JP2003133213A - 可変面積型電子ビーム描画装置を用いた描画方法 - Google Patents
可変面積型電子ビーム描画装置を用いた描画方法Info
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Abstract
し、描画速度を向上させるようにした可変面積型電子ビ
ーム描画装置を用いた描画方法を実現するにある。 【解決手段】 入力されたデータは最初に線台形かどう
かが判定される(ステップ1)。この場合、X2−X1
の値が0かどうかで判定する。YESの場合、線台形で
あるため、図形の分割処理は行わず、また描画処理も行
わない。NOの場合は図形の分割が行われるが、その場
合、矩形の上底(=下底)の長さを分割長Dとする。す
なわち、D=X2−X1とされる。次に、残りの長さが
分割長Dより大きいかどうかの判定が行われる(ステッ
プ2)。残りの長さがDより大きい場合、(残りの長さ
≦2・D)かどうかの判定が行われる(ステップ3)。
このステップ3における判定でNOの場合、Dの高さの
台形の切り出しが行われる。上記により切り出された長
さがDの台形については、三角部の切り離し処理が行わ
れる。
Description
した電子ビームを第2のスリット上に照射し、任意の断
面積の電子ビームを成形し、成形された電子ビームを偏
向して被描画材料に照射し、所望のパターンの描画を行
うようにした電子ビーム描画方法に関する。
画装置では、IC上の回路を長方形や三角形、もしくは
台形などの組み合わせでマスク乾板上に形成する。長方
形のみの形状の電子ビームを使用する描画装置では、三
角形などの斜めの線を有する形状も全て矩形で近似的に
分解して描画する。この方式は単純であるが、斜め線部
分で描画速度が遅くなる欠点を有している。
45度の斜め線などLSIの回路形状によく見られる形
状については、電子ビームをその形状に成形できる各種
スリットを準備し、矩形以外の電子ビームを使用する電
子ビーム描画装置も開発されている。
4方向の直角三角形と長方形を使用してパターンを形成
する場合、描画するパターンが45度の斜辺のみであれ
ば、電子ビームの使い分けは単純に決定できる。しか
し、LSIの回路設計上は、任意の角度のデータも使用
できたほうが有利である。前述した45度直角三角形の
電子ビームを有効に使用し、描画速度を向上させるに
は、パターンデータの中から、45度の斜辺を有する直
角三角形を抜き出す必要がある。
を使用する分割アルゴリズムでは効率がよくない。例え
ば、図1のAに示すような形状のパターンを形成(描
画)する場合、パターンの幅が長方形ビームの横幅より
狭い場合は、Bに示すように大きな図形を分割した後、
Cに示すように斜め線部分を短冊状に展開して描画を行
う。
より広い場合には、Dに示すように斜め線部分におい
て、パターンを縦方向に分割し、斜辺部分は三角形を切
り離していた。切り離された三角形部分は、Eに示すよ
うに短冊状に展開して描画を行う。図1のDの場合に
は、三角形が抜き出されるため、斜辺が45度の場合に
三角形に成形された電子ビームを使用することは容易で
あるが、図1のBのような場合では、斜辺の角度が45
度であっても、三角形のビームを使用する機会がなくな
ってしまう。
ので、その目的は、三角形に成形された電子ビームを有
効に活用し、描画速度を向上させるようにした可変面積
型電子ビーム描画装置を用いた描画方法を実現するにあ
る。
型電子ビーム装置を用いた描画方法は、電子ビームを矩
形開口を有した第1のスリットを通過させ、矩形の電子
ビームを第2スリットに照射し、第2スリットの開口を
通過した電子ビームを被描画材料上に照射するように構
成されており、第2スリットを通過した電子ビームの断
面形状を矩形と二等辺直角三角形に成形しうる可変面積
型電子ビーム装置において、台形の図形データの内の、
斜辺と底辺の法線との成す角度が45度であるような平
行四辺形であって、かつ成形しうる最大の二等辺直角三
角形の電子ビームの断面形状の直交する辺の長さより短
い底辺を有する平行四辺形について、平行四辺形の底辺
の長さを分割長として縦方向に平行四辺形図形を分割
し、分割された図形を三角形ビームもしくは三角形ビー
ムと矩形ビームの組み合わせで描画するようにしたこと
を特徴としている。
は非常に頻繁に発生する45度の斜めの図形を、電子ビ
ームの照射回数を減らし、更に斜辺をなだらかに描画す
ることができる。
施の形態を詳細に説明する。図2は本発明の方法を実施
するための可変面積型電子ビーム描画装置の一例を示し
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、照射レンズ
2を介して第1成形スリット3上に照射される。
4により、第2成形スリット5上に結像されるが、その
結像の位置は、成形偏向器6により変えることができ
る。第2成形スリット5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9上に照射され
る。描画材料9への照射位置は、位置決め偏向器10に
より変えることができる。
は磁気ディスクのごときパターンデータメモリー12か
らのパターンデータを描画用データ転送回路13と、ブ
ランキング用データ転送回路14とに転送する。
は、成形偏向器6を駆動するDA変換器と増幅器より成
る駆動回路15、位置決め偏向器10を駆動するDA変
換器と増幅器よりなる駆動回路16に供給される。
ブランキング制御信号は、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カー(ブランキング電
極)18を制御するブランカー制御回路19に供給され
る。
ルド毎の移動のために、材料9が載せられたステージ2
0の駆動回路21を制御する。このような構成の動作を
次に説明する。
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に供給さ
れる。このデータ転送回路13からのデータに基づき、
偏向駆動回路15は成形偏向器6を駆動し、また、駆動
回路16は位置決め偏向器10を駆動する。
形偏向器6により電子ビームの断面が単位パターン形状
に成形され、その単位パターンが順々に材料9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19からブ
ランカー18へのブランキング信号により、材料9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。
際には、制御CPU11からステージ駆動回路21への
指令により、ステージ20は所定の距離移動させられ
る。なお、ステージ20の移動距離は、図示していない
が、レーザー測長器により監視されており、測長器から
の測長結果に基づき、ステージの位置は正確に制御され
る。
路や配線であり、その形状を長方形や三角形、もしくは
台形などの組み合わせで、例えば、マスク乾板上に形成
する。長方形のみの形状の電子ビームを使用する描画装
置では、三角形などの斜めの線を持つ形状も全て矩形で
近似的に分解して描画する。
画速度が遅くなる欠点を有している。近年、高速に描画
することを目的に、45度の斜め線などLSIの回路形
状によく見られる形状については、電子ビームをその形
状に成形できるよう、第2スリット5に各種形状のスリ
ットを準備し、矩形以外の断面形状を有した電子ビーム
を使用する電子ビーム描画装置が開発されている。
を設ける場合、基本的な矩形の開口部に第1スリット3
を投影した場合の電子ビームを遮る部分には開口を開け
ることができない。このため、第1スリット3を通過し
た電子ビームの寸法分だけ矩形の開口部から離れた位置
に2つ目の開口部を設ける必要がある。更に、3つ、4
つと開ける場合は、全ての開口位置がこの関係を満たす
必要がある。
能な第2スリット5としては、例えば、図3に示すよう
な形状が考えられている。図3において、25が基本的
な矩形の開口部であり、26〜29が4種類の45度直
角三角形の開口部である。また、30が第1スリット3
で成形され、第2スリット5上に投射された電子ビーム
であり、成形偏向器6によって電子ビームを偏向するこ
とにより、第2スリット5上の電子ビームの照射位置が
変えられる。
第1スリット3で成形され、第2スリット5上に投射さ
れた電子ビームを示しており、基本的な矩形の開口部2
5の端部と、三角形26の端部との間は、第1スリット
3を通過した電子ビームの寸法分だけ離されている。ま
た、4種類の直角三角形26〜29の各底部の間も、第
1スリット3を通過した電子ビームの寸法分だけ離され
ている。
る。この例では、鉤型の一つの開口部31が開けられて
いる。30が第1スリット3で成形され、第2スリット
5上に投射された電子ビームであり、成形偏向器6によ
って電子ビームを偏向することにより、第2スリット5
上の電子ビームの照射位置が変えられる。図中、点線で
示した矩形30aも第1スリット3で成形され、第2ス
リット5上に投射された電子ビームを示している。この
図4の第2スリットを用いることによっても、任意の矩
形や三角形に電子ビームを成形することができる。
している。この第2スリット40には、その中心部近傍
に最大ビームサイズの矩形の開口部41が穿たれてい
る。この矩形開口部41の周囲には45度の斜辺を有す
る直角三角形の開口部42a,42b,42c,42dが
配置されている。この4つの直角三角形開口部42a,
42b,42c,42dのそれぞれの長辺は矩形開口部4
1の頂点に向けられている。
矩形開口部41の頂点からその斜辺の中点までの距離
が、最大ビームサイズWの約1.4倍(=√(2)・
W)の位置に配置する。このことを言い換えると、矩形
開口部41の頂点から三角形開口部42aの斜辺の中点
までの距離を、少なくとも矩形開口部41の対角線に等
しい距離だけ離すことである。
2dは、矩形開口部41の頂点からそれぞれの斜辺の中
点までの距離が、最大ビームサイズWの約0.7倍(=
√(2)・W/2)の位置に配置する。このことを言い
換えると、矩形開口部41の頂点から三角形開口部42
b,42c,42dのそれぞれの斜辺の中点までの距離
を、少なくとも矩形開口部41の対角線の1/2に比し
い距離だけ離すことである。
ムを上記したような矩形と三角形の形状に成形できる描
画装置を用いて実行される。まず、本発明に基づく図形
分割処理の概要を図6を用いて説明する。従来の矩形の
みを考慮したアルゴリズムでは、幅の狭い斜め線部分は
分割を行わず、図1で説明したように、短冊状の矩形に
展開していた。
べきパターンAに対して大きな図形を分割(B)し、4
5度以外の角度の斜辺を有した図形では、従来と同様
に、短冊状の矩形に展開する(C)。一方、45度の平
行な斜辺を持ち、幅が分割長より小さい図形について
は、幅と同じ高さで分割を行う。この分割を行うこと
で、Dに示すごとく、斜め線を45度の直角三角形と長
方形の組み合わせで効率よく描画することができる。
形と三角形の形状に成形できる描画装置を用いた描画方
法のアルゴリズムについて説明する。まず、パターンデ
ータメモリ12から制御CPU11に供給される入力パ
ターンデータは、図7に示す基本的な形状、すなわち、
矩形(a)、X台形(b)、Y台形(c)のいずれかの
図形データで入力される。図8は図形分割の基本フロー
を示しており、供給された図形データは矩形か台形かの
図形の種類の判定(ステップ1)が行われる。
は、ステップ2において、Y矩形かどうかの判定が行わ
れる。YESの場合は、Y矩形の縦分割処理が行われ
る。NOの場合は、X矩形縦分割処理が行われる。この
縦分割処理においては、基本的に、図形は電子ビームの
最大ビームサイズで分割処理が実行される。
については、ステップ3においてY台形かどうかの判定
が行われる。YESの場合にはY台形縦分割処理が実行
され、NOの場合はX台形縦分割処理が実行される。
CPU11は、各図形を描画装置が描画できる大きさに
分割処理を行う。この分割の大きさ(分割長)は、成形
可能な電子ビームの形状によって決まり、あらかじめ設
定される。図7に示すような各種図形が制御CPU11
に入力された場合の図形分割のアルゴリズムの概要のフ
ローを図9に示す。このフローは、X台形を横分割する
例であり、入力データは、図10に示すごとく、X1,
Y1,X2,X3,X4,Y4の組で表現される。
まず、両斜辺の角度(接する辺の法線に対する角度)が
45度かもしくは0度であるかの判定(ステップ1)が
行われる。この判定でNOの場合、X台形の上底および
下底が最大ビームサイズ(Ht)以下かどうかの判定
(ステップ2)が行われる。すなわち、図形データが次
の式を満たしているかどうかが判定される。
して、入力データがそのまま出力され、短冊状の矩形に
展開される。
は、両端の斜辺部分が切り離し可能かどうかの判定(ス
テップ3)が行われる。すなわち、条件式としては、X
1>X3かX2<X4を満たしているかどうかが判定さ
れる。この判定がYESの場合、普通台形処理が行わ
れ、NOの場合は特殊台形処理が行われる。
し、斜辺部分については、斜辺の角度が45度の場合は
三角形のビームと矩形ビームを組み合わせて描画を行
い、斜辺の角度が45度以外の場合は、斜辺部分を短冊
状の矩形に展開して描画を行う。また、斜辺部分が切り
離された矩形部分は、矩形ビームによって描画が行われ
る。
は、特殊台形処理が行われるが、この処理はX台形を高
さ方向に2分割し、分割された2種の図形データについ
て、再度ステップ2の判定を行わせる。
くは0度である場合には、両端の傾斜部分が切り離し可
能かどうかの判定が行われる。判定の条件式は前記ステ
ップ3と同様である。この判定がYESの場合、普通台
形処理が行われ、NOの場合は45度特殊分割処理が実
行される。このとき45度特殊分割処理される図形は平
行四辺形である。ただし、この平行四辺形も特殊な台形
の一つであるので、以下、単に台形と記す。この45度
特殊分割処理の詳細フローを図11に示す。なお、入力
図形データは、図12に示すように、X1,Y1,X
2,X3,X4,Y4の6つのデータの組み合わせで表
現されている。また、分割後の出力データも同様の表現
を使用し、n個目の分割出力データの座標値を、X1o
(n)、Y1o(n)、X2o(n),X3o(n),X4o(n),Y4o
(n)という添え字付き文字で表す。
どうかが判定される(ステップ1)。この場合、X2−
X1の値が0かどうかで判定する。YESの場合、線台
形であるため、図形の分割処理は行わず、また描画処理
も行わない。NOの場合は図形の分割が行われるが、そ
の場合、台形の上底(=下底)の長さを分割長Dとす
る。すなわち、D=X2−X1とされる。
うに行われ、求められた残りの長さが分割長Dより大き
いかどうかの判定が行われる(ステップ2)。残りの長
さがDより大きい場合、(残りの長さ≦2・D)かどう
かの判定が行われる(ステップ3)。このステップ3に
おける判定でNOの場合、Dの高さの台形の切り出しが
行われる。この場合、Y4o(n)=Y1o(n)+Dとなり、
X3o(n),X4o(n)の計算が行われる。
ついては、三角部の切り離し処理が行われる。この三角
形の切り離し処理は図13に示すように、縦方向の長さ
が分割長より短い台形T1については、両端の2つの三
角形t1,t2と中心の1つの矩形Lに分割される。一
方、縦方向の長さが分割長と等しい台形T2について
は、2つの三角形t1,t2に分離される。
について、フローに示すごとく座標計算が行われる。こ
の座標計算された残りの台形データは、ステップ3の処
理が行われ、(残りの長さ≦2・D)がNOの場合、再
びDの高さの台形の切り出しが行われる。
場合、残りの長さの2分の1分割(上半分)の座標計算
が行われる。すなわち、Y4o(n)=Y1o(n)+(残りの
長さ÷2)が求められ、更に、X3o(n),X4o(n)の計
算が行われる。このように2分の1分割された上半分の
台形について、三角部の切り離し処理が実行される。
計算と、ステップ2で残りの長さがDより短い台形の座
標計算が行われる。この座標計算に基づいて、下半分の
台形について三角部の切り離し処理が実行される。以上
のような処理により、X台形の縦分割処理が終了する。
り離された三角形および矩形のデータはCPU11から
データ転送装置12に送られ、成形偏向器駆動回路15
を駆動して、所望の大きさと向きの三角形の電子ビーム
が得られるように制御され、更に位置決め偏向器駆動回
路16を制御して、成形された電子ビームを所定の位置
に投射する。
は、矩形を分割長Dで台形の切り出しを行い、切り出し
た残りの長さが2・Dより短くなった場合には、残りの
台形を2分割するようにした。しかしながら、このよう
な方式以外に、矩形を分割長Dで台形の切り出しを行
い、この処理を残りの長さが分割値以下になるまで実行
するようにしても良い。その場合、分割個数は1つ少な
くなり、処理は簡単になるが、最後の部分で非常に小さ
い図形を発生する可能性があり、電子ビームを成形する
際の直線性が悪い場合は、この部分が正確に描画できな
い可能性が生じる欠点がある。
変面積型電子ビーム装置を用いた描画方法は、電子ビー
ムを矩形開口を有した第1のスリットを通過させ、矩形
の電子ビームを第2スリットに照射し、第2スリットの
開口を通過した電子ビームを被描画材料上に照射するよ
うに構成されており、第2スリットを通過した電子ビー
ムの断面形状を矩形と二等辺直角三角形に成形しうる可
変面積型電子ビーム装置において、台形の図形データの
内の、斜辺と底辺の法線との成す角度が45度であるよ
うな平行四辺形であって、かつ成形しうる最大の二等辺
直角三角形の電子ビームの断面形状の直交する辺の長さ
より短い底辺を有する平行四辺形について、平行四辺形
の底辺の長さを分割長として縦方向に平行四辺形図形を
分割し、分割された図形を三角形ビームもしくは三角形
ビームと矩形ビームの組み合わせで描画するようにした
ことを特徴としている。
(=下辺)を分割長とし、この分割長で高さ方向に図形
を分割するようにした。その結果、分割し切り出された
図形のそれぞれは、高さと幅が同一のため、2回の直角
三角形ビームの照射で描画をすることができる。したが
って、LSIのパターンとしては非常に頻繁に発生する
45度の斜めの図形を、電子ビームの照射回数を減ら
し、更に斜辺をなだらかに描画することができる。
長が小さくなるため、分割の個数は多くなるが、短冊状
に展開する方式でも、短冊のピッチは斜辺の平坦度にな
るため、一般的には、図形の幅より少なくとも4分の1
以上小さくする必要がある。したがって、二等辺直角三
角形を使用することが可能な電子ビーム装置では、でき
る限り二等辺直角三角形をつなぎ合わせて描画したほう
が、ビームの照射回数を減らし、かつ、斜辺のなだらか
な斜め線を描画することができる。
ある。
を示す図である。
2スリットを示す図である。
2スリットを示す図である。
2スリットを示す図である。
るための図である。
ある。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 電子ビームを矩形開口を有した第1のス
リットを通過させ、矩形の電子ビームを第2スリットに
照射し、第2スリットの開口を通過した電子ビームを被
描画材料上に照射するように構成されており、第2スリ
ットを通過した電子ビームの断面形状を矩形と二等辺直
角三角形に成形しうる可変面積型電子ビーム装置におい
て、台形の図形データの内の、斜辺と底辺の法線との成
す角度が45度であるような平行四辺形であって、かつ
成形しうる最大の二等辺直角三角形の電子ビームの断面
形状の直交する辺の長さより短い底辺を有する平行四辺
形について、平行四辺形の底辺の長さを分割長として縦
方向に平行四辺形図形を分割し、分割された図形を三角
形ビームもしくは三角形ビームと矩形ビームの組み合わ
せで描画するようにした可変面積型電子ビーム描画装置
を用いた描画方法。 - 【請求項2】 電子ビームを矩形開口を有した第1のス
リットを通過させ、矩形の電子ビームを第2スリットに
照射し、第2スリットの開口を通過した電子ビームを被
描画材料上に照射するように構成されており、第2スリ
ットを通過した電子ビームの断面形状を矩形と二等辺直
角三角形に成形しうる可変面積型電子ビーム装置におい
て、台形の図形データについて、台形の2つの斜辺が底
辺の法線に対して45度もしくは0度(底辺に垂直)か
どうかを判定する第1のステップ、第1のステップによ
る条件を満たす場合は、斜辺部分を切り離すことによ
り、矩形と三角形に分離可能かどうかを判定する第2の
ステップ、第2のステップで分離可能と判定された場合
は、前記台形は斜辺と底辺の法線との成す角度が45度
であるような平行四辺形であって、かつ成形しうる最大
の二等辺直角三角形の電子ビームの断面形状の直交する
辺の長さより短い底辺を有する平行四辺形について、平
行四辺形の底辺の長さを分割長として縦方向に平行四辺
形図形を分割する第4のステップ、第4のステップで分
割された図形を三角形ビームもしくは三角形ビームと矩
形ビームの組み合わせで描画する第5のステップより成
る可変面積型電子ビーム描画装置を用いた描画方法。 - 【請求項3】 電子ビームを矩形開口を有した第1のス
リットを通過させ、矩形の電子ビームを第2スリットに
照射し、第2スリットの開口を通過した電子ビームを被
描画材料上に照射するように構成されており、第2スリ
ットを通過した電子ビームの断面形状を矩形と二等辺直
角三角形に成形しうる可変面積型電子ビーム装置におい
て、台形の図形データについて、台形の2つの斜辺が底
辺の法線に対して45度もしくは0度(底辺に垂直)か
どうかを判定する第1のステップ、第1のステップによ
る条件を満たす場合は、斜辺部分を切り離すことによ
り、矩形と三角形に分離可能かどうかを判定する第2の
ステップ、第2のステップで分離可能と判定された場合
は、三角部分を三角形ビームを用いて描画し、矩形部分
を矩形ビームを用いて描画する第3のステップ、第2の
ステップで分離不可能と判定された場合は、線台形かど
うかを判定し、線台形でない場合は、前記台形は斜辺と
底辺の法線との成す角度が45度であるような平行四辺
形であって、かつ成形しうる最大の二等辺直角三角形の
電子ビームの断面形状の直交する辺の長さより短い底辺
を有する平行四辺形について、平行四辺形の底辺の長さ
を分割長として縦方向に平行四辺形図形を分割する第4
のステップ、第4のステップで分割された図形を三角形
ビームもしくは三角形ビームと矩形ビームの組み合わせ
で描画する第5のステップより成る可変面積型電子ビー
ム描画装置を用いた描画方法。 - 【請求項4】 平行四辺形底辺の長さを分割長として縦
方向に台形図形を分割し、残りの長さが分割長の2倍以
下になった場合、残りの図形を高さ方向に2分の1に分
割する請求項1〜3記載の可変面積型電子ビーム描画装
置を用いた描画方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001328775A JP4006216B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 可変面積型電子ビーム描画装置を用いた描画方法 |
US10/281,381 US6753540B2 (en) | 2001-10-26 | 2002-10-25 | Lithographic method using variable-area electron-beam lithography machine |
Applications Claiming Priority (1)
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