JPH0282290A - 複数配列図形の描画方法 - Google Patents

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、ラスタースキャン式の荷電ビーム描画装置に
ｆ９複複数列された図形全描画する方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 例えば、第１図に示すように、ＸＹ淫標上の湾曲線１に
沿って配列されている複数の図形２を、例えばラスター
スキャン式の荷電ビーム描画装置で描画する場合、各図
形２が全く同じ形状であっても、ＸＹ座標上における位
置はそれぞれ異なるため、別々の図形として取扱う必要
があり、各図形２を含む描画範囲のすべてについて描画
用データを作成し、それによって描画を行なっていた。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように描画する複数図形のすべてにつぃて描画用
データを作成すると、図形数が非常に多゛い場合は描画
用データの作成に多くの工数と費用が掛かると共に、デ
ータ量が多くなるため磁気ディスク等の記憶手段の容量
を大きくしなければならず、さらにデータ量が一般的に
市販されている磁気ディスクの記憶容量を越える場合は
、−度に描画することができない。また、上記配列が荷
電ビームの太さによって決まる最小描画寸法単位によっ
て行なわれる場合には配列上の位置誤差音生じないが、
該最小描画寸法単位に対し端数全有する配列全必要とす
る場合は端数を四捨五入などによって処理しなければな
らないため、配列むら全生じ、これが縞模様となって現
われてしまう。

本発明は、複数配列される図形全描画する場合、描画用
データ量を減少させると共に、配列むらの発生を押えて
精度よく描画する方法を提供することを目的としている
０ 〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、ラスタースキャン
式の荷電ビーム描画装置にエリ複数配列図形を描画する
に際し、各々の図形が１ラスタースキヤン巾内に納まる
ようにラスタースキャン巾を定め、荷電ビーム描画装置
には各々の図形の形状を表わす図形情報および各々の図
形の位置を表わす位置情報全入力し、各図形毎の描画開
始前に被描画材と荷電ビームとのスキャン方向の相対位
置を位置情報に応じて変化させ、スキャン方向と直角な
方向における被描画材と荷電ビームとの相対位置が各図
形の描画位置に達する都度図形情報を用いて描画全開始
するものである。

また、位置情報が、荷電ビームの太さによって定まる最
小描画寸法単位エリ小さい端数をスキャン方向と直角な
方向に含むときには、各図形毎の描画開始前に被描画材
と荷電ビームとのスキャン方向と直角な方向の相対位置
を端数に相当する量だけ変化させることが好ましい。

（作用］ 本発明によれば、描画データ全図形情報と位置情報に分
離し、かつ各図形が１ラスタースキヤン巾内に入るよう
にし、各図形毎に被描画材と荷電ビームのスキャン方向
さらにはそれと直角な方向の相対位置を位置情報によっ
て変化させつつ図形情報によって各図形全描画するため
、各図形の配列は最小描画寸法単位に制約されず、被描
画材または荷電ビームの位置制御寸法単位で行なうこと
ができ、特に荷電ビームの位置制御寸法単位は０．０１
μｍ以下を容易に得ることができるため、配列むらの少
ない高精度の配列が可能となる。また、図形の形状がす
べて同じ場合には、１つの図形情報全入力してこれを繰
返し用い、図形の形状が複数種ある場合には、図形形状
毎の図形情報全入力し選択して繰返し用いるかまたは１
つの図形情報を変換して用いる。これにエリ描画データ
量は大巾に減少する。

（実施例） 以下本発明の第１の実施例を第１図ないし第８図を参照
して説明する。第１図は前述したように本発明によって
描画する図形の一例全示すもので、各図形２は同じ形状
であるとする。これらの各図形２はＹ方向に沿って伸び
る緩やかな湾曲線１上に所定のピッチで配列されるもの
とする。なお、ラスタースキャン式の荷電ビーム描画装
置による描画は、第２図に示すように、被描画材１０の
描画領域１１全荷電ビームの走査中によって複数のフレ
ームｌｌＨに分割し、矢印で示すように試料０ＴｈＹ方
向へ連続的に移動させつつ、各フレームｌｌａの上また
は下端部でＸ方向へステップ移動させて描画領域１１の
全体に描画するが、第１図に示す各図形２のＸ方向の寸
法はフレームｌｌａの巾内に納まるようになっている。

第３図は本発明の実施に用い念ラスタースキャン式の荷
電ビーム描画装置を示すもので、２１は荷電ビーム光学
鐘筒、２２はブランキング電極、２３は偏向電極、２４
は試料１０を搭載するＸＹステージである。２５はレー
ザ測長系、２６は駆動系、２７は位置検出回路、２８は
ＸＹステージ制御回路、２９は偏向制御回路である。３
０は描画回路で、フォーマットデータメモリ３１．フォ
ーマットデータをドブドパターンデータに変換ｔるため
のファンクションジェネレータ３２．ドツトパターンメ
モリ３３　、データ読出回路３４ならびに制御回路３５
から構成されている。３６はダイレクトメモリアクセス
ＩＭＡ）、３７は計算機。

３８は台形フォーマットなどの所定フォーマットで表わ
された図形情報お工び位置情報などの後述する描画用デ
ータを貯える磁気ディスク等の記憶手段、３９はインタ
ーフェース、４０は同期信号発生回路（以下バルサとい
う）である。

第４図は、第３図のＸＹ−ステージ２４ないし位置検出
回路２７．ｘｙステージ制御回路２８を平面的に示すも
ので、ＸＹステージ２４にはレーザミラー２５３が取付
けられ、Ｘレーザ測長系２５ＸおよびＹレーザ測長系２
５ｙと、Ｘ位置検出回路２７ＸおよびＹ位置検出回路２
７ｙとによってＸＹステージ２４すなわちその上に搭載
されている被描画材１０のＸＹ力方向位置全検出するよ
うになっている。この検出値の分解能は、レーザの波長
λ中０．６μｍに対し通常のものでλ／８０またはλ／
１２０等が用いられる几め、約０００８〜０．００５μ
ｍである。

この検出値は、第３図に示し７’Ｃように、計算機３７
に読込まれ、その中のレジスタ（図示せず）に記憶され
ると共に、バルサ４０へ与えられて荷電ビームの太さに
対応した最／Ｊ％描画寸法単位である例えば０．５μｍ
毎に同期信号をデータ読出回路３４と偏向制御回路２９
へ与えるようになっている０ また、駆動系２６は、タフジェネレータＴＯ。

パルスジェネレータＰＧ＝ｉ備えｉＸモータ２６ｘ。

Ｙモータ２６ｙｋ有し、ＸＹステージ制御回路２８を構
成するＸディジタルサーボ２８ｘ１お工びＹディジタル
サーボ２８ｙ１と、Ｘ増巾器２８Ｘ２お工びＹ増巾器２
８ｙ２とに工ってＸＹステージ２４を計算機３７から指
定された位置へ指定された速度で移動させるようになっ
ている。なお、この位置制御は、最小描画寸法単位では
なく、位置検出回路２７の分解能によって決まる検出値
の最小単位によって行なわれる。

第５図ａ、ｂは、描画用データの一例を示すもので、第
５図ａは位置情報の部分であり、第２図に示したフレー
ムＩｌａの番号を示すフレーム番号を先頭とし、第１図
に示す各図形２の各フレームａ中の王位を示す図形コー
ド、各図形２の位置を示すＸお工びＹ座標ならびに別に
記憶される第５図すに示す図形情報番号音１単位として
各図形２毎に繰返し記録されている。前記の図形位置Ｘ
お工びＹ座標は、図形２のみの位置金示すもの・ではな
く、第１図に１点鎖線で示す各図形２を含む回毎の描画
範囲３の開始位置のＸお工びＹ座標を示すものである。

第５図すは、上記１回毎の描画範囲内に存在する図形２
のような図形を表わす図形情報の部分であり、図形２の
形状が複数種あることを前提としてその種類を示す図形
情報番号を先頭とし、図形２全所定・のフォーマットで
表わすようになっており、分割図形コードは図形２を複
数の要素図形に分割したときの番号、Ｘ座標から右耕辺
部長さＸ２までは、第６図に示す工うな台形フォーマブ
トによる図形情報のデータを示すもので、これら全単位
として分割図形毎に繰返し記：録されている。

なお、第５図すにおけるＸＹ座標は、第５図ａにおける
ＸＹ座標とは異なっている。すなわち、第５図ａにおけ
るＸＹ座標は、被描画材ｌＯ上におけるものであるのに
対し、第５図すは前記各図形２毎の描画範囲３内におけ
るＸＹ座標であり、これは第３図に示したドブドパター
ンメモリ３４のＸＹ座標に対応するものである。

第７図は、本発明の描画方法にエリ１つのフレームＩｌ
ａを描画するときのフローチャー）ｔ−示すもので、ス
テップ＋０１により第４図に示すＹモータ２６ｙを駆動
し、第２図に斜線部として示すフレームｌｌａが同図に
おいて上方から下方移動するよ＾ うに、ＸＹステージ２４を移動させる。この移動は、計
算機３７からの指令にニジ、描画に適した速度で連続的
に行なわれ、フレームＩｌａの下端から上端まで全荷電
ビーム光学鏡筒２１の光軸に頴次対向させるように行な
われる。

次にステップ１０２で、第５図に示す１単位の位置情報
が記憶手段３８から計算機３７に読込まれ、ステップ１
０３にエリ図形−位置Ｘ座標の値に応じてＸモータ２６
ｙ　ｋ駆動し、ＸＹステージ２４を所定量Ｘ方向へ移動
させる。このＸ方向移動は、フレームｌｌａ中の最初の
図形２の描画が開始される前に行なわれる。

次にステップ＋０５で、前記位置情報中の図形位置Ｙ座
標の値と、位置検出回路２７の検出値との比較にエリ、
１つの図形２の描画開始位置か否かを判断し、該位置に
達したならばステップ＋０６で描画を行なう。

この描画は、前記位置情報中の図形情報番号により、記
憶手段３８中に貯えられている図形情報の中から該当す
るものが選択されて描画回路３０に読込まれ、データ変
換されてドブドパターンメモリ３３に貯えられているた
め、このドブドパターンメモリ３３内のドツトパターン
データ全パルサ４０からの同期信号に対応させて読出し
つつ荷電ビームを偏向させることにより、通常のラスタ
ースキャン式の描画と同様に行なわれる。

ステップ＋０７は、１つの図形２の描画完了を見守って
おり、該描画が完了すると、ステップ１０８で荷電ビー
ムのスキャン全ストブプするかもしくは単に荷電ビーム
の照射’ｉ　ＯＦＦにし、ステップ０９にエリ１フレー
ムｌｌａ内の全図形２の描画が完了したか否かが判断さ
れる。

完了していなければ、ステップ１０２に戻り、次の図形
コードの位置情報が読込まれ、以下上記と同様の動作に
より次の図形２が描画される。このとき、図形情報番号
に変更がなければ、描画回路３０はデータ変換を行なわ
ず、先にドツトパターンメモリ３３に記憶されたドット
バ°ターンデータ全そのまま用いる。

上記の描画の様子を示すと、第８図のようになる。すな
わち、フレームｌｌａは、座標（ＸＯ、ＹＯＪを起点と
してＹ方向（第８図において下方）へ連続移動を開始す
る。この図においては、最初の図形２の基準座標（Ｘｌ
、Ｙｌ　）のＸｌがＸＯと等しい場合を示しており、こ
のため、最初の図形２の描画全完了するまではフレーム
ｌｌａはＹ方向へのみ移動し、描画範囲３はフレームＩ
ｌａ上の巾方向に合致した状態にある。

第２番目の図形２は、その基準座標（Ｘ２．Ｙ２１のＸ
２が上記最初の図形２の基準座標（Ｘｌ、Ｙｌ　）のＸ
ｌよりマイナス側の値であったとすると、最初の図形２
の描画の完了後、フレームＩｌａすなわち被描画材１０
　’ｒｍｇ図において右方へ移動させるようにＸＹステ
ージ２４が駆動され、荷電ビームの偏向中心の軌跡Ａは
第８図に示すようにフレーム１ＩａＫ対し左方へ曲げら
れる。その後、Ｙ方向位置がＹ２に達すると、再び描画
が開始され、第２番目の図形２が描画される。

以下第３．第４・・・番目の各図形２も位置情報として
与えられた図形位置ＸおよびＹ座標に従って偏向中心の
軌跡を変えながら順次描画される。こうして１つのフレ
ームＩｌａの全図形２の描画が完了すると、ステップ１
１０でＸ方向移動を停止し、ステップＩＩ＋で１つのフ
レームＩｌａの描画を完了する。

前記Ｘ方向の移動は、ＸＹステージ２４の移動と後述す
るその誤差を補正する荷電ビームのＸ方向位置の補正に
工って正確に行なわれ、その値は位置検出回路２７の分
解能に応じて極めて微細な単位で行なわれる。ただし、
Ｙ方向については、パルサ４０の同期信号との関係から
荷電ビームの太さに応じた最小描画寸法単位に従うこと
になるが、各図形２の描画毎にＹ方向位置の端数分全パ
ルサ４０に加減算することにエリ、Ｙ方向についてもＸ
方向と同様に微細に描画位置全設定できる。

上記説明は、描画範囲の開始点（ＸＩ　、Ｙｌ　）　（
Ｘ２　、Ｙ２　）等を基準位置とし、この値を位置情報
の図形位置ＸおよびＹ座標の値として用いる例を示した
が、これに限らず、各図形２の中心位置（ｘｉ　、ｙｌ
Ｈｘ２．ｙ２）等を図形位置Ｘお工びＹ座標として用い
、これらの値から上記（Ｘｉ　、Ｙｌ　）　（Ｘ２　、
Ｙ２　）等を計算して描画するようにしてもよいことは
言う壕でもない。

第９図は、本発明の第２の実施例を示すものである。上
記第１の実施例においては、各図形２全Ｘ方向へずらせ
るのに、ＸＹステージ２４’ｋＸ方向へ移動させるよう
にしたものであるが、この第２の実施例は１つのフレー
ムｌｌａの描画中にはＸＹステージ２４’ｋＹ方向への
み移動させ、荷電ビ−ム（５Ｘ方向へ移動させるように
したものである。

第３図において、偏向制御回路２９中の最上段の回路は
、荷電ビームを走査するための偏向を行なう基本部分で
鋸歯状波を発生させる部分であり、所定時間に所定巾の
偏向を行なうべく偏向器ＤＡ（、’（ディジタルアナロ
グコンバータ）５１にセットされた定数全積分器５２で
積分して鋸歯状波を作る。５３は加算器、５４は増巾器
である。２段目の偏向開始位置ＤＡＣ５５は、各走査に
おける描画開始位置を決めると共に、ＸＹステージ２４
のＸ方向位置誤差全荷電ビームの位置を調整することに
よって補正するためのもので、その出力は加算器５３に
加えられ、上記鋸歯状波全上下させる。

３段目の湾曲制御ＤＡＣ５６は、本発明を実施するため
に付加されたもので、描画する各図形２のＸ方向位置す
なわち第５図ａに示す位置情報中の図形位置Ｘ座標の値
に応じた出力を生じ、これ全加算器５３に加えて鋸歯状
波を上下させる。上記偏向開始位置ＤＡ１．：５５およ
び湾曲制御ＤＡ１．：５６等による偏向器の分解能は通
常０．０１μｍ以下であるため、高精度の位置制御がで
きる。なお、この荷電ビームの偏向によってＸ方向の位
置を変化させることのできる範囲はあまり大きくないた
め、第の実施例と組合わせて行なうようにしてもよい。

上記第２の実施例は、湾曲制御ＤＡＣ５６に工りＸ方向
へ偏向させるようにしたものであるが、これｉＹ力方向
偏向させるようにすれば、各図形２のＹ方向位置を変化
させることが可能となる。すなわち、描画は第１の実施
例と同様に行なうが、各図形２の描画時に荷電ビーム全
Ｙ方向へ偏向させれば、描画位置金変えることができる
。これは荷電ビームの太さに対応している最小描画寸法
単位エリ小さな端数の位置調整全行なうのに適している
。

前述した第１．第２の実施例は、ＸＹステージ２４’（
ｒＹ方向へ連続的に移動させる方法について説明し之が
、本発明はこれに限らず、各図形２の描画時に、荷電ビ
ームの光軸がほぼ各図形２の中心に位置するように停止
させ、荷電ビーム＝ｉＸ方向に走査させると共にＹ方向
に移動させて描画するようにしてもよい。この方法に一
工れば、ＸＹステージ２４の位置決めとこの位置決め誤
差全荷電ビームのＸＹ方向位置変化で補正することとの
組合わせにより、ＸＹの両方向における各図形２の配列
を最小描画寸法単位の端数分を含めて任意にかつ高精度
で行なうこ−とができる。

さらに前述した実施例では、位置情報の図形位置Ｘお工
びＹ座標を数値で記憶させておく例を示したが、山数式
で定義し、順次演算して上記図形位置Ｘお工びＹ座標を
求めて、これにエリＸＹステージ２４の位置または荷電
ビームの位置を制御するようにしてもよいことは言うま
でもない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、ラスタースキャン式
の荷電ビーム描画装置による描画において、描画用デー
タ全位置情報と図形情報とに分離して、まず位置情報に
よって荷電ビームと試料との相対位置を定め、次いで図
形情報によって描画するようにしたため、１種ないし複
数種の図形を繰返し多数描画する場合、描画に必要なデ
ータの量を減少させることができ、さらに各図形を最小
描画寸法単位に規制されることなく適宜に配列すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により描画する図形の一例を示す部分拡
大図、第２図は本発明の実施に用いたラスタースキャン
式の荷電ビーム描画装置による描画方法を示す試料の平
面図、第３図は本発明の実施に用いたラスタースキャン
式の荷電ビーム描画装置の概要構成図、第４図は第３図
に示すＸＹステージ、レーザ測長系、駆動系２位置検出
回路ならびにＸＹステージ制御回路全平面的に示す図、
第５図は本発明の描画に用いる描画用データの一例を示
す図、第６図は図形情報のデータ表現の一例全示す図、
第７図は本発明の描画方法の一実施例を示すフローチャ
ート、第８図は本発明の描画方法による描画状態を示す
部分拡大図、第９図は本発明の他の実施例の実施に用い
る装置の要部概要構成図である。 ・・・湾曲線、　２・・・図形、　１０・・・試料、・
・・描画領域、　　ｌｌａ・・・フレーム、２１・・・
荷電ビーム光学鏡筒、 ２２・・・ブランキング電極、　２３・・・偏向電極、
２４・・・ＸＹステージ、　３０・・・描画回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ラスタースキャン式の荷電ビーム描画装置により複
   数配列図形を描画するに際し、各々の図形がラスタース
   キャン巾内に納まるようにラスタースキャン巾を定め、
   前記荷電ビーム描画装置には各々の図形の形状を表わす
   図形情報および該図形の位置を表わす位置情報を入力し
   、各図形毎の描画開始前に被描画材と荷電ビームとのス
   キャン方向の相対位置を前記位置情報に応じて変化させ
   、スキャン方向と直角な方向における被描画材と荷電ビ
   ームとの相対位置が各図形の描画位置に達する都度前記
   図形情報を用いて描画を開始することを特徴とする複数
   配列図形の描画方法。 ２、位置情報が、荷電ビームの太さによって定まる最小
   描画寸法単位より小さい端数をスキャン方向と直角な方
   向に含むとき、各図形毎の描画開始前に被描画材と荷電
   ビームとのスキャン方向と直角な方向の相対位置を前記
   端数に相当する量だけ変化させることを特徴とする請求
   項１記載の複数配列図形の描画方法。