JP2001015421A - データ作成方法およびそれを用いた荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

データ作成方法およびそれを用いた荷電粒子ビーム描画装置

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JP2001015421A JP11187692A JP18769299A JP2001015421A JP 2001015421 A JP2001015421 A JP 2001015421A JP 11187692 A JP11187692 A JP 11187692A JP 18769299 A JP18769299 A JP 18769299A JP 2001015421 A JP2001015421 A JP 2001015421A
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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  • Analytical Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 設計パターンデータと電子ビーム描画装置の
描画方式で規定される基本描画領域の配列の周期性が異
なる場合でも、描画パターンデータの圧縮効率を向上
し、描画処理工程の高速化を図ることでスループットを
向上させることができる。 【解決手段】 設計パターンデータから作成されたビッ
ト情報を荷電粒子ビームの走査方向に従って供給し、前
記荷電粒子ビームの開閉を制御して試料面上に照射し、
前記荷電粒子ビームを走査することにより2次元パター
ンを露光する荷電粒子ビーム露光方法において、周期構
造を持つ設計パターンデータから周期構造の1単位とし
てセルパターンを抽出し登録する工程と、前記セルパタ
ーンを用いて荷電粒子ビーム露光装置に起因する基本描
画領域に再配列するための配列データを作成し登録する
工程と、前記配列データの情報に従って前記セルパター
ンのデータから切出し前記基本描画領域のデータを作成
する工程を備えたデータ作成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LSI等の半導体
集積回路のパターンをマスクやウエハ等の試料に高速・
高精度に描画するための荷電粒子ビーム描画方法に係わ
り、特にデータ圧縮した描画パターンデータを用いて高
精度の描画を可能としたデータ作成方法およびそれを用
いた荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、LSIのパターンは高微細化かつ
高集積化しており、例えばDRAMでは64M以降も2
56M、1G、4Gとその高集積化が進んでおり、微細
加工技術はその中でも極めて重要なプロセス技術とされ
ている。
【0003】電子ビーム描画装置は、0.1μm以下の
微細加工が可能であることから、このようなLSIの高
集積化したパターンを形成する有効な露光手段として期
待されている。この電子ビーム描画装置を用いて所望の
LSIパターンを描画する場合、CADといったLSI
のパターン設計に用いるパターンデータ作成ツールによ
り作成された設計パターンデータを、電子ビーム描画装
置の描画パターンデータとして、直接供給することは出
来ない。そのため、電子ビーム描画装置に対して、設計
パターンデータを受容可能なデータ体系に変換し、その
データを高速に描画することが要求されている。
【0004】ここで、電子ビーム描画装置の例を以下説
明する。図9は、描画システムのデータフロー(従来
例)を示したものである。データ変換工程では、データ
読込み(ステップ50)で磁気ディスク等の外部記憶装
置に保存された設計パターンデータ51をコンピュータ
のメモリ上に読込み、次のデータ処理(ステップ52)
で多重露光領域の除去や近接効果補正等の補正処理を行
った後、ビームの偏向領域により決定される単位描画領
域毎に矩形・台形及び三角形等の基本図形分割(ステッ
プ53)を行うことにより、電子ビーム描画装置に対し
て、設計パターンデータ51を受容可能な描画パターン
データ55に変換する。そして、次の描画データ保存
(ステップ54)で、変換された描画パターンデータ5
5を磁気ディスクに代表される外部記憶装置に記憶す
る。
【0005】データ転送工程では、前の工程で変換され
た描画パターンデータ55をステップ56で読み込み、
ステップ57でバッファメモリに転送し、そしてステッ
プ58で登録し、このデータ転送工程を終了する。
【0006】次の描画処理工程では、まず描画条件設定
(ステップ60)で電子ビーム装置の描画スケジュール
データであるJOBデータ61を読込んだ後、ストライ
プデータ読込み(ステップ62)で1回のステージ走査
で描画する1ストライプ分の描画パターンデータをステ
ップ58のバッファメモリから読込み、基本図形から成
る描画パターンデータをビットマップ展開処理(ステッ
プ63)した後、ステップ64でパターンメモリに転送
し、その後、ステップ65でビットマップデータをビー
ム開閉手段であるビームブランカに出力することで、電
子ビームをオン・オフしてパターン描画(ステップ6
6)を行う。1ストライプの描画が終了すると、次のス
トライプの描画に対してストライプデータ読込み(ステ
ップ62)から描画処理工程が再度行われる。これを繰
り返すことによって、ウエハに配置する全チップの描画
が完了する。
【0007】図10は、前記描画システムのデータフロ
ー(従来例)で描画する電子ビーム描画装置のブロック
図を示したものである。大きく分けて、電子ビーム描画
装置本体280と描画制御システム290で構成されて
いる。電子ビーム描画装置本体280は、電子銃20
1、収束レンズ202、縮小レンズ203、偏向器20
4、ブランカ205とステージ207で構成されてい
る。電子銃201から出射した電子ビームEBは、収束
レンズ202と縮小レンズ203で電子ビームEBは
0.1μm以下に収束され、ステージ上のウエハ208
を照射する。さらに、電子ビームEBは、偏向器204
(ここでは、主偏向器204−1と副偏向器204−2
の2段で構成)で位置整定され、ブランカ205でオン
・オフ制御される。
【0008】描画制御システム290において、磁気デ
ィスク等の外部記憶装置210に保存された前記描画パ
ターンデータ224は、コンソール211からの設定に
基づいて、CPU212を介して、描画データ処理ユニ
ット219の中のバッファメモリ214に転送される。
この描画パターンデータ224のデータ形式は、矩形・
台形及び三角形等の基本図形で設計パターンデータを図
形分割したものである。この描画パターンデータ224
は、図形演算処理217において1回のステージ走査で
描画する1ストライプ分のデータをビットマップデータ
に演算処理した後、パターンメモリ218に転送され
る。更に、このビットマップデータがブランカ制御ユニ
ット220に転送されることで、電子ビームEBのオン
・オフが制御される。これと同期して偏向器制御ユニッ
ト222によるビーム位置の整定とステージ制御ユニッ
ト223によるステージ位置の制御を行うことで一連の
描画が行われる。
【0009】前記図10で示した偏向器204が主偏向
器204−1と副偏向器204−2の2段偏向器で構成
される場合の描画方法の例を図11に示す。主偏向器2
04−1による電子ビームEBのビーム偏向方向(Y)
に対して垂直方向(X)にステージが往復走査すること
でウエハ208上に配列したチップ251の全領域の描
画を行う。ここで、主偏向器204−1で走査するメイ
ンフィールド252の領域内では、更に小さいサブフィ
ールド254の領域で副偏向器204−2により電子ビ
ームEBを偏向して描画を行っている。このサブフィー
ルド254で偏向される領域が、ここでは基本描画領域
として定義され、データ変換工程で設計パターンデータ
から描画パターンデータを作成する際の基本図形分割の
データに反映される。
【0010】以上説明したように、従来、電子ビーム描
画装置は設計パターンデータを受容可能な基本図形群
(矩形・台形及び三角形等)で構成される図形体系で定
義し、更に電子ビーム描画装置の描画方式に依存した単
位描画領域毎に領域分割したデータ体系で定義し、描画
パターンデータを作成し、パターン描画を行ってきた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の方法にあっては次のような問題があった。即ち、CA
Dで作成された設計パターンデータから描画パターンデ
ータにデータ変換する過程で、基本描画領域の単位での
ソーティング処理(描画順序に沿ったデータの並べ替え
処理)をした場合、設計パターンデータのパターンの繰
り返し周期構造のサイズが電子ビーム描画装置の単位描
画領域のサイズと異なり、メインフィールド領域のサイ
ズと異なるため、設計パターンデータを単位描画領域・
メインフィールド領域で単純に分割すると、繰り返し周
期構造を阻害してしまい、多くの独立した分割パターン
に展開しなければならず、描画パターンデータの圧縮困
難であった。そのため、設計パターンデータで定義して
いたパターン規則性が破壊されてしまい、データ量の増
大及びデータ変換時間の長期化といった問題を誘因して
いた。また、描画開始前のデータ転送工程においても、
データ変換して得た描画パターンデータを磁気ディスク
に代表される外部記憶装置からバッファメモリユニット
に転送するための時間が長期化していた。更に、描画処
理工程においては、基本図形からなる描画パターンデー
タをビットマップ展開処理するのにかなりの時間を要し
ていた。以上のことから、これらの一連のデータ処理に
対する時間が電子ビーム描画装置自体のスループットを
低下させる要因になっていた。
【0012】一方、近年、マルチビームを用いて複数の
電子ビームを並列にオン・オフしてパターンを描画する
方法が提案されている。複数の電子ビームをm行×n列
(m、nは1以上の整数)に配列し、各々の電子ビーム
が基本描画領域を描画するすることにより、2次元のパ
ターンを描画する高速描画方式では、設計パターンデー
タとm行×n列に配列した基本描画領域の周期性が一致
しないことから同様の問題を含んでおり、電子ビーム描
画装置の高速化に対する大きな課題となっている。
【0013】この様な状況から現在のデータ変換工程で
は、描画パターンデータの圧縮に制限があり、更に、デ
ータ変換及び描画処理工程の高速化に関して問題点を含
んでいた。そして、上述の如き問題点は電子ビーム描画
装置の稼働率を低下させると共にLSIの生産性の低下
を引き起こすこととなり、今後LSIの高微細化・高集
積化に伴い、電子ビーム描画装置で描画されたLSIパ
ターンに対する信頼性及び装置の稼働率を高める上で大
きな問題になると考えられている。
【0014】本発明の目的は、このような問題に鑑み、
設計パターンデータと電子ビーム描画装置の描画方式で
規定される基本描画領域の配列の周期性が異なる場合で
も、描画パターンデータの圧縮効率を向上し、描画処理
工程の高速化を図ることでスループットを向上させるこ
とが可能な描画パターンデータ作成方法およびそれを用
いた電子ビーム描画装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、以下の(1)〜(15)である。 (1)設計パターンデータから作成されたビット情報を
荷電粒子ビームの走査方向に従って供給し、前記荷電粒
子ビームの開閉を制御して試料面上に照射し、前記荷電
粒子ビームを走査することによって2次元パターンを露
光する荷電粒子ビーム露光方法において、周期構造を持
つ設計パターンデータから、周期構造の1単位としてセ
ルパターンを抽出し、登録する工程と、前記セルパター
ンを用いて、荷電粒子ビーム露光装置に起因する基本描
画領域に再配列するための配列データを作成し、登録す
る工程と、前記配列データの情報に従って前記セルパタ
ーンのデータから切出し、前記基本描画領域のデータを
作成する工程を備えたデータ作成方法。 (2)前記基本描画領域は複数の前記セルパターンの全
領域または1部分で構成されていることを特徴とする上
記(1)に記載のデータ作成方法。 (3)前記セルパターンのサイズは前記基本描画領域に
等しいまたはより大きいことを特徴とする上記(1)ま
たは(2)のいずれか1つに記載のデータ作成方法。 (4)前記セルパターンのサイズは前記基本描画領域よ
り小さいことを特徴とする上記(1)または(2)のい
ずれか1つに記載のデータ作成方法。 (5)前記基本描画領域は、サイズが前記基本描画領域
に等しいまたはより大きい前記セルパターンとサイズが
前記基本描画領域より小さい前記セルパターンのうち、
それぞれ少なくとも1部分で構成されていることを特徴
とする上記(1)または(2)のいずれか1つに記載の
データ作成方法。 (6)前記セルパターンのサイズは前記基本描画領域の
サイズの2倍以上であることを特徴とする上記(1)ま
たは(2)のいずれか1つに記載のデータ作成方法。 (7)前記セルパターンはビットマップデータで構成さ
れていることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれ
か1つに記載のデータ作成方法。 (8)設計パターンデータから作成されたビット情報を
荷電粒子ビームの走査方向に従って供給し、前記荷電粒
子ビームの開閉を制御して試料面上に照射し、前記荷電
粒子ビームを走査することによって2次元パターンを露
光する荷電粒子ビーム露光装置において、周期構造を持
つ設計パターンデータから、周期構造の1単位としてセ
ルパターンを抽出し、登録する手段と、前記セルパター
ンを用いて、荷電粒子ビーム露光装置に起因する基本描
画領域に再配列するための配列データを作成し、登録す
る手段と、前記配列データの情報に従って前記セルパタ
ーンのデータから切出し、前記基本描画領域のデータを
作成する手段を有する荷電粒子ビーム描画装置。 (9)前記基本描画領域は複数の前記セルパターンの全
領域または1部分で構成されていることを特徴とする上
記(8)に記載の荷電粒子ビーム描画装置。 (10)前記セルパターンのサイズは前記基本描画領域
に等しいまたはより大きいことを特徴とする上記(8)
または(9)のいずれか1つに記載の荷電粒子ビーム描
画装置。 (11)前記セルパターンのサイズは前記基本描画領域
より小さいことを特徴とする請求項8または9のいずれ
か1つに記載の荷電粒子ビーム描画装置。 (12)前記基本描画領域は、サイズが前記基本描画領
域に等しいまたはより大きい前記セルパターンとサイズ
が前記基本描画領域より小さい前記セルパターンのう
ち、それぞれ少なくとも1部分で構成されていることを
特徴とする上記(8)または(9)のいずれか1つに記
載の荷電粒子ビーム描画装置。 (13)前記セルパターンのサイズは前記基本描画領域
のサイズの2倍以上であることを特徴とする上記(8)
または(9)のいずれか1つに記載の荷電粒子ビーム描
画装置。 (14)前記セルパターンはビットマップデータで構成
されていることを特徴とする上記(8)〜(13)のい
ずれか1つに記載の荷電粒子ビーム描画装置。 (15)m行×n列に配列された複数の荷電粒子ビーム
と複数のビーム開閉手段を備え、前記荷電粒子ビームが
各々の基本描画領域を並列に描画する描画方法におい
て、荷電粒子ビームの走査方向に従ってビットマップ描
画データを各々のビーム開閉手段に並列に供給し、前記
複数の荷電粒子ビームを制御して試料面上に照射するこ
とで2次元パターンを描画する上記(8)〜(14)の
いずれか1つに記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【0016】上記構成によって、設計パターンデータと
電子ビーム描画装置の描画方式で規定される基本描画領
域の配列の周期性が異なる場合でも、描画パターンデー
タの圧縮効率を向上し、描画処理工程の高速化を図るこ
とでスループットを向上させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】設計パターンデータから描画パタ
ーンデータに変換する際、設計パターンデータの繰り返
し周期構造を活かした変換方法とその描画パターンデー
タを用いて描画する方法について以下説明する。
【0018】図1は、本発明を最もよく表す図であり、
設計パターンデータを繰り返し周期構造の1単位である
セルパターンと電子ビーム描画装置の偏向方式で規定さ
れる基本描画領域でそれぞれ分割した図である。設計パ
ターンデータ1は、典型的なDRAM等の配線パターン
4で、繰り返し周期構造を持っている。セルパターン2
(設計パターンデータ1の実線領域)は、配線パターン
4の周期性が保たれる様に領域分割されている。一方、
基本描画領域3(設計パターンデータ1の点線領域)
は、電子ビーム描画装置の偏向方式で決まる領域であ
り、設計パターンの周期性と異なったサイズで領域分割
されている。ここでは、セルパターン2は、基本描画領
域3のサイズより大きいサイズのセルパターンMC(セ
ルパターンMC≧基本描画領域)となるように分割して
いる。
【0019】本例では、セルパターン2と基本描画領域
3のサイズが異なっているため、仮に基本描画領域3を
単純にセルパターン2のサイズで設計パターンデータ1
を分割したとすると分割数が増大して描画パターンデー
タ圧縮の効率が低下する。従って、データ圧縮を考える
ならば、設計パターンデータを分割する際、セルパター
ンと基本描画領域をそれぞれ独立のサイズで定義するこ
とが必要である。
【0020】図2は、セルパターンの再配列による基本
描画領域の形成を表す図であり、図2(1)はセルパタ
ーンと基本描画領域による設計パターンデータの領域分
割を表す図に記号をつけたものである。ここでは、セル
パターンをMC1、MC2、MC3とそれぞれ異なるパ
ターンとして表示している。また、基本描画領域は、M
F1,1、MF2,1、…、MF1,2、MF2,2、
…、 MF1,3、MF2,3、…の様に左方向から右
方向に、そして上方向から下方向に記号化している。
【0021】図2(2)は、セルパターンMCの再配列
による基本描画領域の形成を表す図である。図2(2−
A)は基本描画領域MF1,1の例で、セルパターンM
C1を領域指定することでMF1,1に相当するパター
ンを切出すことが出来る。また、図2(2−B)はMF
2,1の例で、図2(2−C)はMF2,2の例で、そ
れぞれの基本描画領域はセルパターンに跨った位置にあ
ることから、基本描画領域のパターン形成は複数のセル
パターンに対して各々の切出し領域指定することで基本
描画領域のデータを形成することが出来る。
【0022】ここで、図2(1)のMF1,2の様に同
一セルパターンに基本描画領域が跨った場合には、セル
パターンの大きさを基本描画領域の2倍以上にして準備
することで、セルパターンの切出し位置にかかわらず、
1回の領域指定でセルパターンから基本描画領域のデー
タを切出すことが出来る。
【0023】一方、図2(3)は、基本描画領域より小
さいセルパターンSC(セルパターンSC<基本描画領
域)の再配列による基本描画領域の形成を表す図であ
る。この場合、セルパターンSC1は基本描画領域内の
配置を指定して、またSC2はセルパターンMCと同様
にセルパターンSCの切出し領域指定することで基本描
画領域のデータを形成することが出来る。
【0024】この様に、セルパターンMCの場合は、領
域指定してパターンを切出すことで基本描画領域のデー
タを形成することができる。また、セルパターンSCの
場合は、配置指定またはパターンの切出し指定により基
本描画領域のデータを形成することが出来る。このこと
から、各々の基本描画領域に対し,セルパターンMC、
SCとそれらを選択して配置する配列データを描画パタ
ーンデータとして用いることで、基本描画領域を単位と
した描画データを作成することが出来る。
【0025】次に、前記セルパターンMC、SCを用い
た配列データ形式について説明する。
【0026】図3は、基本描画領域のデータを形成する
際の配列データ形式を表す図である。図3(A)は配列
データ形式の定義を一般化した図で、1つの基本描画領
域は,1つまたは複数のセルパターンMCまたはSCの
組み合わせで構成される。ここでは、セルパターンデー
タMCの配列指定工程とセルパターンSCの配列指定工
程の2工程の場合の実施例を説明する。
【0027】図3(A)において、ステップA1では基
本描画領域を形成するセルパターンMCとセルパターン
SCの数指定としてmMC、nSCを設定する。ステッ
プA2ではセルパターンMCの種類の指定を、ステップ
A3では基本描画領域への貼り付け位置の座標指定を、
ステップA4ではそのセルパターンMCを切出す時の切
出し開始位置の指定を、ステップA5ではそのセルパタ
ーンMCから切出す際のサイズ(dx,dy)の指定を
行う。ステップA6〜A9では別のセルパターンMCの
切出し指定を行っており、この処理はステップA1で指
定されたセルパターンMCの数mMC回繰り返される。
【0028】ステップA12からの工程は、基本描画領
域のサイズより小さいセルパターンSCのデータ形成で
あり、ステップA12ではそのセルパターンSCの種類
の指定を、またステップA13では基本描画領域への貼
り付け位置の座標指定を行う。ステップA14〜A 1
7はステップA1で指定されたセルパターンSCの数n
SC回繰り返されるが、ここではセルパターンSCが基
本描画領域を跨る場合を示したもので、セルパターンM
Cと同一形式で表現している。
【0029】以上の様に配列データ形式を用いることに
より、準備されたセルパターンから基本描画領域のデー
タを形成することができる。そして、基本描画領域より
小さいパターンに対しても再配列が出来る様に配慮され
いることから、パターン周期性の少ないASIC等のデ
バイス構造に対しても適用可能である。
【0030】図3(B)は、図2(2−A,2−B)の
場合における配列データモデルを表す図である。ステッ
プB1〜B5ではMF1,1の例におけるパターン配列
を行っている。ステップB1ではセルパターンMCの数
1を指定している。ステップB2ではセルパターンMC
の種類MC1を指定し、ステップB3では基本描画領域
MF1,1への貼り付け位置の座標(0,0)を、ステ
ップB4ではそのセルパターンMC1のビットマップデ
ータの切出し開始位置(0,0)を指定している(ここ
では基本描画領域とセルパターンのX,Y方向のサイズ
をそれぞれ1単位と定義している)。ステップB5では
このセルパターンMC1のビットマップデータから切出
す際のサイズ指定(dx,dy)を行っており,ここで
は切出しサイズ(1,1)を指定している。
【0031】ステップB8〜B16ではMF2,1にお
ける配列データを行っている。ステップB8ではセルパ
ターンMCの数2を指定している。前記と同様に、ステ
ップB9ではセルパターンMCの種類MC1を指定し、
ステップB10では基本描画領域への貼り付け位置の座
標(0,0)を示し、ステップB11ではそのセルパタ
ーンMC1からの切出し開始位置(0.8,0)を指
定、ステップB12では切出しサイズ(0.3,1)を
指定している。そして、ステップB13〜B16ではス
テップB8で指定されたセルパターンMCの数2の指示
に従って、セルパターンMC2からの切出し工程が再度
繰り返される。
【0032】図4は、本発明におけるデータ圧縮方法と
データ展開方法を用いた場合のセルパターン再配列によ
る描画データフローである。
【0033】データ変換工程は、図9と同様、データ読
込み(ステップ20)で磁気ディスク等の外部記憶装置
に保存された設計パターンデータ21をコンピュータの
メモリに読込み、次のデータ処理(ステップ22)で多
重露光領域の除去や近接効果補正等の補正処理を行う。
【0034】その後、設計パターンデータの周期性を判
断し、描画パターンデータに変換する工程に入る。ま
ず、設計パターンデータから繰り返しセルのデータ処理
(ステップ23)を行い、セルパターンCPのサイズと
基本描画領域MFのサイズの比較を行う。ステップ24
で基本描画領域MFより大きいセルパターンCPを判別
し、セルパターン群MC25としてデータ登録を行う。
次に、ステップ26で基本描画領域MFより小さいセル
パターンCPを判別し、セルパターン群SC27として
データ登録を行う。次のステップ28では、設計パター
ンデータから分割・分類したセルパターン群MC25と
SC27を用いて、基本描画領域を単位としたデータの
再配列を行うための配列データを作成し、そのデータを
配列データ29として登録する。セルパターンのデータ
形式は、ビットマップデータ形式を用いているが、前記
基本図形群を用いても良い。ここでは、セルパターン群
MC25、SC27と配列データ29からなるデータ群
を描画パターンデータ30としている。
【0035】次のデータ転送工程では、ステップ31で
前記描画パターンデータ30として登録したセルパター
ンMC25とSC27を外部記憶装置から読込み、ステ
ップ32でそのセルパターンのビットマップデータを描
画制御システムのバッファメモリ40に転送する。次
に、ステップ33で配列データ29を外部記憶装置から
読込み、前記同様バッファメモリ40に転送してデータ
転送工程を終了する。
【0036】セルパターンの種類は、DRAMの場合、
およそ100種類前後のセルパターン群を準備すること
により、セルパターンの分割でほとんど全ての領域を描
画することが出来ることから、セルパターン分割の有効
性を活かすことが出来る。
【0037】セルパターンのサイズを仮に8μmとし
て、1ビットの間隔を0.025μm単位とした場合、
全セルパターンのビットマップデータのデータ容量は、
10×106ビットとなる。これは、仮に20mm×2
0mmのチップ全体のパターンデータをそのままビット
マップデータにした場合のデータ量640×109ビッ
トに較べて遥かに少ない値であり、セルパターン群をバ
ッファメモリに記憶することが可能である。
【0038】次の描画処理工程では、描画条件設定(ス
テップ41)としてJOBデータ42を読み込んだ後、
ステップ43で1回のステージ走査で描画する1ストラ
イプ分の配列データを読込む。次のステップ44でこの
配列データを基にパターン描画するためのビットマップ
描画データに展開し、ステップ45でパターンメモリに
転送する。
【0039】更に、ステップ46でこれらのビットマッ
プデータをブランカ制御ユニットまたはBAA(Bla
nking Aperture Array)制御ユニッ
トのビーム開閉手段に出力し、ステップ47で描画が行
われる。
【0040】描画はステージを往復走査しながら行われ
るが、このストライプ描画を行っている間に次のストラ
イプ領域の配列データをバッファメモリから読込み、ビ
ットマップ描画データを形成して別のパターンメモリに
転送し、次のストライプ領域の描画の準備を行う様にし
ている。
【0041】一方、図4で示した描画データフローは、
図10で示した単一ビームの電子ビーム描画装置だけで
なく、以下の様にマルチビームを用いた電子ビーム描画
装置にも適用できる。
【0042】図5は、マルチビームを用いた電子ビーム
描画装置による描画方法の例を表す図である。図5
(A)に示す様に、ステージ上に配置したウエハ108
はX方向に走査しながらチップ151上のストライプ1
53を描画する。メインフィールド152は、図5
(B)に示す様に、主偏向器でストライプ方向と垂直方
向に走査して形成される。サブフィールド154は、図
5(C)に示す様に、基本描画領域155を単位として
m行×n列(m、nは1以上の整数)に配列した複数の
ビームで構成されている。このサブフィールド内の描画
は、副偏向器によりm行×n列の複数のビームを同時に
偏向すること行われる。図5(D)は、基本描画領域1
55内をビームスポット160が走査して描画する様子
を示している。
【0043】マルチビームを用いた電子ビーム描画装置
の偏向方式で規定された基本描画領域を並列に配列して
描画する方式は高速描画を実現する方法と言えるが、基
本描画領域のサイズが設計パターンデータの周期性と一
致しない場合は、従来と同様にデータ変換,データ転送
に関連した問題が発生する。しかし、前記図1〜3で示
す様に、基本描画領域より大きいサイズ、小さいサイズ
の周期パターンをセルパターンMC、SCとして登録
し、描画の際に切出して基本描画領域を形成する方法
は、設計パターンデータの周期性を十分活した描画パタ
ーンデータ圧縮方法であり、また描画パターンデータの
転送時間も大幅に短縮できる方法として有効である。
【0044】図6は、マルチビームを用いた電子ビーム
描画装置のブロック図であり、前記図10の電子ビーム
描画装置に対し、複数の電子ビームを用いて描画速度を
高速化したもので、図4の描画処理工程を示している。
前記図10の電子ビーム描画装置と異なる点は、ブラン
カの代わりに複数の電子ビームEBをオン・オフ制御で
きるBAAユニット105を配置している点である。ま
た、描画制御システム190内では、BAA制御ユニッ
ト121と描画データ処理ユニット119の中のバッフ
ァメモリ114、配列演算処理117とBAAのm行×
n列に配列された複数のブランカを並列に制御するため
のパターンメモリ118が、図10と比べ特徴的なもの
となっている。
【0045】ここでBAA105ついて図7を用いて説
明する。図7はBAAを上から見た図で、電子ビームE
Bが通過するアパーチャ132とその周辺に小型のブラ
ンカ131を基本単位として,m行×n列のマトリック
ス状に配列されており、各々のブランカの配列周期は基
本描画領域の周期に相当している。
【0046】次に、図6を用いて図4の描画処理工程を
説明する。描画制御システム190内の外部記憶装置1
10には、セルパターン群MC、SCと配列パターンデ
ータから成る描画パターンデータが記憶されている。描
画を開始する前に、この描画パターンデータは、CPU
112を介して、バッファメモリ114のセルパターン
データ115領域と配列データ116領域に転送され
る。描画が開始されると、配列演算処理117で配列デ
ータ116が読込まれ、その配列データ116を基にバ
ッファメモリ114のセルパターン群MC、SCを用い
て、ビットマップ描画データ展開処理が基本描画領域を
単位として行われ、その後、パターンメモリ118に送
られる。
【0047】ここで、ステージが1回の走査して描画で
きるストライプ分のビットマップデータをパターンメモ
リ(A)118―1に転送する。このビットマップデー
タは、BAA制御ユニット121にビームをオン・オフ
する信号として並列に転送され、更に他の偏向器制御ユ
ニット122やステージ制御ユニット123と同期させ
ながら、パターン描画を行う。この時、ストライプデー
タ(A)118−1を描画している間に、次に行う描画
のストライプデータ(B)118−2のビットマップデ
ータは、描画と平行して準備され、ストライプデータ
(A)118−1の描画が終了すると直ちにストライプ
データ(B)118−2の描画が開始出来る様にしてい
る。
【0048】描画時間を高速化するために、パターンメ
モリの数は、前記ではA、Bの2つであるが、更に3つ
以上複数並列に増やしても良い。
【0049】また配列演算処理において、ビットマップ
データからなるセルパターンデータを領域指定してパタ
ーンデータを切出して基本描画領域のデータを形成する
方法として、任意のメモリ領域を切出すことの出来るグ
ラフィックラムを使用することで高速化が図れる。
【0050】前記では2次元に配列したマルチビームを
用いた場合の実施例を説明したが、本発明は、2次元だ
けでなく、1次元方向に配列した電子ビームアレイを偏
向、または、ステージ走査で2次元のパターン描画を行
う場合にも適用出来る。図8は、1次元電子ビームアレ
イ方向に直交する方向において、電子ビーム走査または
ステージ走査により2次元パターン領域を描画する場合
を示したもので、図1と同様、設計パターンデータ5を
セルパターン6(設計パターンデータ5の実線領域)と
基本描画領域7(設計パターンデータ5の点線領域)で
それぞれ分割した図を表す。この場合、基本描画領域7
は短冊状の細長い領域を持ち、これと同様にセルパター
ン6も設計パターンデータ5の繰り返し周期構造に合わ
せた短冊形状をしている。それぞれの基本描画領域7
は、前記同様、配列データを用いることで描画データを
形成することが出来る。
【0051】以上説明した様に、設計パターンデータの
周期性を活かしてセルパターン群と配列データを含んだ
描画パターンデータを形成し、そのデータを転送してバ
ッファメモリに記憶し、更に、配列データを基にセルパ
ターンデータを再配列してビットマップ描画データを作
成することにより、単一電子ビームを用いた電子ビーム
描画装置だけでなく、BAAユニットを用いたマルチビ
ーム描画方式や微細加工によって作られた固体電子源を
1次元または2次元に配列したマルチビーム描画方式の
方式に対しても、本発明の描画パターンデータ作成方法
およびそれを用いた電子ビーム描画装置は有効である。
【0052】また、本発明は、電子ビームを用いた描画
装置に限らず、イオンビームを用いた描画装置に対して
も適用することができる。
【0053】
【発明の効果】本発明は、パターンデータの周期性を崩
さずにそのままセルパターンとして登録するためデータ
圧縮が従来より効果的に出来ることから、磁気ディスク
からバッファメモリへのデータ転送時間が短縮できるだ
けでなく、バッファメモリの容量も少なくて済む。この
ことから、高微細化・高集積化に伴って、電子ビーム描
画装置で描画のスループットを低下させることなく、信
頼性および装置稼働率を高める上で大いに寄与すること
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】設計パターンデータをセルパターンと基本描画
領域でそれぞれ分割した図、
【図2】セルパターンの再配列による基本描画領域の形
成を表す図、図2(1)は、設計パターンデータの領域
分割を表す図、図2(2)は、セルパターンMCの再配
列による基本描画領域の形成を表す図、図2(2−A)
はMF1,1の例、図2(2−B)はMF2,1の例、
図2(2−C)はMF2,2の例を表す図、図2(3)
は、セルパターンSCの再配列による基本描画領域の形
成を表す図、
【図3】配列データ形式を表す図、図3(A)は、配列
データ形式を表す図、図3(B)は、配列データモデル
を表す図、
【図4】セルパターン再配列による描画データフロー、
【図5】マルチビームを用いた電子ビーム描画装置によ
る描画方法の例を表す図、図5(A)はウエハ描画、図
5(B)はメインフィールド、図5(C)はサブフィー
ルド、図5(D)は基本描画領域を表す図、
【図6】マルチビームを用いた電子ビーム描画装置のブ
ロック図、
【図7】BAA説明図、
【図8】1次元配列のマルチビーム描画の場合の設計パ
ターンデータをセルパターンと基本描画領域でそれぞれ
分割した図、
【図9】描画システムのデータフロー(従来例)、
【図10】電子ビーム描画装置のブロック図、
【図11】2段偏向器で構成される場合の描画方法の例
を表す図、図11(A)はウエハ描画、図11(B)は
メインフィールド、図11(C)はサブフィールドを表
す図。
【記号の説明】
1、5、21、51 設計セルパターンデータ 2、6、MC、SC セルパターン 3、7、155、MF 基本描画領域 4、8 配線パターン 25 セルパターン群MC 27 セルパターン群SC 29 配列パターン 30、55、224 描画パターンデータ 40 バッファメモリ 42、61 JOBデータ 101、201 電子銃 102、202 収束レンズ 103、203 縮小レンズ 104、204 偏向器 104−1、204−1 主偏向器 104−2、204−2 副偏向器 105 BAA 107、207 ステージ 108、208 ウエハ 110、210 外部記憶装置 111、211 コンソール 112、212 CPU 113、213 描画制御ユニット 114、214 バッファメモリ 115 セルパターンデータ 116 配列データ 117、217 配列演算処理 118、218 パターンメモリ 118−1 ストライプデータ(A) 118−2 ストライプデータ(B) 119 描画データ処理ユニット 121 BAA制御ユニット 122、222 偏向器制御ユニット 123、223 ステージ制御ユニット 131、205 ブランカ 132 アパーチャ 151、251 チップ 152、252 メインフィールド 153、253 ストライプ 154、254 サブフィールド 160、260 ビームスポット 180、280 電子ビーム描画装置本体 190、290 描画制御システム 220 ブランカ制御ユニット

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 設計パターンデータから作成されたビッ
    ト情報を荷電粒子ビームの走査方向に従って供給し、前
    記荷電粒子ビームの開閉を制御して試料面上に照射し、
    前記荷電粒子ビームを走査することによって2次元パタ
    ーンを露光する荷電粒子ビーム露光方法において、周期
    構造を持つ設計パターンデータから、周期構造の1単位
    としてセルパターンを抽出し、登録する工程と、前記セ
    ルパターンを用いて、荷電粒子ビーム露光装置に起因す
    る基本描画領域に再配列するための配列データを作成
    し、登録する工程と、前記配列データの情報に従って前
    記セルパターンのデータから切出し、前記基本描画領域
    のデータを作成する工程を備えたデータ作成方法。
  2. 【請求項2】 前記基本描画領域は複数の前記セルパタ
    ーンの全領域または1部分で構成されていることを特徴
    とする請求項1に記載のデータ作成方法。
  3. 【請求項3】 前記セルパターンのサイズは前記基本描
    画領域に等しいまたはより大きいことを特徴とする請求
    項1または2のいずれか1つに記載のデータ作成方法。
  4. 【請求項4】 前記セルパターンのサイズは前記基本描
    画領域より小さいことを特徴とする請求項1または2の
    いずれか1つに記載のデータ作成方法。
  5. 【請求項5】 前記基本描画領域は、サイズが前記基本
    描画領域に等しいまたはより大きい前記セルパターンと
    サイズが前記基本描画領域より小さい前記セルパターン
    のうち、それぞれ少なくとも1部分で構成されているこ
    とを特徴とする請求項1または2のいずれか1つに記載
    のデータ作成方法。
  6. 【請求項6】 前記セルパターンのサイズは前記基本描
    画領域のサイズの2倍以上であることを特徴とする請求
    項1または2のいずれか1つに記載のデータ作成方法。
  7. 【請求項7】 前記セルパターンはビットマップデータ
    で構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいず
    れか1つに記載のデータ作成方法。
  8. 【請求項8】 設計パターンデータから作成されたビッ
    ト情報を荷電粒子ビームの走査方向に従って供給し、前
    記荷電粒子ビームの開閉を制御して試料面上に照射し、
    前記荷電粒子ビームを走査することによって2次元パタ
    ーンを露光する荷電粒子ビーム露光装置において、周期
    構造を持つ設計パターンデータから、周期構造の1単位
    としてセルパターンを抽出し、登録する手段と、前記セ
    ルパターンを用いて、荷電粒子ビーム露光装置に起因す
    る基本描画領域に再配列するための配列データを作成
    し、登録する手段と、前記配列データの情報に従って前
    記セルパターンのデータから切出し、前記基本描画領域
    のデータを作成する手段を有する荷電粒子ビーム描画装
    置。
  9. 【請求項9】 前記基本描画領域は複数の前記セルパタ
    ーンの全領域または1部分で構成されていることを特徴
    とする請求項8に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
  10. 【請求項10】 前記セルパターンのサイズは前記基本
    描画領域に等しいまたはより大きいことを特徴とする請
    求項8または9のいずれか1つに記載の荷電粒子ビーム
    描画装置。
  11. 【請求項11】 前記セルパターンのサイズは前記基本
    描画領域より小さいことを特徴とする請求項8または9
    のいずれか1つに記載の荷電粒子ビーム描画装置。
  12. 【請求項12】 前記基本描画領域は、サイズが前記基
    本描画領域に等しいまたはより大きい前記セルパターン
    とサイズが前記基本描画領域より小さい前記セルパター
    ンのうち、それぞれ少なくとも1部分で構成されている
    ことを特徴とする請求項8または9のいずれか1つに記
    載の荷電粒子ビーム描画装置。
  13. 【請求項13】 前記セルパターンのサイズは前記基本
    描画領域のサイズの2倍以上であることを特徴とする請
    求項8または9のいずれか1つに記載の荷電粒子ビーム
    描画装置。
  14. 【請求項14】 前記セルパターンはビットマップデー
    タで構成されていることを特徴とする請求項8〜13の
    いずれか1つに記載の荷電粒子ビーム描画装置。
  15. 【請求項15】 m行×n列に配列された複数の荷電粒
    子ビームと複数のビーム開閉手段を備え、前記荷電粒子
    ビームが各々の基本描画領域を並列に描画する描画方法
    において、荷電粒子ビームの走査方向に従ってビットマ
    ップ描画データを各々のビーム開閉手段に並列に供給
    し、前記複数の荷電粒子ビームを制御して試料面上に照
    射することで2次元パターンを描画する請求項8〜14
    のいずれか1つに記載の荷電粒子ビーム描画装置。
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