(57)【要約】【課題】描画前に全体の描画にかかる時間が算定でき、かつステージ速度を正確に求めることができる電子線描画システムおよび電子線描画装置を提供することを目的とする。【解決手段】記憶装置は、描画データ、露光時間、ビーム照射準備時間、ステージ速度テーブル、総描画時間を含む描画形成データを記憶し、描画装置は、記憶装置に記憶されている前記描画形成データを読み込んで、描画形成し、かつ描画装置が行う描画形成とデータ変換前処理装置が行う描画形成データの作成が非同期に行われることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画装置と、データ変換前処理装置と、記憶装置とを有し、
前記描画装置は、試料に電子線を照射して描画を行う露光部、前記露光部が描画を行う際にステージの移動速度を制御するステージ速度制御部を含み、
前記データ変換前処理装置は、試料の設計データを前記描画装置が描画可能な大きさの図形の描画データに変える図形分解部と，前記描画データから露光時間を算出する露光時間算出部と，前記電子線の成形および電子線の偏向に要するセトリング時間からビーム照射準備時間を算出するビーム照射準備時間算出部と，前記描画データ、露光時間、ビーム照射準備時間から前記描画装置の描画中における前記ステージの移動速度を制御するためのステージ速度テーブルと総描画時間を算出するステージ速度算出部を含み、
前記記憶装置は、前記描画データ、前記露光時間、前記ビーム照射準備時間、前記ステージ速度テーブル、前記総描画時間を含む描画形成データを記憶し、
前記描画装置は、前記記憶装置に記憶されている前記描画形成データを読み込んで、前記描画装置に電子線を照射して描画を行い、かつ該描画と前記データ変換前処理装置が行う算出とが非同期に行われることを特徴とする電子線描画システム。
【請求項２】
請求項１記載の電子線描画システムにおいて、
前記描画データによる描画パターンの面積に応じた前記露光時間の補正により近接効果補正をすることを特徴とする電子線描画システム。
【請求項３】
請求項１に記載された電子線描画システムにおいて、
前記描画形成データは、ステージの移動方向に走査するストライブ領域単位で算定されることを特徴とする電子線描画システム。
【請求項４】
請求項１に記載された電子線描画システムにおいて、
前記描画装置は、前記記憶装置から読み込む前記描画形成データを個々の描画装置の固有なパラメータで修正するデータ修正部を有することを特徴とする電子線描画システム。
【請求項５】
請求項１に記載された電子線描画システムにおいて、
前記記憶装置から前記描画形成データを受ける複数の描画装置を備えたことを特徴とする電子線描画システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線描画システムおよび電子線描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造工程において、荷電子線描画装置を用いてウエハもしくはマスクを描画する。ＬＳＩパターンの微細化が進むにつれ、微細なパターンを描画するために、より解像度の高い電子線による描画が行われるようになっている。
【０００３】
描画は、ストライプ描画領域単位（フレームとも言う）で行われる。ストライプ描画領域単位はステージの移動方向に沿って存在し、偏向器の偏向幅と同じ幅を持つ領域である。描画時には、電子線描画装置は描画データを読込み、電子線描画装置固有の描画可能な大きさ形のショットデータに変換する。そして、ステージをストライプ描画領域単位に沿って連続移動させながら描画する。
【０００４】
ステージの移動は描画に追従できるように行わなければならない。一定の遅い速度でステージを移動させれば描画に追従できる。しかし、それでは電子線描画装置のスループットに影響を与えてしまう。従って、描画パターンの粗密によりステージ移動速度を変化させる必要がある。
【０００５】
特開２００２−３３２６５号公報（特許文献１）（従来技術１）に開示するステージ移動速度算出方法では、ストライプ描画領域単位を任意幅に分割した小領域毎（描画分割領域）に空描画（描画装置にデータを流して行う描画のシミュレーション）を行い、各電子線の照射であるショットパターンの分布を求める。各ショットパターンにビーム成形に要するセトリング時間とショット位置決めに要するセトリング時間を比較し、より長い時間をショット毎のビーム照射準備時間とし、小領域内のビーム照射準備時間の和から描画時間の総和を求め、小領域幅（長さ）を描画時間の総和で割ることにより、ステージの移動速度を算出する。ストライプ描画領域単位内の小領域でもっとも遅い速度を算出し、算出した速度でストライプ領域をステージ移動させる。
【０００６】
ところで、解像度の高い電子線を用いて描画を行うと、電子がウエハ内部で反射し、再びレジストを露光する。このため、大きな図形と近接している部分の間隔が、狭く描画されてしまうといった現象が起きる。すなわち、描画の描画形成データの量が高いところでは描画の描画作動データの量が低いところよりも描画の間隔が狭くなる。この現象は近接効果と呼ばれている。この再感光はより広い範囲に再び薄く描画するのと等価である。よって過露光になり、間隔が狭く描画されてしまう。この近接効果については、特許第２８６２５３２号特許公報（特許文献２）（従来例２）に示されている。
【０００７】
特許文献２では、近接効果を考慮し、所望のパターンを描画するために近接効果補正を
行うことが記載されている。その記載によると、電子線描画装置にて描画前に図形パターンを複数の部分領域に分割し、各部分領域の描画面積（露光量マップ）を算出する空描画を行う。空描画により近接効果を考慮した露光時間を短時間で算出でき、実時間で近接効果補正を行う事が出来る。
【０００８】
上記特許文献１に示す電子線描画装置は、ウエハのチップやマスク等の設計パターンデータ（描画データ）を記憶装置に格納し、その描画データをストライプ領域の単位で読み出し、パターンメモリ、描画図形データデコーダ、および描画位置データデコーダで、描画装置の描画ツールが描画作動可能な描画作動データに作り換えては描画ツールにわたすようにしていた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３３２６５号公報
【００１０】
【特許文献２】特許第２８６２５３２号特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来例では、ストライプ領域単位毎に作り換えた描画作動データを描画ツール（描画装置）側にわたすようにしていたので、パターンメモリ、描画図形データデコーダ、および描画位置データデコーダ側と、描画ツール（描画装置）側とは、常に連携された連携動作になっていた。
【００１２】
描画ツール（描画装置）側と描画作動データを作り換える側とは、連携動作をするように構成されているので、互いが拘束されずに独自の運転をすることはできなかった。このため、チップやマスクの描画にかかる時間を前もって知ることができず、全体的な生産時間の計画管理が立て難かった。
【００１３】
また、ウエハのチップやマスク等は、描画図形は複雑で、しかもストライプ領域の単位毎に違う描画図形であるのにもかかわらず、描画図形に応じたステージ速度による描画が行われていなかった。
【００１４】
本発明は、上記の問題に対処し、描画前に全体の描画にかかる時間が算定でき、かつステージ速度を正確に求めることができる電子線描画システムおよび電子線描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、描画装置と、データ変換前処理装置と、記憶装置とを有し、データ変換前処理装置は、試料のウエハやチップ等の設計データを描画装置が描画可能な大きさ、ないし図形の描画データに変える図形分解部と，描画データより露光時間を算出する露光時間算出部と，電子線の成形や電子線の偏向に要するセトリング時間よりビーム照射準備時間を算定するビーム照射準備時間算出部と，描画データ、露光時間、ビーム照射準備時間より、描画中のステージ速度テーブルと総描画時間を算定するステージ速度算出部を含み、記憶装置は、描画データ、露光時間、ビーム照射準備時間、ステージ速度テーブル、総描画時間を含む描画形成データを記憶し、描画装置は、記憶装置に記憶されている描画形成データを読み込んで、描画形成し、かつ描画装置が行う描画形成とデータ変換前処理装置が行う描画形成データの作成が非同期に行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、描画装置を作動させる前に、描画にかかる時間を前もって知ることができ、全体的な生産時間の計画管理が立てれる。
【００１７】
また、描画図形に応じた正確なステージ速度を求めることができるので、描画にかかるより正確な時間を知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係わる実施例について、図を引用して以下に述べる。
【００１９】
図１は電子線描画システム／電子線描画装置の概要構成を示す。電子線描画システムは、データ変換前処理装置１１０と、記憶装置１２０と、描画装置１３０を有する。ホストコンピュータ１０００はデータ変換前処理装置１１０と、記憶装置１２０と、描画装置１３０を制御する。記録部９１０のデータは、ホストコンピュータ１０００の指示のもとで、データ変換前処理装置１１０に取り込まれる。
【００２０】
データ変換前処理装置１１０は、ウエハのチップやマスク等の設計データを描画装置１３０が描画形成可能な描画形成データに作り換える。この描画形成データは、設計データについて描画装置１３０が描画形成可能な大きさに図形分解を行い算出した描画データ、露光時間を含み、それらの値とビーム照射準備時間を用いてステージ速度テーブルを算出したものも含む。
【００２１】
記憶装置１２０はデータ変換前処理装置１１０で算出した描画領域全体の描画データ、露光時間、ステージ速度テーブルを格納する。描画装置１３０では記憶装置１２０からデータを読み込み、追従制御、ステージ制御、露光制御を行い、描画を行う。データ変換前処理装置１１０と描画装置１３０は非同期で処理を行う。つまり、データ変換前処理装置１１０と描画装置１３０は、互いに拘束されることなく、独自に作動する。描画装置１３０は、記憶装置１２０に格納されている描画形成データを任意に読み込んで、描画の作動が行われる。
【００２２】
このようにデータ変換前処理装置１１０で作り換えた描画形成データは記憶装置に格納できるので、データ変換前処理装置では描画装置の作動に関係なく描画形成データを作ることができる。また描画装置はデータ変換前処理装置の作動には関係なく、記憶装置の描画形成データを任意に読み込んで描画を行うことができる。
【００２３】
図２にデータ変換前処理装置１１０の構成図を示す。データ変換前処理装置１１０は、図形分解部１１１、露光時間算出部１１２、ビーム照射準備時間算出部１１３、ステージ速度算出部１１４から構成される。
【００２４】
図形分解部１１１では、記録部９１０からＬＳＩデータを含むウエハのチップやマスク等の設計データ読み込み、描画装置１３０が描画可能な大きさ、形の図形に変換する。
【００２５】
露光時間算出部１１２では図形分解部１１１で変換した描画データを受け取り、描画するところの描画パターンの面積を考慮して近接効果補正、かぶり補正を行い、各図形の露光時間を算出する。近接効果は、描画のパターンの面積が多いところでは描画のパターンの面積が少ないところよりも描画の間隔が狭くなるもので、描画パターンの面積に応じた近接効果補正、かぶり補正を必要とするものである。
【００２６】
ビーム照射準備時間算出部１１３では、前の図形をショットしてから次の図形をショットできるまでにかかる時間を算出する。このビーム照射準備時間を各図形に対して算出する。ステージ速度算出部１１４では、図形分解部１１１から描画データと、露光時間算出部１１２から描画の露光時間と、ビーム照射準備時間算出部１１３からビーム照射準備時間を受け取る。ビーム照射準備時間は、電子線の成形ないし電子線の偏向に要するセトリング時間の長い方が使われる。
【００２７】
描画データ、描画パターンの露光時間、ビーム照射準備時間からストライプ領域単位でステージ速度テーブルを算出する。
【００２８】
また以下の式より、一チップ分／一マスク分の総描画時間を算出する。
【００２９】
【数１】
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【００３０】
記憶装置１２０には、図形分解部１１１で作成した描画データ、露光時間制御部１１２で算出した露光時間、ステージ速度算出部１１４で算出したステージ速度テーブルと総描画時間を書き込む。図形分解部１１１で読み込むデータをＣＡＤデータ、その他変換を施したデータにした場合でも、データ変換前処理装置１１０を同様に構成することが出来る。
【００３１】
こうして、描画装置を作動させる前に、一チップ／一マスクを描画するのにかかる時間をデータ変換前処理装置で作成できるので、一チップ分／一マスク分の描画時間をもとにホストコンピュータ１０００で、生産全体について集計することで、生産時間の計画管理を容易に立てることができる。
【００３２】
図３にデータ変換前処理装置１１０のシーケンスを示す。
【００３３】
まずＬＳＩデータを読み込む（ステップ２０）。次に読み込んだＬＳＩデータに対し描画装置がショットできる大きさ、形に図形を分解する（ステップ３０）。図形をショットし終えてからのビーム照射準備時間をすべての図形に対して求める（ステップ４１）。
【００３４】
ビーム照射準備時間は、電子線の成形や電子線の偏向に要するセトリング時間より算定する。セトリング時間は、電子線の成形電圧や偏向電圧が安定するまでの時間で、何れか長い方の時間をビーム照射準備時間とする。
【００３５】
ここで、露光時間算出（ステップ４２）について、図４のシーケンスに沿ってのべる。
【００３６】
まず、ストライプ描画領域単位をステージ移動方向に対して横切るように分割した分割描画領域に分け、それぞれの分割描画領域に占める描画データを算出し、露光量マップを作成する（ステップ４２２）。次に近接効果補正、かぶり補正を施し、すべての図形の露光時間を算出する（ステップ４２３）。
【００３７】
ここで、図３のステージ速度算出テーブル（ステップ５０）について、図５のシーケンスに沿ってのべる。
【００３８】
各々の図形のビーム照射準備時間と露光時間から各図形が描画される時間を求める（ステップ５０２）。各図形の描画時間と描画位置から最適なステージ速度テーブルを算出する（ステップ５０３）。
【００３９】
このようなステップを踏んで、図３に示すステージ速度テーブル、露光時間、描画データはストライプ描画領域単位で記憶装置１２０に書き込まれる（ステップ６０）。
【００４０】
図６に描画装置１３０の構成図を示す。描画装置１３０はデータ補正部１３１、追従制御部１３２、測長計１３３、ステージ速度制御部１３４、露光制御部１３５、露光部１３６からなる。データ補正部１３１では記憶装置１２０から描画データ、露光時間、ステージ速度テーブルを読み込み、露光時間、ステージ速度テーブルを装置固有のパラメータで修正し、装置に適した露光時間、ステージ速度テーブルに変更する。これはビーム電流など装置固有の値をデータに反映させるための処理である。追従制御部１３２ではデータ補正部１３１から描画データに含まれる描画パターンの位置データを受け、測長計１３３から現在のステージの位置座標を受け、ステージの位置を考慮しビームの偏向量を求める。測長計１３３では露光部１３６のステージからステージの位置座標を算出する。ステージ速度算出部１３４では測長計１３３から現在のステージの位置、データ修正部から描画データとステージ速度テーブルを受け取り、目標のステージ速度を算出し、ステージの速度を制御する。露光制御部１３５では露光部１３６を制御し、露光部１３６で描画を行う。
【００４１】
図７に描画装置１３０のシーケンス図を示す。描画開始（ステップ８１）。記憶装置１２０から１ストライプ分のステージ速度テーブルを読み込む（ステップ８２）。装置パラメータを用いて描画装置１３０に適したステージ速度テーブルを補正する（ステップ８３）。記憶装置１２０から図形単位で露光時間、描画データを読み込む（ステップ８４）。装置パラメータを用いて描画装置１３０に適した露光時間に補正する（ステップ８５）。読み込んだ１ストライプ分のステージ速度テーブルと現在のステージの位置座標から目標のステージ速度を求める（ステップ８６）。ステージの画現在の位置座標と描画データに含まれる描画パターンの位置座標からビームの偏向量を求める（ステップ８７）。電子線、ステージを制御して描画を行う（ステップ８８）。ストライプデータに描画図形が残っている場合ステップ８４へ飛ぶ。ストライプデータに描画図形が残っていない場合ステップ９０へ進む（ステップ８９）。記憶装置にストライプデータが残っている場合ステップ８２へ飛ぶ。記憶装置１２０にストライプデータが残っていない場合はステップ９１へ進む（ステップ９０）。描画終了（ステップ９１）。
【００４２】
図８にパターン描画システムの他の構成を示す。データ変換前処理装置１１０では描画する領域全体で図形分解を行い、露光時間、ビーム照射準備時間を算出し、その算出した値を用いてステージ速度を算出する。記憶装置１２０ではデータ変換前処理装置１１０で算出した描画領域全体の描画データ、露光時間、ステージ速度を格納する。複数台の描画装置１３０では記憶装置１２０からデータを読み込み、絶対校正、追従制御、ステージ制御、露光制御を行い、描画を行う。データ変換前処理装置１１０と各描画装置１３０は非同期に処理を行う。
【００４３】
この構成は、データ変換前処理装置１１０を記憶装置１２０に格納しておくことで、複数台の描画装置１３０を稼動させることができ、複数の描画装置を有する電子線描画システムの全体的な構成をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例に係るもので、半導体を製造する電子線描画システムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例に係るもので、図１におけるデータ前処理装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施例に係るもので、図１におけるデータ前処理装置のシーケンスを示す図。
【図４】本発明の実施例に係るもので、図４における露光時間算出におけるシーケンスを示す図。
【図５】本発明の実施例に係るもので、図４におけるステージ速度テーブル算出におけるシーケンスを示す図。
【図６】本発明の実施例に係るもので、図１における描画装置の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の実施例に係るもので、図１における描画装置のシーケンスを示す図。
【図８】本発明の他の実施例に係るもので、半導体を製造する電子線描画システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４５】
１１０…データ変換前処理装置、１２０…記憶装置、１３０…描画装置、１１１…図形分解部、１１２…露光時間算出部、１１３…ビーム照射準備時間算出部、１１４…ステージ速度算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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