JPH0281700A - 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、荷電ビームによるパターンの描画方法に係り
、特に基本図形に対しＸＹ軸方向のいずれか一方または
両方へ拡大または縮小した複数種の図形を配列したパタ
ーンの描画方法に関するものである。

（従来の技術） 例えばある図形に対してＸＹ軸方向の両方へ同じ率で拡
大または縮小したすなわち相似図形を描画する方法とし
ては、各図形ごとに図形情報全作成してそれにより描画
する最も一般的な方法と、１つの図形情報のみを用いな
がら荷電ビームの太さ、描画開始位置、走査巾、走査間
隔、描画される試料の移動速度等の描画部の描画パラメ
ータを変更して描画するいわゆるスケーリングと呼ばれ
ている方法とがある。

（発明が解決しようとする課題） 上記前者の複数の図形情報を用いる方法は、データの作
成に多くの工数を要し、それを記憶させる磁気ディスク
等の記憶部の容量も大きくする必要があると共に、拡大
または縮小の最小単位が荷電ビームの太さによって決ま
る最小描画寸法単位によって規制され、微細な調整がで
きない。また、後者のいわゆるスケーリングによる方法
は、最小描画寸法単位以下の微細な調整は可能であるが
、上記の荷電ビームの太さや試料の移動速度などを安定
して変更するのには時間が掛るため、描画中にこれらを
変更することができない。そこで、スケーリングによる
描画は、スケーリング率を変更する毎に描画全中断する
必要があり、異なったスケーリング率で連続的に描画す
ることはできない。

また、スケーリングによる方法は相似形に限られ、ＸＹ
軸のいずれか一方のみ拡大または縮小した図形および両
方の拡大または縮小率が異なる図形の描画には適用する
ことができない０ 本発明は、互いにＸＹ軸方向のいずれか一方または両方
へ適宜な率で拡大または縮小した複数種の図形を含むパ
ターンを連続的に描画する方法を提供することを目的と
している０ 〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するための本発明による荷電ビーム描
画方法は、基本図形に対しＸＹ軸方向のいずれか一方ま
たは両方へ拡大−１７’Ｃは縮小した複数種の図形を配
列したパターンを描画するに際し、基本図形を表わす描
画用の図形情報と、複数種の図形の配列位置および基本
図形に対する拡大または縮小率を含む位置情報とを与え
、各図形毎に描画開始位置、荷電ビームの走査中および
走査間隔を位置情報に工っで制御すると共に、図形情報
によって荷電ビームのＯＮ、０ＦＦｉ行なって描画する
ようにしたものである。

（作用） 基本図形は実際に描画する複数種の図形により近い形状
をした図形であることが好ましいが、必ずしも実際に描
画する複数種の図形の中の１つである必要はない。各図
形の描画は、位置情報によって試料と荷電ビームをＸＹ
軸方向へ相対移動させて試料上の定められた位置に荷電
ビームを照射するようにし、かつ基本図形に対する各図
形のＸＹ軸方向の拡大または縮小率にエリ、Ｘ軸方向が
拡大なら走査中全増加させ、縮小なら減少させ、まｆｆ
Ｙ軸方向が拡大なら走査間隔を広げ、縮小なら狭ばめて
行なう。

なお、拡大については、露光量が不足したり、走査間隔
の隙間を生じたりしない範囲に止める必要がある。また
、縮小についても極度な露光過剰とならない範囲に止め
ることが好ましいため、拡大または縮小の範囲が広い場
合は、数段階に区切って基本図形を複数用いるとよい。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図ないし第６図を参照して説
明する。第１図は本発明の実施に用いた電子ビーム描画
装置の概要を示すもので、この装置は、電子ビーム１７
によって試料１０上に描画する描画部＋００と、描画用
データを貯える外部記憶手段３０．描画部１００ｔ−制
御する之めの指令等を行なうＣＰＵ４０およびＣＰＵ　
４０と描画部＋００との具体的整合を行なうインターフ
ェース５０から構成されている制御部２００とに、大別
構成されている。なお、４１はＤＭＡバス、４２は１１
０バスである。

描画部１００は、公知のラスタースキャン方式の電子ビ
ーム描画装置と同様であるため、主要部分の名称のみを
示すと、ＩｔはＸテーブル、１２はＹテーブル、１３は
Ｘモータであり、Ｙテーブル２は図示されていないＹモ
ータにより第１図において紙面と垂直な方向に移動され
る。１４はＸ反射ミラー　１５はＸレーザ測長器であり
、これらと同様なものがＹ方向（紙面と垂直方向）にも
焼 設けられている。１６は電子羨、１７は電子ビーム、＋
８　、１９．２０は電子レンズ、２１はブランキング電
極、２２はアパーチャ、２３は偏向電極である。

他方、インターフェース５０は、電子光学系調整ユニッ
ト５１　、ビット変換ユニット５２．偏向制御ユニット
５３１位置測定ユニット５４．テーブル制御ユニット５
５を有している。ビット変換ユニット５２は、例えば台
形フォーマットなどの所定フォーマットで表わされ友図
形情報をビットパターンデータに変換するものである。

偏向制御ユニット５３は、試料１０の移動（位置）に合
わせて電子ビーム１７をスキャンさせる友めのものであ
り、そのスキャン巾ｆｃＰＵ４０からの指令によって適
宜に変化させることができるようになっている。位置測
定ユニット５４は、試料１０の位置をＸレーザ測長器１
５お工び図示しないＹレーザ測長器にエリ検出し、ＣＰ
Ｕ４０からの指示に従って偏向制御ユニット５３に偏向
開始指令を出すと共に、ビット変換ユニブト５２によっ
て作成されたビットパターンデータの読出し指令を出す
ものである。テーブル制御ユニット６４は、ＣＰＵ４０
の指令に従ってＸモータ１３お工び図示しないＹモータ
を作動させて、試料１０のＸＹＹ軸方向位置および移動
を制御するものである０ 第２図は、本発明によって描画するパターンＰの一例を
示すもので、Ｐａ、Ｐｂ・・・・・・はパターンＰをＸ
軸方向に区分したフレームと称するものであり・各フレ
ームＰａ　、Ｐｂ・・・・・・中にはそれぞれのフレー
ムれらの図形ｐ１．Ｐ２・・・・・・は同一または互い
に相似関係を有するものとする。また、各フレームＰａ
　、Ｐｂ・・・内の各図形Ｐ１＊ＩＪ２・・・・・・は
、説明を簡単にするため、各フレームＰａ、Ｐｂ・・・
・・・の巾方向の中央に配列されているものとする。

第３図ａ、ｂは、上記パターンＰを描画するための描画
用データの一例を示すもので、第３図ａは位置情報の部
分であり、第３図すは図形情報の部分である。第３図ａ
に示す位置情報は、第２図に示シタフレームｐａ、ｐｂ
・・・・・・のうちのいずれかを示すフレーム番号（Ｐ
ｉ）’ｅ先頭とし、そのフレーム番号中に配列される図
形コード（ｐｉ）、図形ｐｉの位置金示すＸお工びＹ座
標（Ｘｉ）（ｙｉ）ならびに後述する基本図形に対する
前記図形ｐｉの拡大・縮小率（ｓｔ）ｉ単位として、各
図形ｐ１　、ＩＪ２・・・・・・毎に繰返し記録されて
いる。第３図すに示す図形情報は、基本図形全所定のフ
ォーマブトで表わすようになっており、分割図形コード
は基本図形を複数の要素図形に分割したときの図形タイ
プ番号であり、その後に続（”Ｘ座標１から１右斜辺部
長Ｘ２　”までは、第４図に示すような台形フォーマッ
トによる図形情報のデータを示すもので、これらを１単
位として分割図形毎に繰返し記録されている。なお、第
３図すにおけるＸＹ座標−は、第３図ａにおけるＸＹ座
標とは異なっている。すなわち、第３図ａにおけるＸＹ
座標は、試料１０上におけるパターンＰ内のものである
のに対し、第３図すは第１図に示したビット変換ユニブ
ト５２のドブドパターンメモリのＸＹ座標に対応するも
のである。

しかして、本発明における描画は次のように行なわれる
。

第３図ａ、ｂに示す位置情報と図形情報を含む描画用デ
ータを第１図に示す外部記憶手段３０に貯え、描画を開
始する。描画の開始により外部記憶手段３０内の基本図
形を表わす図形情報−ｉ　ＣＰＵ４０によってビット変
換ユニット５２に取込み、同ビット変換ユニット５２に
よってビットパターンデータに変換する。

一方、ＣＰＵ４Ｑは外部記憶手段３０の位置情報を第２
図に示すフレームＰａ、Ｐｂ・・・の順で順次取込み、
Ｘテーブル１１およびＸテーブル１２の移動（位置）を
制御し、最初は第２図に示すフレームＰａの上部から下
部へ向って描画が行なわれる工うにする。すなわち、Ｘ
軸方向にはフレームＰａが描画される位置にＸテーブル
１１を位置決めし、Ｘテーブル１２を第２図において下
方から上方へ向けて連続移動させる。この移動による試
料１０の位置は、第１図に示す位置測定ユニット５４に
よって検出される。

また、ＣＰＵ４０に読込まれた第３図ａの位置情報のう
ちの拡大、縮小率（８ｉ）にエリ、ＣＰＵ４Ｑは偏向制
御ユニット５３に走査巾の設定信号を送る。

この走査巾の設定は最初に描画する図形ｐ１の拡大、縮
小率が１１＠である場合は、走査巾を変更せず、第５図
ａに示すように所定巾の走査電圧を有する鋸歯状電Ｅ’
に偏向電極２３へ与える。同時にＣＰＵ４０は前記図形
１３１の前記拡大、縮小率（ｓ１＝＋　）、位置情報中
の図形位置Ｙ座標（ｙｉ）ならびに第３図すに示す図形
情報との関係からＹ軸方向における図形ｐ１の描画開始
位置とＹ軸方向の走査間隔を演算し、位置測定ユニット
５４へ指令を出す。なお、上記のように拡大、縮小率が
ＩＩＩである場合は、Ｙ軸方向の走査間隔は変更しない
。

試料１０がＹ軸方向へ連続移動し、最初の図形ｐ１の描
画開始位置に達すると、位置測定ユニット５４は偏向制
御ユニブト５３へ偏向開始信号を出すと共にビット変換
ユニット５２にビットパターンデータの読出し信号を出
し、図形ｐ１の描画を開始する。

この図形ｐ１の描画は通常のラスタースキャン方式によ
る描画と同様に、電子ビーム１７を走査させながら電子
ビーム１７を上記ピットパターンデータによってＯＮ、
ＯＦＦさせることにより行なわれる。

図形ｐ１の描画が終ると、ＣＰＵ４０は次の図形ｐ２の
位置情報を外部記憶手段３０から読込む。

この図形ｐ２は拡大、縮小率（８２＝　Ｏ，Ｆ３　）で
あるとすると、ＣＰＵ４Ｑは偏向制御ユニット５３にこ
れを与え、走査用の鋸歯状電圧の振巾を第５図すに示す
ように、前記拡大、縮小率（８２＝０．８）に対応させ
て変化させる。なお、この振巾の変化は、近似的に拡大
、縮小率と等しく変化させてもよいが、厳密には後述す
るように一致しない、これと同時に、ＣＰＵ４０は図形
ｐ２の図形位置Ｙ座標（ｙ２）、第３図すに示す図形情
報および拡大、縮小率（Ｓ２＝０．８）からＹ軸方向に
おける図形ｐ２の描画開始位置とＹ軸方向の走査間隔を
演算し、位置測定ユニット５４へ指令を出す。

第６図すは拡大、縮小率（８２＝　Ｏ，ｇ　）である上
記図形ｐ２の描画開始位置お工び走査間隔と走査方向寸
法を示すものであり、第６図ａは拡大、縮小率（８１＝
　１　）である上記図形ｐ１の描画開始位置および走査
間隔と走査方向寸法を示すものである。

拡大、縮小率Ｓが“１１の場合は、第６図ａに示すよう
に荷電ビーム１７の太さを表わす円＋７３の直径を単位
として上記描画開始位置（ｙｌｌ）および走査間隔（３
’１ｌ−Ｙ１２）と走査方向寸法ｔ１に関係する走査巾
とが決定されるが、拡大、縮小率Ｓがａｌｌでない場合
、例えば上記のように”ｏ、ｇ’の場合は、第６図すに
示すように、第６図ａに示した円＋７３の全数が０．８
倍の図形ｐ２中に納まるように描画開始位置（Ｙ２１）
および走査間隔（ｙ２１−Ｙ２２　）と走査巾が決定さ
れる。ここに、Ｙ軸方向の図形中心ＬＹＩＩ（Ｙ２）に
対する一描画開始位置（ｙｌｌ　１（ｙ２１）および走
査方向寸法１１，１２は拡大、縮小率Ｓに比例するが、
走査間隔（Ｙ１２−ｙｌｌ　）　、　（ｙ２１−Ｙ２２
　）および走査巾は近似的には拡大、縮小率Ｓに比例す
るが、図形ｐ２の外周部では電子ビーム１７の重なりが
ないため、厳密には比例しない。

しかして、上記図形ｐＩの描画後、試料１０がＹ軸方向
へ連続移動し、図形ｐ２の描画開始位置（ｙ２１）に達
すると図形ｐ１と同様にビット変換ユニット５２に貯え
られている基本図形のピットパターンデータを読出して
図形ｐ２の描画が開始される。このとき荷電ビーム１７
の走査巾は鋸歯状電圧が第５図すに示すように変更され
ており、かつ２回目以降の走査間隔も上記のように５更
されているため、第６図すに示すように０．８倍に縮小
された図形ｐ２が、第２図に示すように、パターンＰ内
の座標（ＸＩ、ｙ２）　（中心座標）上に描画される。

以下同様に図形ｐ３　、ｐ４・・・・・・が順次描画さ
れる。

前述した実施例は、各フレームＰａ、Ｐｂ・・・内にお
いては、各図形ＰＩ、ｐ２・・・Ｘ巾方向の中央に配列
するものとして説明したが、巾方向すなわち第２図にお
いてＸ軸方向に位置が異なっていてもよく、この場合に
は偏向制御ユニット５３によって荷電ビーム１７をＸ軸
方向へずらせるか、またばＸテーブル１１の位置を変化
させることにエリ、試料１０と荷電ビーム１７のＸ軸方
向の相対位置関係を各フレームＰａ　、Ｐｂ・・・内に
おいても変化させることによって描画することができる
。

また、前述した実施例は、第６図ａに示したように、基
本図形の図形情報を荷電ビーム１７の太さに合わせて作
成した例を示したため、これを拡大すると各走査量にす
き間を生じると共に露光不足を生ずるため、実際には縮
小のみが可能であるが、第６図すに示したように、予じ
め荷電ビーム１７の太さエリ小さい寸法を単位寸法とし
て基本図形の図形情報を作成しておけば、拡大と縮小の
いずれも可能であることは言うまでもない。

さらにま几、前述した実施例は、拡大、縮小率がＸＹ軸
の両方向に等しい相似図形の描画を例に上げて説明した
が、拡大、−縮・小車がＸ軸方向とＹ軸方向とで異なっ
ていてもよく、さらに基本図形が数種あり、これらを選
択して用いるようにしてもよい等、種々変更可能である
。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、基本図形に対しＸＹ
軸方向のいずれか一方または両方へ拡大または縮小した
複数種の図形を、該基本図形の図形情報のみによって描
画することができ、描画用データ全減少させることがで
きると共に、上記図形の拡大または縮小を荷電ビームの
描画開始位置、走査巾および走査間隔の変更によって行
なうため、スケーリング描画のように描画を中断するこ
となく行なうことができ、さらに拡大または縮小率は荷
電ビームの走査巾と走査間隔の分解能を単位として行な
うことができるため微細に調整可能である等の利点を有
し、特にわずかずつ寸法が異なる類似図形を多数配列し
たパターンの描画において非常に大きな効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いた荷電ビーム描画装置の概
要構成全示す図、第２図は本発明に工って描画するパタ
ーンの一例を示す図、第３図ａ、ｂは本発明の描画に用
いる描画用データの一例を示す図、第４図は図形情報の
データ表現の一例を示す図、第５図ａ、ｂは荷電ビーム
を走査するための鋸歯状電圧を示す図、第６図ａ、ｂは
描画状態を示す図である。 ・・・Ｘテーブル、　　１２・・・Ｙテーブル、１４・
・・Ｘ反射ミラー　　１５・・・Ｘレーザ測長器、１７
・・・荷電ビーム（電子ビーム）、２１・・・ブランキ
ング電極、　　２３・・・偏向電極、Ｐ・・・パターン
、ＰａＡ−Ｐｅ・・・フレーム、ｐ１〜ｐｌＯ・・・図
形。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基本図形に対しＸＹ軸方向のいずれか一方または両方へ
   拡大または縮小した複数種の図形を配列したパターンを
   描画するに際し、前記基本図形を表わす描画用の図形情
   報と、前記複数種の図形の配列位置および基本図形に対
   する拡大または縮小率を含む位置情報とを与え、各図形
   毎に描画開始位置、荷電ビームの走査巾および走査間隔
   を前記位置情報によって制御すると共に、前記図形情報
   によって荷電ビームのＯＮ、ＯＦＦを行なって描画する
   ことを特徴とする荷電ビーム描画方法。