JPH0622194B2 - Micro processing method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、メートル系を基本として距離の制御を行う加
工装置で、入力単位がインチ系で与えられる電子ビーム
描画パターン等の加工を行なう微細加工方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention is a processing apparatus for controlling distance based on a metric system, and is a fine processing for processing an electron beam drawing pattern or the like in which an input unit is an inch system. Regarding the method.
電子ビーム露光装置では、縮小投影装置等の入力パター
ン情報として、長方形の寸法と中心位置及び長方形の傾
きを与える形式がある。上記入力パターン情報がインチ
系（1/100mil単位）であるとき、これからメートル系
（μｍ単位）への寸法制御を行うためには、寸法単位の
変換係数ａを入力パターン情報Ｐに乗じた績Ｚを計算
し、電子ビーム露光装置等の再生装置の寸法制御最小単
位で丸める必要がある。これは、一般にデジタル制御の
持つ宿命であり、例えば変換係数ａを周知の２５．４と
すると、任意の入力パターン情報Ｐに対して績Ｚが整数
となるチヤンスは極めて少なく、その結果丸め誤差の発
生する機会が増大する等の欠点がある。In the electron beam exposure apparatus, there is a format that gives the size and center position of the rectangle and the inclination of the rectangle as the input pattern information of the reduction projection device and the like. When the input pattern information is in inches (1/100 mil unit), in order to perform dimension control from this to a metric system (μm unit), the input pattern information P is multiplied by the conversion coefficient a of the dimension unit. Must be calculated and rounded by the minimum unit of size control of a reproducing apparatus such as an electron beam exposure apparatus. This is generally a fate of digital control. For example, if the conversion coefficient a is 25.4, which is well known, there are very few chances that the Z is an integer for any input pattern information P, and as a result, a rounding error occurs. There are drawbacks such as increased opportunities to do
以下、この問題を第１図及び第２図を参照して説明す
る。第１図はメートル系（μｍ単位）のパターンデータ
を描く場合で、該データは誤差なく描画される。第２図
はインチ系（mil単位）のパターンデータを２５．４倍
してメートル系（μｍ単位）に変換した場合で、変換デ
ータは丸め誤差を伴つて描画される。Hereinafter, this problem will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a case where pattern data of metric system (unit of μm) is drawn, and the data is drawn without error. FIG. 2 shows the case where the pattern data of inch system (mil unit) is multiplied by 25.4 and converted to metric system (unit of μm), and the converted data is drawn with a rounding error.
ここで、上記丸め誤差が生じる理由はビームスポツトが
０．５〔μｍφ〕である電子線を１点とみなしてパター
ンの縦寸法、横寸法共にこの点で埋める如き制御を行
い、１点に満たない点の存在は認めないようにしている
からである。そして、０．５〔μｍ〕の整数倍のパター
ンであれば丸め誤差はなく、整数倍にない例えば２．３
〔μｍ〕のパターンであれば２．５〔μｍ〕として描画
され０．２〔μｍ〕の丸め誤差が生じるのである。Here, the reason why the rounding error occurs is that the electron beam having a beam spot of 0.5 [μmφ] is regarded as one point and control is performed so that the vertical dimension and the horizontal dimension of the pattern are filled at this point, and the number is less than one point. This is because the existence of dots is not accepted. If the pattern is an integral multiple of 0.5 [μm], there is no rounding error and it is not an integral multiple, for example, 2.3.
A pattern of [μm] is drawn as 2.5 [μm], and a rounding error of 0.2 [μm] occurs.
前記インチ系のパターンデータの最小入力単位Ｐ０を0.
00005とすると変換係数ａが25.4であることから Ｐ0×ａ＝0.00005×25.4＝0.00127 mm ＝1.27 μｍ マスタマスクでは×１／10と解釈して Ｚ＝0.127μｍ（unit） となる。この場合、インチ系最小単位を0.5〔μｍ〕の
整数倍でカバーすることは明らかに不可能である。一
方、前記変換係数ａを例えば２０とすると Ｐ0×ａ＝0.00005×20＝0.001 mm ＝1.0 μｍ 先と同様にして×1/10と解釈して Ｚ＝０．１ μｍ（unit） となる。この場合も０．５［μｍ］より小さいいわゆる
端数を生じるためインチ系最小単位を0.5〔μｍ〕の整
数倍でカバーすることは不可能であるが、インチ系最小
単位の５倍（0.00025）の整数倍となる入力データであ
れば、変換後の最小単位が０．５［μｍ］となるため、
丸め誤差の問題はない。しかし、変換係数ａは２５．４
であるので、インチ系最小単位の４倍（0.00020）とし
て０．５〔μｍ〕に近くしても0.008〔μｍ〕の変換誤
差、即ち丸め誤差を生じる。The minimum input unit P 0 of the inch pattern data is 0.
Then, since the conversion coefficient a is 25.4, P 0 × a = 0.00005 × 25.4 = 0.00127 mm = 1.27 μm In the master mask, it is interpreted as × 1/10 and Z = 0.127 μm (unit). In this case, it is obviously impossible to cover the minimum unit of inch system with an integral multiple of 0.5 [μm]. On the other hand, assuming that the conversion coefficient a is 20, for example, P 0 × a = 0.00005 × 20 = 0.001 mm = 1.0 μm Interpreting as × 1/10 in the same manner as the above, Z = 0.1 μm (unit). In this case as well, since a so-called fraction smaller than 0.5 [μm] is generated, it is impossible to cover the minimum unit of inch system by an integral multiple of 0.5 [μm], but it is 5 times (0.00025) of the minimum unit of inch system. If the input data is an integral multiple, the minimum unit after conversion is 0.5 [μm].
There is no problem of rounding error. However, the conversion coefficient a is 25.4.
Therefore, a conversion error of 0.008 [μm], that is, a rounding error occurs even if the minimum unit of four inches (0.00020) is used and the value is close to 0.5 [μm].
このように従来、インチ系のパターンデータを基にメー
トル系で制御された電子ビーム露光装置によりパターン
描画を行つた場合、丸め誤差の発生を防止することがで
きなかつた。また、この種の丸め誤差は電子ビーム露光
装置に限らず、各種の微細加工装置を用いて微細加工を
施こす場合にも同様に発生する。As described above, conventionally, when the pattern drawing was performed by the electron beam exposure apparatus controlled by the metric system based on the inch system pattern data, it was impossible to prevent the occurrence of the rounding error. Further, this type of rounding error is not limited to the electron beam exposure apparatus, and similarly occurs when fine processing is performed using various fine processing apparatuses.
本発明の目的は、メートル系を基本として距離の制御を
行う加工装置で、入力単位がインチ系で与えられる加工
データにより試料上に丸め誤差なく加工することができ
る微細加工方法を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a fine processing method capable of performing processing on a sample without rounding error by a processing device for controlling a distance based on a metric system and using processing data given in inches as an input unit. .
本発明の骨子は、インチ系（mil単位）の加工データに
乗算する変換係数ａとして、通常の２５．４を用いる代
りに丸め誤差の生じるチヤンスの少ない値を用い、この
ときの変換誤差を加工装置の拡大縮小機能で補正するこ
とにある。The essence of the present invention is that the conversion coefficient a for multiplying the inch-based (mil unit) processing data uses a value with a small change in the rounding error instead of using the normal 25.4, and the conversion error at this time is processed by the processing device. To correct with the scaling function of.
即ち本発明は、インチ系の加工データを基にメートル系
の微細加工装置で試料上に微細加工を施こすに際し、上
記インチ系（mil単位）の加工データを、該データに丸
め誤差の生じるチヤンスの少ない自然数ａを乗算して疑
似メートル系（μｍ単位）の加工データに変換し、上記
微細加工装置の拡大縮小機能を利用し上記変換された疑
似メートル系の加工データを基に の寸法制御下で加工を施こすようにした方法である。That is, according to the present invention, when fine processing is performed on a sample with a metric fine processing apparatus based on inch-based processing data, the inch-based processing data (mil unit) is changed to a change of a chance that causes a rounding error. Multiplying by a small natural number a to convert into pseudo metric system (μm unit) machining data, and based on the converted pseudo metric system machining data by utilizing the scaling function of the fine processing apparatus This is a method in which processing is performed under the dimensional control of.
本発明によれば、インチ系の加工データを基にメートル
系で制御される微細加工装置によつて、丸め誤差の発生
を見ることなく正確に加工することができる。According to the present invention, it is possible to perform accurate machining without observing the occurrence of a rounding error by the fine machining apparatus controlled by the metric system based on the machining data of the inch system.
第３図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム露
光装置を示す概略構成図であり、この装置はメートル系
を基本として距離の制御を行うものである。図中１は試
料中で、この試料室１内には被加工試料２を裁置した試
料ステージ３が配置されている。ステージ３はステージ
駆動系４によりＸ方向（紙面左右方向）及びＹ方向（紙
面表裏方向）に移動され、またステージ３の移動位置は
レーザ測長器等からなるステージ位置測長系５により測
定されるものとなつている。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an electron beam exposure apparatus used in the method of one embodiment of the present invention, and this apparatus controls the distance based on the metric system. In the figure, 1 is a sample, and in this sample chamber 1, a sample stage 3 on which a sample 2 to be processed is placed is arranged. The stage 3 is moved in the X direction (left and right direction on the paper) and the Y direction (front and back direction on the paper) by the stage drive system 4, and the moving position of the stage 3 is measured by a stage position measuring system 5 including a laser length measuring device. It has become a thing.
また、試料室１の上方には電子銃６，各種レンズ７，偏
向器８及びアパーチヤマスク９等からなる電子光学鏡筒
１０が設けられている。ここで、ビームブランキングの
ための偏向器８は描画制御系１１により制御され、ビー
ム走査のための偏向器８は偏向制御系１２により制御ら
れる。そして、電子光学鏡筒１０からの電子ビームは描
画すべきパターンに応じて試料２上で走査され、これに
より試料２上のレジスタ（図示せず）が所望パターンに
露光されるものとなつている。An electron optical lens barrel 10 including an electron gun 6, various lenses 7, a deflector 8 and an aperture mask 9 is provided above the sample chamber 1. Here, the deflector 8 for beam blanking is controlled by the drawing control system 11, and the deflector 8 for beam scanning is controlled by the deflection control system 12. Then, the electron beam from the electron optical lens barrel 10 is scanned on the sample 2 in accordance with the pattern to be drawn, whereby the register (not shown) on the sample 2 is exposed to the desired pattern. .
一方、前記駆動系４，測長系５及び制御系１１，１２は
コンピユータ１３の機械制御プログラムによつて制御さ
れる。コンピユータ１３には上記駆動系４、測長系５及
び制御系１１，１２と共に、磁気テープ装置１４及び磁
気デイスク装置１５が接続されている。磁気テープ装置
１４は描画すべきパターンデータ、ここではインチ系
（mil単位）のパターンデータを与えるもので、磁気デ
イスク装置１５はコンピユータ１３のデータ変換プログ
ラムによつて変換されたメートル系（μｍ単位）のパタ
ーンデータをＥＢデータとして記憶するものである。On the other hand, the drive system 4, the length measurement system 5, and the control systems 11 and 12 are controlled by the machine control program of the computer 13. A magnetic tape device 14 and a magnetic disk device 15 are connected to the computer 13 together with the drive system 4, the length measurement system 5, and the control systems 11 and 12. The magnetic tape device 14 provides pattern data to be drawn, here pattern data of inch system (mil unit), and the magnetic disk device 15 is metric system (μm unit) converted by the data conversion program of the computer 13. Pattern data is stored as EB data.
次に、上記装置を用いた微細加工方法について説明す
る。まず、前記コンピユータ１３のデータ変換プログラ
ムには、インチ系／メトリツク系変換係数ａとして２
５．４以外の自然数、例えば２０なる値を与える。ま
た、機械制御プログラムには波長系の有するスケーリン
グ機能（レーザパルスの間引カンウンタによる寸法の拡
大縮小機能）に対して拡大縮小係数Ｓを与えることがで
きるものとする。ここで、上記スケーリング機能はビー
ム径も拡大縮小できるもので、スケーリング有効範囲は ０．５≦Ｓ≦２ とする。この範囲は現実の装置の一般的のスケーリング
有効範囲である。Next, a fine processing method using the above apparatus will be described. First, in the data conversion program of the computer 13, the inch system / metric system conversion coefficient a is set to 2
A natural number other than 5.4, for example, a value of 20, is given. Further, the machine control program can be given a scaling factor S for the scaling function of the wavelength system (the scaling function of the dimension by the thinning counter of the laser pulse). Here, the scaling function is capable of enlarging and reducing the beam diameter, and the effective scaling range is 0.5 ≦ S ≦ 2. This range is the typical scaling coverage of real world equipment.
前記変換係数ａを例えばａ＝２０とし、次式を満足する
拡大縮小係数Ｓを機械制御プログラムに与える。The conversion coefficient a is set to, for example, a = 20, and an enlargement / reduction coefficient S satisfying the following expression is given to the machine control program.
この場合、Ｓ＝１．２７を機械制御プログラムに与える
ことになる。これにより、インチ系の入力パターンデー
タＰが変換プログラムによつて整数からなるデータａ×
Ｐの値を持つ疑似メートル系パターンデータ（ＥＢデー
タ）に変換され、データ上には丸め誤差がなくなる。 In this case, S = 1.27 is given to the machine control program. As a result, the inch-based input pattern data P is converted into an integer data a × by the conversion program.
It is converted into pseudo metric pattern data (EB data) having a value of P, and there is no rounding error on the data.
第４図はこのような制御によつてパターンを描画した状
態を示す模式図である。即ち、前記変換係数ａ＝２０、
拡大縮小率Ｓ＝１としたのが下図であり、この場合デー
タの丸め誤差はないが本来の寸法よりも１／1.27倍小さ
く描画される。そして、拡大縮小率Ｓ＝1.27とした場合
上図に示す如く本来の寸法と一致して描画されるのが判
る。従つて、変換係数ａ＝２０，拡大縮小率Ｓ＝1.27と
することにより、インチ系のパターンデータをデータの
丸め誤差なくメートル系の装置で正確に描画できること
になる。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a pattern is drawn by such control. That is, the conversion coefficient a = 20,
The scaling ratio S = 1 is shown in the figure below. In this case, there is no data rounding error, but it is drawn 1 / 1.27 times smaller than the original size. It can be seen that when the enlargement / reduction ratio S = 1.27, the image is drawn in conformity with the original size as shown in the above figure. Therefore, by setting the conversion coefficient a = 20 and the enlargement / reduction rate S = 1.27, it is possible to accurately draw the inch pattern data with a metric device without a data rounding error.
ここで、上記データの丸め誤差がなくなる理由を更に詳
しく説明すると次の通りである。まず、下記表にインチ
系のパターンデータ（ＰＧ）に対する疑似メートル系パ
ターンデータ（ＦＢデータ）の変化を示す。Here, the reason for eliminating the rounding error of the data will be described in more detail as follows. First, the following table shows changes in the pseudo metric pattern data (FB data) with respect to the inch pattern data (PG).
この表から判るように、ＰＧデーあの0.25〔mil〕のグ
リッド上にあるデータは変換プログラム中の係数２５．
４を２０としてチツプフアイルを作れば、メートル系並
のパターン精度を持つＥＢデータが得られる。このと
き、チツプ寸法はインチ単位で与えられたチツプ寸法を
２０倍にした値にする必要がある。描画時に拡大縮小率
Ｓ＝１．２７を与えてビーム径を0.635〔μｍ〕として
描画すればよい。この結果、チップ寸法は０．０２５
〔mil〕の整数倍となる。 As can be seen from this table, the data on the grid of 0.25 [mil] of the PG data is the coefficient 25.
If a chip file is made with 4 as 20, EB data having a pattern accuracy comparable to that of a metric system can be obtained. At this time, the chip size needs to be 20 times as large as the chip size given in inches. The drawing may be performed with a beam diameter of 0.635 [μm] by giving a scaling ratio S = 1.27 at the time of drawing. As a result, the chip size is 0.025.
It is an integral multiple of [mil].
かくして本実施例方法によれば、メートル系を基本とし
て距離の制御を行う電子ビーム露光装置により、インチ
系のパターンデータを基にデータの丸め誤差を生じるこ
となく、パターン精度良く描画することができる。Thus, according to the method of the present embodiment, the electron beam exposure apparatus that controls the distance based on the metric system can draw the pattern with high accuracy without causing a data rounding error based on the inch system pattern data.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記変換係数ａは２０に限るものではな
く、インチ系／メートル系変換で丸め誤差の生じるチヤ
ンスの少ない自然数であればよい。また、電子ビーム露
光装置の構成は第３図に何ら限定されるものではなく、
適宜変更可能である。さらに、電子ビーム露光装置の他
に、工作機械などの各種の微細加工装置に適用すること
が可能である。その他の、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the conversion coefficient a is not limited to 20, and may be a natural number with a small change that causes a rounding error in inch / metric conversion. The configuration of the electron beam exposure apparatus is not limited to that shown in FIG.
It can be changed as appropriate. Further, in addition to the electron beam exposure apparatus, it can be applied to various fine processing apparatuses such as machine tools. Other than the above, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
第１図及び第２図は従来方法の問題点を説明するための
模式図、第３図は本発明の一実施例方法に使用した電子
ビーム露光装置を示す概略構成図、第４図は上記装置を
用いたパターン描画方法を説明するための模式図であ
る。 １……試料室、２……試料、３……試料ステージ、４…
…ステージ駆動系、５……ステージ位置測長系、１０…
…電子光学鏡筒、１１……描画制御系、１２……偏向制
御系、１３……コンピユータ、１４……磁気テープ装
置、１５……磁気デイスク装置。1 and 2 are schematic diagrams for explaining the problems of the conventional method, FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an electron beam exposure apparatus used in the method of one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is the above. FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a pattern drawing method using the apparatus. 1 ... Sample chamber, 2 ... Sample, 3 ... Sample stage, 4 ...
… Stage drive system, 5… Stage position measuring system, 10…
Electron lens barrel, 11 drawing control system, 12 deflection control system, 13 computer, 14 magnetic tape device, 15 magnetic disk device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 和夫 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 若崎 邦義 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (56)参考文献 特開 昭58−40826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−70497（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuo Suzuki 1-5-1 Taito, Taito-ku, Tokyo Within Toppan Printing Co., Ltd. Company Numazu Works (56) Reference JP-A-58-40826 (JP, A) JP-A-52-70497 (JP, A)
Claims (2)
て試料上に微細加工を施すに際し、与えられた加工デー
タが前記加工装置の加工寸法の最小単位に対して整数倍
にならない場合に、前記加工データに自然数ａを乗算し
て前記微細加工装置の加工寸法の最小単位の整数倍とな
る疑似加工機単位系の加工データを用いると共に、この
疑似加工機単位系の加工データを用いることで生じる寸
法変化を前記拡大縮小機能により補正することを特徴と
する微細加工方法。1. When microfabrication is performed on a sample by using a microfabrication device having a scaling function, when given machining data is not an integral multiple of a minimum unit of machining dimensions of the machining device, By using the processing data of the pseudo-machining machine unit system in which the processing data is multiplied by the natural number a to be an integer multiple of the minimum unit of the processing size of the fine processing apparatus, the processing data of the pseudo-processing machine unit system is used. A fine processing method characterized in that a dimensional change that occurs is corrected by the enlargement / reduction function.
位）の微細加工装置で、与えられた加工データがインチ
系（ｍｉｌ単位）の場合に、前記拡大縮小率Ｓを Ｓ＝25.4×ｎ÷ａ(n＝1,2,3…) とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の微
細加工方法。2. When the microfabrication device is a metric system (μm unit) and the given machining data is an inch system (mil unit), the scaling ratio S is S = 25.4 × n ÷ The fine processing method according to claim 1, wherein a (n = 1,2,3 ...).
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