JP2823418B2 - 荷電粒子描画装置の図形分解装置 - Google Patents

荷電粒子描画装置の図形分解装置

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  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子描画装置の図
形分解装置に係り、特に、電子線描画装置等の荷電粒子
描画装置の描画図形発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から電子線描画装置により描画する
LSI等の図形パターンは一般的にCAD装置を使用し
て作成されている。このCAD装置が出力する図形パタ
ーンデータは専用のソフトウエアにより大型計算機、ミ
ニコンピュータ、ワークステーション等のうえで描画装
置に入力可能な専用フォマットに変換され、通信媒体を
介して描画装置に入力され描画されていた。
【0003】上記電子線描画装置における描画単位は、
一般的に矩形、スポット等に成形した電子ビームの形状
である。すなわち、図形パターンを上記矩形、あるいは
スポットの集合として表現して試料を順次露光してい
る。
【0004】しかし、図形パターンを直接的に矩形、ま
たはスポットの集合に分解すると、 (1)図形の分解/フォマット変換処理に多大の時間を
要する (2)図形データ数が増大し、その転送時間が長くなる
等の問題点が発生するので、CAD装置の専用ソフトウ
エアにより原図形を例えば45度の倍数で表現される底
角を持つ台形の基本図形の集合に分解し、各基本図形を
描画装置により矩形、またはスポットに分解して高速に
描画するようにしている。なお、上記台形の基本図形は
LSIの斜め配線パターンが45度に制限されている場
合が多いに関連している。
【0005】しかし最近では、LSIが複雑化して45
度以外の角度の斜め配線パターンが増え、さらに、電子
線描画装置により円/楕円を始めとする複雑な曲線を使
用するフレネルレンズや量子デバイスのパターンを描画
する場合も増えており、この様な図形を上記基本図形の
集合で表現すると基本図形数が極端に増加して上記
(1)、(2)の問題が再びクロ−ズアップされつつあ
る。このため例えば実験的には、上記フレネルレンズや
量子デバイスの描画において、CADによる図形データ
作成、専用ソフトウエアによるデータ変換等を省略し、
円等の図形パラメータのみを描画装置へ入力して簡便に
描画するようにすることが見直されている。
【0006】なお、特開昭55−9433号公報には、
上記原図形を基本図形の集合に分解し、各基本図形をド
ットデ−タに分解して描画することが開示されている。
また、特開昭63−32920号公報には、四辺形図形
をX軸、あるいはY軸に並行になるように座標変換した
のち描画することが開示されている。
【0007】また特開平1−175737号公報には、
描画パタ−ンを矩形と台形の基本図形に分割し、X軸、
あるいはY軸と傾斜する部分を有する基本図形に対して
はこれをX軸、あるいはY軸に並行な線分により矩形と
直角三角形の集合に分割し、2等辺でない直角三角形は
さらに長辺に並行な線分により台形図形の集合に分割
し、さらに上記各台形図形を矩形と直角三角形の集合に
分割して、上記矩形と直角三角形のすべてを矩形と直角
三角形に成形した電子ビ−ムにより描画することが開示
されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来技
術において電子線描画装置の外部装置であるCAD装置
が行なう円/楕円等の曲線図形、任意角を持つ斜め配線
パターン等の図形分解/フォマット変換の処理時間が長
くなり、また、上記分解図形データを電子線描画装置に
転送する時間が長くなるという問題があった。本発明の
目的は、上記CAD装置が処理するデータ量を減少して
そのデータ変換時間とデータの転送時間等を短縮し、さ
らに、簡単なパラメータ入力により円図形データ等を発
生して描画することのできる荷電粒子描画装置の図形分
解装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る荷電粒子描画装置の図形分解装置の構
成は、LSIパタ−ンの図形デ−タを、底角が45度の
倍数の基本図形の集合デ−タと、底角が任意角を含んだ
台形図形データとに分解し、且つ曲線図形データを底角
が任意角を含んだ台形図形の集合に近似させるデータ変
換装置と、該データ変換装置のデータを入力させ、一時
格納するバッファメモリと、該バッファメモリに格納さ
れたデータを読みだし、前記底角が45度の倍数の基本
図形デ−タの集合と、それ以外のデ−タの集合とに分け
て、それぞれ第一のメモリ、第二のメモリに並列設定す
る図形読み出し回路と、該第二のメモリ内の前記デ−タ
集合から底角が任意角を含んだ台形図形に分解し、さら
に底角が45度の倍数の基本図形デ−タに分解し、該分
解した基本図形デ−タを第三のメモリに設定する高速変
換回路部と、該第一のメモリ内から該底角が45度の倍
数の基本図形デ−タを読み出し、且つ前記第三のメモリ
内の分解デ−タも読み出して矩形図形デ−タに分解する
図形分解回路と、これらを制御する制御計算機とからな
ることを特徴とするものである。
【0010】前項記載の荷電粒子描画装置の図形分解装
置において、該高速変換回路部の出力を選択する切り換
え手段を備えたことを特徴とするものである
【0011】前項記載の荷電粒子描画装置の図形分解装
置において、該高速変換回路部を、高速RISC型プロ
セッサもしくはデジタルシグナルプロセッサのいずれか
により構成するようにしたことを特徴とするものであ
る。
【0012】前項記載の荷電粒子描画装置の図形分解装
置において、該高速プロセッサに、 特殊図形処理用プロ
グラムを該制御計算機からダウンロードできるようにし
たことを特徴とするものである。
【0013】前記記載のいずれかの荷電粒子描画装置の
図形分解装置において、該高速プロセッサに該第一、第
二、第三のメモリのデータ格納状態を監視する監視手段
と、該データ格納状態に応じ前記第一、第三のメモリの
該図形分解回路への前記データの転送を切り換える切換
手段を具備させたことを特徴とするものである。
【0014】
【作用】上記データ変換装置は、従来のデータ変換装置
が底角が45°の整数倍の基本台形図形に分解すること
ができるが、分解できない複雑な入力図形を底角が任意
角の台形図形に分解することができるようにしたもので
ある。上記データ変換装置を図形分解回路側に設けても
差し支えない。
【0015】上記高速変換回路部を構成するRISC型
プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ等、すなわち
任意角処理プロセッサは、上記入力図形データを底角が
任意角の台形図形デ−タに分解すると同時に、上記底角
の値をパラメ−タとして出力し、上記パラメ−タにより
上記底角が任意角の台形図形を、上記底角が45°の整
数倍の基本台形図形に高速に分解する。また、上記切替
え手段は上記データ変換装置が出力する底角が45°の
整数倍の基本台形図形デ−タと上記任意角処理プロセッ
サが出力する45°の整数倍の基本台形図形デ−タとを
切り替えて図形分解回路に送付する。
【0016】
【実施例】図1は本発明に係る電子線描画装置図形分
解装置の実施例のブロック図であり、点線で囲まれた部
分が本発明により追加された部分である。まず、上記従
来部分によりCADフォマットのLSIパターンデータ
を矩形データに変換して描画する方法につき説明する。
CAD装置1は描画すべきLSIパターンをCADフォ
マット化し、得られたCAD図形データ2を出力する。
【0017】このCAD図形データ2は大型計算機、ミ
ニコンピュータ、ワークステーション等の専用のソフト
ウエアを使用するデータ変換装置3により底角が45度
の倍数の基本台形図形の集合に分解され、さらに描画装
置に入力可能な専用フォマットに変換され、通信路、磁
気テープ等の媒体4を介して電子線描画装置5へ転送さ
れる。
【0018】電子線描画装置5は、上記転送された図形
データをバッファメモリ6に一時保管し、図形読出し回
路7はバッファメモリ6より図形データを読みだして復
元し、ファストインファストアウト形メモリ(FIF
O)8に設定する。なお、上記図形デ−タには繰り返し
データ等に対する圧縮処理が施されている。
【0019】図形分解回路9は上記FIFO8に設定さ
れたデ−タから底角が45度の倍数の基本台形図形を順
次読出して矩形図形10に分解し偏向制御部11へ転送
する。なお、この矩形図形10のデータは図形原点
(x,y)と高さH、幅Wで構成される。偏向制御部1
1は矩形図形10のデータをアナログ信号12に変換し
て偏向器13に送り、矩形の電子ビーム14を偏向して
試料(ウエハ)15上に電子ビーム露光を行なう。
【0020】本発明では上記従来型の電子線描画装置に
図1の点線で囲んだ部分を追加し、底角が任意角の台形
図形を底角が45度の倍数の基本台形図形に変換できる
ようにする。この場合、データ変換装置3は任意角を含
む台形図形をそのまま出力でき、また円等の曲線図形を
任意角台形図形の集合に近似して出力できるので、媒体
4に転送するデータ量を減少することができる。
【0021】図2は上記任意角台形図形を45度の倍数
の基本台形図形に変換する方法の説明図である。図2
(a)は任意角台形図形18であり、これを例えば同図
(b)に示すように矩形181、182と二つの直角三
角形183、184に分解し、さらに直角三角形のそれ
ぞれを微小な矩形185の集合に分解する。この微小な
矩形185が上記底角が45度の倍数の基本台形図形に
該当する。もちろん、上記矩形185を底角が45度の
台形図形にすることもできる。
【0022】フレネルレンズや量子デバイスのパターン
のように円、楕円、あるいは複雑な曲線を含む図形は上
記任意角台形図形18の集合に分解できるので、同様に
同図(b)のように分解することができる。上記微小な
矩形185のそれぞれの横方向の長さは底角の大きさに
応じて変化する。したがってCAD装置1あるいはデ−
タ変換装置3は、上記底角より算出した微小な矩形18
5の長さの低減率をパラメ−タとして出力すれば、媒体
4を介して電子線描画装置5が受け取るデータ量を著し
く低減することができる。また、上記図2の(a)から
同図(b)への変換処理は任意角処理プロセッサ16が
行なう。
【0023】この変換処理では比較的単純な処理を高速
に繰り返すことが要求されるので、任意角処理プロセッ
サ16には高速のRISC形プロセッサ、デジタルシグ
ナルプロセッサ(DSP)等が好適である。また、RI
SC形プロセッサ、DSP等のマイクロプログラム変更
により、極座標パラメータにより指定される円、その他
の特殊図形を電子線描画装置5に入力でき、同様に出転
送時間、デ−タ変換装置3のデ−タ変換時間等を減少す
ることができる。
【0024】また、これらのマイクロプログラムを電子
線描画装置全体を制御する制御計算機23に保存して任
意角処理プロセッサ16にダウンロ−ドすることによ
り、特殊図形を同様に処理して高速描画することができ
る。図形読出し回路7は、読みだしデータが任意角台形
図形の場合には、これをFIFO17に設定し、任意角
処理プロセッサ16はFIFO17のデータを順次読み
出して基本図形データに分解しFIFO20に順次設定
する。
【0025】図3は本発明による円弧図形の発生例であ
る。制御用計算機23はプロセッサ16へ円弧処理用の
プログラムをダウンロ−ドし、プロセッサ16を円弧処
理用の専用プロセッサとする。プロセッサ16は制御用
計算機23の起動命令によりFIFO17よりデ−タを
読みだし、円弧図形を45度の倍数を底角にもつ基本台
形図形の集合として出力する。このとき、FIFO17
が読み出すデ−タは円弧の中心位置(x,y)と円弧の
半径rと円弧の幅hのみである。
【0026】プロセッサ16は制御用計算機23がパラ
メ−タとして予め指定した値dと図示のd1が等しくな
るように図形幅Wを計算し、その図形の原点(x,y+
r)と図形幅Wと図形高さhの基本図形24をFIFO
20に出力する。同様にしてプロセッサ16は図形が原
点(x+w,y+r−d1)の基本図形25を発生し、
以下順次次の基本図形26、27等を発生して円弧図形
を生成する。さらに、制御用計算機23はプロセッサ1
6に対してwの上限、加減をパラメ−タとして設定し、
上記d=d1の処理より上記wの上下限判定を優先させ
れば、どのような図形でも上記基本図形に分解すること
ができる。
【0027】又、任意角処理プロセッサ16は、描画の
進行状況、FIFO8、FIFO17、FIFO20の
空/フル状況等を監視し、デコーダ21を介してマルチ
プレクサ22を切り換え、図形分解回路9にFIFO8
またはFIFO20のデータを効率良く転送する。
【0028】
【発明の効果】本発明の構成によれば、底角が任意角の
台形図形や極座標パラメータにより指定される円等の曲
線図形等を比較的少ないデ−タ量で電子線描画装置に入
力できるので、電子線描画装置へのデータ転送時間を短
縮し、同時に従来は困難であった上記複雑な曲線図形を
描画することができる。
【0029】また、電子線描画装置内に設けたRISC
形プロセッサ、DSP等により上記各入力データを底角
が45度の倍数の台形図形の集合に高速変換するので、
描画時間を短縮することができる。また、上記底角が4
5度の倍数の台形図形の入力デ−タと、上記RISC形
プロセッサ、DSP等により底角が任意角の台形から底
角が45度の倍数の台形に変換された図形デ−タを、そ
れぞれのFIFOのデ−タ蓄積量に応じて選択するので
描画手順を効果化することができる。さらに、上記底角
が45度の倍数の台形図形の入力デ−タと、それ以外デ
−タとに分けて転送,設定するようにしたので、該底角
が45度の倍数の台形図形の入力デ−タに基づき描画中
において、前記それ以外デ−タは、任意角処理プロセッ
サで矩形分解されるので描画時間を短縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による荷電粒子描画装置の図形分解装置
実施例のブロック図である。
【図2】本発明における底角が任意角の台形図形を底角
が45度の倍数の台形図形の集合に分解する概念の一例
を示す図形図である。
【図3】本発明における本発明により発生する円弧図形
例である。
【符号の説明】
1…CAD装置、3…デ−タ変換装置、4…媒体、5…
電子線描画装置、6……バッファメモリ、7…図形読出
し回路、8、17、20…ファーストインファーストア
ウト形メモリ(FIFO)、9…図形分解回路、11…
偏向制御部、13…偏向器、15…試料、16…任意角
処理プロセッサ、18…任意角台形図形、22…マルチ
プレクサ、23…制御計算機、181、182…矩形、
183、184…直角三角形、185…底角が45度の
倍数の台形図形
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 504 G03F 7/20 521

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LSIパタ−ンの図形デ−タを、底角が
    45度の倍数の基本図形の集合デ−タと、底角が任意角
    を含んだ台形図形データとに分解し、且つ曲線図形デー
    タを底角が任意角を含んだ台形図形の集合に近似させる
    データ変換装置と、該データ変換装置のデータを入力
    し、一時格納するバッファメモリと、該バッファメモリ
    に格納されたデータを読みだし、前記底角が45度の倍
    数の基本図形デ−タの集合と、それ以外のデ−タの集合
    とに分けて、それぞれ第一のメモリ、第二のメモリに並
    列設定する図形読み出し回路と、該第二のメモリ内の前
    記デ−タ集合から底角が任意角を含んだ台形図形データ
    に分解し、さらに底角が45度の倍数の基本図形デ−タ
    に分解し、該分解した基本図形デ−タを第三のメモリに
    設定する高速変換回路部と、該第一のメモリ内から該底
    角が45度の倍数の基本図形デ−タを読み出し、且つ前
    記第三のメモリ内の分解デ−タも読み出して矩形図形デ
    −タに分解する図形分解回路と、これらを制御する制御
    計算機とからなることを特徴とする荷電粒子描画装置の
    図形分解装置
  2. 【請求項2】 請求項1記載の荷電粒子描画装置の図形
    分解装置において、 該高速変換回路部の出力を選択する切り換え手段を備え
    たことを特徴とする荷電粒子描画装置の図形分解装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の荷電粒子描画装置の図形
    分解装置において該高速変換回路部を、高速RISC
    型プロセッサもしくはデジタルシグナルプロセッサのい
    ずれかにより構成するようにしたことを特徴とする荷電
    粒子描画装置の図形分解装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の荷電粒子描画装置の図形
    分解装置において、該高速プロセッサに、特殊図形処理
    用プログラムを該制御計算機からダウンロードできるよ
    うにしたことを特徴とする荷電粒子描画装置の図形分解
    装置。
  5. 【請求項5】 請求項3または4記載のいずれかの荷電
    粒子描画装置の図形分解装置において、該高速プロセッ
    サに該第一、第二、第三のメモリのデータ格納状態を監
    視する監視手段と、該データ格納状態に応じ前記第一、
    第三のメモリ の該図形分解回路への前記データの転送を
    切り換える切換手段を具備させたことを特徴とする荷電
    粒子描画装置の図形分解装置。
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