WO2019058782A1 - 描画データ生成方法、マルチ荷電粒子ビーム描画装置、パターン検査装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

描画データ生成方法、マルチ荷電粒子ビーム描画装置、パターン検査装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDF

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健一 安井
憲昭 中山田
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株式会社ニューフレアテクノロジー
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Definitions

  • the present invention relates to a writing data generation method, a multi-charged particle beam writing apparatus, a pattern inspection apparatus, and a computer readable recording medium.
  • a high precision original image pattern (a mask or, particularly, used in a stepper or a scanner is also called a reticle) is formed on quartz using a reduction projection type exposure apparatus. ) Is transferred onto a wafer by reduction.
  • the original pattern of high precision is drawn by an electron beam drawing apparatus, and so-called electron beam lithography technology is used.
  • an electron beam drawing apparatus for example, a multi-beam drawing apparatus is known in which the throughput is improved by irradiating many beams at one time using a multi-beam.
  • this multi-beam drawing apparatus for example, an electron beam emitted from an electron gun passes through an aperture member having a plurality of holes to form a multi-beam, and each beam is subjected to blanking control in a blanking plate. The unshielded beam is demagnified by the optical system and irradiated to a desired position on the mask to be drawn.
  • a layout of a semiconductor integrated circuit is designed, and design data is generated as layout data.
  • the polygon figure included in the design data is divided into a plurality of trapezoids to generate drawing data to be input to the multi-beam drawing apparatus.
  • This drawing data has one vertex as a placement origin for each trapezoid, and has coordinate data of the placement origin and data indicating displacement from the placement origin to the other three vertices.
  • drawing data is created by approximating this shape to a polygon.
  • the approximation is performed with high accuracy, the number of vertices and the number of figures increase, and there is a problem that the data amount of drawing data becomes large.
  • the present invention is a drawing data generation method for generating drawing data capable of suppressing the data amount and the calculation amount in a multi-charged particle beam drawing apparatus from design data including a graphic having a curve, multi-charged particle beam drawing
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and a computer readable recording medium.
  • Another object of the present invention is to provide a pattern inspection apparatus capable of generating drawing data with a reduced amount of data and improving processing efficiency.
  • a drawing data generation method is a drawing data generation method for generating drawing data used in a multi-charged particle beam drawing apparatus, which is a curve representing a curved portion of a figure included in design data. And calculating a pair of curves respectively defined by a plurality of control points, the first control point at the plurality of control points and the position of a second control point adjacent in the traveling direction of the curve, the first control The drawing data is generated by expressing the displacement of the curve in the traveling direction from the point and the displacement in the direction orthogonal to the traveling direction.
  • FIG. 1 is a schematic view of a multi-charged particle beam drawing apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of curve expression. It is a figure which shows the example of the data structure of drawing data. It is a figure which shows the figure division process by a comparative example.
  • FIG. 7 illustrates an example of curve representation according to another embodiment.
  • FIG. 7 illustrates an example of curve representation according to another embodiment.
  • FIG. 8a is a table showing the meaning of the flag
  • FIGS. 8b and 8c are diagrams showing an example of the right angle type. It is a table showing the meaning of the flag.
  • FIG. 7 illustrates an example of curve representation according to another embodiment. It is a schematic block diagram of a pattern inspection device.
  • FIG. 1 is a schematic view of a multi-charged particle beam drawing apparatus that performs drawing using drawing data according to the present embodiment.
  • a configuration using an electron beam will be described as an example of a charged particle beam.
  • the charged particle beam is not limited to the electron beam, and may be another charged particle beam such as an ion beam.
  • the drawing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a drawing unit 10 that draws a desired pattern by irradiating an electron beam onto an object such as a mask or a wafer, and a control unit 50 that controls the drawing operation of the drawing unit 10.
  • the drawing unit 10 has an electron beam column 12 and a drawing chamber 30.
  • an electron gun 14 In the electron beam column 12, an electron gun 14, an illumination lens 16, an aperture member 18, a blanking plate 20, a reduction lens 22, a limiting aperture member 24, an objective lens 26, and a deflector 28 are disposed.
  • An XY stage 32 is disposed in the drawing chamber 30. On the XY stage 32, a mask blank 34 to be a drawing target substrate is placed.
  • the target includes, for example, a wafer, or an exposure mask for transferring a pattern onto the wafer using a reduction projection type exposure apparatus such as a stepper or a scanner using an excimer laser as a light source or an extreme ultraviolet exposure apparatus.
  • the drawing target substrate also includes, for example, a mask on which a pattern has already been formed.
  • a second pattern may be drawn on an object drawn once and processed into a mask.
  • a mirror 36 for measuring the position of the XY stage 32 is disposed on the XY stage 32.
  • the control unit 50 includes a control computer 52, deflection control circuits 54 and 56, and a stage position detector 58.
  • the control computer 52, the deflection control circuits 54 and 56, and the stage position detector 58 are connected to one another via a bus.
  • the electron beam 40 emitted from the electron gun 14 illuminates the entire aperture member 18 substantially perpendicularly by the illumination lens 16.
  • holes are formed in a matrix at a predetermined arrangement pitch.
  • the electron beam 40 illuminates the area including all the holes of the aperture member 18.
  • Each of the plurality of holes passes through a part of the electron beam 40 to form multi-beams 40a to 40e as shown in FIG.
  • passage holes are formed in accordance with the arrangement positions of the respective holes of the aperture member 18, and in each passage hole, a blanker composed of a pair of two electrodes is arranged.
  • the electron beams 40a to 40e passing through the respective passage holes are independently deflected by the voltage applied by the blanker. Blanking control is performed by this deflection. In this manner, the plurality of blankers perform blanking deflection of the corresponding beams among the multi-beams passing through the plurality of holes of the aperture member 18.
  • the multibeams 40a to 40e having passed through the blanking plate 20 are reduced by the reduction lens 22 and travel toward the central hole formed in the limiting aperture member 24.
  • the electron beam deflected by the blanker of the blanking plate 20 deviates from the center hole of the limiting aperture member 24 and is shielded by the limiting aperture member 24.
  • the electron beam not deflected by the blanker of the blanking plate 20 passes through the hole at the center of the limiting aperture member 24.
  • the limiting aperture member 24 shields each beam deflected to be in the beam OFF state by the blanker of the blanking plate 20. Then, the beam that has passed through the limiting aperture member 24 before the beam is turned off after the beam is turned on becomes a beam of one shot.
  • the multi-beams 40a to 40e that have passed through the limiting aperture member 24 are focused by the objective lens 26 to form a pattern image of a desired reduction ratio.
  • the beams (entire multi-beams) having passed through the limiting aperture member 24 are collectively deflected in the same direction by the deflector 28 and irradiated to respective irradiation positions on the mask blank 34 of each beam.
  • the beam irradiation position is controlled by the deflector 28 so as to follow the movement of the XY stage 32.
  • the movement of the XY stage 32 is performed by a stage control unit (not shown), and the position of the XY stage 32 is detected by the stage position detector 58.
  • the multi-beams to be irradiated at one time are ideally aligned at a pitch obtained by multiplying the arrangement pitch of the plurality of holes of the aperture member 18 by the desired reduction ratio described above.
  • This drawing apparatus performs drawing operation by a raster scan method in which shot beams are sequentially irradiated in sequence, and when drawing a desired pattern, a beam required according to the pattern is controlled to be beam ON by blanking control. Ru.
  • the beam irradiation position is controlled by the deflector 28 so as to follow the movement of the XY stage 32.
  • the control computer 52 reads the drawing data D1 from the storage device 60, performs data conversion processing of a plurality of stages, and generates apparatus-specific shot data.
  • the shot data the dose of each shot, the irradiation position coordinates, and the like are defined.
  • the control computer 52 assigns the figure pattern defined in the drawing data to the corresponding pixel. Then, the control computer 52 calculates, for each pixel, the area density of the graphic pattern to be arranged.
  • the control computer 52 calculates the irradiation amount of the electron beam per shot for each pixel. For example, the irradiation amount is determined in proportion to the area density of the pixel, and the irradiation amount is corrected in consideration of the dimensional variation due to the proximity effect, the fogging effect, the loading effect and the like.
  • the control computer 52 outputs the dose of each shot to the deflection control circuit 54 based on the shot data.
  • the deflection control circuit 54 divides the input dose by the current density to obtain the irradiation time t.
  • the deflection control circuit 54 applies a deflection voltage to the corresponding blanker of the blanking plate 20 so that the blanker is turned on only for the irradiation time t when the corresponding shot is performed.
  • the control computer 52 also outputs deflection position data to the deflection control circuit 56 so that each beam is deflected to the position (coordinates) indicated by the shot data.
  • the deflection control circuit 56 calculates the amount of deflection and applies a deflection voltage to the deflector 28. Thereby, the multi-beams shot at that time are collectively deflected.
  • the layout of the semiconductor integrated circuit is designed, and design data (CAD data) D0 to be layout data is generated.
  • the design data D0 is converted by the conversion device 70, and the drawing data D1 input to the control computer 52 of the drawing device 1 is generated.
  • the design data D0 includes a graphic having a curve, and the conversion device 70 obtains information on positions and curve types of a plurality of control points for representing a curve (parametric curve expression), and includes such information.
  • the drawing data D1 is generated.
  • FIG. 2 shows an example of a figure having a curve.
  • This figure includes a pair of straight end sides ES1 and ES2 parallel to the first direction (Y direction) and a pair of curves extending in the second direction (X direction) orthogonal to the first direction. It is surrounded by C1 and C2.
  • the curve C1 is a lower side connected to the lower ends of the end sides ES1 and ES2, and the curve C2 is an upper side connected to the upper ends of the end sides ES1 and ES2.
  • the pair of curves C1 and C2 do not bend by 90 ° or more with respect to the traveling direction (+ X direction in FIG. 2). Also, the curves C1 and C2 do not intersect.
  • the curve C1 is represented (approximated) by a B-spline curve defined by six control points P 01 , P 11 , P 21 , P 31 , P 41 , and P 51 .
  • the curve C2 is expressed (approximated) as a B-spline curve by six control points P 02 , P 12 , P 22 , P 32 , P 42 and P 52 .
  • Control point P 11 and the control point P 12 the position of the lateral direction (X-coordinate) is the same.
  • control points P 21 , P 31 and P 41 respectively have the same position (X coordinate) as the control points P 22 , P 32 and P 42 in the lateral direction.
  • the conversion device 70 represents the position of the control point by displacement from the adjacent control point, and generates the drawing data D1.
  • the position of the control point P 11 (next control point P 01) that follows the control point P 01 is the displacement L1 of the traveling direction of the control point P 01 viewed from curve (horizontal direction), defined by the longitudinal displacement [delta] 11.
  • Position of the control point P 21 following the control point P 11 includes a control point P 11 viewed from lateral displacement L2, defined by longitudinal displacement [delta] 21.
  • Position of the control point P 31 following the control point P 21 is the lateral displacement L3 viewed from the control point P 21, it is defined by the longitudinal displacement [delta] 31. Thereafter, similarly, the positions of the control points P 41 and P 51 are sequentially defined by the displacement in the lateral direction and the displacement in the longitudinal direction as viewed from the control point immediately before.
  • Position of the vertex (control point) P 02 of the upper end of the end side ES1 is the coordinates of the mark arrangement position origin P 01, is defined by the length L0 of the end side ES1 extending therefrom vertically.
  • the position of the control point P 12 (next control point P 02) that follows the control point P 02 is the displacement L1 of the traveling direction of the control point P 02 viewed from curve (horizontal direction), defined by the longitudinal displacement [delta] 12.
  • Position of the control point P 22 following the control point P 12 is the lateral displacement L2 viewed from the control point P 12, it is defined by the longitudinal displacement [delta] 22.
  • the positions of the control points P 32 , P 42 , and P 52 are sequentially defined by the displacement in the lateral direction and the displacement in the longitudinal direction as viewed from the immediately preceding control point.
  • the figure having a curve has the coordinates (x0, y0) of the figure arrangement position origin P 01 , the length L 0 of the end side ES 1, and the displacement L 1 to L 5 in the traveling direction (horizontal direction) of the curve of adjacent control points.
  • the shape can be defined by the displacements ⁇ 11 and ⁇ 12 to ⁇ 51 and ⁇ 52 in the direction (longitudinal direction) orthogonal to the traveling direction of the curve seen from the adjacent control points. Note that the displacements ⁇ 11 and ⁇ 12 to ⁇ 51 and ⁇ 52 are signed values.
  • FIG. 3 shows an example of the data structure of the drawing data D1 that defines a graphic having a curve.
  • the drawing data D1 has a header portion and a body portion including shape information.
  • the header section defines graphic code (Code), number of elements (N), and curve information.
  • the graphic code is information indicating what kind of graphic is defined. In the case of a graphic having a curve, information indicating “curve” is described in the graphic code.
  • the number of elements indicates the number of control points whose position is defined by the displacement from the previous control point. In the example shown in FIG. 2, the number of elements is five.
  • Curve information sets parameters for determining a parametric curve such as a curve type, an order, knot vector information, and end point information.
  • the curve type is, for example, a B-spline curve, a Bezier curve or the like.
  • curve type B-spline curve
  • order third order
  • knot vector information uniform
  • end point information clamp is set.
  • the coordinates (x0, y0) of the figure arrangement position origin and the length L0 of the end side ES1 are described. This information determines the positions of the upper and lower vertices (control points) of the end side ES1. Subsequently, displacements L1, ⁇ 11 and ⁇ 12 for describing the positions of the second control points P 11 and P 12 of the curves C 1 and C 2 are described. Later, the lateral displacement and the longitudinal displacement for determining the positions of the control points of the curves C1 and C2 will be described in order.
  • a graphic having a curve can be approximated to a polygonal graphic, and this polygonal graphic can be divided into a plurality of trapezoids to create drawing data.
  • a figure having a curve shown in FIG. 2 can be approximated by a plurality of elongated trapezoidal traps T1 to T11 connected in the lateral direction.
  • the position of each vertex is defined by the longitudinal displacement and the lateral displacement viewed from the adjacent vertex.
  • a figure having a curve is divided into eleven trapezoids T1 to T11 to approximate the curve.
  • a curve portion of a figure is represented by a parametric curve using a plurality of control points.
  • the number of control points is smaller than the number of vertices by trapezoidal division as in the comparative example.
  • control points there are five control points whose positions are defined by longitudinal displacement and lateral displacement viewed from adjacent control points, respectively, on curves C1 and C2 (upper and lower). .
  • the data amount of the drawing data D1 can be reduced by expressing the curve portion of the figure by parametric curve expression using a plurality of control points.
  • the control computer 52 reads the drawing data D1 and reconstructs the figure. For example, the control computer 52 calculates the position of the control point P 01 which is the figure arrangement position origin from the coordinates (x 0, y 0) of the drawing data D 1. Subsequently, the position of the control point P 02 at the upper end of the end side ES 1 is calculated using the length L 0.
  • the positions of the control points P 11 and P 12 are calculated using the calculated positions of the control points P 01 and P 02 and the displacements L 1, ⁇ 11 and ⁇ 12 defined in the drawing data D 1. Thereafter, the positions of adjacent control points are calculated in order. When the positions of all control points are calculated based on the number N of elements, the curves C1 and C2 are calculated with reference to the curve information. This reconstructs a figure having a curve.
  • the drawing data D1 in which the curved portion of the figure is expressed by parametric curve expression is easy to process data in the control computer 52 of the drawing device 1, and the amount of calculation can be suppressed.
  • tolerance information may be added to the drawing data D1 between curves generated by a plurality of control points and curve portions of figures having curves included in the design data D0.
  • the traveling direction of the curve was a horizontal direction, even if it is a vertical direction, it can define similarly. Whether the traveling direction of the curve is vertical or horizontal can be defined in the header portion of the drawing data D1.
  • the interval (displacement) of the control points in the traveling direction of the curve is arbitrary, but the intervals of the control points may be constant as shown in FIG. Thereby, the data amount of the drawing data D1 can be further reduced.
  • the horizontal positions of the upper and lower control points are aligned, but may not be aligned as shown in FIG.
  • the number of control points may be different between the upper side and the lower side.
  • the upper side and the lower side may include not only a curve but also a straight line or a right angle.
  • the data structure of the drawing data D1 in this case is shown in FIG.
  • the “mixed side type” indicates that a plurality of types of sides such as a curve, a straight line, and a right angle are included.
  • the “control point non-alignment type” indicates that the lateral positions of the upper and lower control points are different and not aligned.
  • Point information (EP1 to EPn) is defined when there is a point (control point or vertex) on at least one of the upper side and the lower side.
  • the point information includes flag1, L, flag2, ⁇ ya, flag3, and ⁇ yb.
  • L is defined as the lateral displacement seen from the point information of one before.
  • Flag2 and ⁇ ya are defined when there is a point at the lower side. ⁇ ya indicates the displacement in the vertical direction viewed from the point of the lower side one before.
  • flag2 is a 2-bit value indicating the type of edge between the previous point and the point, and has a meaning as shown in FIG. 8 (a). That is, when the value of flag 2 is “00”, the right angle of type I as shown in FIG. 8B is obtained, and in the case of “01”, the right angle of type II as shown in FIG. When the value of flag2 is "10”, it becomes a straight line, and when it is "11", it becomes a curve.
  • Flag3 and ⁇ yb are defined when there is a point on the upper side. ⁇ y b represents the displacement in the vertical direction viewed from the point of the upper side one before. flag3 is a 2-bit value indicating the type of the edge between the previous point and the point, and has a meaning as shown in FIG. 8 (a).
  • Flag1 is a 2-bit value indicating whether or not information on the lower side point is included and information on the upper side point is included, and has a meaning as shown in FIG. That is, when the value of flag1 is "01", the point information includes the information (flag2 and ⁇ ya) of the point on the lower side and does not include the information (flag3 and ⁇ yb) on the point on the upper side.
  • the point information does not include the point information (flag2 and ⁇ ya) of the lower side, but includes the information (flag3 and ⁇ yb) of the upper side point.
  • the point information includes both point information (flag2 and ⁇ ya) at the lower side and information (flag3 and ⁇ yb) at the upper side.
  • the point information does not include both the point information (flag2 and ⁇ ya) of the lower side and the information (flag3 and ⁇ yb) of the upper side, and is a flat part without displacement in the vertical direction.
  • control points TPs and TPe may be set outside the direction.
  • a Catmull-Rom spline curve is set as the curve type of the curve information, and non-clamping is set as the end point information.
  • the positions of the control points TPs and TPe located at both ends in the traveling direction of the curve are respectively expressed as displacements ( ⁇ x, ⁇ y) from the adjacent control points, and set in the body portion. In this way, it is possible to select a curve expression whose end point does not coincide with the end point of the curved portion of the figure.
  • the drawing data D1 generated by the conversion device 70 may be input to the pattern inspection device.
  • the drawing data D1 first drawing data
  • Drawing data D2 second drawing data created based on the pattern actually drawn on the substrate is input.
  • the drawing data D2 is input to the pattern inspection apparatus 80 from a storage device (not shown) via a wired or wireless network.
  • the pattern inspection apparatus 80 inspects the pattern actually drawn on the drawing target substrate by the drawing apparatus 1 based on the inputted drawing data D1 and D2. In this inspection, for example, an inspection that compares the drawing data D1 with the drawing data D2 is performed. In addition, various information such as drawing conditions is further used for the inspection.
  • the drawing data D1 generated by the conversion device 70 has a small amount of data and is easy to process data, the processing efficiency of the pattern inspection device 80 can be improved.
  • the conversion device 70 may be provided in the pattern inspection device 80.
  • the pattern inspection apparatus 80 compares the drawing data D1 and the drawing data D2 with the conversion unit that generates the drawing data D1 based on the input design data D0, and the pattern actually drawn on the drawing target substrate And an inspection unit for performing the inspection.
  • the generation of the drawing data D1 may be performed in the control computer 52 of the drawing apparatus 1.
  • the control computer 52 selects a curve expression approximating the curve portion of the figure, calculates a plurality of control points, and calculates the position of each control point from the position of the adjacent control point. Represented by displacement, the drawing data D1 is generated.
  • At least a part of the conversion device 70 that generates the drawing data D1 described in the above-described embodiment may be configured by hardware or software.
  • a program for realizing at least a part of the functions of the conversion device 70 may be stored in a recording medium such as a flexible disk or a CD-ROM, read by a computer, and executed.
  • the recording medium is not limited to a removable medium such as a magnetic disk or an optical disk, and may be a fixed recording medium such as a hard disk drive or a memory.
  • a program for realizing at least a part of the functions of the conversion device 70 may be distributed via a communication line (including wireless communication) such as the Internet.
  • the program may be encrypted, modulated, compressed, or stored in a recording medium via a wired line or a wireless line such as the Internet or may be distributed.
  • the present invention is not limited to the above embodiment as it is, and at the implementation stage, the constituent elements can be modified and embodied without departing from the scope of the invention.
  • various inventions can be formed by appropriate combinations of a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, components in different embodiments may be combined as appropriate.

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Abstract

曲線を持つ図形が含まれている設計データから、データ量、及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置内での計算量を抑制可能な描画データを生成する。本実施形態は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置で用いられる描画データを生成する方法に関する。この方法では、設計データに含まれている図形の曲線部を表現する曲線であって、それぞれ複数の制御点で定義される一対の曲線を算出し、前記複数の制御点における第1制御点と前記曲線の進行方向において隣接する第2制御点の位置を、前記第1制御点からの前記曲線の進行方向の変位、及び該進行方向と直交する方向の変位で表現して、前記描画データを生成する。

Description

描画データ生成方法、マルチ荷電粒子ビーム描画装置、パターン検査装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
 本発明は、描画データ生成方法、マルチ荷電粒子ビーム描画装置、パターン検査装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
 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。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、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン(マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。)をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。
 電子ビーム描画装置として、例えば、マルチビームを用いて一度に多くのビームを照射し、スループットを向上させたマルチビーム描画装置が知られている。このマルチビーム描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームが、複数の穴を有するアパーチャ部材を通過することでマルチビームが形成され、各ビームがブランキングプレートにおいてブランキング制御される。遮蔽されなかったビームが、光学系で縮小され、描画対象のマスク上の所望の位置に照射される。
 マルチビーム描画装置を用いて電子ビーム描画を行う場合、まず、半導体集積回路のレイアウトが設計され、レイアウトデータとして設計データが生成される。そして、この設計データに含まれる多角形図形を、複数の台形に分割することで、マルチビーム描画装置に入力される描画データが生成される。この描画データは、各台形について、1つの頂点を配置原点とし、この配置原点の座標データと、配置原点から他の3つの頂点までの変位を示すデータとを有する。
 設計データに楕円形図形のような曲線を持った図形が含まれる場合、この図形を多角形に近似して描画データが作成される。近似を高精度に行うと、頂点数や図形数が増加し、描画データのデータ量が多大なものになるという問題があった。
特開2009-188000号公報 特開平6-215152号公報 特開平5-175107号公報 特開平5-267132号公報 特開平4-184392号公報
 本発明は、曲線を持つ図形が含まれている設計データから、データ量及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置内での計算量を抑制できる描画データを生成する描画データ生成方法、、マルチ荷電粒子ビーム描画装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを課題とする。また、本発明は、データ量を抑制した描画データを生成し、処理効率を向上させることができるパターン検査装置を提供することを課題とする。
 本発明の一態様による描画データ生成方法は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置で用いられる描画データを生成する描画データ生成方法であって、設計データに含まれている図形の曲線部を表現する曲線であって、それぞれ複数の制御点で定義される一対の曲線を算出し、前記複数の制御点における第1制御点と前記曲線の進行方向において隣接する第2制御点の位置を、前記第1制御点からの前記曲線の進行方向の変位、及び該進行方向と直交する方向の変位で表現して、前記描画データを生成するものである。
 本発明によれば、曲線を持つ図形が含まれている設計データから、データ量、及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置内での計算量を抑制可能な描画データを生成することができる。
本発明の実施形態に係るマルチ荷電粒子ビーム描画装置の概略図である。 曲線表現の一例を示す図である。 描画データのデータ構造の例を示す図である。 比較例による図形分割処理を示す図である。 別の実施形態による曲線表現の一例を示す図である。 別の実施形態による曲線表現の一例を示す図である。 描画データのデータ構造の例を示す図である。 図8aはフラグの意味を示す表であり、図8b,8cは直角タイプの例を示す図である。 フラグの意味を示す表である。 別の実施形態による曲線表現の一例を示す図である。 パターン検査装置の概略構成図である。
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
 図1は、本実施形態による描画データを用いて描画を行うマルチ荷電粒子ビーム描画装置の概略図である。本実施形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームでもよい。
 図1に示す描画装置1は、マスクやウェーハ等の対象物に電子ビームを照射して所望のパターンを描画する描画部10と、描画部10による描画動作を制御する制御部50とを備える。描画部10は、電子ビーム鏡筒12及び描画室30を有している。
 電子ビーム鏡筒12内には、電子銃14、照明レンズ16、アパーチャ部材18、ブランキングプレート20、縮小レンズ22、制限アパーチャ部材24、対物レンズ26、及び偏向器28が配置されている。描画室30内には、XYステージ32が配置される。XYステージ32上には、描画対象基板となるマスクブランク34が載置されている。対象物として、例えば、ウェーハや、ウェーハにエキシマレーザを光源としたステッパやスキャナ等の縮小投影型露光装置や極端紫外線露光装置を用いてパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、描画対象基板には、例えば、既にパターンが形成されているマスクも含まれる。例えば、レベンソン型マスクは2回の描画を必要とするため、1度描画されマスクに加工された物に2度目のパターンを描画することもある。XYステージ32上には、さらに、XYステージ32の位置測定用のミラー36が配置される。
 制御部50は、制御計算機52、偏向制御回路54,56、及びステージ位置検出器58を有している。制御計算機52、偏向制御回路54,56、及びステージ位置検出器58は、バスを介して互いに接続されている。
 電子銃14から放出された電子ビーム40は、照明レンズ16によりほぼ垂直にアパーチャ部材18全体を照明する。アパーチャ部材18には、穴(開口部)が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。電子ビーム40は、アパーチャ部材18のすべての穴が含まれる領域を照明する。これらの複数の穴を電子ビーム40の一部がそれぞれ通過することで、図1に示すようなマルチビーム40a~40eが形成されることになる。
 ブランキングプレート20には、アパーチャ部材18の各穴の配置位置に合わせて通過孔が形成され、各通過孔には、対となる2つの電極からなるブランカが、それぞれ配置される。各通過孔を通過する電子ビーム40a~40eは、それぞれ独立に、ブランカが印加する電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。このように、複数のブランカが、アパーチャ部材18の複数の穴を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。
 ブランキングプレート20を通過したマルチビーム40a~40eは、縮小レンズ22によって縮小され、制限アパーチャ部材24に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングプレート20のブランカにより偏向された電子ビームは、制限アパーチャ部材24の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材24によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート20のブランカによって偏向されなかった電子ビームは、制限アパーチャ部材24の中心の穴を通過する。
 このように、制限アパーチャ部材24は、ブランキングプレート20のブランカによってビームOFFの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームONになってからビームOFFになるまでに制限アパーチャ部材24を通過したビームが、1回分のショットのビームとなる。制限アパーチャ部材24を通過したマルチビーム40a~40eは、対物レンズ26により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となる。制限アパーチャ部材24を通過した各ビーム(マルチビーム全体)は、偏向器28によって同方向にまとめて偏向され、各ビームのマスクブランク34上のそれぞれの照射位置に照射される。
 XYステージ32が連続移動している時、ビームの照射位置がXYステージ32の移動に追従するように偏向器28によって制御される。XYステージ32の移動は図示しないステージ制御部により行われ、XYステージ32の位置はステージ位置検出器58により検出される。
 一度に照射されるマルチビームは、理想的にはアパーチャ部材18の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。この描画装置は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームONに制御される。XYステージ32が連続移動している時、ビームの照射位置がXYステージ32の移動に追従するように偏向器28によって制御される。
 制御計算機52は、記憶装置60から描画データD1を読み出し、複数段のデータ変換処理を行って装置固有のショットデータを生成する。ショットデータには、各ショットの照射量及び照射位置座標等が定義される。例えば、制御計算機52は、描画データ内に定義された図形パターンを対応する画素に割り当てる。そして、制御計算機52は、画素毎に、配置される図形パターンの面積密度を算出する。
 制御計算機52は、画素毎に、1ショットあたりの電子ビームの照射量を算出する。例えば、画素の面積密度に比例した照射量を求め、近接効果、かぶり効果、ローディング効果等による寸法変動を考慮して照射量を補正する。
 制御計算機52は、ショットデータに基づき各ショットの照射量を偏向制御回路54に出力する。偏向制御回路54は、入力された照射量を電流密度で割って照射時間tを求める。そして、偏向制御回路54は、対応するショットを行う際、照射時間tだけブランカがビームONするように、ブランキングプレート20の対応するブランカに偏向電圧を印加する。
 また、制御計算機52は、ショットデータが示す位置(座標)に各ビームが偏向されるように、偏向位置データを偏向制御回路56に出力する。偏向制御回路56は、偏向量を演算し、偏向器28に偏向電圧を印加する。これにより、その回にショットされるマルチビームがまとめて偏向される。
 次に、描画データD1の生成方法について説明する。まず、半導体集積回路のレイアウトが設計され、レイアウトデータとなる設計データ(CADデータ)D0が生成される。そして、設計データD0が変換装置70で変換され、描画装置1の制御計算機52に入力される描画データD1が生成される。
 設計データD0には曲線を持つ図形が含まれており、変換装置70は、曲線を表現(パラメトリック曲線表現)するための複数の制御点の位置や曲線種類の情報を求め、これらの情報を含む描画データD1を生成する。
 図2は、曲線を持つ図形の例を示す。この図形は、第1方向(Y方向)に沿って平行な1組の直線状の端辺ES1,ES2と、第1方向と直交する第2方向(X方向)に延在する1組の曲線C1,C2とで囲まれている。
 曲線C1が端辺ES1,ES2の下端に連結した下辺部となり、曲線C2が端辺ES1,ES2の上端に連結した上辺部となる。一対の曲線C1,C2は、それぞれ進行方向(図2では+X方向)に対し90°以上折れ曲がらない。また、曲線C1,C2は交差しない。
 図2に示す例では、曲線C1は、6個の制御点P01,P11,P21,P31,P41,P51で定義されるBスプライン曲線で表現(近似)される。曲線C2は、6個の制御点P02,P12,P22,P32,P42,P52によるBスプライン曲線で表現(近似)される。制御点P11と制御点P12は、横方向の位置(X座標)が同じである。同様に、制御点P21,P31,P41は、それぞれ制御点P22,P32,P42と横方向の位置(X座標)が同じである。
 変換装置70は、図形の曲線部を表現する曲線の種類及び制御点を算出すると、制御点の位置を、隣接する制御点からの変位で表現して、描画データD1を生成する。例えば、図2に示す例では、端辺ES1の下端の頂点(制御点)P01の座標(x0、y0)が、この図形の図形配置原点として定義される。
 曲線C1の制御点のうち、制御点P01に続く(制御点P01の次の)制御点P11の位置は、制御点P01からみた曲線の進行方向(横方向)の変位L1と、縦方向の変位δ11で定義される。
 制御点P11に続く制御点P21の位置は、制御点P11からみた横方向の変位L2と、縦方向の変位δ21で定義される。
 制御点P21に続く制御点P31の位置は、制御点P21からみた横方向の変位L3と、縦方向の変位δ31で定義される。以降、同様に、制御点P41,P51の位置は、1つ前の制御点からみた横方向の変位及び縦方向の変位で順に定義される。
 端辺ES1の上端の頂点(制御点)P02の位置は、図形配置位置原点P01の座標と、そこから垂直に延びる端辺ES1の長さL0で定義される。
 曲線C2の制御点のうち、制御点P02に続く(制御点P02の次の)制御点P12の位置は、制御点P02からみた曲線の進行方向(横方向)の変位L1と、縦方向の変位δ12で定義される。
 制御点P12に続く制御点P22の位置は、制御点P12からみた横方向の変位L2と、縦方向の変位δ22で定義される。以降、同様に、制御点P32,P42,P52の位置は、1つ前の制御点からみた横方向の変位及び縦方向の変位で順に定義される。
 このように、曲線を持つ図形は、図形配置位置原点P01の座標(x0、y0)、端辺ES1の長さL0、隣り合う制御点の曲線の進行方向(横方向)の変位L1~L5、隣り合う制御点からみた曲線の進行方向と直交する方向(縦方向)の変位δ11,δ12~δ51,δ52により、その形状を定義することができる。なお、変位δ11,δ12~δ51,δ52は符号付きの値である。
 図3に、曲線を持つ図形を定義する描画データD1のデータ構造の一例を示す。描画データD1は、ヘッダ部、及び形状情報を含むボディ部を有する。ヘッダ部は図形コード(Code)、要素数(N)、及び曲線情報が定義されている。
 図形コードは、どのような図形を定義しているかを示す情報である。曲線を持つ図形の場合は、図形コードに“曲線”を示す情報が記載される。
 要素数は、1つ前の制御点からの変位によって位置が定義されている制御点の数を示す。図2に示す例では、要素数は5となる。
 曲線情報は、曲線タイプや、次数、knotベクトル情報、端点情報などのパラメトリック曲線を決めるためのパラメータが設定される。曲線タイプは、例えばBスプライン曲線、ベジェ曲線等である。図2に示す例では、曲線タイプ:Bスプライン曲線、次数:3次、knotベクトル情報:均一、端点情報:クランプが設定される。
 ボディ部の形状情報には、まず、図形配置位置原点の座標(x0、y0)及び端辺ES1の長さL0が記載される。この情報により、端辺ES1の上下の頂点(制御点)の位置が定まる。続いて、曲線C1,C2の2番目の制御点P11,P12の位置を定めるための変位L1,δ11,δ12が記載される。以降、曲線C1,C2の制御点の位置を定めるための横方向の変位及び縦方向の変位が順に記載される。
 [比較例]
 曲線を持つ図形を多角形図形に近似し、この多角形図形を複数の台形に分割して描画データを作成することができる。例えば、図2に示す曲線を持つ図形は、図4に示すように、横方向に連結された複数の細長い台形T1~T11で近似できる。描画データでは、各頂点の位置が、隣接する頂点からみた縦方向の変位及び横方向の変位で定義される。
 図4に示すように、曲線を持つ図形は、曲線を近似するために11個の台形T1~T11で分割される。隣接する頂点からみた縦方向の変位及び横方向の変位で位置が定義される頂点は、上側及び下側にそれぞれ11個ある。
 一方、本実施形態では、複数の制御点を用いたパラメトリック曲線で図形の曲線部分を表現する。制御点の数は、比較例のような台形分割による頂点数よりも少ない。
 例えば、図2に示す例では、隣接する制御点からみた縦方向の変位及び横方向の変位で位置が定義される制御点は、曲線C1及びC2(上側及び下側)にそれぞれ5個である。
 このように、複数の制御点を用いたパラメトリック曲線表現により図形の曲線部分を表現することで、描画データD1のデータ量を低減することができる。
 制御計算機52は、描画データD1を読み出し、図形を再構成する。例えば、制御計算機52は、描画データD1の座標(x0、y0)から図形配置位置原点となる制御点P01の位置を算出する。続いて、長さL0を用いて、端辺ES1の上端の制御点P02の位置を算出する。
 算出された制御点P01,P02の位置と、描画データD1に定義された変位L1,δ11,δ12を用いて制御点P11,P12の位置を算出する。以降、隣接する制御点の位置を順に算出する。要素数Nに基づき全ての制御点の位置を算出したら、曲線情報を参照し、曲線C1,C2を算出する。これにより、曲線を有する図形が再構成される。
 このように、パラメトリック曲線表現により図形の曲線部分を表現した描画データD1は、描画装置1の制御計算機52内でのデータ処理が容易であり、計算量を抑制することができる。
 上記実施形態において、描画データD1に、複数の制御点により生成される曲線と、設計データD0に含まれる曲線を持つ図形の曲線部との許容誤差情報を付与してもよい。
 上記実施形態では、曲線の進行方向が横方向であったが、縦方向であっても同様に定義できる。曲線の進行方向が縦方向か、又は横方向であるかは、描画データD1のヘッダ部に定義できる。
 上記実施形態では、曲線の進行方向(図2の例では横方向)における制御点の間隔(変位)が任意であったが、図5に示すように制御点の間隔を一定にしてもよい。これにより、描画データD1のデータ量をさらに削減することができる。
 上記実施形態では、上下の制御点の横方向の位置が揃っていたが、図6に示すように揃っていなくてもよい。上辺部と下辺部とで制御点の数が異なっていてもよい。また、上辺部及び下辺部は、曲線だけでなく、直線や直角部を含んでいてもよい。この場合の描画データD1のデータ構造を図7に示す。
 ヘッダ部の曲線情報に、「辺混在タイプ」及び「制御点非整列タイプ」であることが設定される。「辺混在タイプ」は、曲線、直線、直角など、複数のタイプの辺が含まれていることを示す。「制御点非整列タイプ」は、上下の制御点の横方向の位置が異なり、整列していないことを示す。
 点情報(EP1~EPn)は、上辺部及び下辺部の少なくともいずれか一方に点(制御点又は頂点)がある場合に定義される。点情報は、flag1、L、flag2、Δya、flag3、Δybを含む。Lは、1つ前の点情報からみた横方向の変位が定義される。
 flag2及びΔyaは、下辺部に点がある場合に定義される。Δyaは、1つ前の下辺部の点からみた縦方向の変位を示す。flag2は1つ前の点との間の辺のタイプを示す2ビットの値であり、図8(a)に示すような意味を持つ。すなわち、flag2の値が“00”の場合は図8(b)に示すようなタイプIの直角となり、“01”の場合は図8(c)に示すようなタイプIIの直角となる。flag2の値が“10”の場合は直線となり、“11”の場合は曲線となる。
 flag3及びΔybは、上辺部に点がある場合に定義される。Δybは、1つ前の上辺部の点からみた縦方向の変位を示す。flag3は1つ前の点との間の辺のタイプを示す2ビットの値であり、図8(a)に示すような意味を持つ。
 flag1は、下辺部の点の情報を含むか否か、上辺部の点の情報を含むか否かを示す2ビットの値であり、図9に示すような意味を持つ。すなわち、flag1の値が“01”の場合、点情報は下辺部の点の情報(flag2及びΔya)を含み、上辺部の点の情報(flag3及びΔyb)は含まない。
 flag1の値が“10”の場合、点情報は下辺部の点の情報(flag2及びΔya)は含まず、上辺部の点の情報(flag3及びΔyb)を含む。flag1の値が“11”の場合、点情報は下辺部の点の情報(flag2及びΔya)及び上辺部の点の情報(flag3及びΔyb)の両方を含む。
 flag1の値が“00”の場合、点情報は下辺部の点の情報(flag2及びΔya)及び上辺部の点の情報(flag3及びΔyb)のどちらも含まず、縦方向の変位のない平坦部であることを示す。
 描画データD1をこのようなデータ構造とすることで、図形の形状を表現する自由度を向上させることができる。
 上記実施形態では、端辺ES1と端辺ES2との間に複数の制御点を設定して図形の曲線部を近似していたが、図10に示すように、端辺ES1,ES2よりも左右方向の外側に制御点TPs、TPeを設定してもよい。この場合、曲線情報の曲線タイプにはCatmull-Romスプライン曲線、端点情報にはノンクランプが設定される。
 曲線の進行方向において両端に位置する制御点TPs、TPeの位置は、それぞれ隣接する制御点からの変位(Δx、Δy)で表現し、ボディ部に設定される。これにより、端点が図形の曲線部の端点と一致しない曲線表現も選択可能となる。
 上記実施形態による変換装置70により生成された描画データD1は、パターン検査装置に入力されてもよい。例えば、図11に示すように、パターン検査装置80には、変換装置70により生成された描画データD1(第1描画データ)と、図1に示す描画装置1が描画データD1に基づいて描画対象基板に実際に描画したパターンに基づいて作成された描画データD2(第2描画データ)とが入力される。描画データD2は、図示しない記憶装置から有線又は無線ネットワークを介してパターン検査装置80に入力される。
 パターン検査装置80は、入力された描画データD1、D2に基づいて、描画装置1により描画対象基板に実際に描画されたパターンを検査する。この検査では、例えば、描画データD1と描画データD2とを比較するような検査が行われる。なお、検査には、描画条件などの各種情報がさらに用いられる。
 変換装置70により生成される描画データD1はデータ量が小さく、かつデータ処理が容易なものであるため、パターン検査装置80の処理効率を向上させることができる。
 変換装置70は、パターン検査装置80内に設けられていてもよい。その場合、パターン検査装置80は、入力された設計データD0に基づいて描画データD1を生成する変換部と、描画データD1と描画データD2とを比較して描画対象基板に実際に描画されたパターンの検査を行う検査部とを備えたものとなる。
 上記実施形態による描画データD1の生成は描画装置1の制御計算機52内で行ってもよい。制御計算機52は、設計データD0が入力されると、図形の曲線部を近似する曲線表現を選定し、複数の制御点を算出し、各制御点の位置を、隣接する制御点の位置からの変位で表して描画データD1を生成する。
 上述した実施形態で説明した描画データD1を生成する変換装置70の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、変換装置70の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやCD-ROM等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
 また、変換装置70の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線(無線通信も含む)を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
 なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
 本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
 本出願は、2017年9月20日付で出願された日本特許出願2017-180067に基づいており、その全体が引用により援用される。
1 描画装置
10 描画部
12 電子ビーム鏡筒
14 電子銃
16 照明レンズ
18 アパーチャ部材
20 ブランキングプレート
22 縮小レンズ
24 制限アパーチャ部材
26 対物レンズ
28 偏向器
30 描画室
32 XYステージ
34 マスクブランク
36 ミラー
50 制御部
52 制御計算機
54、56 偏向制御回路
58 ステージ位置検出器
70 変換装置
80 パターン検査装置

Claims (10)

  1.  マルチ荷電粒子ビーム描画装置で用いられる描画データを生成する描画データ生成方法であって、
     設計データに含まれている図形の曲線部を表現する曲線であって、それぞれ複数の制御点で定義される一対の曲線を算出し、
     前記複数の制御点における第1制御点と前記曲線の進行方向において隣接する第2制御点の位置を、前記第1制御点からの前記曲線の進行方向の変位、及び該進行方向と直交する方向の変位で表現して、前記描画データを生成することを特徴とする描画データ生成方法。
  2.  前記一対の曲線は第1曲線及び第2曲線を含み、
     前記第1曲線を定義する複数の制御点と、前記第2曲線を定義する複数の制御点は、それぞれ前記進行方向における座標が同じであることを特徴とする請求項1に記載の描画データ生成方法。
  3.  前記複数の制御点は、前記進行方向において一定間隔で位置することを特徴とする請求項2に記載の描画データ生成方法。
  4.  前記一対の曲線は第1曲線及び第2曲線を含み、
     前記第1曲線を定義する複数の制御点の少なくとも一部は、前記第2曲線を定義する複数の制御点とは前記進行方向における座標が異なることを特徴とする請求項1に記載の描画データ生成方法。
  5.  前記第1曲線を定義する制御点の数と、前記第2曲線を定義する制御点の数は異なることを特徴とする請求項4に記載の描画データ生成方法。
  6.  前記複数の制御点のうち、前記進行方向において両端に位置する制御点は、前記図形の曲線部の端点と一致しないことを特徴とする請求項1に記載の描画データ生成方法。
  7.  前記両端の制御点は、前記進行方向において、前記図形の曲線部の端点よりも外側に位置することを特徴とする請求項6に記載の描画データ生成方法。
  8.  マルチ荷電粒子ビーム描画装置で用いられる描画データをコンピュータに生成させるプログラムであって、
     設計データに含まれている図形の曲線部を表現する曲線であって、それぞれ複数の制御点で定義される一対の曲線を算出するステップと、
     前記複数の制御点における第1制御点と前記曲線の進行方向において隣接する第2制御点の位置を、前記第1制御点からの前記曲線の進行方向の変位、及び該進行方向と直交する方向の変位で表現して、前記描画データを生成するステップと、
     を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  9.  複数の荷電粒子ビームからなるマルチビームを形成し、前記マルチビームのうち、それぞれ対応するビームに対して個別にビームのオン/オフを行い、対象物上に荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する描画部と、
     設計データに含まれている図形の曲線部を表現する曲線であって、それぞれ複数の制御点で定義される一対の曲線を算出し、前記複数の制御点における第1制御点と前記曲線の進行方向において隣接する第2制御点の位置を、前記第1制御点からの前記曲線の進行方向の変位、及び該進行方向と直交する方向の変位で表現して、描画データを生成し、該描画データに基づいて前記描画部を制御する制御部と、
     を備えるマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
  10.  設計データに含まれている図形の曲線部を表現する曲線であって、それぞれ複数の制御点で定義される一対の曲線を算出し、前記複数の制御点における第1制御点と前記曲線の進行方向において隣接する第2制御点の位置を、前記第1制御点からの前記曲線の進行方向の変位、及び該進行方向と直交する方向の変位で表現して第1描画データを生成する変換部と、
     前記第1描画データと、対象物上に荷電粒子ビームが照射されて描画されたパターンに基づいて作成された第2描画データとを比較し、該パターンの検査を行う検査部と、
     を備えるパターン検査装置。
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