(57)【要約】      （修正有）【課題】（１）描画精度が高く、（２）描画後に実行結果の確認を行うことができ、（３）リアルタイムで現在の描画位置を表示することができる荷電粒子線描画装置を提供する。【解決手段】半導体設計情報を補正系数に従って演算して描画制御データを導出する演算部１２と、描画制御データに基づいて荷電粒子線の照射制御を行う制御部１３と、制御部に制御される荷電粒子線を用いて実際に描画を行う描画部１４とを有する荷電粒子線描画装置において、描画制御データ、及び前記描画部で計測される計測データを記憶可能な記憶部１６を有す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】
半導体設計情報を補正係数に従って演算して描画制御データを導出する演算部と、
前記描画制御データに基づいて荷電粒子線の照射制御を行う制御部と、
前記制御部に制御される荷電粒子線を用いて描画を行う描画部とを有する荷電粒子線描画装置において、
前記描画制御データ、及び前記描画部で計測される計測データを記憶可能な記憶部を有することを特徴とする荷電粒子線描画装置。
【請求項２】
請求項１の荷電粒子線描画装置において、
実際に描画する前に、前記半導体設計情報を用いて、前記演算部、制御部、描画部を動作させる模擬描画動作を行い、
前記模擬描画動作中に前記記憶部に蓄えた前記計測データから、実際の描画時に使用する前記補正係数を導出することを特徴とする荷電粒子線描画装置。
【請求項３】
請求項１記載の荷電粒子線描画装置において、
描画部より計測された計測データないし描画時の描画位置を表示する表示部を有することを特徴とする荷電粒子線描画装置。
【請求項４】
半導体設計情報を補正係数に従って演算して描画制御データを導出する演算部と、
前記描画制御データに基づいて荷電粒子線の照射制御を行う制御部と、
前記制御部に制御される荷電粒子線を用いて実際に描画を行う描画部とを有し、
前記制御部は、ブランキング制御部と、偏向制御部と、ステージ制御部を有し、
前記描画部は、電子源を含む荷電粒子発生手段と、ブランキング用の偏向器、偏向用の偏向器、ステージを有し
前記描画制御データ、及び前記描画部で計測される計測データを記憶可能な記憶部を有することを特徴とする荷電粒子線描画装置。
【請求項５】
請求項４記載の荷電粒子線描画装置において、
実際に描画する前に、前記半導体設計情報を用いて、前記演算部、制御部、描画部を動作させる模擬描画動作を行い、
前記模擬描画動作中に前記記憶部に蓄えた前記計測データから、実際の描画時に使用する前記補正係数を導出することを特徴とする荷電粒子線描画装置。
【請求項６】
請求項５記載の荷電粒子線描画装置において、
前記ステージに試料を載置して行う前記模擬描画動作では、前記ブランキング用の偏向板の開口部を荷電粒子が通過しないようにブランキング制御部の制御をすることを特徴とする荷電粒子線描画装置。
【請求項７】
請求項５記載の荷電粒子線描画装置において、
荷電粒子線の位置を検知するようなセンサを前記ステージに載置して前記模擬描画動作を行うことを特徴とする荷電粒子線描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームやイオンビームを試料上に照射して、描画を行う荷電粒子線描画装置に係わり、特に、リアルタイムに演算、補正処理を行いながら描画する荷電粒子描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線描画装置としては、例えば、電子線描画装置や、集束イオンビーム描画装置などがある。これらの装置は荷電粒子を高精度に偏向制御して、加工対象にあてることにより、微細加工を行う。主に半導体製造に使用されている。
【０００３】
ここでは、電子線を用いて、半導体試料上に任意のパターンを描画する、電子線描画装置の場合を例にして説明する。
【０００４】
従来、電子線描画装置は、半導体の設計情報となるＣＡＤデータを電子線描画装置向けの描画データフォーマットにオフラインで変換していた。その後、描画する際に、そのデータを読み出し、リアルタイムに各種の演算、補正処理を行い、最終的に電子線を制御するデータを生成していた。
【０００５】
リアルタイムに演算、補正する理由は、電子線を制御する最終データが膨大になり、大規模かつ高速にアクセス可能な記憶装置が必要になることや、描画中にリアルタイムに情報をフィードバックさせて制御データを生成する必要があることがあげられる。
【０００６】
このため、リアルタイムで演算、補正処理をした結果のデータは記憶されず、後から確認作業を行うことが困難であった。それを解決する手段としては、特開２００４−７９９２１号公報（特許文献１）に示されるように、ネットワークで各処理部（演算部、制御部、描画部、記憶装置）を接続し、処理結果を記憶するような方法がある。
【０００７】
前記従来技術は、オフラインでも可能な演算、補正の結果を記憶する方式であった。しかし、前述したように、補正には、リアルタイムに計測データをフィードバックさせて行うものもある。
【０００８】
例えば、特開平５−２６７１３４号公報（特許文献２）に示されるように、描画時のステージ位置を計測し、リアルタイムに偏向器の偏向量、および、ステージの移動速度を補正する。ステージを連続移動させながら描画する方式において、ステージの速度制御は、描画精度に対する影響が大きい。また、ステージの余計な加減速は、機構系全体に微小振動を発生させ、描画精度を悪化させる原因にもなる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−７９９２１号公報
【特許文献２】特開平５−２６７１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年の微細化に伴い、ステージの制御精度や、材料の剛性、熱膨張、または、電子光学系の偏向位置ずれなど、装置固有の特性が描画装置の位置精度に与える影響は大きくなってきている。
【００１１】
設計データをもとに規定の演算処理を行ったとしても補正はしきれず、一般的には種々の補正係数をパラメータとして設定して、補正量を演算している。これらの補正係数は、装置設置時に、決まった基本図形を描画して、その結果から適切な値を決定していた。基本図形を元に静的な補正を行っているため、描画する設計パターンに適した補正係数を設定することは困難であった。
【００１２】
また、実際に描画する時の問題として、電子線を制御するデータやステージ位置などを記憶するような機能がないために、描画中に、どの位置を描画しているかを把握することができなかった。
【００１３】
上記のような問題に鑑み、本発明は次のような荷電粒子線描画装置を提供することを目的とする。
【００１４】
１．描画精度の高い荷電粒子線描画装置を提供する。
【００１５】
２．描画後に実行結果の確認を行うことができる荷電粒子線描画装置を提供する。
【００１６】
３．リアルタイムで現在の描画位置を表示することができる荷電粒子線描画装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、半導体設計情報を補正系数に従って演算して描画制御データを導出する演算部と、描画制御データに基づいて荷電粒子線の照射制御を行う制御部と、制御部に制御される荷電粒子線を用いて実際に描画を行う描画部とを有する荷電粒子線描画装置において、描画制御データ、及び前記描画部で計測される計測データを記憶可能な記憶部を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、描画部より計測された計測データないし描画時の描画位置を表示する表示部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
描画部制御データと計測データを記憶することができるため、先行して模擬描画を行うことで、実際の描画結果を確認することなく、描画する設計データに適した補正係数を得ることが可能になり、より精度の高い描画が実現できる。
【００２０】
また、実際の描画中の描画部制御データと計測データを記憶することにより、描画後に実行結果の確認を行うことができる。また、リアルタイムに動作可能な表示機能を設けることで、現在の描画位置を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施例について、図を引用して説明する。
【００２２】
図１に本発明の実施形態の概略図を示す。
【００２３】
描画装置は設計データ記憶部１１、演算部１２、制御部１３、描画部１４、記憶部１６、表示部１５から構成される。以下、各部位の概略について説明する。
【００２４】
設計データ記憶部１１は半導体設計データを記憶する部分である。一般的には、ＧＤＳ（２）などのＣＡＤデータであることが多い。
【００２５】
演算部１２は、あらかじめ設定された補正係数を参照して、前記半導体設計データを演算処理し、電子線を制御するデータや、ステージを制御するデータなど、描画時に必要な描画制御データをリアルタイムで生成（導出）する部分である。
【００２６】
制御部１３は、演算部から、半導体設計データを元に生成した描画制御データと、描画部でリアルタイムに計測された計測データを基にして描画部の制御を行う。描画部１４は、電子線を発生する電子源、および、電子線を偏向するための偏向器、ブランキング用の偏向器、試料を載せるステージなどから構成される。
【００２７】
記憶部１６は描画部で計測された計測データと、演算部１２で作られ制御部を介して出力される描画制御データをリアルタイムに記憶する。また、表示部１５は、その他処理部と非同期もしくは同期して、記憶部に記憶されているデータを表示する。
【００２８】
次に描画時のフローを示す図２に沿って説明する。
【００２９】
試料に対して半導体設計パターンを描画する前に、模擬描画を行う。
【００３０】
まず、ステップ２０１で開始する。試料の加工は行わず、基準となる評価用データを用いて描画部の特性を計測し、適切な補正係数を得る（ステップ２０２）。さらに適正な補正係数を得るために実際に描画する設計データを用いて模擬描画を行う（ステップ２０３）。
【００３１】
模擬描画を行った後、記憶部に記憶された計測データから補正係数を最適化する（ステップ２０４）。最適化が完了したら（ステップ２０５）、その補正係数を使用して試料上に描画し（ステップ２０６）、ステップ２０７で終了する。
【００３２】
図３に描画装置の詳細な構成例を示す。
【００３３】
設計データ記憶部１１は半導体設計データを記憶している。
【００３４】
演算部１２は、半導体設計データを読み込み、あらかじめ設定された補正係数を参照して、前記半導体設計データを演算処理し、電子線を制御するデータや、ステージを制御するデータなど、描画時に必要な描画制御データをリアルタイムで生成（導出）する。
【００３５】
制御部１３は、ブランキング制御部３１、偏向制御部３２、ステージ制御部３３を有する。描画部１４は、電子源４４（荷電粒子発生手段）、ブランキング制御部３１で制御されるブランキング用の偏向器３５、偏向制御部３２で制御される偏向器３６、ステージ制御部３３で制御されるステージ３８を有する。ステージ３８には、試料３７が載置される。
【００３６】
制御部内のブランキング制御部３１は電子線（荷電粒子線）のオン、オフを制御する。実際には、偏向器３５により、電子源３４から発生する電子線の軌道を変える。オフのときは下にある偏向器３５の開口部を通過しないように制御する。
【００３７】
偏向制御部３２は偏向器３６により電子線の軌道を変え、任意の位置に露光する制御を行う。ステージ制御部３３は、電子線を偏向できない領域に描画を行う場合にステージ３８および、試料３７を移動させる制御を行う。
【００３８】
このような構成の場合、描画位置は、ブランキング制御部３１にて、電子線をオンにした時間での、偏向器３６の偏向量、ステージ３７の位置により相対的に決定される。そのため、それらの描画制御データを記憶部１６に記憶することにより、実際の描画位置を記憶し得ることが可能になる。
【００３９】
図３では、実際に試料を載せ、ブランキング用の偏向器３５をオフに固定した状態で擬似描画を行うような構成である。つまり、図４に示すブランキングをＯＮにした開始時間４１、偏向器を決定する数値データ４２、計測したステージ位置データ４３などの描画制御データや計測データが記憶部１６に記憶されていれば、図５のように絶対的な基準点（原点）５１を原点とした照射位置５３が復元できる。５２はステージ位置（電子線を偏向させない場合に照射される位置）、５４は原点５１からの距離である。
【００４０】
その描画制御データや計測データから、実際に照射すべき位置からのずれ量を算出し、補正係数を導出する。ステージ連続移動方式の場合、照射時間中にステージが移動するため、それに追従させるように偏向量を補正している。そのため、前記補正の精度をあげるためには、図６のように照射開始時間と照射終了時間の間に何点かデータを記憶する必要がある。ブランキングをＯＮにした開始時間Ｃ（ｔ０）４１、偏向器を決定する数値データ（ｔ０）４２、計測したステージ位置データ（ｔ０）４３、ブランキングをＯＮにした開始時間（ｔ０＋α）、偏向器を決定する数値データＡ（ｔ０＋α）、計測したステージ位置データ偏向器を決定する数値データＢ（ｔ０＋α）、ブランキングをＯＮにした終了時間（ｔ１）、偏向器を決定する数値データＡ（ｔ１）、計測したステージ位置データ偏向器を決定する数値データＢ（ｔ１）などを記憶する。
【００４１】
それらの傾向から、実際に照射すべき位置からのずれ量を算出し、補正量を決定する。
【００４２】
また、図７のように、擬似描画時に、試料ではなく、電子線の位置を検知するような電子線のセンサ７１を設けることにより、偏向器の位置ずれも補正可能になる。また、ステージの計測に関してもＸ，Ｙ方向だけでなく、Ｚ方向、または回転方向の位置情報を計測することにより、精度向上が期待できる。
【００４３】
理想描画位置と実際の照射位置との誤差は、実際には、ステージ３８や、偏向器３６の特性だけではなく、種々の要因で発生する。ランダムに発生するような位置ずれは補正できないが、設計データに依存して発生するような位置ずれに関しては前記の模擬描画方式から得られた情報を元に、偏向位置、ステージ位置を補正すれば、補正可能になる。
【００４４】
記憶装置が大規模になり、実現が困難な場合は、データの間引きを行うことで対応可能である。理想は電子線を照射する図形ごとに位置補正を行うことであるが、ある範囲内にある図形の一つをサンプリングし、該当範囲内の図形に対して同様の補正にするような形態でも効果は期待できる。ただし、そうした場合は、描画精度とのトレードオフになる。
【００４５】
次に実際の描画時の実施例を説明する。
【００４６】
図１のように記憶部１６と表示部１５を設けることにより、描画終了後に実行結果を読み出して確認することができる。また、リアルタイムに表示可能な構成にすれば、現在の描画位置を知ることも可能になる。
【００４７】
例えば、図８のように現在の描画位置を表示することができる。近年半導体の微細化により、電子線で露光する図形は微細化し、図形の描画データ量は膨大になっており、転送速度も高速である。
【００４８】
従って、すべてのデータをリアルタイムに表示させることは困難である。しかし、現在のおおよその描画位置を表示させるだけであれば、例えば、図９のようにある範囲を描画中であることを表示させるようにすれば、必要なデータ量を減らすことができ、視覚化が可能になる。
【００４９】
データ量を減らすことで、記憶装置も小規模なものでよく、表示装置もパーソナルコンピュータなどで実現可能である。
【００５０】
簡易的な記憶装置と表示装置を設けるだけで、リアルタイムに描画位置を確認可能になり、万が一、描画途中でなんらかのトラブルが発生したときでも、最新の描画位置を保持しておけば、トラブル発生時の描画位置が瞬時に把握できる。
【００５１】
また、完全な描画情報結果が必要な場合は、それが格納可能な規模の記憶装置を用意すればよい。それにより、描画終了後にデータを読み出して、実行結果を解析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、回路の基本構成を示す図。
【図２】本発明の実施例に係わるもので、描画動作のフローを示す図。
【図３】本発明の実施例に係わるもので、回路を詳しく示した図。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、記憶部に記憶されるデータ内容の一例を示す図。
【図５】本発明の実施例に係わるもので、電子線照射位置と、偏向位置、ステージ位置の関係を示す図。
【図６】本発明の実施例に係わるもので、記憶部に記憶されるデータ内容の他例を示す図。
【図７】本発明の他の実施例に係わるもので、回路を詳しく示した図。
【図８】本発明の実施例に係わるもので、リアルタイムに描画位置を表示させた場合の一例を示す図。
【図９】本発明の実施例に係わるもので、リアルタイムに描画位置を表示させた場合の他例を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１１…設計データ記憶部、１２…演算部、１３…制御部、１４…描画部、１５…表示部、１６…記憶部、３１…ブランキング制御部、３２…偏向制御部、３３…ステージ制御部、３４…電子源、３５…偏向器、３６…偏向器、３７…試料、３８…ステージ、４１…ブランキングをＯＮにした開始時間、４２…偏向器を決定する数値データ、４３…計測したステージ位置データ、５１…絶対的な基準点（原点）、５２…ステージ位置（電子線を偏向させない場合に照射される位置）、５３…原点を基準とした照射位置、５４…原点からの距離、７１…電子線のセンサ。
【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】
2007173302.tif 000009
【図８】
2007173302.tif 000010
【図９】
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