JP2538899B2

JP2538899B2 - 荷電ビ−ム描画方法及び描画装置

Info

Publication number: JP2538899B2
Application number: JP62017195A
Authority: JP
Inventors: 隆幸阿部
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-29
Filing date: 1987-01-29
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JPS63186428A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、荷電ビームを用いてパターンを描画する技
術に係わり、特に荷電ビームによりパターンを描画する
際の照射量修正を行った荷電ビーム描画方法及び描画装
置に関する。

（従来の技術）従来、可変成形ビームを用いた電子ビーム描画装置に
おいては、パターン描画用データを外部記憶装置から描
画制御回路に転送する際の時間を短縮するために、パタ
ーンの繰返しを利用した描画用データの圧縮が行われて
いる。例えば、第６図（ａ）のように２つの矩形61,62
よりなるグループパターン60が４×４配列する場合、描
画用データは同図（ｂ）のような配置データ群と図形デ
ータ群によって表現される。ここで、図形データ群と
は、単位図形（ショット1,ショット２）の照射位置x_m，
y_m，寸法h_m，w_m及び照射時間t_m等を記すデータの集合で
ある。また、配置データ群とは、グループパターンの基
準点の位置X_xi，Y_yi、繰返しの回数N_xi（＝４），N
_yi（＝４）、繰返しのピッチP_xi，P_yi及び該グループパ
ターンに対する図形数N_i、該図形データを格納したデー
タの先頭格納番地PF_iを表わすデータの集合である。

このように圧縮された描画用データを展開し描画する
手順を第７図に示す。磁気ディスク等の外部記憶装置71
に格納された描画用データは、システムを制御する計算
機のメインメモリ72を通して描画用バッファメモリ73へ
転送される。描画すべき一つの単位図形に対し、システ
ムは配置データ内のデータX_xi，Y_yi，N_xi，N_yi，P_xi，P
_yi及び図形データ内のデータx_m，y_mを用いて、照射位置
演算回路74によってN_xi，N_yi個の照射位置を、次式に従
って算出する。

但し、K₁＝0,1,…，（N_xi−１） K₂＝0,1,…，（N_yi−１）そして、算出された照射位置を順に照射位置制御回路75
に送って、照射位置を制御する。また、図形データ中の
照射時間のデータt_mをN_xi×N_yi回、ブランキング制御回
路76に送って照射時間の制御を行う。さらに、図形デー
タ中の寸法データh_m，w_mをN_xi×N_yi回、ショット形状制
御回路77に送って可変成形ビームの寸法を制御する。

ところで、上記の従来方法では、図形の一つに対し、
照射時間のデータt_m（照射量データ）と図形の寸法h_m，
w_m及び照射位置x_m，y_mを表わすデータ（形状データ）と
が各々１つ定義されている。一方、近接効果の補正等の
ために照射量の変更を行おうとすると、図形の形状が同
じであっても図形の存在する場所によって、その照射時
間は異なる値となる。例えば、第２図の単位図形21の照
射時間は周囲のパターンが異なるために、単位図形22の
照射時間とは異なることになる。

従って、第２図に示す如きパターンを描画する場合、
図形の形状は図中２点鎖線で囲まれる領域内で同一であ
るにも拘らず、近接効果の補正等による照射時間の違い
から、データ圧縮の行える領域は１点鎖線内の領域に限
られることになる。つまり、データ圧縮が不十分である
と云う問題があった。さらに、データ圧縮が不十分であ
ることから、データ転送時間が長くなり、電子ビーム描
画装置の稼働率の低下を招き、引いては描画スループッ
トの低下を招くと云う問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来、近接効果の補正等を行う場合、デー
タの圧縮が不十分となり、描画用データの転送時間が大
きくなり、電子ビーム描画装置の稼働率を低下させると
云う問題があった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、近接効果補正等のために照射量を変
化させて描画する際にも効率的なデータの圧縮と展開が
可能となり、描画スループットの向上をはかり得る荷電
ビーム描画方法を提供することにある。

また本発明の他の目的は、上記方法を実施するための
荷電ビーム描画装置を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の骨子は、同一形状の図形を描画するに際し
て、高さや幅等を表わす形状のデータを共通に利用し、
なおかつこれら同一形状の図形を繰返し描画する際に、
２つ以上の照射量制御データの中から一つを選択できる
機構を設けることにある。これにより、従来と同様のデ
ータ圧縮効率を保ちながら、図形の描画位置に応じて照
射量を変更するこを可能としている。

即ち本発明は、試料上に荷電ビームを照射して該試料
上に所望パターンを描画する荷電ビーム描画方法におい
て、描画用データを単位図形の形状及び大きさを表わす
形状データ，単位図形の描画位置に対する照射量を表わ
す照射量制御データ及び単位図形の集合よりなるグルー
プパターンの配置を表わす配置データで構成し、上記グ
ループパターンを同一試料上に繰返しＮ回描画するに際
し、描画すべき１つの単位図形の形状データはＮ回の繰
返し回数に亙って同一のものを使用し、単位図形の照射
時間は描画の繰返し回数或いはグループパターンの描画
位置に応じて照射量制御データの中から１つの照射量デ
ータを選択することによって決定するようにした方法で
ある。

また本発明は、上記方法を実施するための荷電ビーム
描画装置において、単位図形の形状及び大きさを表わす
形状データを格納する形状データ格納用メモリと、単位
図形の描画位置に対する照射量制御データを格納する照
射量制御データ格納用メモリと、単位図形の集合よりな
るグループパターンの配置データを格納する配置データ
格納用メモリと、上記配置データ格納用メモリの内容に
従って上記形状データ格納用メモリ及び照射量制御デー
タ格納用メモリの内容を選択する手段と、上記配置デー
タ格納用メモリの内容及び上記選択された各データに従
って荷電ビームを制御する手段とを設けるようにしたも
のである。

（作用）本発明では、形状が同一で照射量が異なる単位図形を
繰返し描画するに際しても、描画すべき単位図形の形状
に対する一つのデータを繰返し利用することを可能とし
ている。このため、従来方式では避けられなかった、照
射量の異なる図形は別々に形状を表わすデータを設け
る、と云う必要性をなくし、描画用データの圧縮効率を
高め、データ転送の時間を短縮することが可能となる。

（実施例）以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。

第４図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム
描画装置の光学系構成を示す図である。図中40は電子
銃、41は各種レンズ系、42,〜,44は各種偏向系、45はブ
ランキング板、46,47はビーム成形用アパーチャマス
ク、48は反射電子検出器、49はターゲットを示してい
る。電子銃40から放出された電子ビームは、ブランキン
グ用偏向器42によりON−OFFされる。本装置は、この際
の照射時間を調整することによって、照射位置に応じて
照射量を変化させることを可能としている。

ブランキング板45を通過したビームは、ビーム成形用
偏向器43及びビーム成形用アパーチャマスク46,47によ
り矩形ビームに成形され、またその矩形の寸法が可変さ
れる。そして、この成形されたビームは、走査用偏向器
44によりターゲット49上で偏向走査され、このビーム走
査によりターゲット49が所望パターンに描画されるもの
となっている。なお、本装置での電子ビームの加速電圧
は50［KV］であり、また発生し得る可変成形ビームは最
大サイズ高さ２［μｍ］，幅２［μｍ］の矩形ビームで
ある。

第１図は本発明の一実施例方法における繰返しパター
ン及び描画用データを示す模式図である。第１図（ａ）
に示す如く、２つの矩形11,12よりなるグループパター
ン10が４×４配列されているものとする。この配列に対
して描画データは、第１図（ｂ）に示す如く、配置デー
タ群，形状データ群及び照射量制御データ群により構成
される。即ち、従来方式の図形データ群が、形状データ
群と照射量制御データ群とに２分されており、形状デー
タ群は単位図形の照射位置x_m，y_m及び寸法h_m，w_mを記す
データの集合、照射量制御データ群は単位図形の照射量
t_mを記すデータの集合となっている。また、配置データ
群には、従来方式と同様に、グループパターンの基準点
の位置X_xi，Y_yi、繰返しの回数N_xi，N_yi、繰返しのピッ
チP_xi，P_yi、該グループパターンに属する単位図形の数
N_iが記述される他、形状データの格納先頭番地PF_i及び
照射量データの格納先頭番地PD_iが記される。

次に、繰返しパターン及びこれに対する描画用データ
について、第２図及び第３図を参照して、より具体的に
説明する。第２図は繰返しパターンの一例である。２つ
の矩形11,12からなるグループパターン10が５×５配列
されており、図中１点鎖線内のパターンは図形の形状及
び寸法が同一であり、且つその照射量も同一である。し
かし、１点鎖線外のパターンは図形の寸法及び形状は同
一であるが、その照射量が異なったものである。

第３図は第２図の２点鎖線内のパターンを記述する描
画用データの一例である。１点鎖線外のグループパター
ンの16個は形状は同じであるが照射量が異なるので、こ
れらを第１〜第16のグループパターンとする。さらに、
１点鎖線内のグループパターンの９個は形状及び照射量
共に同一であるので、これらをまとめて第17のグループ
パターンとする。第１〜第17のグループパターン内部の
単位図形の寸法や照射位置は、従来方法では17回重複し
て設定せざるを得なかったが、本方式では図に見るよう
に第１第17のグループパターンについて単位図図形の形
状は一つのデータで表現され、第17のグループパターン
では照射量も一つのデータで表現されている。

上記の描画用データを従来方式による場合と比較する
と、配置データに関しては実施例及び従来例共に略同様
であり、照射量制御データの情報量としては実施例及び
従来例共に全く同様である。しかし、形状データに関し
ては、従来第１〜第17のグループパターンに対してそれ
ぞれ独立に必要であったのが、実施例では一つのグルー
プパターンに対する形状データを全てのグループパター
ンで共用しているので、従来例に比べ実施例では形状デ
ータの情報量が著しく低減されることになる。つまり、
データ圧縮効率の大幅な向上をはかることができてい
る。

第５図は本実施例方法を実施するための制御系を示す
もので、バッファメモリ中の圧縮された描画用データか
ら単位図形の照射位置，照射形状，照射量を決定し、そ
れを制御する回路のブロック図である。

描画用データを格納するバッファメモリは、配列デー
タを格納する配置データ格納用メモリ51、形状データを
格納する形状データ格納用メモリ52及び照射量データを
格納する照射量制御データ格納用メモリ53の３種のメモ
リで構成される。形状データ用メモリと照射量データ用
メモリとを分離したことにより、一つの形状データに対
し、複数の照射量データを格納できることになる。

図中コントローラ50aは配置データ格納用メモリ51を
繰返しアクセスし、それによってグループパターン内の
単位図形の繰返し描画を制御し、またカウンタ54からの
END信号により次のグループパターンの繰返し描画に制
御を移す。コントローラ50aのアクセスによって、配置
データ格納用メモリ51からは、xy方向の繰返し数N_xi，N
_yi、繰返しのピッチP_xi，P_yi、グループパターン内の単
位図形数N_i、形状データ及び照射量データの格納アドレ
スが出力される。カウンタ54はN_xi，N_yiを入力とし、照
射位置制御回路55から送られる照射終了の信号をN_i×N
_xi×Ｎ×N_yi回受取った時、END信号をコントローラ50a
に送る。

照射位置演算回路56は、グループパターン内の各単位
図形について、N_xi×N_yi個の照射位置（x_k，y_k）を次式
に従って算出する。

但し、K₁＝0,1,…，（N_xi−１） K₂＝0,1,…，（N_yi−１）そして、上記算出された照射位置を順に照射位置制御回
路55に送る。

コントローラ50bは、乗算器57からの出力（N_xi×
N_yi），グループパターン内の図形数N_i及び形状データ
格納番地を入力とする。コントローラ50bは、形状デー
タ格納番地を内部のレジスタに格納し、このレジスタ値
に所定の値を順次加えて、グループパターン内のＮ個の
単位図形の寸法や位置のデータの格納番地を求め、形状
データ格納用メモリ52の該格納番地をアクセスする。コ
ントローラ50bは、このような操作を（N_xi×N_yi）回繰
返す。

コントローラ50cは、乗算器57からの出力（N_xi×
N_yi），グループパターン内の図形数N_i及び照射量デー
タ格納番地を入力とする。コントローラ50cは照射量デ
ータ格納番地を内部のレジスタに格納し、このレジスタ
値に所定の値を順次加えて、グループパターン内のＮ個
の単位図形の照射量データ格納番地を求め、照射量制御
データ格納用メモリ53の該格納番地をアクセスする。コ
ントローラ50cは、このような操作を（N_xi×N_yi）回繰
返す。

形状データ格納用メモリ52は、コントローラ50bのア
クセスにより照射位置のデータx_i，y_iを照射位置演算回
路56へ、単位図形の寸法データh,wを照射形状制御回路5
8へ送る。照射量制御データ格納用メモリ53は、コント
ローラ50cのアクセスによって照射量データを照射量制
御回路59へ送る。

そして、照射位置制御回路55により、前記走査用偏向
器44に与えられる偏向信号が決定され、これによりター
ゲット49上におけるビーム位置が制御される。また、照
射形状制御回路58により、前記ビーム成形用偏向器43に
与えられる偏向信号が決定され、これによりビームの形
状及び大きさが制御される。さらに、照射量制御回路59
により、前記ブランキング用偏向器に与えられるブラン
キング信号が決定され、これによりビームの照射時間が
制御されるものとなっている。

かくして本実施例によれば、描画用データを配置デー
タ，形状データ及び照射量制御データの３つに分けて構
成しているので、近接効果補正のために照射量を変える
場合にあっては、描画用データの圧縮効率を大幅に向上
させることができる。即ち、形状及び照射量が同一のグ
ループパターンにあっては圧縮効率は変わらないが、形
状が同一で照射量が異なるグループパターンにあっては
従来必要であった個々のグループパターン毎の形状デー
タが不要となり１つの形状データを共用することができ
る。このため、データ転送時間の短縮をはかり得、電子
ビーム描画装置の稼働率を高めることが可能となる。

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。実施例の電子ビーム描画装置は矩形の可変成形ビ
ームのみを発生できるシステムであったが、本発明は三
角形の可変成形ビームを発生するシステムにも適用でき
る。その場合には、例えば形状データの内部に矩形，三
角形の形状を区別するコードを導入することにより実施
できる。また、実施例では照射量制御データを形状デー
タ格納用メモリと別のメモリに格納しているが、形状デ
ータを従来と同じ照射量と対になったデータ形式をその
まま用い、描画位置に対応して上記照射量制御データか
らグループパターン全体に対する照射補正量を読出し、
各ショットの照射量と各々加算すると云う方法でも実施
することができる。

また、電子光学鏡筒の構成は第４図に何等限定される
ものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。さら
に、電子ビームの代りにイオンビームを用いたイオンビ
ーム描画装置に適用することも可能である。その他、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。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、各ショットの照
射量が設定された描画用データの量を、従来方式に比べ
て格段に少なくすることができる。このため、データ転
送の時間が従来方式よりも短縮され、電子ビーム描画装
置によって単位時間に描画できる試料の数も多くなり、
描画スループットの向上をはかり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる描画用データの形式
を示す模式図、第２図は描画されるパターンの一例を示
す模式図、第３図は第２図のパターンを第１図のデータ
形式により表現した際の描画用データを示す模式図、第
４図は上記実施例方法を実施するための電子ビーム描画
装置の光学系構成を示す図、第５図は上記実施例装置の
制御系を示すブロック図、第６図は従来方式によるデー
タ形式を示す模式図、第７図は従来方式による圧縮され
たデータの転送と展開を示す模式図である。 10……グループパターン、11,12……矩形の図形、40…
…電子銃、41……レンズ系、42,〜,44……偏向系、46,4
7……ビーム成形用アパーチャマスク、48……反射電子
検出器、49……ターゲット、50a,〜,50c……コントロー
ラ、51……配置データ格納用メモリ、52……形状データ
格納用メモリ、53……照射量制御データ格納用メモリ、
54……カウンタ、55……照射位置制御回路、56……照射
位置演算回路、57……乗算器、58……照射形状制御回
路、59……照射量制御回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】試料上に荷電ビームを照射して該試料上に
所望パターンを描画する荷電ビーム描画方法において、描画用データを単位図形の形状及び大きさを表わす形状
データ，単位図形の描画位置に対する照射量を表わす照
射量制御データ及び単位図形の集合よりなるグループパ
ターンの配置を表わす配置データで構成し、上記グループパターンを同一試料上に繰返しＮ回描画す
るに際し、描画すべき１つの単位図形の形状データはＮ
回の繰返し回数に亙って同一のものを使用し、且つ単位
図形の照射時間は描画の繰返し回数或いはグループパタ
ーンの描画位置に応じて上記照射量制御データの中から
１つの照射量制御データを選択することによって決定す
ることを特徴とする荷電ビーム描画方法。
【請求項２】試料上に荷電ビームを照射して該試料に所
望パターンを描画する荷電ビーム描画装置において、単
位図形の形状及び大きさを表わす形状データを格納する
形状データ格納用メモリと、単位図形の描画位置に対す
る照射量制御データを格納する照射量制御データ格納用
メモリと、単位図形の集合よりなるグループパターンの
配置データを格納する配置データ格納用メモリと、上記
配置データ格納用メモリの内容に従って上記形状データ
格納用メモリ及び照射量制御データ格納用メモリのデー
タを選択する手段と、上記配置データ格納用メモリの内
容及び上記選択された各データに従って荷電ビームを制
御する手段とを具備してなることを特徴とする荷電ビー
ム描画装置。
【請求項３】前記荷電ビームを制御する手段は、前記配
置データ格納用メモリの内容及び選択された形状データ
格納用メモリのデータに従ってビームの照射位置を決定
し、前記選択された形状データ格納用メモリのデータに
従ってビームの形状及び寸法を決定し、前記照射量制御
データ格納用メモリのデータに従ってビームの照射時間
を決定するものであることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の荷電ビーム描画装置。