JPH01251718A - 荷電ビーム描画方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、マスクやウェハ等にＬＳＩパターンを形成す
る荷電ビーム描画方法に係わり、特に計算機等の制御装
置から転送された図形データをショットに分割しながら
描画する可変成形ビーム方式の改良をはかった荷電ビー
ム描画方法に関する。

（従来の技術） 近年、電子ビーム描画装置は益々高速性と高精度が要求
されてきており、このような要求に対応する方式として
、可変成形ビーム方式の電子ビ′−ム描画装置が開発さ
れている。

第５図は、可変成形ビーム方式の電子ビーム描画装置の
概略構成及びこれで採用されている描画方法を模式的に
示した図である。電子銃５１から放射された電子ビーム
は第１成形アパーチヤ５２で矩形状にカットされ、この
矩形状にカットされた像が成形偏向器５３による偏向を
受けた後、第２成形アパーチヤ５４上に投影される。こ
の投影像と第２成形アパーチヤ５４との光学的型なり像
が更に副偏向器５５と主偏向器５６による偏向を受けた
後、被露光試料５７上に投影されて所望のパターンが描
かれる。副偏向器５５は比較的狭い領域を高速で位置決
めしてショットするときに用い、主偏向器５６は副偏向
器５５が偏向する領域を位置決めするのに用いる。なお
、図では成形偏向器５３．副偏向器５５及び主偏向器５
６共に静電８極偏向器が使用されているが、これ以外の
場合（例えば静電４極偏向器や電磁偏向器等）もある。

ところで、このような方式の電子ビーム描画装置でパタ
ーンを描画する場合、ＬＳＩのデザインルールや電子ビ
ーム描画装置で生成可能な可変ビームの最大寸法にもよ
るが、元の図形データ（描画データ）と比較してショッ
ト分割した後のデータの量は数倍〜数ＩＯ倍程度に増大
する。このため、ショットデータの量は数１００メガバ
イトに及ぶこともある。このような事情で、図形データ
をショツト分割前の状態で磁気ディスクに格納し、描画
時にそれを計算機等の制御装置を経由して電子ビーム描
画装置に転送し、内蔵のショット分割回路で分割しなが
ら描画する方法が一般に取られている。

しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。即ち、ショット分割回路では複雑な処理が必
要となり、この回路における描画データのショットデー
タへの分割時間は無視できないものである。そして、こ
の分割速度が描画速度よりも遅いとショット分割回路の
分割の速度で描画速度が律速され、高集積度パターンで
のスルーブツト向上を妨げる要因となる。また、斜線を
含む図形データをショット分割する回路は、分割速度が
上げにくい上、開発コストも高くつく問題があった。そ
して、これらの問題は、電子ビームの代りにイオンビー
ムを用いたイオンビーム描画装置についても同様に言え
ることである。

（発明が解決しようとする課題） このように従来、ショット分割回路の分割速度で描画速
度が律速され、高集積度パターンのスルーブツトが低下
する問題があった。また、予め全ての描画データをショ
ットデータに分割するのでは、磁気ディスク等に格納す
べきデータ量が膨大なものになる不都合があった。

本発明は、上記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、ショット分割回路の分割速度でスル
ープットが低下するのを防止することができ、且つ磁気
ディスク等に格納する描画データの増大を抑えることが
でき、高集積度パターンの描画スループットの向上をは
か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、描画すべき図形の一部を予めショット
データに分割して描画データを作製しておき、ショット
分割回路では描画データの全てではなく、未分割の一部
のみをショットデータに分割するようにしたことにある
。

即ち本発明は、描画すべき図形を描画データに変換し、
さらにこの描画データをショット分割回路により１ショ
ットで描画可能な図形単位であるショットデータに分割
し、このショットデータを偏向制御部に与えて試料上に
所望パターンを描画する可変成形ビーム方式の荷電ビー
ム描画方法において、前記描画すべき図形の一部を予め
ショットデータに分割することにより、前記描画データ
をショット未分割のデータとショット分割済みのデータ
とで構成し、ショット未分割のデータは前記ショット分
割回路を介して前記偏向制御部に与え、ショット分割済
みのデータはそのまま前記偏向制御部に与えて描画する
ようにしたものである。

また本発明は、予めショットデータに分割するものとし
て、前記描画すべき図形のうち矩形以外のパターンを選
択するか、又はパターン密度の高い領域に相当する部分
を選択するようにしたものである。

（作　用） 本発明によれば、上記のように構成された描画データの
うち、ショット未分割のデータはショット分割回路によ
りショットデータに分割され、ショット分割済みのデー
タはそのまま直接偏向制御部に供給される。従って、偏
向制御部ではショットデータに基づいて所望のパターン
を描画することができる。そしてこの場合、予めショッ
ト分割する図形として矩形でないもの、つまり３角形等
の斜線を含むものを選択することにより、描画データの
増大を最少限に抑えてショット分割回路によるスルーブ
ツトの低下を防止することができる。即ち、矩形パター
ンのデータはショット分割するのが容易であり、分割に
要する時間も短い。

一方、３角形等のパターンのデータはショット分割する
のが面倒であり、分割に要する時間も長い。

さらに、一般の描画データでは３角形パターンのデータ
に比して矩形パターンのデータの方が遥かに多い。従っ
て、３角形パターンを予めショットデータに分割するこ
とにより、描画データの増大を最少限に抑えて描画スル
ーブツトの低下を未然に防止することが可能となる。

より具体的には、ショット未分割のデータとショット分
割済みのデータにそのタイプを識別するためのコード、
若しくはタグに相当するものを付加する。描画回路側に
これらコード若しくはタグを判定する機能を持つ回路を
用意する。計算機等の制御装置から転送された描画デー
タはデータタイプ識別回路でタイプ判定が行われる。判
定の結果がショットデータであれば、これをそのまま偏
向制御部に送って描画する。判定結果が図形データであ
れば、これをショット分割回路に送ってショット分割し
た後、偏向制御回路に送って描画する。こうして、ショ
ット未分割のデータとショット分割済みのデータの両者
を混在させたデータを使っても描画が実行できることに
なる。

（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に係わる電子ビーム描画方法
を説明するためのブロック図である。図中１は計算機で
あり、描画すべき図形を描画データに変換する。この際
、図形の一部を１ショットで描画可能な図形単位である
ショットデータに分割し、描画データをショット未分割
のデータとショット分割済みのデータで構成する。なお
、この処理は電子ビーム描画を行う前に完了され、上記
描画データが磁気ディスク等の記憶装置に記憶されてい
る。

計算機１で作製された描画データは、描画回路１０に転
送される。この描画回路１０は図形データメモリ１１１
図形コード識別回路１２及びショット分割回路１３から
構成されている。図形データ入力メモリ１１は、計算機
から転送された描画データを例えば１フレ一ム単位で一
時記憶するものである。図形コード識別回路１２は図形
データ入力メモリ１１から送られる描画データがショッ
ト未分割のデータかショット分割済みのデータかを識別
するものであり、この回路１２によりショット分割済み
のデータはそのまま出力され、ショット未分割のデータ
はショット分割回路１３に送られる。ショット分割回路
１３は描画データをショットデータに分割するものであ
るが、この場合は矩形パターンのみをショット分割でき
るものとなっている。

描画回路１０で生成されたショットデータ、つまり図形
コード識別回路１２又はショット分割回路１３の出力信
号は、偏向制御回路２０に供給される。この偏向制御回
路２０はショットデータに基づいてビーム形状や試料面
上でのビーム照射位置を制御するための偏向信号を生成
するものであり、この回路２０の出力信号は電子光学鏡
筒３゜に供給される。電子光学鏡筒３０は前記第５図に
示すものと同様であり、上記偏向制御回路２ｏから供給
された偏向信号は各種偏向器に与えられるものとなって
いる。

′　第２図及び第３図は計算機１で作製される描画デー
タのデータフォーマットの一例を示す模式図であり、第
２図はショット未分割の図形データとフォーマットを、
第３図はショット分割済みのデータとフォーマットを示
している。第２図において、図形データは（ａ）〜（ｄ
）の矩形、直角３角形。

Ｙ軸方向に平行な辺を持つ台形及びＸ軸方向に平行な辺
を持つ台形の４種であり、各図形は右側に示したフォー
マットで表現される。即ち、図形データのフォーマット
は図形コード、データサイズ。

頂点座標１図形の幅及び高さ等から構成される。

第３図において、ショットデータは（ａ）〜（ｅ）の矩
形と向きが異なる４種の３角形であり、そのフォーマッ
トは右側に示す如く図形コード、データサイズ、頂点座
標１幅及び高さ等から構成される。

ここで、ショットデータの幅と高さは共に１．５μｍ以
下である。

第２図に示す図形データの図形コードは１Ｇ進で“０１
”〜“０４°までであり、第３図に示すショットデータ
の図形コードは１６進で“ＡＩ”〜“Ａ５”までである
。従って、図形コードの最初の１桁が０の場合ショット
未分割のデータであり、図形コードの最初の１桁がＡの
場合はショット分割済みのデータであると判別できる。

次に、第４図を参照して描画すべき図形から最終的なシ
ョットデータが生成されるまでの工程を説明する。第４
図（ａ）の多角形が元の図形である。

辺の長さは図示の通りである。第４図（ａ）の図形を描
画データに変換したものが同図（ｂ）であり、この描画
データは３つの矩形データと直角３角形をショット分割
した１０個のショットデータとで構成されている。即ち
、描画データは幅、高さ各々６μｍの矩形■、幅６μｍ
、高さ１２μｍの矩形■、幅６μｍ、高さ４６５μｍの
矩形■（以上いずれも図形コードは“旧”）と、ショッ
トデータ■〜０とから構成されている。さらに、このう
ちのショットデータは幅、高さ共に１．５μｍの直角３
角形■〜■（以上図形コードは“八３″）と、正矩形■
〜０（以上図形コードは“Ａｌ”）とから構成されてい
る。なお、ショット分割は第４図（ａ）からの′描画デ
ータ作製の際にソフトウェアで行った。

さて、上記の描画データが計算機から第１図に示す装置
の描画回路１０に転送されると、■〜■のデータは図形
コード識別回路１２でショット未分割のデータと識別さ
れ、ショット分割回路１３でショット分割されてから、
偏向制御回路２０に供給される。また、■〜０のデータ
は図形コード識別回路１２でショット分割済みのデータ
と識別され、そのまま偏向制御回路２０に供給される。

このようにして第４図（ａ）の図形は、同図（ｅ）に示
す如くショットに分割されて描画が行われる。

かくして本実施例によれば、矩形以外の３角形パターン
を予めショットデータに分割しておき、描画回路１０で
ショット未分割のデータはショット分割して偏向制御回
路２０に供給し、ショット分割済みのデータはそのまま
偏向制御回路２０に供給している。このため、ショット
分割回路１３は矩形パターンのみをショット分割するこ
とになり、矩形パターンのショット分割速度は描画速度
に比して十分速いものであるから、ショット分割速度で
描画スループットが律速されることはなく、描画速度の
高速化をはかり得る。また、ショット分割回路１３に矩
形データの分割機能しかない場合でも、３角形等の斜線
を含む図形であっても描画が可能となる。従って、ショ
ット分割回路のコスト低減がはかれ、描画装置全体のコ
ストパフォーマンスを高めることが可能となる。さらに
、−般にＬＳＩでは３角形のパターンは矩形のパターン
に比較し全体では極めて少ないものであるから、３角形
パターンを予めショットデータに分割しても、これによ
り描画データの増加は僅かなものである。従って、描画
データの増大を最少限に抑えることができる。

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。実施例では、３角形の図形を予めショットデータに
分割したが、ショットデータに分割する図形としては、
ショット分割が面倒で時間がかかるもの、つまり矩形以
外の斜線を含むものを選択すればよい。また、パターン
密度の粗密があり、密度の高い領域でショット分割速度
が描画′速度に追いつかない場合、密度の高い領域のデ
ータを予めショット分割してもよい。さらに、密度の高
い領域のデータ全てをショット分割する代わりに、その
一部のみをショット分割するようにしてもよい。また、
電子光学鏡筒の構成は第５図に同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。さらに、電子
ビーム描画装置に限らず、イオンビーム描画装置に適用
できるのは勿論のことである。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、描画すべき図形の
一部を予めショットデータに分割し、描画データをショ
ット分割済みのデータとショット未分割のデータとで構
成することにより、ショット分割回路の分割速度でスル
ーブツトが低下するのを防止することができ、且つ磁気
ディスク等に格納する描画データの増大を抑えることが
できる。従って、高集積度パターンの描画スルーブツト
の向上をはかり得、ＬＳＩの製造に大なる効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム方法を説
明するためのブロック図、第２図及び第３図は同実施例
で採用したデータフォーマットを説明するための模式図
、第４図は同実施例で描画した原図形、描画データ及び
ショットデータを示す模式図、第５図は電子ビーム描画
装置の光学系構成及び描画方法を説明するための模式図
である。 １０・・・描画回路、１１・・・図形データ入力回路、
１２・・・図形コード識別回路、１３・・・ショット分
割回路、２０・・・偏向制御回路、３０・・・電子光学
鏡筒、５１・・・電子銃、５２．５４・・・ビーム成形
アパーチャ、５３．５５．５６・・・偏向器、５７・・
・試料。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （Ｘ、Ｙ） 第２図 第３図 １１ｍ１門 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）描画すべき図形を描画データに変換し、さらにこ
   の描画データをショット分割回路により１ショットで描
   画可能な図形単位であるショットデータに分割し、この
   ショットデータを偏向制御部に与えて試料上に所望パタ
   ーンを描画する可変成形ビーム方式の荷電ビーム描画方
   法において、前記描画すべき図形の一部を予めショット
   データに分割することにより、前記描画データをショッ
   ト未分割のデータとショット分割済みのデータとで構成
   し、ショット未分割のデータは前記ショット分割回路を
   介して前記偏向制御部に与え、ショット分割済みのデー
   タはそのまま前記偏向制御部に与えて描画することを特
   徴とする荷電ビーム描画方法。
2. （２）描画すべき図形を描画データに変換し、さらにこ
   の描画データをショット分割回路により１ショットで描
   画可能な図形単位であるショットデータに分割し、この
   ショットデータを偏向制御部に与えて試料上に所望パタ
   ーンを描画する可変成形ビーム方式の荷電ビーム描画方
   法において、前記描画すべき図形のうち矩形以外のパタ
   ーンを予めショットデータに分割することにより、前記
   描画データをショット未分割のデータとショット分割済
   みのデータとで構成し、ショット未分割のデータは前記
   ショット分割回路を介して前記偏向制御部に与え、ショ
   ット分割済みのデータはそのまま前記偏向制御部に与え
   て描画することを特徴とする荷電ビーム描画方法。
3. （３）描画すべき図形を描画データに変換し、さらにこ
   の描画データをショット分割回路により１ショットで描
   画可能な図形単位であるショットデータに分割し、この
   ショットデータを偏向制御部に与えて試料上に所望パタ
   ーンを描画する可変成形ビーム方式の荷電ビーム描画方
   法において、前記描画すべき図形のうちパターン密度の
   高い領域に相当する部分を予めショットデータに分割し
   て、前記描画データをパターン密度の低い領域に相当す
   るショット未分割のデータと、パターン密度の高い領域
   に相当するショット分割済みのデータとで構成し、ショ
   ット未分割のデータは前記ショット分割回路を介して前
   記偏向制御部に与え、ショット分割済みのデータはその
   まま前記偏向制御部に与えて描画することを特徴とする
   荷電ビーム描画方法。