 행해진다.

전체 제어부(10)에는, 기억 매체인 메모리(11)가 접속되어 있다. 메모리(11)에는, 패턴 데이터가 기억되어 있다. 전체 제어부(10)는 메모리(11)로부터의 패턴 데이터에 기초하여, 레이아웃 데이터를 작성한다.

설계자(사용자)가 작성한 CAD 데이터는 OASIS 등의 계층화된 포맷의 설계 중간 데이터로 변환된다. 설계 중간 데이터에는, 레이어(층)마다 작성되어 각 마스크에 형성되는 패턴 데이터(설계 패턴 데이터)가 저장된다. 메모리(11)에는, 이 패턴 데이터가 기억된다.

여기서, 일반적으로, 전자 빔 묘화 장치는 OASIS 데이터를 직접 읽어들이도록은 구성되어 있지 않다. 즉, 전자 빔 묘화 장치의 제조 메이커마다, 독자적 포맷 데이터가 이용되고 있다. 이 때문에, OASIS 데이터는 레이어마다 각 전자 빔 묘화 장치에 고유의 포맷 데이터로 변환되고 나서 장치에 입력된다.

전체 제어부(10)에는, 메모리(11)를 통하여 포맷 데이터가 입력된다. 패턴 데이터에 포함되는 도형은 직사각형이나 삼각형을 기본 도형으로 한 것이기 때문에, 전체 제어부(10)에서는, 예컨대 도형의 기준 위치에 있어서의 좌표 (x, y), 변의 길이, 직사각형이나 삼각형 등의 도형종을 구별하는 식별자가 되는 도형 코드와 같은 정보로서, 각 패턴 도형의 형태, 크기, 위치 등을 정의한 레이아웃 데이터가 작성된다.

또한, 수십 ㎛ 정도의 범위에 존재하는 도형의 집합을 일반적으로 클러스터 또는 셀이라고 칭하는데, 이것을 이용하여 데이터를 계층화하는 것이 행해지고 있다. 클러스터 또는 셀에는, 각종 도형을 단독으로 배치하거나, 어떤 간격으로 반복 배치하는 경우의 배치 좌표나 반복 기술(記述)도 정의된다.

레이아웃 데이터는, 전자 빔(B)의 사이즈에 의해 규정되는 최대 샷 사이즈 단위로 분할되고, 아울러, 분할된 각 샷의 좌표 위치, 사이즈 및 조사 시간이 설정된다. 그리고, 묘화하는 도형 패턴의 형상이나 크기에 따라 샷이 성형되도록, 묘화 데이터가 작성된다. 묘화 데이터는 단책형의 스트라이프 단위로 구획되고, 더욱 그 안은 부편향 영역으로 분할되어 있다. 즉, 칩 전체의 묘화 데이터는 복수의 띠형의 스트라이프 단위와, 스트라이프 내에 배치되는 복수의 부편향 영역 단위로 이루어지는 데이터 계층 구조로 되어 있다.

전자 빔 묘화 장치는 스테이지(3)의 X 방향 및 Y 방향의 위치를 측정하는 스테이지 위치 측정 수단(12)을 구비한다. 스테이지 위치 측정 수단(12)은 스테이지(3)에 고정된 스테이지 미러(3a)에의 레이저광의 입반사로 스테이지(3)의 위치를 측정하는 레이저 측장계를 갖는다.

조사 제어부(7)는 전체 제어부(10)로부터 입력되는 묘화 데이터에 기초하여, 스테이지 위치 측정 수단(12)에서 측정된 스테이지(3)의 위치를 확인하면서, 전자 광학 경통(2) 내의 전자 빔(B)의 성형 제어나 편향 제어를 행하여, 마스크(M)의 소요의 위치에 전자 빔(B)을 조사한다.

도 2는 전자 빔에 의한 묘화 방법의 설명도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 마스크(M)의 묘화 영역(51)은 복수의 단책형의 스트라이프(52)로 분할되어 있다. 전자 빔(B)에 의한 묘화는 스테이지(3)가 한 방향(예컨대, X 방향)으로 연속 이동하면서, 스트라이프(52)마다 행해진다. 스트라이프(52)는 복수의 부편향 영역(53)으로 더 분할되어 있고, 전자 빔(B)은 부편향 영역(53) 내의 필요한 부분만을 묘화한다. 또한, 도 2에서는, 각 스트라이프(52)의 폭을 동일하다고 상정한다. 이 경우, 통상, 스트라이프(52)는 주편향기(109)의 편향 폭으로 결정되는 단책형의 영역이며, 부편향 영역(53)은 부편향기(111)의 편향 폭으로 결정되는 단위 영역이다.

부편향 영역(53)의 기준 위치의 위치 결정은 주편향기(109)에 의해 행해지고, 부편향 영역(53) 내에서의 묘화는 부편향기(111)에 의해 제어된다. 즉, 주편향기(109)에 의해, 전자 빔(B)이 정해진 부편향 영역(53)에 위치 결정되고, 부편향기(111)에 의해, 부편향 영역(53) 내에서의 묘화 위치가 결정된다. 또한, 성형 편향기(107)와, 제1 성형 애퍼처(105) 및 제2 성형 애퍼처(108)에 의해, 전자 빔(B)의 형상과 치수가 결정된다. 그리고, 스테이지(3)를 한 방향으로 연속 이동시키면서, 부편향 영역(53) 내를 묘화하고, 하나의 부편향 영역(53)의 묘화가 종료되면, 다음 부편향 영역(53)을 묘화한다. 스트라이프(52) 내의 모든 부편향 영역(53)의 묘화가 종료되면, 즉 스트라이프 엔드(스트라이프의 종단)에 도달하면, 스테이지(3)를 연속 이동시키는 방향과 직교하는 방향(예컨대, Y 방향)으로 스텝 이동시킨다. 그 후, 동일한 처리를 반복하여, 스트라이프(52)를 순차 묘화해 간다.

부편향 영역(53)은 부편향기(111)에 의해, 주편향 영역보다 고속으로 전자 빔(B)이 주사되어 묘화되는 영역이며, 일반적으로 최소 묘화 단위가 된다. 부편향 영역(53) 내를 묘화할 때에는, 패턴 도형에 따라 준비된 치수와 형상의 샷이 성형 편향기(107)에 의해 형성된다. 구체적으로는, 전자총(101)으로부터 출사된 전자 빔(B)이 제1 성형 애퍼처(105)에서 직사각 형상으로 성형된 후, 성형 편향기(107)에 의해 제2 성형 애퍼처(108)에 투영되어, 그 빔 형상과 치수가 변화된다. 그 후, 전자 빔(B)은 부편향기(111)와 주편향기(109)에 의해 편향되어, 스테이지(3) 상에 배치된 마스크(M)에 조사된다.

종래는, 미리 설정된 보정 인터벌에 따라, 스트라이프 엔드까지 묘화를 끝낸 후에, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크를 주사하여 그 위치를 검출하며, 이어서, 검출된 위치와, 이전회 검출된 위치 간의 차분을 선형 보간하여 얻어지는 값을 차회 검출까지의 위치 변동량으로 하여 드리프트 보정을 하였다. 이 경우, 드리프트량의 측정은 일정한 시간 간격으로 행해진다. 따라서, 보정 오차를 작게 하고자 하면, 측정 시간 간격을 짧게 하여, 기준 마크의 검출 횟수를 늘릴 필요가 있다. 그러나, 이것은 묘화 시간의 증가를 초래하게 된다.

종래법에 있어서, 묘화 데이터는, 동일한 폭의 복수의 스트라이프로 분할되어 있었다. 반면에, 본 실시형태에서는, 마스크(M)에 묘화되는 패턴의 면적 밀도에 따라 스트라이프의 폭을 바꾼다. 보다 자세하게는, 마스크(M)에 묘화되는 도형 패턴의 면적 밀도에 따른 폭으로, 마스크(M)의 묘화 영역을 복수의 스트라이프로 분할한다. 묘화 데이터는 도형 패턴이 정의된 레이아웃 데이터를 이 도형 패턴의 면적 밀도에 따른 폭의 복수의 스트라이프로 분할함으로써 얻어진다.

본 실시형태에 있어서, 스트라이프의 폭은 다음과 같이 하여 결정된다. 단, 이것에 한정되는 것은 아니다.

우선, 묘화 영역을 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 묘화 영역을 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소(小)영역을 형성한다. 여기서, 「기준이 되는 폭」은 적절하게 설정할 수 있지만, 그 상한은 주편향기의 편향 폭의 최대값이며, 하한은 제로보다 큰 값, 예컨대 부편향기의 편향 폭으로 할 수 있다. 또한, 메쉬는 (후술하는)포깅(fogging) 보정에 있어서, 패턴의 면적 밀도를 산출할 때에 이용하는 메쉬와 같은 것으로 할 수 있다. 이어서, 소영역마다 패턴의 면적 밀도를 산출하고, 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 소영역의 면적 밀도의 평균값을 구한다. 이 평균값이 본 실시형태에 있어서의 패턴의 면적 밀도이다. 그리고, 얻어진 평균값에 따라 기준이 되는 폭을 조정한다. 예컨대, 면적 밀도의 평균값이 정해진 값보다 큰 경우에는, 기준이 되는 폭보다 좁은 폭, 보다 자세하게는, 제로보다 큰 값으로 기준이 되는 폭보다 작은 값의 스트라이프로 한다. 한편, 면적 밀도의 평균값이 정해진 값보다 작은 경우에는, 기준이 되는 폭보다 넓은 폭, 보다 자세하게는, 주편향기의 편향 폭의 최대값 이하로 기준이 되는 폭보다 큰 값의 스트라이프로 한다. 또한, 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 소영역의 면적 밀도의 최대값을 구하고, 이 최대값에 따라 기준이 되는 폭을 조정하여도 좋다. 혹은, 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 소영역의 면적 밀도의 최소값을 구하고, 이 최소값에 따라 기준이 되는 폭을 조정할 수도 있다.

패턴의 면적 밀도와 드리프트량에는 상관이 있고, 일반적으로, 패턴의 면적 밀도가 크면 드리프트량은 커진다. 그래서, 예컨대 하나의 스트라이프 내에서의 패턴의 면적 밀도의 평균값이 50％ 이상인 경우에는, 스트라이프를 그 폭 방향과 직교하는 방향으로 2개로 분할한다. 이에 의해, 스트라이프 엔드가 2배가 되기 때문에, 스트라이프 엔드까지 묘화한 후에 기준 마크의 위치를 검출하는 동작을 2배로 할 수 있다. 또한, 스트라이프의 폭은 기준이 되는 스트라이프 폭의 절반이 되기 때문에, 스트라이프 엔드까지 묘화하는 데 요하는 시간이 단축된다. 즉, 전자 빔에 의한 기준 마크의 위치 검출에 대해서, 차회 검출하기까지의 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 종래법에서는 놓치고 있던 드리프트를 검출할 수 있게 된다. 이에 의해, 드리프트 보정의 정밀도를 종래보다 향상시키는 것이 가능해진다.

한편, 패턴의 면적 밀도가 작은 경우에는, 드리프트량이 작아진다고 예측되기 때문에, 스트라이프 폭을 기준값보다 넓힐 수 있다. 이에 의해, 기준 마크를 검출하는 횟수를 줄일 수 있기 때문에, 스트라이프 폭을 좁게 함으로써 증가한 기준 마크의 검출 횟수를 상쇄하여, 전체 묘화 시간이 증가하는 것을 억제하는 것이 가능하다.

도 3은 본 실시형태의 비교예이며, 스트라이프의 폭이 전부 같은 기준의 폭의 예이다. S101 ~ S108은 각각 스트라이프를 나타내고 있다.

도 3에서는, 예컨대 S101에 대해서, 스트라이프 엔드까지 묘화한 후, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 주사하여 그 위치를 검출한다. 이어서, S102를 묘화하고, 계속해서 S103을 묘화한다. S103의 스트라이프 엔드까지 묘화한 후, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 주사하여 그 위치를 검출한다. 그리고, 검출된 위치와, 이전회 검출된 위치 간의 차분을 선형 보간하여 얻어지는 값을 차회 검출까지의 위치 변동량으로 하여 드리프트 보정한다.

다음에, S104를 묘화하고, 계속해서 S105를 묘화한다. S105의 스트라이프 엔드까지 묘화한 후, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 주사하여 그 위치를 검출한다. 마찬가지로, S106을 묘화하고, 계속해서 S107을 묘화한 후, 전자 빔을 조사하여 기준 마크의 위치를 검출한다. 그리고, 검출된 위치와, 이전회 검출된 위치 간의 차분을 선형 보간하여 얻어지는 값을 차회 검출까지의 위치 변동량으로 하여 드리프트 보정한 후, S108을 묘화한다.

도 3과 같이, 스트라이프의 폭이 전부 동일한 경우에 있어서, 보정 정밀도를 높이기 위해서는, 기준 마크의 검출 횟수를 늘려야 한다. 이것은 전체 묘화 시간의 증가를 초래하는 결과가 된다.

도 4는 본 실시형태에 따른 스트라이프 폭이 상이한 예이다. 또한, 마스크(M)에 묘화되는 패턴은 도 3의 예와 동일하게 한다.

도 4에 있어서, S203, S204 및 S208은 모두 도 3의 스트라이프 폭과 동일하다. 여기서는, 이들 폭을 기준이 되는 스트라이프 폭으로 한다.

S201, S202, S206 및 S207의 각 스트라이프 폭은 기준이 되는 스트라이프 폭보다 좁다. 반면, S205와 S209의 각 스트라이프 폭은 기준이 되는 스트라이프 폭보다 넓다.

본 실시형태에서는, 스트라이프 중 적어도 하나에 대해서 묘화를 끝냈을 때에 드리프트량을 측정한다. 또한, 드리프트량 측정 타이밍은 묘화를 개시하기 전에 미리 결정되어 있다.

예컨대, S201에 대해서, 스트라이프 엔드까지 묘화한 후, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 주사하여 그 위치를 검출한다. 이어서, S202를 스트라이프 엔드까지 묘화하고, 마찬가지로, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 검출한다. 검출된 위치와, 이전회 검출된 위치 간의 차분을 선형 보간하여 얻어지는 값을 차회 검출까지의 위치 변동량으로 하여 드리프트 보정한다.

S203에 대해서도, 스트라이프 엔드까지 묘화한 후, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 주사하여 그 위치를 검출한다. 다음에, S204, S205의 순서로 묘화한 후, S206의 스트라이프 엔드까지 묘화한 후, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 주사하여 그 위치를 검출한다. 그리고, 검출된 위치와, 이전회 검출된 위치 간의 차분을 선형 보간하여 얻어지는 값을 차회 검출까지의 위치 변동량으로 하여 드리프트 보정한다.

다음에, S207의 스트라이프 엔드까지 묘화한 후, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 주사하여 그 위치를 검출한다. S208에 대해서도 마찬가지이다. 그리고, 검출된 위치와, 이전회 검출된 위치 간의 차분을 선형 보간하여 얻어지는 값을 차회 검출까지의 위치 변동량으로 하여 드리프트 보정한 후, S209를 묘화한다.

도 4와 같이 스트라이프 폭을 바꿈으로써, 전체 묘화 시간이 증가하는 것을 억제하면서, 드리프트 보정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이것을 도 3의 예와 비교하면서 설명한다.

도 4에 있어서, S201와 S202는 각각, 기준이 되는 스트라이프를 그 폭 방향과 직교하는 방향으로 2개로 분할하여 얻어진 것으로 한다. 한편, 도 3의 스트라이프 폭은 모두, 기준이 되는 스트라이프 폭이다. 따라서, 이 경우, 도 3의 S101의 폭은 도 4의 S201과 S202를 합친 폭에 일치한다.

도 3에서는, S101에 대해서, 스트라이프 엔드까지 묘화한 후, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시키고, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 주사하여 그 위치를 검출한다. 반면에, 도 4에서는, S201에 대해서, 스트라이프 엔드까지 묘화한 후에 기준 마크의 위치를 검출한다. 이어서, S202를 스트라이프 엔드까지 묘화하고, 마찬가지로, 기준 마크의 위치를 검출한다. 즉, 도 3의 예에서 묘화 개시로부터 기준 마크의 위치를 검출하기까지의 동안에, 도 4의 예에서는 기준 마크의 위치를 2회 검출하게 된다.

S101에 있어서의 패턴의 면적 밀도가 S102에 있어서의 패턴의 면적 밀도보다 크다고 하면, S101에 있어서의 드리프트량은 S102에 있어서의 드리프트량보다 클 것으로 예상된다. 이 때문에, S102와 동일한 묘화 시간을 요하여 S101을 묘화한 것으로는, 드리프트를 충분히 검출할 수 없을 우려가 있다.

반면에, 도 4의 예(S201과 S202)에서는, 도 3의 예(S101)에서 기준 마크를 1회 검출하는 동안에 2회 검출하기 때문에, 도 3의 예에서 검출할 수 없는 드리프트도 검출할 수 있게 된다. 따라서, 도 4의 예에 따르면, 드리프트 보정 정밀도를 도 3의 예보다 향상시킬 수 있다.

그런데, 일반적으로, 전자 빔의 조사 개시 직후는 패턴의 면적 밀도에 관계 없이, 드리프트의 변화량이 커진다. 도 5는 이 양태를 나타낸 것이다.

도 5에 실선으로 나타내는 바와 같이, 드리프트의 변화량은 전자 빔의 조사 개시 직후에 크고, 그 후 점차 작아진다. 이것은, 전자 빔의 조사 개시 시에는 전자 빔 묘화 장치 내의 광학계나 검출기 등이 차지 업되어 있지 않기 때문이라고 추측된다. 이 때문에, 전자 빔의 조사 개시 직후의 드리프트 보정 간격은 짧은 쪽이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 전자 빔의 조사 개시 직후에 있어서의 보정 간격이 단축되도록, 스트라이프 폭을 좁게 하는 것이 바람직하다.

도 5에 있어서, 파선은 드리프트량 측정의 시간 간격을 나타내고 있으며, 패턴의 면적 밀도만을 고려하여 스트라이프 폭을 결정한 경우의 예이다. 즉, 파선에 의해 표시되는 기간의 각각에서, 대응하는 제1 스트라이프, 제2 스트라이프, 제3 스트라이프의 묘화가 행해진다.

파선의 예에 있어서, 전자 빔의 조사는 제1 스트라이프에서 개시된다. 예컨대, 제1 스트라이프의 스트라이프 엔드까지 묘화를 끝낸 후에, 전자 빔의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시켜 그 위치를 검출한다. 제2 스트라이프에 대해서도 마찬가지로 묘화를 수행하고, 그 스트라이프 엔드에 도달하면, 전자 빔으로 기준 마크의 위치를 검출한다. 그리고, 검출된 위치와, 이전회 검출된 위치 간의 차분을 선형 보간하여 얻어지는 값을 차회 검출까지의 위치 변화량으로 하여 드리프트 보정한 후, 제3 스트라이프를 묘화한다.

또한, 파선의 제1 스트라이프, 제2 스트라이프 및 제3 스트라이프의 각 패턴의 면적 밀도는 모두 동일하다. 따라서, 이들 스트라이프의 폭은 같고, 또한, 파선으로 나타내는 바와 같이, 드리프트량이 측정되는 시간 간격도 같다.

한편, 도 5에 있어서, 점선은 드리프트량 측정의 시간 간격의 다른 예를 나타내고 있다. 이것은, 패턴의 면적 밀도에 더하여, 전자 빔의 조사 직후에 있어서의 드리프트의 변화량을 고려하여 스트라이프 폭을 결정한 경우에 대응한다. 점선에 의해 표시되는 기간의 각각에서, 대응하는 제1 스트라이프, 제2 스트라이프, 제3 스트라이프, …, 제6 스트라이프의 묘화가 행해진다.

도 5에 실선으로 표시하는 드리프트량을 보면, 그 변화량은, 파선의 제1 스트라이프를 묘화할 때가 파선의 제2 스트라이프를 묘화할 때보다 크다. 그리고, 파선의 제3 스트라이프를 묘화할 때의 드리프트량은 대략 일정하다. 따라서, 드리프트 보정의 정밀도를 향상시키는 점에서는, 드리프트의 변화량에 따른 측정 간격이 되도록 스트라이프 폭을 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 변화량이 큰 곳에서는, 스트라이프 폭을 좁게 하여 측정 간격이 짧아지게 하고, 변화량이 작은 곳에서는, 스트라이프 폭을 넓혀 측정 간격이 길어지게 한다. 이렇게 하여 얻어진 것이 제1 스트라이프부터 제6 스트라이프이며, 드리프트량 측정의 시간 간격은 점선으로 나타내는 바와 같다.

도 5에 있어서, 예컨대 제1 스트라이프를 묘화할 때의 드리프트의 변화량은 제4 스트라이프를 묘화할 때의 드리프트의 변화량보다 크다. 그리고, 제1 스트라이프에 대응하는 점선의 간격은 제4 스트라이프에 대응하는 점선의 간격보다 짧다. 이것은 제1 스트라이프의 묘화 시간이 제4 스트라이프의 묘화 시간보다 짧은 것을 나타내고 있으며, 즉, 제1 스트라이프가 제4 스트라이프보다 드리프트량 측정까지의 시간 간격이 짧은 것을 나타내고 있다.

또한, 도 5에 있어서, 예컨대 제6 스트라이프를 묘화할 때의 드리프트의 변화량은 제1 스트라이프를 묘화할 때의 드리프트의 변화량보다 작다. 그리고, 제6 스트라이프에 대응하는 점선의 간격은 제1 스트라이프에 대응하는 점선의 간격보다 길다. 이것은, 제6 스트라이프의 묘화 시간이 제1 스트라이프의 묘화 시간보다 긴 것을 나타내고 있으며, 즉 제6 스트라이프가 제1 스트라이프보다 드리프트량 측정까지의 시간 간격이 긴 것을 나타내고 있다.

또한, 예컨대 점선의 제1 스트라이프, 제2 스트라이프 및 제3 스트라이프는 파선으로 나타내는 제1 스트라이프를 그 폭 방향과 직교하는 방향으로 3개로 분할하여 얻어진 것이다. 이들 스트라이프는 이 순서로 묘화되고, 또한, 각각 스트라이프 엔드까지 묘화한 후에 기준 마크의 위치 검출이 행해진다. 즉, 이 경우에는, 파선의 제1 스트라이프를 묘화하여 기준 마크를 검출하기까지의 동안에, 3회의 위치 검출이 행해지게 된다.

점선으로 나타내는 제4 스트라이프 및 제5 스트라이프는 파선으로 나타내는 제2 스트라이프를 그 폭 방향과 직교하는 방향으로 2개로 분할하여 얻어진 것이다. 이들 스트라이프는 이 순서로 묘화되고, 또한, 각각 스트라이프 엔드까지 묘화한 후에 기준 마크의 위치 검출이 행해진다. 즉, 이 경우에는, 파선의 제2 스트라이프를 묘화하여 기준 마크를 검출하기까지의 동안에, 2회의 위치 검출이 행해지게 된다.

점선으로 나타내는 제6 스트라이프는 파선으로 나타내는 제3 스트라이프와 동일한 폭을 가지며, 제3 스트라이프와 동일하게 묘화된다. 그리고, 스트라이프 엔드에 도달한 후에는, 모든 스트라이프에 있어서 기준 마크의 위치 검출이 행해진다.

이와 같이, 점선으로 나타내는 6개의 스트라이프에 따르면, 드리프트의 변화량이 큰 곳에서 측정 횟수를 늘리기 때문에, 드리프트 보정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 한편, 드리프트의 변화량이 큰 곳에서 측정 횟수를 줄이기 때문에, 드리프트의 변화량이 큰 곳에서 측정 횟수를 늘림으로써 전체 묘화 시간이 길어지는 것을 이것에 의해 억제하는 것이 가능하다.

상기한 바와 같이, 패턴의 면적 밀도와 드리프트량에는 상관이 있으며, 패턴의 면적 밀도가 크면 드리프트량은 커진다. 그리고, 스트라이프 간의 패턴의 면적 밀도의 변화량도 드리프트량에 영향을 끼친다. 즉, 패턴의 면적 밀도의 변화량이 클수록, 드리프트량은 커진다. 이 때문에, 스트라이프 폭을 결정하는 데 있어서는, 패턴의 면적 밀도에 더하여, 패턴의 면적 밀도의 변화량도 고려하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 패턴의 면적 밀도가 크고, 또한, 다음에 묘화하는 스트라이프와의 패턴의 면적 밀도의 변화량이 큰 것일수록, 스트라이프의 폭을 좁게 하는 것이 바람직하다. 또한, 전자 빔의 조사 개시로부터의 드리프트의 변화량도 고려하면 보다 바람직하다.

예컨대, 묘화 영역을 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소영역을 형성한다. 그리고, 소영역마다 패턴의 면적 밀도를 산출하여, 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 소영역의 면적 밀도의 평균값을 구하고, 이 평균값에 따라 기준이 되는 폭을 조정한다. 그 후, 스트라이프 간의 패턴의 면적 밀도의 변화량에 따라 폭을 더 조정한다.

다음으로, 도 1 및 도 6을 이용하여, 본 실시형태에 따른 묘화 방법을 설명한다.

우선, 도 1의 메모리(11)로부터의 패턴 데이터에 기초하여, 전체 제어부(10)의 레이아웃 데이터 생성 회로(13)에서 레이아웃 데이터가 작성된다[도 6의 공정 (1)].

다음에, 패턴 면적 밀도 연산 회로(17)에 있어서, 레이아웃 데이터의 패턴의 면적 밀도가 구해진다[공정 (2)]. 예컨대, 기준이 되는 스트라이프 폭을 결정하며, 주편향 영역을 메쉬 형상으로 분할한다. 그리고, 메쉬마다 패턴의 면적 밀도를 계산하고, 하나의 스트라이프에 포함되는 메쉬의 패턴의 면적 밀도의 평균값을 구한다. 또한, 패턴 면적 밀도 연산 회로(17)에서는, 스트라이프 간의 패턴의 면적 밀도의 변화량도 구할 수 있다.

또한, 전자 빔 묘화 장치에서는, 레지스트막에 조사된 전자가 그 표면에서 반사되고, 더욱 전자 빔 묘화 장치의 광학 부품에 반사된 후, 레지스트막을 광범위하게 걸쳐 재조사해 버리는 현상(포깅 효과)을 볼 수 있다. 이 현상은 레지스트막에 전자가 조사되어 발생한 2차 전자에 의해서도 야기된다. 포깅 효과에 의해, 묘화되는 패턴의 치수는 변동한다. 그래서, 레지스트에 축적되는 전자 빔의 축적 조사량이 조정된다. 이때, 치수 변동에는 주위의 패턴의 면적 밀도가 영향을 끼치기 때문에, 패턴의 면적 밀도값을 이용하여 치수 변동을 보정하는 것이 행해지고 있다. 본 실시형태에서는, 포깅 보정으로 구한 패턴의 면적 밀도를 전용하여도 좋다. 예컨대, 도 6의 공정 (2)에 있어서, 포깅 보정으로 구한 패턴의 면적 밀도의 맵을 패턴 면적 밀도 연산 회로(17)에 보낼 수도 있다.

스트라이프 폭 결정 정보 취득 회로(18)는 레이아웃 데이터를 어떤 스트라이프로 분할할지에 대한 정보를 취득한다[공정 (3)]. 예컨대, 패턴 면적 밀도 연산 회로(17)에서 취득된 패턴의 면적 밀도나 스트라이프 간의 패턴의 면적 밀도의 변화량의 정보는 스트라이프 폭 결정 정보 취득 회로(18)가 취득하는 정보이다.

메모리(11)에 저장되어 있는 이력 데이터도 스트라이프 폭 결정 정보 취득 회로(18)가 취득하는 정보 중 하나이다. 여기서 말하는 이력 데이터란, 이전에 묘화된 레이아웃 패턴에 관한 정보로서, 드리프트 보정 후에 남는 설계값과의 차를 기준값보다 작게 하는 데 필요한 정보를 말한다.

드리프트 보정에서는, 보간에 의해 묘화 시점에서의 드리프트값을 예측한다. 즉, 마스크 상에 마련된 기준 마크를 검출하여 드리프트량을 산출하고, 묘화 시점의 드리프트값을 보간에 의해 예측 연산하여 보정하다. 이 때문에, 드리프트 보정 정밀도를 아무리 향상시켰다고 해도, 드리프트 보정 후의 묘화 위치와 설계 위치를 완전히 일치시키는 것은 곤란하다. 또한, 본원에 있어서, 드리프트 보정 후의 묘화 위치와 설계 위치 간의 차를 「보정 잔차(殘差)」라고 칭한다.

보정 잔차는 마스크 패턴의 위치 정밀도보다 충분히 작게 할 필요가 있고, 특히, 회로 패턴의 미세화가 진행되고 있는 최근에는, 보정 잔차를 한층 더 작게 하는 것이 요구되고 있다. 그래서, 과거의 묘화 데이터에 기초하여, 보정 잔차를 기준값보다 작게 하는 데 필요한 정보를 이력 데이터로서 메모리(11)에 저장해 둔다. 예컨대, 이전에 묘화된 레이아웃 패턴 중에서 금회 묘화하는 패턴과 동일한 패턴에 관한 드리프트량의 맵은 이력 데이터의 하나가 된다. 또한, 이 이력 데이터 중에서, (도 5에 나타내는 바와 같은)전자 빔의 조사 개시 직후에 있어서의 드리프트의 변화량의 데이터는, 스트라이프 폭을 결정하는 데 참조되는 중요한 정보 중 하나이다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 포깅 보정으로 구한 패턴의 면적 밀도를 전용하는 경우, 그 맵을 스트라이프 폭 결정 정보 취득 회로(18)에 보내고, 레이아웃 데이터를 스트라이프로 분할하기 위한 정보의 하나로 하여도 좋다. 이 경우, 도 6의 공정 (2)는 불필요하다.

스트라이프 생성 회로(19)는 스트라이프 폭 결정 정보 취득 회로(18)로부터의 정보에 기초하여, 레이아웃 데이터를 정해진 스트라이프 폭으로 분할한다[공정 (4)]. 이때, 레이아웃 데이터의 패턴의 면적 밀도에 따라 스트라이프의 폭을 바꾼다. 예컨대, 패턴 면적 밀도 연산 회로(17)로부터의 데이터를, 레이아웃 패턴을 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하였을 때의 각 스트라이프의 패턴의 면적 밀도라고 한다. 이 경우, 패턴의 면적 밀도가 정해진 값 이상이면, 스트라이프의 폭을 기준값보다 좁게 하고, 패턴의 면적 밀도가 정해진 값 이하이면, 기준값보다 넓게 한다. 예컨대, 하나의 스트라이프 내에서의 패턴의 면적 밀도가 50％ 이상인 경우에는, 스트라이프를 그 폭 방향과 직교하는 방향으로 2개로 분할한다.

스트라이프 생성 회로(19)에서는, 패턴의 면적 밀도뿐만 아니라, 전자 빔(B)의 조사 개시 직후에 있어서의 드리프트의 변화량이나, 스트라이프 간의 패턴의 면적 밀도의 변화량도 고려하여, 스트라이프 폭을 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 전자 빔(B)의 조사가 개시되는 제1 스트라이프에 대해서는, 제1 스트라이프 전에 묘화되는 스트라이프가 없기 때문에, 패턴의 면적 밀도의 변화량을 구할 수 없다. 그래서, 제1 스트라이프에 대해서는, 예컨대 메모리(11)에 보존된 이력 데이터로부터, 동일한 패턴에 있어서의 제1 스트라이프의 드리프트량을 참조하여 스트라이프 폭을 결정할 수 있다. 혹은, 상기한 대로, 제1 스트라이프에서 드리프트의 변화량이 커지는 경향은 패턴의 면적 밀도에 따르지 않기 때문에, 패턴의 종류에 관계없이, 제1 스트라이프의 폭을 설정할 수도 있다.

스트라이프 생성 회로(19)에서 레이아웃 패턴을 정해진 스트라이프로 분할함으로써, 묘화 데이터가 작성된다. 묘화 데이터는 조사 제어부(7)에 보내져 묘화가 행해진다[공정 (5)]. 구체적으로는, 조사 제어부(7)는 이 묘화 데이터에 기초하여, 스테이지 위치 측정 수단(12)에서 측정된 스테이지(3)의 위치를 확인하면서, 전자 광학 경통(2) 내의 전자 빔(B)의 성형 제어나 편향 제어를 행하여, 마스크(M)의 소요의 위치에 전자 빔(B)을 조사한다.

제1 스트라이프를 묘화하고, 제1 스트라이프의 스트라이프 엔드에 도달한 후에는, 공정 (6)에서 드리프트량을 측정할지의 여부를 판정한다. 측정할 경우에는, 공정 (7)로 진행한다. 구체적으로는, 전자 빔(B)의 조사 위치를 기준 마크까지 이동시킨다. 그리고, 전자 빔(B)으로 기준 마크의 위치를 주사하여 그 위치를 검출하고, 드리프트량 측정 회로(14)에서 드리프트량을 측정한다.

다음에, 측정된 드리프트량에 기초하여, 드리프트 보정량 연산 회로(15)에서 드리프트 보정값을 산출한다[공정 (8)]. 메모리(11)에 보정 계수가 저장되어 있기 때문에, 드리프트 보정량 연산 회로(15)에서 이 정보를 호출하여, 드리프트량에 따른 보정값을 산출한다.

스트라이프 생성 회로(19)에서 생성된 묘화 데이터는 설계값의 데이터이다. 그래서, 이 설계값의 묘화 데이터와, 드리프트 보정량 연산 회로(15)로부터의 보정값의 데이터를, 가산기(16)에서 가산하여 합성한다. 이에 의해, 설계값의 묘화 데이터가 재기록되어, 빔 드리프트량이 보정된 묘화 데이터를 얻을 수 있다.

계속해서, 보정된 묘화 데이터에 기초하여, 제2 스트라이프의 묘화가 행해진다[공정 (5)].

제2 스트라이프의 스트라이프 엔드에 도달한 후에는, 공정 (6)에서, 드리프트량을 측정할지의 여부를 판정한다. 드리프트량을 측정할 경우에는, 공정 (7)과 공정 (8)을 행한 후, 공정 (5)로 진행하여 묘화를 행한다.

공정 (6)에 있어서, 드리프트량을 측정하지 않는다고 판정한 경우에는, 공정 (9)로 진행하여 묘화를 끝낼지의 여부를 판정한다. 묘화할 패턴이 있는 경우에는, 공정 (5)로 되돌아가 묘화를 행한다. 이때, 이전회 측정된 드리프트량으로부터 제3 스트라이프에 있어서의 드리프트량을 보간에 의해 예측하고, 드리프트 보정량 연산 회로(15)에서, 이 드리프트량에 기초한 보정값을 산출하여, 제3 스트라이프의 묘화 데이터에 가산한다. 그 후, 보정된 묘화 데이터에 기초하여, 제3 스트라이프를 묘화한다. 한편, 공정 (9)에서 묘화할 패턴이 없는 경우에는, 이러한 일련의 묘화 공정을 종료한다.

도 7은 드리프트 보정 잔차의 시간 변화에 대해서, 본 실시형태와 종래법을 비교한 예이다.

파선은 종래법에 따른 보정 잔차의 시간 변화를 나타낸 것이다. 또한, 파선의 화살표는 종래법에 있어서의 드리프트량 측정 타이밍을 나타내고 있다.

종래법에서는, 묘화 도중의 기준 마크의 위치 검출을 일정한 시간 간격으로 행한다. 즉, 파선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 드리프트량의 측정은 일정한 시간 간격으로 행해진다. 이 때문에, 측정과 측정 사이에 드리프트가 생긴 경우, 이것을 검출할 수 없다. 그 결과, 드리프트 보정의 정밀도가 저하하고, 보정 잔차가 허용 범위를 넘는 경우가 발생한다. 특히, 묘화 개시 직후에, 드리프트의 변화량이 크기 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 허용 범위를 넘는 보정 잔차를 확인하기 쉽다. 또한, 허용 범위의 크기는 마스크 패턴의 위치 정밀도보다 충분히 작은 값이다.

한편, 도 7에 있어서, 실선은 본 실시형태에 따른 보정 잔차의 시간 변화를 나타낸 것이다. 또한, 실선의 화살표는 본 실시형태에 있어서의 드리프트량 측정 타이밍을 나타내고 있다.

본 실시형태에서는, 패턴의 면적 밀도에 따라 스트라이프의 폭을 변경하고, 이것에 의해 드리프트 측정 간격을 스트라이프 간에 변경한다. 패턴의 면적 밀도가 동일하면, 스트라이프 엔드까지 묘화하는 데 요하는 시간은, 폭이 좁은 스트라이프가 폭이 넓은 스트라이프보다 단축된다. 드리프트량의 측정은 스트라이프 엔드에 도달한 후에 행해지기 때문에, 스트라이프 엔드까지의 묘화 시간이 단축되면, 드리프트 측정의 시간 간격도 단축된다. 따라서, 종래법에서는 검출이 곤란하였던 갑자기 발생하는 드리프트를 검출하여, 보정의 정밀도를 향상시킬 수 있기 때문에, 보정 잔차가 허용 범위를 넘지 않게 하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는, 묘화 개시 직후의 드리프트의 변화량의 크기를 고려하여 스트라이프 폭을 결정함으로써, 드리프트 보정의 정밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다. 또한, 패턴의 면적 밀도가 작은 곳에서는, 드리프트 측정의 간격을 길게 함으로써, 전체 묘화 시간이 길어지는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 특징과 이점은 다음과 같이 정리된다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 레이아웃 데이터를 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소영역을 형성하고, 소영역마다 패턴의 면적 밀도를 산출하여, 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 소영역의 면적 밀도의 평균값을 구하는 공정과, 이 평균값에 따라 기준이 되는 폭을 조정하는 공정을 포함하기 때문에, 종래 검출이 곤란하였던 드리프트를 검출하여 보정 정밀도를 향상시킬 수 있는 드리프트 보정 방법이 제공된다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 패턴이 정의된 레이아웃 데이터를, 패턴의 면적 밀도에 따른 폭의 복수의 스트라이프로 분할하여 묘화 데이터를 작성하기 때문에, 종래 검출이 곤란하였던 드리프트를 검출하여 보정 정밀도를 향상시킬 수 있는 드리프트 보정 방법에 적합한 묘화 데이터의 작성 방법이 제공된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 하전 입자 빔에 의해 시료 상에 묘화되는 패턴의 면적 밀도에 따른 폭으로 시료의 묘화 영역을 복수의 스트라이프로 분할하기 때문에, 종래 검출이 곤란하였던 드리프트를 검출하여 보정 정밀도를 향상시킬 수 있는 드리프트 보정 방법이 제공된다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

예컨대, 상기 실시형태에서는, 스트라이프 중 적어도 하나에 대해서 묘화를 끝냈을 때, 즉 스트라이프 엔드에 도달하였을 때 묘화를 정지하여 드리프트량을 측정하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

본 실시형태에서는, 스트라이프 중 하나를 한창 묘화하고 있는 중에 묘화를 정지하여 드리프트량을 측정하여도 좋다. 이에 의해, 드리프트 측정의 시간 간격을 보다 짧게 할 수 있다. 또한, 스트라이프 중에서 패턴 밀도가 큰 곳이나, 이력 데이터로부터 드리프트량이 커질 것으로 예상되는 곳 등, 특정 장소에 집중하여 측정 시간을 짧게 할 수도 있다. 일례로서, 묘화 영역을 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 얻어지는 소영역마다 패턴의 면적 밀도를 산출하는 경우, 정해진 소영역의 묘화를 끝마친 후에 드리프트량을 측정할 수 있다.

또한, 스트라이프 중 적어도 하나에 대해서 묘화를 끝냈을 때에 묘화를 정지하여 드리프트량을 측정하는 경우와, 스트라이프 중 하나를 한창 묘화하고 있는 중에 묘화를 정지하여 드리프트량을 측정하는 경우를 조합하여도 좋다. 즉, 하나의 마스크에 대하여, 스트라이프 엔드에 도달하였을 때에 드리프트량을 측정하는 경우와, 스트라이프 중 하나를 한창 묘화하고 있는 중에 드리프트량을 측정하는 경우가 있어도 좋다. 이와 같이 함으로써, 드리프트 보정의 정밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 주편향기와 부편향기를 갖는 전자 빔 묘화 장치에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 주편향기와 부편향기의 2단(혹은 복수단)이 아니라, 1단의 편향기로 전자 빔을 편향시키면서 마스크 상에서의 조사 위치를 결정하여 패턴을 묘화하는 전자 빔 묘화 장치여도 상관없다.

또한, 상기 실시형태에서는 전자 빔을 이용하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 이온 빔 등의 다른 하전 입자 빔을 이용한 경우에도 적용 가능하다.

B: 전자 빔 M: 마스크
1: 묘화실 2: 전자 광학 경통
3: 스테이지 3a: 미러
4: 마크대 7: 조사 제어부
10: 전체 제어부 11: 메모리
12: 스테이지 위치 측정 수단 13: 레이아웃 데이터 생성 회로
14: 드리프트량 측정 회로 15: 드리프트 보정량 연산 회로
16: 가산기 17: 패턴 면적 밀도 연산 회로
18: 스트라이프 폭 결정 정보 취득 회로 19: 스트라이프 생성 회로
51: 묘화 영역 52: 스트라이프
53: 부편향 영역 101: 전자총
102: 조명 렌즈 103: 블랭킹 편향기
104: 블랭킹 애퍼처 105: 제1 성형 애퍼처
106: 투영 렌즈 107: 성형 편향기
108: 제2 성형 애퍼처 109: 주편향기
110: 대물 렌즈 111: 부편향기

Claims (18)

1. 하전 입자 빔에 의해 시료 상에 묘화되는 패턴의 면적 밀도에 따른 폭으로 상기 시료의 묘화 영역을 복수의 스트라이프로 분할하고,
   스트라이프 중 적어도 하나에 대해서 묘화를 끝냈을 때에, 또는 스트라이프 중 하나를 한창 묘화하고 있는 중에, 묘화를 정지하여 드리프트량을 측정하며,
   상기 드리프트량을 이용하여 상기 하전 입자 빔의 조사 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 묘화 영역을 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소(小)영역을 형성하고, 상기 소영역마다 상기 패턴의 면적 밀도를 산출하여, 상기 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 상기 소영역의 면적 밀도의 평균값을 구하고, 상기 평균값에 따라 상기 기준이 되는 폭을 조정하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 면적 밀도의 평균값이 정해진 값보다 큰 경우에는, 상기 기준이 되는 폭보다 좁은 폭의 스트라이프로 하고, 상기 면적 밀도의 평균값이 정해진 값보다 작은 경우에는, 상기 기준이 되는 폭보다 넓은 폭의 스트라이프로 하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 면적 밀도의 평균값에 따라 상기 기준이 되는 폭을 조정한 후에, 상기 스트라이프 간의 패턴의 면적 밀도의 변화량에 따라 이 폭을 더 조정하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 스트라이프의 폭은 상기 하전 입자 빔의 조사 개시로부터의 드리프트의 변화량에 따른 폭인 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 묘화 영역을 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소영역을 형성하고, 상기 소영역마다 상기 패턴의 면적 밀도를 산출하여, 상기 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 상기 소영역의 면적 밀도의 최대값을 구하며, 상기 최대값에 따라 상기 기준이 되는 폭을 조정하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 묘화 영역을 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소영역을 형성하고, 상기 소영역마다 상기 패턴의 면적 밀도를 산출하여, 상기 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 상기 소영역의 면적 밀도의 최소값을 구하며, 상기 최소값에 따라 상기 기준이 되는 폭을 조정하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
8. 시료 상의 묘화 영역에 묘화되는 패턴의 패턴 데이터로부터 레이아웃 데이터를 작성하는 공정과,
   상기 레이아웃 데이터를 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소영역을 형성하고, 상기 소영역마다 상기 패턴의 면적 밀도를 산출하여, 상기 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 상기 소영역의 면적 밀도의 평균값을 구하는 공정과,
   상기 평균값에 따라 상기 기준이 되는 폭을 조정하는 공정과,
   상기 조정 후의 스트라이프를 따라, 상기 시료 상에 하전 입자 빔으로 상기패턴을 묘화하는 공정
   을 포함하며,
   상기 조정 후의 스트라이프 중 적어도 하나에 대해서 묘화를 끝냈을 때에, 또는 상기 조정 후의 스트라이프 중 하나를 한창 묘화하고 있는 중에, 묘화를 정지하여 드리프트량을 측정하고, 이 드리프트량을 이용하여 상기 하전 입자 빔의 조사 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 하전 입자 빔으로 상기 패턴을 묘화하는 공정은, 상기 하전 입자 빔의 광로 상에 배치된 주편향기 및 부편향기로 상기 하전 입자 빔을 편향시키면서 행해지고,
   상기 기준이 되는 폭의 값은 제로보다 크고, 상기 주편향기의 편향폭의 최대값 이하인 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 면적 밀도의 평균값에 따라 상기 기준이 되는 폭을 조정한 후에, 상기 스트라이프 간의 패턴의 면적 밀도의 변화량에 따라 이 폭을 더 조정하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
11. 제8항에 있어서, 상기 조정 후의 스트라이프의 폭은, 상기 하전 입자 빔의 조사 개시로부터의 드리프트의 변화량에 따른 폭인 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
12. 시료 상의 묘화 영역에 묘화되는 패턴의 패턴 데이터로부터 레이아웃 데이터를 작성하는 공정과,
    상기 레이아웃 데이터를 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소영역을 형성하고, 상기 소영역마다 상기 패턴의 면적 밀도를 산출하여, 상기 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 상기 소영역의 면적 밀도의 최대값을 구하는 공정과,
    상기 최대값에 따라 상기 기준이 되는 폭을 조정하는 공정과,
    상기 조정 후의 스트라이프를 따라, 상기 시료 상에 하전 입자 빔으로 상기 패턴을 묘화하는 공정
    을 포함하며,
    상기 조정 후의 스트라이프 중 적어도 하나에 대해서 묘화를 끝냈을 때에, 또는 상기 조정 후의 스트라이프 중 하나를 한창 묘화하고 있는 중에, 묘화를 정지하여 드리프트량을 측정하고, 이 드리프트량을 이용하여 상기 하전 입자 빔의 조사 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
13. 시료 상의 묘화 영역에 묘화되는 패턴의 패턴 데이터로부터 레이아웃 데이터를 작성하는 공정과,
    상기 레이아웃 데이터를 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소영역을 형성하고, 상기 소영역마다 상기 패턴의 면적 밀도를 산출하여, 상기 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 상기 소영역의 면적 밀도의 최소값을 구하는 공정과,
    상기 최소값에 따라 상기 기준이 되는 폭을 조정하는 공정과,
    상기 조정 후의 스트라이프를 따라, 상기 시료 상에 하전 입자 빔으로 상기패턴을 묘화하는 공정
    을 포함하며,
    상기 조정 후의 스트라이프 중 적어도 하나에 대해서 묘화를 끝냈을 때에, 또는 상기 조정 후의 스트라이프 중 하나를 한창 묘화하고 있는 중에, 묘화를 정지하여 드리프트량을 측정하고, 이 드리프트량을 이용하여 상기 하전 입자 빔의 조사 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 드리프트 보정 방법.
14. 하전 입자 빔에 의해 시료 상에 정해진 패턴을 묘화하기 위한 묘화 데이터의 작성 방법에 있어서,
    상기 패턴이 정의된 레이아웃 데이터를, 상기 패턴의 면적 밀도에 따른 폭의 복수의 스트라이프로 분할하여 묘화 데이터를 작성하는 것을 특징으로 하는 묘화 데이터의 작성 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 스트라이프의 폭은 상기 하전 입자 빔의 조사 개시로부터의 드리프트의 변화량에 따른 폭인 것을 특징으로 하는 묘화 데이터의 작성 방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 레이아웃 데이터를 기준이 되는 폭의 스트라이프로 분할하며, 정해진 사이즈로 메쉬 형상으로 분할하여 복수의 소영역을 형성하고, 상기 소영역마다 상기 패턴의 면적 밀도를 산출하여, 상기 기준이 되는 폭의 스트라이프에 포함되는 상기 소영역의 면적 밀도의 평균값을 구하며, 상기 평균값에 따라 기준이 되는 폭을 조정하는 것을 특징으로 하는 묘화 데이터의 작성 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 면적 밀도의 평균값이 정해진 값보다 큰 경우에는, 상기 기준이 되는 폭보다 좁은 폭의 스트라이프로 하고, 상기 면적 밀도의 평균값이 정해진 값보다 작은 경우에는, 상기 기준이 되는 폭보다 넓은 폭의 스트라이프로 하는 것을 특징으로 하는 묘화 데이터의 작성 방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 면적 밀도의 평균값에 따라 상기 기준이 되는 폭을 조정한 후에, 상기 스트라이프 간의 패턴의 면적 밀도의 변화량에 따라 이 폭을 더 조정하는 것을 특징으로 하는 묘화 데이터의 작성 방법.

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