JP3460416B2 - 電子ビーム描画装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム描画装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の図形を選択する方法とし
て、例えば、特開平4−246815 号公報に記載のように、
成形偏向用の偏向器のほかに専用の図形選択用偏向器を
持たせ、第一アパーチャを通過した電子ビーム像を第二
アパーチャ上に投影させ、図形を選択する方法が採られ
ていた。図形選択偏向器は、大きな偏向角が必要なた
め、駆動電圧が５０Ｖと大きく、偏向整定時間も１μｓ
と長い。また、従来、三角図形の描画は、細かな矩形に
分割して描画していたため、三角形を含む図形の描画に
は多くの時間を必要としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方法では、図
形を選択するために専用の図形選択偏向器が必要なた
め、装置の構成が複雑になるとともに、図形選択偏向器
を用いて三角形の図種を選択するため、偏向整定時間が
かかり、描画のスループットが向上しないという問題が
ある。また、三角形を細かい矩形で描画する方法でもパ
ターン数が多くなりスループットが上がらないという問
題があった。

【０００４】本発明の目的は、三角形の図形について、
大きさを変えるとともに、かつ一括で高速に描画するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第一のアパーチャ像を第
二のアパーチャに投影し、二つのアパーチャを通過した
電子ビームによって図形を成形する電子ビーム描画装置
において、第二アパーチャ上に可変成形用の矩形図形開
口と、その周辺に複数の方向の異なる三角形の開口部を
設け、可変成形用のＷ（幅）／Ｈ（高さ）偏向器によっ
て三角形の図種を選択するとともに、Ｗ／Ｈ偏向量を変
えることによって三角形の大きさを変える構成とする。
また、三角形を選択するとともに大きさを変えるため
に、図形の種類を示す図種データと図形の大きさを示す
Ｗ／Ｈ寸法データとを入力として、Ｗ／Ｈ偏向器に印加
する電圧を補正する回路を設ける。さらに、矩形開口の
周辺に配置された三角形が選択されたときに生じる始点
座標（Ｘ／Ｙ）のずれ量を補正するために、図種と始点
データＸ／Ｙとを入力として、それぞれの三角形の始点
座標を補正する回路を設ける。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の一例
を示す図である。コンピュータ１から送られた描画デー
タは描画制御装置２によって、図形の位置や大きさを決
定するためのＷ／Ｈ偏向信号１０１やＸ／Ｙ偏向信号１
０２を出力するとともに、ステージ９を制御するための
ステージ制御信号１０８を出力し、それぞれ描画装置本
体に供給される。

【０００７】一方、描画装置本体では、電子ビーム３が
矩形の開口部１０３を持つアパーチャ４を通り、Ｗ／Ｈ
偏向電極５によって偏向された後、矩形や複数の三角形
の開口を持つアパーチャ６に照射される。アパーチャ４
を通過した矩形の電子ビーム１０５がＷ／Ｈ偏向電極に
より偏向され、アパーチャ６の矩形開口部１０４に照射
されると、アパーチャ６を通過した電子ビームは、Ｗ／
Ｈ偏向によって指定された大きさの矩形ビームとなり、
Ｘ／Ｙ偏向電極７でウエハ上の所望の位置に偏向され、
ウエハ８に矩形図形１０６を描画する。また、Ｗ／Ｈ偏
向電極５によりアパーチャ６上の三角形の開口が選択さ
れた場合には三角図形１０７を描画する。

【０００８】本発明は、Ｗ／Ｈ偏向信号１０１ならびに
Ｗ／Ｈ偏向器５によって、図形の大きさを制御すると同
時に、四角形や各種の三角形などの図種を選択し三角形
を一括図形として描画する。また、Ｗ／Ｈ偏向器によっ
て図種を選択した時に生じるそれぞれの図形位置のオフ
セット（始点のずれ）は、Ｘ／Ｙ偏向信号１０２に加算
してＸ／Ｙ偏向器７で偏向することによって、座標が補
正され、指定された位置に正確に描画する。

【０００９】図２は従来方法の一括図形を描画する装置
における偏向器の構成を示した図である。電子源２０１
から放出された電子ビームはアパーチャ４を通り、矩形
のビームとなる。矩形ビームは、成形偏向器５と図形選
択偏向器２０２および転写レンズ２０３とによって、ア
パーチャ６上の一括図形あるいは可変矩形が選択され、
縮小レンズ２０７で縮小された後、対物絞り２０４を通
過し、対物レンズ205,対物偏向器２０６で偏向され、ス
テージ９に搭載されたウエハ８に図形を描画する。

【００１０】また、図３は従来の描画装置におけるアパ
ーチャ６の詳細を示した図である。アパーチャ６は中央
部分に矩形開口部３０１を配置し、その周りに３０２の
ような一括図形アパーチャを配置している。アパーチャ
４を通過した電子ビームは、成形偏向器５と図種選択用
の図形選択偏向器２０２によって、３０４あるいは３０
５の位置に偏向され、大きさの異なる矩形を描画する。
一方、一括図形を描画する場合には、３０３の位置にア
パーチャ４を通過した電子ビームを偏向して、一括図形
を描画する。

【００１１】従来方式によれば、図種を選択する偏向器
として図形選択偏向器２０２を使用している。一括図形
は、図形の種類が多いため、アパーチャ６上に広い範囲
で開口部を設けている。そのため、図形選択偏向器は大
きな偏向角が必要であり、駆動電圧が５０Ｖと大きく、
偏向時間も１μｓと長い。したがって、図形選択偏向器
を用いて三角形の図種を選択して描画していたのでは描
画時間がかかる。

【００１２】本発明は、図４に示すように可変矩形用の
開口部の近くに４種類の方向の違う三角形の開口部を設
け、これにアパーチャ４を通過した電子ビームを可変成
形偏向器（Ｗ／Ｈ偏向器）を用いて偏向し描画する方法
である。

【００１３】図４は本発明方法に使用したアパーチャ６
の一例を示す図である。アパーチャ６は、可変成形用の
矩形図形開口４０１の周りに、方向の異なる４種類の三
角形の図形用開口４０２，４０３，４０４，４０５を設
けている。アパーチャ４を通過した電子ビーム４０６
は、可変成形用の静電偏向器によって、図中斜線で示す
ような位置に偏向され，，，，の形の図形を
描画する。は、矩形（四角形）であり、，，，
はそれぞれの形をした三角形である。アパーチャ４を
通過した電子ビーム（図中斜線）をそれぞれ矢印のよう
に偏向電圧を変えて動かすことによって、大きさを変え
た三角形を描画することが可能となる。

【００１４】図５は三角図形を描画する場合における
座標関係を示した図である。（Ｘ０，Ｙ０）は矩形の始
点（原点）であり、この座標が描画時の基準となってい
る。また、(Ｘ１，Ｙ１）は開口部の原点であり、(Ｘｓ
１，Ｙｓ１）は三角図形の始点である。図５において
網かけ部分５０１は、可変成形偏向器(Ｗ／Ｈ偏向器)に
電圧が印加されていないときの、アパーチャ４を通過し
た電子ビームの位置である。また、網かけ部分５０２
は、Ｗ／Ｈ偏向器に所定の電圧を印加し、の三角形を
描画する場合の電子ビームの位置である。大きさＷ１／
Ｈ１の三角形を描画するためには、（Ｘ０，Ｙ０）にあ
る電子ビームを、矢印（Ａ）に相当する距離だけＷ／Ｈ
偏向器によって偏向する必要がある。また、三角形の始
点（Ｘｓ１，Ｙｓ１)は、矢印(Ｂ）に示すようにＸ／Ｙ
偏向器によって図形の基準点（Ｘ０，Ｙ０）までシフト
させる必要がある。

【００１５】図６は、三角図形または、三角図形を
描画する場合の、座標関係を示した図である。また、表
１は、それぞれの図形を描画しようとする場合の、Ｗ／
Ｈ偏向量およびＸ／Ｙ偏向量を数式で表わしたものであ
る。

【００１６】

【表１】

【００１７】たとえば、図形の場合、各偏向器に与え
られる偏向量は、次のとおりである。

【００１８】

【数１】 Ｗ′＝(Ｘ１−Ｘ０)−Ｗ Ｈ′＝(Ｙ１−Ｙ０) Ｘ′＝Ｘ−(Ｘ１−Ｘ０)−Ｗ Ｙ′＝Ｙ−(Ｙ１−Ｙ０) …（１） 但し、Ｗ′，Ｈ′…可変成形偏向器（Ｗ／Ｈ）への偏向
量、Ｘ′，Ｙ′…Ｘ／Ｙ偏向器への偏向量、Ｘ０，Ｙ０
…図形の基準となる始点座標、Ｘ１，Ｙ１…可変三角形
を実現するためのアパーチャの物理的な原点である。

【００１９】また、三角図形についても、表１の図形
（ｂ）に示すような演算を行い、それぞれの偏向器を駆
動する。

【００２０】図７〜図９は本発明の描画装置におけるＷ
／Ｈ偏向量の発生回路の一例である。ここで、各図の符
号５０は幅データ、５１は高さデータ、５２は図種デー
タ、５５はＸの始点データ、５６はＹの始点データを示
す。

【００２１】図７の実施例では、図形の大きさを表わす
ＷおよびＨ、三角図形の形を表わすＣ（図種）は、描画
データ５０，５１，５２として上位のコンピュータなど
から入力される。Ｗ補正メモリ７０２およびＨ補正メモ
リ７０４には、あらかじめ、図種およびそれぞれの図形
のＷ／Ｈに対応した、Ｗ／Ｈ偏向補正量を上位のコンピ
ュータから入力しておく。Ｗ偏向量（Ｗ′）は、入力さ
れたＷ寸法５０と図種５２とをアドレスとしてＷ補正メ
モリ７０２を参照し、加算器７０１によってＷ寸法５０
との加算を行い出力される。一方、Ｈ偏向量Ｈ′は、加
算器７０３によって同様な計算を行い出力する。Ｗ′お
よびＨ′の偏向量は、ＤＡ変換器および増幅器（ともに
図示せず）を経て、偏向器に偏向電圧を印加する。

【００２２】図８はＷ／Ｈ偏向量の発生回路に関する別
の実施例である。電子ビーム描画装置においてビームを
偏向する場合には、偏向歪補正を考慮して、例えば次式
のような演算を行い偏向信号を発生させる。

【００２３】

【数２】 （Ｗ′＝Ｗ＋a1Ｗ＋a2Ｈ＋a3ＷＨ） （Ｈ′＝Ｈ＋b1Ｈ＋b2Ｗ＋b3ＷＨ） …（２） 図８の偏向量発生回路は、図７で説明した偏向補正を含
めた値として、メモリ８０２に（Ｗ＋a1Ｗ），メモリ８
０３に（a2Ｈ），メモリ８０４に（a3ＷＨ）を入力して
おき、それぞれの出力を加算器８０１で加算してＷ偏向
量Ｗ′として出力する。一方、Ｈ偏向量Ｈ′も同様に、
メモリ８０６に（Ｈ＋b1Ｈ），メモリ８０７に（b2
Ｗ），メモリ８０８に（b3ＷＨ）を入力しておき、加算
器８０５で加算して出力する。

【００２４】図９は三角図形の始点座標の補正回路の一
実施例である。

【００２５】Ｘ座標およびＹ座標は、図形データとして
入力される。始点Ｘの補正量としてメモリ９０２に、図
種とＷが変化することによって生じる補正量を、メモリ
９０３に、図種とＨが変化することによって生じる補正
量をそれぞれ入力しておき、加算器９０１で図形の始点
Ｘとの加算を行い、Ｘ方向偏向量Ｘ′を出力する。一
方、Ｙ座標についても同様に、メモリ９０５，９０６に
それぞれ図種とＷおよびＨが変化したことによって生じ
る偏向補正量を入力しておき、加算器９０４で加算し
て、Ｙ方向偏向量Ｙ′を出力する。

【００２６】図７，図８，図９に示す補正回路は、メモ
リを用いた構成としたが、上記補正回路をパイプライン
演算などによる積和演算回路で構成することもできる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、構成が複雑な専用の図
形選択偏向器を用いることなく、任意の大きさの三角図
形を一括で描画できる。また、Ｗ／Ｈ偏向器のみで、三
角形の図形選択と大きさを変えることができるため、高
速な描画が可能となり、スループットの向上に大きく貢
献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示すブロック図。

【図２】従来方法の一括図形を描画する装置における偏
向器の構成を示した説明図。

【図３】従来の描画装置におけるアパーチャ６の詳細を
示した説明図。

【図４】本発明方法に使用したアパーチャ６の一例を示
す説明図。

【図５】三角図形を描画する場合における座標関係を示
した説明図。

【図６】三角図形について、座標関係を示した説明図。

【図７】本発明の描画装置におけるＷ／Ｈ偏向量の発生
回路の一実施例のブロック図。

【図８】Ｗ／Ｈ偏向量の発生回路の別の実施例のブロッ
ク図。

【図９】三角図形の始点座標の補正回路の一実施例のブ
ロック図。

【符号の説明】

１…コンピュータ、２…描画制御装置、３…電子ビー
ム、４…アパーチャ、５…可変成形偏向器、６…アパー
チャ、７…Ｘ／Ｙ偏向器、８…ウエハ、９…ステージ、
１０３…アパーチャ矩形開口、１０４…矩形開口、１０
５…アパーチャ通過ビーム、１０６，１０７…描画図
形。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 染田 恭宏 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社 日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 依田 晴夫 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式 会社 日立製作所 計測器事業部内 (56)参考文献 特開 平９−161713（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−17698（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−246815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−169131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−168104（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−154616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−287619（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−3620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−119080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−17015（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 37/305 G03F 7/20 504 H01L 21/027

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子ビームを三角形に成形する機能を備え
   た電子ビーム描画装置であって、 第１のアパーチャと、 矩形の開口部と該矩形の開口部の周囲に設けられた三角
   形の開口部とを備える第２のアパーチャと、 前記第２のアパーチャを通過した電子ビームが投影され
   るウエハを保持するステージと、 前記第１のアパーチャを通過した電子ビームの幅と高さ
   方向の偏向量を変える可変成型用偏向器と、前記電子ビームを成型しようとする 図形の種類を示す信
   号と、該図形の幅と高さとを示す信号とを基に、前記第
   １のアパーチャを通過した電子ビームの幅と高さ方向の
   偏向量を計算する手段とを有し、 該計算された電子ビームの幅と高さの偏向量から得られ
   る偏向信号を前記可変成形用偏向器のみに印加すること
   により、前記第１のアパーチャを通過した電子ビームを
   偏向し、もって前記ウエハに描画する三角形の電子ビー
   ムの形状と大きさとを変えることを特徴とする電子ビー
   ム描画装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電子ビーム描画装置にお
   いて、 描画しようとする図形の種類を示す信号手段と、前記電子ビームを成型しようとする 図形の幅と高さとを
   示す信号手段と、 前記２つの信号手段の出力によって前記可変成型用偏向
   器に印加する前記図形の幅と高さからなるデータの補正
   信号を発生する手段と、 描画位置の基準点を変更するＸ／Ｙ偏向器と 、該Ｘ／Ｙ偏向器に印加するＸ，Ｙ方向の位置データを計
   算する手段と を有し、 該補正信号の発生手段によって、描画しようとする三角
   形の原点を補正する電子ビーム描画装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の電子ビーム描画
   装置において、前記電子ビームを成 型しようとする図形
   の種類を示す信号と該図形の幅と高さとを示す信号は、
   共に描画データとして前記偏向量を計算する手段に入力
   される電子ビーム描画装置。