JPH01243520A - Writing method by charged particle beam - Google Patents

Writing method by charged particle beam

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JPH01243520A
JPH01243520A JP6978488A JP6978488A JPH01243520A JP H01243520 A JPH01243520 A JP H01243520A JP 6978488 A JP6978488 A JP 6978488A JP 6978488 A JP6978488 A JP 6978488A JP H01243520 A JPH01243520 A JP H01243520A
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JP
Japan
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area
frame
frame area
unit
data
Prior art date
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JP6978488A
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Japanese (ja)
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Osamu Ikenaga
修 池永
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase a drawing speed, by finding a time required for drawing of a frame and the optimum table speed based on a total drawing area of a figure contained in the frame, the number of unit drawing areas, etc. CONSTITUTION:In a sample chamber 10, there is a table 12 carrying a sample 11. The table 12 is moved in X and Y directions by a driving circuit 13 and its location is measured by a location circuit 14. By continuous movement of the table 12 with a beam emitted from an electron beam optical system 20, a drawing is processed for a frame. The chip data from a magnetic disk 41 of a control computer 40 is analyzed at data analizing portions 43 and 44, to be sent to a blanking circuit 45, a beam forming device driver 46, a main deflecting system driver 47 and an assistant deflecting system driver 48. The control calculator 40 determines a table movement speed against each frame. By processing a drawing according to the table movement speed, time can be saved remarkably in the drawing process.

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、特にテーブル移動速度の
最適化により描画スループットの向上をはかった荷電ビ
ーム描画方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention provides a charged beam for drawing patterns of semiconductor integrated circuits such as LSIs on samples such as masks and wafers at high speed and with high precision. The present invention relates to a lithography method, and particularly to a charged beam lithography method that improves lithography throughput by optimizing table movement speed.

(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。
(Prior Art) In recent years, LSI patterns have become increasingly finer and more complex, and electron beam lithography devices have been used to form such patterns.

この装置を用いて所望のパターンを描画する場合、CA
Dを始めとするLSIのパターン設計ツールを用いて作
成される設計データを、そのままの形式で上記描画装置
の描画データとして供給することは出来ない。その理由
は、 ■設計データは一般に多角形で表現されているのに対し
、電子ビーム描画装置に供されるデータは台形若しくは
矩形といった基本的な形状しか許されない。
When drawing a desired pattern using this device, CA
Design data created using an LSI pattern design tool such as D cannot be supplied as drawing data to the above-mentioned drawing apparatus in its original format. The reason for this is: (1) Design data is generally expressed in polygons, whereas data provided to an electron beam lithography system is only allowed to have basic shapes such as trapezoids or rectangles.

■図形相互に重なりがあると多重露光となってしまい描
画精度が悪化してしまう。
■If the figures overlap each other, multiple exposure will occur and the drawing accuracy will deteriorate.

■電子ビーム描画に供されるデータは、描画方式に準拠
した単位描画領域に分割されている必要がある。
■Data to be used for electron beam writing must be divided into unit writing areas that conform to the writing method.

ということに起因している。This is due to this.

従って、上記設計データを例えば輪郭化処理を施して多
重露光の除去を行い、その後ビームの偏向領域により決
定する固有の領域(フレーム領域)毎に矩形1台形等の
基本図形に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にするという工程によって集
積回路に係わる描画パターンデータを生成した磁気ディ
スク等の記憶媒体に格納している。
Therefore, by performing contouring processing on the above design data to remove multiple exposures, and then dividing it into basic shapes such as a rectangle and a trapezoid for each unique region (frame region) determined by the beam deflection region, the electronic Drawing pattern data related to an integrated circuit is generated through the process of converting graphic data acceptable to a beam drawing device and stored in a storage medium such as a magnetic disk.

そして、該描画パターンデータを上記フレーム領域毎に
読みだして一時的にパターンデータバッファに蓄積し、
このデータを解読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ながら、ビーム
偏向手段により形成可能な描画単位図形の集まりに分割
して、その結果を基にビーム位置及びビームの形状を制
御してフレーム領域内に所望パターンを描画する。次い
で、テーブルを連続移動方向と直交する方向にフレーム
領域の幅だけステップ移動し、上記処理を繰返すことに
より所望領域全体の描画処理が行われる。
Then, the drawing pattern data is read out for each frame area and temporarily stored in the pattern data buffer,
While decoding this data and continuously moving the table on which the sample is placed in the X or Y direction, the beam deflector divides it into a collection of drawing unit figures that can be formed, and the beam position is determined based on the results. and controlling the shape of the beam to draw a desired pattern within the frame area. Next, the table is moved in steps by the width of the frame area in a direction perpendicular to the continuous movement direction, and the above process is repeated to perform the drawing process on the entire desired area.

なお、主偏向手段により副偏向位置を決定し副偏向手段
により描画を行う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、フレ
ーム領域の幅は主偏向手段の偏向幅で規定している。こ
の方式でも上記と同様に、フレーム領域毎に描画パター
ンデータを読出し、テーブルを連続移動しながら描画処
理が行われる。
In addition, in the two-stage deflection method in which the main deflection means determines the sub-deflection position and the sub-deflection means performs drawing, a frame area is composed of a collection of unit drawing areas (subfields), and the width of the frame area is determined by the main deflection means. It is specified by the deflection width. In this method as well, the drawing pattern data is read out for each frame area, and drawing processing is performed while continuously moving the table.

上述の如く描画処理の中で、フレーム領域を描画する時
のテーブル移動速度は、フレーム領域中の全描画単位図
形のパターニング時間(ビームの位置及び形状を制御し
て所望パターンを描画する時間)が上記テーブル移動速
度に十分追従し得る値でなければならない。この条件を
満足するテーブル移動速度の決定方法として、以下に示
す2つの方法が用いられていた。
As mentioned above, in the drawing process, the table movement speed when drawing a frame area is determined by the patterning time (time to draw a desired pattern by controlling the position and shape of the beam) of all drawing unit figures in the frame area. It must be a value that can sufficiently follow the table movement speed mentioned above. The following two methods have been used to determine the table movement speed that satisfies this condition.

■フレーム領域の描画に際して、テーブル移動速度にパ
ターニングが十分追従し得るよう極めて低いテーブル移
動速度を設定し、全フレーム領域に亘り該移動速度で描
画処理する。
(2) When drawing a frame area, set an extremely low table movement speed so that patterning can sufficiently follow the table movement speed, and perform drawing processing at this movement speed over the entire frame area.

■マスクやウェーハ等の試料へのパターニング処理に先
だって、描画領域を構成する各フレーム領域についてパ
ターニングエラー(パターニング処理がテーブル移動速
度に追従できなくなって発生するエラー)を生じないテ
ーブル移動速度をトライアンドエラ一方式で見出して設
定し、該テーブル移動速度により描画処理を実行する。
■Before patterning a sample such as a mask or wafer, try and find a table movement speed that will not cause patterning errors (errors that occur when the patterning process is unable to follow the table movement speed) for each frame area that makes up the drawing area. The error is found and set using one method, and the drawing process is executed using the table movement speed.

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、前記フレーム領域を描画する際のテー
ブル移動速度を決定するに際して、上記■の方法により
テーブル移動速度を決定する方法にあっては、LSIチ
ップを構成する全フレ−ム領域の最もパターン密度の高
いフレーム領域をエラーなく描画可能なテーブル移動速
度以下の値を設定しなければならない。従って、該フレ
ーム領域以外のフレーム領域では必要以上に低いテーブ
ル移動速度で描画することとなり、LSIチップ全体の
描画時間の中で極めて多大なる時間の無駄が生じてしま
う。
However, this type of method has the following problems. That is, when determining the table movement speed when drawing the frame area, in the method of determining the table movement speed by the method (2) above, The table movement speed must be set to a value that is lower than the table movement speed that allows high frame areas to be drawn without error. Therefore, in frame areas other than the frame area, drawing is performed at a lower table movement speed than necessary, resulting in an extremely large amount of wasted time in the drawing time of the entire LSI chip.

一方、■の方法にあっては、LSIチップを構成する各
フレーム領域毎に無駄の少ない描画処理を可能とするが
、そのテーブル速度を決定するのに描画対象となるマス
クやウェーハを前記テーブルに載置する前処理として、
各フレーム領域毎に試行錯誤を繰返して描画時間の無駄
を極力抑制し得るテーブル移動速度を決定する工程が必
要である。描画工程全体の中で上記工程に費す時間はと
ても無視し得るものではなく、場合によっては実際の描
画処理に要する時間以上に上記テーブル移動速度の決定
に要する時間が長くなる状況が生じることもあり得る。
On the other hand, in the method (2), it is possible to perform drawing processing with less waste for each frame area that constitutes an LSI chip, but in order to determine the table speed, the mask or wafer to be drawn is placed on the table. As a pre-treatment for mounting,
It is necessary to repeat trial and error for each frame region to determine a table movement speed that can minimize wasted drawing time. The time spent on the above process in the entire drawing process cannot be ignored, and in some cases, the time required to determine the table movement speed may be longer than the time required for the actual drawing process. could be.

このような状況から現在の描画工程では、各フレーム領
域のテーブル移動速度の決定方法に起因して描画時間の
増大、即ちスループットの低下を招いていた。そして、
上述の如く問題点は、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起こすことに
なり、今後LSIの急速な進歩でパターンの微細化、集
積度の向上により上記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。
Under these circumstances, in the current drawing process, the drawing time increases, that is, the throughput decreases due to the method of determining the table movement speed for each frame area. and,
As mentioned above, the problem will reduce the operation rate of the electron beam lithography system and cause a decrease in the productivity of LSI.In the future, with the rapid progress of LSI, patterns will become finer and the degree of integration will increase. This poses a major problem in increasing the reliability of the LSI pattern drawn by the beam drawing device and the operating rate of the device.

(発明が解決しようとする課題) このように従来、描画エラーを招くことのない十分に低
速なテーブル移動速度で描画すると、描画時間のロスが
大きく描画スループットを著しく低下させる。一方、描
画時のロスを最小限に抑制するテーブル移動速度を見出
して描画する描画工程にあっては、上記テーブル移動速
度を決定する前処理工程に時間が費され描画工程全体の
時間が長期化することとなり、やはりスルーブツトが低
下するという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, conventionally, when drawing is performed at a sufficiently slow table movement speed that does not cause a drawing error, the loss of drawing time is large and the drawing throughput is significantly reduced. On the other hand, in the drawing process in which drawing is performed by finding a table movement speed that minimizes loss during drawing, time is spent in the preprocessing process to determine the table movement speed, which lengthens the entire drawing process. As a result, there was still a problem that the throughput decreased.

また、上述した問題は電子ビーム描画方法に限るもので
はなく、イオンビーム等の荷電ビームを用いて試料上に
所望パターン形成する荷電ビーム描画方法全般について
言えることである。
Furthermore, the above-mentioned problems are not limited to electron beam lithography methods, but apply to all charged beam lithography methods in which a desired pattern is formed on a sample using a charged beam such as an ion beam.

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、LSIチップを構成する各フレ
ーム領域のテーブル移動速度を試行錯誤を繰返すという
前処理工程を行うことなく、略最適なテーブル移動速度
を各フレーム領域毎に決定することができ、描画速度の
最適化及びスルーブツトの向上をはかり得る荷電ビーム
方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to adjust the table movement speed of each frame area constituting an LSI chip without performing a preprocessing step of repeating trial and error. It is an object of the present invention to provide a charged beam method in which the optimum table movement speed can be determined for each frame region, thereby optimizing the writing speed and improving throughput.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の骨子は、描画パターンデータから単純な計算よ
り得られる各種情報を基にフレーム領域の描画に要する
時間を求め、この時間から最適なテーブル移動速度を算
出することにある。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to obtain the time required to draw a frame area based on various information obtained from drawing pattern data through simple calculations, and to calculate the optimal time from this time. The purpose is to calculate table movement speed.

即ち本発明は、試料上の描画領域を、主偏向手段の偏向
幅で決まるフレーム領域に分割し、フレーム領域毎に試
料を載置したテーブルを連続移動しながら、主偏向手段
により荷電ビームを所定の単位描画領域に順次位置決め
し、ビーム成形手段により形成可能な描画単位図形の集
まりとして該単位描画領域を表現し、副偏向手段により
該単位描画領域を描画する荷電ビーム描画方法において
、前記フレーム領域に包含される図形の総面積と該フレ
ーム領域に包含される単位描画領域数とに基づいて該フ
レーム領域の描画に要する時間を求め、この時間で該フ
レーム領域の長さを除算して前記テーブルの移動速度を
決定するようにした方法である(請求項1)。
That is, the present invention divides the drawing area on the sample into frame areas determined by the deflection width of the main deflection means, and while continuously moving the table on which the sample is placed for each frame area, the main deflection unit directs the charged beam to a predetermined position. In the charged beam drawing method, the unit drawing area is sequentially positioned in a unit drawing area, the unit drawing area is expressed as a collection of drawing unit figures that can be formed by a beam forming means, and the unit drawing area is drawn by a sub-deflection means. The time required to draw the frame area is determined based on the total area of figures included in the frame area and the number of unit drawing areas included in the frame area, and the length of the frame area is divided by this time to calculate the table. This is a method for determining the moving speed of (claim 1).

また本発明は、上記フレーム領域の描画に要する時間T
を求める手段として、該フレーム領域に包含される図形
の総面積を描画単位図形の平均的な面積により除算する
ことにより得゛られる該フレーム領域内の仮想的な描画
単位図形数をA11つの描画単位図形に要するビーム照
射時間をP、1つの描画単位図形に要するビーム設定時
間をQ1該フレーム領域に包含される単位描画領域数を
B、1つの単位描画領域へのビーム位置決めに要する時
間をRとし、 T=A× (P+Q)+B×R なる式で前記時間Tを算出するようにした方法であり(
請求項2)、さらに前記フレーム領域を描画する際のテ
ーブル移動速度を、前記式から得られる時間Tで該フレ
ーム領域の長さLを除算した値S=L/Tに、描画処理
するパターンの品種。
Further, the present invention provides a time T required for drawing the frame area.
As a means of determining the number of virtual drawing unit figures in the frame area, which is obtained by dividing the total area of figures included in the frame area by the average area of the drawing unit figures, A11 drawing units The beam irradiation time required for a figure is P, the beam setting time required for one drawing unit figure is Q1, the number of unit drawing areas included in the frame area is B, and the time required for beam positioning to one unit drawing area is R. , T=A×(P+Q)+B×R This method calculates the time T using the formula (
In claim 2), the table movement speed when drawing the frame area is set to a value S=L/T, which is obtained by dividing the length L of the frame area by the time T obtained from the equation, for the pattern to be drawn. Variety.

層及びフレーム領域内の図形数を考慮して決定される所
定の係数を乗算して減速するようにした方法である(請
求項3)。
In this method, the speed is reduced by multiplying by a predetermined coefficient determined by considering the number of figures in the layer and frame area (claim 3).

(作 用) 本発明方法によれば、フレーム領域に包含される図形の
総面積及び単位描画領域数等に基づいてフレーム領域の
描画に要する時間を求めることにより、実際の描画処理
に先立って試行錯誤を繰返しながらテーブル移動速度の
最適値を探しだすという前処理が不要となり、略最適な
テーブル移動速度をフレーム領域毎に簡易に決定するこ
とができる。その結果として、荷電ビーム描画装置の稼
働率を高めると共に、LSIの生産性を向上させること
が可能となる。また、上記の描画方法は今後の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
てより有効な効果を発揮すると期待される。
(Function) According to the method of the present invention, by determining the time required to draw a frame area based on the total area of figures included in the frame area, the number of unit drawing areas, etc., trial drawing processing can be performed prior to actual drawing processing. There is no need for pre-processing to find the optimum value of the table movement speed through repeated errors, and a substantially optimum table movement speed can be easily determined for each frame area. As a result, it becomes possible to increase the operating rate of the charged beam lithography apparatus and to improve the productivity of LSI. Furthermore, the above-described drawing method is expected to be more effective in achieving finer patterns and higher integration as LSI advances rapidly in the future.

(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。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

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(紙面表裏方向
)に駆動される。そして、テーブル12の移動位置は、
レーザー測長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。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an electron beam lithography system used in a method according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a sample chamber, and a table 12 on which a sample 11 such as a semiconductor wafer or a glass mask is placed is accommodated in the sample chamber 10. The table 12 is driven by a table drive circuit 13 in the X direction (left and right directions on the paper) and the Y direction (front and back directions on the paper). The moving position of the table 12 is
The position is measured by a position circuit 14 using a laser length meter or the like.

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2
2〜26、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35.3
6等から構成されている。そして、主偏向器33により
所定の単位描画領域(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35.36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フレーム
領域を描画処理する。
An electron beam optical system 20 is arranged above the sample chamber 10. This optical system 20 includes an electron gun 21 and various lenses 2.
2 to 26, blanking deflector 31, beam dimension variable deflector 32, beam scanning main deflector 33, beam scanning sub-deflector 34, and beam shaping aperture 35.3
It is composed of 6th grade. Then, it is positioned in a predetermined unit drawing area (subfield) by the main deflector 33,
The sub-deflector 34 positions the figure drawing position within the sub-field, and the beam dimension variable deflector 32
The beam shape is controlled by the shaping apertures 35 and 36, and the frame area is drawn while the table 12 is continuously moved in one direction.

さらに、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、上記処理を繰返して各フレーム領域を
順次描画するものとなりでいる。
Further, the table 12 is moved stepwise in a direction perpendicular to the direction of continuous movement, and the above process is repeated to sequentially draw each frame area.

一方、制御計算機40には磁気ディスク(記録媒体)4
1が接続されており、このディスク41にLSIのチッ
プデータが格納されている。磁気ディスク41から読出
されたチップデータは、前記フレーム領域毎にパターン
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に格納されたフレーム領域毎の
パターンデータ、つまり描画位置及び基本図形データ等
で構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパタ
ーンデータデコーダ43及び描画デコーダ44により解
析され、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。
On the other hand, the control computer 40 has a magnetic disk (recording medium) 4.
1 is connected, and LSI chip data is stored in this disk 41. Chip data read from the magnetic disk 41 is temporarily stored in a pattern memory (data buffer section) 42 for each frame area. The pattern data for each frame area stored in the data buffer unit 42, that is, the frame information consisting of drawing positions, basic figure data, etc., is analyzed by a pattern data decoder 43 and a drawing decoder 44, which are data analysis units, and blanking is performed. Circuit 45. Beam shaper driver 46. Main deflector driver 47 and sub deflector driver 48
sent to.

即ち、パターンデータデコーダ43では、上記データを
入力し、必要に応じてフレーム領域に包含される図形デ
ータに反転処理を施し反転パターンデータを生成する。
That is, the pattern data decoder 43 receives the above data and performs inversion processing on the graphic data included in the frame area as necessary to generate inverted pattern data.

そして、次にフレームデータとして定義されている基本
図形データを前記成形アパーチャ35.36の組合せに
より形成可能な描画単位図形群に図形分割して、このデ
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寸法データがビーム
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。
Next, the basic figure data defined as frame data is divided into drawing unit figure groups that can be formed by the combination of the forming apertures 35 and 36, and blanking data is created based on this data. It is sent to the ranking circuit 45. Further, desired beam size data is created and this beam size data is sent to the beam shaper driver 46. Next, a predetermined deflection signal is applied from the beam shaper driver 46 to the beam size variable deflector 32 of the optical system 20, thereby controlling the size of the electron beam.

また、描画データデコーダ44では、上記フレームデー
タに基づいてサブフィールドの位置決めがデータが作成
され、このデータが主偏向器ドライバ47に送られる。
Furthermore, the drawing data decoder 44 creates subfield positioning data based on the frame data, and sends this data to the main deflector driver 47.

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ド位置に偏向走査される。さらに、
描画データデコーダ44では副偏向器走査のコントロー
ル信号が発生され、この信号が副偏向器ドライバ48に
送られる。そして、副偏向器ドライバ48から副偏向器
34に所定の副偏向信号が印加され、これによりサブフ
ィールド毎の描画が行なわれるものとなっている。
Then, a predetermined signal is applied from the main deflector driver 47 to the main deflector 33 of the optical system, whereby the electron beam is deflected and scanned to a designated sub-feed position. moreover,
The drawing data decoder 44 generates a control signal for scanning the sub-deflector, and this signal is sent to the sub-deflector driver 48. Then, a predetermined sub-deflection signal is applied from the sub-deflector driver 48 to the sub-deflector 34, thereby performing drawing for each sub-field.

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。
Next, an electron beam lithography method using the apparatus configured as described above will be explained. FIG. 2 shows the process of generating data for performing the drawing process.

LSIのパターンは、CADシステムにより設計〜作成
され、その設計パターンデータはホスト計算機により描
画データに変換される。そして、この描画データを読出
して電子ビーム描画が行われることとなる。
LSI patterns are designed and created using a CAD system, and the design pattern data is converted into drawing data by a host computer. Then, this writing data is read out and electron beam writing is performed.

ここで、CADシステムにより作成されるデータは通常
、パターンが多角形の図形群により構成され、パターン
相互に重なりが許容されている図形データ体系となって
いる。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データ体系とするため、ホス
ト計算機で図形の輪郭化処理を施し、ビームの多重露光
領域の除去を行い、続いて第3図(a)に示すように、
チップ領域を前記ビームを偏向せられる単位描画領域で
あるフレーム領域53a〜53dとサブフィールド領域
54への領域分割を行う。第3図(b)はビーム多重露
光領域の除去により多角形51.52とされたサブフィ
ールド領域54内の描画図形を示す。次にこの描画図形
を、第3図(c)に示すような矩形及び台形図形で構成
される基本図形群56への図形分割処理を行う。
Here, the data created by the CAD system is usually a graphic data system in which the pattern is composed of a group of polygonal figures, and patterns are allowed to overlap each other. In order to make this type of LSI pattern data into a data system that can be accepted by an electron beam lithography system, the host computer performs contouring processing on the figure, removes the beam multiple exposure area, and then performs the process shown in Fig. 3 ( As shown in a),
The chip area is divided into frame areas 53a to 53d, which are unit drawing areas in which the beam can be deflected, and a subfield area 54. FIG. 3(b) shows drawn figures in the subfield region 54, which are made into polygons 51 and 52 by removing the beam multiple exposure region. Next, this drawn figure is divided into a basic figure group 56 consisting of rectangles and trapezoids as shown in FIG. 3(c).

このようなデータ生成工程により得た図形データを、図
形形状フラグ、図形位置及び図形サイズで表現しサブフ
ィールド領域ならびにフレーム領域単位の図形データ群
として定義すると共に、フレームデータのヘッダ部にフ
レーム領域に包含される描画図形の総面積と図形数及び
サブフィールド数を記述して前記磁気ディスク41に格
納する。
The graphic data obtained through such a data generation process is expressed using a graphic shape flag, a graphic position, and a graphic size, and is defined as a graphic data group for each subfield area and frame area. The total area of included drawing figures, the number of figures, and the number of subfields are written and stored in the magnetic disk 41.

なお、描画図形の総面積は前記多角形図形を基本図形群
に図形分割する処理工程の中でサブフィールド領域毎の
描画面積を算出し、更にその値をフレーム領域について
総計することにより得られる数値である。
Note that the total area of the drawn figure is a value obtained by calculating the drawing area for each subfield area in the process of dividing the polygonal figure into basic figure groups, and then summing the value for the frame area. It is.

そして、このようなデータ生成工程を経て作成された描
画パターンデータをフレーム領域毎に磁気ディスク41
から読出して描画する際、LSIのチップ領域はパター
ン密度の低い領域と高い領域が連続的に変化しながら混
在している。従って、チップ領域を構成している各フレ
ーム領域毎にバターニングに要する時間が異なり、それ
に伴って各フレーム領域毎に設定するパターニング時の
テーブル移動速度もスループット向上の観点から最適化
することが望まれる。
The drawing pattern data created through such a data generation process is then stored on the magnetic disk 41 for each frame area.
When reading data from and writing, the chip area of the LSI contains regions with a low pattern density and regions with a high pattern density, which continuously change and coexist. Therefore, the time required for patterning differs for each frame area that makes up the chip area, and it is therefore desirable to optimize the table movement speed during patterning, which is set for each frame area, from the perspective of improving throughput. It will be done.

そこで、上述の如くフレーム領域及びサブフィールド領
域に分割された第3図(c)に示す如く基本図形データ
をフレーム領域毎に読出して、前記フレームデータのヘ
ッダ部に記述された図形の総描画面積を制御計算機40
により認識する。この総描画面積を、前記ビーム成形器
ドライバ47で形成可能な描画単位図形の平均的なビー
ム寸法値により除算して、フレーム領域に包含される描
画単位図形数Aを概算する。さらに、描画単位図形数A
に、描画単位図形毎のビーム設定時間Qとビーム照射時
間Pとを加算した値を乗じて、フレーム領域内の全描画
単位図形に対するバターニング時間を算出する。また、
サブフィールド数Bに、各サブフィールド領域への位置
決め設定時間Rを乗じて、サブフィールド位置決めに要
する総時間を算出する。そして、これらの時間の加算値
から、対象とするフレーム領域を描画処理するのに必要
な時間Tを算出する。そして、この時間Tによりフレー
ム領域のテーブル連続移動方向の長さしを除算して、暫
定的なテーブル移動速度S゛を決定する。
Therefore, as shown in FIG. 3(c), which is divided into the frame area and subfield area as described above, the basic figure data is read out for each frame area, and the total drawing area of the figure described in the header part of the frame data is The control computer 40
Recognize by. This total drawing area is divided by the average beam dimension value of the drawing unit figures that can be formed by the beam shaper driver 47 to approximately estimate the number A of drawing unit figures included in the frame area. Furthermore, the number of drawing unit figures A
is multiplied by the sum of the beam setting time Q and the beam irradiation time P for each drawing unit figure to calculate the patterning time for all drawing unit figures in the frame area. Also,
The total time required for subfield positioning is calculated by multiplying the number of subfields B by the positioning setting time R for each subfield area. Then, from the added value of these times, the time T required to perform the drawing process on the target frame area is calculated. Then, by dividing the length of the frame area in the table continuous movement direction by this time T, a provisional table movement speed S' is determined.

しかし、上記移動速度S′はフレーム領域のパターン分
布が一様であるとの仮定の下に導出された数値であり、
現実的にはフレーム領域内のパターン分布は、描画対象
となるLSIの品種及び層によりパターンの疎な部分と
密な部分が連続的に変化して分布している。従って、実
際の描画処理に用いるテーブル移動速度Sは、このよう
な状況を勘案して所定の減速係数をもって減速している
However, the moving speed S' is a value derived on the assumption that the pattern distribution in the frame area is uniform,
In reality, the pattern distribution within the frame area is such that sparse and dense portions of the pattern continuously change depending on the type and layer of the LSI to be drawn. Therefore, the table moving speed S used in the actual drawing process is decelerated by a predetermined deceleration coefficient in consideration of this situation.

具体的には、第4図に示すようにフレーム領域に包含さ
れる図形の総描画面積が同じであっても、基本図形数の
違いにより描画される描画単位図形57の数が異なるの
で、単位面積当りの基本図形数を算出してその値に応じ
て第1の減速係数α1を決定する。なお、第4図では基
本図形を矩形とし、サブフィールド領域54をパターン
の存在するところのみに定義している。そして、図中左
側では基本図形が4つのサブフィールド領域に分割され
、該サブフィールド領域の塗り潰しにより描画される。
Specifically, as shown in FIG. 4, even if the total drawing area of the figures included in the frame area is the same, the number of drawing unit figures 57 to be drawn differs due to the difference in the number of basic figures. The number of basic figures per area is calculated, and the first deceleration coefficient α1 is determined according to the calculated value. In FIG. 4, the basic figure is a rectangle, and the subfield area 54 is defined only where the pattern exists. On the left side of the figure, the basic figure is divided into four subfield areas and drawn by filling the subfield areas.

同様に、図中右側では基本図形がそれぞれ1つのサブフ
ィールド領域に対応し、各基本図形がサブフィールドの
塗り潰しにより描画されるものとなっている。次に、描
画対象となるLSIの品種(メモリーデバイス、ランダ
ムロジック及びASIC等)と層(SDG層、配線層及
びコンタクト層等)から経験的に決定する第2の減速係
数α2を第7図に示す如(テーブルから読み出す。そし
て、α1とα2を基に減速係数αを決定し、先述のテー
ブル移動速度S°に減速係数αを乗じて最終的なテーブ
ル移動速度Sを決定する。
Similarly, on the right side of the figure, each basic figure corresponds to one subfield area, and each basic figure is drawn by filling the subfield. Next, the second deceleration coefficient α2, which is empirically determined from the type of LSI to be drawn (memory device, random logic, ASIC, etc.) and layer (SDG layer, wiring layer, contact layer, etc.), is shown in Figure 7. As shown (read from the table), the deceleration coefficient α is determined based on α1 and α2, and the final table movement speed S is determined by multiplying the previously mentioned table movement speed S° by the deceleration coefficient α.

S鴫S′Xα1×α2 また、第5図に示すようにフレーム領域に包含される図
形の総描画面積及び基本図形の数が同じであっても、基
本図形の存在位置が密集しているか分散しているかによ
っても、テーブル移動速度の最適値は変化する。従って
この場合、基本図形の配置状況に応じて減速係数α1を
決定し、更に上記と同様にしてα2を決定して最終的な
テーブル移動速度を決定すればよい。なお、第5図にお
いては、ハツチングで示したサブフィールド領域のみが
描画されるものであり、1つのサブフィールド領域54
に包含される図形は前記第3図(c)に示す如く複数の
基本図形の集合とし、各サブフィールド領域54で同じ
図形を描画するものとした。
S' The optimal value for table movement speed also changes depending on whether the Therefore, in this case, it is sufficient to determine the deceleration coefficient α1 according to the layout of the basic figures, and further determine α2 in the same manner as described above to determine the final table movement speed. In FIG. 5, only the subfield areas indicated by hatching are drawn, and one subfield area 54
The figures included in the subfield area 54 are a set of a plurality of basic figures as shown in FIG. 3(c), and the same figure is drawn in each subfield area 54.

また、前記第3図(C)に示す図形をパターンデータデ
コーダ43で反転処理し、第6図に示す如く基本図形体
系で描画処理に供する場合、描画対象となるフレーム領
域の面積を算出し、こd値からフレームヘッダ部に記述
された反転処理される前の図形総面積β】を減じて反転
パターンに対する描画図形の総面積β2を導出する。さ
らに、β1とβ2の比率とフレームヘッダ部に記述され
たフレーム領域に包含されるサブフィールド数を基に反
転パターンにおけるサブフィールド数を導出して、上記
2つの数値から前述したのと同様の処理工程を経て各フ
レーム領域に対する略最適なテーブル移動速度を決定す
る。
Further, when the figure shown in FIG. 3(C) is inverted by the pattern data decoder 43 and subjected to drawing processing in the basic figure system as shown in FIG. 6, the area of the frame area to be drawn is calculated, The total area β2 of the drawn figure for the inverted pattern is derived by subtracting the total area β2 of the figure before being inverted, which is written in the frame header, from this d value. Furthermore, the number of subfields in the inversion pattern is derived based on the ratio of β1 and β2 and the number of subfields included in the frame area described in the frame header section, and the same processing as described above is performed from the above two numbers. Through the process, a substantially optimal table movement speed for each frame area is determined.

なお、1フレーム領域中に複数種類のLSIチップが混
在して配置されている場合は、各LSIチップに対して
前述のような処理を施しテーブル移動速度を決定し、そ
の中で最も低いテーブル移動速度を選択することとする
Note that if multiple types of LSI chips are arranged in a mixed manner in one frame area, the table movement speed is determined by performing the above processing on each LSI chip, and the table movement speed that is the lowest among them is selected. Let's select the speed.

以上のような処理工程により、各フレーム領域に対する
テーブル移動速度を決定し、そのテーブル移動速度をも
って描画処理を行うことにより、描画処理における無駄
時間を著しく抑制することができ、その結果として描画
処理のスルーブツト向上をはかることができる。
Through the processing steps described above, by determining the table movement speed for each frame area and performing the drawing process using that table movement speed, wasted time in the drawing process can be significantly suppressed, and as a result, the drawing process Throughput can be improved.

かくして本実施例方法によれば、実際の描画処理に先だ
って行うテーブル駆動を伴うテーブル移動速度の最適値
を探す前処理工程を不要にすることができ、一連の描画
工程での無駄時間を著しく低減することができ、描画ス
ルーブツトの大幅な向上をはかることができた。また、
装置自体は従来のものをそのまま用いることができ、フ
レームデータの作−成工程を変更することとフレーム描
画の前処理としてパターニング時のテーブル移動速度の
算出工程を追加するのみで、容易に実・現し得る等の利
点がある。
Thus, according to the method of this embodiment, it is possible to eliminate the need for a preprocessing step of searching for the optimum table movement speed that involves driving the table, which is performed prior to the actual drawing process, and significantly reduces wasted time in a series of drawing steps. As a result, we were able to significantly improve the drawing throughput. Also,
The conventional device itself can be used as is, and it can be easily implemented by simply changing the frame data creation process and adding a process to calculate the table movement speed during patterning as pre-processing for frame drawing. There are advantages such as that it can be realized.

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、前記チップ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
メモリ等その他の記憶媒体を用いることができる。また
、電子ビーム描画装置の構成は第1図に同等限定される
ものでなく、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(イオンビームを含む荷電ビームに対し適用可
能であり、描画方式についても主・副偏向を組合わせた
2段偏向方式の他、1段偏向方式や3段以上の偏向方式
でもよく、可変成形ビームを用いたショット方式の楕円
形ビームを用いた装置方式のものについても適用可能で
ある。さらに、記憶媒体に蓄積される描画データの図形
体系は基本図形でなく描画単位図形及び多角形図形につ
いても適用可能であり、パターンの反転処理についても
パターンデータデコーダ43で行う以外に磁気ディスク
41へ格納する前処理として行ってもよい。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。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the means for storing the chip data is not limited to a magnetic disk, but other storage media such as a magnetic tape or a semiconductor memory can be used. Furthermore, the configuration of the electron beam lithography apparatus is not limited to the same as that shown in FIG. 1, but can be modified as appropriate. In addition, although the explanation was given using an electron beam as an example, the application is not limited to electron beams (it is applicable to charged beams including ion beams, and the writing method is also two-stage, combining main and sub-deflection). In addition to the deflection method, a single-stage deflection method or a three-stage or more-stage deflection method may be used, and a shot method using a variable shaped beam or an apparatus method using an elliptical beam can also be applied. The graphic system of the accumulated drawing data can be applied not only to basic figures but also to drawing unit figures and polygonal figures, and the pattern inversion process can also be performed as pre-processing before being stored on the magnetic disk 41 in addition to being performed by the pattern data decoder 43. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、フレーム領域に包
含される図形の総描画面積及び単位描画領域数等に基づ
いてフレーム領域の描画に要する時間、更に最適なテー
ブル移動速度を求めることにより、描画処理における無
駄時間を著しく抑制し描画速度の向上及び荷電ビーム描
画装置の稼働率を高めることができ、その結果としてL
SIの生産性向上に寄与することができる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, the time required to draw a frame area and the optimal table movement are determined based on the total drawing area of figures included in the frame area, the number of unit drawing areas, etc. By determining the speed, it is possible to significantly reduce wasted time in the writing process, improve the writing speed and increase the operating rate of the charged beam writing system, and as a result, the L
It can contribute to improving the productivity of SI.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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図は描画パターンデータ
を生成するまでの図形分割及び領域分割を示す模式図、
第4図は基本図形の違いによる描画単位図形の違いを示
す模式図、第5図は描画すべきサブフィールドの密集及
び分散状態を示す示す模式図、第6図は反転パターンを
示す模式図、第7図は減速係数α2を登録した係数テー
ブルを示す模式図である。 10・・・試料室、11・・・試料、12・・・テーブ
ル、20・・・電子光学系、21・・・電子銃、22〜
26・・・レンズ、31〜34・・・偏向器、35.3
6・・・ビーム成形アパーチャ、40・・・制御計算機
、41・・・磁気ディスク(記録媒体)、42・・・パ
ターンメモリ(データバッファ部)、43・・・パター
ンデータデコーダ、44・・・描画データデコーダ、5
1.52・・・多角形、53.53a〜53d・・・フ
レーム領域、54・・・サブフィールド(単位描画領域
)、56・・・基本図形群、57・・・描画単位図形。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第3図 第5図
Fig. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an electron beam lithography system used in a method according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram showing the process of generating drawing pattern data, and Fig. 3 is a schematic diagram showing the process of generating drawing pattern data. A schematic diagram showing figure division and area division of
FIG. 4 is a schematic diagram showing differences in drawing unit figures due to differences in basic figures, FIG. 5 is a schematic diagram showing dense and dispersed states of subfields to be drawn, and FIG. 6 is a schematic diagram showing an inverted pattern. FIG. 7 is a schematic diagram showing a coefficient table in which the deceleration coefficient α2 is registered. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Sample chamber, 11... Sample, 12... Table, 20... Electron optical system, 21... Electron gun, 22-
26... Lens, 31-34... Deflector, 35.3
6... Beam forming aperture, 40... Control computer, 41... Magnetic disk (recording medium), 42... Pattern memory (data buffer section), 43... Pattern data decoder, 44... Drawing data decoder, 5
1.52...Polygon, 53.53a-53d...Frame area, 54...Subfield (unit drawing area), 56...Basic figure group, 57...Drawing unit figure. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 3 Figure 5

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)試料上の描画領域を、主偏向手段の偏向幅で決ま
るフレーム領域に分割し、フレーム領域毎に試料を載置
したテーブルを連続移動しながら、主偏向手段により荷
電ビームを所定の単位描画領域に順次位置決めし、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
て該単位描画領域を表現し、副偏向手段により該単位描
画領域を描画する荷電ビーム描画方法において、 前記フレーム領域に包含される図形の総面積と該フレー
ム領域に包含される単位描画領域数とに基づいて該フレ
ーム領域の描画に要する時間を求め、この時間で該フレ
ーム領域の長さを除算して前記テーブルの移動速度を決
定することを特徴とする荷電ビーム描画方法。
(1) Divide the drawing area on the sample into frame areas determined by the deflection width of the main deflection means, and while continuously moving the table on which the sample is placed for each frame area, the main deflection unit directs the charged beam into predetermined units. In a charged beam drawing method, the unit drawing area is expressed as a collection of drawing unit figures that can be sequentially positioned in the drawing area and formed by a beam shaping means, and the unit drawing area is drawn by a sub-deflection means, comprising: The time required to draw the frame area is calculated based on the total area of the figure to be drawn and the number of unit drawing areas included in the frame area, and the length of the frame area is divided by this time to move the table. A charged beam writing method characterized by determining the speed.
(2)前記フレーム領域の描画に要する時間Tを求める
手段として、該フレーム領域に包含される図形の総面積
を描画単位図形の平均的な面積により除算することによ
り得られる該フレーム領域内の仮想的な描画単位図形数
をA、1つの描画単位図形に要するビーム照射時間をP
、1つの描画単位図形に要するビーム設定時間をQ、該
フレーム領域に包含される単位描画領域数をB、1つの
単位描画領域へのビーム位置決めに要する時間をRとし
、 T=A×(P+Q)+B×R なる式で前記時間Tを算出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。
(2) The time T required for drawing the frame area is calculated by dividing the total area of the figures included in the frame area by the average area of the drawing unit figure. The number of drawing unit figures is A, and the beam irradiation time required for one drawing unit figure is P.
, the beam setting time required for one drawing unit figure is Q, the number of unit drawing areas included in the frame area is B, the time required for beam positioning to one unit drawing area is R, and T=A×(P+Q 2. The charged beam drawing method according to claim 1, wherein the time T is calculated using the formula: )+B×R.
(3)前記フレーム領域を描画する際のテーブル移動速
度は、前記式から得られる時間Tで該フレーム領域の長
さLを除算した値S=L/Tに、描画処理するパターン
の品種、層及びフレーム領域内の図形数を考慮して決定
される所定の係数を乗算して減速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。
(3) The table movement speed when drawing the frame area is calculated by dividing the length L of the frame area by the time T obtained from the above formula, S=L/T, and the type and layer of the pattern to be drawn. 3. The charged beam drawing method according to claim 2, wherein the speed is multiplied by a predetermined coefficient determined in consideration of the number of figures in the frame area.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04291913A (en) * 1991-03-20 1992-10-16 Fujitsu Ltd Charged particle beam aligner and charged particle beam exposure method
US6566662B1 (en) 1998-06-30 2003-05-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Charged beam exposure system

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