JPH05217869A - 電子線描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 描画パタ−ンの輪郭精度、とくに狭い間隔を
おいた二つの描画パタ−ンの隣接部の輪郭精度を向上し
た電子線描画装置を提供する。 【構成】 描画パタ−ンを分解して得られる基本図形に
輪郭部を設け、基本図形の隣接辺の短い方の輪郭部を省
略し、電子線照射により各輪郭部に与えるエネルギ付与
量を中央部より高めるようにする。また、上記輪郭部情
報を基本図形の形状、位置情報等と共にファイル化す
る。また、電子線の加速電圧により上記エネルギ付与量
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】半導体など本発明は電子線描画装
置に関わり、ＩＣ，ＬＳＩ等の複雑、精緻なパタ−ン図
形の描画精度を向上した電子線描画装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子線描画装置においては、多角
形等の複雑なパタ−ン図形を矩形、台形、平行四辺形等
の基本パタ−ンに分解してファイルに格納して順次描画
制御系へ転送し、照射する電子線エネルギ密度を各基本
パタ−ンの中心部では周辺の輪郭部より低く設定して描
画するようにしていた。

【０００３】しかしながら、上記輪郭部が接する部分で
は上記電子線エネルギ密度が過大となって描画精度を劣
化させるので、いくつかの改良方法が提案されていた。
すなわち、特開昭６２−２５７７２４号公報には、上記
分割部に照射する電子線のエネルギをブランキングによ
り補正することが開示されている。また、特開昭５９−
１１９８３４号公報には、上記基本パタ−ンの形状を予
め変えて上記重なり部の形状を補正することが開示され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、上記基本パタ−ンが微小な間隙をおいて隣接する場
合に、各輪郭部に照射される電子線エネルギの影響が間
隙部におよび、間隙部の輪郭がぼけるという問題を十分
に改善することができなかった。上記微小間隙部の「輪
郭ぼけ」につき、図２〜８を用いて説明する。図２は微
小な間隙をおいて配置された二つの描画パタ−ン１と２
の平面図である。

【０００５】描画パタ−ン１、２の間隙部の辺５と６は
双方に照射される電子線の散乱により図２の輪郭３、４
のように拡がり、また、だれて歪んでしまう。これを近
接効果現象と呼んでいる。この原因は電子線エネルギが
散乱により拡がるためであり、このため試料上の感光剤
は電子線が照射された部分の周辺部にまで拡がって感光
する。この結果、パタ−ン間の間隙部におけるエネルギ
堆積量レベルが図３の７の上昇すると間隙部の輪郭は図
２の３、４のようにだれてしまうのである。なお、図３
は図２のａ−ａ’断面におけるエネルギ堆積量を示して
いる。

【０００６】従来装置においては、上記「だれ」の防止
するためには図４に示すように各描画パタ−ンをその輪
郭部と中心部とに分離し、中心部にくらべて輪郭部の電
子線照射によるエネルギ付与量を大きくするようにして
いた。また従来の電子線描画装置においては、描画パタ
−ンを単純な矩形、台形、平行四辺形等の基本図形に分
解してから各基本図形を順次描画するので、例えば図２
のパタ−ン１、２においては、これらを図５の１１、１
２および２１、２２のように分解し、次いで図６に示す
ように各基本図形毎に輪郭部を設け、各輪郭部に照射す
る電子線のエネルギ付与量を中心部にくらべて強くする
ようにしていた。

【０００７】この結果、例えば図６のａ−ａ’断面にお
けるエネルギ付与量は図７のようになり、これに対応す
るエネルギ堆積量は図８のようなっていた。この場合、
図６の輪郭部３６と３７が隣接するのでその部分のエネ
ルギ堆積量は図８のピ−ク３６１に示すように相対的に
大きくなり、その影響がパタ−ン間隙部に及ぶので、エ
ネルギ堆積量が７１のように増加するという問題が生じ
ていた。本発明の目的は、上記間隙部の描画精度を向上
し、さらに他の輪郭部の描画精度も向上することのでき
る電子線描画装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、隣接する基本図形のそれぞれの辺の長さを比較して
短い方の辺の輪郭部を省略するようにする。このため、
各基本図形の形状情報と位置情報と上記隣接する基本図
形の隣接辺の長さ情報とを記憶するようにし、さらに、
上記隣接辺の長さ情報を（１）隣接辺の長さが等しい場
合と、（２）隣接辺の長さが不揃いな場合と、（３）隣
接辺が存在しない場合とに区分するフラグ情報とし、
（１）と（３）の場合には輪郭部の生成を省略し、
（２）の場合には長い方の隣接辺のみに輪郭部を設ける
ようにする。また、電子線のエネルギ密度を制御して上
記各輪郭部に照射する電子線のエネルギ堆積量を制御す
るようにし、電子線の加速電圧により上記電子線のエネ
ルギ密度を制御するようにする。

【０００９】

【作用】上記隣接する基本図形の２辺の内、長い方の辺
にのみ輪郭部を設けることにより、辺の隣接部における
電子線のエネルギ堆積量が適正化される。また上記フラ
グ情報により、隣接する基本図形の２辺の大小関係を判
断して長い方の辺にのみに輪郭部が設けられる。また、
上記各輪郭部に照射する電子線のエネルギ堆積量が電子
線の加速電圧により制御される。

【００１０】

【実施例】図１は本発明による電子線描画装置の構成図
である。デイスク１０６に登録された描画パタ−ンデ−
タは制御用計算機９４からの描画開始指令にしたがいＣ
ＰＵバス９５を介して図形デ−タメモリ９６に転送され
る。また、制御用計算機９４は描画順序にしたがって図
形デ−タメモリ９６の描画パタ−ンデ−タを呼び出して
基本パタ−ンに分解し、デ−タ制御系／信号処理系９７
に描画指令を送り、本体１０２内の電子光学系の電子線
１０５を制御して描画を実行する。同時に制御用計算機
９４は、ステ−ジ制御系９８、ロ−ダ制御系９８、真空
排気系１００、電源制御系１０１等にも各描画シ−ケン
スに応じた制御指令を送る。また、本体１０２内の反射
電子センサ１０４によりステ−ジ１０３の位置や半導体
デバイス、マスク、レティクル等の試料１０７に照射さ
れる電子線の状態を検知して信号処理系９７、デ−タ制
御系９７に信号を送り、上記描画の補正を行なう。

【００１１】従来技術においては例えば図６に示すよう
に、各基本図形の輪郭部に中心部より大きな電子線照射
エネルギを付与するようにしていた。しかし、図６の３
６、３７のように輪郭部が接する部分ではエネルギ堆積
量が過大となるのでその影響により描画パタ−ン１と２
の間隙部のエネルギ堆積量レベルが上昇して描画パタ−
ンが歪むという問題があった。

【００１２】本発明では上記輪郭部の隣接を避けるた
め、例えば描画パタ−ン２の各基本図形２１、２２の輪
郭部を図９のようにする。すなわち、図６における輪郭
部３６と同３７のうち、輪郭部の短い３６を省略して上
記エネルギ堆積量が局部的に過大になる点を防止する。
描画パタ−ン１についても同様である。また、描画パタ
−ン１と２の間隙部の各輪郭部のエネルギ堆積量を他の
輪郭部のエネルギ堆積量より低め、さらに、中央部のエ
ネルギ堆積量を輪郭部のエネルギ堆積量より低めて描画
パタ−ン１と２の間隙部に堆積するエネルギ量を十分に
低下させるようにする。

【００１３】次ぎに上記輪郭部３６の省略方法について
説明する。例えば描画パタ−ン２を基本図形２１と２２
に分割する場合には、基本図形２１と２２の隣接辺の長
い方に例えばフラグ１をセットし、短い辺にはフラグ２
をセットする。フラグ１はその辺に輪郭部を設けること
を意味し、フラグ２は輪郭部を設けないことを意味す
る。図１２の５０ように隣接辺の長さが等しい場合には
双方の辺にフラグを２として双方に輪郭部を設けないよ
うにし、また、隣接辺が存在しない場合にはフラグを０
とする。フラグ０は輪郭部を設ける辺が存在しないこと
を意味する。

【００１４】本発明では上記フラグを他の基本図形デ−
タとともに例えば図１０のようなフォ−マットで表現し
てファイルする。図１０に示したファイルの最上欄には
例えば図１１のような基本図形の各辺のフラグを記載
し、第２、３欄には基準座標値ＸとＹを、また、第４、
５欄に基本図形の幅Ｗと高さＨを記載し、第６欄には上
記基本図形に対応する電子線照射エネルギ量のテ−ブル
番号を記載する。図１３は上記ファイルの作成過程を示
すフロ−チャ−トである。

【００１５】上記ファイルは図１の図形デ−タ用メモリ
９６に格納され、そのデ−タに基づいて制御用計算機９
４は描画制御系（デ−タ制御系／信号処理系９７、ステ
−ジ制御系９８）を制御して輪郭分解をする／しないを
判別し、基本図形の輪郭部（図９の３４、３７〜４３）
と中央部（図９の３５、３８）のそれぞれに指定された
エネルギが堆積されるように電子線を照射する。

【００１６】図１４は本発明における描画パタ−ン１と
同２の間隙部を含む部分の電子線エネルギ付与量を示す
図であり、図７の３１０から３７０の部分に対応してい
る。なお、本発明では上記のようにパタ−ン２の輪郭部
３６が省略されるので図７の３６０も省略される。図１
４のネルギ付与量に対応して、図１５に示すようなエネ
ルギ堆積量分布が得られる。上記輪郭部３６の省略によ
り図８の３６１に対応するエネルギ堆積量の山が図１５
の３７１のように低くなり、またその幅も狭くなるの
で、描画パタ−ン１と同２の間隙部におけるエネルギ堆
積量は７２のように低くなり、間隙部の描画歪が低減さ
れる。

【００１７】従来装置では、電子線の加速電圧を一定に
して照射時間を調整することにより上記各輪郭部や中央
部のエネルギ堆積量を制御するようにしていた。しかし
ながら、電子線のエネルギは加速電圧に比例し、また、
上記電子線のエネルギが高くなると電子線のエネルギが
試料１０６上にて拡がる範囲、すなわち露光範囲が狭く
なるので、本発明では上記各部のエネルギ堆積量を電子
線の加速電圧により調整するようにする。例えば輪郭部
３１のエネルギ堆積量３１０を加速電圧により高める
と、その輪郭の「切れ」を良くなり「だれ」が低減され
る。

【００１８】

【発明の効果】上記のように隣接する基本図形の２辺の
内、長い方の辺にのみ輪郭部を設けることによりこの部
分のエネルギ堆積量が減少するので、上記基本図形の他
の辺に及ぼす影響も低減され、これにより狭い間隔をお
いて隣接する二つの描画パタ−ンの間隙部のエネルギ堆
積レベルを低下してその部分の描画歪を低減することが
できる。

【００１９】また、隣接する基本図形の２辺の長さが等
しい場合には輪郭部を設けないようにするので、その部
分のエネルギ堆積量の増加により生じる描画歪を除去す
ることができる。また、各基本図形の情報に上記隣接辺
情報を加えて一括記憶することにより、上記基本図形隣
接部の電子線描画を効率化することが出来る。さらに、
上記各輪郭部に照射する電子線のエネルギを電子線の加
速電圧により制御することにより上記各輪郭部のエネル
ギ堆積量の幅を狭くして、電子線描画の精度を向上する
ことができる。以上により、半導体デバイスの描画精度
を向上した電子線描画を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子線描画装置の構成図である。

【図２】狭い間隔をおいて隣接する二つの描画パタ−ン
の平面図である。

【図３】図２におけるａ−ａ’断面のエネルギ堆積量分
布図である。

【図４】図２の各描画パタ−ンに輪郭部を設けた平面図
である。

【図５】図２の各描画パタ−ンを基本図形に分解した平
面図である。

【図６】図５の各基本図形に輪郭部を設けた平面図であ
る。

【図７】図６におけるａ−ａ’断面のエネルギ付与量の
分布図である。

【図８】図６におけるａ−ａ’断面のエネルギ堆積量分
布図である。

【図９】本発明における輪郭部配置を示す平面図であ
る。

【図１０】本発明における基本図形情報を記述するファ
イルの図デ−タある。

【図１１】基本図形の一例である。

【図１２】隣接する二つの基本図形例である。

【図１３】本発明における基本図形処理のフロ−チャ−
トである。

【図１４】図６のａ−ａ’断面における本発明のエネル
ギ付与量の分布図である。

【図１５】図１４に対応するエネルギ堆積量分布図であ
る。

【符号の説明】

１、２ 各描画パタ−ン ３、４ 実際の描画パタ−ンの辺 ５、６ 正しい描画パタ−ンの辺 ７、７１、７２ 二つの描画パタ−ン間隙部のエネルギ
堆積量 １１、１２、２１、２２ 各基本図形 ３１、３３、３４、３６、３７ 各輪郭 ３２、３５、３８ 各中心部 ９４ 電子線描画装置の制御用計算機 ９５ 制御用計算機のＣＰＵバス ９６ 図形デ−タ用メモリ ９７ デ−タ制御系／信号処理系 ９８ ステ−ジ制御系 ９９ ロ−ダ制御系 １００ 真空排気系 １０１ 電源制御系 １０２ 本体 １０３ ステ−ジ １０４ 反射電子センサ １０５ 電子線 １０６ ディスク １０７ 試料 ３１０、３３０ 各輪郭部のエネルギ付与量 ３２０、３５０ 各中心部のエネルギ堆積量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川野 雅道 茨城県勝田市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所計測器事業部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料上に描画する図形パタ−ンを矩形、
   台形、平行四辺形等の基本図形の集合に分解する手段
   と、上記各基本図形の周辺に輪郭部を設ける手段と、上
   記試料の輪郭部に照射するの電子線のエネルギ堆積量を
   上記輪郭部に囲まれた中央部に照射する電子線のエネル
   ギ堆積量より高める手段とを備えた電子線描画装置にお
   いて、上記基本図形が隣接する場合に隣接する基本図形
   のそれぞれの辺の長さを比較して短い方の辺の上記輪郭
   部の形成を省略する手段を備えたことを特徴とする電子
   線描画装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記基本図形の形状
   情報と位置情報と上記隣接する基本図形の隣接辺の長さ
   情報とを格納する記憶手段を備えたことを特徴とする電
   子線描画装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、上記記憶手段に格納
   する上記基本図形の隣接辺の長さ情報をフラグ情報と
   し、上記フラグ情報により（１）隣接辺の長さが等しい
   場合と、（２）隣接辺の長さが不揃いな場合と、（３）
   隣接辺が存在しない場合とに区分し、上記輪郭部生成手
   段は上記（１）と（３）の場合に輪郭部の生成を省略
   し、（２）の場合には長い方の隣接辺のみに輪郭部を生
   成するようにしたことを特徴とする電子線描画装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   電子線のエネルギ密度を制御する手段を備え、これによ
   り上記各輪郭部に照射する電子線のエネルギ堆積量を制
   御するようにしたことを特徴とする電子線描画装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、上記電子線のエネル
   ギ密度制御手段を電子線の加速電圧により電子線のエネ
   ルギ密度を制御するものとしたことを特徴とする電子線
   描画装置。