JPH10209001A - 集積回路用図形パタンの描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集積回路の構築に必要な図形パタンの描画精
度を向上する。 【構成】 スタンダードセル方式により作成された各セ
ルCij を電子ビーム直接描画時に一どきに高速描画可能
な複数のサブフィールド12に分割する。個々のセルCij
に含まれる図形パタン13のデータを、上記で分割した各
サブフィールド12ごとに電子ビーム直接描画法により描
画するための描画用パタンデータに変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超電導集積回路等、
集積回路を構築する際に必要となる図形パタンを電子ビ
ーム直接描画法により描画する描画方法に関し、特にス
タンダードセル方式に従い作成された図形パタンを高精
度に描画するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今の膨大かつ複雑な集積回路を設計す
るには何等かの自動配置配線ツールが必要であり、その
中に、階層構造の各階層ごとに、相互の配置関係や配線
関係を含めて単位となる回路セルパタンを作成するスタ
ンダードセル方式（ポリセル方式とも呼ばれる）があ
る。この方式は実際、便利な方式であるが、一方で、こ
れにより作成された各セルを実際に集積回路基板上に実
現するには、各セルの図形パタンに忠実に従ったリソグ
ラフィ工程が必要となる。特に、超電導集積回路では、
能動素子として用いるジョセフソン接合素子の接合面積
をスタンダードセル方式によって描かれた図形パタン通
りに正確に規定するのに、極めて高い精度のリソグラフ
ィ技術が要求される。

【０００３】そこで、リソグラフィ工程における高忠実
度な描画方法として、電子ビーム直接描画法が採用され
る。この方法自体は周知であって、電子銃から発せられ
る電子ビームを電子レンズによって最大偏向範囲内で偏
向しながら、例えば試料表面に塗布したレジスト層に対
し、当該電子ビームにより直接に図形パタンを描画す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
電子ビーム直接描画法は、他の描画法に比せば高精度で
あるが、電子レンズによる最大偏向範囲に制約があり、
フィールドと呼ばれる描画可能範囲は最大でも 500μm
角程度である。ところが、集積回路を構築すべき試料
（基板）の平面積はこれよりずっと大きく、例えば 5cm
角程度が普通になっている。大型な基板ウエハが安く手
に入るようになったからである。

【０００５】そのため、図２(A) に示すように、表面に
図形を描画すべき試料10の当該表面を(n×m)個のフィー
ルド11に分割し、その時々で電子ビームが狙うフィール
ド11は、試料10の方を図示しない X-Yステッパ等で機械
的に動かすことで決定している。また、一つのフィール
ド11内でも電子ビームを一どきに連続して高速に偏向走
査できる範囲、いわゆるワンショットで高速描画できる
範囲も、デジタル−アナログ変換器を用いての偏向電流
の生成等、駆動系の都合上から限られているため、各フ
ィールド11はさらに(p×q)個のサブフィールド12に分割
される。フィールド11の大きさが既述のように 500μm
角程度の場合、各サブフィールド12の大きさは 100μm
角程度とされる。

【０００６】一方、描画すべき図形パタンの方は、従
来、電子ビームを用いての描画用パタンの作成とは無関
係、独立なスタンダードセル方式により描かれているた
め、図２(B) に示すように、描くべきパタン13の中、太
線で示したフィールド境界が通るパタン、すなわち隣接
するフィールド11，11に跨がるパタン13’が生ずること
も稀ではない。

【０００７】そしてこのことが、当該パタン13’の描画
精度に悪影響を及ぼしていた。電子ビーム直接描画法
は、相対的には高精度な手法であるとは言え、フィール
ド11の境界部分は最大偏向角領域となるため、どうして
も偏向歪みが大きくなり、満足な画像精度とはなり難
い。そうかと言って、従来の手法に依存する限り、全て
の図形パタンがフィールド境界に全く架からないように
することはできない。セルの配置条件に制約が出過ぎて
しまい、ひいては集積密度を大きく低減させることにな
ってしまう。

【０００８】本発明はこの点に鑑みてなされたもので、
集積回路構築に必要となるリソグラフィ工程において、
電子ビーム直接描画手法を採用するに際しフィールド境
界での描画の問題を解決し、スタンダードセル方式によ
り設計された各図形パタンをより高精度に描き得るよう
な手法を提案せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、従来においては描画すべき全面積範囲、すな
わち既述した例では試料10の全表面をただ単純に全て均
等な面積の(n×m)個のフィールド群に分割し、各フィー
ルドをこれも単純に(p×q)個のサブフィールドに分割す
るという手法を改め、スタンダードセル方式により得ら
れた集積回路パタン中にあって描くべき各図形パタンの
一つ一つに着目し、それら自体を個々にサブフィールド
に分割した上で、個々のセルに含まれる図形パタンのデ
ータを当該分割した各サブフィールドごとに、電子ビー
ム直接描画法により描画するための描画用パタンデータ
に変換するという手法を提案する。

【００１０】もちろん、個々のサブフィールド自体の大
きさは従来におけるそれと変わらなくて良い。電子ビー
ム直接描画法において一どきに高速描画可能な面積範囲
を上限とすれば良い（小さくする分にはもちろん構わな
い）。

【００１１】さらに、本発明の望ましい下位の態様とし
て、スタンダードセル方式により設計された図形パタン
群中に同一の図形パタンのセルがあった場合には、その
各々につき電子ビーム直接描画のための描画用パタンデ
ータを作成するのではなく、同一の図形パタンのセルの
一つにつき求めた描画用パタンデータに対し、それら各
セルの位置に応じた単なる座標の変換で他のものの描画
用パタンデータをも得る方法を提案する。これは当然、
変換処理の高速化に繋がり、最終的に集積回路製作上の
スル−プット向上を招き得る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１に即し、本発明の望ま
しい一実施形態につき説明する。まずは図１(A) に示す
ように、集積回路を構築すべき基板上に例えば矩形の面
積領域で規定される試料10の領域があるとする。ここ
で、図１(B) 中のステップ101 に示されるように、既述
してきたスタンダードセル方式と呼ばれる自動配置配線
手法により、試料（基板）の面積領域に関して作製目的
の集積回路のパタンデータを作成する。その結果、例え
ば図１(A) に示すように、当該試料10の面積領域には例
えば n個のセルCij が例えば m行（図示の場合は二行の
みを例示）に亙って形成される。ただ、図示の場合は一
行目のセル群も二行目のセル群も、共に総数は n個とし
たが、実際には各行ごとに異なる方が普通である。図示
の場合は説明の便宜のための単なる例示に過ぎない。さ
らに、一般にこのパタンデータは階層構造となるが、図
示の場合はその中のある特定の階層が示されているもの
とする。以下の説明は各階層について同じように適用す
ることができる。

【００１３】本発明では次いで、図１(B) 中のステップ
102 で示すように、一つのセルCijの全面積領域を従来
におけるフィールド11（図２）に相当する単位の全面積
領域と考え、これら各セルCij を電子ビーム直接描画時
に一どきに高速描画可能なサブフィールド12に分割した
上で、各サブフィールド内の図形パタンデータを当該電
子ビーム直接描画法に適当なデータ形式に変換し、描画
用パタンデータを作成する。

【００１４】本発明によるこのようなサブフィールド12
の設定に関し、従来と異なるのは、これまではフィール
ド11（図２）が全て予め決定された均等な面積領域であ
り、描くべき個々のセルCij の大きさには全く無関係で
あった所、本発明では言わば各セルCij の大きさに応じ
て各フィールド領域が結果として異なる点である。

【００１５】なお、このように複数のサブフィールド12
に分割した結果は、模式的には図１(A) 中において抽
出、拡大して示されたセルC21,C23 の平面図に認められ
る。セルC21 はこの場合、それぞれ等しい面積の十個の
サブフィールド12に分割され、セルC23 は、やはり等し
い面積の四個のサブフィールド12に分割されている。た
だ、図示しているように、サブフィールド12の境界が各
セルCij 内の図形パタン13を横切ることはあり得るが、
これは別に構わない。従来におけるように、電子ビーム
の最大偏向角範囲におけるフィールド領域11を横切るの
と異なり、図形描画精度が大きく損なわれることはな
い。また、分割する各サブフィールド12の大きさは、上
述のようにそれぞれ均等面積にするのが便利ではある
が、それぞれに異ならせても良い。

【００１６】もっとも、少し注意せねばならないのは、
一つのセルCij の大きさが従来における一つのフィール
ド領域よりも大きい場合である。仮に、従来のフィール
ドよりも大きいと、いくら一つのセルCij を複数のサブ
フィールド12に分割しても、端の方に位置するサブフィ
ールド12では電子ビームの偏向可能範囲を越えてしまう
恐れが出てくるし、そうでなくても偏向歪みの悪影響を
受け易くなる。

【００１７】が、現在はもとより、将来的に考えるとそ
のような状況の発生する恐れは極めて低い。むしろ、各
セルCij の大きさは益々もって小さくなる傾向にあり、
従って本発明に即し分割するサブフィールド12の個数は
少なくなる方向にある。例えば、既述のようにサブフィ
ールド12を 100μm 角程度以下に設定する場合でも、各
セルCij の大きさは現時点で既に、この大きさと対して
変わらない。少なくともmm角のオーダにはならないこと
が多く、大きいものでも 200μm × 500μm 程度等とな
ることが多い。この場合には、図１(A) 中で拡大して示
したセルC21 に示す通り、サブフィールド12への分割は
十分割程度で良くなる。もちろん、それでもなお、特殊
な場合として、あるセルCij の大きさが相当に大きく、
図２に即して説明した一つのフィールド11よりも大きく
なるときには、当該セルを二分割等、適当数に分割し、
分割したものの一つ宛を一つのセルとして取扱い、それ
を適当個数のサブフィールドに分割すれば良い。

【００１８】さらに、この望ましい実施形態では、図形
パタンCij 中に同一のものがある場合、図１(B) 中のス
テップ102 でそれらの中の最初の一つについてサブフィ
ールドを分割設定し、図形パタンデータに基づき電子ビ
ーム描画用のパタンデータを変換、作成したならば、ス
テップ103 で示すように、同一のパタンのセルが他にあ
る場合には、既に作成した描画用パタンデータに基づ
き、一般には単なるセルの位置の相違に基づく位置座標
の変換処理で、当該異なるセルに対しての描画用パタン
データをも作成する。当然、この手法は変換処理の高速
化を生んで望ましい。そこで、こうした処理をステップ
104 からステップ102,103,104 の繰返しで示すように、
他のパタンのセルに対しても施した後、ステップ105 で
示すように本発明方法のこの回の終了とすれば良い。

【００１９】

【発明の効果】本発明によると、セルのパタン情報自体
を利用してサブフィールドを設定し、電子ビーム直接描
画用パタンデータを作成するので、描画に際しフィール
ド（電子ビーム最大偏向可能範囲）を越えることは決し
てなく、高精度な描画が行え、しかもスタンダードセル
方式に従って作成された図形パタンデータから電子ビー
ム駆動用のデータへの変換作業を効率的になすことがで
きる。また、本発明の下位の態様にも従い、同一セルに
ついては同一描画用パタンデータを援用するようにした
場合、後者の効果はより一層高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の説明とサブフィールドに分割され
るセルの説明図である。

【図２】電子ビーム直接描画に関する従来のフィールド
とサブフィールドの関係、及びフィールドに跨がる図形
パタンが生成されてしまう様子の説明図である。

【符号の説明】

10 試料（基板）， 11 フィールド， 12 サブフィールド， 13 図形パタン， 13’フィールドに跨がる図形パタン， Cij セル．

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スタンダードセル方式に基づき試料表面
   の面積領域内に作成される図形パタンを電子ビーム直接
   描画法により描画する集積回路用図形パタンの描画方法
   であって；上記スタンダードセル方式により得られる集
   積回路パタンデータに含まれるセル群中の個々のセル
   を、上記電子ビーム直接描画法により高速描画可能な複
   数のサブフィールドに分割した上で；該個々のセルに含
   まれる図形パタンのデータを該分割した各サブフィール
   ドごとに上記電子ビーム直接描画法により描画するため
   の描画用パタンデータに変換すること；を特徴とする集
   積回路用図形パタンの描画方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法であって；上記セル
   群中に同じセルが存在する場合には、その中の一つにつ
   いて上記変換した描画用パタンデータを他のセルについ
   ても位置座標の変換により援用すること；を特徴とする
   方法。