JPS63186428A

JPS63186428A - 荷電ビ−ム描画方法及び描画装置

Info

Publication number: JPS63186428A
Application number: JP1719587A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Abe; 隆幸阿部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-29
Filing date: 1987-01-29
Publication date: 1988-08-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JP2538899B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、荷電ビームを用いてパターンを描画する技術
に係わり、特に荷電ビームによりパターンを描画する際
の照射量補正を行った荷電ビーム描画方法及び描画装置
に関する。

（従来の技術）従来、可変成形ビームを用いた電子ビーム描画装置にお
いては、パターン描画用データを外部記憶装置から描画
制御回路に転送する際の時間を短縮するために、パター
ンの繰返しを利用した描画用データの圧縮が行われてい
る。例えば、第６図（ａ）のように２つの矩形６１．６
２よりなるグループパターン６０が４×４配列する場合
、描画用データは同図（ｂ）のような配置データ群と図
形データ群によって表現される。ここで、図形データ群
とは、単位図形（ショット１．ショット２）の照射位置
Ｘ　　ＩＹｍ％寸法ｈ　　、ｗ　　及び照射ｍｍＩ＋１時間ｔ　等を記すデータの集合である。また、配装置データ群とは、グループパターンの基準点の位置Ｘ　
　Ｙ　　繰返しの回数Ｎｘ、（−４）、　Ｎ、（−４）
、ｘｉ’　　ｙｉゝ繰返しのピッチＰＰ　　及び該グループパターＸ１’　
　ｙｌンに対する図形数Ｎ　１該図形データを格納したデータ
の先頭格納番地ＰＦ１を表わすデータの集合である。

このように圧縮された描画用データを展開し描画する手
順を第７図に示す。磁気ディスク等の外部記憶装置７１
に格納された描画用データは、システムを制御する計算
機のメインメモリ７２を通して描画用バッファメモリ７
３へ転送される。描画すべき一つの単位図形に対し、シ
ステムは配置データ内のデータＸ　　　Ｙ　　　Ｎ、、
Ｎ、、Ｐｘｉ’　　ｙｌ’　　　Ｘｌ　　　ｙ＋　　　
ｘｉ’Ｐ　及び図形データ内のデータＸ　、ｙ　を用い
ｙｉ　　　　　　　　　　　　　　ｒｎ　　　ｍて、照
射位置演算回路７４によってＮ　　、、　Ｎ　　個Ｘｉ
　　　ｙｌの照射位置を、次式に従って算出する。

但し、Ｉ（１−０，１，・・・、　　（Ｎｘｌ−１）Ｋ
２−０．１．　　・・・、　　　（Ｎ　　、−１）Ｘｌそして、算出された照射位置を順に照射位置制御回路７
５に送って、照射位置を制御する。また、図形データ中
の照射時間のデータｔｍをＮｘ１×Ｎ、回、ブランキン
グ制御回路７６に送って照射時間の制御を行う。さらに
、図形データ中の寸法データｈ　　、ｗ　　をＮｘｌＸ
Ｎｙｉ回、ショット形状ｌ１ｆｆｌ制御回路７７に送って可変成形ビームの寸法を制御する
。

ところで、上記の従来方法では、図形の一つに対し、照
射時間のデータｔ　　（照射量データ）と図形の寸法ｈ
　　、ｗ　　及び照射位置ｘ　　、ｙ　　をｍ　　　　
　　　　ｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ｍ　　　　　　　ａ＋表わすデータ（形状データ）とが
各々１つ定義されている。一方、近接効果の補正等のた
めに照射量の変更を行おうとすると、図形の形状が同じ
であっても図形の存在する場所によって、その照射時間
は異なる値となる。例えば、第２図の単位図形２１の照
射時間は周囲のパターンが異なるために、単位図形２２
の照射時間とは異なることになる。

従って、第２図に示す如きパターンを描画するの場合、
図形の形状は図中２点鎖線で囲まれる領域内で同一であ
るにも拘らず、近接効果の補正等による照射時間の違い
から、データ圧縮の行える領域は１点鎖線内の領域に限
られることになる。

つまり、データ圧縮が不十分であると云う問題があった
。さらに、データ圧縮が不十分であることから、データ
転送時間が長くなり、電子ビーム描画装置の稼働率の低
下を招き、引いては描画スルーブツトの低下を招くと云
う問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来、近接効果の補正等を行う場合、データ
の圧縮が不十分となり、描画用データの転送時間が大き
くなり、電子ビーム描画装置の稼働率を低下させると云
う問題があった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、近接効果補正等のために照射量を変化
させて描画する際にも効率的なデータの圧縮と展開が可
能となり、描画スループ、。

トの向上をはかり得る荷電ビーム描画方法を提供するこ
とにある。

また本発明の他の目的は、上記方法を実施するための荷
電ビーム描画装置を提供することにある。

［発明の構成コ（問題点を解決するための手段）本発明の骨子は、同一形状の図形を描画するに際して、
高さや幅等を表わす形状のデータを共通に利用し、なお
かつこれら同一形状の図形を繰返し描画する際に、２つ
以上の照射量制御データの中から一つを選択できる機構
を設けることにある。これにより、従来と同様のデータ
圧縮効率を保ちながら、図形の描画位置に応じて照射量
を変更することを可能としている。

即ち本発明は、試料上に荷電ビームを照射して該試料上
に所望パターンを描画する荷電ビーム描画方法において
、描画用データを単位図形の形状及び大きさを表わす形
状データ、単位図形の描画位置に対する照射量を表わす
照射量制御データ及び単位図形の集合よりなるグループ
パターンの配置を表わす配置データで構成し、上記グル
ープパターンを同一試料上に繰返しＮ回描画するに際し
、描画すべき１つの単位図形の形状データはＮ回の繰返
し回数に亙って同一のものを使用し、単位図形の照射時
間は描画の繰返し回数或いはグループパターンの描画位
置に応じて照射量制御データの中から１つの照射量デー
タを選択することによって決定するようにした方法であ
る。

また本発明は、上記方法を実施するための荷電ビーム描
画装置において、単位図形の形状及び大きさを表わす形
状データを格納する形状データ格納用メモリと、単位図
形の描画位置に対する照射量制御データを格納する照射
量制御データ格納用メモリと、単位図形の集合よりなる
グループパターンの配置データを格納する配置データ格
納用メモリと、上記配置データ格納用メモリの内容に従
って上記形状データ格納用メモリ及び照射量制御データ
格納用メモリの内容を選択する手段と、上記配置データ
格納用メモリの内容及び上記選択された各データに従っ
て荷電ビームを制御する手段とを設けるようにしたもの
である。

（作用）本発明では、形状が同一で照射量が異なる単位図形を繰
返し描画するに際しても、描画すべき単位図形の形状に
対する一つのデータを繰返し利用することを可能として
いる。このため、従来方式では避けられなかった、照射
量の異なる図形は別々に形状を表わすデータを設ける、
と云う必要性をなくし、描画用データの圧縮効率を高め
、データ転送の時間を短縮することが可能となる。

（実施例）以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第４図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置の光学系構成を示す図である。図中４０は電子銃
、４１は各種レンズ系、４２．〜。

４４は各種偏向系、４５はブランキング板、４６゜４７
はビーム成形用アパーチャマスク、４８は反射電子検出
器、４９はターゲットを示している。

電子銃４０から放出された電子ビームは、ブランキング
用偏向器４２により０Ｎ−ＯＦＦされる。

本装置は、この際の照射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を可能として
いる。

ブランキング板４５を通過したビームは、ビーム成形用
偏向器４３及びビーム成形用アパーチャマスク４６．４
７により矩形ビームに成形され、またその矩形の寸法が
可変される。そして、この成形されたビームは、走査用
偏向器４４によりターゲット４９上で偏向走査され、こ
のビーム走査によりターゲット４９が所望パターンに描
画されるものとなっている。なお、本装置での電子ビー
ムの加速電圧は５０［ＫＶ］であり、また発生し得る可
変成形ビームは最大サイズ高さ２［μ雇］。

幅２［μ７ＩＬ］の矩形ビームである。

第１図は本発明の一実施例方法における繰返しパターン
及び描画用データを示す模式図である。

第１図（ａ）に示す如く、２つの矩形１１．１２よりな
るグループパターン１０が４×４配列されているものと
する。この配列に対して描画データは、第１図（ｂ）に
示す如く、配置データ群、形状データ群及び照射量制御
データ群により構成される。

即ち、従来方式の図形データ群が、形状データ群と照射
量制御データ群とに２分されており、形状データ群は単
位図形の照射位置ｘ　　、ｙ　　及び寸ｍ　　　　　　
　　ｍ法ｈ　　、ｗ　　を記すデータの集合、照射量制御デｍ
　　　　　　　　Ｉｌｌ −タ群は単位図形の照射Ｑ　ｔｍを記すデータの集合と
なっている。また、配置データ群には、従来方式と同様
に、グループパターンの基準点の位置Ｘ　　、、　Ｙ　
　、、繰返しの回数Ｎ　　　Ｎ、、繰返しのｘ＋　　　
ｙｘ　　　　　　　　　ｘｉ’　　ｙｔピッチＰＰ　　
　該グループパターンに属するｘ１’　　ｙｉゝ単位図形の数Ｎ１が記述される他、形状データの格納先
頭番地ＰＦ、及び照射量データの格納先頭■ 番地ＰＤ、が記される。

次に、繰返しパターン及びこれに対する描画用データに
ついて、第２図及び第３図を参照して、より具体的に説
明する。第２図は繰返しパターンの一例である。２つの
矩形１１．１２からなるグループパターン１０が５×５
配列されており、図中１点鎖線内のパターンは図形の形
状及び寸法が同一であり、且つその照射量も同一である
。しかし、１点鎖線外のパターンは図形の寸法及び形状
は同一であるが、その照射量が異なったものである。

第３図は第２図の２点鎖線内のパターンを記述する描画
用データの一例である。１点鎖線外のグループパターン
の１６個は形状は同じであるが照射量が異なるので、こ
れらを第１〜第１６のグループパターンとする。さらに
、１点鎖線内のグループパターンの９個は形状及び照射
量共に同一であるので、これらをまとめて第１７のグル
ープパターンとする。第１〜第１７のグループパターン
内部の単位図形の寸法や照射位置は、従来方法では１７
回重復して設定せざるを得なかったが、本方式では図に
見るように第１第１７のグループパターンについて単位
図形の形状は一つのデータで表現され、第１７のグルー
プパターンでは照射量も一つのデータで表現されている
。

上記の描画用データを従来方式による場合と比較すると
、配置データに関しては実施例及び従来例共に略同様で
あり、照射量制御データの情報量としては実施例及び従
来例共に全く同様である。

しかし、形状データに関しては、従来第１〜第１７のグ
ループパターンに対してそれぞれ独立に必要であったの
が、実施例では一つのグループパターンに対する形状デ
ータを全てのグループパターンで共用しているので、従
来例に比べ実施例では形状データの情報量が著しく低減
されることになる。

つまり、データ圧縮効率の大幅な向上をはかることがで
きている。

第５図は本実施例方法を実施するための制御系を示すも
ので、バッファメモリ中の圧縮された描画用データから
単位図形の照射位置、照射形状。

照射量を決定し、それを制御する回路のブロック図であ
る。

描画用データを格納するバッファメモリは、配列データ
を格納する配置データ格納用メモリ５１、形状データを
格納する形状データ格納用メモリ５２及び照射量データ
を格納する照射量制御データ格納用メモリ５３の３種の
メモリで構成される。

形状データ用メモリと照射量データ用メモリとを分離し
たことにより、一つの形状データに対し、複数の照射量
データを格納できることになる。

図中コントローラ５０ａは配置データ格納用メモリ５１
を繰返しアクセスし、それによってグループパターン内
の単位図形の繰返し描画を制御し、またカウンタ５４か
らのＥＮＤ信号により次のグループパターンの繰返し描
画に制御を移す。コントローラ５０ａのアクセスによっ
て、配置データ格納用メモリ５１からは、ｘｙ力方向繰
返し数ＮＮ　　　繰返しのピッチＰ　　、、　　Ｐ　　
、、グルーｘｉ’　　ｙｌゝ　　　　　　　　ｘｌｙｌ
プパターン内の単位図形数Ｎ　、形状データ及び照射量
データの格納アドレスが出力される。カウンタ５４はＮ
　　、、　Ｎ　　を入力とし、照射位置制御ｌｙ１回路５５から送られる照射終了の信号をＮ、　ｘ■ Ｎ　　、ＸＮＸＮ　　、回受取った時、ＥＮＤ信号をコ
ンＸｉ　　　　　　　　　　ｙｌトローラ５０ａに送る。

照射位置演算回路５６は、グループパターン内の各単位
図形について、Ｎｘｉ×Ｎｙｉ個の照射位置但し、Ｋ□
−０，１，−・、　　（Ｎｘ１−１）１（２−０，１，
・・・、（Ｎ、、−１）そして、」１記算出された照射
位置を順に照射位置制御回路５５に送る。

コントローラ５０ｂは、乗算器５７からの出力（Ｎ　　
、ＸＮ　　、）　、　　グループパターン内の図形数ｘ
ｌ　　　　　ｙｌＮ、及び形状データ格納番地を入力とする。コントロー
ラ５０ｂは、形状データ格納番地を内部のレジスタに格
納し、このレジスタ値に所定の値を順次加えて、グルー
プパターン内のＮ個の単位図形の寸法や位置のデータの
格納番地を求め、形状データ格納用メモリ５２の該格納
番地をアクセスする。コントローラ５０ｂは、このよう
な操作を（Ｎ工ｉ×Ｎｙｌ）回繰返す。

コントローラ５０Ｃは、乗算器５７からの出力（Ｎｘ工
ＸＮ、）、　グループパターン内の図形数Ｎ１及び照射
量データ格納番地を入力とする。コントローラ５０ｃは
照射量データ格納番地を内部のレジスタに格納し、この
レジスタ値に所定の値を順次加えて、グループパターン
内のＮ個の単位図形の照射量データ格納番地を求め、照
射量制御データ格納用メモリ５３の該格納番地をアクセ
スする。コントローラ５０Ｃは、このような操作を（Ｎ
工、ＸＮ、１）回繰返す。

形状データ格納用メモリ５２は、コントローラ５０ｂの
アクセスにより照射位置のデータＸ　ｔ　＋ｙ１を照射
位置演算回路５６へ、単位図形の寸法データｈ、ｗを照
射形状制御回路５８へ送る。照射Ｑ　ｆｆｉ制御データ
格納用メモリ５３は、コントローラ５０ｃのアクセスに
よって照射量データを照射口制御回路５９へ送る。

そして、照射位置制御回路５５により、前記走査用偏向
器４４に与えられる偏向信号が決定され、これによりタ
ーゲット４９上におけるビーム位置が制御される。また
、照射形状制御回路５８により、前記ビーム成形用偏向
器４３に与えられる偏向信号が決定され、これによりビ
ームの形状及び大きさが制御される。さらに、照射量制
御回路５９により、前記ブランキング用偏向器に与えら
れるブランキング信号が決定され、これによりビームの
照射時間が制御されるものとなっている。

かくして本実施例によれば、描画用データを配置データ
、形状データ及び照射量制御データの３つに分けて構成
しているので、近接効果補正のために照射量を変える場
合にあっては、描画用データの圧縮効率を大幅に向上さ
せることができる。

即ち、形状及び照射口が同一のグループパターンにあっ
ては圧縮効率は変わらないが、形状が同一で照射口が異
なるグループパターンにあっては従来必要であった個々
のグループパターン毎の形状データが不要となり１つの
形状データを共用することができる。このため、データ
転送時間の短縮をはかり１１１．電子ビーム描画装置の
稼働率を高めることが可能となる。

なお、本発明は」二連した実施例に限定されるものでは
ない。実施例の電子ビーム描画装置は矩形の可変成形ビ
ームのみを発生できるシステムであったが、本発明は三
角形の可変成形ビームを発生するシステムにも適用でき
る。その場合には、例えば形状データの内部に矩形、三
角形の形状を区別するコードを導入することにより実施
できる。

また、実施例では照射量制御データを形状データ格納用
メモリと別のメモリに格納しているが、形状データを従
来と同じ照射量と対になったデータ形式をそのまま用い
、描画位置に対応して上記照射量制御データからグルー
プパターン全体に対する照射補正量を読出し、各ショッ
トの照射量と各々加算すると云う方法でも実施すること
ができる。

また、電子光学鏡筒の構成は第４図に同等限定されるも
のではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。さらに
、電子ビームの代りにイオンビームを用いたイオンビー
ム描画装置に適用することも可能である。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施するこ
とができる。

［発明の効果コ以上詳述したように本発明によれば、各ショットの照射
量が設定された描画用データの量を、従来方式に比べて
格段に少なくすることができる。

このため、データ転送の時間が従来方式よりも短縮され
、電子ビーム描画装置によって単位時間に描画できる試
料の数も多くなり、描画スループットの向上をはかり得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる描画用データの形式
を示す模式図、第２図は描画されるパターンの一例を示
す模式図、第３図は第２図のパターンを第１図のデータ
形式により表現した際の描画用データを示す模式図、第
４図は上記実施例方法を実施するための電子ビーム描画
装置の光学系構成を示す図、第５図は上記実施例装置の
制御系を示すブロック図、第６図は従来方式によるデー
タ形式を示す模式図、第７図は従来方式による圧縮され
たデータの転送と展開を示す模式図である。１０・・・グループパターン、１１．１２・・・矩形の
図形、４０・・・電子銃、４１・・・レンズ系、４２．
〜。４４・・・Ｑ同系、４６．４７・・・ビーム成形用アパ
ーチャマスク、４８・・・反射電子検出器、４９・・・
ターゲット、５０ａ、　　〜、５０ｃ・・・コントロー
ラ、５１・・・配置データ格納用メモリ、５２・・・形
状データ格納用メモリ、５３・・・照射量制御データ格
納用メモリ、５４・・・カウンタ、５５・・・照射位置
制御回路、５６・・・照射位置演算回路、５７・・・乗
算器、５８・・・照射形状制御回路、５９・・・照射量
制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）試料上に荷電ビームを照射して該試料上に所望パ
ターンを描画する荷電ビーム描画方法において、描画用データを単位図形の形状及び大きさを表わす形状
データ、単位図形の描画位置に対する照射量を表わす照
射量制御データ及び単位図形の集合よりなるグループパ
ターンの配置を表わす配置データで構成し、上記グループパターンを同一試料上に繰返しＮ回描画す
るに際し、描画すべき１つの単位図形の形状データはＮ
回の繰返し回数に亙って同一のものを使用し、且つ単位
図形の照射時間は描画の繰返し回数或いはグループパタ
ーンの描画位置に応じて上記照射量制御データの中から
１つの照射量制御データを選択することによって決定す
ることを特徴とする荷電ビーム描画方法。
（２）試料上に荷電ビームを照射して該試料に所望パタ
ーンを描画する荷電ビーム描画装置において、単位図形
の形状及び大きさを表わす形状データを格納する形状デ
ータ格納用メモリと、単位図形の描画位置に対する照射
量制御データを格納する照射量制御データ格納用メモリ
と、単位図形の集合よりなるグループパターンの配置デ
ータを格納する配置データ格納用メモリと、上記配置デ
ータ格納用メモリの内容に従って上記形状データ格納用
メモリ及び照射量制御データ格納用メモリのデータを選
択する手段と、上記配置データ格納用メモリの内容及び
上記選択された各データに従って荷電ビームを制御する
手段とを具備してなることを特徴とする荷電ビーム描画
装置。
（３）前記荷電ビームを制御する手段は、前記配置デー
タ格納用メモリの内容及び選択された形状データ格納用
メモリのデータに従ってビームの照射位置を決定し、前
記選択された形状データ格納用メモリのデータに従って
ビームの形状及び寸法を決定し、前記照射量制御データ
格納用メモリのデータに従ってビームの照射時間を決定
するものであることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の荷電ビーム描画装置。