JP2002151387A

JP2002151387A - 電子ビーム描画方法

Info

Publication number: JP2002151387A
Application number: JP2000344132A
Authority: JP
Inventors: Osamu Wakimoto; 治脇本
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-05-24

Abstract

(57)【要約】【課題】可変面積型電子ビーム描画方法を実現する。【解決手段】ＸあるいはＹ軸に平行に形成されている
直線部分と、この直線部分に接続された斜め線部分の幅
が一定のパターンについては、その中央部分を一つの図
形のまま表現できるようにしている。すなわち、図７
（ａ）に示した図形では、図７（ｂ）に示すように、網
掛けをした中央部分Ｒを一つの図形で表現できるよう新
しいフォーマットを導入するようにしている。このよう
に、中央部分Ｒを一つの図形として取り扱えば、図７
（ｃ）に示すように、この中央部分は同一方向の矩形に
展開できることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被描画材料に矩形
等の形状の電子ビームを投射して所望形状の描画を行う
ようにした可変面積型電子ビーム描画装置において、斜
め線をより精度よく高速に描画するようにした可変面積
型電子ビーム描画方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は従来の可変面積型電子ビーム描画
システムを示している。１は電子ビームＥＢを発生する
電子銃であり、該電子銃１から発生した電子ビームＥＢ
は、照明レンズ２を介して第１成形アパーチャ３上に照
射される。第１成形アパーチャの開口像は、成形レンズ
４により、第２成形アパーチャ６上に結像されるが、そ
の結像の位置は、成形偏向器５により変えることができ
る。第２成形アパーチャ６により成形された像は、縮小
レンズ７、対物レンズ８を経て描画材料１０上に照射さ
れる。描画材料１０への照射位置は、位置決め偏向器９
により変えることができる。

【０００３】１１はコンピュータであり、コンピュータ
１１はパターンデータメモリー１２からのパターンデー
タをデータ転送回路１３に転送する。データ転送回路１
３からのパターンデータは、ショット分割器１４に供給
されてショット分割される。ショット分割器１４からの
描画データに応じた信号は、ＤＡ変換器１５を介して成
形偏向器５に偏向電圧を供給する偏向増幅器１６、ＤＡ
変換器１７を介して位置決め偏向器９に偏向電圧を供給
する偏向増幅器１８、ＤＡ変換器１９を介して電子銃１
から発生した電子ビームのブランキングを行うブランキ
ング電極２０を制御するブランキングコントロール回路
２１に供給される。

【０００４】コンピュータ１１は、材料のフィールド毎
の移動のために、材料１０が載せられたステージ２２の
駆動機構２３を制御する。このステージ２２の移動量
は、レーザ測長器２４によって測定され、その測定結果
はコンピュータ１１に供給される。２８は偏向器制御回
路であり、コンピュータ１１によって制御され、この回
路から発生した信号はＤＡ変換器１７を介して、位置決
め偏向器９に偏向電圧を供給する偏向増幅器１８に供給
される。このような構成の動作を次に説明する。

【０００５】まず、通常の描画動作について説明する。
パターンデータメモリ１２に格納されたパターンデータ
は、逐次読み出され、データ転送回路１３を経てショッ
ト分割器１４に供給される。ショット分割器１４で分割
されたデータに基づき、電子ビームの成形データはＤＡ
変換器１５を介して偏向増幅器１６に供給され、そして
増幅器１６によって増幅された信号が成形偏向器５に供
給される。また、描画パターンに応じた電子ビームの偏
向信号は、偏向器制御回路２８，ＤＡ変換器１７を介し
て偏向増幅器１８に供給され、そして増幅器１８によっ
て増幅された信号が位置決め偏向器９に供給される。

【０００６】この結果、各分割されたパターンデータに
基づき、成形偏向器５により電子ビームの断面が所望の
面積の矩形形状に成形され、その断面が矩形のビーム
が、位置決め偏向器９に供給される偏向信号に応じて順
々に材料上にショットされ、所望の形状のパターン描画
が行われる。なお、この時、ブランキングコントロール
回路２１からブランキング電極２０へのブランキング信
号により、材料１０への電子ビームのショットに同期し
て電子ビームのブランキングが実行される。

【０００７】また、電子ビームの偏向による描画動作
は、フィールド単位で行われ、特定のフィールド内の描
画が終了した後は、ステージ２２が駆動機構２３によっ
てフィールドの長さ分移動させられ、次のフィールドの
描画が行われる。このステージ２２の移動量は、レーザ
測長器２４によって測定され、その測定値はコンピュー
タ１１に供給される。コンピュータ１１は測定移動量に
基づき、駆動機構２３を制御し、正確なステージ２２の
移動を可能としている。

【０００８】図２はショット分割器１４における図形分
割処理の概略を示している。図２（ａ）は斜めの線を有
した入力データであり、このような入力データは、あら
かじめ描画装置に入力可能な図形の形状、例えば、図３
に示した矩形（ａ）、Ｘ台形（b）、Ｙ台形（c）の３種
類に合うように分割する。図２（b）は図２（ａ）の図
形を分割した例を示している。更に台形部分について
は、図２（c）に示すように細かい矩形に分割して、近
似的に斜辺になるように矩形の電子ビームの照射を繰り
返し、描画を行っている。

【０００９】また、実際には、描画速度の観点から、照
射時間を数分の１にした大きめの矩形の電子ビームを少
しずつずらしながら描画を行っている。このようにする
ことにより、一度に照射する電子ビームの面積が大きい
ため、描画速度が向上する。また、斜辺部分が適度にボ
ケることにより、矩形で近似した際の段差が滑らかにな
る効果がある。この様子を図４に示す。図４の例は３回
重ねの例であり、電子ビームが２回以上重なった箇所が
実際の形状として残ることになる。なお、図４（ａ）は
矩形の重ね方の例を示しており、図４（b）は結果的に
得られる照射量の分布を示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図２に示した図形は、
比較的分割しやすい外形であったが、近年の集積回路パ
ターンの微細化に伴い、図５（ａ）に示すような外形の
図形が多く用いられる傾向が生じている。この図形の特
徴は、斜め部分と直線の部分の図形の幅を一定（Ｗ）と
するために、外形の内側と外側の折れ曲がり点が２次元
座標上でＸもしくはＹ軸に平行な位置にないことであ
る。

【００１１】このような図形をＸ台形もしくはＹ台形で
表現しようとすると、図５（b）に示すように、複数個
の台形（、、）に分割して表現することが必要と
なる。この結果、台形はＹ台形、台形、はＸ台形
となる。この場合、各台形と矩形に展開すると、Ｘ台形
とＹ台形とでは、展開方向が異なっているため、図２に
示した図形に比べて描画時間が余計にかかることにな
る。

【００１２】また、多重に描画を行う場合にも不具合が
生じる。すなわち、１重部分が伸びる方向も異なり、図
６（c）のように、Ｘ台形とＹ台形の頂点が接する部分
では、両方のはみ出し部分が重なってしまう。従って、
２重部分の外形は、図６（ｄ）のようになり、斜辺上に
下の図形とは異なる突起Ｔが形成されてしまう。

【００１３】本発明は、上記した点に鑑みてなされたも
ので、同じ幅で連続している斜め線の配線パターンをよ
り高速に、高精度で描画することができる可変面積型電
子ビーム描画方法を実現するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に基づ
く電子ビーム描画方法は、描画データに基づいて描画パ
ターンを分割し、電子ビームの断面形状を分割後の描画
図形に応じて矩形に成形し、成形された矩形状の電子ビ
ームを被描画材料の所望位置に投射して所望パターンの
描画を行うようにした可変面積型電子ビーム描画装置に
おいて、特定の軸方向に平行に形成された直線部分と、
この直線部分に接続された斜め線部分を有し、直線部分
と斜め線部分の幅が均一な図形について、直線部分を矩
形データに、斜め線部分を台形データに展開するに際
し、直線部分と斜め線部分の２つの折れ曲がり点の内、
内側の折れ曲がり点の座標値で矩形データと台形データ
に分離して描画を行うようにしたことを特徴としてい
る。

【００１５】請求項１の発明では、特定の軸方向に平行
に形成された直線部分と、この直線部分に接続された斜
め線部分を有し、直線部分と斜め線部分の幅が均一な図
形について、直線部分を矩形データに、斜め線部分を台
形データに展開するに際し、直線部分と斜め線部分の２
つの折れ曲がり点の内、内側の折れ曲がり点の座標値で
矩形データと台形データに分離して描画を行うように
し、高精度で描画を行う。

【００１６】本発明の請求項２に基づく電子ビーム描画
方法は、描画データに基づいて描画パターンを分割し、
電子ビームの断面形状を分割後の描画図形に応じて矩形
に成形し、成形された矩形状の電子ビームを被描画材料
の所望位置に投射して所望パターンの描画を行うように
した可変面積型電子ビーム描画装置において、特定の軸
方向に平行に形成された直線部分と、この直線部分に接
続された斜め線部分を有し、直線部分と斜め線部分の幅
が均一な図形について、直線部分を矩形データに、斜め
線部分を台形データに展開するに際し、台形データにつ
いてはＸ台形かＹ台形のいずれかに統一して変換して描
画するようにしたことを特徴としている。

【００１７】請求項２の発明では、特定の軸方向に平行
に形成された直線部分と、この直線部分に接続された斜
め線部分を有し、直線部分と斜め線部分の幅が均一な図
形について、直線部分を矩形データに、斜め線部分を台
形データに展開するに際し、台形データについてはＸ台
形かＹ台形のいずれかに統一して変換して描画するよう
にし、高精度で描画を行う。

【００１８】本発明の請求項３に基づく電子ビーム描画
方法は、描画データに基づいて描画パターンを分割し、
電子ビームの断面形状を分割後の描画図形に応じて矩形
に成形し、成形された矩形状の電子ビームを被描画材料
の所望位置に投射して所望パターンの描画を行うように
した可変面積型電子ビーム描画装置において、特定の軸
方向に平行に形成された直線部分と、この直線部分に接
続された斜め線部分を有し、直線部分と斜め線部分の幅
が均一な図形について、直線部分を矩形データに、斜め
線部分を台形データに展開するに際し、台形データがＸ
台形かＹ台形かを判断し、一方の台形の場合、２つの斜
辺の角度とあらかじめ定めた閾値とを比較し、２つの斜
辺の角度が閾値と等しいか閾値以下の場合、一方の台形
描画データとして短冊状に台形データを展開し、斜辺の
角度が閾値以上の場合は、他方の台形描画データとして
短冊状に台形データを展開し、描画するようにしたこと
を特徴としている。

【００１９】請求項３の発明では、特定の軸方向に平行
に形成された直線部分と、この直線部分に接続された斜
め線部分を有し、直線部分と斜め線部分の幅が均一な図
形について、直線部分を矩形データに、斜め線部分を台
形データに展開するに際し、台形データがＸ台形かＹ台
形かを判断し、一方の台形の場合、２つの斜辺の角度と
あらかじめ定めた閾値とを比較し、２つの斜辺の角度が
閾値と等しいか閾値以下の場合、一方の台形描画データ
として短冊状に台形データを展開し、斜辺の角度が閾値
以上の場合は、他方の台形描画データとして短冊状に台
形データを展開し、描画するようにし、高精度で描画を
行う。

【００２０】

【実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形
態を詳細に説明する。第１の実施の形態では、Ｘあるい
はＹ軸に平行に形成されている直線部分と、この直線部
分に接続された斜め線部分の幅が一定のパターンについ
ては、その中央部分を一つの図形のまま表現できるよう
にしている。すなわち、図７（ａ）に示した図形では、
図７（ｂ）に示すように、網掛けをした中央部分Ｒを一
つの図形で表現できるよう新しいフォーマットを導入す
るようにしている。このように、中央部分Ｒを一つの図
形として取り扱えば、図７（ｃ）に示すように、この中
央部分は同一方向の矩形に展開できることになる。従っ
て、描画時間を節約することが可能となる。

【００２１】この新しいフォーマットは、従来の台形フ
ォーマットで表現した斜め線の上下の角をある座標で切
り落とすことにより、直線と同じ幅で接続する斜めの線
が表現できる。従って、データとしては、図８に示した
従来の台形データＸ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｙ４
の６つのデータに切断位置Ｘｃ１，Ｘｃ２を加えた８つ
のデータで表現する。

【００２２】新フォーマットを矩形に展開する場合は、
基本的には従来の台形を展開する計算を行う。出てきた
矩形の両端のＸ座標をそれぞれＸｃ１，Ｘｃ２と比較
し、左側の座標については、Ｘｃ１より小さければ、Ｘ
ｃ１で置き換える。右側の座標については、Ｘｃ２より
大きければＸｃ２で置き換える。このように座標の置き
換えを行ったデータに基づいて台形の描画が行われる。

【００２３】図９はさまざまな方向の直線を斜め線で接
続する場合を示している。いずれの場合も、同様な処理
で接続する斜め線を１図形で表現することができる。図
１０にハードウェアで新フォーマットを展開する場合の
ブロック図を示している。矩形展開部分は、詳しくは示
されていないが、指定された台形の展開ピッチごとに台
形を矩形に近似するように斜辺上の座標を計算し、矩形
データを発生する。次に、発生された矩形データから左
右の座標を計算する。それぞれの座標をＸｃ１，Ｘｃ２
と比較し、比較結果に応じて座標データを入れ替える。
このように従来の回路にわずかな回路を追加することで
新フォーマットのハードウェアによる展開が可能とな
る。

【００２４】図１０のブロック図に基づいて動作を更に
詳細に説明する。メモリー５０に格納されたパターンデ
ータは、ＣＰＵ５１を介して電子線描画装置５２に供給
される。供給されたパターンデータは、台形展開回路５
３に供給されて指定された台形の展開ピッチごとに台形
を矩形に近似するように斜辺上の座標を計算し、矩形デ
ータを発生する。矩形データの表現方法は、図１１に示
すように、矩形の座標値（Ｘ１，Ｙ１）と矩形の幅Ｗ、
高さｈである。

【００２５】台形展開回路５３で展開された各台形デー
タのＸ座標は、比較回路５４で左側切断位置座標Ｘｃ１
と比較されると共に、スイッチ５５の一方の端子と加算
器５６に供給される。加算器５６では、矩形の幅データ
Ｗと加算される。

【００２６】比較回路５４では、Ｘｃｌ（Ａ）とＸ座標
（Ｂ）とを比較し、Ａ＞Ｂの場合は、スイッチ５５はＸ
ｃ１を選択する。Ａ≦Ｂの場合は、Ｘ座標を選択する。
選択された座標値が実際に描画される台形のＸ座標とさ
れる。

【００２７】加算器５６では、Ｘ座標と幅データＷとを
加算し、加算された値は、比較回路５７に供給される。
比較回路５７では、加算器５６の出力値（Ｂ）とＸｃ２
（Ａ）とを比較しＡ＜Ｂの場合には、スイッチ５８を制
御してＸｃ２を選択する。逆に、Ａ≧Ｂの場合には、ス
イッチ５８を制御して加算器５６の出力を選択する。ス
イッチ５８の出力は、減算器５９に供給されてスイッチ
５５の出力値との減算処理が行われる。

【００２８】このような処理が施されて、各矩形データ
は、Ｘｃ１，Ｘｃ２で切り落とされたデータに変換され
る。変換された各データは、偏向アンプ６０を介して電
子光学系６１に供給され、図７（ｃ）で示した各矩形が
描画される。

【００２９】個々で、描画図形の斜線部分の角度が、図
１２に示すように、任意角度ではなく４５°に限定され
ている場合、ｄとｈは常に等しいので、矩形と同じよう
な表現が可能となる。

【００３０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。この実施の形態では、図１３に示すように、
描画図形（ａ）は、表現可能な図形に分割（ｂ）され、
分割後に含まれるＹ台形はＸ台形に変更（ｃ）される。
各Ｘ台形は、矩形に展開（ｄ）され、描画される。従っ
て、短冊状の矩形に展開する際にもはみ出し部分は一方
向に統一される。この結果、２重描画部分の外形は、図
１５（ｅ）のようになり、元の図形の外形を正確に反映
した図形となる。

【００３１】次に図１３で説明した方法を一般的に説明
する。図１３の例では、Ｙ台形をＸ台形に変換したが、
全てＸ台形に統一してしまうと、任意の角度の図形につ
いては不都合が生じる。すなわち、斜辺がＸ軸に水平に
近い場合は、短冊をＹ方向に進めると、斜辺の凹凸が荒
くなってしまう。この様子を図１４に示す。従って、Ｘ
台形とＹ台形の両方を使用しながら、同一斜辺上でこれ
らが混在しないようにする必要がある。

【００３２】そこで、角度が４５°以下の斜辺について
は、必ずＸ台形で表現し、４５°より大きい斜辺ではＹ
台形で表現するよう、斜辺の角度により判定を行い、図
形の変換を行う。ただし、４５°は特に固定の値ではな
く、５０°や４０°など他の値でもかまわない。

【００３３】図１５にこの分割方法をフローチャートと
して示している。まず、台形データかどうか判定し、台
形データの場合は、Ｘ台形かＹ台形かにより処理が分か
れる。２つの処理はほとんど同じであるが、斜辺の角度
が閾値と等しい場合に他方の図形に変換するかどうかが
異なる。

【００３４】このフローチャートでは、等しい場合はＸ
台形として展開を行う。以降、Ｘ台形の場合について説
明する。台形には、図１６に示すように、２つの斜辺が
含まれるため、まず一方の斜辺を閾値θtと比較する。
次にもう一方の斜辺を比較し、２回の比較結果が一致す
る場合は閾値より大きい場合にのみＹ台形に変換する。

【００３５】２回の比較結果が一致しない場合は、一方
の斜辺のみをＹ台形に変換する必要があるため、両側の
斜辺が分離されるように台形を２分する。こうして得ら
れた２つの台形の内、閾値より大きい台形のみＹ台形に
変換する。

【００３６】図１７に、図１５に示したフローチャート
に基づいて描画を行う構成の一例を示す。メモリー６５
の描画データは、ＣＰＵ６６を介して電子線描画装置６
７の図形分割回路６８に供給され、この分割回路におい
て図１５に示したフローチャートに基づいたデータ変換
が実行される。

【００３７】矩形データについては、偏向アンプ６９を
介して電子光学系７０に供給され描画が行われる。デー
タ変換されたＸ台形データ（斜辺の角度４５°）、Ｙ台
形データ（斜辺の角度４５°）については、直接台形展
開回路７１に供給され、台形データに基づいて矩形デー
タが作成される。

【００３８】斜辺の角度≧４５°のＸ台形データは、Ｘ
台形かＹ台形に分割され、台形展開回路７１に供給され
る。また、斜辺の角度＞４５°のＹ台形データは、Ｙ台
形がＸ台形に分割され、台形展開回路７１に供給され
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、特定の軸方向に平行に形成された直線部分と、この
直線部分に接続された斜め線部分を有し、直線部分と斜
め線部分の幅が均一な図形について、直線部分を矩形デ
ータに、斜め線部分を台形データに展開するに際し、直
線部分と斜め線部分の２つの折れ曲がり点の内、内側の
折れ曲がり点の座標値で矩形データと台形データに分離
して描画を行うようにしたので、高精度で描画を行うこ
とができる。

【００４０】請求項２の発明では、特定の軸方向に平行
に形成された直線部分と、この直線部分に接続された斜
め線部分を有し、直線部分と斜め線部分の幅が均一な図
形について、直線部分を矩形データに、斜め線部分を台
形データに展開するに際し、台形データについてはＸ台
形かＹ台形のいずれかに統一して変換して描画するよう
にしたので、高精度で描画を行うことができる。

【００４１】請求項３の発明では、特定の軸方向に平行
に形成された直線部分と、この直線部分に接続された斜
め線部分を有し、直線部分と斜め線部分の幅が均一な図
形について、直線部分を矩形データに、斜め線部分を台
形データに展開するに際し、台形データがＸ台形かＹ台
形かを判断し、一方の台形の場合、２つの斜辺の角度と
あらかじめ定めた閾値とを比較し、２つの斜辺の角度が
閾値と等しいか閾値以下の場合、一方の台形描画データ
として短冊状に台形データを展開し、斜辺の角度が閾値
以上の場合は、他方の台形描画データとして短冊状に台
形データを展開し、描画するようにしたので、高精度で
描画を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の可変面積型電子ビーム描画システムを示
す図である。

【図２】描画すべきパターンの図形分割処理の概略を示
す図である。

【図３】分割後の図形の例を示す図である。

【図４】矩形の重ね描画の例を示す図である。

【図５】幅が一定の図形の分割の様子を示す図である。

【図６】多重描画における不具合を説明するための図で
ある。

【図７】直線部分と斜め線部分の幅が一定の図形を本発
明に基づいて分割する様子を示す図である。

【図８】台形データを８つのデータで表現する例を示す
図である。

【図９】さまざまな方向の直線を斜め線で接続する例を
示す図である。

【図１０】新フォーマットを展開するためのブロック図
である。

【図１１】矩形データの表現方法を説明するための図で
ある。

【図１２】斜線角度が４５°に限定されている場合の表
現方法を説明するための図である。

【図１３】本発明の第２の実施の形態における図形分割
を説明するための図である。

【図１４】斜辺の凹凸が荒くなる例を示す図である。

【図１５】本発明の第２の実施の形態に基づく分割方法
のフローチャートを示す図である。

【図１６】Ｘ台形とＹ台形を示す図である。

【図１７】図１５のフローチャートに基づいて描画を行
う構成の一例を示す図である。

【符号の説明】

５０メモリー５１ＣＰＵ５２電子線描画装置５３台形展開回路５４，５７比較回路５５，５８スイッチ５６加算器５９減算器６０偏向アンプ６１電子光学系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】描画データに基づいて描画パターンを分
割し、電子ビームの断面形状を分割後の描画図形に応じ
て矩形に成形し、成形された矩形状の電子ビームを被描
画材料の所望位置に投射して所望パターンの描画を行う
ようにした可変面積型電子ビーム描画装置において、特
定の軸方向に平行に形成された直線部分と、この直線部
分に接続された斜め線部分を有し、直線部分と斜め線部
分の幅が均一な図形について、直線部分を矩形データ
に、斜め線部分を台形データに展開するに際し、直線部
分と斜め線部分の２つの折れ曲がり点の内、内側の折れ
曲がり点の座標値で矩形データと台形データに分離して
描画を行うようにした電子ビーム描画方法。
【請求項２】描画データに基づいて描画パターンを分
割し、電子ビームの断面形状を分割後の描画図形に応じ
て矩形に成形し、成形された矩形状の電子ビームを被描
画材料の所望位置に投射して所望パターンの描画を行う
ようにした可変面積型電子ビーム描画装置において、特
定の軸方向に平行に形成された直線部分と、この直線部
分に接続された斜め線部分を有し、直線部分と斜め線部
分の幅が均一な図形について、直線部分を矩形データ
に、斜め線部分を台形データに展開するに際し、台形デ
ータについてはＸ台形かＹ台形のいずれかに統一して変
換して描画するようにした電子ビーム描画方法。
【請求項３】描画データに基づいて描画パターンを分
割し、電子ビームの断面形状を分割後の描画図形に応じ
て矩形に成形し、成形された矩形状の電子ビームを被描
画材料の所望位置に投射して所望パターンの描画を行う
ようにした可変面積型電子ビーム描画装置において、特
定の軸方向に平行に形成された直線部分と、この直線部
分に接続された斜め線部分を有し、直線部分と斜め線部
分の幅が均一な図形について、直線部分を矩形データ
に、斜め線部分を台形データに展開するに際し、台形デ
ータがＸ台形かＹ台形かを判断し、一方の台形の場合、
２つの斜辺の角度とあらかじめ定めた閾値とを比較し、
２つの斜辺の角度が閾値と等しいか閾値以下の場合、一
方の台形描画データとして短冊状に台形データを展開
し、斜辺の角度が閾値以上の場合は、他方の台形描画デ
ータとして短冊状に台形データを展開し、描画するよう
にした電子ビーム描画方法。