JP3422948B2

JP3422948B2 - 荷電ビーム描画方法

Info

Publication number: JP3422948B2
Application number: JP08189499A
Authority: JP
Inventors: 英司村上; 重博原; 等日暮; 一人松木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2003-07-07
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP2000277418A

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描画するウエハやマスク等の試料
を高速・高精度に描画するための荷電ビーム描画方法に
関わり、特にステージ移動速度の最適化により描画スル
ープットの向上を図った荷電ビーム描画方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の大規模化並びに素子の
微細化に伴い、描画装置を利用してウエハまたはマスク
上にパターンを描画する技術が採用されている。論理設
計、回路設計及びレイアウト設計によって作成されたＬ
ＳＩの設計パターンデータを用いて、所望のパターンを
描画装置でウエハまたはマスク上に描画するには設計パ
ターンデータを描画装置のための描画データに変換しな
ければならない。設計パターンデータから描画データへ
の変換過程においては、多階層のセル階層構造の設計パ
ターンデータを描画データ用のセル階層構造に変換しな
ければならず、その際、図形の重なりによる多重露光に
よって描画精度が低下しないようにするための図形の重
なり除去、設計パターンデータの拡大・縮小を行う寸法
補正、またその様に補正されたパターンを描画装置にと
って入力可能な図形（矩形、台形、三角形等）に分割す
る処理等が行われる。

【０００３】上記の様な工程より作成された描画データ
は、描画装置の主偏向ビーム偏向器のビーム偏向幅で決
まるフレームと呼ばれる単位で構成され、このフレーム
毎に読み出して、矩形、台形等のパターンに分割された
ものをビーム成形可能なショットの集まりに再度パター
ンを分割する。そして、この結果を基にビーム位置、ビ
ーム形状を制御する一方、試料を載せたステージをＸ方
向（若しくはＹ方向）に連続移動して、フレーム内の所
望のパターンを描画する。１フレームの描画が終われ
ば、ステージ移動方向と直交する方向にステップ移動
し、上記処理を繰り返すことにより全フレームを描画す
る。このようなフレーム単位にパターンを１度だけ描画
する描画方法を以降、「通常描画」と呼ぶ。図４にその
一例を示す。

【０００４】また、パターンの寸法精度向上の目的から
荷電ビームのビーム照射量とビーム照射時間を制御しな
がら同一パターンを複数回描画する描画方法の場合（以
降、多重描画と呼ぶ）、上記通常描画と異なり、上述の
設計パターンデータから描画データへの変換において、
多重描画回数と描画装置の主偏向ビーム偏向器のビーム
偏向幅から決まるストライプ単位の描画データを作成
し、このストライプ毎に読み出して、通常描画と同様に
ショットの集まりに再度パターンを分割する。そして、
この結果を基にビーム位置、ビーム形状を制御する一
方、試料を載せたステージをＸ方向（もしくはＹ方向）
に連続移動して、ストライプ内の所望のパターンを描画
する。１ストライプの描画が終われば、ステージ移動方
向と直交する方向にステップ移動し、上記処理を繰り返
すことにより全ストライプを描画する。図５は多重描画
回数＝２の例であり、パターンは２度描画されるような
にストライプ単位をデータを作成する。

【０００５】上述の描画処理では、フレーム、若しくは
ストライプを描画する時のステージ移動速度はフレー
ム、若しくはストライプの中に定義されるパターンの描
画時間（ビーム位置、及びビーム形状を制御して所望の
パターンを描画する時間）が上記ステージ移動速度に十
分追従し得る最適な値でなければならず、この条件を満
足するステージ移動速度の決定方法として従来以下の様
な方法が用いられてきた。

【０００６】フレームに包含される総ショット数と総
副偏向領域数より、該フレームの描画処理を行うステー
ジ移動速度を決定する（特開平１−１５２７２６号公報
参照）。

【０００７】フレームに包含されるパターンの総面積
を１ショットの平均的な面積により除算することにより
得られる仮想的なショット数と総副偏向領域数により、
該フレームの描画処理を行うステージ移動速度を決定す
る（特開平１−２４３５２０号公報参照）。

【０００８】フレームを所定の長さの領域に仮想的に
分割し、分割した領域毎にショット数を算出し、このシ
ョット数が最も多い分割領域の描画時間を求め、この時
間を分割領域の長さで除算した値を該フレームの描画処
理を行うステージ移動速度と決定する（特開平２−５４
０６号公報参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来方法〜を用い
ることにより、多重描画におけるストライプのステージ
移動速度を算出することはできる。しかし、多重描画に
おけるストライプ単位の速度算出においては最適な方法
ではない。

【００１０】例えば、図１６に示すフレーム数＝５から
なるチップを多重描画回数＝４で多重描画を行うと以下
の式からストライプ数＝２３となる。

【００１１】ストライプ数＝フレーム数＋（多重描画回
数−１）×（フレーム＋１）従来方法では、ストライプ全て（２３ストライプ）に対
して最適なステージ移動速度を求める処理を行うことに
なる。

【００１２】つまり、Ｎ回の多重描画の場合、ステージ
移動速度の算出処理に通常描画のＮ倍の処理時間を要し
てしまい、描画装置システム全体から見ると描画スルー
プットの低下を招いてしまう。

【００１３】本発明の目的は、描画エラーが生じない最
適なステージ移動速度を多重描画におけるストライプ毎
に決定し、また高速に算出する技術を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のかかる荷電ビー
ム描画方法によれば、ステージ上に支持された試料に対
して、描画装置の主偏向ビームの偏向幅とパターンの多
重描画回数により決まるストライプを前記ステージ移動
毎に多重描画回数により決まる移動量だけステージ移動
方向と直交する方向に移動させてパターンを描画する荷
電ビーム描画方法において、前記描画領域を描画装置の
主偏向ビーム装置のビーム偏向幅より決まるフレームに
分割し、前記フレーム毎にステージ移動速度を求め、前
記ストライプにかかるフレームのステージ移動速度を基
に該ストライプを描画するステージ移動速度を算出して
描画することを特徴とする。

【００１５】前記ストライプのステージ移動速度の算出
方法として、前記ストライプがかかるフレームのステー
ジ移動速度をフレーム情報で重み付けした式によって決
まる速度を該ストライプを描画するステージ移動速度と
することを特徴とする。

【００１６】前記ストライプのステージ移動速度の算出
方法として、前記ストライプがかかるフレーム毎のステ
ージ移動速度の最小速度を該ストライプを描画するステ
ージ移動速度とする。

【００１７】前記ストライプのステージ移動速度の算出
方法として、請求項２記載のストライプにかかるフレー
ム毎のステージ移動速度に重み付けした式で決まる速度
と請求項３記載のストライプがかかるフレーム毎のステ
ージ移動速度の最小速度の範囲内の速度を該ストライプ
を描画するステージ移動速度とすることを特徴とする。

【００１８】また、ステージ上に支持された試料に対し
て、描画装置の主偏向ビームの偏向幅とパターンの多重
描画回数により決まるストライプを前記ステージ移動毎
に多重描画回数により決まる移動量だけステージ移動方
向と直交する方向に移動させてパターンを描画する荷電
ビーム描画方法において、前記描画領域を描画装置の主
偏向ビーム装置のビーム偏向幅より決まるフレームに分
割し、前記フレームをステージ移動方向に所定の幅Ｌで
分割したブロックに対して描画時間を算出し、ストライ
プにかかるブロックを抽出し、抽出されたブロックの描
画時間から該ストライプのステージ移動速度を求めて、
描画することを特徴とする。

【００１９】前記描画領域を描画装置の主偏向ビーム装
置のビーム偏向幅より決まるフレームに分割し、前記フ
レームをステージ移動方向に所定の幅Ｌで分割したブロ
ックに対して、ステージ移動方向と直交する方向に多重
描画回数以上の値で分割した小領域毎に描画時間ｔｘｙ
を求め、前記ストライプにかかる小領域を抽出し、抽出
された小領域の描画時間ｔｘｙより、該ストライプのス
テージ移動速度として描画することを特徴とする。

【００２０】前記描画時間ｔｘｙの算出方法としては、
装置を構成するパターンをショット単位に分割する回路
とショット単位にビーム照射量を算出する回路とショッ
ト単位に副偏向ビームを偏向する回路と副偏向領域単位
に主偏向ビームを偏向する回路の各動作時間とショット
のビーム照射に要する時間の和から求めることを特徴と
する。

【００２１】前記描画時間ｔｘｙの算出方法としては、
前記回路をシミュレートするプログラムにより求めた回
路の動作時間とショットのビーム照射に要する時間の和
によって求めることを特徴とする。

【００２２】前記描画時間ｔｘｙを副偏向領域の原点を
有する小領域に副偏向領域単位の描画時間を加算し求め
ることを特徴とする。

【００２３】前記描画時間ｔｘｙの算出をショット数の
多いフレームのブロックに対してのみ行うことを特徴と
する。

【００２４】前記ブロックの選出をショット数の多いフ
レームのブロックの選定を描画処理前に行うことを特徴
とする。

【００２５】以上のような手段を適用することにより、
描画エラーの生じない最適なステージ移動速度を多重描
画方式におけるストライプ毎に算出でき、また、高速に
算出できることから描画システム全体にスループットを
向上させることができる。（作用）本発明は前記した構成により、多重描画におけ
るストライプのステージ移動速度を描画エラーが生じな
い最適な速度を高速に算出することができ、荷電ビーム
描画装置システム全体のスループットを向上させること
ができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は本発明にかかる描画方法が
適用される電子ビーム描画装置システムの概略構成を示
すブロック図である。

【００２７】この電子ビーム描画システムは、主副二段
偏向方式の電子ビーム描画装置３０とその制御のための
要素を備えており、図中１０は試料室であり、この試料
室１０内には半導体ウエハもしくはマスク等の試料１１
を載置したステージ１２が収容されている。ステージ１
２は、ステージ駆動回路１３によりＸ方向、及びＹ方向
に駆動できる。そして、ステージ１２の移動位置はレー
ザー測長計等を用いた位置回路１４により測定されるも
のとなっている。

【００２８】試料１０の上には電子ビーム光学系２０が
配置されている。この電子ビーム光学系２０は電子銃２
１、各種レンズ２２〜２６、ブランキング用偏向器３
１、ビーム寸法可変用偏向器３２、ビーム走査用の主偏
向ビーム偏向器３３、ビーム走査用の副偏向ビーム偏向
器３４およびビーム成形アパーチャ３５、３６等から構
成されている。

【００２９】この電子ビーム描画装置で描画を行うに
は、主偏向ビーム偏向器３３により所定の副偏向走査領
域（以降、サブフィールドと呼ぶ）に位置決めし、副偏
向ビーム偏向器３４によりサブフィールド内でのショッ
トの位置決めを行なうと共に、ビーム寸法可変用偏向器
３２、及びビーム成形アパーチャ３５，３６によりビー
ム形状を制御し、ステージ１２を一方向に連続移動しな
がら、ＬＳＩチップを主偏向ビームの偏向幅に応じて短
冊状に分割したフレーム（多重描画の場合はストライ
プ）を描画処理する。さらに、ステージ１２を連続移動
方向と直交する方向にステップ移動させ、次のフレーム
（ストライプ）については同様にして所望の範囲を順次
描画する。

【００３０】一方、制御計算機４０には磁気ディスク４
１等の記憶媒体が接続されており、この磁気ディスク４
１にＬＳＩの描画データが格納されている。磁気ディス
ク４１から読み出された描画データは前記フレーム（ス
トライプ）毎にパターンメモリ（データバッファ部）４
２に一時的に格納される。パターンメモリ４２に格納さ
れたフレーム（ストライプ）毎の描画データ、つまり描
画位置および図形データ（図形形状、図形サイズ）等で
構成されるフレーム（ストライプ）データは、描画デー
タ解析部である描画図形データデコーダ４３および描画
位置データデコーダ４４により解析され、ブランキング
回路４５、ビーム成形器ドライバ４６、主偏向器ドライ
バ４７および副偏向器ドライバ４８に送られる。即ち、
描画図形データデコーダ４３では、フレーム（ストライ
プ）データとして定義されている図形データを前記成形
アパーチャ３５、３６の組み合わせによりビーム形成可
能なショット単位に図形分割して、このデータに基づい
てブランキングデータが作成され、ブランキング回路４
５に送られる。そして、更に希望するビーム寸法データ
が作成され、このビーム寸法データがビーム成形器ドラ
イバ４６に送られる。次にビーム成形器ドライバ４６か
ら前記光学系２０のビーム寸法可変用偏向器３２に所定
の偏向信号が送られ、これにより電子ビームの寸法が制
御されるものとなっている。

【００３１】また、描画位置データデコーダ４４では上
記フレーム（ストライプ）データに基づいてサブフィー
ルドの位置決めのデータが作成され、このデータが主偏
向器ドライバ４７に送られる。そして、主偏向器ドライ
バ４７から前記光学系の主偏向ビーム偏向器３３に所定
の信号が送られ、これにより電子ビームは指定のサブフ
ィールド位置に偏向走査される。更に、描画位置データ
デコーダ４４では副偏向器走査のコントロール信号が発
生され、この信号が副偏向器ドライバ４８に送られる。
そして、副偏向器ドライバ４８から副偏向ビーム偏向器
３４に所定の副偏向信号が送られ、これによりサブフィ
ールド毎の描画が行われる。

【００３２】図２は、ＬＳＩパターンの描画処理を行う
ためのデータ作成工程におけるデータの流れを示す模式
図である。

【００３３】ＬＳＩパターンはＣＡＤシステム５０によ
り作成され、そこから出力される設計パターンデータ５
１がデータ変換用計算機６０で描画データ６１に変換さ
れ、その描画データ６１は制御計算機４０の命令により
電子ビームに描画装置に転送され、前記描画処理が行わ
れることになる。

【００３４】図３は設計パターンデータがデータ変換処
理によりパターン重複除去、台形分割などの処理を経て
電子ビーム描画装置で許容し得るデータ形式に変換され
る様子である。また、データ変換では、通常描画の場合
は、図４に示すようにチップを主偏向ビーム偏向器でビ
ーム偏向可能な領域であるフレームに分割する。多重描
画の場合は、図５にチップを主偏向ビーム偏向器でビー
ム偏向可能な幅と多重描画回数からストライプに分割す
る。図５は多重描画回数＝２の場合のストライプの構成
を示している。

【００３５】上記フレーム（ストライプ）内を副偏向ビ
ーム偏向器でビーム偏向可能な副偏向領域（サブフィー
ルド）に分割する（図６参照）。このようなデータ生成
工程により得た描画データをパターン形状、位置、サイ
ズで表現し、サブフィールド並びにフレーム（ストライ
プ）単位のパターンデータ群として定義され、前記磁気
ディスク４１に格納する。

【００３６】上述のようなデータ生成工程を経て作成さ
れた描画データをフレーム（ストライプ）毎に磁気ディ
スク４１からから読み出して描画することとなるが、こ
こでＬＳＩのチップはパターン密度の高い領域と低い領
域が連続的に変化しながら混在している。従って、チッ
プを構成している各フレーム（ストライプ）毎に描画処
理に要する時間が異なり、それに伴って各フレーム（ス
トライプ）毎に設定する描画処理時のステージ移動速度
はスループット向上の観点から最適な速度にすることが
望まれる。

【００３７】以下、描画時のステージ移動速度の決定に
関する本発明にかかる荷電ビーム描画方法の実施形態の
いくつかを図面を参照して説明する。（実施の形態１）この実施の形態は多重描画において、
図８、図９に示すようにストライプにかかるフレームの
フレーム情報に対して重み付けした式でストライプのス
テージ移動速度を求めるものであり、図７のフローチャ
ートに従って説明する。

【００３８】まず、全フレームに対してステージ移動速
度を算出する。次に速度算出対象ストライプにかかるフ
レームを抽出する。

【００３９】ストライプにかかる各フレーム_ｉを描画す
るのに必要な時間をＴ_ｉとすると、フレームｉのストラ
イプにかかる部分のみ描画するのに必要な時間はα_ｉＴ
_ｉで近似できる。ここでα_ｉはフレームデータから決ま
る係数である。従って、ストライプの描画時間はフレー
ム_ｉの描画時間Ｔ_ｉと重み係数α_ｉを用いて、Ｔ＝Σα_ｉＴ_ｉｉ＝｛ストライプにかかるフレームＮｉ｝と表現することができる。

【００４０】以下、説明を簡略化するためにストライプ
にかかるフレームが２の場合について詳しく説明する。
なお、かかるフレームが３以上の場合に拡張することも
容易である。

【００４１】図８の場合、対象ストライプＳにかかるフ
レームはフレームＮ＋１、フレームＮ＋２である。この
抽出されたフレーム情報から係数（重み）を求め、スト
ライプの速度を算出する。

【００４２】この実施の形態（図８）は、ストライプに
かかる各フレームの領域（面積）を元に係数（Ｚ１，Ｚ
２）を決定している。なお、本実施の形態におけるスト
ライプにかかるフレーム数＝２の例である。

【００４３】フレームＮ＋１の幅＝Ｗｎ１、フレームＮ
＋２の幅＝Ｗｎ２、ストライプＳにかかるフレームＮ＋
１の幅＝ｗ１、ストライプＳにかかるフレームＮ＋２の
幅＝ｗ２とする。

【００４４】係数（重み）算出フレームＮ＋１に対する係数は、Ｚ１＝ｗ１／Ｗｎ１フレームＮ＋２に対する係数は、Ｚ２＝ｗ２／Ｗｎ２と
なる。

【００４５】速度算出フレームＮ＋１の描画に要する時間＝Ｔ１、フレームＮ
＋２の描画に要する時間＝Ｔ２とすると、ストライプＳ
の速度Ｖｓは、Ｖｓ＝Ｌ／（Ｔ１×Ｚ１＋Ｔ２×Ｚ２）
と求めることができる。

【００４６】次の実施の形態（図９）では、ストライプ
にかかる各フレームのショット数を元に係数（Ｕ１，Ｕ
２）を決定している。なお、本実施の形態におけるスト
ライプにかかるフレーム数＝２の例である。

【００４７】フレームＮ＋１の全ショット数＝Ｓｈｎ１
ａｌｌ、フレームＮ＋２の全ショット数＝Ｓｈｎ２ａｌ
ｌ、ストライプＳにかかるフレームＮ＋１のショット数
＝Ｓｈｎ１、ストライプＳにかかるフレームＮ＋２のシ
ョット数＝Ｓｈｎ２とする。

【００４８】係数（重み）算出フレームＮ＋１に対する係数は、Ｕ１＝Ｓｈｎ１／Ｓｈ
ｎ１ａｌフレームＮ＋２に対する係数は、Ｕ２＝Ｓｈｎ２／Ｓｈ
ｎ２ａｌｌとなる。

【００４９】速度算出フレームＮ＋１の描画に要する時間＝Ｔ１、フレームＮ
＋２の描画に要する時間＝Ｔ２とすると、ストライプＳ
の速度Ｖｓは、Ｖｓ＝Ｌ／（Ｔ１×Ｕ１＋Ｔ２×Ｕ２）
と求めることができる。

【００５０】上述の図８、図９の実施の形態では面積、
ショット数から求めた係数（Ｚ１，Ｚ２）、（Ｕ１，Ｕ
２）とストライプにかかるフレームの描画時間Ｔ１、Ｔ
２からストライプＳの速度Ｖｓを算出している。また、
係数（重み）は、パターン面積（被覆率）、パターン数
などの図形情報やサブフィールド情報などを用いて決定
しても良い。

【００５１】全ストライプに対して、上述の実施例のよ
うに係数（重み）を求め、ステージ移動速度を算出す
る。

【００５２】以上のように、フレームに対する情報（描
画時間、ショット数）からストライプにおけるステージ
移動速度を算出することで高速に処理できる。（実施の形態２）この実施の形態は多重描画において、
図１１に示すようにストライプにかかるフレーム中で最
も遅い速度でストライプのステージ移動速度とするもの
であり、図１０のフローチャートに従って説明する。な
お、本実施の形態におけるストライプにかかるフレーム
数＝２の例である。

【００５３】まず全フレームに対してステージ移動速度
を算出する。次に速度算出対象ストライプにかかるフレ
ームを抽出する。図１１の例では、フレームの抽出ストライプＳａでは、フレームＮ、フレームＮ＋１が抽
出される。

【００５４】ストライプＳｂでは、フレームＮ＋１、フ
レームＮ＋２が抽出される。と対象ストライプにかかる
フレーム抽出する。

【００５５】次に、抽出したフレームのステージ移動速
度から対象ストライプのステージ移動速度を求める。

【００５６】ストライプの速度算出ストライプＳａの場合、フレームＮのステージ移動速度
Ｖａ、フレームＮ＋１のステージ移動速度Ｖｂであり、
Ｖａ＜Ｖｂの関係が成り立っている。

【００５７】抽出したフレームの各ステージ移動速度の
最小速度を対象ストライプのステージ移動速度とするの
で、この場合、ＶａがストライプＳａのステージ移動速
度となる。

【００５８】同様にストライプＳｂの場合を求めるとフ
レームＮ＋１のステージ移動速度Ｖｂ、フレームＮ＋２
のステージ移動速度Ｖｃであり、Ｖｂ＜Ｖｃの関係が
成り立っている。

【００５９】よって、最小速度であるＶｃがストライプ
Ｓｂのステージ移動速度となる。

【００６０】全ストライプに上記処理を行い、各ストラ
イプのステージ移動速度を求める。

【００６１】また、実施の形態１で求めたストライプ速
度をＶｍａｘとし、本実施例で求めたストライプ速度Ｖ
ｍｉｎとし、Ｖｍｉｎ≦Ｖｓ≦Ｖｍａｘの関係が成り立
つストライプ速度Ｖｓを求めても良い。

【００６２】以上のように、フレームに対する情報（速
度）からストライプにおけるステージ移動速度を算出す
ることで高速に処理できる。（実施の形態３）この実施の形態は多重描画において、
図１３に示すようにフレームを所定の幅Ｌで分割したブ
ロック単位の描画時間からストライプのステージ移動速
度を決定するものであり、図１２のフローチャートに従
って説明する。

【００６３】まず、図１３に示すようにフレームをステ
ージ移動方向に幅Ｌで分割する（分割された領域をブロ
ックと呼ぶ）。このブロック単位毎に描画時間ｔを求め
る。この処理を全フレームに対して行い、その結果、ブ
ロック単位に描画時間マップが出来る。

【００６４】次に速度算出対象ストライプに対応する領
域のブロックを抽出する。抽出されたブロックのストラ
イプのかかる部分（図１３のハッチ部分）の描画時間ｔ
ｓの総和Ｔを求める。この時、描画時間ｔｓは、実施の
形態１に示したブロックの描画時間ｔに重み付けするこ
とにより求めることができる。ストライプ長Ｓｌ、描画
時間Ｔより、対象ストライプの速度Ｖｓ＝Ｓｌ／Ｔで求
められる。

【００６５】全ストライプに上記処理を行い、各ストラ
イプのステージ移動速度を求める。

【００６６】以上の方法によれば、多重描画回数によら
す、パターンに対する描画時間の算出は１回で済むた
め、ストライプにおけるステージ移動速度を高速に算出
することができる。（実施の形態４）この実施の形態は多重描画において、
図１５に示すようにフレームを所定の幅Ｌで分割したブ
ロックを更に分割した小領域の描画時間からストライプ
のステージ移動速度を決定するものであり、図１４のフ
ローチャートに従って説明する。

【００６７】まず、図１５に示すようにフレームをステ
ージ移動方向に幅Ｌで分割する（分割された領域をブロ
ックと呼ぶ）。更にブロックをステージ移動方向と直交
する方向に幅ｗ（＝フレーム幅Ｗｆ／多重描画回数）で
分割する（分割された領域を小領域と呼ぶ）。次に小領
域毎に描画時間ｔｘｙを求める。以上の処理を全フレー
ムに対して行う。その結果、小領域単位の描画時間のマ
ップが出来る。

【００６８】次に速度算出対象ストライプに対応する小
領域から、ストライプのブロック単位の描画時間Ｔを求
める。図１３ではストライプＳのブロック１の描画時間
Ｔｓ１は、Ｔｓ１＝Ｔ１２＋Ｔ１３＋Ｔ１４＋Ｔ１５で
求められる。対象ストライプの全ブロックに対して描画
時間Ｔを求め、求めた全ての描画時間Ｔの中から最も長
い時間Ｔｍａｘを得て、対象ストライプのステージ移動
速度Ｖｓ＝Ｌ／Ｔｍａｘ（式（１））を求める。上述の
処理を全ストライプに対して行い、各ストライプのステ
ージ移動速度を求める。

【００６９】上述の実施の形態では、対象ストライプに
おける１ブロック当たりの最大描画時間Ｔｍａｘに注目
し、ステージ移動速度を算出しているが、対象ストライ
プにおける全ブロックの描画時間Ｔから特開平４−６１
２２１の方法を用いて、ステージ移動速度を算出しても
良い。

【００７０】一般に、ブロック単位の描画時間を算出す
るには長い処理時間を要する。例えば、ブロック毎の描
画時間を描画装置の回路を用いて算出する方法では描画
に要する時間と同等の時間が必要である。また、回路の
動作をシュミレートするプログラムにより求める場合で
も描画データを構成するパターンからショット数や主副
偏向器の整定時間を求めなければならず、この場合も長
い処理時間が必要である。

【００７１】従来方法では、多重描画に必要なストライ
プ全てに対して、各ブロック単位に描画時間を求め、式
（１）によってストライプのステージ速度を決定する必
要があるため、その処理時間は１重描画の場合に比べ
て、ほぼ多重度（Ｎ）倍となる。一方、本発明の方法に
よれば、ブロック毎の描画時間を求める処理は１回で良
い。これにより作成された描画時間マップからストライ
プのステージ移動速度を算出するためには、描画時間マ
ップから該当するストライプに属する部分を抽出し、式
（１）で求めるわけだが、これらはブロックの描画時間
を求めるために必要な時間に比べると無視できる時間で
処理できる。すなわち、本発明によれば、従来方法の１
／Ｎの処理時間でステージ速度の算出が可能である。従
って、描画のために必要な前処理の時間が大幅に短縮さ
れ、描画のターンアラウンド時間が大幅に短縮されるこ
とになる。（実施の形態５）実施の形態４に記した小領域における
描画時間ｔｘｙの算出方法として、描画装置における各
回路を動作させることにより求めることを図１７、図１
８、図１９を用いて説明する。

【００７２】主偏向整定回路とは、副偏向領域（サブフ
ィールド）単位に主偏向ビームを偏向する回路である
（図１７の参照）。副偏向整定回路はショット単位に
副偏向ビームを偏向する回路である（図１７の参
照）。ショット分割回路はパターンを描画可能なショッ
トに分割する回路である（図３参照）。照射量算出回路
はショット単位に荷電ビームを照射する量を算出する回
路である。

【００７３】図１８のようにフレームデータの副偏向デ
ータ（サブフィールド内に定義されているパターンの形
状、位置情報）によりショット分割回路でサブフィール
ド内の全パターンをショット単位に分割し（ショットデ
ータ）、これら分割したショットの位置または数より副
偏向整定回路で副偏向整定時間（Ｔｓ）を算出する。同
じくショットデータから照射量算出回路よりビーム照射
量を求め、その結果より、ビーム照射時間を算出し、サ
ブフィールド内の全ショットのビーム照射に要する時間
（Ｔｓｈｔ）を算出する。また主偏向データ（フレーム
でのサブフィールドの位置情報）により主偏向整定回路
で主偏向整定時間（Ｔｍ）を算出する。以上求めた各時
間を加算回路で加算し、１サブフィールドの描画に必要
とされる時間ｔｓｆ（＝Ｔｓ＋Ｔｓｈｔ＋Ｔｍ）を算出
することができる。描画装置の回路を使うことでより精
度の高い値（描画時間）が得られる。

【００７４】前記求めた描画時間ｔｓｆを小領域に振り
分けを行わなければならない。図１９のように振り分け
の基準はサブフィールドの原点とし、原点を有する小領
域に加算することで算出する。描画時間をサブフィール
ド単位で求め、小領域に振り分けることで高速に処理で
きる。仮にショット単位で行った場合、ショット毎にど
の小領域に該当するかの判定を行わなければならず、サ
ブフィールド単位で判定した場合と比べて処理効率が悪
い。

【００７５】以上の処理を各フレームに対して行い、小
領域単位の描画時間ｔｘｙを算出する。

【００７６】また、前記各回路の動作をシミュレートす
るプログラムにより求められた回路の動作時間とショッ
トのビーム照射に要する時間の和より描画時間ｔｘｙを
求めても良い。

【００７７】以上にように、各回路の動作時間より描画
時間を算出することで、精度の高い描画時間を得ること
ができ、描画エラーの生じないステージ移動速度を算出
することができる。（実施の形態６）実施の形態４、実施の形態５に記した
小領域における描画時間ｔｘｙの算出について、特定の
ブロックについてのみ算出することを図２０、図２１、
図２２を用いて説明する。

【００７８】まず、フレームのブロック毎にショット数
を算出する。図２２のようにフレーム単位の全ブロック
のショット数の中でショット数の多い上位Ｎ個を抽出す
る（処理１）。この処理を全フレームに対して行う。次
にフレーム毎に近傍のフレームで抽出されているブロッ
クと同じ位置のブロックを抽出する（処理２）。処理
１、処理２でそれぞれ抽出されたブロックに対して、実
施の形態３、実施の形態４で記した小領域における描画
時間ｔｘｙを求める。

【００７９】ショット数を判定基準としてパターン密度
の高いブロック（描画時間が長いと予想されるブロッ
ク）のみを抽出し、そのブロックのみ処理することで高
速に処理できる。

【００８０】図２２は、処理１における抽出数＝１、処
理２における参照近傍フレーム数＝１の例である。スト
ライプＳは、フレームＮ＋１のブロック３，ブロック５
とフレームＮ＋２のブロック３，ブロック５でそれぞれ
求められた小領域における描画時間ｔｘｙから描画時間
Ｔを算出する。

【００８１】また、このブロック抽出処理を描画処理前
に予め行っておき、描画処理時に小領域単位の描画時間
ｔｘｙが必要なブロックの情報を与え、速度処理を行っ
ても良い。

【００８２】以上のようなに特定のブロックのみ処理す
ることで、高速にストライプ速度を算出することができ
る。

【００８３】以上、本発明を実施の形態１〜６に基づい
て説明したが、本発明はそれに限定されるものでなく、
その趣旨を逸脱しない範囲において変更可能である。例
えば、電子ビーム描画装置の構成は図１に限定されるも
のでなく適宜変更可能である。また、本実施例では主副
二段方式の電子ビーム描画装置を例にとり説明したが、
多段偏向方式でもよく、電子ビーム以外の荷電ビームに
対し適用可能である。

【００８４】

【発明の効果】以上にように本発明によれば、荷電ビー
ム描画装置での多重描画方式におけるステージ移動速度
の決定において、ストライプのステージ移動速度を描画
エラーが生じない最適な速度を高速に算出することがで
き、荷電ビーム描画装置システム全体のスループットを
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図。

【図２】描画装置周辺のデータの流れを示す模式図。

【図３】描画データの生成工程を示す図。

【図４】描画データにおけるデータの構成を示す図。

【図５】描画データにおけるデータの構成を示す図。

【図６】描画データにおけるデータの構成を示す図。

【図７】本発明（実施の形態１）の速度決定に至るまで
のフローとその解説図。

【図８】本発明（実施の形態１）の速度決定に至るまで
のフローとその解説図。

【図９】本発明（実施の形態１）の速度決定に至るまで
のフローとその解説図。

【図１０】本発明（実施の形態２）の速度決定に至るま
でのフローとその解説図。

【図１１】本発明（実施の形態２）の速度決定に至るま
でのフローとその解説図。

【図１２】本発明（実施の形態３）の速度決定に至るま
でのフローとその解説図。

【図１３】本発明（実施の形態３）の速度決定に至るま
でのフローとその解説図。

【図１４】本発明（実施の形態４）の速度決定に至るま
でのフローとその解説図。

【図１５】本発明（実施の形態４）の速度決定に至るま
でのフローとその解説図。

【図１６】従来方法との比較を示す図。

【図１７】本発明（実施の形態５）の解説図。

【図１８】本発明（実施の形態５）の解説図。

【図１９】本発明（実施の形態５）の解説図。

【図２０】本発明（実施の形態６）の速度決定に至るま
でのフローとその解説図である。

【図２１】本発明（実施の形態６）の速度決定に至るま
でのフローとその解説図である。

【図２２】本発明（実施の形態６）の速度決定に至るま
でのフローとその解説図である。

【符号の説明】

１０試料室１２ステージ２０電子ビーム光学系２１電子銃２２−２６レンズ３０電子ビーム描画装置３２ビーム寸法可変用偏向器３３主偏向ビーム偏向器４０制御計算機４１磁気ディスク５０ＣＡＤシステム６０データ変換用計算機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松木一人東京都中央区銀座四丁目２番11号東芝機械株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 504 G03F 7/20 521 H01J 37/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ステージ上に支持された試料に対して、
描画装置の主偏向ビームの偏向幅とパターンの多重描画
回数により決まるストライプを前記ステージ移動毎に多
重描画回数により決まる移動量だけステージ移動方向と
直交する方向に移動させてパターンを描画する荷電ビー
ム描画方法において、前記描画領域を描画装置の主偏向
ビーム装置のビーム偏向幅より決まるフレームに分割
し、前記フレーム毎にステージ移動速度を求め、前記ス
トライプにかかるフレームのステージ移動速度を基に該
ストライプを描画するステージ移動速度を算出して描画
することを特徴とする荷電ビーム描画方法。
【請求項２】前記ストライプのステージ移動速度の算
出方法として、前記ストライプがかかるフレームのステ
ージ移動速度をフレーム情報で重み付けした式によって
決まる速度を該ストライプを描画するステージ移動速度
とすることを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム描画
方法。
【請求項３】前記ストライプのステージ移動速度の算
出方法として、前記ストライプがかかるフレーム毎のス
テージ移動速度の最小速度を該ストライプを描画するス
テージ移動速度とすることを特徴とする請求項１記載の
荷電ビーム描画方法。
【請求項４】前記ストライプのステージ移動速度の算
出方法として、請求項２記載のストライプにかかるフレ
ーム毎のステージ移動速度に重み付けした式で決まる速
度と請求項３記載のストライプがかかるフレーム毎のス
テージ移動速度の最小速度の範囲内の速度を該ストライ
プを描画するステージ移動速度とすることを特徴とする
請求項１記載の荷電ビーム描画方法。
【請求項５】ステージ上に支持された試料に対して、
描画装置の主偏向ビームの偏向幅とパターンの多重描画
回数により決まるストライプを前記ステージ移動毎に多
重描画回数により決まる移動量だけステージ移動方向と
直交する方向に移動させてパターンを描画する荷電ビー
ム描画方法において、前記描画領域を描画装置の主偏向
ビーム装置のビーム偏向幅より決まるフレームに分割
し、前記フレームをステージ移動方向に所定の幅Ｌで分
割したブロックに対して描画時間を算出し、ストライプ
にかかるブロックを抽出し、抽出されたブロックの描画
時間から該ストライプのステージ移動速度を求めて、描
画することを特徴とする荷電ビーム描画方法。
【請求項６】請求項５記載の前記描画領域を描画装置
の主偏向ビーム装置のビーム偏向幅より決まるフレーム
に分割し、前記フレームをステージ移動方向に所定の幅
Ｌで分割したブロックに対して、ステージ移動方向と直
交する方向に多重描画回数以上の値で分割した小領域毎
に描画時間ｔｘｙを求め、前記ストライプにかかる小領
域を抽出し、抽出された小領域の描画時間ｔｘｙを基
に、該ストライプのステージ移動速度として描画するこ
とを特徴とする荷電ビーム描画方法。
【請求項７】前記描画時間ｔｘｙの算出方法として
は、装置を構成するパターンをショット単位に分割する
回路とショット単位にビーム照射量を算出する回路とシ
ョット単位に副偏向ビームを偏向する回路と副偏向領域
単位に主偏向ビームを偏向する回路の各動作時間とショ
ットのビーム照射に要する時間の和から求めることを特
徴とする描画求項６記載の荷電ビーム描画方法。
【請求項８】前記描画時間ｔｘｙの算出方法として
は、請求項７記載の回路をシミュレートするプログラム
により求めた回路の動作時間とショットのビーム照射に
要する時間の和によって求めることを特徴とする請求項
６記載の荷電ビーム描画方法。
【請求項９】前記描画時間ｔｘｙは副偏向領域の原点
を有する小領域に副偏向領域単位の描画時間を加算し求
めることを特徴とする請求項６、７または８記載の荷電
ビーム描画方法。
【請求項１０】前記描画時間ｔｘｙの算出をショット
数の多いフレームのブロックに対してのみ行うことを特
徴とする請求項６、７または８記載の荷電ビーム描画方
法。
【請求項１１】請求項１０記載のショット数の多いフ
レームのブロックの選定を描画処理前に行うことを特徴
とする請求項６、７または８記載の荷電ビーム描画方
法。