JP2786676B2 - 荷電ビーム描画方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、LSI等の半導体集積回路のパターンをマス
クやウェーハ等の試料に高速・高精度に描画するための
荷電ビーム描画方法に係わり、特にデータ圧縮した描画
パターンデータを用いて高精度の描画を可能とした荷電
ビーム描画方法に関する。

（従来の技術） 近年、LSIのパターンは益々微細かつ複雑になってお
り、このようなパターンを形成する装置として電子ビー
ム描画装置が用いられている。この装置を用いて所望の
LSIパターンを描画する場合CADを始めとするLSIパター
ンの設計パターンデータ作成ツールを用いて作成される
設計パターンデータを、そのままの形式で上記描画装置
の描画パターンデータとして供給することはできない。

即ち、設計パターンデータで定義されているデータ体
系は一般的に非常に自由度の高いデータ体系として作成
されているため、電子ビーム描画装置に受容可能なデー
タ体系とするには、以下に示すような制限を満足させな
ければならない。

電子ビーム描画装置で受容可能な基本図形群（台形や
矩形など）のみで構成される図形体系で定義されるこ
と。

多重露光となってパターンの形成精度を低下させてし
まう図形相互の重なりのないデータ体系で定義されるこ
と。

電子ビーム描画装置の描画方式に沿って所定の単位描
画領域毎に領域分割されたデータ体系で定義されている
こと。

従って、上記設計パターンデータを例えば輪郭化処理
といった手法を用いて多重露光領域の除去を行い、その
後ビームの偏向領域により決定する単位描画領域（フレ
ーム領域、サブフィールド領域）毎の矩形・台形及び三
角形等の基本図形群に図形分割することにより、電子ビ
ーム描画装置にとって受容可能な図形データ体系とす
る。そして、このような図形体系のデータを基に所望と
するLSIチップに係わる描画パターンデータを生成し、
該描画パターンデータを磁気ディスクに代表される記憶
媒体に記憶させて描画に供している。

そして、描画処理工程では上記描画パターンデータを
１回のテーブル連続移動により描画し得る単位領域毎で
ある描画ストライプ領域毎（フレーム領域を所定の規則
により集めた領域）に読み出して、一時的にパターンメ
モリ部に蓄積する。このパターンメモリに蓄積されたデ
ータを解読し、ビーム成形手段により形成可能な描画単
位図形（図形サイズに制限を持った矩形と形状およびサ
イズに制限を持った三角形）の集まりで所望パターンを
構成すべく図形分割を行う。その結果得られた図形デー
タを基にして、ビーム位置及びビームを制御すると共
に、試料を載置したテーブルをＸ方向若しくはＹ方向に
連続的に移動し、描画ストライプ領域内に所望のパター
ンを描画する。

次いで、上記テーブルを連続移動方向と直交する方向
に描画ストライプ領域の幅だけステップ移動し、上記処
理を繰り返すことにより所望領域全体の描画処理が行わ
れる。なお、主偏向手段により副偏向位置を制御しなが
ら且つ副偏向手段により副偏向領域内に所望パターンを
描画する２段偏向方式では、単位描画領域（サブフィー
ルド）の集合体でフレーム領域を構成し、このフレーム
領域の集合体で描画ストライプ領域を構成しており、描
画ストライプ領域の幅は上記主偏向手段と副偏向手段の
ビーム偏向幅により規定されている。

上述の如く描画処理に供される描画パターンデータを
生成するに際しては、LSIパターンの微細化及び高集積
化への対応策として、メモリーセルのような繰り返し構
造を有するパターン領域については、繰り返しの種とな
る図形パターン群とその繰り返し情報で描画パターンデ
ータを構成することにより描画パターンデータの圧縮を
図っていた。その理由は、パターン密度の微細化及び集
積度の伸長が激しいメモリーデバイスのデータ変換処理
にあっては、上記繰り返し構造を利用したデータ圧縮を
行わないと計算機資源を著しく圧迫することと、データ
変換処理時間が長期化し実用的でなくなるといった観点
から最早データ変換不能な状況となってしまうからであ
る。

このような背景から実際のデータ変換処理において
は、繰り返しのないパターン領域のデータ変換処理にお
いては、該領域を所定のサブフィールドサイズを基にマ
トリックス状に領域分割し、個々のサブフィールド領域
毎にその描画位置と該サブフィールド領域に包含される
描画図形パターン群を定義した描画パターンデータを生
成する。そして、繰り返しのあるパターン領域について
は、繰り返しの種となる領域が上記サブフィールドサイ
ズより大きいか否かを判定し、小さいか等しい場合には
上記繰り返しの種パターン領域に包含される描画図形パ
ターンを示す図形データに繰り返し情報を付与した描画
パターンデータとする。逆に、サブフィールド領域より
大きい場合には、繰り返しの種パターン領域を所定のサ
ブフィールドサイズで領域分割し、該サブフィールド領
域毎に繰り返し情報を付与した体系の描画パターンを生
成する。

そして、上記の処理工程により生成した描画パターン
データを組み合わせて、サブフィールド領域毎に描画す
る際の描画順序に沿って上記サブフィールド単位の描画
パターンデータが出現するようデータの並べ替えを行
い、前記LSIチップの領域を構成する１単位であるフレ
ーム領域に係わる描画パターンデータ（フレームデー
タ）を構築する。さらに、該フレームデータの集合体と
してチップデータを表現し、描画する際には１回のテー
ブル連続移動により描画可能なフレーム領域を集めた単
位領域である描画ストライプ領域毎に描画処理を繰り返
して、所望領域全体の描画処理を行っていた。

しかしながら、この種の方法にあっては次のような問
題があった。即ち、CADで作成された設計パターンデー
タから描画パターンデータにデータ変換する過程で、サ
ブフィールド領域単位でのソーティング処理（描画順序
に沿ったデータの並べ替え処理）により設計パターンデ
ータとして定義されていたパターンの繰り返し構造を一
部（特にテーブル連続移動方向に対する繰り返し定義に
対して）阻害してしまい、結果的に繰り返し構造を有す
るパターン領域のサブフィールド領域を展開して１つ１
つのサブフィールド領域についてその描画位置及び描画
パターンを指示するところの指標データを定義しなけれ
ばならないといった状況を招いていた。また、前記設計
パターンデータで定義されているブロック領域は、必ず
しもLSIチップ内の単位領域であるフレーム領域に包含
可能であるとはいえないため、必要に応じてフレーム領
域に跨がるブロック領域については、該領域内を構成す
るサブフィールド領域単位に分別してそれぞれ異なるフ
レーム領域の描画パターンデータとして描画位置及びそ
の描画図形データにより構成している。このため、設計
パターンデータで定義していたパターンの規則性が破壊
されていまい、データ量の増大及びデータ変換時間の長
期化といった問題を誘因し、このことが計算機資源を著
しく圧迫することとなる。また、実際の描画処理工程に
おいても、データ変換して得た描画パターンデータを磁
気ディスクに代表される記憶媒体から前記描画ストライ
プ領域毎にパターンメモリ部に転送するための時間が長
期化して、この時間が描画装置自体の描画スループット
を低下させる主な要因になるものと推定できる。

一方、テーブル連続移動方式ではなく、マスクやウェ
ーハ等の試料を載置したテーブルをステップアンドリピ
ート方式で移動させながらビームを偏向可能な単位領域
毎に描画処理を繰り返す描画方式にあっては、メモリー
セルのような頻繁に出現するパターン領域のデータを予
め記憶媒体に登録しておき、該パターン領域については
データ変換時にその描画位置を変換オペレータが情報入
力しておくことにより、該領域の描画図形データを生成
することなく描画位置と描画パターン群への指標ポイン
タのみ設定して描画パターンデータを生成する。そし
て、描画処理に際して単位領域毎（テーブルを停止して
描画する領域）に上記記憶媒体から必要な描画パターン
データを読み出して描画に供していた。

しかしながら、この種の処理においても、描画図形デ
ータを生成しないパターン領域（データ圧縮）は予め登
録しておいたシステム固有のパターン領域についてのみ
適用可能であるため、実際の運用に際してはデータ圧縮
の効果があまり得られないことや、そのパターン領域を
用いてデータ圧縮を図るための配置情報の定義をデータ
変換時のオペレータが行わなければならず、極めて作業
効率の悪いものとなる。加えて、人為的ミスの混入によ
り不正なデータが作成されることを防ぐため、生成した
描画パターンデータについて十分な検証が不可欠とな
る。また、上記システム固有のパターン領域に包含され
る描画図形データはパターンメモリ部への転送時間を高
速化するという観点から常にパターンメモリ部に格納さ
せており、パターンメモリ部の限られた資源を描画する
LSIチップによっては無駄にしていることとなる。

この様な状況から現在のデータ変換処理及び描画処理
工程では、描画パターンデータの圧縮に制限があり、デ
ータ圧縮及び描画処理の高速化から相反する問題点を含
んでいた。そして、上述の如き問題点は電子ビーム描画
装置の稼働率を低下させると共にLSIの生産性の低下を
引き起こすこととなり、今後LSIの急速な進歩でパター
ンの微細化・集積度の向上により電子ビーム描画装置で
描画されたLSIパターンに対する信頼性及び装置の稼働
率を高める上で大きな問題となる。

（発明が解決しようとする課題） このように、主偏向と副偏向手段の組み合わせにより
ビーム位置を制御して描画する２段偏向方式の電子ビー
ム描画装置において、従来は繰り返し構造を持つパター
ン領域と繰り返し構造を持たないパターン領域を、それ
ぞれの領域サイズに応じてサブフィールド領域に分割
し、そのサブフィールド毎に描画順序（テーブルの連続
移動方向）に沿った順序にて描画パターンデータを定義
していたため、CADで作成した設計パターンデータが有
しているパターンの繰り返し構造を活かしきれておら
ず、データ量の圧縮及びデータ変換時間の高速化を制限
していた。

また、上記課題に加えて設計パターンデータを電子ビ
ーム描画装置固有の単位領域であるフレーム領域に領域
分割した体系の描画パターンデータとするために、設計
パターンデータとして定義されていたパターンの繰り返
し構造を阻害してしまい、上記同様データ量の増大及び
データ変換時間の長期化を招くと共に、描画処理する際
の転送データ量が増大し描画スループットの低下を招い
ていた。

さらに、描画処理する際の転送データ量低減策として
繰り返し描画処理に供されるパターン領域に係わる描画
パターンデータをパターンメモリ部に常駐させる場合に
おいても、予め設定しておいた固有のパターンのみにそ
の効果が限定され、チップの種類に臨機応変に設定可能
となっておらず、その定義方法についても設計パターン
データから自動的に識別しうる体系ではなく、データ変
換するオペレータが上記登録された繰り返しパターン領
域の情報を入力しなければならないという実用上数多く
の問題を抱えていた。

なお、上記問題は電子ビーム描画方法に限らず、イオ
ンビームやレーザービームを用いた荷電ビーム描画方法
についても同様に言えることである。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、CADで作成した設計パターンデ
ータに定義されているパターンの繰り返し構造を十分に
生かして、データ圧縮の効いた描画パターンデータを生
成することができ、且つデータ変換時間の高速化及び描
画処理する際の転送データ量の低減が可能となり、描画
スループットの向上を図り得る荷電ビーム描画方法を提
供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、CADで作成される設計パターンデー
タに定義されているパターンの繰り返し構造を有効利用
してデータ圧縮の効いた描画パターンデータを高速にデ
ータ変換し、この描画パターンデータを基にして描画ス
ループットの向上を図ることにある。

即ち本発明は、描画すべき図形パターンデータ若しく
は他のブロックの参照情報から構成されるブロックデー
タの集合として表現されるLSIチップ設計パターンデー
タから、ビームの形状及び位置を制御してマスクやウェ
ーハ等に所望パターンを描画する描画パターンデータに
変換し、該データを基に描画する荷電ビーム描画方法に
おいて、前記LSIチップの領域をビーム偏向幅により決
定する仮想的な領域（以下フレーム領域と呼ぶ）に分割
し、前記ブロックデータで定義されたブロック領域が上
記LSIチップの領域において複数存在し、且つこのブロ
ック領域が複数のフレーム領域に存在するブロック領域
をコモン領域とし、このコモン領域以外のブロック領域
をローカル領域として、上記フレーム領域に含まれるコ
モン領域およびローカル領域の位置データとローカル領
域に包含される図形データを集めて１フレーム領域に係
わる描画パターンデータ（以下フレームデータと呼ぶ）
を生成し、このフレームデータの集合と上記コモン領域
の図形データ（以下コモンデータと呼ぶ）によりLSIチ
ップ全体の描画パターンデータを構成し、上記コモンデ
ータ及びそれぞれのフレームデータを基に、上記フレー
ム領域を集めた描画ストライプ領域として描画するとい
う処理を繰り返して所望領域全体の描画処理を行うよう
にした方法である（請求項１）。

また本発明は、前記描画ストライプ領域の描画処理に
際しては、該領域に係わる描画パターンデータを一時的
に格納するパターンメモリ部に上記描画ストライプ領域
に係わるLSIチップのコモンデータとフレームデータを
定義して描画処理するものであり、上記コモンデータは
前記LSIチップの集合である単位領域を描画する間常に
格納しておき、描画ストライプ領域毎に該領域に係わる
LSIチップのフレームデータのみを格納し直して描画処
理するようにした方法であり（請求項３）、更に前記描
画ストライプ領域の描画処理に際しては、パターンメモ
リ部に格納された描画ストライプ領域毎の描画パターン
データを解読しながら描画するものであり、前記ブロッ
ク領域若しくは前記微小領域の基準位置が前記仮想的に
定義されたフレーム領域に包含されているか否かを判定
し、この基準位置がフレーム領域に包含されている場合
の上記ブロック領域若しくは微小領域を選択的に描画処
理すると共に（請求項５）、前記ブロック領域若しくは
前記微小領域の基準位置が小さい順又は大きい順に読み
出して描画処理するようにした方法である（請求項
６）。

（作用） 本発明方法によれば、CADで作成されたLSIチップの設
計パターンデータに定義されているパターンの繰り返し
構造を、上記設計パターンデータから自動的に識別し、
該情報を基にしてLSIチップの種類毎にパターンメモリ
部に常駐させるブロック領域を選択する。更に、上記設
計パターンデータから描画パターンデータにデータ変換
するに際して、パターンの繰り返し構造を電子ビーム描
画装置の単位領域であるところのフレーム領域に影響さ
れることのない極めてデータ圧縮の効いたコンパクトな
体系の描画パターンデータを生成することにより、LSI
チップ全体のデータ量を減少することができる。そし
て、その結果として上記フレーム領域の集合体である描
画ストライプ領域（１回のテーブル連続移動により描画
し得る領域）のデータを記憶媒体からパターンメモリ部
にデータ転送する時間を高速化できると共に、パターン
メモリ部及び計算機資源の有効利用がはかれる。

更に、上記の描画方法は、今後LSIの急速な進歩に伴
うパターンの微細化及び高集積化に対して、設計パター
ンデータを描画パターンデータにデータ変換するデータ
変換処理時間の高速化と、装置自体の描画時間の高速化
という双方の観点から、描画スループットの向上及びLS
Iの生産性を向上させることが可能である。

（実施例） 以下，本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例方法に使用した電子ビー
ム描画装置を示す概略構成図である。図中10は試料室で
あり、この試料室10内には半導体ウェーハ若しくはガラ
スマスク等の試料11を載置したテーブル12が収容されて
いる。テーブル12は、テーブル駆動回路13によりＸ方向
（紙面左右方向）及びＹ方向（紙面裏表方向）に駆動さ
れる。そして、テーブル12の移動位置は、レーザー干渉
計等を用いた位置回路14により測定されるものとなって
いる。

試料室10の上方には、電子ビーム光学系20が配置され
ている。この光学系20は、電子銃21,各種レンズ22〜26,
ブランキング用偏向器31,ビーム寸法可変用偏向器32,ビ
ーム走査用の主偏向器33,ビーム走査用の副偏向器34及
びビーム成形アパーチャ等から構成されている。そし
て、主偏向器33により所定の副偏向領域（サブフィール
ド）に位置決めし、副偏向器34によりサブフィールド内
での図形描画位置の位置決めを行うと共に、ビーム寸法
可変用偏向器32及び成形アパーチャによりビーム形状を
制御し、テーブル12を一方向に連続移動しながらLSIチ
ップのフレーム領域を１回のテーブル連続移動により描
画可能な範囲内で集めた描画ストライプ領域を描画処理
する。更に、テーブル12を連続移動方向と直交する方向
にステップ移動し、上記処理を繰り返して各描画ストラ
イプ領域を順次描画処理するものとなっている。

一方、制御計算機40には磁気ディスク（記憶媒体）41
が接続されており、このディスク41にLSIチップの描画
パターンデータが格納されている。磁気ディスク41から
読み出されたLSIチップの描画パターンデータは、前記
描画ストライプ領域毎にパターンメモリ（データバッフ
ァ部）42に一時的に格納される。データバッファ部42に
格納された描画ストライプ領域毎のパターンテータ（描
画位置及び基本図形データから構成）は、データ解読部
であるパターンデータデコーダ43及び描画データデコー
ダ44により解読され、ブランキング回路45,ビーム成形
器ドライバ46,主偏向器ドライバ47及び副偏向器ドライ
バ48に送られる。

即ち、パターンデータデコーダ43では上記描画ストラ
イプ領域毎の描画パターンデータを入力し、描画ストラ
イプデータとして定義されているパターンの繰り返し情
報を基に圧縮された描画図形データを展開処理すると共
に、該描画ストライプ領域の描画処理において描画すべ
き領域か否か及び次に描画すべき領域についてサブフィ
ールド毎に判断及び解読しながら、前記描画パターンデ
ータに定義された描画図形データを前記成形アパーチャ
35,36の組み合わせにより形成可能な描画単位図形群に
図形分割する。そして、そのデータに基づいてブランキ
ングデータが作成され、ブランキング回路45に送られ
る。そして、更に希望するビーム寸法データが作成さ
れ、このビーム成形制御データがビーム成形器ドライバ
46に送られる。次に、ビーム成形器ドライバ46から前記
光学系20のビーム寸法可変用偏向器32に所定の偏向信号
が印加され、これにより電子ビームの寸法が制御される
ものとなっている。

また、描画データデコーダ44では上記描画ストライプ
データに基づいてサブフィールドの位置決めデータが解
読〜作成され、このデータが主偏向器ドライバ47に送ら
れる。そして、主偏向器ドライバ47から前記光学系の主
偏向器33に所定の偏向信号が印加され、これにより電子
ビームは指定のサブフィールド位置に偏向走査される。
更に、描画データデコーダ44では副偏向走査の制御信号
が生成され、この信号により副偏向器ドライバ48を介し
て副偏向器34に所定の副偏向信号が印加され、これによ
りサブフィールド毎の描画処理が行われるものとなって
いる。

次に、上記構成された装置を用いた電子ビーム描画方
法について説明する。描画処理を行うためのデータの生
成工程を示したのが第２図である。LSIのパターンは、C
ADシステムにより設計〜パターン作成され、その設計パ
ターンデータは大型計算機を始めとする処理能力の高い
ホスト計算機により電子ビーム描画装置の描画方式に依
存した装置固有の描画パターンデータにデータ変換され
る。そして、この描画パターンデータを基にして電子ビ
ームの位置決め及びビーム形状を制御して一連の描画処
理が行われる。

ここで、CADシステムによりパターン作成される設計
パターンデータは、第３図（ａ）に示すようにLSIチッ
プの全体領域１は幾つかのブロック領域（2,3,5,6,9）
と幾つかの図形パターン1A〜1Dにより構成され、その参
照ブロック領域２は同図（ｂ）に示すようにブロック領
域４の繰り返しにより構成されており、更に参照ブロッ
ク３は同図（ｃ）に示すようにブロック領域7,8及び図
形パターン3Aで構成されているというように、複数のブ
ロック領域と図形パターンの組み合わせによりLSIチッ
プ全体が表現されるデータ体系となっている。ここで、
ブロック領域5,6,9については特に図示しないが、それ
ぞれブロック領域の参照はなく図形パターンのみにより
構成されるブロック領域として以下説明する。

そして、個々のブロック領域を表現する設計パターン
データは、第４図に示すようにブロックの参照情報群と
図形パターンを定義した図形データ群により構成されて
いる。なお、第４図に示した設計パターンデータは第３
図（ａ）に示したLSIチップ全体のブロック領域１に係
わるものであり、それぞれのブロック領域に包含されて
いる図形パターンは、多角形パターンとしてデータ定義
されており、更にそれらの図形は互いにパターン相互の
重なりが許容されている体系となっている。また、ブロ
ック領域相互の重なりについても特に制限を有するもの
ではない。

このような形式のLSIパターンデータを電子ビーム描
画装置で受容可能な描画パターンデータとするため、前
記ホスト計算機で上記ブロック領域間でのパターンの重
なりを除去するための前処理を行う（例えば、特願昭62
−32719号）。更に、LSIチップ１のブロック参照をチッ
プ領域全体を表現するブロック１に集結して、ブロック
領域１以外にはブロックの参照がなく図形パターンのみ
で構成されるデータ体系となるように設計パターンデー
タの再編成処理を行い（つまり、ブロックの参照関係を
１レベルに制限するための展開処理を行う）、第５図に
示すようなブロックの参照関係となるようなデータ体系
とする。そして、それぞれのブロック領域に包含されて
いる図形パターン群に対して、スリット法やタッチング
法に代表される手法を用いて図形相互の重なり除去処理
を行って、描画図形の多重露光領域を解消するための図
形処理を施す。次に、第６図に示すようにLSIチップの
全体領域１をビームの主偏向幅により決定される暫定的
なフレーム領域（51〜53）に領域分割する。第６図にお
いてテーブル連続移動方向は紙面左右方向であり、テー
ブルステップ移動方向は紙面上下方向である。

そして、第５図に示す最上位ブロック１が参照してい
るブロック領域３〜９の中でLSIチップ領域全体で２回
以上参照されていて、且つ第６図に示すフレーム領域51
〜53の２フレーム以上から参照されているブロック領域
（3,4,7,8）をコモンブロックと判定する。さらに、該
ブロックに包含されている図形パターンを所定のサブフ
ィールド領域毎の図形パターン集合となるように、図形
の領域分割及び基本図形群（矩形、台形及び三角形）へ
の図形分割を行う。そして、第７図に示すような図形パ
ターン体系として、該図形パターンに対する位置及び図
形形状を定義した図形データの集合で表現される第８図
に示すようなコモンブロック図形データを生成する。

一方、上記コモンブロック以外のブロックであるロー
カルブロック（最上位ブロック１及び5,6,9）について
は、上記フレーム領域51〜53に跨がるか否かを判定し、
跨がるブロック１及び９を第９図に示すようにフレーム
境界で領域分割したサブブロック91〜93,101〜103とす
る。そして、このようなブロック及びサブブロックの集
合であるローカルブロックについても上記コモンブロッ
クと同様、それぞれのローカルブロック及びサブブロッ
クに包含されている図形パターンを所定のサブフィール
ドに領域分割し、更にそこで得た図形パターンを基本図
形群に図形分割した図形データの集合として表現される
ローカルブロック図形データを生成する。

次に、それぞれのフレーム領域毎の描画パターンデー
タを生成する処理に際しては、上記フレーム領域51〜53
に包含されるコモンブロック領域とローカルブロック領
域及び上記サブブロック領域の描画位置をフレーム基準
位置からの相対位置で定義した位置データと、該ブロッ
ク領域内の描画図形を定義した前記コモンブロック図形
データ及びローカルブロック図形データへの指標データ
と、該ブロック領域の繰り返し情報を１単位とするセル
配置データ群を生成する。ここで、生成するセル配置デ
ータの格納順序はテーブルのFWD移動方向（紙面左から
右方向）に沿った順序で格納されており、ブロック毎の
描画順序に対応したものとなっている。また、テーブル
のBWD移動時（紙面右から左方向）の対応として上記セ
ル配置データのそれぞれにBWD画面時のブロック描画順
序に沿ってチュインデータが付与された体系となってお
り、このような処理工程より生成したセル配置データは
第10図（ａ）に示すようなセルの配置体系となってお
り、そのセル配置データはフレーム領域52について同図
（ｂ）に示すようなデータ体系となっている。

このようにして得たセル配置データとローカルブロッ
ク図形データの集合により１つのフレームデータを構成
する。更に、このような体系のフレームデータの集合と
前記コモンブロック図形データを集めて、第11図に示す
ようなLSIチップ全体を表現する描画パターンデータを
構成して磁気ディスク41に格納する。

次に、上述のようなデータ変換処理により得た描画パ
ターンデータを基にして描画処理する際の処理工程につ
いて説明する。第12図（ａ）に示すように、試料に配置
されたLSIチップ群Ａ〜Ｅから、テーブルのステップ移
動方向の位置が等しいLSIチップ群のみを抽出して描画
カラム領域60a〜60eとする。該描画カラム領域単位に描
画処理を行っていくに際して、１つの描画カラム領域に
包含されるLSIチップの全コモンブロック図形データを
前記パターンメモリ42に格納し、上記描画カラム領域の
描画処理の間常駐させるものとする。更に、描画カラム
領域に包含されるLSIチップを構成しているフレーム領
域から、テーブルステップ移動方向の等しいフレーム領
域のみを選択的に抽出して、第12図（ｂ）に示すような
１回のテーブル連続移動により描画する単位領域である
描画ストライプ領域60cを設定する。そして、該描画ス
トライプ領域に包含される上記フレームデータ（セル配
置データとローカルブロック図形データ及びサブブロッ
ク図形データで構成）を上記パターンメモリ部42に追加
格納する。

従って、上記パターンメモリ42には第13図に示すよう
な体系の描画パターンデータが格納されており、描画デ
ータデコーダ44では該描画パターンデータをパターンメ
モリ部42より読み出して解読し、第12図（ａ）に示すよ
うな上記描画ストライプ領域の各フレーム領域の中に定
義されているブロック領域を構成しているブロック領域
をテーブルの連続移動方向に沿ってソーティング（FWD
の場合はセル配置データの格納順序そのままでBWDの場
合のみセル配置データに付与されたチェインデータを基
に並べ変える）して保持する。更に、該ソーティングさ
れたブロック領域からサブフィールド領域毎にテーブル
移動方向に応じて選択される描画すべきサブフィールド
（第14図（ａ）はサブフィールド単位のFWD描画時の描
画順序、第14図（ｂ）はBWD描画時の描画順序を示して
いる）の描画データを解読して、該サブフィールド領域
の基準位置が前記フレーム領域に包含されているか否か
を判定し、包含されている場合のみ上記サブフィールド
配置データを主偏向器33により電子ビームを所定のサブ
フィールド位置に偏向走査するように制御信号を送出す
る。これと共に、上記サブフィールド領域に描画すべき
図形データ群をパターンデータデコーダ43に入力し、そ
の図形データを２枚の成形アパーチャ35,36の組み合わ
せにより形成可能な単位描画図形群に図形分割して、そ
こから出力されるビーム制御信号によりサブフィールド
領域でのビーム位置とビーム形状を制御して該領域に所
望パターンを描画処理する。（第14図（ｃ）は上記描画
ストライプ領域の描画処理において実際に描画されるサ
ブフィールド領域と描画されないサブフィールド領域を
示している）なお、上記サブフィールド領域の描画位置
は前述のようにフレーム基準位置は前述のようにフレー
ム基準位置からの相対位置で示されており、該フレーム
で描画するか否かはサブフィールド基準位置（ここでは
サブフィールド領域の左下座標点）のテーブルステップ
移動方向（紙面上下方向）の座標値が０以上で、フレー
ム幅よりも小さい場合に描画すべきサブィールド領域で
あると判定する。更に、上記パターンデータデコーダ43
ではブロック領域のサイズが所定のサブフィールドサイ
ズより小さく且つ繰り返し構造となっている場合、１回
の主偏向手段により位置決めして描画し得るブロック領
域数をデコードして描画処理するように制御している。

このような描画ストライプ領域に対する描画処理を繰
り返すことにより前記描画カラム領域の描画処理を行
い、更に次の描画カラム領域の描画処理に際してパター
ンメモリ部に格納されているコモンブロック図形データ
の入れ替えを行い、上記一連の描画処理を繰り返すこと
により試料全体に所望パターンを描画処理することがで
きる。以上のような工程により、データ圧縮の効いた描
画パターンデータを設計パターンデータから高速に作成
することができると共に、この描画パターンデータを用
いて高速・高精度な描画処理を実現することができる。

かくして本実施例方法によれば、CADシステムで作成
される設計パターンデータと整合性の良いデータ体系
（繰り返し構造のあるパターンに対するデータ圧縮の効
いたデータ体系）を持った描画パターンデータを生成す
ることにより、データ量を大幅に低減することができる
と共にデータ変換時間の高速化が可能となり、加えて実
際の描画処理において磁気ディスク（記憶媒体）からパ
ターンメモリ部への転送データ量を低減することが可能
となり、描画速度の大幅な向上を計ることができる。従
って、一連の描画工程でのスループットの向上を図るこ
とができ、これにより電子ビーム描画装置の性能を最大
限に引き出すことができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記描画パターンデータを格納する手段
としては磁気ディスクに限るものではなく、磁気テープ
や半導体メモリなどその他の記憶媒体を用いることがで
きる。さらに、電子ビーム描画装置の構成は第１図に何
等限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能
である。また、実施例では電子ビームを例にとり説明し
たが、電子ビームに限定されることなくイオンビームや
レーザービームを含む荷電ビームに対し適用可能であ
り、可変成形ビームを用いたショット方式の他、楕円形
ビームを用いたベクタ若しくはラスタ方式の装置につい
ても適用可能である。

また、記憶媒体に格納される描画パターンデータの図
形体系は、矩形や台形等の基本図形でなく描画単位図形
や多角形図形でも良く、図形相互の重畳についてもパタ
ーンデータデコーダ部に図形の重なり除去や白黒反転を
行う図形演算手段を追加することにより対応可能とな
り、このような体系のデータについても適用可能であ
る。さらに、パターンメモリ部に常駐させる描画図形デ
ータを全ブロック領域の図形データとし、描画ストライ
プ領域の描画時は該領域内のセル配置データのみを転送
するようにして描画スループットのより一層の高速化を
図ることも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、CADシステムで
作成される設計パターンデータと整合性の良いデータ体
系（繰り返し構造のあるパターンに対するデータ圧縮の
効いたデータ体系）を持った描画パターンデータを生成
することにより、データ量を大幅に低減することができ
ると共にデータ変換時間の高速化が可能となり、加えて
実際の描画処理において磁気ディスク（記憶媒体）から
パターンメモリ部への転送データ量を低減することが可
能となり描画速度の大幅な向上を図ることができる。

その結果として、一連の描画工程でのスループットの
向上を図ることができると共に、電子ビーム描画装置の
稼働率を高めることができ、LSIの生産性向上に寄与す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図、第２図は描画パターンデータ
の生成工程を示す模式図、第３図は設計パターンデータ
のデータ構造を示す模式図、第４図はブロックのデータ
体系を示す模式図、第５図はチップ内のブロック構造を
示す模式図、第６図はフレーム領域への分割を示す模式
図、第７図は基本図形の分割体系を示す模式図、第８図
はコモンブロック図形データのデータ構造を示す模式
図、第９図はローカルブロックの分割体系を示す模式
図、第10図はフレームのブロック配置を示す模式図、第
11図はLSIチップ全体のデータ構造を示す模式図、第12
図は描画する際の描画カラム領域及び描画ストライプ領
域を示す模式図、第13図はパターンメモリ内のデータ構
造を示す模式図、第14図は描画処理工程を説明するため
の模式図である。 １〜９……ブロック、1A〜1D……図形パターン、10……
試料室、11……試料、12……テーブル、13……テーブル
駆動回路、14……位置回路、20……電子光学系、21……
電子銃、22〜26……レンズ、31〜34……偏向器、40……
制御計算機、41……磁気ディスク（記憶媒体）、42……
パターンメモリ、43……パターンテータデコーダ、44…
…描画データデコーダ、45……ブランキング回路、46…
…ビーム成形器ドライバ、47……主偏向器ドライバ、48
……副偏向器ドライバ、51〜53……フレーム領域、60a
〜60e……描画カラム領域、61……描画ストライプ領
域、61a〜61c……描画フレーム領域、91〜93,101〜103
……サブブロック領域、Ａ〜Ｅ……LSIチップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−12809（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−287228（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−72124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−127532（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−57608（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平７−105329（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】描画すべき図形パターンデータ及び他のブ
   ロックの参照情報から構成されるブロックデータの集合
   として表現されるLSIチップの設計パターンデータか
   ら、荷電ビーム描画装置で受容可能な描画描画パターン
   データを作成し、該描画パターンデータを基に試料上に
   所望パターンを描画する荷電ビーム描画方法において、 前記LSIチップの領域をビーム偏向幅により決定される
   仮想的なフレーム領域に分割し、 前記ブロックデータで定義されたブロック領域が上記LS
   Iチップの領域において複数存在し、且つ該ブロック領
   域が複数のフレーム領域に存在するブロック領域をコモ
   ン領域とし、このコモン領域以外のブロック領域をロー
   カル領域として、 上記フレーム領域に含まれるコモン領域及びローカル領
   域の位置データとローカル領域に包含される図形データ
   とを集めて１フレーム領域に係わる描画パターンデータ
   としてのフレームデータを生成し、 このフレームデータの集合と上記コモン領域の図形デー
   タとしてのコモンデータとによりLSIチップ全体の描画
   パターンデータを構成し、 上記コモンデータ及びそれぞれのフレームデータを基
   に、上記フレーム領域を集めた描画ストライプ領域を描
   画するという処理を繰り返して、所望領域全体の描画処
   理を行うことを特徴とする荷電ビーム描画方法。
2. 【請求項２】前記描画ストライプ領域の描画処理に際し
   ては、試料を載置したテーブルをＸ方向若しくはＹ方向
   に連続移動しながら、主・副２段のビーム偏向手段を制
   御してビームの位置決めを行って、ビーム成形手段によ
   り形成可能な描画単位図形の集まりとして所望パターン
   を描画処理することを特徴とする請求項１記載の荷電ビ
   ーム描画方法。
3. 【請求項３】前記描画ストライプ領域の描画処理に際し
   ては、該領域に係わる描画パターンデータを一時的に格
   納するパターンメモリ部に、上記描画ストライプ領域に
   係わるLSIチップのコモンデータとフレームデータを定
   義して描画処理し、且つ上記コモンデータを前記LSIチ
   ップの集合である単位領域を描画する間常に格納してお
   き、描画ストライプ領域毎に該領域に係わるLSIチップ
   のフレームデータのみを格納し直して描画処理すること
   を特徴とする請求項１又は２記載の荷電ビーム描画方
   法。
4. 【請求項４】前記ブロック領域は前記副偏向手段のビー
   ム偏向幅から決まる微小領域より大きいか否かにより分
   別され、ブロック領域が微小領域よりも大なる場合に
   は、このブロック領域を上記微小領域に分割した領域毎
   の図形データの集合として前記描画パターンデータが構
   成されることを特徴とする請求項２記載の荷電ビーム描
   画方法。
5. 【請求項５】前記描画ストライプ領域の描画処理は、パ
   ターンメモリ部に格納された描画ストライプ領域毎の描
   画パターンデータを解読しながら描画するものであり、
   前記ブロック領域若しくは前記微小領域の基準位置が前
   記フレーム領域に包含されているか否かを判定し、この
   基準位置がフレーム領域に包含されている場合の上記ブ
   ロック領域若しくは微小領域を選択的に描画処理をする
   ようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電
   ビーム描画方法。
6. 【請求項６】前記描画ストライプ領域の描画処理は、パ
   ターンメモリ部に格納された描画ストライプ領域毎の描
   画パターンデータを解読しながら描画するものであり、
   前記ブロック領域若しくは前記微小領域の基準位置が小
   さい順又は大きい順に読み出して描画処理するようにし
   たことを特徴とする請求項１又は２記載の荷電ビーム描
   画方法。