JPH06267831A - ステップアンドリピート方式電子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビームの近接効果対策としてのゴースト
法を、短時間に正確に行うことができる電子ビーム描画
方法を実現する。 【構成】 メモリー２１に格納されたパターンデータ
は、データ変換ユニット２２内の標準変換ユニット２３
に供給されて標準変換される。パターンデータは白黒反
転ユニット２４にも供給され、白黒反転される。されに
白黒反転されたパターンデータは、リサイズユニット２
５に供給され、このユニット２５で拡大リサイズが行わ
れる。加算ユニット２６では標準変換ユニット２３で変
換されたパターンデータと、白黒反転ユニット２４とリ
サイズユニット２５で変換されたパターンデータとを加
算し、フィールド分割ユニット２７に供給する。フィー
ルド分割されたデータは、パターンデータメモリー１２
に転送されて記憶される。メモリー１２に記憶されたデ
ータに基づいて描画が実施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームを用いて材
料上に所定のパターンを描画する、ステップアンドリピ
ート方式電子ビーム描画方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子ビームは半導体デバイスを製
造するための各種のマスクの製作や、直接ウエハにパタ
ーンを描画するために広く使用されている。そして、電
子ビームを用いた描画では、被描画材料の広い範囲を電
子ビームの偏向歪みの影響を少なく精度の高い描画を行
うため、ステップアンドリピート方式を採用している。
このステップアンドリピート方式の電子ビーム描画にお
いては、描画データを電子ビームの偏向によってのみ描
画を行う範囲（フィールド）に分割し、このフィールド
毎に材料を間欠的に移動させ、材料が停止しているとき
に、各フィールドに含まれているパターンの描画を行う
ようにしている。

【０００３】ところで、クロムコーティングされレジス
トが塗布されたガラス乾板や、レジストが塗布された半
導体材料、例えば、シリコン，ガリウム砒素などにパタ
ーンを描くために電子ビームを照射すると、電子ビーム
はレジストやクロム，ガラス，シリコンなどの内部で散
乱し、この散乱した電子ビームがレジストを感光させ、
パターン精度を劣化させる。この現象は、近接効果の影
響として広く知られており、この対策のために種々の提
案がなされているが、未だ完全な対策技術は確立されて
いない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記対策の一方法とし
て、ゴースト法が提案されている。この方法は、描画パ
ターンの白黒反転パターンを作成し、正規のパターンの
描画後に、この白黒反転パターンの描画を行うが、この
白黒反転パターンの描画時には、電子ビームの照射条件
を変化させている。すなわち、電子ビームをデフォーカ
ス状態とし、更に、描画の際の電子ビームのドーズ量
を、例えば、１／４とする。

【０００５】しかしながら、この方法の欠点は、所定の
パターンの描画を２回、すなわち、正規のパターンの描
画と白黒反転パターンの描画を行わねばならないので、
その都度、被描画材料を載せたステージを移動させねば
ならず、全描画時間が極めて長くなることである。ま
た、白黒反転パターンの描画時に電子ビームをデフォー
カスさせるため、集束レンズ系を調整するが、これに伴
い、電子ビームの照射位置のずれが発生したり、レンズ
系を変化させてから安定となるまでに時間が掛かるなど
の問題も発生する。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、電子ビームの近接効果対策として
のゴースト法を、短時間に効果的に行うことができるス
テップアンドリピート方式電子ビーム描画方法を実現す
るにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に基づくステップ
アンドリピート方式電子ビーム描画方法は、被描画材料
をフィールド毎に間欠的に移動させ、材料が停止してい
るときに材料上の所定フィールドのパターンを電子ビー
ムで描画するようにしたステップアンドリピート方式電
子ビーム描画方法において、各フィールドごとの正規の
パターンデータの白黒反転パターンテータを作成し、白
黒反転パターンデータを拡大リサイズ処理し、各フィー
ルドごとに正規のパターンデータと拡大リサイズ処理さ
れたパターンデータとに基づいて描画を実行すると共
に、拡大リサイズ処理されたパターンデータに基づく描
画時には電子ビームのドーズ量を低くするようにしたこ
とを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明に基づくステップアンドリピート方式電
子ビーム描画方法においては、各フィールドごとに正規
のパターンデータと、正規のパターンデータを白黒反転
し更に拡大リサイズ処理したパターンデータとを作成
し、各フィールドごとに正規のパターンデータと拡大リ
サイズ処理されたパターンデータとに基づいて描画を実
行する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明を実施するための可変面積型
電子ビーム描画装置の一例を示している。１は電子ビー
ムＥＢを発生する電子銃であり、該電子銃１から発生し
た電子ビームＥＢは、照明レンズ２を介して第１成形ア
パーチャ３上に照射される。第１成形アパーチャの開口
像は、成形レンズ４により、第２成形アパーチャ６上に
結像されるが、その結像の位置は、成形偏向器５により
変えることができる。第２成形アパーチャ６により成形
された像は、縮小レンズ７、対物レンズ８を経て描画材
料１０上に照射される。描画材料１０への照射位置は、
位置決め偏向器９により変えることができる。

【００１０】１１はコンピュータであり、コンピュータ
１１はパターンデータメモリー１２からのパターンデー
タをパターン転送回路１３に転送する。パターン転送回
路１３からのパターンデータは、ショット分割器１４に
供給されてショット分割される。ショット分割器１４か
らの描画データに応じた信号は、成形偏向器５を制御す
る偏向制御回路１５、位置決め偏向器９を制御する制御
回路１６、電子銃１から発生した電子ビームのブランキ
ングを行うブランキング電極１７を制御するブランキン
グコントロール回路１８に供給される。更に、コンピュ
ータ１１は、材料のフィールド毎の移動のために、材料
が載せられたステージ１９の駆動機構２０を制御する。

【００１１】次に、パターンデータメモリー１２に記憶
されるパターンデータの変換について図２に基づいて説
明する。図２における２１は磁気ディスクメモリーなど
のメモリーであり、任意のＣＡＤで作成されたデータが
格納されている。このＣＡＤデータは電子ビーム描画装
置上で用いるためにデータ変換を行わねばならない。メ
モリー２１のデータは逐次読み出され、データ変換ユニ
ット２２に供給される。データ変換ユニット２２は、標
準変換ユニット２３，白黒反転ユニット２４，リサイズ
ユニット２５，加算ユニット２６，フィールド分割ユニ
ット２７より成っている。

【００１２】メモリー２１のデータは、標準変換ユニッ
ト２３と白黒反転ユニット２４に供給され、白黒反転ユ
ニット２４において白黒反転されたデータは、リサイズ
ユニット２５において拡大リサイズ処理が施される。標
準変換ユニット２３で標準変換されたデータと、リサイ
ズユニット２５で拡大リサイズ処理されたデータは、加
算ユニット２６において加算される。加算されたデータ
は、フィールド分割ユニット２７に供給され、フィール
ド分割させられる。フィールド分割されたデータは、パ
ターンデータメモリー１２に供給されて記憶される。こ
のデータ変換ユニット２２におけるデータ変換は、図２
ではハードウェア的に説明したが、通常は、図１のコン
ピュータ１１や他のデータ変換用のコンピュータを用い
てソフトウェアによって実行される。図１，図２に示し
た構成の電子ビーム描画装置の動作は次の通りである。

【００１３】まず、図１の電子ビーム描画装置における
一般的な描画動作について説明する。パターンデータメ
モリ１２に格納されたパターンデータは、逐次読み出さ
れ、データ転送回路１３を経てショット分割器１４に供
給される。ショット分割器１４で分割されたデータに基
づき、偏向制御回路１５は成形偏向器５を制御し、ま
た、制御回路１６は位置決め偏向器９を制御する。

【００１４】この結果、各分割されたパターンデータに
基づき、成形偏向器５により電子ビームの断面が単位パ
ターン形状に成形され、その単位パターンが順々に材料
上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われ
る。なお、この時、ブランキングコントロール回路１８
からブランキング電極１７へのブランキング信号によ
り、材料１０への電子ビームのショットに同期して電子
ビームのブランキングが実行される。

【００１５】次に、図３に示すパターンデータに対して
の描画動作について説明する。図３に示したパターン
は、単一のフィールドＦ１内にパターンＰ１が存在して
いるもので、このパターンデータはＣＡＤで作成され、
メモリー２１に格納されている。このメモリー２１に格
納されたパターンデータは、データ変換ユニット２２内
の標準変換ユニット２３に供給されて標準変換される。
図４は標準変換されたパターンデータを示しており、パ
ターンＰ１はａとｂの２つのパターンデータに変換され
る。この図４のパターンデータは、加算ユニット２６に
供給される。

【００１６】図３に示したパターンデータは白黒反転ユ
ニット２４にも供給され、白黒反転される。更に白黒反
転されたパターンデータは、リサイズユニット２５に供
給され、このユニット２５で拡大リサイズが行われる。
図５は白黒反転され、更に拡大リサイズされたパターン
データを示しており、点線が白黒反転される前の元のパ
ターンデータである。この図５のデータは図６のように
ｃ〜ｇの５つのパターンデータに変換されて加算ユニッ
ト２６に供給される。加算ユニット２６では標準変換ユ
ニット２３で変換されたパターンデータと、白黒反転ユ
ニット２４とリサイズユニット２５で変換されたパター
ンデータとを加算し、フィールド分割ユニット２７に供
給する。

【００１７】図７は加算されたパターンデータの一例を
示しており、標準変換されたパターンデータａ，ｂと白
黒反転、リサイズ処理されたパターンデータｃ〜ｇが含
まれている。なお、標準変換されたパターンデータａ，
ｂには標準変換であることを示す“α”の符号が付けら
れており、パターンデータｃ〜ｇには白黒反転とリサイ
ズ処理がされたことを示す符号“β”が付けられてい
る。図３の例では、単一フィールドのパターンデータで
あるので、加算ユニット２６で加算されたパターンデー
タはそのままパターンデータメモリー１２に転送されて
記憶される。

【００１８】次に、図７のパターンデータに基づく描画
の動作を説明する。パターンデータメモリ１２に格納さ
れたパターンデータは読み出され、データ転送回路１３
を経てショット分割器１４に供給される。ショット分割
器１４では各パターンデータａ〜ｇについて逐次単位パ
ターンにショット分割を行う。分割されたデータに基づ
き、偏向制御回路１５は成形偏向器５を制御し、また、
制御回路１６は位置決め偏向器９を制御する。

【００１９】この結果、各分割されたパターンデータに
基づき、成形偏向器５により電子ビームの断面が単位パ
ターン形状に成形され、その単位パターンが順々に材料
上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われ
る。なお、この時、ブランキングコントロール回路１８
からブランキング電極１７へのブランキング信号によ
り、材料１０への電子ビームのショットに同期して電子
ビームのブランキングが実行される。この場合、ショッ
トするパターンの符号が“α”の場合には、単位パター
ンのショット時間は材料１０上に塗布されたレジストを
露光するに必要な時間とされるよう、電子ビームのブラ
ンキングが行われる。

【００２０】一方、ショットするパターンの符号が
“β”の場合には、単位パターンのショット時間は材料
１０上に塗布されたレジストを露光するに必要な時間の
１／４となるよう、電子ビームのブランキングが行われ
る。すなわち、パターンａ，ｂについては規定の露光量
となるようなドーズ量で電子ビームの照射が行われ、パ
ターンｃ〜ｇについては、規定のドーズ量の１／４の電
子ビームにより描画が行われる。

【００２１】この結果、従来の近接効果の影響をなくす
ために考えられた、白黒反転パターンを電子ビームの焦
点をぼけさせて照射すると同様の効果が得られる。そし
て、この実施例では、正規のパターンと白黒反転パター
ンの両者をいずれも同じ電子ビーム光学系の条件の下で
行うので、電子ビーム光学系の調整の時間が省略でき、
また、光学系の条件を変えることに伴う軸ずれの問題も
回避できる。更に、同一フィールドの１回の描画動作で
正規のパターンと白黒反転パターンの両者を描画するよ
うにしたので、従来の方式である２回に分けて２種のパ
ターンを描画する方式と比べ、著しく描画時間を短縮す
ることができる。

【００２２】図８は本発明に基づく方法の他の実施例を
説明するためのＣＡＤパターンデータを示している。図
８に示したパターンは、２つのフィールドＦ１，Ｆ２内
に跨がってパターンＰ２が存在しているもので、このパ
ターンデータはＣＡＤで作成され、メモリー２１に格納
されている。このメモリー２１に格納されたパターンデ
ータは、データ変換ユニット２２内の標準変換ユニット
２３に供給されて標準変換される。標準変換されたパタ
ーンデータは、加算ユニット２６に供給される。

【００２３】図８に示したパターンデータは白黒反転ユ
ニット２４にも供給され、白黒反転される。されに白黒
反転されたパターンデータは、リサイズユニット２５に
供給され、このユニット２５で拡大リサイズが行われ
る。図９は白黒反転され、更に拡大リサイズされたパタ
ーンデータを示しており、点線が白黒反転される前の元
のパターンデータである。この図１０のデータは加算ユ
ニット２６に供給される。加算ユニット２６では標準変
換ユニット２３で変換されたパターンデータと、白黒反
転ユニット２４とリサイズユニット２５で変換されたパ
ターンデータとを加算し、フィールド分割ユニット２７
に供給する。

【００２４】図１０は標準変換され、フィールド分割さ
れたパターンデータを示しており、図８のパターンデー
タは、フィールドＦ１内に含まれるパターンａ−１と、
フィールドＦ２に含まれるパターンａ−２に変換されて
いる。図１１は白黒反転と拡大リサイズされ、フィール
ド分割されたパターンデータを示しており、図９のパタ
ーンデータは、フィールドＦ１に含まれるパターンｂ−
１，ｃ，ｅ−１と、フィールドＦ２に含まれるパターン
ｂ−２，ｄ，ｅ−２に変換されている。

【００２５】図１２は加算処理されフィールド分割され
た図１０と図１１のパターンデータを示しており、図１
０（ａ）がフィールドＦ１のパターンデータ、図１２
（ｂ）がフィールドＦ２のパターンデータである。な
お、標準変換されたパターンデータａ−１，ａ−２には
標準変換であることを示す“α”の符号が付けられてお
り、パターンデータｂ−１，ｂ−２，ｃ，ｄ，ｅ−１，
ｅ−２には白黒反転とリサイズ処理がされたことを示す
符号“β”が付けられている。

【００２６】次に、図１２のパターンデータに基づく描
画の動作を説明する。まず、パターンデータメモリ１２
に格納されたフィールドＦ１のパターンデータは読み出
され、データ転送回路１３を経てショット分割器１４に
供給される。ショット分割器１４では各パターンデータ
ａ−１，ｂ−１，ｃ，ｅ−１について逐次単位パターン
にショット分割を行う。分割されたデータに基づき、偏
向制御回路１５は成形偏向器５を制御し、また、制御回
路１６は位置決め偏向器９を制御する。

【００２７】この結果、各分割されたパターンデータに
基づき、成形偏向器５により電子ビームの断面が単位パ
ターン形状に成形され、その単位パターンが順々に材料
上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われ
る。なお、この時、ショットするパターンの符号が
“α”のパターンは、単位パターンのショット時間が材
料１０上に塗布されたレジストを露光するに必要な時間
とされるよう、電子ビームのブランキングが行われる。
一方、ショットするパターンの符号が“β”のパターン
は、単位パターンのショット時間が材料１０上に塗布さ
れたレジストを露光するに必要な時間の１／４となるよ
う、電子ビームのブランキングが行われる。

【００２８】フィールドＦ１に含まれるパターンの描画
が全て終了した後、コンピュータ１２は駆動機構２０を
制御し、ステージ１９を移動させ、フィールドＦ２が電
子ビーム光軸下に配置されるようにする。そして、上記
フィールドＦ１の描画と同様なステップでフィールドＦ
２内のパターンａ−２，ｂ−２，ｄ，ｅ−２の描画が実
行される。

【００２９】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、可変面積型の電
子ビーム描画装置を例に説明したが、イオンビーム描画
装置にも本発明を用いることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくス
テップアンドリピート方式電子ビーム描画方法において
は、各フィールドごとに正規のパターンデータと、正規
のパターンデータを白黒反転し更に拡大リサイズ処理し
たパターンデータとを作成し、各フィールドごとに正規
のパターンデータと拡大リサイズ処理されたパターンデ
ータとに基づいて描画を実行するようにしたので、電子
ビームの近接効果対策としてのゴースト法を、短時間に
正確に行うことができる。

【００３１】すなわち、正規のパターンと白黒反転パタ
ーンの両者をいずれも同じ電子ビーム光学系の条件の下
で行うので、電子ビーム光学系の調整の時間が省略で
き、また、光学系の条件を変えることに伴う軸ずれの問
題も回避できる。更に、同一フィールドの１回の描画動
作で正規のパターンと白黒反転パターンの両者を描画す
るようにしたので、従来の方式である２回に分けて２種
のパターンを描画する方式と比べ、著しく描画時間を短
縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく方法を実施するための電子ビー
ム描画システムの一例を示す図である。

【図２】データ変換部分の構成を示す図である。

【図３】ＣＡＤパターンを示す図である。

【図４】標準変換されたパターンデータを示す図であ
る。

【図５】白黒反転と拡大リサイジ処理されたパターンを
示す図である。

【図６】図５のパターンの変換されたパターンデータを
示す図である。

【図７】図４と図６のパターンデータを加算したパター
ンデータを示す図である。

【図８】ＣＡＤパターンを示す図である。

【図９】白黒反転と拡大リサイジ処理されたパターンを
示す図である。

【図１０】図８のパターンの変換パターンデータを示す
図である。

【図１１】図９のパターンの変換パターンデータを示す
図である。

【図１２】加算処理されフィールド分割されたパターン
データを示す図である。

【符号の説明】

１ 電子銃 ２ 照明レンズ ３，６ 成形アパーチャ ４ 成形レンズ ５，９ 偏向器 ７ 縮小レンズ ８ 対物レンズ １０ 材料 １１ コンピュータ １２ メモリ １３ データ転送回路 １４ ショット分割器 １５ 成形偏向器制御回路 １６ 位置決め偏向器制御回路 １７ ブランキング電極 １８ ブランキングコントロール回路 １９ ステージ ２０ 駆動機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被描画材料をフィールド毎に間欠的に移動
   させ、材料が停止しているときに材料上の所定フィール
   ドのパターンを電子ビームで描画するようにしたステッ
   プアンドリピート方式電子ビーム描画方法において、各
   フィールドごとの正規のパターンデータの白黒反転パタ
   ーンテータを作成し、白黒反転パターンデータを拡大リ
   サイズ処理し、各フィールドごとに正規のパターンデー
   タと拡大リサイズ処理されたパターンデータとに基づい
   て描画を実行すると共に、拡大リサイズ処理されたパタ
   ーンデータに基づく描画時には電子ビームのドーズ量を
   低くするようにしたことを特徴とするステップアンドリ
   ピート方式電子ビーム描画方法。