JPH11340130A

JPH11340130A - 電子線描画装置

Info

Publication number: JPH11340130A
Application number: JP10149045A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kawano; 川野　　源; Minoru Wakita; 実脇田; Masato Kamata; 政人鎌田; Haruo Yoda; 晴夫依田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-10
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: JP3340387B2; US6828573B1

Abstract

(57)【要約】【課題】近接効果補正用の精度の良い露光量マップを
短時間で作成する。【解決手段】ショット形状をメッシュごとに分割して
加算することで、精度の良好な露光量マップを作成す
る。具体的には、（１）露光量マップのメッシュ位置と
ショットの位置、形状から描画ショットの境界を判定し
分割する機能と、（２）分割されたショットの面積値を
計算し後段に設けられた複数のメモリに、隣接するアド
レスでそれぞれ同時に面積値を累積加算処理する機能の
２つの機能により解決を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線によって微
細なパターンを描画する電子線描画装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子描画装置は、一般的に、微細パタ
ーン形成が可能である、パターン発生機能がある、
歪みの補正が可能である、などの特徴があることで良く
知られており、ＬＳＩの開発や光露光用のマスク製作な
どに広く用いられて来た。しかし、微細加工を得意とす
る電子線描画装置においても、サブミクロンオーダーの
超ＬＳＩパターンを描画するにあたっては、近接効果と
呼ばれる物理効果の壁がある。

【０００３】図１６は、近接効果の原理を簡単に説明す
る図であり、電子線レジスト７１を塗布した基板７０に
電子線７２が入射している状態を示している。近接効果
は、主に前方散乱と後方散乱と呼ばれる２種類の電子散
乱が原因である。電子銃より発射され電子線レジスト７
１に入射された電子は、レジスト７１の構成原子と衝
突、散乱を繰り返しながらエネルギーを放出する。これ
を前方散乱と呼ぶ。その一方で、入射電子の大部分は、
基板７０の材料内にも進入し、散乱を受けてその一部が
再びレジスト７１に戻ってくる。これを後方散乱と呼
ぶ。

【０００４】これらの結果、入射エネルギーは、照射
（露光）領域以外にも堆積することになり、微細パター
ンにおいては、照射量（露光量）不足を生じ、逆に大面
積パターン間のスペースには過剰なエネルギーが蓄積さ
れることになる。そのため、電子線で複数個の図形から
なるパターンを描画したとき、近接して多くの図形があ
ると図形が太めに描画され、一方で孤立していると細く
描画される。これが近接効果である。

【０００５】この近接効果を補正する方法として、特開
平３−２２５８１６号公報には、描画データより区分さ
れた領域ごとに描画面積を計算して照射量（露光量）の
マップを作り、各ショットごとに露光量のマップを参照
して、描画密度の低いパターンにおいては露光量を増加
させ、逆に描画密度の高いパターンでは露光量を小さく
することで、描画密度に依存した最適な露光量で描画を
行う方法が示されている。

【０００６】近接効果の補正方法については、この他に
も種々提案されている。例えば、米国特許第４４６３２
６５号には、デフォーカスした電子ビームで白黒反転し
たパターンを描画し、近接効果を補正するＧＨＯＳＴ法
と呼ばれる方法が示されている。特公昭６３−１４８６
６号には、寸法補正を施したパターンの相対する縁部に
おける露光量を求め、パターン縁部の強度比がある値以
下になる様にする方法が記載されている。また、特公昭
６２−４６０５９には、描画パターンと同一寸法のレジ
ストパターンが得られる照射密度と所定の残膜が得られ
る照射密度との比を求めておき、描画するとき所要のレ
ジスト残膜が得られる照射密度と描画寸法で描画する方
法が記載されている。

【０００７】前述の特開平３−２２５８１６号公報に記
載された方法の特徴は、露光量マップを作成するための
描画（空描画）を行い、次に、この露光量マップを参照
しながら実描画を行うことである。図１７は、その概念
を説明するブロック図である。入力部８１に入力される
描画データは、前段の図形分解・合わせ補正部より計算
された各ショットの位置データと形状データ、及び露光
量データである。露光量マップの作成手順は、まず、空
描画を行うことで始める。前段から描画データ（ショッ
ト形状、位置）を送信し、面積値計算部８２で各ショッ
トの面積を計算する。また、図１８に示すように、描画
データを一辺の長さがαの正方形のメッシュで分割す
る。次に、各ショット９０の中心位置９１が含まれるメ
ッシュにそのショットの面積値を累積加算し、一時、部
分メモリ８３とよばれるメモリに格納する。これを随時
繰り返し、次に、部分メモリ８３に貯えられた面積値を
露光量マップメモリ８４に転送する。露光量マップメモ
リ８４に格納されたデータに平滑化フィルタ８５により
データ平滑化するなどの処理を施した後、再び露光量マ
ップメモリ８４にデータを格納する。

【０００８】実描画を行う際は、再度、前段から同描画
データを送信し、ショットの位置、形状データからアド
レス計算部８６で露光量マップのアドレスを計算する。
そして、露光量マップメモリ８４のそのアドレスの面積
値を露光量変換部８７で露光量に同時に変換し、加算器
８８において各ショットの露光量に加算もしくは減算し
て、出力部８９から後段に送る。このようにして、面積
値が大きいメッシュ内に含まれるショットは露光量を小
さく、面積値が小さなメッシュでは露光量を大きくする
ことで所望の補正が可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
各ショットの中心位置が含まれるメッシュにそのショッ
トの面積値を累積加算して露光量マップを作成する方法
によると、メッシュの境界付近にショット中心がある場
合、問題が生じる。図１９は、この従来法の問題点を、
３つのメッシュにいくつかのショットが存在する例によ
って簡易に説明する模式図である。図１９において、シ
ョット１、ショット３はメッシュの大きさに近い大きさ
を有し、ショット２はメッシュに対して小さい。また、
ショット１はメッシュ１とメッシュにまたがっており、
その中心Ｃ₁はメッシュ１とメッシュ２の境界付近でメ
ッシュ１内に存在する。ショット２は、中心Ｃ₂も含め
て全体がメッシュ２の中にある。ショット３はメッシュ
２とメッシュ３にまたがっており、その中心Ｃ₃はメッ
シュ２とメッシュ３の境界の近くでメッシュ３に存在す
る。

【００１０】この場合、近接効果は各ショット間のスペ
ースを狭くする様に作用するため、その補正方法として
は、ショット２において露光量を小さくする必要があ
る。しかし、従来方法では、ショットの中心において面
積値が累積加算されるため、図１９の下方に示すよう
に、ショット１の面積値は全てメッシュ１に加算され、
ショット３の面積値は全てメッシュ３に加算される。一
方、最も面積値が大きくなる必要があるメッシュ２には
ショット２の面積値しか加算されない。その結果、メッ
シュ１とメッシュ３の面積値が大きくなり、メッシュ２
の面積値は小さくなる。この露光量マップを用いて露光
量補正を行うと、メッシュ２に含まれるショット２は露
光量が大きくなるように補正され、ショット１、ショッ
ト３は露光量が小さくなる様に補正される。この露光量
補正は期待される補正と逆であり、所望の露光量補正が
出来ない。

【００１１】図２０及び図２１により、具体的なシミュ
レーション例を用いて説明する。図２０は、６０μｍ×
６０μｍの正方形状の描画データであり、図２１はこの
図２０の描画データをもとに３．０μｍ×３．０μｍの
ショットで分解し、３次元的に露光量マップを作成した
例である。露光量マップにおける１メッシュの大きさは
５．１２μｍ×５．１２μｍであり、２０×２０メッシ
ュの範囲で計算を行っている。また、得られる値は、メ
ッシュに含まれるショット面積の割合（％）、すなわち
面積率で示している。

【００１２】図２０から、露光量マップは図形がある範
囲においてほぼ均等な面積率となることが予想される
が、シミュレーションの結果、図２１に示すように凹凸
の激しい露光量マップになっている。この露光量マップ
を用いて描画を行うと、±４０％の露光量の誤差が生じ
る。これだけの露光量の誤差が生じると期待した精度は
全く得られず、近接効果補正を行った意味をなさない。

【００１３】そのため、現在はショット寸法を小さくす
ることで精度を向上させている。例えば０．６４μｍ×
０．６４μｍのショットで分解すれば、±５％の精度で
露光量マップを作成できる。さらに平滑化処理（ある特
定のメッシュ領域で平均化フィルタなどを使用）を施す
ことで凹凸をなだらかにすることができるので、誤差を
±１．５％以下に抑えることが可能である。

【００１４】しかし、ショット寸法を小さくすると同じ
描画図形でもショット数が増加し、ショット寸法を３．
０μｍ×３．０μｍから０．６４μｍ×０．６４μｍと
すると、ショット数は約２２倍〔＝（３．０／０．６
４）²〕に増加する。露光量マップ作成の処理時間はこ
のショット数にほぼ比例するので、処理時間も２２倍か
かることになる。実際の描画データではこの様なことは
無いが、精度を保持するための処理時間への負担が大き
いことは分かる。本発明は、このような従来技術の問題
点に鑑みてなされたもので、ショット寸法を細かくする
ことなく高精度な露光量マップを作成することのできる
電子線描画装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、メッ
シュ境界によってショットを分割し、隣接するメッシュ
にそのメッシュに含まれている面積値を分割して累積加
算することによって前記目的を達成する。露光量マップ
の作成にあたって、各ショットの中心位置は考慮しな
い。

【００１６】図１は、本発明の原理を模式的に示す説明
図である。いま、ショット１がメッシュ１とメッシュ２
にまたがっており、ショット２はメッシュ２の中にあ
り、ショット３はメッシュ２とメッシュ３にまたがって
いるとする。この場合、ショット１の面積値はメッシュ
１とメッシュ２に、ショット３の面積値はメッシュ２と
メッシュ３にそれぞれ分割され、各メッシュに含まれる
面積値が累積加算される。その結果、図１の下方に示す
ように、メッシュ２の面積値がメッシュ１、メッシュ３
の面積値より大きくなる。したがって、この露光量マッ
プを用いて露光量補正を行うと、ショット２の露光量が
抑制され、近接効果を補正することができる。

【００１７】すなわち、本発明は、電子線描画領域を区
分するメッシュと電子線描画ショットとの位置関係に基
づいて各メッシュに含まれるショット面積から面積密度
を計算して露光量マップを作成する露光量マップ作成手
段と、露光量マップを参照して各ショットの露光量を補
正する近接効果補正手段とを備え、近接効果補正手段に
よって補正された露光量でショットを露光する電子線描
画装置において、露光量マップ作成手段は、ショットが
複数のメッシュにまたがるものであるか否かを判定する
判定手段を備えることを特徴とする。

【００１８】判定手段はショットの対角位置にある２つ
の端点の座標と、メッシュの境界との位置関係に基づい
て、ショットが複数のメッシュにまたがるものであるか
否かを判定するように構成することができる。露光量マ
ップ作成手段は、複数のメッシュにまたがるショットを
メッシュの境界で分割し、各メッシュに含まれる分割さ
れたショットの面積値もしくは面積密度を当該メッシュ
に加算する。

【００１９】メッシュの境界によるショットの最大分割
数がメッシュの一方の境界の方向にＮ個、メッシュの他
方の境界の方向にＭ個であるとき、ショットの面積値も
しくは面積密度を格納するメモリをＮ×Ｍ個備えること
が処理の高速化の観点から望ましい。これは、ある１つ
のショットの面積値をＮ×Ｍ個に分割し、メモリに格納
する場合、各メッシュに含まれる面積値は異なり、もち
ろんメッシュのアドレスも異なるため、１つのメモリに
書き込む際はＮ×Ｍ回メモリにアクセスする必要がある
ためである。

【００２０】そこで、Ｎ×Ｍ個の部分メモリのアドレス
を同一とすることで、比較的簡単に書き込みが可能とな
る。分割された面積値をショット毎に格納し、同時に各
メッシュの隣接するアドレスに書き込む。読み出す際
は、Ｎ×Ｍ個のデータを同時に読み出す必要があるの
で、部分メモリの後段に加算機能を設ける。つまり、１
つのショットの面積値もしくは面積密度を複数のメッシ
ュに分割してメモリに格納するとき、各メッシュに含ま
れる分割されたショットの面積値もしくは面積密度をそ
れぞれ異なるメモリの異なるアドレスに同時に格納し、
メモリからデータを呼び出すときは全てのメモリの同じ
アドレスを呼び出すようにする。そして、複数のメモリ
の同じアドレスから呼び出された複数のデータを加算す
る機能を備える。

【００２１】また、電子線描画領域をＮ×Ｍメッシュ毎
にメッシュ群を単位として形成し、メッシュ郡単位を１
アドレスとしたＮ×Ｍ個のメモリを持つように部分メモ
リを構成することも可能である。つまり、電子線描画領
域を区分するメッシュをＮ×Ｍ個のメッシュ群を１単位
としてグループ化し、グループ化された各メッシュ群の
Ｎ×Ｍ個のメッシュに対して同じアドレスを割り振った
Ｎ×Ｍ個のメモリを備える。そして、メッシュアドレス
値に基づいてＮ×Ｍ個のメモリのうちの所望のメモリと
アドレスとを選択する選択手段を備える。選択手段は、
アドレス値（ｍ，ｎ）のメッシュの面積値もしくは面積
密度値を格納するメモリを（ｎ／Ｎの余り、ｍ／Ｍの余
り）に基づいて選択し、アドレスを（ｎ／Ｎの商の値、
ｍ／Ｍの商の値）に基づいて選択することができる。こ
のとき、メッシュアドレスの最下位ビットから（Ｎ×
Ｍ）／２個までのビットによって１つのメモリを選択
し、（Ｎ×Ｍ）／２個より上位ビットによって選択され
たメモリのアドレスを選択するようになすこともでき
る。なお、本発明の電子線描画装置では、露光量マップ
を前記メモリから構成することもできる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。ここでは、半導体ウエハーに微細
な回路パターンを描画する電子線描画装置を例にとって
説明する。〔実施の形態１〕図２は、本発明による電子線描画装置
の一例を示す概略図である。図２において、右側に断面
で示した部分は、実際にウエハーを描画する電子線鏡体
１０、試料台１１、搬送部１２などである。電子線鏡体
１０の最上部にある電子銃１３から発射された電子線１
４は、鏡体内のレンズ１６によって形状が整えられ、さ
らに電磁偏向器と静電偏向器からなる偏向器１７によっ
て偏向され試料台１１上に配置された半導体ウエハー１
８上の目標位置に照射される。照射される電子線１４の
幾種類かの断面形状は、マスク１５を選択することによ
ってウエハ１８上に転写することができる。

【００２３】図２の左側の部分は、システム制御の計算
機系であり、システム全体の制御と外部からのインター
フェースを分担している。枠２１で囲まれたブロック群
は、計算機２２から転送される描画データを電子線の偏
向データへと連続的（パイプライン的）にかつ高速に変
換する制御系デジタル処理群であり、図示した各処理部
では以下の処理を行っている。

【００２４】（１）図形データ部計算機２２から転送される圧縮されたパターンデータを
格納する。（２）図形復元部図形復元部は、圧縮されたパターンデータを図形データ
へと復元する。（３）図形分解部復元された１つ１つの図形を、電子線で描画可能な形状
（ショット）に置き換え、各ショットの位置、形状、露
光量のデータを作成する。（４）合わせ補正部ウエハー１８の位置ずれや変形をセンサー１９で監視
し、そのずれ、変形に合わせて補正を行う。

【００２５】（５）近接効果補正部近接効果を補正するための処理を行う部位である。予め
描画するパターン単位面積あたりの面積マップ（露光量
マップ）を求め、その値を参照しながらショット単位に
露光量を補正する処理を行う。（６）追従絶対校正部連続描画を可能にしたもので、試料台位置測長部２０か
ら入力される位置をもとに、常に電子線１４がウエハー
１８の目標位置に照射される様に電子線偏向位置を計算
するとともに、電子線鏡体部の偏向歪み量なども補正す
る。（７）手順制御部上記各ユニットの処理がスムーズに動く様、監視、及び
制御を受け持つ。

【００２６】以上の制御系から発したデータは、Ｄ／Ａ
変換器２３でＤ／Ａ変換されてビーム制御部２４へ移
り、各筐体内の各電磁レンズ及び電磁偏向器と静電偏向
器の制御を行う。この他、高圧電源２５は、電子銃１３
の加速電圧を発するための電源、マスク制御部２６はマ
スク１５の形状を選択する制御部、試料台制御部２７は
筐体１０内の試料台１１の移動制御を行うためのもので
あり、搬送部１２はウエハー１８を移動し、筐体内部に
格納する機能をもっており、搬送制御部２８により制御
されている。それぞれのユニット間はインターフェイス
を介して信号の受け渡しを行い、計算機によって制御を
行うこともできる。

【００２７】図３は、本発明による近接効果補正部の一
例を示すブロック図である。この近接効果補正部は、露
光量マップの作成方法が従来の方法と異なる。空描画を
行う際の露光量マップの作成手順としては、まず、前段
から描画データを送信し、入力部３１で描画データをあ
る大きさのメッシュで分割する。判定部３２では、各シ
ョットの位置と形状からメッシュに対するショットの位
置関係を計算、判定する。例えばショットの大きさがメ
ッシュの大きさより小さいとすれば、判定結果には以下
の４パターンが存在する。条件１：ショットがメッシュに含まれる場合条件２：ショットがＸ方向のみメッシュ境界を越える場
合条件３：ショットがＹ方向のみメッシュ境界を越える場
合条件４：ショットがＸ方向、Ｙ方向共にメッシュ境界を
越える場合

【００２８】それぞれの場合において、メッシュ境界で
分割された各メッシュに含まれる面積値を計算し、メモ
リに格納する。前段から来るデータはもちろん任意であ
り、条件１〜条件４のどのパターンが来るか不明であ
る。条件１のみならばメモリは１つで良いが、条件４で
は、１つのショットが４つのメッシュに分割されるた
め、１つのメモリのみとするとパイプライン的に処理が
不可能になり低速化は免れない。そこで、部分メモリ
０、部分メモリ１、部分メモリ２、部分メモリ３からな
る４つの部分メモリ３４ａ〜３４ｄを準備する。４つの
部分メモリ３４ａ〜３４ｄは、それぞれアドレス（ｍ,
ｎ）を有する。

【００２９】以下に詳述するようにして面積値計算部３
３ａ〜３３ｄで計算された面積値Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３は、４つ部分メモリ３４ａ〜３４ｄに同時に格納する
ことでパイプライン的に順次高速に処理することができ
る。また、それぞれの面積値Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が
格納されるアドレスは、例えばショットの左下端点が含
まれるメッシュのアドレス（ｍ,ｎ）を基準に、隣接メ
ッシュのアドレス（ｍ,ｎ＋１）、（ｍ＋１,ｎ）、（ｍ
＋１,ｎ＋１）となる。面積値が計算されない条件、例
えば、条件１の場合、部分メモリ１のアドレス（ｍ,ｎ
＋１）、部分メモリ２のアドレス（ｍ＋１,ｎ）、部分
メモリ３のアドレス（ｍ＋１,ｎ＋１）には０が書き込
まれる（Ｓ１＝０，Ｓ２＝０，Ｓ３＝０）。

【００３０】この部分メモリ３４ａ〜３４ｄ内に貯えら
れた面積値を参照して露光量を計算しても良いが、一般
に、前段からのデータの流れは速く、部分メモリ３４ａ
〜３４ｄにはＳ−ＲＡＭを用いるのが良い。そのことを
考えると、現在のところＳ−ＲＡＭでは描画データ全体
を格納することは困難であり、一旦メモリ３４ａ〜３４
ｄに貯えられた面積値を、大容量データが記憶可能な露
光量マップメモリ（例：Ｄ−ＲＡＭなどを用いる）３６
に転送し、置き換えることが望ましい。この露光量マッ
プメモリ３６にデータを転送する際、１アドレスに対
し、４つの部分メモリ３４ａ〜３４ｄに含まれるデータ
はまちまちであるので、４つの部分メモリ３４ａ〜３４
ｄに対し同じアドレスを呼び出し、後段に設けた加算回
路３５で各アドレス毎にデータを合計して、露光量マッ
プメモリ３６に転送する。こうして、１アドレスに対し
１つのデータとする。

【００３１】露光量マップメモリ３６に格納されたデー
タは、電子の１次散乱、２次散乱を模擬するために平滑
化フィルタ３７などの処理が施され、再度、露光量マッ
プメモリ３６に格納される。これによって所望の露光量
マップが作成された後、実描画時、再度同じデータを前
段から送信する。ショットの位置、形状データからアド
レス計算部３８で露光量マップ３６のアドレスを計算
し、そのアドレスの面積値を露光量変換部３９において
露光量に同時に変換し、加算器４０において各ショット
の露光量に加算もしくは減算することで補正を行う。こ
のときアドレス計算部３８で計算する露光量マップ３６
のアドレスは、ショットの中心位置を基準とする。

【００３２】ここでは、ショットの大きさがメッシュの
大きさを越えない場合に限定したので４つの部分メモリ
３４ａ〜３４ｄを用いたが、最大ショットによってパタ
ーン数は変化する。例えば、最大ショットがメッシュの
１．５倍の大きさを有する場合には、３×３のメッシュ
領域において条件を考慮する必要があるため、９つの部
分メモリを用意する。このように最大ショットの大きさ
に応じて適当な数の部分メモリを用意することで、最大
ショット寸法とメッシュの大きさの関係が異なる場合に
も、図３に示した近接効果補正部を用いて近接効果の補
正を行うことができる。

【００３３】次に、図４及び図５を参照して、図３のブ
ロック図の判定部３２における判定及び面積値計算部３
３ａ〜３３ｄにおける面積値計算の具体的な例につい
て、シミュレーションを交えて説明する。図４は、描画
データ（この場合ショットデータ）の位置、形状から、
メッシュ境界との位置判定を行ってショット面積を分割
し、面積の累積積算処理を行う回路の一例を示したブロ
ック図であり、図５はショット５０とメッシュの位置関
係を説明する図である。判定は、この例ではショット５
０の左下端点５１と右上端点５２を用いて行っている。

【００３４】図４、図５に示した各パラメータは、ショ
ット５０の左下端点５１の位置データ（ｘ，ｙ）、ショ
ット５０の形状データｗ，ｈ、及びメッシュの寸法αで
ある。但し、位置データ及び形状データを簡素化するた
め、矩形状のショットデータとした。ｘはショット５０
の左下端点５１のＸ座標、ｙはショット５０の左下端点
５１のＹ座標である。また、ｗは矩形ショット５０の幅
であり、ｈは矩形ショット５０の高さである。ここで
は、メッシュは正方形とし、α≧ｗ、α≧ｈとする。

【００３５】上記パラメータを用いて、図４に示した回
路の動作を説明する。ショット５０が含まれるメッシュ
のアドレス（ｍ,ｎ）は、左下端点５１が存在する位置
で下式〔数１〕のように定義する。これは、端点を基準
とすることで条件を簡素化できるためである。ここで、
［Ｉ］は、Ｉを越えない最大の整数である。

【００３６】

【数１】

【００３７】任意のショット５０の左下端点５１が図５
に示したアドレス（ｍ,ｎ）のメッシュに含まれる場合
には４条件（後述の条件１〜条件４）が考えられる。判
定部３２では、図４に示すように、入力部３１から入力
される７つのパラメータα，ｍ，ｘ，ｗ，ｎ，ｙ，ｈか
らそれぞれの条件を判定し、アドレス（ｍ,ｎ），（ｍ,
ｎ＋１），（ｍ＋１,ｎ），（ｍ＋１,ｎ＋１）の各メッ
シュに含まれる面積値Ｓ０〜Ｓ３を以下のように計算す
る。但し、Ｓ０はメッシュ（ｍ,ｎ）に含まれる面積
値、Ｓ１はメッシュ（ｍ,ｎ＋１）に含まれる面積値、
Ｓ２はメッシュ（ｍ＋１,ｎ）に含まれる面積値、Ｓ３
はメッシュ（ｍ＋１,ｎ＋１）に含まれる面積値であ
る。いずれの条件の場合においても、面積値Ｓ０〜Ｓ３
は、次に示す部分メモリの各アドレスに格納する。面積
値を格納しようとしている部分メモリのアドレスに既に
面積値のデータが存在する場合には、既に格納されてい
る面積値のデータに新しく計算された面積値を加算して
格納する。

【００３８】Ｓ０→部分メモリ０のアドレス（ｍ,ｎ）に格納Ｓ１→部分メモリ１のアドレス（ｍ,ｎ＋１）に格納Ｓ２→部分メモリ２のアドレス（ｍ＋１,ｎ）に格納Ｓ３→部分メモリ３のアドレス（ｍ＋１,ｎ＋１）に格
納

【００３９】条件１：ショット５０の右上端点５２が
メッシュ（ｍ,ｎ）に含まれる場合、すなわち、(ｎ＋
１)・α−ｘ≧ｗ、かつ、(ｍ＋１)・α−ｙ≧ｈが成立
する場合。Ｓ０＝ｗ・ｈＳ１＝０Ｓ２＝０Ｓ３＝０

【００４０】条件２：ショット５０の右上端点５２が
メッシュ（ｍ,ｎ＋１）に含まれる場合、すなわち、(ｎ
＋１)・α−ｘ＜ｗ、かつ、(ｍ＋１)・α−ｙ≧ｈが成
立する場合。Ｓ０＝[(ｎ＋１)・α−ｘ]・ｈＳ１＝[ｘ＋ｗ−(ｎ＋１)・α]・ｈＳ２＝０Ｓ３＝０

【００４１】条件３：ショット５０の右上端点５２が
メッシュ（ｍ＋１,ｎ）に含まれる場合、すなわち、(ｎ
＋１)・α−ｘ≧ｗ、かつ、(ｍ＋１)・α−ｙ＜ｈが成
立する場合。Ｓ０＝ｗ・[(ｍ＋１)・α−ｙ] Ｓ１＝０Ｓ２＝ｗ・[ｙ＋ｈ−(ｍ＋１)・α] Ｓ３＝０

【００４２】条件４：ショット５０の右上端点５２が
メッシュ(ｍ＋１,ｎ＋１)に含まれる場合、すなわち、
(ｎ＋１)・α−ｘ＜ｗ、かつ、(ｍ＋１)・α−ｙ＜ｈが
成立する場合。Ｓ０＝[(ｎ＋１)・α−ｘ]・[(ｍ＋１)・α−ｙ] Ｓ１＝[ｘ＋ｗ−(ｎ＋１)・α]・[(ｍ＋１)・α−ｙ] Ｓ２＝[(ｎ＋１)・α−ｘ]・[ｙ＋ｈ−(ｍ＋１)・α] Ｓ３＝[ｘ＋ｗ−(ｎ＋１)・α]・[ｙ＋ｈ−(ｍ＋１)・α]

【００４３】図６は、この方法で、図２０に示した６０
μｍ×６０μｍの正方形状の描画データを３．０μｍ×
３．０μｍのショットで分解し、作成した露光量マップ
を３次元的に示した例である。露光量マップにおける１
メッシュの大きさは５．１２μｍ×５．１２μｍであり
２０×２０メッシュの範囲で計算を行っている。また、
得られた値はメッシュに含まれる割合（％）、すなわち
面積率で示している。

【００４４】図６と図２１とを比較すると、図形が存在
する位置において面積率が均一になっていることが分か
る。この結果は、ショット寸法を０．６４μｍ×０．６
４μｍとしても、また、メッシュ大きさを５．１２×
５．１２μｍとしても変わず、メッシュ大きさを越えな
い範囲でショット寸法に依存せず露光量マップを作成す
ることができる。つまり、従来のようにショット寸法を
小さくしなくとも高精度な露光量マップを作成すること
ができ、精度を保持したまま処理時間を短縮することが
ができる。

【００４５】このようにして作成された露光量マップを
用いて近接効果を補正した露光を行うことにより、高精
度のパターン露光を行うことができる。ここでは判定及
び面積値計算をハードウエア上でパイプライン的にハー
ド処理する例を説明したが、ソフトウエアによって同様
の処理をソフト的に実行することも勿論可能である。

【００４６】図７を用いて、以上の方法を更に詳細に説
明する。特に、部分メモリを４メモリにする理由と、４
つの部分メモリに格納されている４データを一元化する
ために加算回路を使用する理由について説明する。ここ
で言うメモリとは図３及び図４で説明した部分メモリ３
４ａ〜３４ｄである。

【００４７】いま、図７に示すように、９つのメッシュ
（○内の数字がメッシュのアドレス）をもつ露光量マッ
プがあるとするとき、図示するような４つのショットデ
ータＡ、Ａ'、Ａ''、Ａ'''が入力されたとする。ショッ
トデータＡの図形は、アドレス５，６，８，９のメッシ
ュにまたがる図形である。同様に、ショットデータＡ'
の図形はアドレス１，２，４，５のメッシュにまたがる
図形、ショットデータＡ''の図形はアドレス４，５のメ
ッシュにまたがる図形、ショットデータＡ'''の図形は
アドレス１，４のメッシュにまたがる図形である。この
とき、各部分メモリに格納されるデータは、次の表１の
ようになる。

【００４８】

【表１】

【００４９】例えば、ショットＡはメモリ０のアドレス
５に面積値Ｓ０、メモリ１のアドレス６に面積値Ｓ１、
メモリ２のアドレス８に面積値Ｓ２、メモリ３のアドレ
ス９に面積値Ｓ３が格納される。ここで異なるメモリに
かつ、異なるアドレスでそれぞれのショットの面積値が
格納されていることを注意する。ただし、ショットＡ'
とショットＡ'''の場合はショットの左下端点位置が含
まれるメッシュが同じであるため、Ｓ０’とＳ０'''、
Ｓ１’とＳ１'''は、同じメモリの同じアドレスに格納
される。

【００５０】この様にして作成されたメモリ群は、前記
表１に示したように、同じアドレスにそれぞれ異なる値
を有しており、１つのメモリの１アドレスを呼び出すだ
けでは、メッシュに含まれる正確な面積値は求まらな
い。そこで、４つのメモリのそれぞれ同じアドレスに含
まれる面積値を呼び出して加算することで、各メッシュ
に含まれる面積値を計算する。この計算をパイプライン
的に処理するために、部分メモリの後段に４データ一元
化のための加算回路が設けられている。

【００５１】〔実施の形態２〕図３及び図４に示した実
施の形態は、アドレスの割り振り等が簡単で、比較的容
易に回路構成が可能であるが、各メモリに重複してアド
レスを有すため４倍のメモリを必要とする。メモリ量が
増大することは、回路の素子数が増え、基板実装も困難
となり、また、コスト的にも問題が残る。そこで、本実
施の形態では、露光量マップのアドレスを４分割し、そ
れぞれに部分メモリを適応することで、部分メモリに使
用するメモリの総量を節約する。

【００５２】メッシュと部分メモリの関係を表す図９を
用いて、メッシュ間で分割されたショットの面積値Ｓ
０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を格納するメモリとアドレスの詳
細について説明する。ここでは、それぞれ異なるデータ
を持つメモリを４つ使用する。そのため、互いのデータ
が交錯しない様に、４メッシュを１つのアドレスとして
見ることが必要となる。

【００５３】図９はＭｓ×Ｎｓ個のメッシュからなる部
分領域を示し、メッシュを４つずつまとめ、それぞれに
アドレスを割り振ったものである。４つのメッシュ毎に
１つずつ○内に記載されている数字が部分メモリのアド
レスである。同じアドレスが付された４つのメッシュの
うち、左下のメッシュを部分メモリ０、右下を部分メモ
リ１、左上を部分メモリ２、右上を部分メモリ３に割り
振る。そのため、実際にメッシュ毎の面積密度データを
格納する際、通常のメッシュアドレスを半値としたもの
をそれぞれの部分メモリ（部分メモリ０〜３）のアドレ
スとして扱えば良いが、部分メモリのアドレスが変化す
る境界をまたぐショットにおいては、面積値を格納する
部分メモリを切り替え、さらにアドレスも変更する必要
がある。今、部分メモリのアドレスを（Ｍ,Ｎ）、この
ときの剰余を（Ｍ_LSB,Ｎ_LSB）と置くと、次の〔数２〕
で表すことが出来る。

【００５４】

【数２】

【００５５】つまり、メッシュアドレス（ｍ,ｎ）は次
式〔数３〕で表すことができ、このアドレスは、図１０
に示すように最下位ビットを（Ｍ_LSB,Ｎ_LSB）とするデ
ータで表すことが出来る。

【００５６】

【数３】ｍ(i)＝２＊Ｍ＋Ｍ_LSB ｎ(i)＝２＊Ｎ＋Ｎ_LSB

【００５７】これらを用いて、部分メモリの番号及びそ
れぞれの部分メモリのアドレスを指定する。基準は、シ
ョットの左下端点が存在するメッシュの位置とし、ショ
ットの左下端点が存在するメッシュのアドレス（ｍ,
ｎ）により判定する。この場合、ショットの面積値を分
割して格納する条件は４条件となり、分割されたショッ
トの面積値Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は以下に示すよう
に、指定された部分メモリの指定アドレスに格納され
る。ここで、Ｓ０はメッシュ（ｍ,ｎ）に含まれる面積
値、Ｓ１はメッシュ（ｍ,ｎ＋１）に含まれる面積値、
Ｓ２はメッシュ（ｍ＋１,ｎ）に含まれる面積値、Ｓ３
はメッシュ（ｍ＋１,ｎ＋１）に含まれる面積値であ
る。以下、（ｉ）〜（ｉｖ）の条件において分かり易く
するため部分メモリのアドレスを（Ｍ,Ｎ）としたが、
実際には、部分メモリのアドレスは次式〔数４〕で表さ
れる。

【００５８】

【数４】

【００５９】（ｉ）ショットの全体が、部分メモリアド
レス（Ｍ,Ｎ）に含まれる場合：これは、図１１に示し
たような場合である。すなわち、（ｍ,ｎ）の最下位ビ
ットがともに０であり、[Ｍ_LSB＝０｝∩｛Ｎ_LSB＝０｝
の場合である。この場合、各面積値Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３は、下記の表２のように指定される部分メモリの指
定アドレスに格納される。

【００６０】

【表２】

【００６１】（ii）ショットが部分メモリアドレス
（Ｍ,Ｎ）と（Ｍ,Ｎ＋１）をまたぐ場合：これは、図１
２に示したような場合である。すなわち、ｍの最下位ビ
ットが０，ｎの最下位ビットが１であり、｛Ｍ_LSB＝
０｝∩｛Ｎ_LSB＝１｝の場合である。この場合、各面積
値Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、下記の表３のように指定
される部分メモリの指定アドレスに格納される。

【００６２】

【表３】

【００６３】（iii）ショットが部分メモリアドレス
（Ｍ,Ｎ）と（Ｍ＋１,Ｎ）をまたぐ場合：これは、図１
３に示したような場合である。すなわち、ｍの最下位ビ
ットが１，ｎの最下位ビットが０であり、｛Ｍ_LSB＝
１｝∩｛Ｎ_LSB＝０｝の場合である。この場合、各面積
値Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、下記の表４のように指定
される部分メモリの指定アドレスに格納される。

【００６４】

【表４】

【００６５】（iv）ショットが部分メモリの４つのアド
レスをまたぐ場合：これは、図１４に示したような場合
である。すなわち、ｍの最下位ビットが１，ｎの最下位
ビットが１であり、｛Ｍ_LSB＝１｝∩｛Ｎ_LSB＝１｝の場
合である。この場合、各面積値Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
は、下記の表５のように指定される部分メモリの指定ア
ドレスに格納される。

【００６６】

【表５】

【００６７】次の表６は、以上をまとめて示したもので
ある。

【００６８】

【表６】

【００６９】具体例を図１５に示す。図１５は、４×４
メッシュの簡単なマップ内にショット１〜４がある例を
示している。いま、２×２メッシュを一つの集まりと考
えると、部分メモリは４つのアドレスを持つこ
とになる。すなわち、図１５において、細線で囲まれて
いるのがメッシュであり、太線枠で示されているのが部
分メモリのアドレスである。ここで、ショットｎがメッ
シュ境界によって分割されたそれぞれの面積値をＳ０
(n)，Ｓ１(n)，Ｓ２(n)，Ｓ３(n)とすると、これらの面
積値は、表７のように分割されて指定された部分メモリ
の指定アドレスに格納される。例えば、ショット４の面
積値は次のように分割されてメモリに格納される。

【００７０】Ｓ０(4)→部分メモリ３のアドレスに格納Ｓ１(4)→部分メモリ２のアドレスに格納Ｓ２(4)→部分メモリ１のアドレスに格納Ｓ３(4)→部分メモリ０のアドレスに格納

【００７１】

【表７】

【００７２】図８は、本実施の形態による近接効果補正
部の一例を示すブロック図である。図８において、図３
と同様の機能部分には図３と同じ番号を付して示す。こ
の近接効果補正部では、部分メモリ４４ａ〜４４ｄを図
３の回路と同様に配置するが、面積値をメッシュごとに
計算する面積値計算部３３ａ〜３３ｄの後段にセレクタ
４１を備える。このセレクタ４１は、面積値が計算され
たメッシュの位置が図９の太線で囲まれた４つのメッシ
ュのうち左下、右下、左上、右上のいずれのメッシュで
あるかをアドレス計算によって判断し、計算された面積
値を格納するメモリとして部分メモリ０〜部分メモリ３
の一つを選択する。

【００７３】選択された部分メモリのアドレスはアドレ
ス計算部３８より送られ、これをもとに前記した表２〜
表５のようにして、それぞれ４つの部分メモリ４４ａ〜
４４ｄに格納されるが、これと同時に、各部分メモリ４
４ａ〜４４ｄでは、同じアドレスに格納されているデー
タが呼び出され、格納される前のデータと加算される。
実際にこのデータを呼び出す際は、部分メモリ４４ａ〜
４４ｄを選択する必要があるので、後段にセレクタ４２
を設けておく。後段の露光量マップ３６も４つのメモリ
で構成すれば、セレクタ４２を設けなくても良い。つま
り、部分メモリの番号（この例の場合は、部分メモリ０
〜３）に対応して露光量マップメモリを配置しておけば
良いことになる。例えば部分メモリ０→露光量マップメ
モリ０、部分メモリ１→露光量マップメモリ１、部分メ
モリ２→露光量マップメモリ２、部分メモリ３→露光量
マップメモリ３とすることで、セレクタを配置しなくと
も良い。このようにすることでメモリの節約が可能とな
り、メモリ配置面積の低減から、さらに実装面積が小さ
くなる利点がある。なお、ここでは部分メモリを例にし
て説明したが、露光量マップに直接、面積値もしくは面
積密度のデータを書き込んでもよい。

【００７４】

【発明の効果】本発明によると、高精度な露光量マップ
をショット寸法に関係なく得ることができ、また、ショ
ット寸法を細かくする必要がないため露光量マップ作成
時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における露光量マップ作成方法の概念
図。

【図２】電子線描画システムの全体図。

【図３】本発明による近接効果補正部の一例を示すブロ
ック図。

【図４】図３の一部の詳細を説明するブロック図。

【図５】ショットとメッシュの位置関係を説明する図。

【図６】本発明によって作成した露光量マップデータを
説明する図。

【図７】メッシュ境界によるショットの分割の説明図。

【図８】本発明による近接効果補正部の他の例を示すブ
ロック図。

【図９】４メッシュ１アドレス時のマップ構成を示す
図。

【図１０】４メッシュ１アドレス時のアドレス割付方法
を示す図。

【図１１】４メッシュ１アドレス時のアドレス割付条件
１の説明図。

【図１２】４メッシュ１アドレス時のアドレス割付条件
２の説明図。

【図１３】４メッシュ１アドレス時のアドレス割付条件
３の説明図。

【図１４】４メッシュ１アドレス時のアドレス割付条件
４の説明図。

【図１５】メッシュ境界で分割された面積値の部分メモ
リへの割付を説明する図。

【図１６】電子ビームによる電子散乱を説明する模式
図。

【図１７】従来の近接効果補正部の概略ブロック図。

【図１８】従来の露光量マップ作成方法の原理を説明す
る図。

【図１９】従来法による露光量マップ作成方法の問題点
を示した模式図。

【図２０】シミュレーションに用いた描画データ形状を
示す図。

【図２１】従来法によって作成した露光量マップデータ
を示す図。

【符号の説明】

１０…電子線筐体、１１…試料台、１２…搬送部、１３
…電子銃、１４…電子線、１５…マスク、１６…レン
ズ、１７…偏向器、１８…半導体ウエハー、１９…セン
サー、２０…試料台位置測長部、２１…デジタル処理
群、２２…計算機、２３…Ｄ／Ａ変換器、２４…ビーム
制御部、２５…高圧電源、２６…マスク制御部、２７…
試料台制御部、２８…搬送制御部、３１…入力部、３２
…判定部、３３ａ〜３３ｄ…面積値計算部、３４ａ〜３
４ｄ…部分メモリ、３５…加算回路、３６…露光量マッ
プメモリ、３７…平滑化フィルタ、３８…アドレス計算
部、３９…露光量変換部、４０…加算器、５０…ショッ
ト、５１…ショットの左下端点、５２…ショットの右上
端点、４１…セレクタ、４２…セレクタ、４４ａ〜４４
ｄ…部分メモリ、７０…基板、７１…電子線レジスト、
７２…電子線、８１…入力部、８２…面積値計算部、８
３…部分メモリ、８４…露光量マップメモリ、８５…平
滑化フィルタ、８６…アドレス計算部、８７…露光量変
換部、８８…加算器、８９…出力部、９０…ショット、
９１…ショットの中心位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者依田晴夫茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子線描画領域を区分するメッシュと電
子線描画ショットとの位置関係に基づいて各メッシュに
含まれるショット面積から面積密度を計算して露光量マ
ップを作成する露光量マップ作成手段と、前記露光量マ
ップを参照して各ショットの露光量を補正する近接効果
補正手段とを備え、前記近接効果補正手段によって補正
された露光量でショットを露光する電子線描画装置にお
いて、前記露光量マップ作成手段は、ショットが複数のメッシ
ュにまたがるものであるか否かを判定する判定手段を備
えることを特徴とする電子線描画装置。
【請求項２】請求項１記載の電子線描画装置におい
て、前記判定手段はショットの対角位置にある２つの端
点の座標と、メッシュの境界との位置関係に基づいて、
ショットが複数のメッシュにまたがるものであるか否か
を判定することを特徴とする電子線描画装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の電子線描画装置に
おいて、前記露光量マップ作成手段は、複数のメッシュ
にまたがるショットをメッシュの境界で分割し、各メッ
シュに含まれる分割されたショットの面積値もしくは面
積密度を当該メッシュに加算することを特徴とする電子
線描画装置。
【請求項４】請求項３記載の電子線描画装置におい
て、メッシュの境界によるショットの最大分割数が前記
メッシュの一方の境界の方向にＮ個、前記メッシュの他
方の境界の方向にＭ個であるとき、ショットの面積値も
しくは面積密度を格納するメモリをＮ×Ｍ個備えること
を特徴とする電子線描画装置。
【請求項５】請求項４記載の電子線描画装置におい
て、１つのショットの面積値もしくは面積密度を複数の
メッシュに分割してメモリに格納するとき、各メッシュ
に含まれる分割されたショットの面積値もしくは面積密
度をそれぞれ異なるメモリの異なるアドレスに同時に格
納し、前記メモリからデータを呼び出すときは全てのメ
モリの同じアドレスを呼び出すことを特徴とする電子線
描画装置。
【請求項６】請求項５記載の電子線描画装置におい
て、前記複数のメモリの同じアドレスから呼び出された
複数のデータを加算する機能を有することを特徴とする
電子線描画装置。
【請求項７】請求項４記載の電子線描画装置におい
て、前記電子線描画領域を区分するメッシュをＮ×Ｍ個
のメッシュ群を１単位としてグループ化し、グループ化
された各メッシュ群のＮ×Ｍ個のメッシュに対して同じ
アドレスを割り振ったＮ×Ｍ個のメモリを備えることを
特徴とする電子線描画装置。
【請求項８】請求項７記載の電子線描画装置におい
て、メッシュアドレス値に基づいて前記Ｎ×Ｍ個のメモ
リのうちの所望のメモリとアドレスとを選択する選択手
段を備えることを特徴とする電子線描画装置。
【請求項９】請求項８記載の電子線描画装置におい
て、前記選択手段は、アドレス値（ｍ，ｎ）のメッシュ
の面積値もしくは面積密度値を格納するメモリを（ｎ／
Ｎの余り、ｍ／Ｍの余り）に基づいて選択し、アドレス
を（ｎ／Ｎの商の値、ｍ／Ｍの商の値）に基づいて選択
することを特徴とする電子線描画装置。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれか１項記載の電
子線描画装置において、前記露光量マップが前記メモリ
から構成されていることを特徴とする電子線描画装置。