JPS6390827A - 荷電粒子線描画方法および装置 - 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、半導体ウェハやフォトマスク等への微細な図
形の描画を行う荷電粒子線描画方法および装置に関する
。

［従来の技術］ 半導体ウェハやフォトマスクへの図形の描画を電子ビー
ム描画装置を用いて行っているが、この場合、ＣＡＤで
作成した図形データを電子ビーム描画装置で描画できる
フォーマットに変換を行わねばならない。このデータの
変換は、図形の部分的な切取り（ウィンドウ）、チップ
（レイヤー）単位での図形の拡大縮小（スケイリング）
、データ自身の拡大縮小（リサイズ）９図形の輪郭化と
多重描画除去（アウトライン）９図形の反転や回転（ミ
ラー）１図形の白黒反転（トーンリバース）等の処理も
併せて行われる。更に、この描画データは、電子ビーム
描画装置内の電子ビームの偏向幅に合わせた、例えば−
辺が２Ｉｌ１１のフィールドに展開される。

［−発明が解決しようとする問題点］ 第４図はチップＴ上に配置される図形と一点鎖線して仮
想的に区切られたフィールドＦの関係を示している。図
中、チップＴ上には図形が配置されるが、通常、Ｌｉ等
のメモリデバイスでは、複数の図形より成るグループ図
形が規則正しく配列されているケースが多い。Ｃはそれ
らのグループ図形（セル）であり、各セルは単位図形Ａ
、Ｂを含んでいる。ＣＡＤからのこのような各セルの図
形データは、各セルに含まれる図形の形状と位置を示す
ものと、セルの繰返しの数およびセル間のピッチより成
っており、図形の数が多くてもデータの量はさほど多く
はない。しかし、このようなＣＡＤデータも電子ビーム
描画装置用のデータとするには、最終的に、第４図に示
すように、チップ上に各セルを展開しなければならず、
データ量としては膨大なものとなってしまう。すなわら
、この展開された後の描画データは、各図形の形状と位
置を示すものと、仮想的なフィールドの境界を跨いで配
置される図形については、該境界部分で図形を分離して
別個の複数の図形としてデータを作成するためである。

このデータ量は、図形の集積化の向上につれ飛躍的に増
大することから、データの変換時間が著しく長くなって
しまうと共に、データの記憶のためのメモリの容量を増
やさなければならなくなる。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、ＣＡＤ
によって作製されたデータから描画装置用のデータに変
換された後のデータωを少なくするようにし、データ変
換の時間を短縮することができる荷電粒子線描画方法お
よび装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に基づく荷電粒子線描画方法は、チップ図形デー
タをストライプ状の領域ｆＯに荷電粒子線描画用のデー
タに変換し、該ストライプ状の領域の描画データを仮想
的なフィールドに分割しながら、この分割された描画デ
ータに基づいて荷電粒子線の偏向系を制御し、その間、
被描画材料を載置するステージをストライプの長手方向
に間歇的に該フィールドに対応させて移動させ、該仮想
的なフィールド毎にステップアンドリピート方式で図形
の描画を行う描画方法であって、該仮想的なフィールド
の境界に跨った図形の描画データは該仮想的な境界部分
で分割され、夫々を互いに異なった仮想的なフィールド
に描画するようにしたことを特徴としている。

又、本発明に基づく荷電粒子線描画装置は、複数のスト
ライプ状描画データを格納する主記憶手段と、該主記憶
手段から各ストライプ毎の描画データが転送され、記憶
されるストライプ描画データ記憶手段と、該ストライプ
領域内で繰返し出現するセルのデータを記憶するセルデ
ータ記憶手段と、該ストライプ描画データ記憶手段から
の描画データと該セルデータ記憶手段のセルデータとに
基づく図形データを荷電粒子線の偏向制御系に転送する
制御手段と、該ｖＩ電粉粒子線照射される被描画材料を
載置する材料ステージと、該材料ステージの駆動手段と
を備えており、該るＩＩ御平手段、該ストライプ状領域
の描画データの内、該ストライプの長手方向に仮想的に
設定したフィールド内の描画データを該荷電粒子線の偏
向制御系に転送した後、該材料ステージの駆動を行うた
めの信号を発生する機能と、該フィールドの境界に跨っ
た図形を分割し、分割した図形の内、次のフィールド内
の図形のデータを境界データ記憶手段に転送する機能と
、該次のフィールドの描画を行うに際しては、該境界デ
ータ記憶手段に記憶された図形のデータを読み出して荷
電粒子線の偏向制御系に転送する線面を有していること
を特徴としている。

〔作用］ チップ図形データは、複数の図形より成るグループ図形
（セル）が規則正しく配列されているブロック領域と、
このブロック領域の周囲に配置されるセルが展開されな
い配線領域とに応じてストライプ状に分割される。なお
、このストライプ状の領域の幅は、フィールドの長さ以
下とされる。

このストライプ状のブロック領域の描画データはハード
ウェアによって仮想的なフィールドに分割され、この分
割された描画データに基づいて荷電粒子線の偏向系が制
御され、所望の描画が行われる。該描画は、材料が載置
されたステージをフィールドに応じて移動させ、ステッ
プアンドリピート方式によって行われる。この仮想的な
フィールドに跨った図形の描画データは各フィールド毎
に分割され、次のフィールドの描画が開始されるまで一
時的に記憶される。

［実施例１ 以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳述する。

第１図において、１は１は電子銃であり、２および３は
該電子銃から発生した電子線をブランキングするための
偏向コイルおよび絞り板である。

４．５は夫々矩形状の開口を有した第１と第２のスリッ
ト板、６は該第１のスリット板４の開口を通過した電子
線を第２のスリット板５上に結像するレンズ、７は該ス
リット板５上の電子線懺を移動させるための偏向コイル
である。該第２のスリット板５の開口を通過した電子線
は、投影レンズ８によってステージ９上に載置された被
描画材料１０上に照射される。該材料１０上の電子線の
照射位置は、偏向コイル１１によって移動させられる。

ここで、該材料１０上に照射される電子線の断面形状は
、該第１のスリット板４を通過した電子線を偏向し、該
第２のスリット板５上の電子線の照射位置を変化させる
ことによって任意に変えることができる。

１２はＣＰＵであり、該ＣＰＵのパスライン１３にはＣ
ＡＤで作製した図形データが格納された磁気テープ１４
．電子線描画装置用に変換された描画データが格納され
るディスクメモリ１５がつながっている。又、該パスラ
イン１３には、インタフェース１６を介して前記ブラン
キング用偏向コイル２を制御するブランキング制御回路
１７が接続され、インタフェース１８を介して前記ステ
ージ９の駆動手段１つを制ｔ２１１するステージ制御回
路２０が接続されている。更に、該パスライン１３には
、インタフェース２１を介して２枚のバッフ７メモリ２
２ａ、２２ｂが接続されており、該バッフ７メモリ２２
は制御回路２３に接続されている。２４．２５．２６は
大々スタックメモリ。

セルデータメモリ、境界データメモリであり、各メモリ
は該制御回路２３によりデータの取込み。

読み出し等の制御が行われる。２７は、制御回路２３か
ら送られた描画図形データを描画装置で描画できる基本
ショット図形に分割するためのショット分割回路、２８
は、該ショット分割回路２７からのデータをＤ−Ａ変換
器２９へ転送するための処理回路であり、この処理回路
では、ショット分割回路２７からの図形データの座標に
応じた電子線の偏向歪量が記憶されている歪メモリ３０
から、ショットする図形の座標に応じた歪量を読み出し
、図形データをこの歪量に応じて補正している。該Ｄ−
Ａ変換器２９からの信号は、偏向コイル７を制御する偏
向υ制御回路３１と、偏向コイル１１を制御する偏向制
御回路３２の両者に供給される。

上述した如き構成にａ３いて、磁気テープ１４にはＣＡ
Ｄ等によって作製されたチップデータが格納されている
。第２図は、チップＴの全体を示しており、このチップ
Ｔ内には、複数の図形より成るグループ図形が規則正し
く配列されているブロック領域Ｂと、その周囲の配線領
域Ｒとが存在している。このようなチップのＣＡＤデー
タは、電子線描画装置用の描画データに変換されるが、
この変換に当っては、第２図に点線で示すように、複数
のストライプ状の領域に分割され、このストライプ状領
域毎にデータの変換がＣＰＬ１１２によって行われる。

もちろん、このデータ変換は、ＣＰＬ１１２で行わず、
切辺のデータ変換用のＣＰｔＪによって行っても良い。

このストライプ状の領域の分割は、ストライプの幅や長
手方向の艮ざを画一的にきめて行うのではなく、基本的
には、ブロック領域（セル展開領域）と配線領域（１ル
以外の領域）とを明確に分１ノで行い、それによって領
域の境界部において図形が跨って配置されることを防ぐ
ようにしている。更に、例えば、細長いブロック領域の
幅が長すぎ、同じブロック領域を分割する必要がある場
合でも、極ノｊ図形が存在しない部分で領域分割を行う
ようにしている。その結果、データの変換を図形の分割
処理を行わずに実行することができ、データ変換を高速
で行うことができると共に、変換されたデータの因も、
分割図形がないために著しく少なくすることができ、変
換データが格納されるディスクメモリ１５の容量を減少
させることができる。該ディスクメモリ１５に格納され
た描画データは、規則正しく配列される各セルの図形デ
ータと各ストライプ状領域の描画データとによって構成
されているが、このストライプ状領域の描画データは、
その領域に描画されるセルの種類とそのセルのＸ方向、
Ｙ方向の繰返しの数、繰返しのピッチ等の圧縮されたデ
ータである。

さて、第２図に示したようなチップを描画する場合、ま
ず、ディスクメモリ１５に記憶されている各セルのデー
タがインタフェース２１．バッファメモリ２２．制御回
路２３を介してセルデータメモリ２５あるいはスタック
メモリ２４に転送される。更に、第１のストライプ状領
域の描画データが２枚のバッファメモリの一方２２ａに
転送され、第２のストライプ状領域の描画データは該メ
モリの他方２２ｂに転送される。ここで、第１のストラ
イプ状領域の描画が開始されるが、この描画の詳細を第
３図に示す如き領域を例に説明する。

第３図に部分的に示した第１のストライプ状領域Ｓ１に
は、第１のセルＣ１が規則正しく配列されている。該第
１のセルＣ１は図形Ａ、Ｂと第２のセルＣ２とより構成
されており、該第２のセルＣ２は図示していないが、例
えば、図形Ｃ，Ｄ、Ｅから構成されている。なお、第１
のセルＣＩおよび第２のセルＣ２に関するデータは、セ
ルデータメモリ２５に転送されて記憶され、又、スタッ
クメモリ２４は、セルの展開の後、フィールド内のセル
以外のデータを描画するため、バッフ？メモリ２２８．
２２’ｂ内の戻り位置およびレジスタをスタックするた
めに用いられる。

該バッファメモリ２２ａに記憶された描画データは、前
記したようにセルの種類とそのセルの繰返しの数および
繰返しのピッチである。このデータに基づいて制御回路
２３は、該ストライプ領域Ｓ１を電子線の最大偏向幅を
考慮した長さ、すなわち、仮想的なフィールドに分割す
る処理を行うと共に、セルデータをセルデータメモリか
ら読み出し、該セル中に含まれている図形データをショ
ット分割回路２７に供給する。第３図に示した一点鎖線
りは仮想的なフィールドの境界であり、図中境界の左側
は第１のフィールドＦＩ、右側は第２のフィールドＦ２
である。描画は第１のフィールドＦ１から開始され、最
初に第１のセルＣ１（Ｘ＋　、Ｖｌ）が描画されるが、
このセルの描画は、まず、その中に含まれる図形Ａが読
み出されて制御回路２３を介してショット分割回路２７
に供給され、該分割回路において描画装置でショットで
きる基本図形に分割され、この分割された図形データは
処理回路２８に供給される。該処理回路では、供給され
た図形データのフィールド内の座標に応じて電子線の偏
向歪補正量を歪メモリ３０から読み出し、この歪補正量
によって描画データを補正した上でそのデータをＤ−Ａ
変換器２９に供給する。該Ｄ−Ａ変換器２つは、供給さ
れた描画データに基づいて、偏向コイル７に（；向信号
を供給し、描画すべき図形に応じた所定の断面の矩形電
子線を形成するようにし、又、偏向コイル１１に偏向信
号を供給して所定断面形状の電子線を偏向し、材料１０
上の仮想的なフィールドの定められた位置に電子線を照
射するようにしている。

このようにして図形Ａの描画が終了した後、図形Ｂが同
様にして描画され、その後、第２のセルＣ２が描画され
ることになる。制御回路２３は、セルデータメモリ２５
からのデータにより、第２のセルＣ２の描画を行うこと
を認識すると、同じセルデータメモリ２５から該セルＣ
２の描画データを読み出し、該セルに含まれる図形Ｃ，
Ｄ、Ｅの描画が図形Δ、Ｂと同様に行われるように制御
する。

このようにして、第１のセルＣ＋　　（Ｘ＋　、’／ｌ
）が描画された後、第２のセルＣ＋　　（Ｘｚ　、ＶＩ
）が第１のセルと同様にして描画される。該第２のセル
の描画の後、第３のセルＣ１＜Ｘ３．Ｖｌ）が描画され
るが、該第３のセルはフィールドの境界りに跨って配置
されている。このようなセルについては、制御回路２３
によってフィールドＦ１に属する図形データとフィール
ドＦ２に属する図形データとに分割され、夫々の図形デ
ータは境界データメモリ２６に記憶される。従って、フ
ィールドＦＬの描画の際、該第３のセルの描画に関して
は、制御回路２３は、境界データメモリから当該フィー
ルドに属する図形データのみを読み出し、ショット分割
回路に転送して第３のセルの一部のみの描画を行うよう
に制御する。この第３のセルの第１フイールド内の描画
が終了した後、第４のセル（ｘｌ、ｙ２）〜第９のセル
（Ｘ３　、　Ｖ３　）までが上述した方式で描画が行わ
れる。該第９のセルの描画が終了すると、υ１１１］１
０００はステージ制御回路２０に信号を供給し、ステー
ジ９を移動させ、材料１０上の仮想的な第２のフィール
ドＦ２の中心が電子線の光軸に配置されるように制御す
る。

このステージ９の移動の後、第２のフィールドＦ２の描
画が行われるが、この描画に当っては、最初に境界デー
タメモリ２６内に記憶されている分割されたセルのデー
タが制御回路２３によって読み出されて描画が行われ、
その描画が終了した後、該フィールドＦ２内のセルの描
画が行われる。

このようにして多数のフィールドに分割された第１のス
トライプ状領域Ｓ１の描画は、電子線の偏向とステージ
の移動とによってステップアンドリピート方式で行われ
る。この領ＩＪ１ｔＳ１の描画が終了すると、制御回路
２３は第２のバッフ７メモリ２２ｂに記憶されたデータ
に基づいて第２のストライプ状領域Ｓ２の描画を開始す
る。この時、第１のバッファメモリ２２ａには第１のス
トライプ状類１ａｓｚに代えて第３のストライプ状領域
Ｓ３のデータが記憶される。

以上本発明の一実施例を詳述したが、本発明はこの実施
例に限定されず幾多の変形が可能である。

例えば、フィールド内に繰返し配置されるセルだ１ノが
存在１−る場合を例に説明したが、このようなセルと規
則正しい繰返しがない特殊なパターンが氾ざった図形Ｂ
Ｙを描画する場合にも本発明を適用することができる。

この場合、該特殊なパターンのデータはバッファメモリ
２２に記憶されておき、セルの描画の後あるいは始めに
このパターンデータを制御回路２３によって読み出し、
描画すれば良い。又、本発明は電子線描画装置のみなら
ず、イオンビームを用いた描画装置にも適用することが
できる。

［効果］ 以上詳述した如く、本発明においては、チップ図形デー
タをストライプ状領域に分割して荷電粒子線描画装置用
のデータに変換し、このストライプ状領域を仮想的なフ
ィールドに分割し、フィールド毎にステップアンドリピ
ート方式で描画を行うと共に、該フィールドの境界に跨
って配置される図形データをハードウェアで分割しなが
ら描画を行うようにしたので、描画データの変換時間を
著しく短縮することができると共に、変換後のデータ最
を少なくすることができ、結果的に描画時間を短縮する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく描画方法を実施するための描画
装置の一例を示す図、第２図はチップ図形を示す図、第
３図はストライプ状領域を示す図、第４図はチップ図形
の一例を示す図である。 １・・・電子銃　　　　　２・・・偏向コイル３・・・
絞り板　　　　　４．５・・・スリット板６．８・・・
電子レンズ　９・・・ステージ１０・・・被描画材料　
　　７，１１・・・偏向コイル１２・・・ＣＰＬＪ　　
　　　１３・・・パスライン１４・・・磁気テープ、　
１５・・・ディスクメモリ１６．１８．２１・・・イン
タフェース１７・・・ブランキング制御回路 １９・・・ステージ駆動回路 ２０・・・ステージ制御回路 ２２・・・バッファメモリ ２３・・・ｉ！、ＩＪ御回路　　　２４・・・スタック
メモリ２５・・・セルデータメモリ ２６・・・境界データメモリ ２７・・・ショット分割回路 ２８・・・ショット処理回路 ２９・・・Ｄ−Ａ変換器　　　３０・・・歪メモリ３１
．３２・・・偏向制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）チップ図形データをストライプ状の領域毎に荷電
   粒子線描画用のデータに変換し、該ストライプ状の領域
   の描画データを仮想的なフィールドに分割しながら、こ
   の分割された描画データに基づいて荷電粒子線の偏向系
   を制御し、その間、被描画材料を載置するステージをス
   トライプの長手方向に間歇的に該フィールドに対応させ
   て移動させ、該仮想的なフィールド毎にステップアンド
   リピート方式で図形の描画を行う描画方法であつて、該
   仮想的なフィールドの境界に跨つた図形の描画データは
   該仮想的な境界部分で分割され、夫々を互いに異なった
   仮想的なフィールドに描画するようにした荷電粒子線描
   画方法。
2. （２）描画データを格納する主記憶手段と、該主記憶手
   段から各ストライプ毎の描画データが転送され、記憶さ
   れるストライプ描画データ記憶手段と、該ストライプ領
   域内で繰返し出現するセルのデータを記憶するセルデー
   タ記憶手段と、該ストライプ描画データ記憶手段からの
   描画データと該セルデータ記憶手段のセルデータとに基
   づく図形データを荷電粒子線の偏向制御系に転送する制
   御手段と、該荷電粒子線が照射される被描画材料を載置
   する材料ステージと、該材料ステージの駆動手段とを備
   えており、該制御手段は、該ストライプ状領域の描画デ
   ータの内、該ストライプの長手方向に仮想的に設定した
   フィールド内の描画データを該荷電粒子線の偏向制御系
   に転送した後、該材料ステージの駆動を行うための信号
   を発生する機能と、該フィールドの境界に跨った図形を
   分割し、分割した図形の内、次のフィールド内の図形の
   データを境界データ記憶手段に転送する機能と、該次の
   フィールドの描画を行うに際しては、該境界データ記憶
   手段に記憶された図形のデータを読み出して荷電粒子線
   の偏向制御系に転送する機能を有している荷電粒子線描
   画装置。