JP2724128B2 - 荷電粒子ビーム露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビーム露
光装置に関するものであり、更に詳しく言えば、ＬＳＩ
設計処理系により作成された露光データに基づいてブロ
ックパターンを露光をする荷電粒子ビーム露光装置に関
するものである。近年、ＬＳＩの高集積化，高密度化に
伴い微細パターンの露光は、ホトリソグラフィに代わっ
て、荷電粒子線を用いる方法、例えば、電子ビームやＸ
線による描画処理に移行されつつある。

【０００２】ところで、従来例の荷電粒子ビーム露光装
置によれば、その処理効率の向上を図るため、所望する
形状を開口部として形成したステンシルマスクをビーム
光軸の中心付近に配置し、その開口部にビームを照射す
ることで、予め、整形されたビームを半導体ウエハに照
射し、ＬＳＩの各種回路パターンを露光するブロック露
光方式が開発されている。

【０００３】しかし、ＬＳＩ設計処理系ではＬＳＩの配
線やコンタクトホール等のパターンやセル部等の繰り返
しパターンも一律に、その設計データに基づいて可変図
形露光データを作成処理している。また、露光装置では
ＬＳＩ設計装置で作成された可変図形露光データと当該
露光装置が有するブロック露光データとの照合を行って
いる。

【０００４】このため、ＬＳＩ設計処理系では半導体集
積回路の高集積，高密度化に伴うデータ取扱い量が増加
すると、可変図形露光データの作成に多くの処理時間を
要し、また、露光装置では、その照合処理が益々複雑化
し、ブロックパターンの選択処理に多くの時間を要する
こととなる。これにより、従来例に係る露光装置によれ
ば、ＬＳＩ設計処理系のデータ処理の高速化の妨げとな
ったり、また、露光装置のスループットの低下を招くこ
とになる。

【０００５】そこで、ＬＳＩの設計データを一律に可変
図形露光データのみに変換することなく、また、ブロッ
クパターンの選択に際して露光装置でデータ照合処理を
行うことなく、該露光装置とＬＳＩ設計装置との間にお
いて、ブロックパターンに関して共通する媒介データを
持ち、該媒介データに基づいて効率良く、かつ、高速に
ブロックパターンを露光することができる露光装置が望
まれている。

【０００６】

【従来の技術】図16〜18は、従来例に係る説明図であ
る。図16は、従来例に係る電子ビーム露光装置の構成図
である。図16において、露光データＤに基づいて偏向さ
れる矩形電子ビーム１ａを用いて、半導体ウエハ７にＬ
ＳＩパターンを露光する露光装置は、電子発生源１、マ
スク選択用偏向駆動回路２ａ、矩形整形アパーチャ２
ｂ、第１，第２の偏向器２ｃ，２ｄ、描画用偏向駆動回
路２ｅ、ステンシルマスク３、マスク移動回路４、露光
制御計算機５及びステージ駆動回路６から成る。

【０００７】なお、ステンシルマスク３は、図16の破線
円内図に示すように複数のブロックパターン３ａ〜３ｄ
…から成り、例えば、ＬＳＩの配線やコンタクトホール
等のパターンが形成されている。また、当該露光装置の
機能は、電子発生源１から出射された電子ビームが矩形
整形アパーチャ２ｂにより矩形電子ビーム１ａに整形さ
れ、該矩形電子ビーム１ａがステンシルマスク３に偏向
される。この偏向処理は、可変図形露光データから成る
露光データＤに基づく、マスク移動回路４の出力値によ
って、ブロックパターン３ａを選択できる位置にステン
シルマスク３を移動しておき、マスク選択用偏向駆動回
路２ａの出力値によって、第１の偏向器２ｃに偏向電流
又は電圧を供給することにより行われる。

【０００８】なお、該ブロックパターン３ａを通過した
整形電子ビーム１ａは第２の偏向器２ｄにより半導体ウ
エハ７上で偏向走査される。これにより、該ウエハ７
に、ブロックパターン３ａの形状であるＬＳＩの配線パ
ターン等を露光することができる。その後、半導体ウエ
ハ７の被露光領域を変えるためにステージ駆動回路６に
よりステージを移動する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の露光
処理システム、例えば、図17に示すようなＬＳＩ設計処
理系Ａにより作成された露光データＤに基づいて図18に
示すような露光処理系（露光装置）Ｂにより半導体ウエ
ハ７にＬＳＩパターンを露光するシステムによれば、Ｌ
ＳＩ設計処理系Ａでは、ＬＳＩの配線やコンタクトホー
ル等のパターンやセル部等の繰り返しパターンも一律
に、その設計基本図形データＤＤに基づいて可変図形露
光データのみから成る露光データＤを作成処理してい
る。

【００１０】このため、次のような問題を生ずる。 ＬＳＩ設計処理系Ａでは半導体集積回路の高集積，
高密度化に伴うデータ取扱い量が増加すると、可変図形
露光データの作成に多くの時間を要するという第１の問
題がある。例えば、図17に示すようなＬＳＩ設計処理系
Ａの処理フローチャートにおいて、ステップＰ１で新規
に開発しようとするＬＳＩに係る設計基本図形データＤ
Ｄを入力し、ステップＰ２でＬＳＩ自動設計を行う。こ
の際の設計処理では、設計者の要求する設計基本図形デ
ータＤＤが設計データファイルから読み出され、ディス
プレイ上で半導体集積回路の配線やコンタクトホール等
のパターンやセル部等の繰り返しパターンが組合わされ
る。

【００１１】その後、ステップＰ３で露光データＤが作
成される。この際の作成処理は、設計基本図形データＤ
Ｄに基づいて組合わされたＬＳＩパターンを矩形パター
ン等に分割し、それを可変図形露光データのみから成る
露光データＤに変換する。このことで、半導体集積回路
の高集積，高密度化に伴いデータ取扱い量が増加する
と、可変図形露光データの作成に多くの時間を要するこ
ととなる。

【００１２】 また、露光処理系Ｂでは該処理系Ａで
作成された露光データＤに含まれる可変図形露光データ
からブロック露光を行うべきパターンをブロックパター
ン選択データとして抽出し、そのブロックパターン選択
データと当該露光処理系Ｂが有するブロック露光データ
とを照合することが必要である。このため、露光処理系
Ｂでは半導体集積回路の高集積，高密度化に伴うデータ
取扱い量が増加すると、その照合処理が益々複雑化し、
ブロックパターンの選択処理に多くの時間を要するとい
う第２の問題がある。

【００１３】すなわち、図18に示すような露光処理系Ｂ
の処理フローチャートにおいて、ステップＰ１で露光デ
ータＤを入力し、次に、ステップＰ２でデータの比較照
合する。この際の比較照合では、露光データＤに含まれ
る可変図形露光データに基づいて、露光処理系Ｂが有す
るブロック露光データに適合するパターンが見出され
る。例えば、露光処理系Ｂにおいて、ステンシルマスク
３に形成された５０〜１００個程度のブロックパターン
に係る形状データとその選択データとがメモリ領域上で
比較される。

【００１４】さらに、見出されたブロック露光可能なブ
ロックパターン選択データについては、そのブロックパ
ターンを選択するためのマスク移動回路に印加される選
択データと、マスク選択偏向駆動回路２ａに印加される
偏向データとが付加される。この後、以下のようにし
て、実際にウェハにブロックパターンが露光される。即
ち、まず、ステップＰ３で露光すべきブロックパターン
を選択する。この際に、マスク移動回路４及びマスク選
択用偏向駆動回路２ａの出力を受けて動作する第１の偏
向器２ｃを介してステンシルマスク３の一つのブロック
パターン、例えば、矩形ブロックパターン３ａが選択さ
れる。このようにして、ＬＳＩ設計処理系Ａが要求する
基本図形パターンに最も近似するブロックパターンが選
択された後、ステップＰ４で矩形電子ビーム１ａが照射
され、ウェハにパターン露光される。

【００１５】このように、従来は、露光データを入力す
る毎にその露光データをステンシルマスクの持つ全ての
ブロックパターンと比較照合する必要があるので、露光
処理系Ｂでは半導体集積回路の高集積，高密度化に伴う
データ取扱い量が増加すると、その照合処理が益々複雑
化し、ブロックパターンの選択処理に多くの時間を要す
ることとなる。

【００１６】これにより、従来例の露光処理システムに
よれば、ＬＳＩ設計処理系のデータ処理の高速化の妨げ
となり、また、露光装置のスループットの低下を招く。
なお、特開平２−１１４５１３号公報には複数のブロッ
クパターンを有するステンシルマスクを備えた露光装置
が開示されている。しかし、この露光装置においても、
上述の如く、露光データを入力する毎にその露光データ
をステンシルマスクが持つ全てのブロックパターンと比
較照合する必要があり、露光に要する時間を十分に短縮
できるものではない。

【００１７】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、ＬＳＩの設計データを一律に可変
図形露光データのみに変換することなく、また、ブロッ
クパターンの選択に際して露光装置でデータ照合行うこ
となく、露光装置とＬＳＩ設計処理系との間において、
ブロックパターンに関し媒介データを持ち、該媒介デー
タに基づいて効率良く、かつ、高速にブロック露光する
ことが可能な荷電粒子ビーム露光装置を提供することを
目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る荷電粒子ビ
ーム露光装置は、被露光対象に荷電粒子ビームを出射す
る荷電粒子発生手段と、前記荷電粒子ビームを所定の形
状に整形する複数のブロックパターンを有するビーム整
形手段と、前記複数のブロックパターンのうちの特定の
ブロックパターンに荷電粒子ビームを選択偏向する第１
の偏向手段と、前記複数のブロックパターンから前記特
定のブロックパターンを選択するビーム偏向データ（Ｂ
Ｄ）を記憶し、予め設計処理系において作成された露光
データ（ＰＤ）に含まれる選択データ（ＡＤ_i ）が入力
されると該選択データ（ＡＤ_i ）に対応したビーム偏向
データ（ＢＤ_i ）を出力する記憶手段（５４，１４）
と、前記特定のブロックパターンを通過した荷電粒子ビ
ームを描画偏向する第２の偏向手段と、前記露光データ
（ＰＤ）に含まれるブロック露光データ（ＲＰＤ）を該
露光データ（ＰＤ）から抽出すると共に、この抽出した
ブロック露光データ（ＲＰＤ）に基づいて、前記荷電粒
子発生手段、前記第１及び第２の偏向手段、前記ビーム
整形手段並びに前記記憶手段を制御する制御手段とを具
備することを特徴とする。

【００１９】図１〜図３は本発明に係る露光装置を使用
した露光システムの原理図（その１〜３）であり、図４
は本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置の原理図であ
り、図５は、本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置を使
用した露光方法の原理図を示す図である。本発明の露光
装置によれば、例えば図１〜図３に示すように、新規開
発に係るＬＳＩの設計基本図形データ（以下単に設計デ
ータという）ＤＤに基づいてブロック露光に必要な露光
データＰＤがＬＳＩ設計処理系（設計装置） 100により
自動作成される。このときに、ＬＳＩ設計処理系 100で
は、図２に示すように、荷電粒子ビーム露光処理系（露
光装置） 101に設けられたビーム成形手段１３の複数の
ブロックパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎを組み合わせてＬＳ
Ｉの設計処理を行う。

【００２０】つまり、ＬＳＩ設計処理系 100は、図２に
示すように、予め、荷電粒子ビーム露光装置 101に設け
られたビーム成形手段１３の複数のブロックパターンＢ
１，Ｂ２…Ｂｎを辞書露光パターン（媒介データ）ＲＰ
にしてＬＳＩの設計パターンＰＰを作成する。荷電粒子
ビーム露光装置 101に転送するブロック露光データＲPD
＝ＲPD1 ，ＲPD2 ，…ＲPDi ，ＲPDn は、例えばＤＲＡ
Ｍ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）のセル部分
の基本繰り返し形状やセル周辺部分のパターン形状等の
繰り返しパターンからなる辞書露光パターンＲＰに係る
ものである。これが、露光装置101からＬＳＩの設計処
理系 100への複数のブロックパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎ
の形状に係る媒体データとなっている。

【００２１】また、ブロック露光データＲPDはＬＳＩ設
計処理系 100の記憶手段に格納され、その記憶されたブ
ロック露光データＲPD＝ＲPD1 ，ＲPD2 …ＲPDi ，ＲPD
n が組み合わせ処理される。この組み合わせ処理の際
に、ＬＳＩ設計処理系 100において、設計者が希望する
ＬＳＩの設計パターンＰＰに用いられたブロック露光デ
ータＲPD＝ＲPD1 ，ＲPD2 …ＲPDi ，ＲPDn に対し、Ｌ
ＳＩの設計処理系 100から露光装置 101への媒介データ
として、複数のブロックパターンＢ１，Ｂ２，…Ｂｎの
形状を読出し処理するための選択データＡＤ＝ＡD1，Ａ
D2，…ＡDi，ＡDnが露光データＰＤに付加される。即
ち、露光データＰＤには、露光装置が有するブロックパ
ターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎを使用して露光することを指示
する露光データＲPDが含まれることになる。

【００２２】このことから、露光装置 101では、複数の
ブロックパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎを選択するビーム偏
向データＢＤ＝ＢD1，ＢD2…ＢDi，ＢDnを読み出す媒介
データＡＤ＝ＡD1，ＡD2…ＡDi，ＡDnに基づいて、ま
た、可変図形露光データＶＤ＝Ｄx1，Ｄy1，Ｄx2，Ｄy2
…に基づいて露光することが可能になる。従って、本発
明に係る露光装置では、露光データを入力する毎に全て
のブロックパターンと比較照合する必要がなく、設計す
べきＬＳＩが高集積，高密度化した場合であっても、ブ
ロックパターンの選択処理が短時間に完了し、露光処理
の高速化を図ることが可能となる。また、露光装置のス
ループットの向上を図ることも可能となる。

【００２３】さらに、本発明の露光装置によれば、図４
に示すように、荷電粒子発生手段１１、第１の偏向手段
１２、ビーム整形手段１３及び記憶手段１４を具備し、
露光データＰＤに含まれる選択データが入力されるとブ
ロックパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎのうちの前記選択デー
タに対応した一つのブロックパターンＢｉを選択するビ
ーム偏向データＢＤ＝ＢD1，ＢD2…ＢDi，ＢDnを出力す
る記憶手段１４が設けられている。なお、露光データＰ
Ｄは、予めＬＳＩ設計処理系において、この露光装置が
有するブロックパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎを辞書露光パ
ターンにして作成されたものである。

【００２４】例えば、荷電粒子発生手段１１により荷電
粒子ビーム11ａが出射され、該荷電粒子ビーム11ａが第
１の偏向手段１２により偏向される。この際の偏向処理
は、制御手段１６が露光データＰＤに含まれる選択デー
タＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，ＡDnに基づいてビーム偏向
データＢＤ＝ＢD1, ＢD2…ＢDi，ＢDnを読出し、その値
を第１の偏向手段１２に出力する。

【００２５】また、第１の偏向手段１２に出力された値
に基づいて複数のブロックパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎか
ら成るビーム整形手段１３の一つのブロックパターンＢ
ｉに荷電粒子ビーム11ａが選択偏向（以下マスク偏向処
理という）される。これにより、一つのブロックパター
ンＢｉが選択され、これに荷電粒子ビーム11ａが通過す
ることにより、該ビーム11ａが整形される。そして、整
形された荷電粒子ビーム11ａが第２の偏向手段１５によ
り被露光対象１７上に描画偏向される。

【００２６】このため、従来例のように最適ブロックパ
ターンを見出すための処理、すなわち、露光データＰＤ
に含まれる可変図形露光データを露光装置が有するブロ
ック露光データと照合する処理が不要となる。また、複
数のブロックパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎからの一つのブ
ロックパターンＢｉの選択は、記憶手段１４へのアクセ
ス動作のみで行える。このことからブロックパターンの
選択処理を高速に実行することが可能となる。

【００２７】これにより、設計ＬＳＩが高集積，高密度
化した場合であっても、ブロックパターンの選択処理を
短時間に行うことができる。このことで、露光装置のス
ループットの向上を図ることが可能となる。また、本発
明の露光装置を用いた露光方法によれば、図５に示すよ
うに、ステップＰ２で露光データＰＤに含まれる選択デ
ータＡＤに基づいて荷電粒子ビーム11ａのビーム偏向デ
ータＢＤ＝ＢD1，ＢD2…ＢDi，ＢDnを読出し、さらに、
ステップＰ3a又はステップＰ3bで、ビーム偏向データＢ
Ｄ＝ＢD1，ＢD2…ＢDi，ＢDn又は露光データＰＤに含ま
れる可変図形露光データＶＤ＝Ｄx1，Ｄy1，Ｄx2，Ｄy2
…に基づいて荷電粒子ビーム11ａの偏向処理をし、ステ
ップＰ４で、整形された荷電粒子ビーム11ａに基づいて
半導体ウエハ２７を露光する。なお、前記露光データＰ
Ｄは、予めＬＳＩ設計処理系において、この露光装置が
有するブロックパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎを辞書露光パ
ターンにして作成されたものである。

【００２８】このため、予め、設計処理系 100において
辞書露光パターンＲＰを用いて作成したブロックパター
ンについては、露光装置 101のステンシルマスク等に形
成された５０〜１００個程度のブロックパターンＢ１，
Ｂ２…Ｂｎに基づいて、かつ、可変矩形パターンについ
ては、従来例のように可変図形露光データＶＤ＝Ｄx1，
Ｄy1, Ｄx2，Ｄy2…に基づいて、それぞれ効率良くパタ
ーン露光することが可能となる。

【００２９】これにより、設計ＬＳＩが高集積，高密度
化した場合であっても、ブロックパターンＢｉの選択が
ステンシルマスクに形成されたブロックパターンＢ１，
Ｂ２…Ｂｎの範囲内において実行されること、及び該ブ
ロックパターンの選択処理が短時間に行われることから
露光処理の高速化を図ることが可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、添付の図面を参照しながら
本発明の実施の形態例について説明をする。 （１）第１の実施形態の説明 図６〜15は、本発明の第１の実施形態に係る荷電粒子ビ
ーム露光装置及びその露光装置を使用した露光方法を説
明する図である。

【００３１】図６はＬＳＩ設計処理システムの構成図を
示している。この図６において、ＬＳＩ設計処理システ
ムは、ＬＳＩ設計処理系 100の一実施形態であり、キー
ボード８，ディスプレイ９，設計データファイルメモリ
１０，データ一時ファイルメモリ18Ａ，露光データファ
イルメモリ18Ｂ，図形分割処理エディタ１９，その他の
処理エディタ２０，自動データ作成制御装置２８及びシ
ステムバス２９から成る。

【００３２】すなわち、キーボード８はＬＳＩの設計パ
ターンＰＰの分割処理やそのブロックパターンの抽出処
理の際に、これらの制御データ等を入力するものであ
る。ディスプレイ９は、設計基本図形データ（設計デー
タ）ＤＤに基づく設計パターンＰＰ等を表示するもので
ある。設計データファイルメモリ１０は、ＬＳＩの設計
パターンＰＰに係る設計基本図形データＤＤを記憶する
ものである。データ一時ファイルメモリ18Ａは、ブロッ
クパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎの大きさやその縮小率，パ
ターンショット回数等のデータを一時記憶するものであ
る。

【００３３】露光データファイルメモリ18Ｂは、ブロッ
クパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎの抽出処理に係り、そのブ
ロック露光データＲPD，選択データＡＤや可変図形露光
データＶＤ等の露光データＰＤを格納するものである。
なお、選択データＡＤは、荷電粒子ビーム露光装置（露
光処理系） 101の一例となる電子ビーム露光装置のビー
ム偏向データＢＤを読み出すデータとなる。

【００３４】図形分割処理エディタ１９は、設計パター
ンＰＰに含まれるＬＳＩパターンやその配線パターンの
分割処理をする補助装置である。その他の処理エディタ
２０は、設計パターンＰＰに含まれるメモリセルの繰り
返しパターンや非繰り返しパターン等のデータを抽出処
理する補助装置である。自動データ作成制御装置２８
は、システムバス２９を介して接続されたキーボード
８，ディスプレイ９，各メモリ１０，18Ａ，18Ｂ，各処
理エディタ１９，２０の入出力を制御するものである。
例えば、自動データ作成制御装置２８は、ＬＳＩの設計
パターンＰＰから抽出した複数のブロックパターンＢ
１, Ｂ２…Ｂｎに基づいてブロック露光データＲPDを含
む露光データＰＤを自動作成するものである。

【００３５】また、図７は、本発明の第１の実施形態に
係る電子ビーム露光装置の構成図を示している。図７に
おいて、この電子ビーム露光装置は、矩形電子ビーム発
生系２１，第１，第２の偏向系22Ａ，22Ｂ，ステンシル
マスク２３，ＲＡＭ（随時書き込み読出し可能メモリ）
５４，露光制御系２５及びステージ駆動系２６等から成
る。

【００３６】すなわち、２１は荷電粒子発生手段１１の
一実施形態となる矩形電子ビーム発生系であり、電子銃
21Ａ，グリッド電極21Ｂ，アノード電極21Ｃ，矩形整形
アパーチャ21Ｄ及びアライメントコイル21Ｆ等から成
る。該矩形電子ビーム発生系２１の機能は、電子銃21Ａ
で発生した電子ビーム21ａをグリッド電極21Ｂ及びアノ
ード電極21Ｃを介して加速し、矩形整形アパーチャ21Ｄ
により、該電子ビーム21ａを矩形状に整形するものであ
る。

【００３７】22Ａは第１の偏向手段１２を構成する第１
の偏向系（マスク選択用偏向系）であり、第１の電子レ
ンズ21Ｅ，スリットデフレクタ221 ，第２の電子レンズ
222，第１〜第４の位置合わせ偏向器230 〜233 ，電子
レンズ223 等から成る。第１の偏向系22Ａの機能は、電
子ビーム21ａを第１の電子レンズ21Ｅにより、適当な照
射面積の矩形電子ビーム21ａにし、パターン制御コント
ローラ５２からのパターンデータＤＰに基づいて、矩形
電子ビーム21ａをステンシルマスク２３上の一つのブロ
ックパターンＢ1iに位置合わせし、さらに、整形された
電子ビーム21ａを光軸へ振り戻すためのものである。

【００３８】２３は、ビーム整形手段１３の一実施形態
となるステンシルマスクであり、矩形電子ビーム21ａを
通過させる複数のブロックパターンＢ11〜Ｂ1nから成
る。なお、ステンシルマスクについては、後述の図９，
10の説明において詳述する。22Ｂは第２の偏向手段１５
を構成する第２の偏向系（描画偏向系）であり、ブラン
キング偏向器226 ，アパーチャ227 ，メインデフコイル
228 及びサブデフレクタ229 等から成る。第２の偏向系
22Ｂの機能は、ステンシルマスク２３で選択された任意
のブロックパターンＢ1iを通過した整形電子ビーム21ａ
をブランキング偏向処理をしたり、それを被露光対象１
７上に偏向するものである。

【００３９】これにより、ブロックパターンＢ1iを通過
した整形電子ビーム21ａに基づいて被露光対象１７の一
例となる半導体ウエハ２７に露光をすることができる。
例えば、半導体ウエハ２７にＬＳＩパターンや配線パタ
ーン等の繰り返しパターンを露光することができる。２
５は制御手段１６の一実施形態となる露光制御系であ
り、データメモリ５１，パターン制御コントローラ５
２，第１〜第４のデジタル／アナログ変換増幅回路（以
下DAC/AMP という）５３，５７, 510,511 ，ＲＡＭ５
４，マスク移動回路５５，ブランキング制御回路５６，
シーケンスコントローラ５８，偏向制御回路５９，イン
ターフェイス回路512 ，露光データ記憶装置513 及び中
央演算処理装置（以下ＣＰＵという）514 等から成る。

【００４０】ここで、従来例と異なるは、本発明の実施
形態ではＲＡＭ５４が設けられる部分である。すなわ
ち、ＲＡＭ５４は記憶手段１４の一実施形態であり、複
数のブロックパターンＢ11，Ｂ12…Ｂ1nを選択するビー
ム偏向データＢＤ＝ＢD1, ＢD2…ＢDi，ＢDnを記憶する
ものである。これは、ステンシルマスク２３に形成され
た５０〜１００個程度のブロックパターンＢ11，Ｂ12…
Ｂ1nの配置情報が記憶されるものであり、本発明の実施
形態によれば、選択データＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，Ａ
Dn等をアドレスにして複数のブロックパターンＢ11，Ｂ
12…Ｂ1nから一つのブロックパターンＢ1iを選択するビ
ーム偏向データＢDiを読出すことができる（図８参
照）。

【００４１】すなわち、露光制御系２５の動作は、ま
ず、露光データ記憶装置513 からの露光データＰＤがＣ
ＰＵ514 ，インターフェイス回路512 を介して、データ
メモリ５１及びシーケンスコントローラ５８に入力され
る。さらに、同様の経路を経て、予め、ビーム偏向デー
タＢＤがパターンコントローラ５２を介してＲＡＭ５４
に入力される。

【００４２】このビーム偏向データＢＤは、具体的には
ステンシルマスク２３を移動させるために、マスク移動
回路５５に対して出力するデータやステンシルマスク２
３上に形成されているブロックパターンＢ1iを選択する
ために第１〜第４の位置合わせ偏向器 230〜233 に出力
されるデータ等である。これらのデータは選択データＡ
ＤがアドレスとしてＲＡＭ５４にアクセスすると同時に
出力するようになっている。すなわち、データメモリ５
１から露光するパターンデータとして選択データＡＤが
読み込まれると、ブロックパターンＢ11〜Ｂ1nから一つ
のブロックパターンＢ1iを選択することができる。

【００４３】また、露光データＰＤには、この選択デー
タＡＤの他にサブデフィレクタ229を偏向するためのサ
ブデフデータＳDD，メインデフコイル 228を偏向するた
めのメインデフデータＭDDやブランキング制御回路５６
を制御するデータも含まれる。これにより、ＲＡＭ５４
から読出されたビーム偏向データＢDiがパターンデータ
ＤＰとなってDAC/AMP ５３, マスク移動回路５５に入力
される。さらに、第１の偏向系22Ａのスリットデフレク
タ221 ，ステンシルマスク２３が駆動制御される。ま
た、該パターンデータＤＰに基づいてブランキング制御
回路５６及びDAC/AMP ５７により、第１〜第４の位置合
わせ偏向器230 〜233 ，ブランキング偏向器226 等が駆
動制御され、被露光対象２７上の任意の位置に電子ビー
ム21ａを照射することができる。

【００４４】一方、シーケンスコントローラ５８からの
偏向データＤＤが偏向制御回路５９とステージ駆動系２
６に入力される。また、偏向制御回路５９からのサブデ
フデータＳDDやメインデフデータＭDDがDAC/AMP 510,51
1 に入力され、これにより、第２の偏向系のメインデフ
コイル228 及びサブデフレクタ229 等が駆動制御され
る。

【００４５】なお、２６はステージ駆動系であり、ステ
ージ移動機構26Ａ，ステージ26Ｂ及びレーザ干渉計等か
ら成る。ステージ駆動系２６の機能は、シーケンスコン
トローラ５８からのステージ駆動データＳＤに基づいて
半導体ウエハ２７を載置したステージ26Ｂの駆動制御や
その移動位置の計測制御をするものである（図11参
照）。

【００４６】図８（ａ），（ｂ）は、ＲＡＭ５４のメモ
リテーブル内容を説明する図である。図８（ａ）におい
て、ＲmtはＲＡＭ５４のメモリテーブル内容であり、複
数のブロックパターンＢ11，Ｂ12…Ｂ1nの一つのブロッ
クパターンＢ1iに電子ビーム21ａを偏向するためのビー
ム偏向データＢＤ＝ＢD1, ＢD2…ＢDi，ＢDnの内容を示
している。

【００４７】すなわち、図８（ａ）において、ＡDDｘ＝
ＡDD１，ＡDD２…ＡDDｉ，ＡDDｎは、そのブロックパタ
ーンＢ11，Ｂ12…Ｂ1nに係るブロックパターン選択アド
レス示している。また、各ビーム偏向データＢＤは、第
１〜第４の位置合わせ偏向量に対する出力データＢD11,
ＢD12 …やステンシルマスク位置データＭX11,ＭX12…
等の複数個のデータから成る。

【００４８】例えば、アドレスＡDD１に対する出力デー
タＢD11 ＝〔Ｓx11,Ｓy11 〕，ＢD12 ＝〔Ｓx12,Ｓy12
〕…、同様にＡDD２に対してＢD21 ＝〔Ｓx21,Ｓy21
〕, ＢD22 ＝〔Ｓx22,Ｓy22 〕…さらに、ＡDDｎに対
してＢDn＝〔Ｓxn1,Ｓyn1 〕，ＢDn＝〔Ｓxn2,Ｓyn2 〕
…である。なお、選択データＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，
ＡDnに基づいてＲＡＭ５４にアドレスＡDDを指定する
と、パターンデータＤＰとしてＸ，Ｙ偏向駆動信号Ｓx1
〜Ｓxn, Ｓy1〜Ｓynが第１〜第４の位置合わせ偏向器23
0 〜233 に出力される。これにより一つのブロックパタ
ーンに電子ビーム21ａを位置合わせすることができる。

【００４９】また、図８（ｂ）に示したＢ11，Ｂ12…Ｂ
1nは複数のブロックパターンの模式図であり、ステンシ
ルマスク２３に設けられたブロックパターンを示してい
る。図９は、ステンシルマスクを説明する図であり、同
図は、一つのステンシルマスクの全体平面図と、その中
の一つのエリアの拡大図を示している。図９において、
Ｅ１〜Ｅ９はビーム照射エリアであり、所定ピッチ間隔
ＥＬによりマトリクス状に配置されている。本発明の実
施形態によれば、３×３の９エリアを具備しており、一
つのエリアの大きさは、電子ビーム21ａの最大偏向範囲
に対応して１〜５mm角程度である。また、Ｅxyは各エリ
アの基準点となる位置座標であり、エリアＥ７の基準点
をＥxy（１，２）と示している。

【００５０】通常、このエリアの選択は、マスク移動回
路５５の出力によって、マスクステージをメカ的に移動
することにより行う。さらに、Ｂ１〜Ｂ36はブロックパ
ターン形成領域であり、ブロック形成領域が所定ピッチ
間隔ＢＬによりマトリクス状に配置されている。ステン
シルマスクは、例えば６×６の36ブロック形成領域を具
備しており、一つの大きさは、矩形電子ビーム21ａの断
面形状にほぼ等しい 100〜500 μｍ角程度である。この
領域内に、ブロックパターンＢが形成されている。

【００５１】通常、このブロックの選択は、第１〜第４
の位置合わせ偏向器230 〜233 によって行われる。ま
た、Ｂxyは各ブロックエリアの基準点となる位置座標で
あり、エリアＢ32の基準点をＢxy（１，２）と示してい
る。図10は、ステンシルマスクのブロックパターン群を
説明する図であり、同図は、一つのブロックエリアの全
体平面位置と、その中の一つのブロックパターンの拡大
図を示している。

【００５２】図10において、Ｂ10，Ｂ11, Ｂ16，Ｂ17は
ブロックパターンであり、ステンシルマスク２３の複数
のブロックパターンＢ11, Ｂ12…Ｂ1n、例えば、ブロッ
クパターンＢ10は直線パターンを４本平行に並べたパタ
ーンであり、ＬＳＩの配線パターンを形成するものとな
る。ブロックパターンＢ11は階段状パターンであり、該
平行直線パターン群の領域選択パターンに使用される。

【００５３】また、ブロックパターンＢ16は四辺形状パ
ターンであり、ブロックパターンＢ11と同様に該平行直
線パターン群等の領域選択パターンに使用される。ブロ
ックパターンＢ17は特定ブロックパターンであり、コン
タクトホールや直線パターンが合成されるものである。
図11（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る露光装
置のステージ駆動系を説明する図であり、図11（ａ）
は、半導体ウエハ２７を連続露光する際の連続ステージ
移動方式の説明図を示している。例えば、半導体ウエハ
２７の各チップに共通するストライプを露光する場合、
先の直線状のブロックパターンＢ10を選択し、ステージ
移動機構26Ａを連続移動制御するものである。

【００５４】例えば、図11（ｂ）に示すように、ステー
ジ266 に載置された半導体ウエハ２７がＸ軸用のＤＣモ
ータ262 によりＸ方向に移動される。同様に、Ｙ軸用の
ＤＣモータ265 により、それがＹ方向に移動される。な
お、ブロックパターンＢ10の露光が終了して、次のブロ
ックパターンＢ1iの選択をする場合に、露光データＰＤ
の選択データＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，ＡDnに係るＲＡ
Ｍ５４へのアクセスタイミングとステージ移動機構26Ａ
の移動位置とのマッチング（整合）をとるためレーザ干
渉計26Ｃからのステージ移動量がフィードバックされて
いる。

【００５５】図11（ｂ）は、ステージ移動する半導体ウ
エハ２７をレーザ干渉計26Ｃにより、そのステージ移動
方向，その移動速度及び移動量等を測定する説明図を示
している。図11（ｂ）において、ステージ266 がＸ方向
に移動される場合には、ステージ制御部261 を介してＸ
軸用のレーザ測長器264 により、その移動方向，移動速
度及び移動量等が測定され、その結果が偏向制御回路５
９にフィードバックされる。同様に、それがＹ方向に移
動される場合には、ステージ制御部261 を介してＹ軸用
のレーザ測長器264 により、その移動方向，移動速度及
び移動量等が測定され、その結果が偏向制御回路５９に
フィードバックされる。

【００５６】これにより、連続移動する被露光領域にブ
ロック露光パターンの転写処理をすることが可能とな
る。このようにして、本発明の第１の実施形態によれ
ば、ＬＳＩ設計処理系が図６に示すようにブロック露光
データＲPDを含む露光データＰＤの自動作成し、電子ビ
ーム露光装置には、図９，10に示すようにステンシルマ
スク２３が設けられる。

【００５７】例えば、ＬＳＩの設計データＤＤに基づい
てブロック露光処理に必要な露光データＰＤがＬＳＩ設
計処理システムより自動作成される。この際に、ＬＳＩ
設計処理システムでは、図６に示すようにＬＳＩの設計
パターンＰＰからブロック露光を行う部分の複数のブロ
ックパターンＢ１, Ｂ２…Ｂｎに基づいてブロック露光
データＲPDを含む露光データＰＤが自動作成される。

【００５８】また、ここで自動作成される露光データＰ
Ｄには、ブロック露光データＲPDの他に可変図形露光デ
ータＶＤ＝Ｄx1，Ｄy1, Ｄx2，Ｄy2…が含まれ、さら
に、ブロック露光データＲPDには、電子ビーム露光装置
に設けられるステンシルマスク２３の複数のブロックパ
ターンＢ１, Ｂ２…Ｂｎの一つを選択するビーム偏向デ
ータＢＤ＝ＢD1, ＢD2…ＢDi，ＢDnを読み出す選択デー
タ（媒介データ）ＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDnが含まれてい
る。

【００５９】これにより、該露光データＰＤに基づいて
電子ビーム露光装置では半導体ウエハ２７にブロックパ
ターン露光が行われる。この際に、ＬＳＩの設計パター
ンＰＰから抽出した複数のブロックパターンＢ１, Ｂ２
…Ｂｎを，例えば、マスクパターンとするステンシルマ
スク２３に基づいてブロックパターン露光が行われる。

【００６０】すなわち、矩形電子ビーム発生系２１，第
１，第２の偏向系22Ａ，22Ｂ，ステンシルマスク２３及
びＲＡＭ５４が具備された電子ビーム露光装置では、露
光データＰＤに基づいて複数のブロックパターンＢ11，
Ｂ12…Ｂ1nを選択するためのビーム偏向データＢＤ＝Ｂ
D1, ＢD2…ＢDi，ＢDnがパターン制御コントローラ５２
を介して読出される。

【００６１】例えば、矩形電子ビーム発生系２１から半
導体ウエハ２７方向に矩形電子ビーム21ａが出射され、
該電子ビーム21ａが第１の偏向系22Ａによりステンシル
マスク２３の一つのブロックパターンＢ1iを選択する。
この際の選択処理は、露光処理系２５のパターン制御コ
ントローラ５２が露光データＰＤに含まれる選択データ
ＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，ＡDnに基づいてビーム偏向デ
ータＢＤ＝ＢD1, ＢD2…ＢDi，ＢDnを読出し、該ビーム
偏向データＢＤ＝ＢD1, ＢD2…ＢDi，ＢDnに基づいて複
数のブロックパターンＢ11，Ｂ12…Ｂ1nから成るステン
シルマスク２３の一つのブロックパターンＢ1iに矩形電
子ビーム21ａを偏向することにより行われる。

【００６２】これにより、一つのブロックパターンＢ1i
が選択され、これに該電子ビーム21ａが通過することに
より、該ビーム21ａが整形される。このため、本実施形
態の露光装置においては、従来例のように最適ブロック
パターンを見出すため処理、すなわち、露光データＰＤ
に含まれる可変図形露光データと当該露光装置が有する
ブロック露光データとを照合する処理が不要となる。

【００６３】また、複数のブロックパターンＢ１，Ｂ２
…Ｂｎからの一つのブロックパターンＢｉの選択は、Ｒ
ＡＭ５４へのアクセス動作のみで行える。このことから
ブロックパターンの選択処理を高速に実行することが可
能となる。さらに、ＬＳＩ設計処理システムではＬＳＩ
の高集積，高密度化に伴いデータ取扱い量が増加した場
合であっても、ＬＳＩの設計データＤＤから抽出した複
数のブロックパターンＢ１, Ｂ２…Ｂｎに基づいてブロ
ック露光データＲPDを作成処理をした後に、該ブロック
パターンＢ１, Ｂ２…Ｂｎ以外の設計パターンについて
のみ可変図形露光データを作成すれば良い。

【００６４】このことで、従来例の可変図形露光データ
ＶＤのみを露光データＰＤとする作成処理に比べて、本
実施形態においては、ブロック露光データＲPD及び可変
図形露光データＶＤを露光データＰＤとする作成処理を
大幅に軽減化することが可能となる。また、本実施形態
の電子ビーム露光装置では、半導体集積回路の高集積，
高密度化に伴うデータ取扱い量が増加した場合であって
も、従来例のような照合処理が省略化され、ブロックパ
ターンの選択動作を短時間に実行することが可能とな
る。

【００６５】これにより、露光処理システム全体の処理
時間の短縮化が図られ、従来例に比べてブロック露光処
理の高速化を図ること、及び、当該露光装置のスループ
ットの向上を図ることが可能となる。次に、本実施形態
の露光装置を使用した電子ビーム露光方法について、当
該装置の動作を補足しながら説明をする。

【００６６】図12は、本実施形態の露光装置を用いた電
子ビーム露光方法のフローチャートを示している。図12
において、メモリセル等の繰り返しパターンやその周辺
回路等の非繰り返しパターンを露光する場合、先に、ス
テップＰ１で整形電子ビーム21ａの出射処理をする。即
ち、このステップＰ１では、照射量、照射時間、照射エ
ネルギー等の設定を行う。

【００６７】次いで、ステップＰ２で露光データＰＤの
取り込み処理をする。この際に、露光制御系２５におい
て、露光データ記憶装置513 からの露光データＰＤがＣ
ＰＵ514 ，インターフェイス回路512 を介して、データ
メモリ５１及びシーケンスコントローラ５８に入力され
る。ここで、ブロックパターンを選択するマスク偏向系
データがデータメモリ５１に記憶される。また、矩形電
子ビーム21ａを描画する描画偏向系データがシーケンス
コントローラ５８に入力される。

【００６８】そして、ステップＰ３で露光処理の開始を
する。まず、ステップＰ４で露光データＰＤからパター
ンデータＤＰ，選択データＡＤ＝ＡD1，ＡD2…ＡDnを読
出す。この際に、データメモリ５１からのブロック露光
データＲPD＝ＲPD１，ＲPD２…ＲPDｎに付加された選択
データＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，ＡDnがパターン制御コ
ントローラ５２を介してＲＡＭ５４に入力される。

【００６９】さらに、ステップＰ５で露光モードの判断
をする。ここで、ステンシルマスク２３に形成されたブ
ロックパターンＢ11，Ｂ12…Ｂ1nを用いて露光する単一
露光モード（ＹES）の場合には、ステップＰ６に移行す
る。また、ブロックパターン露光と可変矩形パターンに
基づく露光とを合成する複合露光モード（ＮＯ）の場合
には、ステップＰ８に移行する。

【００７０】従って、単一露光モード（ＹES）の場合に
は、ステップＰ６で選択データＡＤに基づいて矩形電子
ビーム21ａを複数のブロックパターンＢ11，Ｂ12…Ｂ1n
の一つのブロックパターンＢ1iに偏向するビーム偏向デ
ータＢＤ＝ＢDiの読出し処理をする。これにより、ＲＡ
Ｍ５４からのビーム偏向データＢDiが読出し処理され
て、これがパターンデータＤＰとなってDAC/AMP ５３，
マスク移動回路５５及びブランキング制御回路５６に出
力される。

【００７１】次に、ステップＰ７で読出し処理に基づい
て選択された一つのブロックパターンＢ1iに矩形電子ビ
ーム21ａのマスク偏向処理をする。この際に、Ｘ，Ｙ偏
向駆動信号Ｓx1〜Ｓxn, Ｓy1〜Ｓynが第１〜第４の位置
合わせ偏向器230 〜233 に出力され、複数のブロックパ
ターンＢ11，Ｂ12…Ｂ1nの一つのブロックパターンＢ1i
に矩形電子ビーム21ａを位置合わせをすることができ
る。

【００７２】その後、ステップＰ８でマスク偏向処理に
基づいて整形された整形電子ビーム21ａを半導体ウエハ
２７に描画偏向する。この際に、第２の偏向系22Ｂによ
りステンシルマスク２３で選択されたブロックパターン
Ｂ10, Ｂ11, Ｂ16, Ｂ17等を通過する矩形電子ビーム21
ａが描画偏向される。これにより、メモリセル等の繰り
返しパターンに係るブロックパターンＢ10,Ｂ11, Ｂ16,
Ｂ17等を半導体ウエハ２７に露光することができる。

【００７３】なお、ステンシルマスク２３に形成されて
いないＬＳＩパターン，例えば、平行四辺形パターンに
ついては、複合露光モード（ＮＯ）が選択され、ステッ
プＰ９で露光データＰＤに含まれる可変図形露光データ
ＶＤ＝Ｄx1，Ｄy1, Ｄx2，Ｄy2…と、ビーム偏向データ
ＢＤ＝ＢD1, ＢD2…ＢDi，ＢDnとに基づいて矩形電子ビ
ーム21ａの可変矩形処理をする。

【００７４】この際に、シーケンスコントローラ５８か
らの可変図形露光データＶＤ＝Ｄx1, Ｄy1, Ｄx2，Ｄy2
…に基づく偏向データＤＤが偏向制御回路５９とステー
ジ駆動系２６に入力される。また、偏向制御回路５９か
らのサブデフデータＳDDやメインデフデータＭDDがDAC/
AMP 510,511 に入力され、これにより、第２の偏向系の
メインデフコイル228 及びサブデフレクタ229 等が駆動
制御される。

【００７５】次に、ステップＰ10で可変矩形処理された
矩形電子ビーム21ａを半導体ウエハ２７に対し描画偏向
する。これにより、メモリセル等の周辺回路等の非繰り
返しパターンや平行四辺形パターンを露光することがで
きる。その後、ステップＰ11でショットの終了の判断を
する。ショットの終了の場合（ＹES）には、露光処理を
終了する。また、ショットの終了をしない場合には、ス
テップＰ４に戻って露光処理を継続する。

【００７６】このようにして、上述した露光方法によれ
ば、図12に示すように、ステップＰ６で矩形電子ビーム
21ａのビーム偏向データＢＤ＝ＢD1, ＢD2…ＢDi，ＢDn
を読出し、さらに、ステップＰ７で読出し処理によるビ
ーム偏向データＢＤ＝ＢD1,ＢD2…ＢDi，ＢDnでマスク
偏向処理をし、ステップＰ８で、露光データＰＤに含ま
れる可変図形露光データＶＤ＝Ｄx1，Ｄy1, Ｄx2，Ｄy2
…に基づいて矩形電子ビーム21ａの偏向処理をし、整形
された矩形電子ビーム21ａに基づいて半導体ウエハ２７
の露光処理をしている。

【００７７】このため、予め、ＬＳＩの設計処理系にお
いて辞書露光パターンＲＰとしたブロックパターンにつ
いては、露光装置のステンシルマスク２３に形成された
５０〜１００個程度のブロックパターンＢ11，Ｂ12…Ｂ
1nに基づいて、かつ、ステンシルマスク２３に形成され
ていない可変矩形パターンについては、従来例のように
可変図形露光データＶＤ＝Ｄx1，Ｄy1, Ｄx2，Ｄy2…に
基づいて、それぞれ効率良くパターン露光処理をするこ
とが可能となる。

【００７８】これにより、設計ＬＳＩが高集積，高密度
化した場合であっても、ブロックパターンＢ1iの選択が
ステンシルマスク２３に形成されたブロックパターンＢ
11，Ｂ12…Ｂ1nに限定されること、及び該ブロックパタ
ーンの選択処理が短時間に行われることから露光処理の
高速化を図ることが可能となる。 （２）第２の実施形態の説明 図13〜15は、本発明の第２の実施形態に係る露光装置及
びその露光装置を用いた露光処理システムの説明図であ
り、図13は、露光処理システムにおけるＬＳＩ設計処理
システムの構成図を示している。

【００７９】図13において、第１の実施形態と異なるの
は第２の実施形態では、ＬＳＩ設計処理システムが電子
ビーム露光装置に設けられたステンシルマスク２３の複
数のブロックパターンＢ１, Ｂ２…Ｂｎを辞書露光パタ
ーンＲＰにして、その組み合わせ処理をし、該組み合わ
せ処理に基づいてＬＳＩの設計処理をするものである。

【００８０】すなわち、第２のＬＳＩ設計処理システム
は、ＬＳＩ設計処理系 100の他の実施形態であり、キー
ボード４０，ディスプレイ４１，設計データファイルメ
モリ４２，データ一時ファイルメモリ４３，露光データ
ファイルメモリ４４，図形配置処理エディタ４５，階層
展開処理エディタ４６，自動データ作成制御装置４７及
びシステムバス４８から成る。

【００８１】なお、キーボード４０は、設計者が希望す
るＬＳＩパターンやその配置処理制御データ等を入力す
るものである。ディスプレイ４１は、設計途中のＬＳＩ
パターン等のレイアウトパターンを表示するものであ
る。設計データファイルメモリ４２は、電子ビーム露光
装置が具備する複数のブロックパターンＢ11，Ｂ12…Ｂ
1nに係るブロック露光データＲPD＝ＲPD１，ＲPD２…Ｒ
PDｉ，ＲPDｎが記憶処理されている。なお、そのメモリ
領域については、図14において詳述する。

【００８２】データ一時ファイルメモリ４３は、ブロッ
クパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎの大きさやその縮小率，パ
ターンショット回数等のデータを一時記憶するものであ
る。露光データファイルメモリ４４は、ブロックパター
ンＢ１，Ｂ２…Ｂｎを組合せ処理した露光データＰＤを
格納するものである。図形配置処理エディタ４６は、Ｌ
ＳＩパターンやその配線パターンの配置処理をする補助
装置である。階層展開処理エディタ４７は、メモリセル
等の繰り返しパターンや非繰り返しパターン等のデータ
を階層展開処理する補助装置である。

【００８３】自動データ作成制御装置４５は、システム
バス４８を介して接続されたキーボード４０、ディスプ
レイ４１、各メモリ４２〜４４、各処理エディタ４６，
４７の入出力を制御するものである。図14は、設計デー
タファイルメモリのメモリテーブル内容を示している。
図14において、ＭＴはメモリテーブル内容であり、設計
データファイルメモリ４２のメモリ領域の一部を示すも
のである。Ｂ11，Ｂ12…Ｂ1nは、複数のブロックパター
ンの模式図であり、例えば、荷電粒子ビーム露光装置の
一例となる電子ビーム露光装置のステンシルマスク２３
に設けられたブロックパターン（マスクパターン）を示
している。

【００８４】ＲPD＝ＲPD１，ＲPD２…ＲPDｉ，ＲPDｎ
は、そのブロックパターンＢ11, Ｂ12…Ｂ1nに係るブロ
ック露光データ（ブロックパターン形状データ）を示し
ている。また、ＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，ＡDnは選択デ
ータであり、各ブロック露光データＲPD１，ＲPD２…Ｒ
PDｉ，ＲPDｎに対応付けられたアドレスである。次に、
露光処理システムのＬＳＩの自動設計方法について説明
をする。

【００８５】図15は、露光処理システムのＬＳＩの自動
設計方法のフローチャートを示している。図15におい
て、予め電子ビーム露光装置が具備する複数のブロック
パターンＢ11，Ｂ12…Ｂ1nを辞書露光パターンＲＰとし
て被露光対象１７の露光データＰＤを作成する場合、ま
ず、ステップＰ１で複数のブロックパターンＢ11，Ｂ12
…Ｂ1nに係るブロック露光データＲPD＝ＲPD１，ＲPD２
…ＲPDｉ，ＲPDｎをＬＳＩの自動設計処理システムに記
憶処理をする。

【００８６】この際の電子ビーム露光装置に具備される
複数のブロックパターンＢ11, Ｂ12…Ｂ1nについては、
メモリセル等の繰り返しパターンや配線パターン等の使
用頻度の高い基本図形パターンをブロックパターンとす
ることで辞書露光パターンＲＰとしての機能を十分に発
揮することが可能となる。なお、平行四辺形パターン等
は、三角形パターンと四辺形パターンとに分割し、従来
通りに矩形形状と三角形状とのブロックパターンを組み
合わせて露光する方が有利である。これは、ビームの偏
向性能やステンシルマスク２３上の限られた形成領域に
多くの種類のブロックパターンの設ける必要があるため
である。

【００８７】ここでは、辞書露光パターンＲＰを自動設
計処理システムの設計データファイル４２等に記憶して
おく。次に、ステップＰ２で記憶されたブロック露光デ
ータＲPD＝ＲPD１，ＲPD２…ＲPDｉ，ＲPDｎを組み合わ
せる。この際の組み合わせ処理は、例えば、設計者がキ
ーボード４０により、希望するＬＳＩパターンやその配
置処理制御データ等を入力すると、図形配置処理エディ
タ４６によりＬＳＩパターンやその配線パターンが配置
される。

【００８８】また、階層展開処理エディタ４７によりメ
モリセル等の繰り返しパターンや非繰り返しパターン等
のデータが階層展開処理される。なお、これらは自動デ
ータ作成制御装置４５により、システムバス４８を介し
て接続された各メモリ４２，４３，４４，各処理エディ
タ４６，４７の入出力が制御されることにより実行され
る。

【００８９】さらに、設計データファイルメモリ４２か
ら電子ビーム露光装置が具備する複数のブロックパター
ンＢ11，Ｂ12…Ｂ1nに係るブロック露光データＲPD＝Ｒ
PD１，ＲPD２…ＲPDｉ，ＲPDｎが読み出される。なお、
データ一時ファイルメモリ４３により、ブロックパター
ンＢ11，Ｂ12…Ｂ1nの大きさやその縮小率，パターンシ
ョット回数等のデータが一時記憶され、ディスプレイ４
１には、設計途中のＬＳＩパターン等のレイアウトパタ
ーンが表示される。

【００９０】また、ステップＰ３で組み合わせ処理に基
づいて被露光対象１７の露光データＰＤを作成する。こ
の際の作成処理は、図13に示すように、電子ビーム露光
装置において複数のブロックパターンＢ11，Ｂ12…Ｂ1n
を選択する際の選択データＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，Ａ
Dnが付加された露光データＰＤと、先のステップＰ３の
辞書露光パターンでは組み合わせできなかったＬＳＩパ
ターンに係る可変図形露光データＶＤ＝Ｄx1，Ｄy1, Ｄ
x2，Ｄy2…とが合成されるものである。

【００９１】これにより得られた露光データＰＤが露光
データファイルメモリ４４に格納される。なお、本実施
形態において、電子ビーム露光装置の構成自体は第１の
実施形態で説明したものと基本的に同一であるので、そ
の詳しい説明を省略する。このようにして、上述の露光
処理システムによれば、図13に示すようにＬＳＩ設計処
理システムが電子ビーム露光装置に設けられたステンシ
ルマスク２３の複数のブロックパターンＢ１, Ｂ２…Ｂ
ｎの組み合わせ処理をし、該組み合わせ処理に基づいて
ＬＳＩの設計処理をしている。

【００９２】例えば、ＬＳＩ設計処理システムは、図15
に示すように、予め、電子ビーム露光装置に設けられた
ステンシルマスク２３の複数のブロックパターンＢ１,
Ｂ２…Ｂｎを辞書露光パターン（媒介データ）ＲＰにし
てＬＳＩの設計パターンＰＰの分割処理をする。このこ
とで、ＬＳＩ設計処理システムでは、媒介データ＝辞書
露光パターンＲＰに基づいて露光データＰＤの自動作成
処理をすることができる。すなわち、電子ビーム露光装
置に転送するブロック露光データＲPD＝ＲPD１，ＲPD２
…ＲPDｉ，ＲPDｎとなるブロックパターン形状データ
は，例えば、ＤＲＡＭ（ダイナッミクランダムアクセス
メモリ）のセル部分の基本繰り返し形状やセル周辺部分
のパターン形状等の繰り返しパターンから成る辞書露光
パターンＲＰに係るものである。これが、電子ビーム露
光処理系からＬＳＩ設計処理システムへの複数のブロッ
クパターンＢ１，Ｂ２…Ｂｎの形状に係る媒介データと
なっている。

【００９３】また、該データはＬＳＩ設計処理システム
の設計データファイルメモリ４２等に格納され、その該
記憶処理されたブロック露光データＲPD＝ＲPD１，ＲPD
２…ＲPDｉ，ＲPDｎが組み合わせ処理される。この組み
合わせ処理の際に、ＬＳＩ設計処理システムにおいて、
設計者が希望するＬＳＩの設計パターンＰＰに用いられ
たブロック露光データＲPD＝ＲPD１，ＲPD２…ＲPDｉ，
ＲPDｎに対し、ＬＳＩの設計処理システムから露光装置
101への媒介データとして、複数のブロックパターンＢ
１，Ｂ２…Ｂｎの形状を読出し処理をするための選択デ
ータＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，ＡDnが露光データＰＤに
付加される。

【００９４】これにより、ＬＳＩ設計処理システムで
は、媒介データ＝辞書露光パターンＲＰの組み合わせ処
理に基づいて被露光対象１７の露光データＰＤが自動作
成処理される。このため、第１の実施形態における露光
処理システムのように、ステンシルマスク２３に形成さ
れるマスクパターンが決定していない場合に比べて、第
２の実施形態における露光処理システムでは、該ステン
シルマスク２３に既にマスクパターン（複数のブロック
パターンＢ１, Ｂ２…Ｂｎ）が形成されている場合に、
該複数のブロックパターンＢ１, Ｂ２…Ｂｎを参考にし
てＬＳＩの設計データＤＤから複数のブロックパターン
Ｂ１, Ｂ２…Ｂｎを抽出することにより、ブロック露光
データＲPDを含む露光データＰＤを自動作成処理するこ
とが可能となる。

【００９５】このことから、電子ビーム露光装置では、
第１の実施形態と同様に、複数のブロックパターンＢ
１，Ｂ２…Ｂｎを選択するビーム偏向データＢＤ＝ＢD
1, ＢD2…ＢDi，ＢDnを読出し処理をする媒介データ＝
選択データＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDi，ＡDnに基づいて、
また、可変図形露光データＶＤ＝Ｄx1，Ｄy1, Ｄx2，Ｄ
y2…に基づいて露光処理をすることが可能となる。

【００９６】これにより、第１の実施形態と同様に、設
計ＬＳＩが高集積，高密度化した場合であっても、ブロ
ックパターンの選択処理が短時間に行われることから露
光処理の高速化を図ることが可能となる。また、露光装
置のスループットの向上を図ることも可能となる。な
お、本発明の第１，第２の実施形態に係る荷電粒子ビー
ム露光装置には、電子ビーム露光装置を例にして説明を
したが、イオンビームを使用した露光装置においても、
適用可能である。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の露光装置
によれば、電子発生手段、偏向手段、ビーム整形手段及
び記憶手段が具備され、露光データに基づいて複数のブ
ロックパターンを選択するビーム偏向データの読出し処
理をする制御手段が設けられている。

【００９８】このため、露光データに含まれる選択デー
タに基づいてビーム偏向データの読出し処理をすること
により、ビーム整形手段の一つのブロックパターンに電
子ビームを偏向処理することができる。このことで、複
数のブロックパターンから一つのブロックパターンを選
択する動作を高速に実行することが可能となる。これに
より、露光時間を大幅に短縮することができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る露光装置を使用した露光処理シス
テムの原理図（その１）である。

【図２】同じくその露光処理システムの原理図（その
２）である。

【図３】同じくその露光処理システムの原理図（その
３）である。

【図４】本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置の原理図
である。

【図５】本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置を用いた
露光方法の原理図である。

【図６】本発明の第１の実施形態に係る露光装置を用い
た露光処理システムにおけるＬＳＩ設計処理システムの
構成図である。

【図７】本発明の第１の実施形態に係る電子ビーム露光
装置の構成図である。

【図８】本発明の第１の実施形態に係る露光装置のＲＡ
Ｍのメモリテーブル内容を説明する図である。

【図９】本発明の第１の実施形態に係る露光装置のステ
ンシルマスクを説明する図である。

【図10】同じくそのステンシルマスクのブロックパター
ン群の説明図である。

【図11】本発明の第１の実施形態に係る露光装置のステ
ージ駆動系の説明図である。

【図12】本発明の第１の実施形態に係る電子ビーム露光
装置を使用した露光方法のフローチャートである。

【図13】本発明の第２の実施形態に係る露光装置を使用
した露光処理システムにおけるＬＳＩ設計処理システム
の構成図である。

【図14】同じくその露光処理システムの設計データファ
イルメモリの内容を説明する図である。

【図15】同じくその露光処理システムにおけるＬＳＩの
自動設計方法のフローチャートである。

【図16】従来例に係る電子ビーム露光装置の構成図であ
る。

【図17】従来例に係る問題点を説明する露光処理システ
ムの構成図（その１）である。

【図18】従来例に係る問題点を説明する露光処理システ
ムの構成図（その２）である。

【符号の説明】

100…ＬＳＩ設計処理系 101…荷電粒子ビーム露光処理系 １１…電子発生手段 １２…第１の偏向手段 １３…ビーム整形手段 １４…記憶手段 １５…第２の偏向手段 １６…制御手段 ＬＳＩ…半導体集積回路 11ａ…電子ビーム Ｂ１〜Ｂｎ…複数のブロックパターン ＰＤ…露光データ ＰＰ…設計パターン ＤＤ…設計データ ＲＰ…辞書露光パターン ＲPD…ブロック露光データ（ブロックパターン形状デー
タ） ＢＤ＝ＢD1, ＢD2…ＢDi，ＢDn…ビーム偏向データ ＡＤ＝ＡD1, ＡD2…ＡDn…選択データ ＶＤ＝Ｄx1，Ｄy1, Ｄx2，Ｄy2…可変図形露光データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 憲一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 大饗 義久 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−114513（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−194616（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−125609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−73713（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被露光対象に荷電粒子ビームを出射する
   荷電粒子発生手段と、 前記荷電粒子ビームを所定の形状に整形する複数のブロ
   ックパターンを有するビーム整形手段と、 前記複数のブロックパターンのうちの特定のブロックパ
   ターンに荷電粒子ビームを選択偏向する第１の偏向手段
   と、 前記複数のブロックパターンから前記特定のブロックパ
   ターンを選択するビーム偏向データを記憶し、予め設計
   処理系において作成された露光データに含まれる選択デ
   ータが入力されると該選択データに対応したビーム偏向
   データを出力する記憶手段と、 前記特定のブロックパターンを通過した荷電粒子ビーム
   を描画偏向する第２の偏向手段と、 前記露光データに含まれるブロック露光データを該露光
   データから抽出すると共に、この抽出したブロック露光
   データに基づいて、前記荷電粒子発生手段、前記第１及
   び第２の偏向手段、前記ビーム整形手段並びに前記記憶
   手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする
   荷電粒子ビーム露光装置。