JPH01111325A - 電子線描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、描画図形発生技術台よびそれを用いた電子線
描画技術に関し、特に、半導体装置の製造工程において
実施される、半導体ウェハに対する集積回路パターンな
どの転写に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体ウェハに塗布された感電子線レジスト
に電子線を照射して露光することにより、集積回路パタ
ーンなどを転写する方式として、電子線の光電子面の形
状が可変な可変整形ビーム方式が知られている。

この可変整形ビーム方式においては、電子線整形器にお
いて発生することが可能な電子線の光電子面の面積単位
（以下シミツトと記す）で描画動作が行われるため、単
位時間当たりに描画処理される半導体ウェハの数量を増
加させるためには、光電子面の面積（以下シａツ）・サ
イズと記す）をより大きくしてショツト数を低減させる
ことが必要となる。

一方、電子線のショット・サイズを大きくすると、近接
効果などによって光電子面の形状の輪郭部にぼけを生じ
て描画精度が低下するので、ショツト数の低減による描
画速度の向上と描画精度とは背反する関係にあり、この
対策として、たとえば特開昭５８−８２６１５号公報お
よび特開昭５９−１９９５５３号公報に開示される技術
が提案されている。

すなわち、前者は、たとえばポジ型レジストを露光する
場合において、目的の図形を取り囲む描画領域を複数に
分割し、分割された個々の領域をさらに輪郭部と内部と
に分け、輪郭部にふいては電子線のショット・サイズを
小さくして描画精度を確保するとともに、内部では可能
な限りショット・サイズを大きくしてショツト数を低減
し、描画精度と描画速度とを両立させようとするもので
ある。

また、後者においては、ショット・サイズの上限を近接
効果などによる輪郭ぼけなどの誤差が発生しない程度に
設定するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前者の従来技術では、目的の図形に接せず、
描画精度を必要としない部分においてもショツト数の多
い輪郭部が形成されるため、ショツト数が低減される度
合が比較的小さく、描画精度を維持した状態での描画速
度の向上を期待できないという問題がある。

また、後者のように、ショット・サイズに上限を設ける
場合には、描画精度は得られるものの描画速度の向上は
期待できないという問題がある。

本発明の目的は、描画精度を低下させることなく、単位
時間当たりに描画処理される被描画物の数量を増加させ
ることが可能な描画図形発生技術およびそれを用いた電
子線描画技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、可変整形ビーム方式の電子線描画における描
画図形の発生方法であって、原図形を拡張または縮退さ
せて第１の図形データを得る第１の段階と、この第１の
図形データと原図形との排他的論理和をとることによっ
て第２の図形データを得る第２の段階と、第１の図形デ
ータの論理否定をとるか、または原図形と第１の図形デ
ータの論理積をとることによって第３の図形データを得
る第３の段階と、この第３の図形データと第２の図形デ
ータとを合成することによって描画図形を得る第４の段
階とからなる描画図形発生技術を提供することにある。

〔作用〕

上記した手段によれば、原図形に接する第２の図形デー
タによる描画の際には、電子線のショット・サイズを小
さくして近接効果などによる誤差の発生を防止した高精
度の描画動作を行うとともに、原図形に接しない第３の
図形データによる描画に際しては、可能な限り電子線の
ショット・サイズを大きくしてショツト数を低減するこ
とにより、原図形の輪郭などの重要な部位の寸法精度を
損なうことなく、描画作業全体におけるショツト数を低
減することが可能となり、描画精度を低下させることな
く、単位時間当たりに描画処理される被描画物の数量を
増加させることができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例である描画図形による露光
を実施する電子線描画装置の要部を示すブロック図であ
り、第２図は、本発明の描画図形発生方法によって得ら
れた描画図形、さらに第３図〜第７図は、この描画図形
発生方法の過程を説明する説明図である。

水平面内において移動自在なｘ−Ｙテーブル１の上には
、たとえば、表面に感電子線レジストなどが塗布された
半導体ウェハなどからなる被描画物２が着脱自在に戴置
されている。

このＸ−Ｙテーブル１の上方には、電子銃３が垂直下向
きに設けられ、Ｘ−Ｙテーブル１に戴置された被描画物
２に対して電子線Ｅが放射されるように構成されている
。

電子銃３から被描画物２に対して放射される電子線Ｅの
経路には、所定の図形に電子線Ｅの透過窓が形成された
複数の図示しないアパーチャに対−する電子線Ｅの通過
経路を制御することによって、該電子線Ｅの光電子面を
所望の形状および大きさに制御する整形器４と、電子線
Ｅの被描画物２に対する焦点位置などを制御する電子レ
ンズ５と、被描画物２に対する電子線Ｅの到達位置を制
御する偏向器６などからなる電子光学系が設けられてい
る。

また、ｘ−Ｙテーブル１．電子銃３．電子線Ｅの経路に
設けられた電子光学系などは、内部の真空度が所望の値
に制御可能な図示しない真空容器に収容されている。

この図示しない真空容器の外部には、制御計算機７が設
けられてふり、ｘ−ｙテーブルｌは、Ｘ−Ｙテーブル駆
動部１ａを介してこの制御計算機により制御される。

さらに、制御計算機７には、被描画物２に転写すべき原
図形の情報が格納される原図形情報格納部８が接続され
ており、この原図形情報格納部８に格納されている原図
形の情報は、制御計算機７を介して随時バッファメモリ
９に転送されるように構成されている。

この場合、このバッファメモリ９には、該バッファメモ
リ９に転送された原図形の情報に基づいて後述の所定の
アルゴリズムで描画図形を演算する描画図形演算部１０
が接続されている。

さらに、描画図形演算部ｌＯには、描画図形の情報に基
づいて整形器制御部１１ａを介して整形器４を制御する
ことにより、電子線Ｅの光電子面の形状を操作する整形
信号発生部１１と、電子レンズ制御部１２ａおよび偏向
制御部１２ｂを介して電子レンズ５および偏向器６を制
御することにより、電子線Ｅの被描画物２に対する照射
位置を制御する照射位置信号発生部１２とが接続されて
いる。

以下、本実施例の作用について説明する。

本実施例においては、被描画物２としての半導体ウェハ
などにポジ型の感電子線レジストが塗布されている場合
について説明する。

まず、Ｘ−Ｙテーブル１が適宜移動され、電子銃３の軸
上に、半導体ウェハなど９被描画物２の所定の素子形成
領域２ａの中心部が位置決めされる。

同時に、バッファメモリ９には、制御計算機７を介して
、素子形成領域２ａに第４図に示されるように転写すべ
き目的の原図形Ｐｒ　、原図形Ｐ、。

原図形Ｐ、の情報が転送される。

ここで、この素子形成領域１２に複数の原図形Ｐｌ−Ｐ
３　を転写する場合には、感電子線レジストがポジ型で
あるため、当該素子形成領域２ａの内部において原図形
ＰＩ−Ｐ３　の周辺部を電子線Ｅによって感光させるこ
とが必要となる。

そこで、制御計算機７を介してバッファメモリ９に与え
られる描画情報は図形発生用計算機により、まず、第４
図に示される複数の原図形Ｐ＋　〜Ｐ、を拡張すること
によって、第５図に示される複数の第１の図形データＰ
１ｍおよび第１の図形データＰｔａを得る第１の段階と
、この複数の第１の図形データＰ１ｍ＋’Ｐ２ｍと原図
形Ｐ、〜Ｐ３　との排他的論理和を演算することにより
、第６図に示されるように、該原図形Ｐ、　−Ｐ３　を
取り囲んで接する第２の図形データＣ１，第２の図形デ
ータＣ２を得る第２の段階と、前記複数の原図形Ｐ、〜
Ｐコの論理否定によって、第７図に示される第３の図形
データＳ、を得る第３の段階と、この第３の図形データ
Ｓｌ　と、前記第２の図形データＣＩ＋０２　とを合成
する第４の段階を経て、第３図に示されるように、描画
図形Ｘを演算する。

さらに、こうして得られた描画図形Ｘを構成する第３の
図形データＳ１　　と第２の図形データＣ１゜Ｃ２は、
第２図に示されるように、それぞれ、複数のショッ）Ｅ
、、−Ｅｌ、および複数のショッ）Ｅｂ１〜Ｅ　ｂ　ｈ
に分割され、個々のショットの電子線Ｅによって描画動
作を繰り返すことにより、原図形Ｐ１〜Ｐ、の外周部が
電子線已によって露光される。

ここで、原図形Ｐ、〜Ｐｓを取り囲んで接する第２の図
形データＣＩ、　Ｃｔ　の幅寸法は、当該原図形Ｐ１〜
Ｐｓ　の大小に関わらず一定にされており、さらに、第
２の図形データＣ＋　、　Ｃ２を構成するショッ）　Ｅ
ｂ＋　−Ｅｂ−の個々の面積は、第２図の左上側に破線
で示される近接効果の影響のない最大のショット・サイ
ズＡ１１．と等しいかそれ以下となるように制御され、
原図形Ｐ１〜Ｐ、の輪郭部における露光精度が維持され
る。

一方、第３の図形データＳｌ　を構成する複数のショッ
トＥａｌ〜Ｅ　ａ　ａの大きさは、原図形Ｐ１〜Ｐ、に
接しないので、近接効果による輪郭のぼけなどを懸念す
ることなく、可能な限りショット・サイズを大きくして
描画動作が行われ、ショツト数の低減が図られる。

第８図は、電子線Ｅのショット・サイズの増大のショツ
ト数の低減に対する寄与の度合を、半導体集積回路にふ
ける信号線層の描画の場合および電源供給層の場合につ
いて示す線図であり、何れの場合においてもショット・
サイズを大きくすることがシ、−３ット数の低減に極め
て効果的であることが知られる。

これにより、たとえば第９図に示されるように、原図形
Ｐ１〜Ｐｓ　の周囲を、たとえば、従来のように、単に
、近接効果の影響のない最大のショット・サイズＡ□、
以下の電子線Ｅによって一様に描画する場合などに比較
して、ショツト数が大幅に低減される。

この結果、個々の被描画物２の描画処理に要する時間が
短縮され、原図形Ｐ１〜Ｐ、の描画精度を損なうことな
く、単位時間当たりに描画処理される被描画物２の数量
を増加させることができる。

なお、このことは、被描画物２としての半導体ウェハに
塗布されている感電子線レジストがネガ型の場合でも同
様である。

すなわち、この場合には、前記の第１の段階において、
第４図に示される複数の原図形Ｐ、〜Ｐりを縮退させる
ことによって複数の第１の図形データを得るとともに、
第３の段階においては、原図形Ｐｌ−Ｐｓ　とこの第１
の図形データの論理積をとることによって第３の図形デ
ータを算出し、この第３の図形データと、前記第２の図
形データとを合成することにより、原図形Ｐ、〜Ｐ、の
内部側から該原図形Ｐ、〜Ｐ、の輪郭に所定の幅で接す
る第２の図形データと、さらにその内部の、原図形Ｐ＋
−Ｐａ　の輪郭に直接には接しない第３の図形データと
からなる描画図形を得ることができる。

このように本実施例によれば以下の効果を得ることがで
きる。

（１）、ｍ数の原図形Ｐ１〜Ｐｓを拡張することによっ
て複数の第１の図形データＰ０および第１の図形データ
Ｐ２ｍを得る第１の段階と、この複数の第１の図形デー
タＰ　ｔａ　ｌ　　Ｐ　Ｗ８と原図形Ｐ、　−Ｐ、　と
の排他的論理和を演算することにより、該原図形Ｐ、〜
Ｐｓ　を取り囲んで接する第２の図形データＣ＋　、第
２の図形データＣ２を得る第２の段階と、前記複数の原
図形Ｐ１〜Ｐｓ　の論理否定によって第３の図形データ
Ｓ、を得る第３の段階と、この第３の図形データＳＩ　
　と、前記第２の図形データＣ＋　、Ｃ２とを合成する
第４の段階を経て描画図形Ｘを演算しているので、原図
形Ｐ、　−Ｐａ　の輪郭に接する第２の図形データＣ，
，Ｃ２の描画に際しては電子線Ｅの近接効果の影響のな
いように比較的ショット・サイズを小さくして高精度の
描画動作を行い、原図形Ｐ、−Ｐ３の輪郭に直接的に接
しない第３の図形データの描画に際しては、近接効果な
どによる描画精度の低下を懸念することなく可能な限り
ショット・サイズを大きくしてより少ないショツト数で
描画動作を遂行することが可能となり、原図形Ｐ、〜Ｐ
、の輪郭などの描画精度を損なうことなく、描画に要す
る時間を短縮して、単位時間当たりに描画処理される被
描画物２の数量を増加させることができる。

（２）、前記（１）の結果、半導体装置の製造における
ウェハ処理工程での生産性が向上される。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもないＯ 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェハの電子
線による露光技術に適用した場合について説明したが、
これに限定さ、れるものではなく、微細な図形の描画を
精密かつ迅速に行うことが要求される描画技術一般に広
く適用することができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、可変整形ビーム方式の電子線描画における描
画図形の発生方法であって、原図形を拡張または縮退さ
せて第１の図形データを得る第１の段階と、この第１の
図形データと前記原図形との排他的論理和をとることに
よって第２の図形データを得る第２の段階と、前記第１
の図形データの論理否定をとるか、または前記原図形と
前記第１の図形データの論理積をとることによって第３
の図形データを得る第３の段階と、この第３の図形デー
タと前記第２の図形データとを合成することによって描
画図形を得る第４の段階とからなるので、原図形に接す
る第２の図形データによる描画の際には、電子線のショ
ット・サイズを小さくして近接効果などによる誤差の発
生を防止した高精度の描画動作を行うとともに、原図形
に接しない第３の図形データによる描画に際しては、可
能な限り電子線のショット・サイズを大きくしてショツ
ト数を低減することにより、原図形の輪郭などの重要な
部位の寸法精度を損なうことなく、描画作業全体におけ
るショツト数を低減することが可能となり、描画精度を
低下させることなく、単位時間当たりに描画処理される
被描画物の数量を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である描画図形を用いて露光
を実施する電子線描画装置の要部を示すブロック図、 第２図は本発明の描画図形発生方法によって得られた描
画図形、 第３図は描画図形を示す図、 第４図は原図形を示す図、 第５図は第１の図形データを示す図、 第６図は第２の図形データを示す図、 第７図は第３の図形データを示す図、 第８図は電子線のショット・サイズと総ショット数との
関係を示す線図、 第９図は従来の描画装置の一例を示す図である。 ■・・・ｘ−Ｙテーブル、１ａ・・・ｘ−Ｙテーブル駆
動部、２・・・被描画物、２ａ・・・素子形成領域、３
・・・電子銃、４・・・整形器、５・・・電子レンズ、
６・・・偏向器、７・・・制御計算機、８・・・原図形
情報格納部、９・・・バッファメモリ、１０・・・描画
図形演算部、１１・・・整形信号発生部、ｌｌａ・・・
整形器制御部、１２・・、・照射位置信号発生部、１２
ａ・・・電子レンズ制御部、１２ｂ・・・偏向器制御部
、Ｅ・・・電子線、Ａ　ｍ　ａ　ｍ　　・・・近接効果
による精度低下のない最大のショット・サイズ、Ｐ１〜
Ｐ、・・・原図形、Ｐ＋、、Ｐ□・・・第１の図形デー
タ、Ｃ，、Ｃ，・・・第２の図形データ、Ｓ、・・・第
３の図形データ％Ｅａｌ〜Ｅ　ａ　ｈ・・・第３の図形
データを分割して構成されるショット、Ｅ、〜Ｅｂｎ・
・・第２の図形データを分割して構成されるショット、
Ｘ・・・描画図形。 ヘ ｍ　　ｍ ・ト　・ｈ 弘　弘 口、　Ｑ 第４図 第５図 つ。 第６図 第７図 ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可変整形ビーム方式の電子線描画における描画図形
   の発生方法であって、原図形を拡張または縮退させて第
   １の図形データを得る第１の段階と、この第１の図形デ
   ータと前記原図形との排他的論理和をとることによって
   第２の図形データを得る第２の段階と、前記第１の図形
   データの論理否定をとるか、または前記原図形と前記第
   １の図形データの論理積をとることによって第３の図形
   データを得る第３の段階と、この第３の図形データと前
   記第２の図形データとを合成することによって描画図形
   を得る第４の段階とからなることを特徴とする描画図形
   発生方法。 ２、前記原図形の前記第１の図形データへの拡張または
   縮退の幅寸法は、原図形の大小に関わらず一定であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の描画図形発
   生方法。 ３、前記原図形の外部を塗り潰す描画においては、前記
   原図形を拡張させて前記第１の図形データを得るととも
   に、前記第１の図形データの論理否定をとることによっ
   て前記第３の図形データを得ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の描画図形発生方法。 ４、前記原図形の内部を塗り潰す描画においては、前記
   原図形を縮退させて前記第１の図形データを得るととも
   に、前記原図形と前記第１の図形データとの論理積をと
   ることによって前記第３の図形データを得ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の描画図形発生方法。