JPH03116922A - 電子ビーム露光方法 - 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】 〔概要〕 電子ビーム露光方法に関し、 描画処理時間の短縮を図りつつ、なおかつ非矩形パター
ンの斜辺をスムーズに描画できる電子ビーム露光方法を
提供することを目的とし、請求項１記載の発明は、電子
銃からの電子ビームを矩形電子ビームに成形し、パター
ン発生手段により該矩形電子ビームの大きさを可変とし
つつ、露光パターンを矩形へ分割して順次描画する電子
ビーム露光方法において、前記パターン発生手段の処理
工程は、露光パターンの形状が非矩形パターンであると
き、該非矩形パターンの斜辺部分は同一ビームサイズで
連続して描画し、斜辺の頂点部分はビームサイズを斜辺
部分より小さ（して描画し、さらに斜辺部分以外は、少
なくとも斜辺部分のビームサイズより大きいビームサイ
ズで描画するようにしたことを特徴とするように構成し
、請求項２記載の発明は、電子銃からの電子ビームを矩
形電子ビームに成形し、パターン発生手段により該矩形
電子ビームの大きさを可変としつつ、露光パターンを矩
形に分割して順次描画する電子ビーム露光方法において
、前記パターン発生手段の処理工程は、ビームスキャン
方向は可能な限り最大ビームサイズに近い値で、非スキ
ャン方向には斜辺のエツジに対応・して可能な限り小さ
いビームサイズで描画することを特徴とするように構成
する。

〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子ビーム露光方法に係り、詳しくは、可変
矩形電子ビーム露光を行うときに、斜辺のスムーズを落
とすことなくかつ、処理時間の短縮を図れる非矩形図形
の描画を行う電子ビーム露光方法に関する。

ＬＳＩマスク製作には電子ビーム描画装置を用いること
が現在の主流である。光学式パターンジェネレータと比
較して、描画速度が速く高スループツト、かつ微細パタ
ーン描画が可能で精度も高い。したがって、サブミクロ
ン領域に限らず、本来は光学式で可能なミクロン領域の
マスク描画にも一般的に使用されている。また、近時は
ガウス形や固定成形ビームのみならず、成形アパーチャ
で矩形スポット状にした可変成形ビームによりパターン
を矩形に分割して順に露光することで、スループットの
向上を図ることが行われている。

〔従来の技術〕

矩形電子ビームの大きさを可変とし、種々のパターンを
描画する可変矩形電子ビーム露光装置において、非矩形
パターン（特に三角形）の描画をする場合、従来は、第
６図のように非矩形パターン１を細長い短冊状の小さな
矩形パターン２１に分割し、矩形パターン２１の長さを
順次変えながら非矩形パターン１の斜辺に沿うように移
動しながら描画している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の電子ビーム露光方法に
あっては、非矩形パターン１を細長い短冊状の矩形パタ
ーン２１に分割しているため、矩形電子ビームのショツ
ト数が増え、処理時間の増大を招くという問題点があっ
た。なお、可変矩形電子ビーム露光方式の処理時間は、
ショツト数にほぼ比例する。

一方、かかる不具合なｙ決をするための方法として、従
来例えば第７図に示すように、非矩形パターンｌについ
て大きい矩形パターン３ａ〜３ｃ（但し、最大ビームサ
イズを超えない範囲）でショットし、残りの小三角形部
分のみ第６図と同じ方法で小さいビームサイズによりシ
ョットして処理時間の短縮を図ることも行われている。

具体的な描画方法は、まず非矩形パターン１の大きさが
Ｘ２．Ｙ２なる座標データにより入力されると、これか
らＸ、Ｙ方向のビームサイズを決定しているショットサ
イズメモリをアクセスしてショットサイズ（矩形の大き
さ）を求める。次いで、各矩形と同じ大きさの小三角形
のスキャン方向と非スキャン方向の大きさを再度ピンチ
メモリをアクセスすることで求め、描画する。

しかしながら、この方法ではスループットは向上するが
、三角形と矩形のつなぎ部（第７図中のＡ、Ｂの部分）
ではビームサイズの変化が大きく、非矩形パターン１の
斜辺がスムーズに描画されないという新たな問題点が発
生していた。すなわち、この方法だと、小三角形と小三
角形とのつなぎ部Ａ、Ｂはビームサイズの変化が大きく
、電子ビーム照射によるレジストの温度上昇等の挙動が
異なりスムーズなエツジが形成できない。例えば、最大
ビームサイズ３．０μｍ、非スキャン方向の大きさが０
．２μｍのときであると、０．２　Ｘ　０．２μｎ＋　
＝０．０４　ｐ　ｍ２と、３．ＯＸ　Ｏ，２μｍ　＝　
０．６μｍ”であるから１５培も大きさが異なることに
なる。

そこで本発明は、描画処理時間の短縮を図りつつ、なお
かつ非矩形パターンの斜辺をスムーズに描画できる電子
ビーム露光方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による電子ビーム露光方法は上記目的を達成する
ため、請求項１記載の発明は、電子銃からの電子ビーム
を矩形電子ビームに成形し、パターン発生手段により該
矩形電子ビームの大きさを可変としつつ、露光パターン
を矩形へ分割して順次描画する電子ビーム露光方法にお
いて、前記パターン発生手段の処理工程は、露光パター
ンの形状が非矩形パターンであるとき、該非矩形パター
ンの斜辺部分は同一ビームサイズで連続してＦＦｉ画し
、斜辺の頂点部分はビームサイズを斜辺部分より小さく
して描画し、さらに斜辺部分以外は、少なくとも斜辺部
分のビームサイズより大きいビームサイズで描画するよ
うにしている。

また、請求項２記載の発明は、電子銃からの電子ビーム
を矩形電子ビームに成形し、パターン発生手段により該
矩形電子ビームの大きさを可変としつつ、露光パターン
を矩形に分割して順次描画する電子ビーム露光方法にお
いて、前記パターン発生手段の処理工程は、ビームスキ
ャン方向は可能な限り最大ビームサイズに近い値で、非
スキャン方向には斜辺のエツジに対応して可能な限り小
さいビームサイズで描画するようにしている。

〔作用〕

本発明では、非矩形パターンの斜辺部分は同一のビーム
サイズで連続して描画され、斜辺の頂点部分はビームサ
イズを斜辺部分より小さくして、さらに、斜辺部分以外
は少なくとも斜辺部分のビームサイズより大きいビーム
サイズで描画される。

また、ビームスキャン方向は可能な限り最大ビームサイ
ズに近い値で、非スキャン方向には斜辺のエツジに対応
して描画可能な限り小さいビームサイズで描画すること
も行われる。

したがって、斜辺以外は大きいビームサイズでショット
され、描画処理時間の短縮を図りつつ、斜辺もビームサ
イズの変化が小さくスムーズに描画できる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明に係る電子ビーム露光方法の第１実
施例を示す図である。第１図は電子ビーム露光方法を行
う装置の構成図であり、この図において、１１はＣＰＵ
を含む制御用計算機で電子ビーム露光に必要な各種の演
算処理を行うもの、１２は露光に必要な各種のデータを
格納している磁気ディスク、１３は同じく磁気テープ、
１４はインターフェース回路、１５はデータメモリ、１
６はパターン発生部、１７はパターン補正部、１８〜２
０はＤ／Ａコンバータおよび増幅器を含む変換部で、そ
れぞれビームサイズを決めたり、副偏向、主偏向を行う
ための駆動信号を発生するもの、２Ｉは電子銃、２２は
ビームサイズ用偏向器、２３は副偏向器、２４は主偏向
器、２５は電子光学カラム、２６は試料を載置している
試料台２６である。

電子銃２１からの電子ビームはビームサイズ用偏向器２
２により矩形に成形され、その後矩形電子ビームの大き
さを可変としつつ対象となる露光パターンを矩形に分割
して順次露光されるが、この処理はパターン発生部１６
およびパターン補正部１７により行われる。非矩形パタ
ーンｌおよびパターン補正部Ｉ７はパターン発生手段２
７を構成しており、その詳細なブロック構成は第２図の
ように示される。第２図において、パターン発生手段２
７はレジスタ（ＲＥＧ）３１〜３６、加算器３７．３８
、切替器３９〜４１、制御信号発生回路４２、Ｘピッチ
メモリ４３、Ｙピッチメモリ４４および非矩形ピッチメ
モリ４５により構成される。露光パターンの形状は形状
コードとして制御信号発生回路４２に入力され、制御信
号発生回路４２は形状コードに基づいて所定の制御信号
を発生して切替器３９〜４１およびレジスタ３５．３６
に出力する。また、露光パターンの大きさは入力図形Ｘ
２、Ｙ２をアドレスとしてレジスタ３３．３４に保持し
、その後Ｘピッチメモリ４３およびＹピッチメモリ４４
をアクセスして矩形（あるいは小三角形）の大きさを求
める。一方、入力図形に対する描画の始点アドレスＸ１
、Ｙｌはレジスタ３１．３２にそれぞれに保持され、そ
の後レジスタ３５．３６をそれぞれ介して加算器３７．
３８に送られる。一方、Ｘピッチメモリ４３〜４５のア
クセスデータは制御信号発生回路４２からの制御信号に
基づき切替器４０．４１で切り替えられてピッチＸ、ピ
ッチＹとなり、これらが加算器３７．３８でレジスタ３
５．３６からのデータと加算されて最終的にそのときの
描画位置Ｐｘ、Ｐｙが決定される。また、切替器４０．
４１を通したデータはそれぞれビームサイズＳ　Ｘ　％
ビームサイズ固定として出力され、変換部１８を介して
ビームサイズ用偏向器２２に送られる。なお、制御信号
発生回路４２からの制御信号に基づき切替器３９はレジ
スタ３３又はレジスタ３４のデータを切り替えて非矩形
ピッチメモリ４５に出力する。

以上の構成において、従来例と同様に露光パターンが第
３図に示すように非矩形パターン１である場合の描画方
法を説明する。

まず、非矩形パターン１の斜辺部分を平行四辺形５１お
よび小三角形５２に分けて描画する。具体的には、非ス
キャン方向のビームサイズは、斜辺部をスムーズにする
ためには出来るだけ小さいほうがよいが、スループット
と斜辺のスムーズさとの兼ね合いから、限界が求まる。

ここでは前述のように、最大ビームサイズ３．０μｍ１
非スキャン方向の大きさ０．２μｍの場合を考える。例
えば、大きさ８．４μｍの三角形を考えた場合、スキャ
ン方向のビームサイズは８．４μｍを最大ビームサイズ
３．０μｍで割った２、８に対して、３シヨツトで描画
することとしてもショツト数を少なくし処理時間を短縮
する。つまり、８．４　／３　＝　２．８μｍのビーム
サイズの矩形パターン５３ｉでショットする。

次いで、２．８　Ｘ　Ｏ，２μｉのビームサイズ固定の
矩形パターン５３ｉで三角形である非矩形パターンｌの
斜辺を描画していき、最後の頂点部分はビームサイズを
変化させて描画する。その後、残った内側の部分を従来
例の第７図と同様の方法により大きい矩形パターン５４
を含んで同様に描画する。なお、平行四辺形５１の部分
は斜辺が平行なので同一のビームサイズである矩形パタ
ーン５３ｉで順次描画する。この場合、スキャン方向の
大きさが、例えば第３図とは異なり３シヨツト以上の場
合は中側を大きい矩形ビームで描画すれば、より一層の
処理時間の短縮が可能になる。

このように本実施例では、入力された三角形（非矩形パ
ターン１に相当）をスキャン方向に等分割して斜辺のビ
ームサイズを決め、斜辺については同一のビームサイズ
で描画しているので、斜辺部分がスムーズに描画形成さ
れる。なおかっ、三角形で最も重要な（精度を必要とす
る）斜辺部分を先（又は後でもよしへ）に連続して描画
するので、エツジのスムーズな図形が形成される。さら
に、斜辺以外の必要部分は大きい矩形パターン５４で描
画するので、処理時間の短縮も図ることができる。

以上は、斜辺を同一ビームサイズで描画する際に、入力
図形の大きさに関係したビームサイズで斜辺を描画する
場合であるが、これに限らず、例えば入力図形の大きさ
に関係なく一定のビームサイズで斜辺を描画するように
してもよい。この場合は、第３図と同様に斜辺を同一ビ
ームサイズで描画していくが、このとき、斜辺を描画し
ていくビームサイズは入力図形の大きさに関係なく、常
に一定の大きさで描画していき、最後の頂点部分はビー
ムサイズを変化させて描画する。次に、斜辺を除いた部
分は従来の方法と同様な方法で描画する。斜辺は入射電
子ビームの熱による影響又は近接効果があまり及ばない
程度のビームサイズ（例えば２μｍ程度）にして、描画
する。このようにしても、同様の効果がある。

次に、第２実施例として斜辺を最大ビームサイズの半分
を越えないビームサイズで描画する場合について説明す
る。第４図に示すように三角形である非矩形パターンｌ
の下側の斜辺と次の小三角形５５とを合わせた両者の斜
辺部分については、スキャン方向の長さの半分の大きさ
となるように矩形パターン５６ｉのビームサイズを変え
ながら順次描画していく。非矩形パターン１の最後の頂
点部分と斜辺を除いた矩形パターン５４の部分は上記実
施例と同様に描画する。このようにすると、ショツト数
は第１実施例と変わらずに済む他、ビームサイズもそれ
ほど急激に変化することなく、スムーズに斜辺を描画で
きる。

上記各実施例は斜辺の角度が４５度あるいはＸ軸、Ｙ軸
に対して４５度の場合について説明したが、４５度以外
の任意角度の図形にも本発明は適用可能である。

第５図は本発明の第３実施例を示す図であり、４５度以
外の所定角度の非矩形パターン６１である三角形を描画
する場合、ます長辺方向の分割数に基づいて短辺方向の
分割数も決める。その後、短辺方向のビームサイズを決
め、このビームサイズの矩形パターン６２ｉで斜辺をス
キャンし、最後の頂点部分はビームサイズを変えて描画
する。その後、残った部分は大きい矩形パターン６３を
含んで上記実第１実施例と同様の方法で描画する。した
がって、このような任意角度の非矩形パターン６１につ
いても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、非矩形パターンの斜辺はビームサイズ
の変化が小さくスムーズに精度良く描画できるとともに
、描画時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る電子ビーム露光方法の第１実
施例を示す図であり、 第１図はその方法を実現する装置の構成図、第２図はそ
のパターン発生手段の詳細なブロック図、 第３図はその描画パターンを示す図、 第４図は本発明に係る電子ビーム露光方法の第２実施例
の描画パターンを示す図、 第５図は本発明に係る電子ビーム露光方法の第３実施例
の描画パターンを示す図、 第６図は従来の描画パターンを示す図、第７図は従来の
他の描画パターンを示す図である。 １・・・・・・非矩形パターン、 １１・・・・・・制御用計算機、 １２・・・・・・磁気ディスク、 １３・・・・・・磁気テープ、 １４・・・・・・インターフェース回路、１５・・・・
・・データメモリ、 １６・・・・・・パターン発生部、 １７・・・・・・パターン補正部、 １８〜２０・・・・・・変換部、 ２１・・・・・・電子銃、。 ２２・・・・・・ビームサイズ用偏向器、２３・・・・
・・副偏向器、 ２４・・・・・・主偏向器、 ２５・・・・・・電子光学カラム、 ２６・・・・・・試料台、 ２７・・・・・・パターン発生手段、 ３１〜３６・・・・・・レジスタ、 ３７．３８・・・・・・加算器、 ３９〜４１・・・・・・切替器、 ４２・・・・・・制御信号発生回路、 ４３・・・・・・Ｘピッチメモリ、 ４４・・・・・・Ｙピッチメモリ、 ４５・・・・・・非矩形ピッチメモリ、５１・・・・・
・平行四辺形、 ５２．５５・・・・・・小三角形、 ５３　ｉ　、５６　ｉ　、５４．６３．６２ｉ・・・・
・・矩形パターン、６１・・・・・・非矩形パターン。 １：鼻矩形パターン ５１ｉ平行四辺形 ５２：小三角形 ５３ｉ、５４：矩形パターン 第１実施例の描画パターンを示す間 第３図 第２実施例の描画パターンを示す間 第 図 第３実施例の描画パターンを示す口 筒５図 従来の描画パターンを示す図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子銃からの電子ビームを矩形電子ビームに成形
   し、 パターン発生手段により該矩形電子ビームの大きさを可
   変としつつ、露光パターンを矩形へ分割して順次描画す
   る電子ビーム露光方法において、 前記パターン発生手段の、処理工程は、露光パターンの
   形状が非矩形パターンであるとき、該非矩形パターンの
   斜辺部分は同一ビームサイズで連続して描画し、 斜辺の頂点部分はビームサイズを斜辺部分より小さくし
   て描画し、 さらに斜辺部分以外は、少なくとも斜辺部分のビームサ
   イズより大きいビームサイズで描画するようにしたこと
   を特徴とする電子ビーム露光方法。
2. （２）電子銃からの電子ビームを矩形電子ビームに成形
   し、 パターン発生手段により該矩形電子ビームの大きさを可
   変としつつ、露光パターンを矩形に分割して順次描画す
   る電子ビーム露光方法において、 前記パターン発生手段の処理工程は、ビームスキャン方
   向は可能な限り最大ビームサイズに近い値で、 非スキャン方向には斜辺のエッジに対応して可能な限り
   小さいビームサイズで描画することを特徴とする電子ビ
   ーム露光方法。