JPH04176114A - ステップアンドリピート方式荷電粒子ビーム描画方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子ビームやイオンビームを用いて、材料上
に所定のパターンを描画する、ステップアントリピー１
・方式荷電粒子ビーム描画方法に関する。

（従来の技術） 例えば、ステップアントリピー１・方式の電子ビーム描
画においては、描画データを電子ビームの偏向によって
のみ描画を行う範囲（フィールド）に分割し、このフィ
ールド毎に材料を間欠的に移動させ、材料が停止してい
るときに、各フィールドに含まれているパターンの描画
を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 第４図は、点線で囲まれた２つのフィールドＦ１、Ｆ２
と、そのフィールドに含まれるパターンを示している。

この中で、パターンＰ１はその全部がフィールドＦ１の
中に含まれ、パターンＰ５は、その全部がフィールドＦ
２の中に含まれている。また、パターンＰ２．Ｐ３．Ｐ
４は、両方のフィールドに跨がって配置されている。こ
のようなパターンの描画に当たっては、まず、両フィー
ルドに跨かったパターンＰ２．Ｐ３．Ｐ４のデータは、
各フィールド毎のパターンＰ２１．　　Ｐ２２＋　　Ｐ
３＋＋　　Ｐ３２＋　　Ｐ４１＋　　Ｐ　４２に分割さ
せられる。そして、フィールドＦ、に含まれるパターン
を描画するときには、フィールドＦ１の中心と電子ビー
ムの光軸とか一致するように材料が移動させられる。そ
の後、パターンデータに基づいて、パターンＰ、。

”　２１＋　　Ｐ　３１＋　　Ｐ４１＋　が描画される
。次に、材料をフィールドの一辺の長さ分移動させ、フ
ィールドＦ２の中心と光軸とを一致させる。そして、パ
ターンデータに基づき、パターンＰ　２２＋　　Ｐ　３
２＋　　Ｐ　４□。

Ｐ５の描画を行う。

このような描画方法では、フィールド毎の描画を行うた
め、隣り合ったフィールドに跨がったパターンは分割さ
せられ、それぞれの属するフィールドで描画が行われる
。ところが、分割させられたパターンのそれぞれの描画
の間には、祠籾（ステージ）の機械的な移動のステップ
が入る。この材料の機械的な移動は、無視し得ない移動
誤差を生むことかあり、その結果、分割パターンの４７
ｊｉ画は、第５図に示すように、フィールド境界部でパ
ターンのずれが生じることになる。このずれは、パター
ンの縁部で二重露光となって現れたり、また、移動誤差
の内容により、分割パターンの接続か出来ず、フィール
ド境界部でパターンの離れが生じ、実際には単一のパタ
ーンとすべきものが、実質的には２つのパターンとなっ
てしまうこともある。このパターンの離れなどは描画に
基づいて製作されたデバイスの性能上好ましくなく、特
に、フィールド境界のパターンの離れが生じると、この
描画か行われたチップなどは完全な不良品となってしま
う。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その
］」的は、フィールドに跨がったパターンの繋ぎをスム
ースに、滑らかに行うことができるステップアントリピ
ー１・方式荷電粒子ビーム描画＝　　３　− 方法を実現するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明に基づくステップアントリピー１・方式荷電粒子
ビーム描画方法は、被描画材料をフィールド毎に間欠的
に移動させ、材料が停止しているときに材料上の所定フ
ィールドのパターンを荷電粒子ビームで描画するように
したステップアントリピー１・方式の荷電粒子ビーム描
画方法において、パターンデータの内、隣り合ったフィ
ールドに跨がって描画されるパターンについては、フィ
ールド毎のパターンデータをそれぞれ２種のパターンデ
ータに分け、その一方のパターンデータは隣り合ったフ
ィールドに、フィールド境界から所定距離はみ出したデ
ータとし、他方のパターンデータは、フィールド境界か
ら所定距離短くしたパターンデータとすると共に、それ
ぞれ分けられたパターンの描画に際しての荷電粒子ビー
ムのドーズ量をパターンの分割数に応じて減少させたこ
とを特徴としている。

（作用） 本発明に基づくステップアントリピー１・方式荷電粒子
ビーム描画方法においては、パターンデータの内、隣り
合ったフィールドに跨がって描画されるパターンについ
ては、フィールド毎のパターンデータをそれぞれ２種の
パターンデータに分け、その一方のパターンデータは隣
り合ったフィールドに、フィールド境界から所定距離は
る出したデータとし、他方のパターンデータは、フィー
ルド境界から所定距離短くしたパターンデータとすると
共に、それぞれ分けられたパターンの描画に際しての荷
電粒子ビームのドーズ量をパターンの分割数に応じて減
少させ、フィールド境界部におけるパターンの繋ぎをス
ムーズに行う。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図は本発明を実施するための可変面積型電子ビー
ム描画装置の一例を示している。

１は電子ビームＥＢを発生する電子銃であり、該電子銃
１から発生した電子ビームＥＢは、照明レンズ２を介し
て第１成形アパーチヤ３上に照射される。第１成形アパ
ーチヤの開口像は、成形レンズ４により、第２成形アパ
ーチヤ６」二に結像されるが、その結像の位置は、成形
偏向器５により変えることができる。第２成形アパーチ
ヤ６により成形された像は、縮小レンズ７、対物レンズ
８を経て描画材料１０上に［；α射される。描画材料１
０への照口・１位置は、位置決め偏向器９により変える
ことができる。

１１はコンピュータであり、コンピュータ１１は夕１部
メモリ（図示せず）からのパターンデータをパターンデ
ータメモリ］２に転送する。パターンデータメモリ］２
からのパターンデータはパターン分割器１３に供給され
る。パターン分割器からの描画データに応じた信号は、
成形偏向器５を制御するＤＡ変換器１４、位置決め偏向
器９を制御するＤＡ変換器１５、電子銃１から発生した
電子ビームのブランキンクを行うブランキング電極１−
６を制御するブランキングコントロール回路１７にＣ供
給される。更に、コンピュータ１１は、材料のフィール
ド毎の移動のために、材料か載せられたステージ１８の
駆動機構１−９を制御する。このような構成の電子ビー
ム描画装置の動作は次の通りである。

第２図に示したパターンの描画を行う場合を例に説明す
ると、コンピュータ１１は、まず、フィールドＦ１に含
まれるパターン（Ｐ＋　、Ｐ２＋１　Ｐ３１＋　　Ｐｄ
２）の描画を行うため、フィールドＦ１の中心と光軸と
が一致するように、材料ステージ１８を制御する。その
後、フィールドＦ１に含まれるパターンデータがパター
ン分割器］３に供給される。パターン分割器１３におい
ては、フィールドＦ１内に完全に含まれているパターン
Ｐ１については特別な分割処理は行イフす、データに基
づいて、ＤＡ変換器１４とＤＡ変換器１５を制御し、成
形偏向器５を用いて電子ビームを必要な形状に成形し、
その成形ビームを位置決め偏向器９を用いて材料の所定
の位置に照射する。このとき、ブランキング電極］６と
ブランキングコントロール回路１７による材料への電子
ビームの照射時間（電子ビームのドース量）は、材料上
のレジストの露光に必要な基本的な時間とされている。

次に、パターンＰ２１＋　　Ｐ３１＋　　Ｐｄ２のよう
に、フィールドに跨かって描画されるパターンのフィー
ルドＦ１内に含まれるパターンについては、パターン分
割器１３は、それぞれのパターンを２つのパターンに分
割する。この分割の基本的な仕方について、第２図を用
いて説明する。第２図（ａ）は、フィールド境界Ｂ（点
線で示す）に跨がって描画されるパターンＰを示してお
り、このパターンＰは、まず第２図（ｂ）に示すように
フィールド毎の２つのパターンＰ、、Ｐ、に分割させら
れる。一方のフィールドに含まれるパターンＰ、の描画
に当たっては、パターン分割器］３は、Ｐ。

のパターンデータを第２図（ｃ）と（ｄ）に示す２つの
パターンＰ、、、Ｐ、２とに分割する。Ｐ８１は、パタ
ーンＰ、に対し、フィールド境界Ｂから距離Ωたけ短く
されたパターンであり、Ｐ、２は、パターンＰ、に対し
、フィールド境界Ｂから距離ｇたけ長くされたパターン
である。この距離Ωのデータは、予めコンピュータ１１
からパターン分割器ｑ　　　− 一　　８　− ］３に与えられている。この分割されたパターンＰＩ、
のデータに基づいて、ＤＡ変換器１４を介して成形偏向
器５に偏向信号が供給され、パターンＰ、の描画用に電
子ビームが成形される。更に、ＤＡ変換器１５を介して
位置決め偏向器９には、パターンＰａｌの描画位置に電
子ビームが照射されるような偏向信号が供給される。

次に、分割されたパターンＰ、２のデータに基づいて、
ＤＡ変換器１４を介して成形偏向器５に偏向信号が供給
され、パターンＰａ２の描画用に電子ビームが成形され
る。更に、ＤＡ変換器］５を介して位置決め偏向器９に
は、パターンＰ、２の描画位置に電子ビームが照射され
るような偏向信号が供給される。

上述したステップで一方のフィールド（図中左側）の描
画か終了した後、材料が移動され、他方のフィールド（
図中右側）の描画が開始される。

この他方のフィールドに含まれるパターンＰｂの描画に
当たっては、パターン分割器１３は、Ｐ。

のパターンデータを第２図（ｅ）と（ｆ）に示す２つの
パターンＰｂｌ＋　　Ｐ　ｂ２とに分割する。Ｐゎ、は
、パターンＰ、に対し、フィールド境界Ｂから距離ρた
け短くされたパターンであり、Ｐｂ２は、パターンＰ、
に対し、フィールド境界Ｂから距離ｇだけ長くされたパ
ターンである。この距離βのデータは、予めコンピュー
タ１１−からパターン分割器］３にｔｊ−えられている
。この分割されたパターンＰ５．．のデータに基づいて
、ＤＡ変換器１４を介して成形偏向器５に偏向信号が供
給され、パターンＰ５．の描画用に電子ビームが成形さ
れる。更に、ＤＡ変換器１５を介して位置決め偏向器９
には、パターンＰｂｌの描画位置に電子ビームが照射さ
れるような偏向信号か供給される。

次に、分割されたパターンＰｂ２のデータに基づいて、
ＤＡ変換器］４を介して成形偏向器５に偏向信号が供給
され、パターンＰｂ２の描画用に電子ビームか成形され
る。更に、ＤＡ変換器１５を介して位置決め偏向器９に
は、パターンＰｈ２の描画位置に電子ビームか照射され
るような偏向信号が供給される。

このように異なったフィールドに跨がって配置されるパ
ターンＰについては、各フィールド毎に２つのパターン
に分割されて描画される。この各描画時の４４料への電
子ビームの照射時間（電子ビームのドーズ量）は、材料
上のレジストの露光に必要な基本的な時間の］／２とさ
れている。第３図（ａ）は、パターンＰ３１の描画の時
、第３図（ｂ）は、パターンＰ、２の描画の時、第３図
（ｃ）は、パターンＰｂｉの描画の時、第３図（ｄ）は
、パターンＰｂ２の描画の時のドーズ量を示している。

このようなドーズ量での４回の露光を行うと、最終的に
は、第３図（ｅ）に示すように、パターンＰの露光に必
要なドーズ量となる。このような描画を行うことにより
、フィールド境界Ｂて分割された小パターンＰｓ、Ｐ５
の繋ぎをスムーズに行うことができ、繋ぎ部分で極端な
重なりが生じたり、パターンの接続ができなくなるよう
なことは防市され、この描画により、所望性能のデバイ
スの製作を行うことができる。

さて、第３図のパターンの描画に戻って説明をすると、
フィールドに跨かったパターンの内、各フィールドに含
まれるパターンの描画は、上述した第２図のパターンの
描画と同様なステップで行われる。すなわち、フィール
ドＦ、、Ｆ２の両方に跨がったパターンの各フィールド
毎の小パターンＰ　２１．　　Ｐ　３１＋　　Ｐ　４□
そして、Ｆ２゜、Ｆ３２．Ｆ４２は、それぞれパターン
分割器］３によってフィールド境界から一定距離短くさ
れたパターンと一定距離長くされたパターンとに分割さ
れる。このようにして分割されたパターンの描画時には
、ブランキングコントロール回路］７からブランキング
電極１６にｔｊ給されるブランキング信号は、パターン
照射時間が基本時間の］／２となるようにコントロール
される。そして、この分割パターンの描画は、パターン
に応じて成形偏向器５に供給される偏向信号を変化させ
、そして、パターンに応じて位置決め偏向器９への偏向
信号を変化させることによって実行される。フィールド
Ｆ１に含まれるパターンＰ、　、　　Ｐ２＋、　　Ｆ３
１．　　Ｆ４１の描画が全て終ｒすると、コンピュータ
１］は、駆動機構１９を制御し、ステージ１８をフィー
ルドの一辺の長さ分移動させ、フィールドＦ２の中心と
電子ビーム光軸とを一致させる。その後、フィールドＦ
２内の各パターンＰ２□、　　Ｆ３２．　　Ｆ４２．　
　Ｆ５の描画が前述したと同様の方法で行われる。

以」二本発明の詳細な説明したが、本発明はこの実施例
に限定されない。例えば、可変面積型の電子ビーム描画
装置を例に説明したが、細く絞った電子ビームを材料上
で走査し、パターンを塗りつぶす方式の描画装置にも本
発明を適用することができる。また、電子ビーム描画装
置のみならず、イオンビーム描画装置にも本発明を用い
ることができる。そして、レジス］・を露光する場合以
外にも、イオンの注入の場合にも使用することができる
。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に基づくステップアントリ
ピー１・方式の荷電粒子ビーム描画方法においては、パ
ターンデータの内、隣り合ったフィールドに跨がって描
画されるパターンについては、フィールド毎のパターン
データをそれぞれ２種のパターンデータに分け、その一
方のパターンデータは隣り合ったフィールドに、フィー
ルド境界から所定距離はみ出したデータとし、他方のパ
ターンデータは、フィールド境界から所定距離短くした
パターンデータとすると共に、それぞれ分けられたパタ
ーンの描画に際しての荷電粒子ビームのドース量をパタ
ーンの分割数に応して減少させるように（７たので、フ
ィールド境界部におけるパターンの繋ぎをスムースに行
うことかでき、繋ぎ部分で極端な重なりが生したり、パ
ターンの接続かできなくなるようなことは防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するための電子ビーム描
画装置の一例を示す構成図、第２図は、フィールドに跨
がったパターンの分割の様子を示す図、第３図は、分割
されたパターンの描画の際のドース量を示す図、第４図
は、ステップアンドリピート方式の描画を説明するため
の図、第５図は、フィールドに跨がったパターンの繋ぎ
を説明するための図である。 ］・・電子銃　　　　　２・照明レンズ３．６　　成形
アパーチャ ４・成形レンズ　　　５，９・・偏向器７・縮小レンズ
　　　８・対物レンズ コ０・材料　　　　　１１　コンピュータ］２・データ
メモリ　］３・パターン分割器１．４．１５・・ＤＡ変
換器 １６・ブランキング電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被描画材料をフィールド毎に間欠的に移動させ、材料が
   停止しているときに材料上の所定フィールドのパターン
   を荷電粒子ビームで描画するようにしたステップアンド
   リピート方式の荷電粒子ビーム描画方法において、パタ
   ーンデータの内、隣り合ったフィールドに跨がって描画
   されるパターンについては、フィールド毎のパターンデ
   ータをそれぞれ２種のパターンデータに分け、その一方
   のパターンデータは隣り合ったフィールドに、フィール
   ド境界から所定距離はみ出したデータとし、他方のパタ
   ーンデータは、フィールド境界から所定距離短くしたパ
   ターンデータとすると共に、それぞれ分けられたパター
   ンの描画に際しての荷電粒子ビームのドーズ量をパター
   ンの分割数に応じて減少させたことを特徴とするステッ
   プアンドリピート方式荷電粒子ビーム描画方法。