JPH06310410A

JPH06310410A - 電子ビーム露光データ構成法

Info

Publication number: JPH06310410A
Application number: JP5099318A
Authority: JP
Inventors: Takashi Watanabe; 隆渡辺
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】電子ビームによるフィールド間の繋ぎ誤差を低
減するための多重露光において、パタンデータ量の増大
や装置稼動コストの増大を抑制する露光データの構成法
を実現する。【構成】電子ビーム露光装置の主偏向器の最大偏向量で
きまるフィールドをｎ×ｎ個の仮想サブ・フィールドに
分割し、上記仮想サブ・フィールド内のパタンデータを
一組に纏めてチップ全域の露光データを構成し、かつ、
フィールド座標と上記仮想サブ・フィールド・データの
ワード・アドレスとからなる参照テーブルを設け、上記
露光データと上記参照テーブルとにより、各フィールド
の露光データを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子などの製造
に用いられる電子ビーム露光装置に係り、特に、その露
光データの構成法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、集積回路の微細化に伴い、半導体
基板上に微細なパタンを高速に転写する手段として、電
子ビーム露光装置が使用されている。このような電子ビ
ーム露光装置では、被露光の対象となる半導体基板はス
テージ上に設置され、電子ビームを偏向することにより
当該基板上の任意の位置に電子ビームを露光する。ステ
ージ位置（半導体基板位置）を固定したままで電子ビー
ムを偏向できる最大領域（フィールド）は、電子ビーム
の露光対象となる半導体基板上の領域よりも狭いため、
１フィールドの露光が完了すると、ステージを移動させ
て隣接したフィールドの露光を実施し、これを繰り返す
ことにより、即ち、フィールドを繋ぎ合わせることによ
り、半導体基板上の領域の全体を露光している。

【０００３】図６は、チップがフィールドに分割されて
いる様子を示している。フィールド内での電子ビームの
偏向は、一つの偏向器に偏向量と方向に応じた電圧を印
加、あるいは電流を供給することによって実現される。
この偏向器を主偏向器と称する。電子ビームの偏向を高
速、かつ、高精度に実行するために、フィールドはさら
に小さな領域（サブ・フィールド）に分割され、この小
さな領域の範囲では、高速に高精度で電子ビームを偏向
できる二段目の偏向器が用いられる。これを副偏向器と
称する。サブ・フィールドをさらに小さな領域に分割
し、対応する三段目の偏向器を設ける場合もある。この
領域分割の様子も合わせて図６に示した。しかし、以下
では、偏向器が二段構成の場合を例として説明する。

【０００４】まず、電子ビームは、主偏向器によってサ
ブ・フィールドの中心位置に偏向される。次に、電子ビ
ームは副偏向器によってサブ・フィールド内の所望の位
置に偏向され、所望の図形に露光される。そして、一つ
のサブ・フィールド内の全ての図形が露光されると、主
偏向器は電子ビームを次のサブ・フィールドの中心位置
に偏向し、次のサブ・フィールド内の図形露光が始ま
る。これを反復して、一つのフィールド内の全てのサブ
・フィールドの図形露光が完了すると、次のフィールド
の露光をするために、半導体基板を、次のフィールドの
中心が主偏向器の偏向中心にくるようにステージ移動さ
せ、以下、同様の動作を繰り返す。

【０００５】図７は、上記の露光手順に対応した露光デ
ータの構成例を示す。図７（ａ）においては、電子ビー
ムの偏向が実施される順序に対応して、第一フィールド
の位置座標、第一フィールド内の第一サブ・フィールド
位置を示す座標（主偏向座標）、サブ・フィールド内の
図形位置を示す座標（副偏向座標）、図形の形状・寸法
を示す数値、この図形にたいする露光量データ、がこの
順序に並ぶ。第一サブ・フィールド内の全ての図形を表
現する副偏向座標・数値が続いた後、第二サブ・フィー
ルド中心位置を示す主偏向座標が現れ、以下、同様に第
二サブ・フィールドの図形データが続く。これを繰り返
して、第一フィールドの全てのサブ・フィールドのデー
タが終了すると、第二フィールドのデータが同様に繰り
返される。また、図７（ｂ）に示されるように、フィー
ルドの位置座標を表すデータを他のデータと分離し、サ
ブ・フィールド以下のデータとの関係を、ワード・アド
レスによって示すポインタ・テーブル方式のものもあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
子ビーム露光方法においては、フィールドを繋ぎ合わせ
ることによって、半導体基板上の全ての領域を露光して
いる。このため、これらの各フィールドの境界において
は、隣接した各々のフィールドで露光されたパタンが接
続するが、各フィールドで電子ビームの偏向位置に誤差
があるために、露光された図形の接続に微細なずれが生
じて、露光図形劣化の主要な要素の一つとなっている。
これをフィールド繋ぎ誤差と呼んでいる。

【０００７】このフィールド繋ぎ誤差は、電子ビームの
偏向歪みを補正しきれないために生じるが、その誤差量
はフィールド内の位置、即ちフィールド中心からの偏向
量と方向によって異なり、また、時間経過と共に変化す
る。そこで、フィールド繋ぎ誤差の問題の解決策とし
て、各フィールドをフィールド幅よりも短い距離ずつず
らしながら重ねて露光する、即ち多重露光する方法があ
る。これにより、フィールド内の位置に依存した偏向誤
差を平均化して、露光された図形間の接続のずれを小さ
くすることができる。

【０００８】図８は、三重露光の場合を例にして、多重
露光時のフィールド間の重ね合わせの様子を示してい
る。半導体基板上のどの特定位置の図形に対しても、３
個の異なるフィールド中心からの異なる偏向量・方向に
よる３回の露光が重ねられる。その際、一つのフィール
ドからの露光量は、その図形を形成するのに必要な総露
光量の多重度分の一、この場合は三分の一の露光量とす
る。フィールドの総数は通常の一重描画の多重度倍、３
倍になる。各フィールドは全てその中心座標と占有する
領域が異なるので、従って、各フィールド内部に含まれ
る図形の構成も全て異なる。つまり、多重露光を実行す
るための露光データの構成は、通常の露光のフィールド
・データに加えて、位置をずらして重ねて露光するフィ
ールドのデータを加えたものになる。その際、チップ上
の特定の位置の一つの図形に着目すれば、その図形に対
応する露光データは、チップの全データの中のどこかで
３回重複して現れる。これが全ての図形に対していえ
る。結局、多重露光用の露光データは、通常の露光デー
タの多重度倍の量を必要とする。

【０００９】即ち、従来知られている多重露光の露光デ
ータの構成においては、多重度ｎに対して露光データが
ｎ倍と増加し、大量のパタンデータを格納するためのデ
ィスク容量やバッファ用のメモリ容量を用意しなければ
ならず、装置稼動のコストが飛躍的に高くなるという欠
点があった。

【００１０】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、フィールド間の多重露光の実施において、
パタンデータ量の増大を抑え、装置稼動コストの増加を
招くことなく、多重露光によるフィールド繋ぎ誤差の低
減を実現できる電子ビーム露光装置における露光データ
構成法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明においては、まず、電子ビーム露光装置の主
偏向器で電子ビームを偏向できる最大の範囲である矩形
の領域をフィールドと称し、このフィールドを縦、横ｎ
分割して、つまり、ｎ×ｎ個の分割領域に分割し、その
各分割領域内に含まれる露光データを纏めて一組のデー
タとし、さらに上記の各分割領域毎のデータを全て集め
て１チップ分の露光データを構成する。次に、各フィー
ルドの座標と、該フィールドを構成する各分割領域の上
記露光データ内における登録位置とで参照テーブルを構
成する。そして、この参照テーブルと上記露光データと
を用いて、相互に隣接するｎ×ｎ個の分割領域を越えな
い任意の個数と任意の組合せの分割領域からなる各フィ
ールドの露光データを構成する。

【００１２】

【作用】この電子ビーム露光データ構成法においては、
個々のフィールドは、あらかじめ、さらに小さなｎ×ｎ
個の分割領域に分割されている。この分割領域は電子ビ
ームの偏向器による偏向範囲とは無関係に、多重露光の
ために仮想的に設定されたものなので、以下、この分割
領域を、仮想サブ・フィールドと称する。この仮想サブ
・フィールドは、図１に示すように、さらに副偏向器に
対応したサブ・フィールドに分割させる。また、三段構
成の偏向器の場合には、サブ・フィールドがさらに小さ
な領域に分割されるが、本発明の露光データの構成には
本質的な変化は生じない。

【００１３】本発明の構成では、どの一つのフィールド
も、どこかの連続して配置されたｎ×ｎ個の仮想サブ・
フィールドの組合せで形成されるので、ｎ重の多重露光
に必要な少しずつフィールド中心をずらしたｎ重に重な
ったフィールドの全ても、上記の仮想サブ・フィールド
の組合せで形成することができる。したがって、チップ
の全領域を仮想サブ・フィールド毎に分割した一組の露
光データがあれば、その中から適宜、仮想サブ・フィー
ルド・データを選択して組み合わせることによって、全
てのｎ重露光のためのフィールド・データを構成するこ
とができる。

【００１４】このようにして構成した新しい露光データ
の構成例を図２に示す。ここで、露光データ内のデータ
の量は、通常の一重露光の場合に等しく増加しない。フ
ィールド・データを組み上げる参照テーブルの部分は、
通常の露光データの量に比較して１パーセント以下とい
う極めて小さな量であるから、そのデータ量は無視でき
る。したがって、従来技術における３倍増加に比べて、
データ量の増加を極めて小さく抑えることができる。即
ち、本発明によれば、露光データを多重度ｎに応じた仮
想サブ・フィールドに分割し、かつ、仮想サブ・フィー
ルドを任意に組み合わせてフィールドを形成する機能を
付加することにより、露光データのデータ量を通常の一
重露光の場合とほとんど同等のままで、多重露光が実施
できる。

【００１５】

【実施例】（実施例１）偏向器が主・副の二段構成、三
重露光を実行する場合を例にとって実施例を説明する。
図３はチップ全体の領域が、フィールド領域、仮想サブ
・フィールド領域、サブ・フィールド領域に分割されて
いる状態を示したものである。フィールド領域として
は、先ず、多重露光を考えない一重の領域として、装置
の主偏向器による電子ビーム偏向最大値を越えない範囲
で設定し、これでチップを敷き詰める。これを基準フィ
ールド群とする。この各フィールドを三重露光に合わせ
て３×３の仮想サブ・フィールドに分割する。各仮想サ
ブ・フィールドは、さらに、装置の副偏向器による電子
ビーム偏向最大値を越えない範囲で決められるサブ・フ
ィールド領域に分割される。あるいは、フィールドを最
初にサブ・フィールドに分割した後で、そのサブ・フィ
ールドの境界に沿ってフィールドを３×３の仮想サブ・
フィールドに組み分けてもよい。その際、フィールドの
一辺の長さを正確に三等分する必要はなく、適当に大体
三分割されていればよい。次に、基準フィールドに対
し、仮想サブ・フィールドで右に１個、上に１個ずらし
た位置で３×３の仮想サブ・フィールドを組み合わせて
第二組目のフィールド群を形成する。基準フィールド群
に対し、横の辺、縦の辺のいずれも一致しないようにず
れている限り、仮想サブ・フィールドのずれる個数は１
個ずつでなくてもよい。右に２個で上に１個、あるいは
右に１個で上に２個ずらして第二のフィールド群を形成
することもできる。さらに、基準フィールド群、第二フ
ィールド群のいずれとも横の辺、縦の辺が一致しないよ
うにずらした３×３の仮想サブ・フィールドを組み合わ
せることにより、第三のフィールド群が形成される。

【００１６】図４は露光データ構成の実施例を示してい
る。まず、サブ・フィールドの座標、サブ・フィールド
に含まれる図形の座標と形状・寸法を表すデータを、仮
想サブ・フィールド単位でまとめて並べる。このとき、
仮想サブ・フィールド同士の並びの順序は特に問わな
い。そして、これとは別に、フィールドの座標と、その
フィールドを構成する９個の仮想サブ・フィールドのデ
ータ位置を示した参照テーブルを用意する。この例で
は、個々の仮想サブ・フィールドの全データ内での位置
（ワード・アドレス）によって各仮想サブ・フィールド
を指定している。たとえば今、図３における基準フィー
ルド群に属した一つのフィールドＡを構成する９個の仮
想サブ・フィールド（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，
Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ９）のワード・アドレスをそれぞ
れＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８，
Ｗ９とすると、フィールドＡに対応する参照テーブルに
は、フィールドＡの座標とそれに対応した仮想サブ・フ
ィールドとしてＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６，
Ｗ７，Ｗ８，Ｗ９のワード・アドレスが書き込まれる。

【００１７】第二フィールド群に属する他のフィールド
ＢはＶ５，Ｖ６，Ｖ８，Ｖ９と他の５個の仮想サブ・フ
ィールドによって構成される。従って、フィールドＢに
対応する参照テーブルの中にもＷ５，Ｗ６，Ｗ８，Ｗ９
が書き込まれる。一般的に一つの仮想サブ・フィールド
を指定するワード・アドレスは、それぞれ基準フィール
ド群、第二フィールド群、第三フィールド群に属する３
個のフィールドの各々から１回ずつ計３回指定される。
すなわち、異なるフィールド中心を持つ３個のフィール
ドによって３回露光される。したがって、露光データの
総量に増量は生じない。

【００１８】（実施例２）図５は、露光データ構成の第
二の実施例である。第一の実施例と比べて、参照テーブ
ルの構成のみが異なる。この例では、一つのフィールド
に対応する参照テーブルには、一つのフィールドの座標
と一つの仮想サブ・フィールドのワード・アドレスが書
き込まれる。

【００１９】一つのフィールドは実際には９個の仮想サ
ブ・フィールドで形成されるから、９個の異なる仮想サ
ブ・フィールドを指定するために９個のテーブルを用意
する。その際、９個のテーブルに格納されるフィールド
座標の項は全て同一値である。したがって、この実施例
では、参照テーブルに格納されるデータは冗長になりデ
ータ量も増加するが、一つのフィールド座標が一つの露
光データのまとまりに対応するという構造が、もともと
の多重露光しない通常露光の構造と一致しているので、
一つのフィールド座標に一つのまとまった露光データが
対応する、という従来の露光機能のままで、多重露光が
実施できるという利点がある。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子
ビーム露光データ構成法においては、主偏向器の最大偏
向領域であるフィールドをｎ×ｎ個の分割領域（仮想サ
ブ・フィールド）に分割し、各分割領域単位で露光デー
タを構成し、かつ、参照テーブルによって、これらの分
割領域のデータを適宜、組み合わせて1フィールド分の
データとすることにより、フィールド間の多重露光の実
施においても露光データ量の増大が抑えられ、また、装
置の稼動コストの増加を招くこともなく、多重露光によ
るフィールド繋ぎ誤差を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチップの領域分割を示す図であ
る。

【図２】本発明に係る露光データの構成を示す図であ
る。

【図３】本発明に係るチップの領域分割の実施例（三重
露光）を説明する図である。

【図４】本発明に係る露光データ構成の実施例１を示す
図である。

【図５】本発明に係る露光データ構成の実施例２を示す
図である。

【図６】従来技術によるチップの領域分割を示す図であ
る。

【図７】従来技術による露光データの構成を示す図であ
る。

【図８】フィールドが重なって多重露光される様子を説
明する図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｊ 37/305 9172−5Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料にパターンを露光する電子ビーム露光
装置用の露光データ構成法において、主偏向器の電子ビ
ーム最大偏向領域で規定される矩形状のフィールド領域
を、その横の辺、および縦の辺をそれぞれｎ分割するよ
うに通過する縦の線分、及び横の線分によってｎ×ｎ個
の矩形の分割領域に分割し、上記各分割領域に含まれる
露光パターンデータをまとめて一組のデータとし、上記
一組のデータを１チップ分集めて露光データを構成し、
また、上記フィールドの座標と、該フィールドを構成す
る上記分割領域の上記露光データ内における登録位置と
により参照テーブルを構成し、上記露光データと上記参
照テーブルとを用いて、相互に隣接するｎ×ｎ個の上記
分割領域を越えない任意の個数と任意の組合せの上記分
割領域からなる各フィールドの露光データを構成するこ
とを特徴とする電子ビーム露光データ構成法。