JP3512946B2 - 電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法 - Google Patents
電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム描画装置
および電子ビーム描画方法に係り、特に電子ビームの後
方散乱による近接効果の影響を除去するための電子ビー
ムの照射時間制御システムに関する。
および電子ビーム描画方法に係り、特に電子ビームの後
方散乱による近接効果の影響を除去するための電子ビー
ムの照射時間制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体ウェハやマスク基板等の試
料に微細パターンを描画する装置として、電子ビーム描
画装置が用いられている。電子ビーム描画装置では、後
方散乱電子によりパターンの太りや細りが生じる、いわ
ゆる近接効果の影響が問題となる。そこで、最近、ショ
ット毎に電子ビームの照射時間を変化させる照射量補正
方法が用いられている。
料に微細パターンを描画する装置として、電子ビーム描
画装置が用いられている。電子ビーム描画装置では、後
方散乱電子によりパターンの太りや細りが生じる、いわ
ゆる近接効果の影響が問題となる。そこで、最近、ショ
ット毎に電子ビームの照射時間を変化させる照射量補正
方法が用いられている。
【０００３】図９を用いて、このような照射量補正機能
を有する従来例の電子ビーム描画装置について説明す
る。この例は可変成形型電子ビーム描画装置と呼ばれる
装置であり、１はホストコンピュータ、２は図形展開回
路、４は図形分割回路、５は照射量補正回路、６は可変
成形ビーム寸法制御回路、７はブランキング制御回路、
８は偏向制御回路、９はレーザ測長系、１０は試料台駆
動回路、１１は試料台、１２は試料、１３は試料室、２
０は電子光学鏡筒、２１は電子銃、２２ａ〜２２ｅは各
種レンズ系、２３〜２６は各種偏向器、２７ａはブラン
キング板、２７ｂ，２７ｃはビーム成形用アパーチャマ
スクを示している。
を有する従来例の電子ビーム描画装置について説明す
る。この例は可変成形型電子ビーム描画装置と呼ばれる
装置であり、１はホストコンピュータ、２は図形展開回
路、４は図形分割回路、５は照射量補正回路、６は可変
成形ビーム寸法制御回路、７はブランキング制御回路、
８は偏向制御回路、９はレーザ測長系、１０は試料台駆
動回路、１１は試料台、１２は試料、１３は試料室、２
０は電子光学鏡筒、２１は電子銃、２２ａ〜２２ｅは各
種レンズ系、２３〜２６は各種偏向器、２７ａはブラン
キング板、２７ｂ，２７ｃはビーム成形用アパーチャマ
スクを示している。
【０００４】まず、基本動作を説明すると、電子銃２１
から放出された電子ビームは、ブランキング用偏向器２
３によりオン・オフされる。このとき、電子ビームのオ
ン状態の時間を調整することによって、照射位置に応じ
て電子ビーム照射量を変化させることができる。ブラン
キング板２７ａを通過した電子ビームは、ビーム成形用
偏向器２４およびビーム成形用アパーチャマスク２７
ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、かつ矩形ビー
ムの寸法が可変される。そして、この成形された電子ビ
ームは主副２段で構成されている走査用偏向器２５，２
６により試料１２上で偏向走査され、このビーム走査に
よって試料１２が所望パターンに描画される。
から放出された電子ビームは、ブランキング用偏向器２
３によりオン・オフされる。このとき、電子ビームのオ
ン状態の時間を調整することによって、照射位置に応じ
て電子ビーム照射量を変化させることができる。ブラン
キング板２７ａを通過した電子ビームは、ビーム成形用
偏向器２４およびビーム成形用アパーチャマスク２７
ｂ，２７ｃにより矩形ビームに成形され、かつ矩形ビー
ムの寸法が可変される。そして、この成形された電子ビ
ームは主副２段で構成されている走査用偏向器２５，２
６により試料１２上で偏向走査され、このビーム走査に
よって試料１２が所望パターンに描画される。
【０００５】次に、制御方法について説明する。パター
ンデータは、データ圧縮のためにホストコンピュータ１
上では階層化されている。ホストコンピュータ１は、こ
のパターンデータを図形展開回路２に転送する。図形展
開回路２は、階層化されたパターンデータを解凍し、図
形単位のデータにする。この図形単位のデータは、偏向
制御回路８による偏向位置を示す位置データと、図形の
寸法を示す図形サイズデータからなっている。
ンデータは、データ圧縮のためにホストコンピュータ１
上では階層化されている。ホストコンピュータ１は、こ
のパターンデータを図形展開回路２に転送する。図形展
開回路２は、階層化されたパターンデータを解凍し、図
形単位のデータにする。この図形単位のデータは、偏向
制御回路８による偏向位置を示す位置データと、図形の
寸法を示す図形サイズデータからなっている。
【０００６】一般に、電子ビーム描画装置で試料１２上
に描画する図形（描画対象図形という）の寸法は、装置
が一回で描画（転写）できる寸法より大きいため、図形
分割回路４によって一回で描画できる寸法以下の大きさ
に分割される。この一回で描画できる図形はショットと
呼ばれており、またその寸法はショットサイズと呼ばれ
ている。図形分割回路４は、図形展開回路２からのデー
タに基づき各ショットに対応する位置データおよびショ
ットサイズデータを出力する。図形分割回路４から出力
される位置データは偏向制御回路８に与えられ、ショッ
トサイズデータは可変成形ビーム寸法制御回路６に与え
られる。
に描画する図形（描画対象図形という）の寸法は、装置
が一回で描画（転写）できる寸法より大きいため、図形
分割回路４によって一回で描画できる寸法以下の大きさ
に分割される。この一回で描画できる図形はショットと
呼ばれており、またその寸法はショットサイズと呼ばれ
ている。図形分割回路４は、図形展開回路２からのデー
タに基づき各ショットに対応する位置データおよびショ
ットサイズデータを出力する。図形分割回路４から出力
される位置データは偏向制御回路８に与えられ、ショッ
トサイズデータは可変成形ビーム寸法制御回路６に与え
られる。
【０００７】照射量補正回路５には、図形分割回路４か
ら出力される位置データおよびショットサイズデータの
両方が与えられる。この照射量補正回路５では、ショッ
トの位置と予め入力され格子状に並べられた照射時間を
示すデータとからそのショットを描画すべき時間を算出
し、その時間データをブランキング制御回路７に出力す
る。ブランキング制御回路７では、この時間データに基
づき電子ビームの照射時間を制御する。
ら出力される位置データおよびショットサイズデータの
両方が与えられる。この照射量補正回路５では、ショッ
トの位置と予め入力され格子状に並べられた照射時間を
示すデータとからそのショットを描画すべき時間を算出
し、その時間データをブランキング制御回路７に出力す
る。ブランキング制御回路７では、この時間データに基
づき電子ビームの照射時間を制御する。
【０００８】偏向制御回路８は、試料上の所望の位置に
ショットが描画されるように走査用偏向器２５，２６の
制御・駆動を行う。可変成形ビーム寸法制御回路６は、
試料上に所望のサイズのショットが描画されるようにビ
ーム成形用偏向器２４の制御・駆動を行う。
ショットが描画されるように走査用偏向器２５，２６の
制御・駆動を行う。可変成形ビーム寸法制御回路６は、
試料上に所望のサイズのショットが描画されるようにビ
ーム成形用偏向器２４の制御・駆動を行う。
【０００９】次に、図１０を用いて従来の電子ビーム描
画装置における照射量補正の原理について説明する。照
射量補正は、前述したように後方散乱による近接効果の
影響を除去するために、ショット毎に電子ビームの照射
時間を補正するものである。図１０（ａ）は試料上に描
画すべき描画対象図形であり、この例では図形３１ａと
図形３１ｂの２個の図形があるとする。それぞれの図形
３１ａ，３１ｂは一回で描画できる寸法より大きいた
め、前述したように幾つかのショットに分割されて描画
される。この例では、図形３１ａ，３１ｂがそれぞれ３
個のショット３２に分割されている。
画装置における照射量補正の原理について説明する。照
射量補正は、前述したように後方散乱による近接効果の
影響を除去するために、ショット毎に電子ビームの照射
時間を補正するものである。図１０（ａ）は試料上に描
画すべき描画対象図形であり、この例では図形３１ａと
図形３１ｂの２個の図形があるとする。それぞれの図形
３１ａ，３１ｂは一回で描画できる寸法より大きいた
め、前述したように幾つかのショットに分割されて描画
される。この例では、図形３１ａ，３１ｂがそれぞれ３
個のショット３２に分割されている。
【００１０】図１０（ｂ）は、図形３１ａ，３１ｂを通
る線上の位置（ｘ）と照射量（Ｄ）の関係を示したグラ
フである。１２２は所望とする電子ビームの照射量Ｄ0
を表し、１２３は各図形とその周囲の図形による後方散
乱に依存する照射量の関数ｆ（ｘ）を表している。照射
量補正は、全てのショット３２の照射量がＤ0 となるよ
うに、図中の１２４に示されるように各ショットの照射
時間をＤ0 とｆ（ｘ）の差に応じて制御することで行
う。以上説明したことを２次元に拡張すれば、試料上全
面において近接効果の補正を行うことができる。
る線上の位置（ｘ）と照射量（Ｄ）の関係を示したグラ
フである。１２２は所望とする電子ビームの照射量Ｄ0
を表し、１２３は各図形とその周囲の図形による後方散
乱に依存する照射量の関数ｆ（ｘ）を表している。照射
量補正は、全てのショット３２の照射量がＤ0 となるよ
うに、図中の１２４に示されるように各ショットの照射
時間をＤ0 とｆ（ｘ）の差に応じて制御することで行
う。以上説明したことを２次元に拡張すれば、試料上全
面において近接効果の補正を行うことができる。
【００１１】次に、図１１および図１２により従来の照
射量補正の制御方法を説明する。電子ビームの照射時間
を示す照射時間データは、描画前にパターンデータ１１
１より予め求められ、図１１のような等間隔の格子状の
データ１１２として図１２に示すようにホストコンピュ
ータ１からメモリ１０４に転送されている。格子の間隔
は数μｍであり、また格子の大きさは補正精度により変
化させる。
射量補正の制御方法を説明する。電子ビームの照射時間
を示す照射時間データは、描画前にパターンデータ１１
１より予め求められ、図１１のような等間隔の格子状の
データ１１２として図１２に示すようにホストコンピュ
ータ１からメモリ１０４に転送されている。格子の間隔
は数μｍであり、また格子の大きさは補正精度により変
化させる。
【００１２】図１１中に示すショット１１３を描画する
際には、まず図１２においてショット位置計算回路１０
１でショット１１３の位置を求める。次に、メッシュ位
置計算回路１０２でショット１１３が格子状の照射時間
データ１１２のどの格子上にあるかを計算する。具体的
には、ショット１１３の位置を格子の間隔で割る。そし
て、求めた格子上のデータ１１４をメモリ１０４内の照
射時間データ１１２から読み込み回路１０３によって読
み出し、図９中のブランキング制御回路７に出力する。
際には、まず図１２においてショット位置計算回路１０
１でショット１１３の位置を求める。次に、メッシュ位
置計算回路１０２でショット１１３が格子状の照射時間
データ１１２のどの格子上にあるかを計算する。具体的
には、ショット１１３の位置を格子の間隔で割る。そし
て、求めた格子上のデータ１１４をメモリ１０４内の照
射時間データ１１２から読み込み回路１０３によって読
み出し、図９中のブランキング制御回路７に出力する。
【００１３】ところで、電子ビーム描画装置により描画
されるパターンサイズの精度を向上させるには、電子ビ
ームの照射量補正の精度を上げる必要がある。照射量補
正の精度を上げるためには、照射時間データ１１２の格
子間隔を小さくしていけばよい。しかし、こうすると照
射時間データ１１２が増加するため、計算量が増加して
ホストコンピュータ１の負荷が増大し、ホストコンピュ
ータ１から照射量補正回路５へのデータ転送のスループ
ットが低下するという問題が発生する。
されるパターンサイズの精度を向上させるには、電子ビ
ームの照射量補正の精度を上げる必要がある。照射量補
正の精度を上げるためには、照射時間データ１１２の格
子間隔を小さくしていけばよい。しかし、こうすると照
射時間データ１１２が増加するため、計算量が増加して
ホストコンピュータ１の負荷が増大し、ホストコンピュ
ータ１から照射量補正回路５へのデータ転送のスループ
ットが低下するという問題が発生する。
【００１４】また、上記の照射量補正方法では、厳密に
はショットの内部に照射量の違いが存在する。すなわ
ち、図１０（ｂ）に示されるように各ショットに対応す
る照射量は、所望の照射量Ｄ0 の近傍で後方散乱による
照射量の関数ｆ（ｘ）に応じて変化している。従来で
は、電子ビーム描画装置が描画できる最大のショットサ
イズで描画を行っても、ショット内部の照射量のばらつ
きは無視できる大きさであった。
はショットの内部に照射量の違いが存在する。すなわ
ち、図１０（ｂ）に示されるように各ショットに対応す
る照射量は、所望の照射量Ｄ0 の近傍で後方散乱による
照射量の関数ｆ（ｘ）に応じて変化している。従来で
は、電子ビーム描画装置が描画できる最大のショットサ
イズで描画を行っても、ショット内部の照射量のばらつ
きは無視できる大きさであった。
【００１５】しかし、パターンサイズの精度をさらに上
げるべく照射量補正の精度をより向上させようとする
と、このショット内部の照射量のばらつきが無視できな
い値となってくる。例えば、図１０において図形３１ｂ
は図形３１ａに比べて後方散乱の傾き、つまり関数ｆ
（ｘ）の傾きが大きいため、図形３１ｂでは各ショット
の両端で照射量の誤差が大きくなってしまい、結果的に
図形の寸法にばらつきが生じる。これを解決する方法と
して、ショットサイズの最大サイズを小さくする方法が
あるが、これはスループットを著しく低下させることに
なるので、実用的でない。
げるべく照射量補正の精度をより向上させようとする
と、このショット内部の照射量のばらつきが無視できな
い値となってくる。例えば、図１０において図形３１ｂ
は図形３１ａに比べて後方散乱の傾き、つまり関数ｆ
（ｘ）の傾きが大きいため、図形３１ｂでは各ショット
の両端で照射量の誤差が大きくなってしまい、結果的に
図形の寸法にばらつきが生じる。これを解決する方法と
して、ショットサイズの最大サイズを小さくする方法が
あるが、これはスループットを著しく低下させることに
なるので、実用的でない。
【００１６】さらに、パターンサイズの精度向上の他の
方法として最近、多重描画法を用いることが考えられて
いる。多重描画法は、描画を数回に分けて行うことによ
り、偏向器のアンプ等の雑音の影響を減らす手法であ
る。この多重描画法と照射量補正を組み合わせて実施す
る場合、照射量補正回路５で求めた照射時間を多重描画
回数で割り、それを一回分の照射時間とすればよい。し
かし、ブランキング制御回路７に供給される照射時間デ
ータはディジタルデータであり、制御できる照射時間は
有限であるため、照射時間を多重描画の多重回数で割っ
た時間に量子化誤差が生じてしまい、照射量補正の精度
を効果的に上げることは難しい。
方法として最近、多重描画法を用いることが考えられて
いる。多重描画法は、描画を数回に分けて行うことによ
り、偏向器のアンプ等の雑音の影響を減らす手法であ
る。この多重描画法と照射量補正を組み合わせて実施す
る場合、照射量補正回路５で求めた照射時間を多重描画
回数で割り、それを一回分の照射時間とすればよい。し
かし、ブランキング制御回路７に供給される照射時間デ
ータはディジタルデータであり、制御できる照射時間は
有限であるため、照射時間を多重描画の多重回数で割っ
た時間に量子化誤差が生じてしまい、照射量補正の精度
を効果的に上げることは難しい。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
電子ビーム描画装置では、後方散乱電子による近接効果
の影響を除去すべく、照射量補正の精度を上げるために
照射時間データの格子間隔を小さくすると、データ量が
増大してスループットが低下し、またショット内部の電
子ビームの照射量のばらつきを小さくするためにショッ
トサイズを小さくすると、スループットが低下するとい
う問題があり、さらに従来の照射量補正法を多重描画法
と組み合わせた場合には、量子化誤差が問題となってい
た。
電子ビーム描画装置では、後方散乱電子による近接効果
の影響を除去すべく、照射量補正の精度を上げるために
照射時間データの格子間隔を小さくすると、データ量が
増大してスループットが低下し、またショット内部の電
子ビームの照射量のばらつきを小さくするためにショッ
トサイズを小さくすると、スループットが低下するとい
う問題があり、さらに従来の照射量補正法を多重描画法
と組み合わせた場合には、量子化誤差が問題となってい
た。
【００１８】本発明は、スループットの低下を避けつ
つ、近接効果の影響を除去するための電子ビームの照射
量補正を高精度に行うことができる電子ビーム描画装置
および電子ビーム描画方法を提供することを目的とす
る。
つ、近接効果の影響を除去するための電子ビームの照射
量補正を高精度に行うことができる電子ビーム描画装置
および電子ビーム描画方法を提供することを目的とす
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、試料上に描画
対象図形を描画する電子ビーム描画装置において、前記
描画対象図形の位置及び寸法を出力する図形展開手段
と、前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空間的変
化の勾配とに基づいて前記描画対象図形を分割して得ら
れる部分図形の寸法に対応する分割寸法を決定する寸法
決定手段と、前記分割寸法に従って前記描画対象図形を
複数の部分図形に分割する手段と、前記部分図形毎に前
記電子ビームの照射量を決定する照射量決定手段とを具
備することを特徴とする。前記照射量決定手段は、前記
照射量に基づいて前記電子ビームの露光回数を決定する
手段を有することを特徴とする。前記寸法決定手段は、
前記後方散乱線量の空間的変化の勾配が比較的急なと
き、前記部分図形の寸法を比較的小さくし、前記後方散
乱線量の空間的変化の勾配が比較的緩やかとき、前記部
分図形の寸法を比較的大きくすることを特徴とする。前
記寸法決定手段は、前記描画対象図形が描画される前記
試料上の位置における前記後方散乱線量の空間的変化の
勾配に基づいて前記部分図形の寸法を決定することを特
徴とする。前記寸法決定手段は、後方散乱補正された照
射量の空間的な勾配に基づいて前記部分図形の寸法を計
算することを特徴とする。また、本発明は、試料上に描
画対象図形を描画する電子ビーム描画装置において、前
記描画対象図形の位置及び寸法を出力する図形展開手段
と、前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空間的変
化の勾配とに基づいて前記描画対象図形の分割最大寸法
を決定する手段と、前記分割最大寸法の範囲内で前記描
画対象図形を複数の部分図形に分割する手段と、前記部
分図形毎に前記電子ビームの照射量を決定する手段とを
具備することを特徴とする。また、本発明は、試料上に
描画対象図形を描画する電子ビーム描画方法において、
前記描画対象図形の位置及び寸法を出力するステップ
（Ａ）と、前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空
間的変化の勾配とに基づいて前記描画対象図形を分割し
て得られる部分図形の寸法に対応する分割寸法を決定す
るステップ（Ｂ）と、前記分割寸法に従って前記描画対
象図形を複数の部分図形に分割するステップ（Ｃ）と、
前記部分図形毎に前記電子ビームの照射量を決定するス
テップ（Ｄ）とを具備することを特徴とする。また、本
発明は、試料上に描画対象図形を描画する電子ビーム描
画方法において、前記描画対象図形の位置及び寸法を出
力するステップ（Ａ）と、前記描画対象図形の位置と後
方散乱線量の空間的変化の勾配とに基づいて前記描画対
象図形の分割最大寸法を決定するステップ（Ｂ）と、前
記分割最大寸法の範囲内で前記描画対象図形を複数の部
分図形に分割するステップ（Ｃ）と、前記部分図形毎に
前記電子ビームの照射量を決定するステップ（Ｄ）とを
具備することを特徴とする。
対象図形を描画する電子ビーム描画装置において、前記
描画対象図形の位置及び寸法を出力する図形展開手段
と、前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空間的変
化の勾配とに基づいて前記描画対象図形を分割して得ら
れる部分図形の寸法に対応する分割寸法を決定する寸法
決定手段と、前記分割寸法に従って前記描画対象図形を
複数の部分図形に分割する手段と、前記部分図形毎に前
記電子ビームの照射量を決定する照射量決定手段とを具
備することを特徴とする。前記照射量決定手段は、前記
照射量に基づいて前記電子ビームの露光回数を決定する
手段を有することを特徴とする。前記寸法決定手段は、
前記後方散乱線量の空間的変化の勾配が比較的急なと
き、前記部分図形の寸法を比較的小さくし、前記後方散
乱線量の空間的変化の勾配が比較的緩やかとき、前記部
分図形の寸法を比較的大きくすることを特徴とする。前
記寸法決定手段は、前記描画対象図形が描画される前記
試料上の位置における前記後方散乱線量の空間的変化の
勾配に基づいて前記部分図形の寸法を決定することを特
徴とする。前記寸法決定手段は、後方散乱補正された照
射量の空間的な勾配に基づいて前記部分図形の寸法を計
算することを特徴とする。また、本発明は、試料上に描
画対象図形を描画する電子ビーム描画装置において、前
記描画対象図形の位置及び寸法を出力する図形展開手段
と、前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空間的変
化の勾配とに基づいて前記描画対象図形の分割最大寸法
を決定する手段と、前記分割最大寸法の範囲内で前記描
画対象図形を複数の部分図形に分割する手段と、前記部
分図形毎に前記電子ビームの照射量を決定する手段とを
具備することを特徴とする。また、本発明は、試料上に
描画対象図形を描画する電子ビーム描画方法において、
前記描画対象図形の位置及び寸法を出力するステップ
（Ａ）と、前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空
間的変化の勾配とに基づいて前記描画対象図形を分割し
て得られる部分図形の寸法に対応する分割寸法を決定す
るステップ（Ｂ）と、前記分割寸法に従って前記描画対
象図形を複数の部分図形に分割するステップ（Ｃ）と、
前記部分図形毎に前記電子ビームの照射量を決定するス
テップ（Ｄ）とを具備することを特徴とする。また、本
発明は、試料上に描画対象図形を描画する電子ビーム描
画方法において、前記描画対象図形の位置及び寸法を出
力するステップ（Ａ）と、前記描画対象図形の位置と後
方散乱線量の空間的変化の勾配とに基づいて前記描画対
象図形の分割最大寸法を決定するステップ（Ｂ）と、前
記分割最大寸法の範囲内で前記描画対象図形を複数の部
分図形に分割するステップ（Ｃ）と、前記部分図形毎に
前記電子ビームの照射量を決定するステップ（Ｄ）とを
具備することを特徴とする。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】このように本発明では、描画対象図形毎に
部分図形の最大寸法を決定し、描画対象図形をその決定
した最大寸法以内の任意の寸法の部分図形に分割して、
各部分図形毎に電子ビームの照射時間を決定することに
より、後方散乱電子による近接効果の影響を除去するた
めの照射量補正の精度がスループットプットの低下を伴
うことなく向上する。
部分図形の最大寸法を決定し、描画対象図形をその決定
した最大寸法以内の任意の寸法の部分図形に分割して、
各部分図形毎に電子ビームの照射時間を決定することに
より、後方散乱電子による近接効果の影響を除去するた
めの照射量補正の精度がスループットプットの低下を伴
うことなく向上する。
【００２４】すなわち、本発明では部分図形の最大寸法
を可変としたことにより、これを電子ビームの後方散乱
による照射量の関数の傾きが大きくなるほど小さくなる
ように決定することで、照射時間データの格子間隔を必
要以上に小さくしてデータ量を増大させることなく、高
精度の照射量補正が可能となる。また、各部分図形位置
に対応する照射時間を内挿計算により求めれば、部分図
形の最大寸法を必要以上に小さくすることなく、部分図
形内の電子ビームの照射量のばらつきが小さくなり、同
様に照射量補正の精度が向上する。
を可変としたことにより、これを電子ビームの後方散乱
による照射量の関数の傾きが大きくなるほど小さくなる
ように決定することで、照射時間データの格子間隔を必
要以上に小さくしてデータ量を増大させることなく、高
精度の照射量補正が可能となる。また、各部分図形位置
に対応する照射時間を内挿計算により求めれば、部分図
形の最大寸法を必要以上に小さくすることなく、部分図
形内の電子ビームの照射量のばらつきが小さくなり、同
様に照射量補正の精度が向上する。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】このように多重描画時には、描画対象図形
毎に電子ビームの照射時間を決定して照射時間データを
出力する際、複数組の照射時間データ群を記憶した記憶
手段から１組または複数組の照射時間データ群より選択
された照射時間データを読み込んで出力するか、記憶さ
れた照射時間データ群を多重描画の各段階の描画毎に書
き換えて照射時間データ群より選択された照射時間デー
タを読み込んで出力することにより、決定した照射時間
に一致したあるいはより近い照射時間データを得ること
が可能となる。特に、描画対象図形を複数の部分図形に
分割して多重描画を行う際には、このように照射時間デ
ータを求めることによって、ブランキング制御の量子化
誤差の影響を受けにくくなり、照射量補正の精度が向上
する。
毎に電子ビームの照射時間を決定して照射時間データを
出力する際、複数組の照射時間データ群を記憶した記憶
手段から１組または複数組の照射時間データ群より選択
された照射時間データを読み込んで出力するか、記憶さ
れた照射時間データ群を多重描画の各段階の描画毎に書
き換えて照射時間データ群より選択された照射時間デー
タを読み込んで出力することにより、決定した照射時間
に一致したあるいはより近い照射時間データを得ること
が可能となる。特に、描画対象図形を複数の部分図形に
分割して多重描画を行う際には、このように照射時間デ
ータを求めることによって、ブランキング制御の量子化
誤差の影響を受けにくくなり、照射量補正の精度が向上
する。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て説明する。まず、図１を用いて本実施形態に係る電子
ビーム描画装置の概略構成について説明する。この実施
形態は可変成形型電子ビーム描画装置であり、１はホス
トコンピュータ、２は図形展開回路、３は分割サイズ決
定回路、４は図形分割回路、５は照射量補正回路、６は
可変成形ビーム寸法制御回路、７はブランキング制御回
路、８は偏向制御回路、９はレーザ測長系、１０は試料
台駆動回路、１１は試料台、１２は試料、１３は試料
室、２０は電子光学鏡筒、２１は電子銃、２２ａ〜２２
ｅは各種レンズ系、２３〜２６は各種偏向器、２７ａは
ブランキング板、２７ｂ，２７ｃはビーム成形用アパー
チャマスクを示している。本実施形態の電子ビーム描画
装置は、分割サイズ決定回路３が追加されている点と、
照射量補正回路５の構成が図９に示した従来の装置と異
なっている。
て説明する。まず、図１を用いて本実施形態に係る電子
ビーム描画装置の概略構成について説明する。この実施
形態は可変成形型電子ビーム描画装置であり、１はホス
トコンピュータ、２は図形展開回路、３は分割サイズ決
定回路、４は図形分割回路、５は照射量補正回路、６は
可変成形ビーム寸法制御回路、７はブランキング制御回
路、８は偏向制御回路、９はレーザ測長系、１０は試料
台駆動回路、１１は試料台、１２は試料、１３は試料
室、２０は電子光学鏡筒、２１は電子銃、２２ａ〜２２
ｅは各種レンズ系、２３〜２６は各種偏向器、２７ａは
ブランキング板、２７ｂ，２７ｃはビーム成形用アパー
チャマスクを示している。本実施形態の電子ビーム描画
装置は、分割サイズ決定回路３が追加されている点と、
照射量補正回路５の構成が図９に示した従来の装置と異
なっている。
【００３０】本実施形態の基本動作は、図９に示した従
来の電子ビーム描画装置と同様である。すなわち、電子
銃２１から放出された電子ビームは、ブランキング用偏
向器２３によりオン・オフされる。このとき、電子ビー
ムのオン状態の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ができる。ブランキン
グ板２７ａを通過したビームは、ビーム成形用偏向器２
４およびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃ
により矩形ビームに成形され、かつ矩形ビームの寸法が
可変される。そして、この成形されたビームは主副２段
で構成されている走査用偏向器２５，２６により試料１
２上で偏向走査され、このビーム走査により試料１２が
所望パターンに描画される。
来の電子ビーム描画装置と同様である。すなわち、電子
銃２１から放出された電子ビームは、ブランキング用偏
向器２３によりオン・オフされる。このとき、電子ビー
ムのオン状態の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ができる。ブランキン
グ板２７ａを通過したビームは、ビーム成形用偏向器２
４およびビーム成形用アパーチャマスク２７ｂ，２７ｃ
により矩形ビームに成形され、かつ矩形ビームの寸法が
可変される。そして、この成形されたビームは主副２段
で構成されている走査用偏向器２５，２６により試料１
２上で偏向走査され、このビーム走査により試料１２が
所望パターンに描画される。
【００３１】次に、本実施形態における制御方法につい
て説明する。パターンデータは、データ圧縮のためにホ
ストコンピュータ１上では階層化されている。ホストコ
ンピュータ１は、このパターンデータを図形展開回路２
に転送する。図形展開回路２は、階層されたパターンデ
ータを解凍し、描画対象図形である図形単位のデータ
（以下、図形データという）にして取り出す。この図形
データは、図形のサイズを示す図形サイズデータと、偏
向制御回路８による偏向位置を示す位置データとからな
る。
て説明する。パターンデータは、データ圧縮のためにホ
ストコンピュータ１上では階層化されている。ホストコ
ンピュータ１は、このパターンデータを図形展開回路２
に転送する。図形展開回路２は、階層されたパターンデ
ータを解凍し、描画対象図形である図形単位のデータ
（以下、図形データという）にして取り出す。この図形
データは、図形のサイズを示す図形サイズデータと、偏
向制御回路８による偏向位置を示す位置データとからな
る。
【００３２】図形展開回路２からの描画対象図形の図形
データは、分割サイズ決定回路３に入力される。分割サ
イズ決定回路３では、図形データ中の位置データから分
割サイズ、すなわち図形分割回路４から出力される部分
図形（ショット）の最大寸法を計算し、これを図形の各
種データと共に図形分割回路４に与える。
データは、分割サイズ決定回路３に入力される。分割サ
イズ決定回路３では、図形データ中の位置データから分
割サイズ、すなわち図形分割回路４から出力される部分
図形（ショット）の最大寸法を計算し、これを図形の各
種データと共に図形分割回路４に与える。
【００３３】図形分割回路４では、図形展開回路２から
入力される図形データについて図形サイズが分割サイズ
（部分図形の最大寸法）より小さい寸法になるように入
力された図形を分割し、各ショットに対応してショット
の偏向位置を示す位置データショットのサイズを示すシ
ョットサイズデータおよびショットの偏向位置を示す位
置データを発生する。ショットサイズデータは可変成形
ビーム寸法制御回路６に与えられ、位置データは偏向制
御回路８に与えられる。
入力される図形データについて図形サイズが分割サイズ
（部分図形の最大寸法）より小さい寸法になるように入
力された図形を分割し、各ショットに対応してショット
の偏向位置を示す位置データショットのサイズを示すシ
ョットサイズデータおよびショットの偏向位置を示す位
置データを発生する。ショットサイズデータは可変成形
ビーム寸法制御回路６に与えられ、位置データは偏向制
御回路８に与えられる。
【００３４】照射量補正回路５には、図形分割回路４か
ら出力される位置データおよびショットサイズデータの
両方が与えられる。この照射量補正回路５では、ショッ
トの位置と予め入力され格子状に並べられた照射時間を
示す照射時間データとから、そのショットを描画する際
の電子ビームの照射時間を算出し、照射時間データをブ
ランキング制御回路７に出力する。ブランキング制御回
路７では、この照射時間データに基づき試料１２に対す
る電子ビームの照射時間を制御して、所望の照射時間に
なるようショットを描画する。
ら出力される位置データおよびショットサイズデータの
両方が与えられる。この照射量補正回路５では、ショッ
トの位置と予め入力され格子状に並べられた照射時間を
示す照射時間データとから、そのショットを描画する際
の電子ビームの照射時間を算出し、照射時間データをブ
ランキング制御回路７に出力する。ブランキング制御回
路７では、この照射時間データに基づき試料１２に対す
る電子ビームの照射時間を制御して、所望の照射時間に
なるようショットを描画する。
【００３５】偏向制御回路８は、所望の位置にショット
が描画されるように走査用偏向器２５，２６の制御・駆
動を行う。可変成形ビーム寸法制御回路６は、所望のサ
イズのショットが描画されるようにビーム成形用偏向器
２４の制御・駆動を行う。
が描画されるように走査用偏向器２５，２６の制御・駆
動を行う。可変成形ビーム寸法制御回路６は、所望のサ
イズのショットが描画されるようにビーム成形用偏向器
２４の制御・駆動を行う。
【００３６】次に、図２、図３および図４により分割サ
イズ決定回路３の具体的な構成例について説明する。図
２は、図形分割サイズ決定回路３の原理図である。図２
（ａ）は試料上に描画する図形（描画対象図形）のイメ
ージ図であり、この例では図形３１ａと図形３１ｂの２
個の図形があるものとする。それぞれの図形３１ａ，３
１ｂは幾つかのショット３２に分割される程度の大きさ
であるとする。図形３１ａ，３１ｂを通る線１２１上の
位置（ｘ）と照射量（Ｄ）の関係を示したのが図２
（ｂ）のグラフである。１２２は所望する照射量Ｄ0 を
表し、１２３は各図形とその周囲の図形による後方散乱
による照射量の関数ｆ（ｘ）を表している。
イズ決定回路３の具体的な構成例について説明する。図
２は、図形分割サイズ決定回路３の原理図である。図２
（ａ）は試料上に描画する図形（描画対象図形）のイメ
ージ図であり、この例では図形３１ａと図形３１ｂの２
個の図形があるものとする。それぞれの図形３１ａ，３
１ｂは幾つかのショット３２に分割される程度の大きさ
であるとする。図形３１ａ，３１ｂを通る線１２１上の
位置（ｘ）と照射量（Ｄ）の関係を示したのが図２
（ｂ）のグラフである。１２２は所望する照射量Ｄ0 を
表し、１２３は各図形とその周囲の図形による後方散乱
による照射量の関数ｆ（ｘ）を表している。
【００３７】従来例で説明したように、各ショット３２
を描画するときの電子ビームの照射量（照射時間）は、
Ｄ0 とｆ（ｘ）の差に応じて補正される。しかし、ｆ
（ｘ）の傾きが大きく、かつショットサイズが最大値に
近い場合、ショットの両端での照射量の誤差が大きくな
ってしまう。
を描画するときの電子ビームの照射量（照射時間）は、
Ｄ0 とｆ（ｘ）の差に応じて補正される。しかし、ｆ
（ｘ）の傾きが大きく、かつショットサイズが最大値に
近い場合、ショットの両端での照射量の誤差が大きくな
ってしまう。
【００３８】そこで、本実施形態では図２（ｂ）に示す
ように、ｆ（ｘ）の傾きが大きいときにはショットサイ
ズを小さくし、ｆ（ｘ）の傾きが小さいときにはショッ
トサイズを大きくすることで、照射量補正の精度を向上
させている。図２では、図形３１ａは３個のショット３
２で描画しているが、図形３１ｂはｆ（ｘ）の傾きが大
きいため、４個のショット３２で描画する。実際の照射
量は、図２（ｂ）のような階段状になるが、それぞれの
段差はある値以下になる。このような制御を行うことに
よって、各ショット３２内の照射量の誤差を減らすと共
に、それによる総ショット数の増加を防ぐことができ
る。
ように、ｆ（ｘ）の傾きが大きいときにはショットサイ
ズを小さくし、ｆ（ｘ）の傾きが小さいときにはショッ
トサイズを大きくすることで、照射量補正の精度を向上
させている。図２では、図形３１ａは３個のショット３
２で描画しているが、図形３１ｂはｆ（ｘ）の傾きが大
きいため、４個のショット３２で描画する。実際の照射
量は、図２（ｂ）のような階段状になるが、それぞれの
段差はある値以下になる。このような制御を行うことに
よって、各ショット３２内の照射量の誤差を減らすと共
に、それによる総ショット数の増加を防ぐことができ
る。
【００３９】図３は、分割サイズ決定回路３の具体例を
示すブロック図である。分割サイズは予め照射時間のデ
ータに基づいて計算され、ホストコンピュータ１からメ
モリ３５ａ，３５ｂ上に分割サイズデータとして転送さ
れている。この例では図形の分割をＸとＹ両方向に行う
ため、分割サイズデータはＸとＹの２種類が用意されて
いる。
示すブロック図である。分割サイズは予め照射時間のデ
ータに基づいて計算され、ホストコンピュータ１からメ
モリ３５ａ，３５ｂ上に分割サイズデータとして転送さ
れている。この例では図形の分割をＸとＹ両方向に行う
ため、分割サイズデータはＸとＹの２種類が用意されて
いる。
【００４０】各々の分割サイズデータは図４のように格
子状に配置されている。例えば、図形３１ｄの分割サイ
ズを求めるとすると、その図形に対応した分割サイズデ
ータが必ず存在するので、その分割サイズデータを読み
込んで出力する。図４の例では、データＣ13が図形３１
ｄに対応している。また、これらの分割サイズデータの
格子の間隔を図形サイズ程度にしておけば、分割サイズ
データのデータ量はさほど大きくはならず、データ転送
上、特に問題になることはない。
子状に配置されている。例えば、図形３１ｄの分割サイ
ズを求めるとすると、その図形に対応した分割サイズデ
ータが必ず存在するので、その分割サイズデータを読み
込んで出力する。図４の例では、データＣ13が図形３１
ｄに対応している。また、これらの分割サイズデータの
格子の間隔を図形サイズ程度にしておけば、分割サイズ
データのデータ量はさほど大きくはならず、データ転送
上、特に問題になることはない。
【００４１】図３の図形位置計算回路３３では、図１の
図形展開回路２から入力された図形サイズデータと偏向
位置を示す位置データにより、描画対象図形の中心位置
を計算する。読み込み回路３４では、この中心位置から
分割サイズデータの対応する格子を計算して、メモリ３
５ａ，３５ｂからその格子のデータ（Ｘｃ，Ｙｃ）を読
み込み、図１中の図形分割回路４にそのデータを出力す
る。
図形展開回路２から入力された図形サイズデータと偏向
位置を示す位置データにより、描画対象図形の中心位置
を計算する。読み込み回路３４では、この中心位置から
分割サイズデータの対応する格子を計算して、メモリ３
５ａ，３５ｂからその格子のデータ（Ｘｃ，Ｙｃ）を読
み込み、図１中の図形分割回路４にそのデータを出力す
る。
【００４２】図５は、分割サイズ決定回路３の別の構成
例を示すブロック図である。この例は、分割サイズデー
タを予め作成せず、回路上で計算する構成となってい
る。図形位置計算回路３３は、図３中に示したものと同
じである。読み込み回路３４ｂは、照射量データを格納
したメモリ３５ｃからショットに対応する場所のデータ
Ｄi,j とその隣のデータＤi,j+1 ，Ｄi+1,j を読み込
む。そして、勾配計算回路３６では次式（１）（２）に
示すように両者の差をとり、勾配Δｘ，Δｙを計算す
る。
例を示すブロック図である。この例は、分割サイズデー
タを予め作成せず、回路上で計算する構成となってい
る。図形位置計算回路３３は、図３中に示したものと同
じである。読み込み回路３４ｂは、照射量データを格納
したメモリ３５ｃからショットに対応する場所のデータ
Ｄi,j とその隣のデータＤi,j+1 ，Ｄi+1,j を読み込
む。そして、勾配計算回路３６では次式（１）（２）に
示すように両者の差をとり、勾配Δｘ，Δｙを計算す
る。
【００４３】
Δｘ＝Ｄi,j+1 −Ｄi,j （１）
Δｙ＝Ｄi+1,j −Ｄi,j （２）
サイズ変換回路３７では、次式（３）（４）によって勾
配Δｘ，Δｙから分割サイズ、すなわちショットのＸ方
向の寸法ＸｃおよびＹ方向の寸法Ｙｃを計算する。
配Δｘ，Δｙから分割サイズ、すなわちショットのＸ方
向の寸法ＸｃおよびＹ方向の寸法Ｙｃを計算する。
【００４４】
Ｘｃ＝Ｋ／Δｘ （３）
Ｙｃ＝Ｋ／Δｙ （４）
但し、Ｋは係数
照射量データの格子間隔が図形サイズより十分小さい場
合、上記の計算はその図形に対応する照射量データを全
て読み込んで各点での勾配Δｘ，Δｙを求め、最大勾配
のデータを採用する。
合、上記の計算はその図形に対応する照射量データを全
て読み込んで各点での勾配Δｘ，Δｙを求め、最大勾配
のデータを採用する。
【００４５】次に、図６、図７および図８により照射量
補正の制御方法を説明する。照射時間を示す照射時間デ
ータは、描画前にホストコンピュータ１に格納されたパ
ターンデータ等より予め求められ、図１１のような等間
隔の格子状のデータ１１２として装置内のメモリに転送
されている。この照射時間データ１１２の格子の間隔は
数μｍであり、また大きさは補正精度により変化させ
る。
補正の制御方法を説明する。照射時間を示す照射時間デ
ータは、描画前にホストコンピュータ１に格納されたパ
ターンデータ等より予め求められ、図１１のような等間
隔の格子状のデータ１１２として装置内のメモリに転送
されている。この照射時間データ１１２の格子の間隔は
数μｍであり、また大きさは補正精度により変化させ
る。
【００４６】図６は、照射量補正回路５の構成例を示す
ブロック図である。照射量補正回路５には、図形分割回
路４からショッサイズデータと位置データが入力され
る。あるショットを描画する際、まずショット位置計算
回路５１により、ショッサイズデータと位置データから
そのショットの位置が求められる。次に、メッシュ位置
計算回路５２により、ショットの位置からそのショット
がメモリ５４ａ〜５４ｄに記憶されている格子状に配置
された照射時間データのどの格子上にあるかが計算され
る。具体的には、まずショットの位置を照射時間データ
の格子の間隔で割る。この割り算で得られた商の整数部
はショットの周囲の格子の位置情報であり、読み込み回
路５３に出力される。商の小数部はそれらの格子に対す
るショットの相対位置の情報であり、後述の内挿回路５
５に出力される。
ブロック図である。照射量補正回路５には、図形分割回
路４からショッサイズデータと位置データが入力され
る。あるショットを描画する際、まずショット位置計算
回路５１により、ショッサイズデータと位置データから
そのショットの位置が求められる。次に、メッシュ位置
計算回路５２により、ショットの位置からそのショット
がメモリ５４ａ〜５４ｄに記憶されている格子状に配置
された照射時間データのどの格子上にあるかが計算され
る。具体的には、まずショットの位置を照射時間データ
の格子の間隔で割る。この割り算で得られた商の整数部
はショットの周囲の格子の位置情報であり、読み込み回
路５３に出力される。商の小数部はそれらの格子に対す
るショットの相対位置の情報であり、後述の内挿回路５
５に出力される。
【００４７】読み込み回路で５３は、メモリ５４ａ〜５
４ｄに記憶された照射時間データからショットの周囲４
点のデータを読み出して、内挿回路５５に出力する。こ
こでメモリ５４ａ〜５４ｄからの読み込み時間が大きく
なり、描画スループットに影響を及ぼすときには、メモ
リのバンク数を４または２にして、読み込み回路５３を
並列化すればよい。
４ｄに記憶された照射時間データからショットの周囲４
点のデータを読み出して、内挿回路５５に出力する。こ
こでメモリ５４ａ〜５４ｄからの読み込み時間が大きく
なり、描画スループットに影響を及ぼすときには、メモ
リのバンク数を４または２にして、読み込み回路５３を
並列化すればよい。
【００４８】図７を用いて内挿回路５５の動作を説明す
る。あるショットに対応する照射時間を計算する際、格
子状に配置された照射量データ、つまり○印で示す格子
点上のデータを用いる。ショット５０１に対応する照射
時間を計算する場合は、読み込み回路５３によりショッ
ト５０１の周囲４点５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｃ，５
０２ｄのデータＤ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｄ4 を読む込む。一
方、メッシュ位置計算回路５２では、格子間隔を１とし
たときのショット５０１の格子からの距離ｓとｔを計算
する。内挿回路５５では、これらのデータＤ1 ，Ｄ2 ，
Ｄ3 ，Ｄ4 およびｓ，ｔから次式（５）に示す内挿計算
を行ってショット５０１に対応する照射時間Ｄを求め、
それを照射時間変換回路５６に出力する。
る。あるショットに対応する照射時間を計算する際、格
子状に配置された照射量データ、つまり○印で示す格子
点上のデータを用いる。ショット５０１に対応する照射
時間を計算する場合は、読み込み回路５３によりショッ
ト５０１の周囲４点５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｃ，５
０２ｄのデータＤ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｄ4 を読む込む。一
方、メッシュ位置計算回路５２では、格子間隔を１とし
たときのショット５０１の格子からの距離ｓとｔを計算
する。内挿回路５５では、これらのデータＤ1 ，Ｄ2 ，
Ｄ3 ，Ｄ4 およびｓ，ｔから次式（５）に示す内挿計算
を行ってショット５０１に対応する照射時間Ｄを求め、
それを照射時間変換回路５６に出力する。
【００４９】
Ｄ＝Ｄ1 （１−ｔ）（１−ｓ）＋Ｄ2 （１−ｔ）ｓ
＋Ｄ3 ・ｔ（１−ｓ）＋Ｄ4 ・ｔ・ｓ （５）
このように内挿計算によって照射時間を求めることによ
り、照射量データの格子間隔を必要以上に小さくするこ
となく、照射量補正の精度を上げることが可能となる。
り、照射量データの格子間隔を必要以上に小さくするこ
となく、照射量補正の精度を上げることが可能となる。
【００５０】なお、上記の例ではショットの周囲４点の
照射時間データを用いて内挿計算を行ったが、読み込む
照射時間データの数をさらに増やして内挿計算を行え
ば、照射量補正の精度をより高くかることができる。内
挿計算の方法としては、スプライン補間、線形補間など
種々の方法があるが、どの方法を選択するかは要求精度
と回路規模の兼ね合いで決定すればよい。
照射時間データを用いて内挿計算を行ったが、読み込む
照射時間データの数をさらに増やして内挿計算を行え
ば、照射量補正の精度をより高くかることができる。内
挿計算の方法としては、スプライン補間、線形補間など
種々の方法があるが、どの方法を選択するかは要求精度
と回路規模の兼ね合いで決定すればよい。
【００５１】次に、図６中の照射時間変換回路５６につ
いて説明する。の照射時間変換回路５６は、照射量補正
と同時に多重描画を行う場合に、内挿回路５５で計算さ
れた照射時間を多重描画の各段階での照射時間に変換す
る回路である。この場合、計算された照射時間を多重描
画の多重回数で割ることで、一回の描画当たりの照射時
間を求めることができる。しかし、照射量補正回路５か
らブランキング制御回路７に入力される照射時間データ
はディジタル量であるので、単純に割り算を行ったので
は、多重描画の多重回数が多くなると量子化誤差が大き
くなり、精度の高い照射量補正が難しくなる。この対策
として、本実施形態の照射時間変換回路５６では、上記
の割り算に代えて、メモリ５７ａ，５７ｂに格納された
変換テーブルＡ，Ｂを読み込んで変換された照射時間デ
ータを取り出すことにより、量子化誤差をなくしてい
る。
いて説明する。の照射時間変換回路５６は、照射量補正
と同時に多重描画を行う場合に、内挿回路５５で計算さ
れた照射時間を多重描画の各段階での照射時間に変換す
る回路である。この場合、計算された照射時間を多重描
画の多重回数で割ることで、一回の描画当たりの照射時
間を求めることができる。しかし、照射量補正回路５か
らブランキング制御回路７に入力される照射時間データ
はディジタル量であるので、単純に割り算を行ったので
は、多重描画の多重回数が多くなると量子化誤差が大き
くなり、精度の高い照射量補正が難しくなる。この対策
として、本実施形態の照射時間変換回路５６では、上記
の割り算に代えて、メモリ５７ａ，５７ｂに格納された
変換テーブルＡ，Ｂを読み込んで変換された照射時間デ
ータを取り出すことにより、量子化誤差をなくしてい
る。
【００５２】図８は、メモリ５７ａ，５７ｂに格納され
た変換テーブルの例を示したものであり、照射時間に対
応させて２組の照射時間データ群Ａ，Ｂを記述してい
る。ブランキング量子化幅（照射量補正回路５からブラ
ンキング制御回路７に入力される照射時間データの量子
化幅）を５nsecとし、多重描画の多重回数を４としたと
き、計算される照射時間が２００nsec，２０５nsec，２
１０nsec，２１５nsec，２２０nsecであるとすると、照
射時間データ群Ａ，Ｂとして図のようなデータを記憶し
ておく。
た変換テーブルの例を示したものであり、照射時間に対
応させて２組の照射時間データ群Ａ，Ｂを記述してい
る。ブランキング量子化幅（照射量補正回路５からブラ
ンキング制御回路７に入力される照射時間データの量子
化幅）を５nsecとし、多重描画の多重回数を４としたと
き、計算される照射時間が２００nsec，２０５nsec，２
１０nsec，２１５nsec，２２０nsecであるとすると、照
射時間データ群Ａ，Ｂとして図のようなデータを記憶し
ておく。
【００５３】そして、内挿回路５５で計算された照射時
間をキーとして、４回の多重描画のうち、３回の描画時
には照射時間データ群Ａを参照して、計算された照射時
間に対応するデータを読み込み、残り１回の描画時には
照射時間データ群Ｂを参照して、計算された照射時間に
対応するデータを読み込む。このようにすると、例えば
計算された照射時間が２１５nsecの場合、照射時間デー
タは ２１５nsec＝５０nsec×（４−１）＋６５nsec となり、量子化誤差は発生しない。これに対して、計算
された照射時間を単純に多重回数で割り算した場合、商
は５３．７５nsecとなり、量子化幅が５nsecであること
を考慮すると、４回の各描画時の照射時間データは５０
nsecとなるから、２１５−（５０×４）＝１５nsecの誤
差が発生してしまう。
間をキーとして、４回の多重描画のうち、３回の描画時
には照射時間データ群Ａを参照して、計算された照射時
間に対応するデータを読み込み、残り１回の描画時には
照射時間データ群Ｂを参照して、計算された照射時間に
対応するデータを読み込む。このようにすると、例えば
計算された照射時間が２１５nsecの場合、照射時間デー
タは ２１５nsec＝５０nsec×（４−１）＋６５nsec となり、量子化誤差は発生しない。これに対して、計算
された照射時間を単純に多重回数で割り算した場合、商
は５３．７５nsecとなり、量子化幅が５nsecであること
を考慮すると、４回の各描画時の照射時間データは５０
nsecとなるから、２１５−（５０×４）＝１５nsecの誤
差が発生してしまう。
【００５４】２組の照射時間データ群Ａ，Ｂのいずれを
参照するかは、ホストコンピュータ１が判断して指定す
る。また、メモリ５７ａ，５７ｂ上に変換テーブルを作
成するのも、ホストコンピュータ１である。
参照するかは、ホストコンピュータ１が判断して指定す
る。また、メモリ５７ａ，５７ｂ上に変換テーブルを作
成するのも、ホストコンピュータ１である。
【００５５】また、多重回数ｎに対応してｎ種の変換テ
ーブルを設ければ、多重回数に対応して異なる照射時間
で描画することができるので（但し、トータルの照射時
間はは同じになる）、照射時間補正の誤差の累積を防い
で、より高精度の描画が可能となる。
ーブルを設ければ、多重回数に対応して異なる照射時間
で描画することができるので（但し、トータルの照射時
間はは同じになる）、照射時間補正の誤差の累積を防い
で、より高精度の描画が可能となる。
【００５６】なお、変換テーブルとして１組の照射時間
データ群のみを照射時間に対応させたテーブルを用意
し、多重描画の各段階の描画毎にホストコンピュータ１
によりテーブルの内容を書き換え、照射時間データ群よ
り選択された照射時間データを読み込んで出力すること
によっても、同様の効果が得られる。
データ群のみを照射時間に対応させたテーブルを用意
し、多重描画の各段階の描画毎にホストコンピュータ１
によりテーブルの内容を書き換え、照射時間データ群よ
り選択された照射時間データを読み込んで出力すること
によっても、同様の効果が得られる。
【００５７】以上説明したように、本実施形態に係る電
子ビーム描画装置によると、以下の効果が得られる。 （１）ショット数を必要以上に増加させずに、ショット
内の電子ビーム照射量（照射時間）の補正誤差が減少す
る。
子ビーム描画装置によると、以下の効果が得られる。 （１）ショット数を必要以上に増加させずに、ショット
内の電子ビーム照射量（照射時間）の補正誤差が減少す
る。
【００５８】（２）照射量補正用のデータを減少させつ
つ、補正の精度を高めることができる。 （３）多重描画時においても照射時間の誤差を発生させ
ない。すなわち、照射量補正の精度を上げることが可能
なため、より精度の高いパターンを描画することが可能
となる。
つ、補正の精度を高めることができる。 （３）多重描画時においても照射時間の誤差を発生させ
ない。すなわち、照射量補正の精度を上げることが可能
なため、より精度の高いパターンを描画することが可能
となる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば部
分図形の最大寸法を可変とし、電子ビームの後方散乱に
よる照射量の関数の傾きが大きくなるほど小さくなるよ
うに決定することで、照射時間データの格子間隔を必要
以上に小さくしてデータ量を増大させることなく、高精
度の照射量補正が可能となる。
分図形の最大寸法を可変とし、電子ビームの後方散乱に
よる照射量の関数の傾きが大きくなるほど小さくなるよ
うに決定することで、照射時間データの格子間隔を必要
以上に小さくしてデータ量を増大させることなく、高精
度の照射量補正が可能となる。
【００６０】また、各部分図形位置に対応する照射時間
を内挿計算により求めることによって、部分図形の最大
寸法を必要以上に小さくすることなく、部分図形内の電
子ビームの照射量のばらつきを小さくできるので、同様
に照射量補正の精度が向上する。
を内挿計算により求めることによって、部分図形の最大
寸法を必要以上に小さくすることなく、部分図形内の電
子ビームの照射量のばらつきを小さくできるので、同様
に照射量補正の精度が向上する。
【００６１】さらに、多重描画時には描画対象図形毎に
電子ビームの照射時間を決定して照射時間データを出力
する際、複数組の照射時間データ群を記憶した記憶手段
から１組または複数組の照射時間データ群より選択され
た照射時間データを読み込んで出力するか、記憶された
照射時間データ群を多重描画の各段階の描画毎に書き換
えて照射時間データ群より選択された照射時間データを
読み込んで出力することにより、決定した照射時間に一
致したあるいはより近い誤差の少ない照射時間データを
得ることが可能となる。特に、描画対象図形を複数の部
分図形に分割して多重描画を行う際には、このように照
射時間データを求めることによって、ブランキング制御
の量子化誤差の影響を受けにくくなり、照射量補正の精
度が向上する。このように本発明では照射量補正の精度
を上げることが可能であるため、より精度の高いパター
ンを描画することができる。
電子ビームの照射時間を決定して照射時間データを出力
する際、複数組の照射時間データ群を記憶した記憶手段
から１組または複数組の照射時間データ群より選択され
た照射時間データを読み込んで出力するか、記憶された
照射時間データ群を多重描画の各段階の描画毎に書き換
えて照射時間データ群より選択された照射時間データを
読み込んで出力することにより、決定した照射時間に一
致したあるいはより近い誤差の少ない照射時間データを
得ることが可能となる。特に、描画対象図形を複数の部
分図形に分割して多重描画を行う際には、このように照
射時間データを求めることによって、ブランキング制御
の量子化誤差の影響を受けにくくなり、照射量補正の精
度が向上する。このように本発明では照射量補正の精度
を上げることが可能であるため、より精度の高いパター
ンを描画することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム描画装置
の構成を示す図
の構成を示す図
【図２】同実施形態における分割サイズ決定回路の原理
説明図
説明図
【図３】同実施形態における分割サイズ決定回路の構成
例を示すブロック図
例を示すブロック図
【図４】図３の分割サイズ決定回路の動作説明図
【図５】同実施形態における分割サイズ決定回路の他の
構成例を示すブロック図
構成例を示すブロック図
【図６】同実施形態における照射量補正回路の構成例を
示すブロック図
示すブロック図
【図７】図６中の内挿回路の動作説明図
【図８】図６中のメモリに格納された変換テーブルの例
を示す図
を示す図
【図９】従来の電子ビーム描画装置の構成を示すブロッ
ク図
ク図
【図１０】従来の電子ビーム描画装置における照射量補
正の原理説明図
正の原理説明図
【図１１】従来の電子ビーム描画装置における照射量補
正動作を説明するための図
正動作を説明するための図
【図１２】従来の電子ビーム描画装置における照射量補
正回路の構成を示すブロック図
正回路の構成を示すブロック図
１…ホストコンピュータ
２…図形展開回路
３…分割サイズ決定回路
４…図形分割回路
５…照射量補正回路
６…可変成形ビーム寸法制御回路
７…ブランキング制御回路
８…偏向制御回路
９…レーザ測長系
１０…試料台駆動回路
１１…試料台
１２…試料
１３…試料室
２０…電子光学鏡筒
２１…電子銃
２２ａ〜２２ｅ…レンズ系
２３〜２６…偏向器
２７ａ…ブランキング板
２７ｂ，２７ｃ…ビーム成形用アパーチャマスク
３１ａ〜３１ｄ…描画対象図形
３２…ショット（部分図形）
３３…図形位置計算回路
３４，３４ａ，３４ｂ…読み込み回路
３５ａ，３５ｂ…分割サイズデータメモリ
３５ｃ…照射量データメモリ
３６…勾配計算回路
３７…サイズ変換回路
５１…ショット位置計算回路
５２…メッシュ位置計算回路
５３…読み込み回路
５４ａ〜５４ｄ…メモリ
５５…内挿回路
５６…照射時間変換回路
５７ａ，５７ｂ…変換テーブル格納メモリ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 吉川 良一
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝研究開発センター内
(56)参考文献 特開 平６−140312（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−66098（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−151287（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/20 504
Claims (8)
- 【請求項１】 試料上に描画対象図形を描画する電子ビ
ーム描画装置において、 前記描画対象図形の位置及び寸法を出力する図形展開手
段と、 前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空間的変化の
勾配とに基づいて前記描画対象図形を分割して得られる
部分図形の寸法に対応する分割寸法を決定する寸法決定
手段と、 前記分割寸法に従って前記描画対象図形を複数の部分図
形に分割する手段と、 前記部分図形毎に前記電子ビームの照射量を決定する照
射量決定手段とを具備することを特徴とする電子ビーム
描画装置。 - 【請求項２】 前記照射量決定手段は、前記照射量に基
づいて前記電子ビームの露光回数を決定する手段を有す
ることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画装
置。 - 【請求項３】 前記寸法決定手段は、前記後方散乱線量
の空間的変化の勾配が急なとき、前記部分図形の寸法を
小さくし、前記後方散乱線量の空間的変化の勾配が緩や
かなとき、前記部分図形の寸法を大きくすることを特徴
とする請求項１記載の電子ビーム描画装置。 - 【請求項４】 前記寸法決定手段は、前記描画対象図形
が描画される前記試料上の位置における前記後方散乱線
量の空間的変化の勾配に基づいて前記部分図形の寸法を
決定することを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描
画装置。 - 【請求項５】 前記寸法決定手段は、後方散乱補正され
た照射量の空間的な勾配に基づいて前記部分図形の寸法
を計算することを特徴とする請求項１記載の電子ビーム
描画装置 - 【請求項６】 試料上に描画対象図形を描画する電子ビ
ーム描画装置において、 前記描画対象図形の位置及び寸法を出力する図形展開手
段と、 前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空間的変化の
勾配とに基づいて前記描画対象図形の分割最大寸法を決
定する手段と、 前記分割最大寸法の範囲内で前記描画対象図形を複数の
部分図形に分割する手段と、 前記部分図形毎に前記電子ビームの照射量を決定する手
段とを具備することを特徴とする電子ビーム描画装置。 - 【請求項７】 試料上に描画対象図形を描画する電子ビ
ーム描画方法において、 前記描画対象図形の位置及び寸法を出力するステップ
（Ａ）と、 前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空間的変化の
勾配とに基づいて前記描画対象図形を分割して得られる
部分図形の寸法に対応する分割寸法を決定するステップ
（Ｂ）と、 前記分割寸法に従って前記描画対象図形を複数の部分図
形に分割するステップ（Ｃ）と、 前記部分図形毎に前記電子ビームの照射量を決定するス
テップ（Ｄ）とを具備することを特徴とする電子ビーム
描画方法。 - 【請求項８】 試料上に描画対象図形を描画する電子ビ
ーム描画方法において、 前記描画対象図形の位置及び寸法を出力するステップ
（Ａ）と、 前記描画対象図形の位置と後方散乱線量の空間的変化の
勾配とに基づいて前記描画対象図形の分割最大寸法を決
定するステップ（Ｂ）と、 前記分割最大寸法の範囲内で前記描画対象図形を複数の
部分図形に分割するステップ（Ｃ）と、 前記部分図形毎に前記電子ビームの照射量を決定するス
テップ（Ｄ）とを具備することを特徴とする電子ビーム
描画方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10795296A JP3512946B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法 |
| US08/842,508 US5760410A (en) | 1996-04-26 | 1997-04-24 | Electron beam lithography apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10795296A JP3512946B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法 |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003128038A Division JP4091470B2 (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | 電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09293670A JPH09293670A (ja) | 1997-11-11 |
| JP3512946B2 true JP3512946B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=14472223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10795296A Expired - Fee Related JP3512946B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法 |
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| US6313476B1 (en) * | 1998-12-14 | 2001-11-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Charged beam lithography system |
| US6476400B1 (en) * | 1999-12-21 | 2002-11-05 | International Business Machines Corporation | Method of adjusting a lithography system to enhance image quality |
| CN101414533A (zh) | 2002-10-30 | 2009-04-22 | 迈普尔平版印刷Ip有限公司 | 电子束曝光*** |
| US7229742B2 (en) * | 2004-04-14 | 2007-06-12 | Micron Technology, Inc. | Methods for improving angled line feature accuracy and throughput using electron beam lithography and electron beam lithography system |
| JP5111798B2 (ja) * | 2006-07-05 | 2013-01-09 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 描画装置、及び描画装置における描画方法 |
| JP4747112B2 (ja) * | 2007-02-01 | 2011-08-17 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | パターン形成方法及び荷電粒子ビーム描画装置 |
| JP2008252070A (ja) | 2007-03-07 | 2008-10-16 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビームの焦点合わせ方法及び荷電粒子ビームの非点調整方法 |
| JP5010513B2 (ja) * | 2008-03-21 | 2012-08-29 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | アライメントマーク判定装置、アライメントマーク生成装置、描画装置及び描画方法 |
| JP5204687B2 (ja) | 2009-02-18 | 2013-06-05 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置 |
| JP5461878B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2014-04-02 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | ドリフト測定方法、荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置 |
| JP5662756B2 (ja) * | 2010-10-08 | 2015-02-04 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 |
| JP5809912B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2015-11-11 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法 |
| TWI489222B (zh) * | 2012-02-16 | 2015-06-21 | Nuflare Technology Inc | Electron beam rendering device and electron beam rendering method |
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| JP6018811B2 (ja) | 2012-06-19 | 2016-11-02 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | ドリフト補正方法および描画データの作成方法 |
| CN103777473B (zh) * | 2014-01-23 | 2016-06-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于受激光发射损耗的激光直写曝光装置 |
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| JP2016184605A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置及び描画データ作成方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH04137520A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-12 | Hitachi Ltd | 電子線描画装置および描画方法 |
| IL97021A0 (en) * | 1991-01-24 | 1992-03-29 | Ibm Israel | Partitioning method for e-beam lithography |
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- 1996-04-26 JP JP10795296A patent/JP3512946B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-24 US US08/842,508 patent/US5760410A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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