JPH02117059A - 荷電ビーム描画装置 - 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〕 本発明は荷電ビーム描画装置に関し、特しこ微小な円形
の荷電ビームを全面走査し、選択的に描画を行い、所望
のパターンを得る荷電ビーム描画装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の荷電ビーム描画装置を第９図を用いて説明する。

荷電ビーム発生源１から放出された荷電ビーム１６は、
第１のレンズ２によりアパーチャー３の円形孔に集束さ
れる。アパーチャー３の孔を通過した荷電ビーム１６は
、ブランキング電極４により描画するか、或いは描画し
ないかが選択される。描画しないときは、ブランキング
電極４に電圧を加えて荷電ビーム１６を偏向して試料８
に荷電ビーム１６が照射されないようにし、描画すると
きは、ブランキング電極４に電圧を加えず荷電ビーム１
６を偏向しないようにしている。ブランキング電極４を
通過した荷電ビーム１６は、第２のレンズ５により試料
８上に集束される。描画は第１０図に示すように、ステ
ージ９がＸ方向に連続移動し、偏向器６により荷電ビー
ムをＹ方向に偏向することによって全面走査を行ってい
る。ステージ９の移動を正確に制御するため、ステージ
９の位置をレーザ副長器１３で測定し、Ｘ方向の補正の
ため偏向器７により荷電ビーム１６を偏向する。１４は
駆動回路、１５は制御用コンピュータである。パターン
メモリ１１には、第１２図に示すように走査する各点に
ついて描画する１１′又は描画しない１０′という情報
が記憶される。このパターンメモリ１１の情報によりブ
ランキング電極４が荷電ビーム１６を描画するか否かを
決定している６通常の描画装置では、パターンメモリ１
１の容量が小さいため、チップをＹ方向に分割して描画
を行う、パターンメモリ１１は全てのパターンデータが
記憶されているデータメモリ１０からパターンデータを
分割して取り出す、第１１図を用いて、描画を行う順序
とデータメモリ１０からパターンメモリ１１へのパター
ンデータの転送について説明する。まず、チップ７１の
１０１の領域を描画するためにデータメモリ１０からパ
ターンメモリ１１へ１０１　の領域のパターンデータを
転送し、描画する６次に、同じパターンデータで描画可
能な１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７
．・・・を順次描画する。

次に２０１の領域のパターンデータをパターンメモリ１
１に転送し描画する。さらに、２０１　と同じパターン
である２０２　、２０３　、２０４　、・・・を順次描
画する。このように、パターンメモリ１１に記憶したパ
ターンデータで、各チップの同じ領域を描画し、その後
、パターンメモリ１１に次のパターンデータを転送する
という動作を繰り返すことによって、全てのチップのパ
ターンの描画を行う。チップ７１を全部描画した後で、
チップ７２を描画する方法も考えられるが、この方法で
は、データメモリ１０からパターンメモリ１１へのパタ
ーンデータの転送回数が、チップのＹ方向への分割数と
チップ数を掛は合わせたものとなり、転送時間がかなり
大きくなってしまう。これに対し、各チップの同じ領域
を続けて描画することにより、パターンデータの転送回
数は、チップのＹ方向への分割数となり、転送時間は１
／（チップ数）に短縮される。

近年、集積回路の微細化、大規模化はめざましく、それ
に伴って最小素子寸法が小さくなってきている。そして
、素子寸法が小さくなることにより、近接効果が生じる
可能性が大きくなる。その近接効果について、第１３図
を用いて説明する。荷電ビームの電子密度は、ガウシャ
ン分布であり。

実際に描画される部分以外にも荷電ビームは照射されて
いる。しかし通常描画される部分以外に照射される荷電
ビームの密度分布は小さく、描画後の現像には影響しな
い程度であり、設計寸法が実現可能である。素子寸法の
微小化に伴い、描画されない部分の幅が狭くなると、照
射された荷電ビームの散乱２反射及び上記荷電ビームの
密度分布の影響により描画されない部分に荷電ビームが
蓄積し、設計寸法より小さくなってしまう。このような
現象を近接効果という。

従来の近接効果を防ぐ手段を第１４図を用いて説明する
。描画されない部分の幅が、ある一定の決められた長さ
より短い場合、描画される部分がｎ個の微小な円形の荷
電ビームの直径（以下、スポットサイズと呼ぶ）の幅で
構成されているパターンデータを、（ロー１）個のスポ
ットサイズで構成するように処理を行っていた。この処
理は、描画前に全てのパターンデータに対して行われる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の荷電ビーム描画装置は、近接効果を防ぐ
手段を有していないため、パターンデータを描画前に予
め処理しなければならず、時間がかかった。

また、素子寸法が小さい場合、従来の近接効果を防ぐ手
段では、スポットサイズを小さくしなければ、近接効果
を防ぐことはできない。例えば、描画する部分の幅がス
ポットサイズと同じ場合、従来の近接効果を防ぐ手段は
使用できない。また、スポットサイズを小さくし、従来
の手段で行うにしても、例えばスポットサイズを１／２
にした場合には、描画時間が４倍となり、さらに処理時
間も増大してしまうという問題点があった。

本発明の目的は前記課題を解決した荷電ビーム描画装置
を提供することにある。

〔発明の従来技術に対する相違点〕

上述した従来の荷電ビーム描画装置に対し、本発明は描
画時に近接効果を防ぐための機能を備えたという相違点
を有する。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明は微小な円形の荷電ビ
ームを全面走査し、選択的に描画を行うことにより所望
のパターンを得る荷電ビーム描画装置において、所望の
パターンを含む領域に隣接する周辺の情報を記憶可能な
容量をもつパターンメモリと、前記パターンメモリの情
報により近接効果が生じるか否かの判定を行い荷電ビー
ムの照射時間を決定する判定回路と、該判定回路の出力
に基づいて荷電ビームの照射時間を制御する機構とを含
むものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図により説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

図において、荷電ビーム発生源１からステージ９上の試
料８に至る荷電ビーム１６の光路中に、第１のレンズ２
、アパーチャー３、ブランキング電極４、第２のレンズ
５、偏向器６．７を順に配列する。また、１０はデータ
メモリ、１３はレーザ測長器。

１４は駆動回路である。

本発明は所望のパターンを含む領域に隣接する周辺部の
情報を記憶可能な容量をもつパターンメモリ１１と、前
記パターンメモリ１１の情報により近接効果が生じるか
否かの判定を行い荷電ビームの照射時間を決定する近接
効果判定回路１２と、制御用コンピュータ１５とを有す
る。

近接効果が生じるか否かの判定（以下、近接効果の判定
と呼ぶ）は、パターンメモリ１１内のパターンデータと
第２図（ａ）〜（（１）のような基準パターンを比較す
ることによって行う、基準パターンとデータメモリ内の
パターンデータが一致した場合は近接効果が生じると判
定し、ブランキング電極４に制御信号を送り、試料上に
照射する荷電ビームの照射時間を制御する。

また、基準パターンと比較するため、実際に描画を行う
部分だけをパターンメモリ１１に記憶していたのでは、
パターンメモリ１１の端の部分を描画するとき、描画を
行う点の周辺のデータがないことになるため、周辺のデ
ータが記憶できる容量を有するパターンメモリ１１が必
要となる。

また、近接効果判定回路１２は第２図（ａ）〜（ｄ）に
示すような基準パターンとパターンメモ１月１内のデー
タを比較し、近接効果の判定を行う、パターンメモリ１
１は第７図に示すように、大枠内の実際に描画する領域
３１と、周辺の情報を提供する領域３２゜３３を記憶す
る。これは、実際に描画を行う領域３１だけを記憶して
おいたのでは、パターンメモリ内の情報３０３や３０４
などの端の部分を描画する際に、基準パターンとの比較
が不可能になってしまうためであル、　３０１，３０２
−．４０１，４０２，４０３−．５０１，５０２・・・
６０１．６０２・・・、７０１，７０２・・・、８０１
，８０２・・・、９０１，９０２・・・はパターンメモ
リ内の情報を示す。

次に、第７図の７０７を走査する場合を想定して、第３
図に示す近接効果判定回路１２を説明する。第２図（ａ
）〜（，１）に示す基準パターンでは、構成が複雑とな
るため、第４図（ａ）〜（（１）の基準パターンを例に
説明する。基準パターンについては後で述べるが。

第２図（：り〜（ｄ）に示したものだけとは限らない。

７０７を走査する場合、第４図（ａ）〜（，１）に示す
基準パターンとの比較に第３図に示す論理回路を用いる
。　５０７＝’ｌ’かつ６０７　＝　’″１１かっ７０
７＝’ｌ’かっ８０７＝１０′かつ９０７＝″″１′の
場合、つまり基準パターン（ａ）と一致する場合にはＡ
＝１１′となり、近接効果が生じると判定される。また
、５０７＝’ｌ’かっ６０７＝’０’カツ７０７＝’ｌ
’カツ８０７＝’ｌ’かッ９０７＝’ｌ’ノ場合は、基
準パターン（ｂ）と一致することがらＢ＝′１′となり
、近接効果が生じると判定される。

第３図では、Ｘ方向（基準パターン（ａ）　、　（ｂ）
　）に対してしか行っていないが、Ｙ方向（基準パター
ン（ｃ）　、　（ｄ）　）に対しても同様に判定を行う
。

近接効果判定回路１２は、近接効果が生じると判定した
場合には、制御用コンピュータ１５に信号を送る。制御
用コンピュータ１５では、送られてきた信号によってブ
ランキング電極４のブランキング時間を制御する。第８
図に示すように、制御用コンピュータ１５からブランキ
ング電極４に送られる従来の制御信号は、描画時５１．
５４と非描画時５２，５３゜５５の２種類であった０本
発明では、制御用コンピュータ１５からブランキング電
極に送られる制御信号は、描画時６１．６４と描画する
が近接効果が生じる時６２．６３と、非描画時６５の３
種類となる。近接効果が生じると判定した場合は、走査
時間の３／４を描画し１／４を描画しないようにして、
試料８上に照射される荷電ビームの密度分布を全体的に
小さくすることにより近接効果を防ぐことが可能となる
。

実際に近接効果判定回路を構成するためには、基準パタ
ーンが必要となるが、この基準パターンは前述したよう
にレンズ１−の感度や加速電圧等により決まるため、事
前にテスト描画を行って予め求めておく必要がある。

また、第５図（ａ）　−（ｄ）及び第６図（ａ）　−（
ｄ）に示すように、描画する部分の幅が広い場合には、
描画されない部分が多少広くても近接効果が生じるため
、第２図（ａ）〜（ｄ）に示す基準パターンと同時に判
定することも考慮しなくてはならない。実際には、近接
効果判定回路１２に論理回路を加えることにより実現さ
れる。

（実施例２） 本発明の他の実施例を第３図を用いて説明する。

第１の実施例では、第３図の７０７を走査するときに、
近接効果が生じるか否かの判定を行った。

つまり、描画されない部分の隣を走査する時に、近接効
果を防ぐために照射時間の制御を行ったわけである。第
２の実施例では、Ｂの出力に対し、７０７．７０８及び
７０９を走査するときに照射時間の制御を行う。これは
、前述のように、近接効果は各走査点の荷電ビームの密
度が蓄積されることにより生じることから、その蓄積量
を減らすことによって近接効果を防ぐことが可能となる
。

従来の電子ビーム描画装置では、描画されない部分の幅
が２−未満の場合に近接効果が生じるが、本発明によれ
ば０．５　庫までは近接効果を防ぐことが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、描画時に近接効果に対す
る処理を行うことにより、従来の描画前に行う処理に費
やす時間を削減できる。また、素子寸法の縮小化に伴い
、従来の近接効果を防ぐ手段を用いるには、スポットサ
イズを小さくしなければならないが、スポットサイズを
１７２にすると描画時間は４倍となってしまうのに対し
１本発明ではスポットサイズを小さくすることなく近接
効果を防ぐことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図（ａ）
　〜（ｄ）　、第４図（ａ）　〜（ｄ）　、第５図（ａ
）　〜（ｄ）　、第６図（ａ）〜（，１）は近接効果の
判定に用いる基準パターンを示す図、第３図は近接効果
判定回路を示す構成図、第７図は本発明のパターンメモ
リを示す構成図、第８図はブランキング時間の制御信号
を示す図、第９図は従来の荷電ビーム描画装置を示す図
、第１０図、第１１図は従来の描画順序を示す図、第１
２図はパターンメモリを示す図、第１３図は荷電ビーム
の電子密度を示す図、第１４図は従来の近接効果を防止
する手段を示す図である。 １・・荷電ビーム発生ｇ　２・・・第１のレンズ３・・
・アパーチャー　　　４・・・ブランキング電極５・・
・第２のレンズ　　　６，７・・・偏向器８・・・試料
　　　　　　　９・・・ステージ１０・・・データメモ
リ　　　１１・・・パターンメモリ１２・・・近接効果
判定回路　１３・・・レーザ測長器１４・・・駆動回路
　　　　　１５・・・制御用コンピュータ３１・・・実
際に描画する領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）微小な円形の荷電ビームを全面走査し、選択的に
   描画を行うことにより所望のパターンを得る荷電ビーム
   描画装置において、所望のパターンを含む領域に隣接す
   る周辺の情報を記憶可能な容量をもつパターンメモリと
   、前記パターンメモリの情報により近接効果が生じるか
   否かの判定を行い荷電ビームの照射時間を決定する判定
   回路と、該判定回路の出力に基づいて荷電ビームの照射
   時間を制御する機構とを含むことを特徴とする荷電ビー
   ム描画装置。