KR20110115090A - 묘화 장치, 묘화 방법 및 묘화 장치의 이상 진단 방법 - Google Patents

묘화 장치, 묘화 방법 및 묘화 장치의 이상 진단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 조사량에 관련된 이상을 묘화 중에 대략 리얼타임이고 또한 효율적으로 검출ㆍ처리할 수 있는 묘화 장치 및 묘화 방법을 제공하는 것이다. 또한, 이상 원인의 추정을 포함하는 이상 진단을 행하는 방법을 제공하는 것이다.
기판(2)에 전자 빔(54)을 조사하여 발생한 반사ㆍ산란 전자를 검출부(19)에서 검출한다. 묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위에 있어서의 N번째의 쇼트의 면적(SN)과 조사 시간(tN)의 곱을 연산부(25a)에서 연산한다. 소정 단위마다 지시 상당값을 누적한 값과, 검출부(19)로부터의 신호(DN)를 소정 단위로 적분한 값을, 비교부(24)에서, 비교ㆍ판정하여, 전자 빔(54)의 조사량에 이상이 일어나 있는지 여부를 판정한다.

Description

묘화 장치, 묘화 방법 및 묘화 장치의 이상 진단 방법 {WRITING APPARATUS, WRITING METHOD AND ABNORMALITY DIAGNOSIS METHOD OF WRITING APPARATUS}
본 발명은 묘화 장치, 묘화 방법 및 묘화 장치의 이상 진단 방법에 관한 것이다.
반도체 집적 회로(LSI) 등의 미세한 소자 회로 패턴을 형성하기 위한, 원화 패턴(레티클 또는 마스크라고도 함)은 전자 빔 또는 레이저 빔 등의 에너지 빔을, 마스크 기판 상에 도포한 레지스트/감광제에 조사/노광한 후, 현상, 에칭 등의 프로세스를 거침으로써 제조된다. 또한, 일부에서는, 반도체 웨이퍼에 에너지 빔으로 직접 회로 패턴을 묘화하여 반도체 디바이스의 제조를 행하는 것도 실시되고 있다.
에너지 빔을 사용한 묘화 장치에 있어서, 장치에 기인하는 묘화 위치나 조사량의 이상, 혹은 기판 상의 이물질에 기인하는 이상 등이 일어난 경우, 통상은, 묘화된 패턴의 검사 과정에서 이상이 판명되는 경우가 많다. 묘화에는 10시간 이상을 필요로 하는 경우도 있으므로, 그동안은 이상이 발생하고 있음에도 계속해서 묘화하게 된다. 또한, 검사 공정은 묘화 공정뿐만 아니라 그 후의 현상 공정 등을 포함하는 소정의 패턴 형성 공정을 거친 후에 행해진다. 따라서, 이러한 공정을 거친 후 처음으로 이상이 발각되는 것에서는, 시간적으로도 비용적으로도 낭비가 크다. 즉, 이상이 발생한 후 발각될 때까지의 사이에 묘화된 모든 기판에 동일한 이상이 발생하여, 이들 기판이 출하 기준을 만족시키지 않으면, 묘화에 써버린 시간은 낭비가 된다. 또한, 묘화를 계속함으로써, 이상 원인을 구명하여 대책을 강구하는 것이 지연되는 결과로도 된다. 또한, 검사 공정에서 이상을 검출할 수 없어 제품이 다음 공정에서 사용된 경우에는, 2차적인 손해가 발생할 가능성도 있다. 이로 인해, 묘화 중에 이상을 검출하여 대처하는 것이 요구되고 있다.
이에 대해, 하전 입자 빔 묘화 장치에 있어서, 묘화 중에 각 쇼트 단위로 이상을 검출하여 처리하는 기술이 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 2 참조).
예를 들어, 특허문헌 1에는 가변 정형 빔 하전 입자 빔의 축과 피노광 재료면 부근에서 일정 각도를 이루어 교차하는 축을 따라서 전자 렌즈를 배치하여, 하전 입자 빔의 조사에 의해 피노광 재료면에 의한 반사 하전 입자를 전자 렌즈로 결상하여, 결상면에 상의 위치를 검출할 수 있는 2차원적 위치 검출기를 설치하고, 이 위치 검출기의 출력 신호와 편향기로 보내는 패턴 신호를 비교하여 노광 위치의 이상을 검지하는 하전 입자선 노광 장치가 개시되어 있다.
이 장치에서는, 또한, 조사량 이상의 검출 방법으로서 이하의 방법의 소개가 있다. XY 위치 검출기의 각 단자의 출력 신호의 총합은 입사하는 반사 전자의 빔 전류에 비례하므로, 이들 출력의 일부는 가산 회로로 보내지고, 또한 그 총합은 비교기로 보내진다. 또한, 승산 회로에 있어서, 빔 정형용 편향 신호의 증폭기의 출력 신호를 승산하여, 정형된 빔 단면의 면적에 상당하는 신호가 만들어진다. 전자총으로부터의 전자 빔의 전류 밀도가 일정하다고 가정하면, 단면적으로부터 빔 전류량을 알 수 있으므로, 승산 회로로부터의 신호와 가산 회로로부터의 신호를 비교함으로써 조사량의 이상을 검지하고 있다.
특허문헌 1에서는, 승산 회로로부터의 신호와 가산 회로로부터의 신호를 비교기로 비교하여 이상을 검지하여, 실제로 노광하고 있는 영역의 묘화를 정지하여, 다음 영역의 묘화로 이행하도록 제어된다. 여기서, 특허문헌 1에 있어서의 위치 검출기의 각 단자의 출력 신호는 전자 빔의 1쇼트마다 검출ㆍ처리된다. 또한, 비교기로 보내지는 신호도, 1쇼트마다의 전자 빔의 조사량에 상당한다.
일본공고특허 평3-24772호 공보 일본공개특허 평5-74404호 공보
그러나, 1쇼트마다 반사 전자의 신호를 검출하여 처리하는 것에서는, 데이터량 및 데이터 처리량이 방대해져, 처리 부하가 커진다. 특히, 최근에는 묘화 패턴이 복잡화되어 패턴의 밀도가 증가하는 한편, 1쇼트당의 쇼트 시간은 짧아지는 경향이 있어, 데이터량ㆍ부하의 가일층의 증가, 처리의 곤란함이 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 조사량에 관련된 이상을 묘화 중에 대략 리얼타임이고 또한 효율적으로 검출ㆍ처리할 수 있는 묘화 장치 및 묘화 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 목적은 이상 원인의 추정을 포함하는 이상 진단을 행하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 이하의 기재로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 제1 형태는, 묘화실 내에 적재되는 시료에 에너지 빔을 조사하여, 시료 상에 묘화 데이터에 기초하는 소정의 패턴을 묘화하는 묘화 장치에 있어서,
시료에 에너지 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 반사ㆍ산란광을 검출하는 검출부와,
묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위마다의 지시 조사량 상당값(누계값)을 연산하는 연산부와,
검출부로부터의 신호를 소정 단위마다 적분하는 적분부와,
연산부에서 얻어진 값과 적분부에서 얻어진 값을 비교하는 비교부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
비교부에서는, 소정 단위마다, 연산부에서 얻어진 지시 조사량 상당값(누계값)과, 적분부에서 얻어진 검출값의 적분값에 소정의 계수를 곱한 값의 비교가 행해져, 양자의 차가 소정의 임계값 이하이면 에너지 빔의 조사량은 정상이라고 판단하고, 양자의 차가 소정의 임계값보다 크면 에너지 빔의 조사량 등은 이상이라고 판단하여 그 취지의 통지를 행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 형태는, 묘화실 내에 적재되는 시료에 에너지 빔을 조사하여, 시료 상에 묘화 데이터에 기초하는 소정의 패턴을 묘화하는 묘화 장치에 있어서,
시료에 에너지 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 반사ㆍ산란광을 검출하는 검출부와,
묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위마다의 지시 조사량 상당값을 연산하는 연산부와,
검출부로부터의 신호를 소정 단위마다 적분하는 적분부와,
소정 단위마다, 연산부에서 얻어진 지시 조사량 상당값과 적분부에서 얻어진 검출값의 적분값을 비교, 이상 판정을 행하는 비교부와,
묘화 데이터로부터 얻어진 쇼트 단위에서의 지시 조사량 상당값을 조사의 시계열 데이터로서 기억하는 제1 기억부와,
검출부로부터의 시계열 신호를 기억하는 제2 기억부와,
필요에 따라서, 제1 기억부에 기억된 조사 지시 상당량의 시계열 데이터와 제2 기억부에 기억된 검출부에서 검출된 시계열 데이터를 비교ㆍ진단하는 이상 진단부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제3 형태는, 시료에 에너지 빔을 조사하여, 시료 상에 묘화 데이터에 기초하는 소정의 패턴을 묘화하는 묘화 방법에 있어서,
시료에 에너지 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 반사ㆍ산란광을 검출하는 검출 공정과,
묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위마다의 지시 조사량 상당값을 연산하는 연산 공정과,
검출 공정에서 얻어진 신호를 소정 단위마다 적분하는 적분 공정과,
소정 단위마다, 연산 공정에서 얻어진 값과 적분 공정에서 얻어진 값을 비교, 이상 판정하는 비교ㆍ판정 공정을 갖고,
비교ㆍ판정 공정에서 이상이 일어나 있다고 판단된 경우에는, 비교ㆍ판정 공정에 있어서의 정보를 축적하여 소정의 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제4 형태는, 시료에 에너지 빔을 조사하여, 시료 상에 묘화 데이터에 기초하는 소정의 패턴을 묘화하는 묘화 장치의 이상 진단 방법에 있어서,
시료에 에너지 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 반사ㆍ산란광을 검출하는 검출 공정과,
묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위마다의 지시 조사량 상당값을 연산하는 연산 공정과,
검출 공정에서 얻어진 신호를 소정 단위마다 적분하는 적분 공정과,
연산 공정에서 얻어진 값과 적분 공정에서 얻어진 값을 비교, 이상 판정하는 비교ㆍ판정 공정을 갖고,
비교ㆍ판정 공정에서 이상이 일어나 있다고 판단된 경우에는, 지시 조사량 상당값의 시계열 데이터와, 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 반사ㆍ산란광의 검출 신호의 시계열 데이터를 비교하여, 이상 원인의 추정을 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 조사량에 관련된 이상을 묘화 중에 대략 리얼타임으로 검출할 수 있는 묘화 장치 및 묘화 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 묘화 장치의 이상을 이상 원인의 추정을 포함하는 진단을 할 수 있는 묘화 장치의 이상 진단 방법이 제공된다.
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 전자 빔 묘화 장치의 구성도.
도 2는 제2 실시 형태에 있어서의 전자 빔 묘화 장치의 구성도.
도 3은 전자 빔에 의한 묘화 방법의 설명도.
도 4는 묘화 방법의 흐름도.
도 5의 (a) 내지 (d)는 검출부로부터의 신호와 지시 조사량 상당값의 연산부로부터의 데이터의 비교에 대한 설명도.
도 6의 (a) 및 (b)는 검출부로부터의 신호와 지시 조사량 상당값의 연산부로부터의 데이터의 비교에 대한 설명도.
도 7의 (a) 및 (b)는 검출부로부터의 신호와 지시 조사량 상당값의 연산부로부터의 데이터의 비교에 대한 설명도.
도 8의 (a) 및 (b)는 검출부로부터의 신호와 지시 조사량 상당값의 연산부로부터의 데이터의 비교에 대한 설명도.
도 9의 (a) 및 (b)는 검출부로부터의 신호와 지시 조사량 상당값의 연산부로부터의 데이터의 비교에 대한 설명도.
제1 실시 형태
도 1은 본 실시 형태에 있어서의 대표적인 에너지 빔 묘화 장치의 하나인, 가변 성형 빔(VSB : Variable Shaped Beam) 방식 전자 빔 묘화 장치의 구성도이다. 이 전자 빔 묘화 장치(100)는 시료에 전자 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ반사ㆍ산란 전자를 검출하는 검출부(19)와, 묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위에 있어서의 지시 조사량 상당값을 연산하는 연산부(25a)와, 검출부로부터의 신호를 소정 단위마다 적분하는 적분부(23)와, 연산부(25a)에서 얻어진 값과 적분부(23)에서 얻어진 값을 비교하는 비교부(24)를 갖는다.
전자 빔 묘화 장치(100)는 시료로서의 기판(2)의 표면에 전자 빔(54)을 조사하여 원하는 패턴을 묘화하는 장치이다. 그로 인해, 전자 빔 묘화 장치(100)는 묘화실(1)과, 묘화실(1)의 상부에 세워 설치한 전자 빔 조사 수단인 전자 광학 경통(10)을 구비하고 있다. 묘화실(1)에는 전자 빔(54)의 광축 방향과 직교하는 X방향 및 Y방향으로 이동 가능한 XY 스테이지(3)가 설치되어 있다. 한편, 전자 광학 경통(10)은 전자총(6)으로부터 발해진 전자 빔(54)을 소정의 단면 형상으로 성형한 후, 편향시켜 기판(2)에 조사하는 것이다. 그 구성은, 도 1에 도시한 바와 같이, 전자총(6), 각종 렌즈(7, 8, 9, 11, 12), 블랭킹용 편향기(13), 성형 편향기(14), 빔 주사용 부편향기(15), 빔 주사용 주편향기(16) 및 2개의 빔 성형용 애퍼쳐(17, 18) 등으로 이루어진다.
기판(2)은, 예를 들어 포토마스크, 레티클용 기판 또는 웨이퍼로 할 수 있다.
검출부(19)는 묘화실(1)의 상방에 설치되어 있고, 기판(2)에 전자 빔(54)이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 전자를 전류값으로서 검출한다. 검출부(19)는 반사ㆍ산란 전자 이외에 2차 전자를 전류값으로서 검출해도 좋다. 또한, 이온 등의 다른 하전 입자를 검출해도 좋다.
검출부(19)로부터 출력된 전기 신호(DN) : 소정 단위 내에서의 N번째의 쇼트에서의 반사ㆍ산란 전자로부터 검출되는 전기 신호를, 소정의 단위마다 적분하여, 그 적분값(∑DN)을 비교부(24)로 보낸다. 적분 방법으로서는, 후술하는 방법도 있지만, 검출 신호(전류값)를 소정 단위로 누적함으로써도, 실시할 수 있다.
비교부(24)에서는, 소정 단위로, 검출부(19)로부터의 신호 적분값과, 연산부(25a)로부터의 지시 조사량 상당값의 누적값과의 비교가 행해진다. 여기서, 연산부(25a)는 지시 조사량 상당값(SN×tN), 즉 N번째의 쇼트에서의 지시 조사량 상당값을 연산하는 지시값 연산부(25')와, 소정 단위에서의 누적값을 산출하는 지시값 적분부(23')를 갖는다. 지시 조사량 상당값(SN×tN)은 전자 빔 조사 장치(100)에서 조사량 이상이 일어나 있는지 여부를 판정할 때의 기준값으로, 원하는 쇼트를 묘화하는 데 필요한 조사량에 대응한다. 지시 조사량 상당값(SN×tN)은, 구체적으로는 다음과 같이 하여 구해진다.
묘화 데이터는 CAD 시스템을 사용하여 설계된 반도체 집적 회로 등의 설계 데이터(CAD 데이터)에, 보정이나 도형 패턴의 분할 등의 처리를 실시함으로써 작성된다.
자기 디스크(도시하지 않음)에 저장되어 있는 묘화 데이터는 입력부(26)로부터 제어 계산기(27)에 의해 판독되면, 쇼트 데이터 생성부(28)에 있어서, 각 쇼트의 도형 코드(K), 위치 좌표, 사이즈(L1, L2) 및 조사 시간(t)이 생성된다. 여기서, 소정 단위에 있어서의 N번째의 쇼트의 조사 시간을 tN, 도형 코드를 KN 등으로 나타낸다.
다음에, 쇼트 데이터 생성부(28)로부터 편향 연산부(29)로 쇼트 사이즈(L1, L2)와 위치 좌표가 보내져, 보정 연산과 세틀링 시간의 계산이 행해진다. 여기서, L1은 X방향의 쇼트 사이즈이고, L2는 Y방향의 쇼트 사이즈이다.
세틀링 시간은 편향 앰프(34, 35)에 의해 편향 전압을 정정(settling)하는 데 필요한 시간이다.
지시값 연산부(25')는 편향 연산부(29)로부터 수취한 보정 연산 후의 L1 및 L2, 조사 시간 t, 도형 코드 K로부터 지시 조사량 상당값을 산출한다. 예를 들어, 직사각형 쇼트의 경우에는, 소정 단위에 있어서의 N번째의 쇼트 면적을 SN으로 하면, SN＝(L1×L2)로 계산된다. 삼각형 쇼트의 경우에는, SN＝{(L1×L2)/2}로 구해진다. 본 실시 형태에서는, 일례로서, 쇼트 면적 SN에 조사 시간 tN 및 전류 밀도 D를 곱한 것이지만, 전류 밀도 D는 일정하고 SN×tN을 지시 조사량 상당값으로서 생각한다.
이상과 같이 하여 구해진 지시 조사량 상당값(SN×tN)은, 소정의 단위마다 지시값 적분부(23')에서 누적ㆍ적분되어, 얻어진 데이터[∑(SN×tN)]는 비교부(24)로 보내진다.
비교부(24)에서는 적분부(23)로부터의 신호(∑DN)와, 지시값 적분부(23')로부터의 데이터[∑(SN×tN)]의 비교가 행해진다. 여기서, 검출부(19)에서 검출되는 신호(DN)에는 전자의 반사ㆍ산란 효율 등이 영향을 미친다. 따라서, 이러한 영향을 고려하면, 이들 신호 사이에는 다음 식의 관계가 성립될 것이다.
∑(SN×tN)＝α∑DN(α : 비례 계수)
그러나, 어떤 원인으로 조사량 이상이 일어나면 이 관계는 성립되지 않게 된다. 따라서, 적분부(23)로부터의 신호(∑DN)와, 지시값 적분부(23')로부터의 데이터[∑(SN×tN)]를 비교함으로써, 조사량 이상이 일어나 있는지 여부를 판정할 수 있다.
또한, 기판 상에 파티클 등의 이물질이 존재한 경우에도, 검출부(19)에서 검출되는 반사ㆍ산란 전자의 양은 정상값으로부터 벗어난 것으로 된다. 또한, 이물질이 있는 개소에 전자 빔이 조사된 경우에도 레지스트막에 전자 빔이 정상적으로 조사되지 않는 것에 의해, 레지스트 패턴이 정상으로 형성되지 않아 묘화 이상으로 연결된다. 상술한 본 실시 형태의 방법에 따르면, 이러한 기판 상의 이물질에 기인하는 묘화 이상도 검출할 수 있다.
또한, 비교부(24)에 있어서의 판정에 상기 이외의 방법을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 상기에서는, ∑(SN×tN)과 α∑DN이 일치하는 경우를 이상이 일어나 있지 않은 경우로 하였지만, 현실적으로는, 양자의 차가 소정의 범위 내인 경우를 포함시켜 이상이 일어나 있지 않은 경우로 하는 것이 좋다.
제2 실시 형태
도 2는 본 실시 형태에 있어서의 전자 빔 묘화 장치의 구성도이다. 또한, 도 1과 동일한 부호를 부여한 부분은 동일한 것인 것을 나타내고 있다.
이 전자 빔 묘화 장치(100')는 시료에 전자 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 전자를 검출하는 검출부(19)와, 묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위마다의 지시 조사량 상당값을 연산하는 연산부(25a)와, 검출부(19)로부터의 신호를 소정 단위마다 적분하는 적분부(23a)와, 소정 단위마다, 연산부(25a)에서 얻어진 지시 조사량 상당값과 적분부(23a)에서 얻어진 검출값의 적분값을 비교, 이상 판정을 행하는 비교부(24)와, 묘화 데이터로부터 얻어진 쇼트 단위에서의 지시 조사량 상당값을 조사의 시계열 데이터로서 기억하는 제1 기억부(22a)와, 검출부로부터의 시계열 신호를 기억하는 제2 기억부(22b)와, 필요에 따라서, 제1 기억부에 기억된 조사 지시 상당량의 시계열 데이터와 제2 기억부에 기억된 검출부에서 검출된 시계열 데이터를 비교ㆍ진단하는 이상 진단부(31)를 갖는다.
검출부(19)로부터 출력된 전기 신호(DN)는 증폭기(20)에서 증폭된 후, A/D 변환기(21)에 입력된다. 여기서, DN은 소정 단위에 있어서의 N번째의 쇼트의 반사ㆍ산란 전자 검출 신호이다. A/D 변환기(21)는 증폭기(20)로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 또한, 이때 시간축을 포함시켜 신호를 검출하여 기록한다.
전자 빔 묘화 장치(100')는 제1 및 제2 기억부(22a, 22b)와, 적분부(23a)와, 비교부(24)를 갖는다.
제1 기억부(22a)는 지시 조사량 상당값(SN×tN)을, 쇼트 개시와 종료의 시간축을 포함시켜 시계열 데이터로서 기억시키는 것이다.
A/D 변환기(21)에서 변환된 디지털 신호는 제2 기억부(22b)로 보내진다. 제2 기억부(22b)는, 일시적으로는 시간축을 포함시킨 검출부(19)로부터의 신호(DN)의 신호 파형의 이력을 기록하는 것이다. 적분부(23a)는 제2 기억부(22b)로부터의 신호를 소정의 단위마다 적분하여, 그 적분값(∑DN)을 비교부(24)로 보낸다.
비교부(24)에서는 소정 단위마다, 검출부로부터의 신호와, 연산부로부터의 소정 단위 조사량 지시 상당값 데이터의 비교가 행해진다. 여기서, 연산부는 지시 조사량 상당값(SN×tN)을 연산하는 지시값 연산부(25')와 지시값 적분부(23')를 갖는다. 지시 조사량 상당값(SN×tN)은 전자 빔 조사 장치(100)에서 조사량 이상이 일어나 있는지 여부를 판정할 때의 기준값으로, 원하는 쇼트를 묘화하는 데 필요한 조사량에 대응한다. 지시 조사량 상당값(SN×tN)은 상기 실시예와 마찬가지로 구해진다.
비교부(24)에서는, 검출부로부터의 신호(∑DN)와, 조사량 연산부로부터의 신호[∑(SN×tN)]의 비교가 행해진다. 여기서, 검출부(19)에서 검출되는 신호(DN)에는 전자의 반사ㆍ산란 효율 등이 영향을 미친다. 따라서, 이러한 영향을 고려하면, 이들 신호 사이에는 다음 식의 관계가 성립될 것이다.
∑(SN×tN)＝α∑DN(α : 비례 계수)
그러나, 어떤 원인으로 조사량 이상이 일어나면 이 관계는 성립되지 않게 된다. 따라서, 검출부로부터의 신호(∑DN)와, 조사량 연산부로부터의 신호[∑(SN×tN)]를 비교함으로써, 조사량 이상이 일어나 있는지 여부를 판정할 수 있다.
또한, 기판 상에 파티클 등의 이물질이 존재한 경우에도, 검출부(19)에서 검출되는 반사ㆍ산란 전자의 양은 정상값으로부터 벗어난 것으로 된다. 또한, 이물질이 있는 개소에 전자 빔이 조사된 경우에도 레지스트막에 전자 빔이 정상적으로 조사되지 않는 것에 의해, 레지스트 패턴이 정상으로 형성되지 않아 묘화 이상으로 연결된다. 상술한 본 실시 형태의 방법에 따르면, 이러한 기판 상의 이물질에 기인하는 묘화 이상도 검출할 수 있다.
또한, 비교부(24)에 있어서의 판정에 상기 이외의 방법을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 상기에서는 ∑(SN×tN)과 α∑DN이 일치하는 경우를 이상이 일어나 있지 않은 경우로 하였지만, 현실적으로는, 양자의 차가 소정의 범위 내인 경우를 포함시켜 이상이 일어나 있지 않은 경우로 하는 것이 좋다.
비교부(24)에 있어서, 조사량이나 이물질에 기인하는 묘화 이상이 일어나 있다고 판정된 경우에는, 그 정보를 제어 계산기(27) 내에 설치된 이상 진단부(31)로 송신한다. 여기서, 정보에는 기판 상의 묘화 위치(소정 단위마다의 묘화 위치라도 좋음)에 관한 정보가 포함된다. 또한, 제1 기억부(22a) 및 제2 기억부(22b)의 내부에 저장되어 있는 신호(DN), 지시 조사량 상당값(SN×tN)의 시계열 데이터도 이상 진단부(31)로 전송한다. 신호(DN)는 시간축을 포함한 신호 이력이다. 이상 진단부(31)에서는 불량 개소의 특정ㆍ이상 원인의 추정 등의 진단을 행한다. 그리고, 제어 계산기(27)를 통해 그 결과를 사용자에게 통지한다.
도 3은 전자 빔에 의한 묘화 방법의 설명도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 기판(2) 상에 묘화되는 패턴(51)은 스트립 형상의 프레임 영역(주편향 영역)(52)으로 분할되어 있다. 전자 빔(54)에 의한 묘화는 스테이지(3)가 일방향(예를 들어, X방향)으로 연속 이동하면서, 프레임 영역(52)마다 행해진다. 프레임 영역(52)은, 또한 부편향 영역(53)으로 분할되어 있고, 전자 빔(54)은 부편향 영역(53) 내의 필요한 부분만을 묘화한다. 또한, 프레임 영역(52)은 주편향기(16)의 편향 폭으로 결정되는 스트립 형상의 묘화 영역이고, 부편향 영역(53)은 부편향기(15)의 편향 폭으로 결정되는 단위 묘화 영역이다.
칩 전체의 묘화 데이터는 주편향 영역의 사이즈에 따른 복수의 띠 형상의 프레임 데이터와, 프레임 내에서 주편향 영역보다도 작은 복수의 부편향 영역 단위로 이루어지는 데이터 계층 구조로 되어 있다.
부편향 영역은 부편향기(15)에 의해, 주편향 영역보다도 고속으로 전자 빔(54)이 주사되어 묘화된다. 부편향 영역 내를 묘화할 때에는, 패턴 도형에 따라서 준비된 치수와 형상의 쇼트가 성형 편향기에 의해 형성된다. 구체적으로는, 전자총으로부터 출사된 전자 빔이, 애퍼쳐(17)에 의해 직사각 형상으로 성형된 후, 성형 편향기(14)에 의해 애퍼쳐(18) 상에 투영되어, 그 빔 형상과 치수를 변화시킨다. 그 후, 상술한 바와 같이, 부편향기(15)와 주편향기(16)에 의해 편향되어, 스테이지(3) 상에 적재된 기판(2)에 조사된다.
부편향 영역의 기준 위치의 위치 결정은 주편향기(16)에 의해 행해지고, 부편향 영역(53) 내에서의 묘화는 부편향기(15)에 의해 제어된다. 즉, 주편향기(16)에 의해 전자 빔(54)이 소정의 부편향 영역(53)에 위치 결정되고, 부편향기(15)에 의해 부편향 영역(53) 내에서의 묘화 위치가 결정된다. 또한, 성형 편향기(14)와 애퍼쳐(17, 18)에 의해 전자 빔(54)의 형상과 치수가 결정된다. 그리고, 스테이지(3)를 일방향으로 연속 이동시키면서, 부편향 영역(53) 내를 묘화하고, 1개의 부편향 영역(53)의 묘화가 종료되면, 다음의 부편향 영역(53)을 묘화한다. 프레임 영역(52) 내의 모든 부편향 영역(53)의 묘화가 종료되면, 스테이지(3)를 연속 이동시키는 방향과 직교하는 방향(예를 들어, Y방향)으로 스텝 이동시킨다. 그 후, 동일한 처리를 반복하여, 프레임 영역(52)을 순차적으로 묘화해 간다.
다음에, 전자 빔 묘화 장치에 의한 묘화 방법에 대해 설명한다.
우선, 묘화실(1) 내의 스테이지(3) 상에 기판(2)을 적재한다. 계속해서, 스테이지(3)의 위치 검출을 위치 회로(5)에 의해 행하여, 제어 계산기(27)로부터의 신호에 기초하여, 스테이지 구동 회로(4)에 의해 스테이지(3)를 묘화 가능한 위치까지 이동시킨다.
전자 빔(54)은 전자총(6)으로부터 출사된다. 출사된 전자 빔(54)은 조명 렌즈(7)에 의해 집광된다. 그리고, 블랭킹용 편향기(13)에 의해, 전자 빔(54)을 기판(2)에 조사할지 여부의 조작을 행한다.
애퍼쳐(17)에 입사한 전자 빔(54)은 애퍼쳐(17)의 개구부를 통과한 후, 성형 편향 앰프(34)에 의해 제어된 성형 편향기(14)에 의해 편향된다. 그리고, 애퍼쳐(18)에 형성된 개구부를 통과함으로써, 원하는 형상과 치수를 갖는 빔 형상으로 된다. 이 빔 형상은 기판(2)에 조사되는 전자 빔(54)의 묘화 단위이다.
전자 빔(54)은 빔 형상으로 성형된 후, 축소 렌즈(11)에 의해 축소된다. 그리고, 기판(2) 상에 있어서의 전자 빔(54)의 조사 위치는 주편향 앰프(36)에 의해 제어된 주편향기(16)와, 부편향 앰프(35)에 의해 제어된 부편향기(15)에 의해 제어된다. 주편향기(16)는 기판(2) 상의 부편향 영역(53)에 전자 빔(54)을 위치 결정한다. 또한, 부편향기(15)는 부편향 영역(53) 내에서 묘화 위치를 위치 결정한다.
기판(2)으로의 전자 빔(54)에 의한 묘화는 스테이지(3)를 일방향으로 이동시키면서, 전자 빔(54)을 주사함으로써 행해진다. 구체적으로는, 스테이지(3)를 일방향으로 이동시키면서, 각 부편향 영역(53) 내에 있어서의 패턴의 묘화를 행한다. 그리고, 1개의 프레임 영역(52) 내에 있는 모든 부편향 영역(53)의 묘화를 종료한 후에는, 스테이지(3)를 새로운 프레임 영역(52)으로 이동하여 마찬가지로 묘화한다.
상기와 같이 하여, 기판(2)의 모든 프레임 영역(52)의 묘화를 종료한 후에는, 새로운 마스크로 교환하여, 상기와 동일한 방법에 의한 묘화를 반복한다.
도 4는 제2 실시 형태에 의한 묘화 방법/이상 검출/이상 진단의 흐름도이다.
도 2의 제어 계산기(27)에 의해 묘화 처리의 개시가 지시되면(S101), 상술한 묘화 방법에 따라서, 기판(2)에 대해 전자 빔(54)이 조사된다(S102). 그러면, 기판(2) 상에서 반사ㆍ산란한 전자가 검출부(19)에서 검출된다. S103에서는, 소정 단위 내의 묘화를 종료한 것인지 여부를 판단하여, 종료되어 있지 않은 경우에는, S104로 진행한다. 여기서, 소정 단위라 함은, 예를 들어 부편향 영역 단위로 할 수 있다.
묘화가 소정 단위 내인 경우에는, 검출부(19)로부터의 신호는 증폭기(20)에 의해 증폭되고, A/D 변환기(21)에 의해 디지털 신호로 변환된 후, 제2 기억부(22b)로 보내진다(S104). 제2 기억부(22b)는 검출부(19)로부터의 시계열 데이터를 축적하여, 소정의 단위마다 적분부(23a)로 데이터를 보낸다. 적분부(23a)는 제2 기억부(22b)로부터의 신호를 소정의 단위마다 적분한다(S105).
흐름도에는 기재하고 있지 않지만, 동시에, 묘화 데이터에 대한 지시 조사량 상당값(SN×tN)의 시계열 데이터의 제1 기억부(22a)로의 기록, 누적값의 산출도 실시된다.
S103에서, 소정 단위 내의 묘화를 종료했다고 판단한 경우에는, S106으로 진행한다. S106에서는, 적분부로부터의 적분값과, 연산부로부터의 누적값의 비교ㆍ판정이 행해진다. 이 처리는 비교부(24)에서 행해진다(일시 진단).
S106에 있어서, ∑(SN×tN)과 α∑DN이 일치하지 않는 경우, 즉,
∑(SN×tN)＝α∑DN(α : 비례 계수)
의 관계가 성립되지 않을 경우, 또는 ∑(SN×tN)과 α∑DN의 차가 소정의 범위 내가 아닌 경우에는, S107로 진행하여, 그 정보를 제어 계산기(27) 내에 설치된 이상 진단부(31)로 송신한다. 또한, 제1 및 제2 기억부(22a, 22b) 내에 저장되어 있는 신호(DN) 및 조사량 지시 상당량의 시계열 데이터도 이상 진단부(31)로 전송한다. 이상 진단부(31)에서는 이후의 해석이나 검증을 위해, 자기 디스크 등에 정보가 기록된다. 그 후, S108로 진행하여, 제1 및 제2 기억부(22a, 22b)에 1차 저장된 데이터를 소거한다. 한편, 상기 식의 관계가 성립되는 경우에도 S108로 진행하여, 동일한 처리를 행한다.
이상 진단부(31)는 일시 이상 진단에서, 시계열[데이터 신호(DN) 및 조사량 지시 상당량의 시계열 데이터]의 수령을 완료하면, 이상 개소의 특정, 이상 원인의 추정ㆍ특정 등의 이상 진단을 행하여, 결과를 사용자에게 통지한다. 그동안, 묘화 장치는 다음 소정 단위의 묘화를 진행하고 있다.
다음에, S109에 있어서, 남은 묘화량을 확인한다. 묘화량이 있는 경우에는 S102로 복귀되어, S102 내지 S109를 반복한다. 한편, S109에서 남은 묘화량이 없는 경우에는 묘화 처리를 종료한다(S110).
이상에서는, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해, 순차적으로 묘화 및 진단의 플로우를 기재하였지만, 묘화를 행하는 중에, 소정 단위의 경계 정보의 전달, 시계열 데이터의 추출, 적분, 비교 등의 진단 공정을, 묘화와 병행하여 실시하는 것은 가능하다.
도 4에 도시하는 일련의 처리에 있어서, S106은 전자 빔 묘화 장치 내에서의 불량의 1차 진단 처리라고 할 수 있다. 이 1차 진단 처리의 결과는 비교부에서 처리되어(S106), 불량 개소가 있는 경우에는, 이상 진단부에서 시계열 데이터 등의 분석, 이상 개소의 진단이 행해져(S112), 그 결과가 사용자에게 통지된다(S113). 사용자에게 이상을 통지하는 타이밍은 이상의 진단 직후인 것이 바람직하다. 이상의 정도에 따라서는, 묘화를 강제적으로 종료하는 것이 필요해지는 경우도 있다. 예를 들어, 명백한 전자총의 이상(전자총의 다운이나 큰 방전 등)이 보인 경우에는 강제 종료가 필요해진다.
이상에서는, 가변 성형(VSB : Variable Shaped Beam) 방식의 전자 빔 묘화 장치에 대해, 부편향 영역을 소정 단위로 하는 일례를 서술하였다. 실제품에서는, 부편향 영역 단위(예를 들어, 16㎛□의 영역)에 포함되는 쇼트수는, 예를 들어 1 내지 십수백개 정도로 폭이 있고, 시간적으로도, 예를 들어 50ns 내지 수ms 정도의 폭이 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 적분부(23a)에서 얻어지는 신호(∑DN)에 과대한 편차가 발생하는 것을 방지하기 위해, 부편향 영역에 포함되는 쇼트수가 소정수 이하인 경우에는, 다음의 연속하는 부편향 영역을 연결하여 총 쇼트수가 소정수 이상으로 되도록 그루핑하는 것도 가능하다. 이 경우, 프레임을 넘어 부편향 영역을 정리하면, 이상 발생 시의 위치의 특정에 복잡함이 발생하는 것을 고려하여, 프레임을 넘지 않도록 제한을 추가해도 좋다. 또한, 래스터 묘화 장치 등의 다른 묘화 방식에서도 마찬가지로, 소정 단위를 다양하게 선택하여 설정함으로써, 이상 검출의 최적화가 가능하다. 예를 들어, 래스터 방식의 전자 빔 묘화 장치에서는, 빔 사이즈가 일정하다고 간주하는 경우에 소정의 래스터수를 프레임 내에서의 소정 단위로 설정할 수 있다.
도 5를 사용하여, 이상 진단부(31)에서의 이상 진단 방법, 즉 검출부로부터의 시계열 신호와, 지시값 연산부(25')로부터의 시계열 데이터의 비교에 대해 설명한다. 또한, 이 예에서는, 소정 단위 내에 N개(N : 정수)의 쇼트가 행해지는 경우를 나타내고 있다. 여기서, 소정 단위는, 예를 들어 부편향 영역 단위로 할 수 있다.
도 5의 (a)는 블랭킹 데이터를 모식적으로 도시한 것이다. 횡축은 시간을, 종축은 블랭킹 신호(BLK 신호)의 강도를 각각 나타내고 있다. 블랭킹 신호가 인가되고 있는 동안, 즉 t1, t2, t3, …, t(N-2), t(N-1), tN으로 나타내는 시간은, 마스크에 전자 빔이 조사되고 있다. 따라서, t1, t2, t3, …, t(N-2), t(N-1), tN은 각각 1쇼트당의 전자 빔의 조사 시간에 상당한다. 한편, 블랭킹 신호가 인가되고 있지 않을 때에는 세틀링 시간에 대응하여, 그동안은 마스크에 전자 빔이 조사되지 않는다.
도 5의 (b)는 각 쇼트의 면적을 모식적으로 도시한 것이다. S1, S2, S3, …, S(N-2), S(N-1), SN은 각각 쇼트 면적을 나타내고 있고, 단위 시간 지시 조사량 상당값에 상당한다.
도 5의 (c)는 지시 조사량 상당값을 모식적으로 도시한 것이다. 횡축은 시간을 나타내고 있고, 그 스케일은 도 5의 (a)와 동일하다. 또한, 종축은 단위 시간 지시 조사량 상당값을 나타내고 있다. 여기서, 지시 조사량 상당값은 소정 단위에 있어서의 N번째의 쇼트의 조사 시간과, 소정 단위에 있어서의 N번째의 쇼트의 면적의 곱으로 나타낸다. 즉, 지시 조사량 상당값은, 도 5의 (a)에 도시하는 N번째의 쇼트의 조사 시간(tN)과, 도 5의 (b)에 도시하는 N번째의 쇼트의 면적(SN)의 곱으로 나타낸다.
도 5의 (d)는 검출부에서 검출된 반사ㆍ산란 전자량을 모식적으로 도시한 것이다. 횡축은 시간을 나타내고 있고, 스케일은 도 5의 (a)와 동일하다. 또한, 종축은 반사ㆍ산란 전자의 검출 신호를 나타내고 있다. 도면 중의 D1, D2, D3, …, D(N-2), D(N-1), DN은 각각 대응하는 쇼트에서 검출된 반사ㆍ산란 전자의 신호를 나타내고 있다. 또한, 검출 신호에는 반사ㆍ산란 전자 이외에 2차 전자나 이온 등의 다른 하전 입자에 의한 신호가 포함되어 있어도 좋다.
전자 빔 묘화 장치(100)에서는, 비교부(24)에 있어서, 검출부로부터의 신호와 조사량 연산부로부터의 신호의 비교가 행해진다. 이 예에서는, N개의 쇼트마다 적분하여 얻어진, 검출부로부터의 신호(∑DN)와 조사량 연산부로부터의 데이터[∑(SN×tN)]가 비교된다.
비교는, 구체적으로는 다음 식의 관계가 성립될지 여부를 조사하는 처리이다.
∑(SN×tN)＝α∑DN(α : 비례 계수)
도 5의 (c)와 (d)를 비교하면, 상기 관계가 성립되는 것을 알 수 있다. 따라서, 이 경우에는 조사량은 정상이라고 판단된다.
도 6의 (a)는 지시 조사량 상당값을 모식적으로 도시한 것으로, 도 5의 (c)와 마찬가지이다. 또한, 이 예에서도, 소정 단위 내에 N개(N : 정수)의 쇼트가 행해지는 것으로 한다. 소정 단위는, 예를 들어 부편향 영역 단위로 할 수 있다.
도 6의 (b)는 검출부에서 검출된 반사ㆍ산란 전자량을 모식적으로 도시한 것이다. 횡축은 시간을 나타내고 있고, 스케일은 도 6의 (a)와 동일하다. 또한, 종축은 반사 전자의 검출 신호를 나타내고 있다. 또한, 검출 신호에는 반사ㆍ산란 전자 이외에 2차 전자나 이온 등의 다른 하전 입자에 의한 신호가 포함되어 있어도 좋다.
도 6의 (a)와 (b)를 비교하면,
∑(SN×tN)＝α∑DN(α : 비례 계수)
의 관계는 성립되지 않는다. 도 6의 (b)의 반사 전자량은 도 6의 (a)의 지시 조사량 상당값에 대해 증가하고 있다. 이 소정 단위에서 이상이 발생하고 있다고 판단되어, 그 관련 정보가 비교부(24)로부터 이상 진단부(31)로 보내진다. 또한, 제1 및 제2 기억부(22a, 22b) 내에 저장되어 있는 시계열 데이터, 즉 도 6의 (a) 및 (b)의 데이터도 이상 진단부(31)로 전송된다. 이상 진단부(31)에서는 비교부(24)로부터의 정보, 제1 및 제2 기억부(22a, 22b)로부터의 시계열 데이터에 기초하여, 불량 개소의 특정과 이상 원인의 추정을 포함하는 이상 진단을 행한다. 도 6의 (b)의 예에서는, 전자 빔 묘화 장치(100') 내의 고압 전원에 이상이 일어나 있는 것이 추측된다. 이러한 진단 결과는 제어 계산기(27)를 통해 사용자에게 통지된다.
도 7의 (a)는 지시 조사량 상당값을 모식적으로 도시한 것으로, 도 5의 (c)와 마찬가지이다. 또한, 이 예에서도, 소정 단위 내에 N개(N : 정수)의 쇼트가 행해지는 것으로 한다. 소정 단위는, 예를 들어 부편향 영역 단위로 할 수 있다.
도 7의 (b)는 검출부에서 검출된 반사 전자량을 모식적으로 도시한 것이다. 횡축은 시간을 나타내고 있고, 스케일은 도 7의 (a)와 동일하다. 또한, 종축은 반사 전자의 검출 신호를 나타내고 있다. 또한, 검출 신호에는, 반사 전자 이외에 2차 전자나 이온 등의 다른 하전 입자에 의한 신호가 포함되어 있어도 좋다.
도 7의 (a)와 (b)를 비교하면,
∑(SN×tN)＝α∑DN(α : 비례 계수)
의 관계는 성립되지 않는다. 도 7의 (b)의 반사 전자량은 도 7의 (a)의 지시 조사량 상당값에 대해 감소하고 있고, 또한 반사ㆍ산란 전자량은 1쇼트 내에서 변화되고 있다. 이 소정 단위에서 이상이 발생하고 있다고 판단되어, 그 관련 정보가 비교부(24)로부터 이상 진단부(31)로 보내진다. 또한, 제1 및 제2 기억부(22a, 22b) 내에 저장되어 있는 신호, 즉 도 7의 (b)의 데이터도 이상 진단부(31)로 전송된다. 이상 진단부(31)에서는 비교부(24)로부터의 정보, 제1 및 제2 기억부(22a, 22b)로부터의 시계열 데이터에 기초하여, 불량 개소의 특정과 이상의 진단을 행한다. 도 7의 (b)의 예에서는, 전자 빔 묘화 장치(100') 내에서 전자총(6)의 얼라인먼트 코일에 이상이 발생하고 있는 결과, 전자 빔(54)에 얼라인먼트 어긋남 등이 일어나 있는 것이 추측된다. 이러한 진단 결과는 제어 계산기(27)를 통해 사용자에게 통지된다.
도 8의 (a)는 지시 조사량 상당값을 모식적으로 도시한 것으로, 도 5의 (c)와 마찬가지이다. 또한, 이 예에서도, 소정 단위 내에 N개(N : 정수)의 쇼트가 행해지는 것으로 한다. 소정 단위는, 예를 들어 부편향 영역 단위로 할 수 있다.
도 8의 (b)는 검출부에서 검출된 반사ㆍ산란 전자량을 모식적으로 도시한 것이다. 횡축은 시간을 나타내고 있고, 스케일은 도 8의 (a)와 동일하다. 또한, 종축은 반사 전자의 검출 신호를 나타내고 있다. 또한, 검출 신호에는 반사 전자 이외에 2차 전자나 이온 등의 다른 하전 입자에 의한 신호가 포함되어 있어도 좋다.
도 8의 (a)와 (b)를 비교하면,
∑(SN×tN)＝α∑DN(α : 비례 계수)
의 관계는 성립되지 않는다. 도 8의 (b)의 반사 전자량은 도 8의 (a)의 지시 조사량 상당값에 대해 증가하거나, 감소하고 있다. 또한, 1쇼트 내에서의 반사 전자량에도 변화가 보인다. 이 소정 단위에서 이상이 발생하고 있다고 판단되어, 그 관련 정보가 비교부(24)로부터 이상 진단부(31)로 보내진다. 또한, 제1 기억부(22a) 내에 저장되어 있는 신호, 즉 도 8의 (b)의 데이터도 이상 진단부(31)로 전송된다. 이상 진단부(31)에서는 비교부(24)로부터의 정보, 제1 및 제2 기억부(22a, 22b)로부터의 시계열 데이터에 기초하여, 불량 개소의 특정과 이상의 진단을 행한다. 도 8의 (b)의 예에서는 전자 빔 묘화 장치(100') 내에서의 전자총(6)에 캐소드 방전 등의 이상이 일어나 있는 것이 추측된다. 이러한 진단 결과는 제어 계산기(27)를 통해 사용자에게 통지된다. 또한, 비교는 N개의 쇼트마다가 아니라 1쇼트마다 행하는 것도 가능하다.
도 9의 (a)는 지시 조사량 상당값을 모식적으로 도시한 것으로, 도 5의 (c)와 마찬가지이다. 또한, 이 예에서도, 소정 단위 내에 N개(N : 정수)의 쇼트가 행해지는 것으로 한다. 소정 단위는, 예를 들어 부편향 영역 단위로 할 수 있다.
도 9의 (b)는 검출부에서 검출된 반사 전자량을 모식적으로 도시한 것이다. 횡축은 시간을 나타내고 있고, 스케일은 도 9의 (a)와 동일하다. 또한, 종축은 반사 전자의 검출 신호를 나타내고 있다. 또한, 검출 신호에는 반사 전자 이외에 2차 전자나 이온 등의 다른 하전 입자에 의한 신호가 포함되어 있어도 좋다.
도 9의 (a)와 (b)를 비교하면,
∑(SN×tN)＝α∑DN(α : 비례 계수)
의 관계는 성립되지 않는다. 도 9의 (b)에서는 1쇼트의 조사 시간이 도 9의 (a)보다 길게 되어 있다. 이 소정 단위에서 이상이 발생하고 있다고 판단되어, 그 관련 정보가 비교부(24)로부터 이상 진단부(31)로 보내진다. 또한, 제1 기억부(22a) 내에 저장되어 있는 신호, 즉 도 9의 (b)의 데이터도 이상 진단부(31)로 전송된다. 이상 진단부(31)에서는 비교부(24)로부터의 정보, 제1 및 제2 기억부(22a, 22b)로부터의 시계열 데이터에 기초하여, 불량 개소의 특정과 이상의 진단을 행한다. 도 9의 (b)의 예에서는, 전자 빔 묘화 장치(100') 내에서 블랭킹 앰프(33) 등에 이상이 발생하고 있는 결과, 블랭킹 제어 불량 등이 일어나 있는 것이 추측된다. 이러한 진단 결과는 제어 계산기(27)를 통해 사용자에게 통지된다.
이상 서술한 바와 같이 본 발명에서는, 마스크에 전자 빔을 조사하여 발생한 반사 전자를 검출부에서 검출한다. 한편, 묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위에 있어서의 N번째의 쇼트의 면적(SN)과 조사 시간(tN)의 곱을 지시값 연산부에서 연산한다. 그리고, 제1 기억부에 있어서, 쇼트 개시, 종료 시간을 포함시킨 (SN)의 시계열 데이터를 기억시킨다. 한편, 검출부로부터의 신호(DN)의 시계열을 제2 기억부에 기억한다.
계속해서, 적분부(적분부)에 있어서, 검출부로부터의 신호(DN)를 소정 단위마다 적분하여 적분값을 구한다.
다음에, 비교부에서, 소정 단위마다 적분값과 지시 조사량 상당값(누적값)을 비교하여, 반사ㆍ산란 검출량에 이상이 일어나 있는지 여부를 판정한다. 그 후, 비교부로부터의 정보, 제2 기억부로부터의 시계열 데이터를 기초로 이상 진단부에서 이상 개소를 진단한다. 즉, 본 발명에 따르면, 이상의 원인으로 되고 있는 개소ㆍ원인을 장치 내에서 대략 리얼타임으로 진단할 수 있다. 또한, 소정 단위를 부편향기에 의해 에너지 빔이 주사되는 부편향 영역으로 하면, 이상 판단 등의 처리가 용이해지므로, 장치 내에서의 이상을 정확하고 또한 효율적으로 검지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서, 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 각 실시 형태에서는 전자 빔을 사용하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 이온 빔 등의 다른 하전 입자 빔이나, 레이저 광 등의 광 빔 등의 다른 에너지 빔을 사용한 경우에도 적용 가능하다.
예를 들어, 레이저 광 묘화 장치는 레이저 빔의 주사와 이동에 미러를 사용하거나, 반사ㆍ산란광의 검출에 광량 검출기를 사용하는 등, 전자 빔 묘화 장치와 기구적으로 다른 구조를 갖는다. 그러나, 이 경우에도, 기판으로부터의 반사ㆍ산란광을 검출하여, 소정 단위에서의 지시 조사량 상당값과 비교함으로써, 묘화 이상의 판정이나 진단을 행할 수 있다.
1 : 묘화실
2 : 기판
3 : 스테이지
4 : 스테이지 구동 회로
5 : 위치 회로
6 : 전자총
7, 8, 9, 11, 12 : 각종 렌즈
10 : 전자 광학 경통
13 : 블랭킹용 편향기
14 : 성형 편향기
15 : 부편향기
16 : 주편향기
17, 18 : 애퍼쳐
19 : 검출부
20 : 증폭기
21 : A/D 변환기
22a : 제1 기억부
22b : 제2 기억부
23 : 적분부
23' : 지시값 적분부
24 : 비교부
25a : 연산부
25' : 지시값 연산부
26 : 입력부
27 : 제어 계산기
28 : 쇼트 데이터 생성부
29 : 편향 연산부
30 : 적분부
31 : 이상 진단부
33 : 블랭킹 앰프
34 : 성형 편향 앰프
35 : 부편향 앰프
36 : 주편향 앰프
51 : 묘화되는 패턴
52 : 프레임 영역
53 : 부편향 영역
54 : 전자 빔
100 : 전자 빔 묘화 장치

Claims (5)

  1. 묘화실 내에 적재되는 시료에 에너지 빔을 조사하여, 상기 시료 상에 묘화 데이터에 기초하는 소정의 패턴을 묘화하는 묘화 장치에 있어서,
    상기 시료에 에너지 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 반사ㆍ산란광을 검출하는 검출부와,
    상기 묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위마다의 지시 조사량 상당값을 연산하는 연산부와,
    상기 검출부로부터의 신호를 상기 소정 단위마다 적분하는 적분부와,
    상기 연산부에서 얻어진 값과 상기 적분부에서 얻어진 값을 비교하는 비교부를 갖는 것을 특징으로 하는, 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비교부에서는, 상기 소정 단위마다, 상기 연산부에서 얻어진 값과, 상기 적분부에서 얻어진 값에 소정의 계수를 곱한 값의 비교가 행해져,
    양자의 차가 소정의 임계값 이하이면 상기 에너지 빔의 조사량은 정상이라고 판단하고, 양자의 차가 상기 소정의 임계값보다 크면 상기 에너지 빔의 조사량은 이상이라고 판단하여 그 취지의 통지를 행하는 것을 특징으로 하는, 묘화 장치.
  3. 묘화실 내에 적재되는 시료에 에너지 빔을 조사하여, 상기 시료 상에 묘화 데이터에 기초하는 소정의 패턴을 묘화하는 묘화 장치에 있어서,
    상기 시료에 에너지 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 반사ㆍ산란광을 검출하는 검출부와,
    상기 묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위마다의 지시 조사량 상당값을 연산하는 연산부와,
    상기 검출부로부터의 신호를 상기 소정 단위마다 적분하는 적분부와,
    상기 연산부에서 얻어진 값과 상기 적분부에서 얻어진 값을 비교하는 비교부와,
    상기 묘화 데이터로부터 얻어진 쇼트 단위에서의 지시 조사량 상당값을 조사의 시계열 데이터로서 기억하는 제1 기억부와,
    상기 검출부로부터의 시계열 신호를 기억하는 제2 기억부와,
    필요에 따라서, 상기 제1 기억부에 기록된 조사 지시 상당량과 조사의 시계열 데이터를 비교ㆍ진단하는 이상 진단부를 갖는 것을 특징으로 하는, 묘화 장치.
  4. 시료에 에너지 빔을 조사하여, 상기 시료 상에 묘화 데이터에 기초하는 소정의 패턴을 묘화하는 묘화 방법에 있어서,
    상기 시료에 에너지 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 반사ㆍ산란광을 검출하는 검출 공정과,
    상기 묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위마다의 지시 조사량 상당값을 연산하는 연산 공정과,
    상기 검출 공정에서 얻어진 신호를 상기 소정 단위마다 적분하는 적분 공정과,
    상기 연산 공정에서 얻어진 값과 상기 적분 공정에서 얻어진 값을 비교, 이상 판정하는 비교ㆍ판정 공정을 갖고,
    상기 비교ㆍ판정 공정에서 이상이 일어나 있다고 판단된 경우에는, 상기 비교 공정에 있어서의 정보를 축적하여 소정의 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 묘화 방법.
  5. 시료에 에너지 빔을 조사하여, 상기 시료 상에 묘화 데이터에 기초하는 소정의 패턴을 묘화하는 묘화 장치의 이상 진단 방법에 있어서,
    상기 시료에 에너지 빔이 조사되어 발생한 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 반사ㆍ산란광을 검출하는 검출 공정과,
    상기 묘화 데이터로부터 얻어진 소정 단위마다의 지시 조사량 상당값을 연산하는 연산 공정과,
    상기 검출 공정에서 얻어진 신호를 상기 소정 단위마다 적분하는 적분 공정과,
    상기 연산 공정에서 얻어진 값과 상기 적분 공정에서 얻어진 값을 비교하는 비교 공정을 갖고,
    상기 비교 공정에서 이상이 일어나 있다고 판단된 경우에는, 상기 지시 조사량 상당값의 시계열 데이터와, 상기 반사ㆍ산란 하전 입자 또는 상기 반사ㆍ산란광의 검출 신호의 시계열 데이터를 비교하여, 상기 이상 원인의 추정을 행하는 것을 특징으로 하는, 묘화 장치의 이상 진단 방법.
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