JPH0624183B2 - 電子線描画装置および方法 - Google Patents

電子線描画装置および方法

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JPH0624183B2
JPH0624183B2 JP58024722A JP2472283A JPH0624183B2 JP H0624183 B2 JPH0624183 B2 JP H0624183B2 JP 58024722 A JP58024722 A JP 58024722A JP 2472283 A JP2472283 A JP 2472283A JP H0624183 B2 JPH0624183 B2 JP H0624183B2
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二三夫 村井
信次 岡崎
豊 武田
治 須賀
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電子線描画装置、特に描画精度およびスループ
ツトを向上させた可変矩形ビーム形電子線描画装置およ
び方法に関する。
〔従来技術〕
可変矩形ビーム型電子線描画装置は、点ビーム型電子線
描画装置の欠点であるスループツトの低さを改良すべく
開発されたものである。しかし、可変矩形ビーム型電子
線描画装置の電子光学系の調整は複雑であり、完全な調
整が困難であるという本質的問題を有している。
従来の可変矩形ビーム型電子線描画装置では、矩形ビー
ムの長辺の寸法と短辺の寸法を独立に定めている。この
場合、わずかな調整ずれのため、矩形ビームが偏向方向
に対して傾いていると、第1図に示す如き状態になる。
第1図(A)は大面積パターンの例を示すもので、この場
合には前記傾きの影響は小さいが、第1図(B)に示した
如き細い線状のパターンの場合には、ビームシヨツトの
接続部が分離するという問題があつた。
これを防止するために、第2図に示す如く、パターン周
辺(A)および細い線状パターン(B)の場合にのみ、電子ビ
ーム形状を小さくして、スループツトの低下を最小限に
迎えようとする装置も提案されているが、この装置にお
いては、大面積図形の中心部分の最大ビームサイズと周
辺部および細いパターンの最大ビームサイズを別個に指
定しなければならないため、図形データの増大を招くと
いう別の問題が生ずる。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、従来の電子線描画装置における上述の如
き問題を解消し、描画精度およびスループツトを向上可
能な電子線描画装置および方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の要点は、可変矩形ビーム型電子線描画装置にお
いて、矩形ビームの長辺と短辺との寸法を独立に定める
のではなく、長辺の寸法と短辺の寸法との比率を一定と
し、かつ短辺寸法の最大値を定め、これらの値を、描画
パターンの最小線幅およびビーム接続精度等に対応させ
て装置内の記憶手段に記憶させておき、ビーム寸法決定
の際に参照するようにした点にある。
第3図は本発明の要点をより具体的に説明するためのも
のであり、(A),(B)は電子ビームの偏向方向に対して平
行な辺および垂直な辺で構成された図形、(C)は電子ビ
ームの偏向方向に対して傾いた辺を含む図形の例を示す
ものである。
前記長辺と短辺の寸法との比率をB、短辺寸法の最大値
をAとした場合、図形の幅Wが上記Aより大であれば、
ビーム寸法は短辺寸法をA、長辺寸法をA×B(図(A)
参照)とし、図形の幅Wが上記Aより小であればビーム
寸法は短辺をW、長辺をW×B(図(B)参照)とする。
また、図(C)の如く傾いた辺を含む図形の場合には、偏
向方向に平行な辺および垂直な辺で構成される図形1と
三角形2とに分解して描画を行い、この場合、図形1に
関しては短辺寸法をA以下、長辺寸法をA×B以下とす
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第4図は本発明の一実施例である電子線描画装置の概略
構成を示す図である。図において、10は電子線描画装
置本体であり、電子銃11,第1整形アパーチヤ12,
整形偏向器13,第2整形アパーチヤ14,縮小レンズ
15および対物レンズ16から構成されているものであ
る。17は描画対象の例としてのウエハである。また、
20はパターンデータを記憶する記憶部、30はシヨツ
ト分解条件を記憶するレジスタ回路、40はパターン分
解回路41およびシヨツト分解回路42を有する分解回
路、50はバツフアメモリ、そして60は上記各回路を
制御するCPUである。
本実施例の動作を以下、第5図により説明する。第5図
は本実施例装置の機能構成図であり、記号30Aはシヨツ
ト分解条件を、41Aはパターン分解処理を、42Aはシヨ
ツト分解処理を、また、20Aはパターンデータ記憶を示
している。
シヨツト分解条件30Aとしては描画パターンを矩形ビー
ムに分解してシヨツトするための条件、ここでは矩形ビ
ームの短辺sの最大値Aおよび矩形ビームの長辺lと短
辺sとの比l/sの最大値Bとが登録されている。
幅W0,高さH0なるパターンデータが与えられると、バ
ツフアメモリ50にW=W0,H=H0として記憶され
る。次に、パターン分解回路41によりパターン分解処
理41Aが実施される。この処理は、上記パターンを図中
に示される3つの条件によつて決定される高さs,幅W
のパターンに分解して記憶するものである。すなわち、
図から明らかなように、描画パターンの短辺Hが、H≦
Aのとき矩形ビームの短辺sをHに、2A>H>Aのと
き矩形ビームの短辺sをH/2に、H≧2Aのとき矩形
ビームの短辺sをAにしている。次に、シヨツト分解4
2によるシヨツト分解処理42Aが実施される。この処理
は上記パターン分解処理41Aにより得られた、高さs,
幅Wのパターンを、図中の3つの条件によつて決定され
る長辺l,短辺sの矩形ビームによりシヨツトするもの
である。すなわち、図から明らかなように、描画パター
ンの長辺Wが、W≦A×Bのとき矩形ビームの長辺1を
Wに、2×A×B>W>A×Bのとき矩形ビームの長辺
1をW/2に、W≧2×A×Bのとき矩形ビームの長辺
1をA×Bにしている。該シヨツト終了後、バツフアメ
モリ50内のパターン50Aの幅がWからW−lに置換え
られ、上記パターン分離処理41Aおよびシヨツト分解処
理42Aが、W=0となるまで繰返される。次いで、上記
バツフアメモリ50内のパターン50Aの高さがHからH
−sに置換えられ、上記パターン分解処理41Aおよびシ
ヨツト分解処理42Aが、H=0となるまで繰返される。
第6図は上述の第5図に示した手順によつて描画パター
ンを矩形ビームシヨツトに分解した例を示すものであ
る。第6図においては、矩形ビームの短辺の最大値Aを
2μm,長辺と短辺との比の最大値Bを2.0とした場
合の、(A)5μm×10μmパターン,(B)1μm×10
μmパターンおよび(C)0.5μm×10μmパターン
についての矩形ビームの形状を示すものである。図から
も明らかな如く、大面積パターン(A)は前記条件での最
大の矩形ビーム形状2μm×4μmでシヨツトされ、中
程度のパターン(B)は1μm×2μm,矩形ビームの接
続精度が問題となる微細パターン(C)は0.5μm×1
μmのビーム形状でシヨツトされる。このようにシヨツ
トすることにより大面積パターンにおける描画時間の短
縮と微細パターンにおける接続精度の両方を満足する電
子線描画装置を実現することができる。
第7図は本発明の他の実施例を示すもので、本発明をい
わゆる輪郭描画法と組合わせた場合の実施例である。第
7図(A)は7μm×10μmパターン、(B)は5μm×1
0μmパターンそして(C)は0.5μm×10μmパタ
ーンを図形処理プログラムにより輪郭図形71と中心図
形72とに分解したものに、本発明を適用した例を示す
ものである。
第7図は、輪郭図形の幅を1μmとし、矩形ビームの短
辺の最大値Aを2.5μm,長辺と短辺との比の最大値
Bを2.0とした場合の矩形ビームサイズを示してお
り、大面積パターン(A)においては、中心図形72に対
しては最大ビームサイズ2.5μm×4μmが用いられ
ても、輪郭図形71に対しては1μm×2μmのビーム
でシヨツトされる。
第8図は本発明の更に他の実施例を示すもので、第7図
に示した第2の実施例において、矩形ビームの長辺寸法
の最大値Cを規定する機能を加えた実施例である。この
場合、矩形ビームの長辺寸法は短辺寸法の最大値AのB
倍(最大値)と、長辺寸法の最大値Cとの小さい方とす
る。
第8図は上記第2の実施例と同様の輪郭図形71と中心
図形72について、矩形ビームの短辺の最大値Aを4μ
m,長辺と短辺との比Bの最大値Bを2.0,また、長
辺の最大値Cを4μとした場合の、6μm×10μmパ
ターンのシヨツトビームの形状を示しており、この例で
は、中心図形72が4μm×4μmの2シヨツトで描画
され、中心図形の描画速度が前記第2の実施例の2倍と
なると同時に、矩形ビームが大きくなりすぎて、電流密
度が均一性を欠く状態となるのを防止するという利点を
有するものである。
上記長辺の最大値Cは、矩形ビームの大きさがある程度
大きくなる場合に、その形状を略正方形とする如く定め
ることが有効である。
第9図は本発明の更に他の実施例を示すものであり、矩
形ビームの長辺寸法と短辺寸法との比の最大値Bを一定
の値でなく、短辺寸法の関数とするようにした実施例で
ある。
第9図(A)は矩形ビームの短辺の最大値Aと長辺と短辺
との比の最大値(図では「長辺/短辺」と示している)
Bとの関係の一例を示すものであり、この関係を用いて
6μm×10μmパターンおよび0.5μm×10μm
パターンをシヨツト分解した状況を第9図(B),(C)に示
した。第9図(B)に示した分解状況は第8図に示した分
解状況と差がないが、第9図(C)に示した分解状況は、
第7図(C)に示した分解状況と比較すると、シヨツト数
が30%減じていることが理解されよう。
これは、前述の通り、矩形ビームの大きさがある範囲内
にある間は、できるだけ大きな面積の矩形ビームを使つ
てシヨツト数を少なくするということと、微細パターン
の接続精度を悪化させないということの両方を満足でき
る方向である。
なお、第9図(A)には、短辺寸法の最大値Aと長辺寸法
と短辺寸法との比の最大値Bとの関係を曲線で表した例
を示したが、この関係は直線あるいは折れ線グラフとし
て表現しても良いことは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によれば、可変矩形ビーム型電
子線描画装置および描画方法において、矩形ビームの長
辺と短辺との寸法を独立に決めるのでなく、長辺の寸法
と短辺の寸法との比率を一定とし、かつ短辺寸法の最大
値を定め、これらの値を描画パターンの最小線幅および
ビーム接続精度等に対応させて装置内の記憶手段に記憶
させておき、ビーム寸法決定の際に参照するようにした
ので、描画精度およびスループツトを向上させた電子線
描画装置を実現できるという顕著な効果を奏するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図,第2図は従来の装置によるシヨツト分解図、第
3図は本発明の要点を説明するための図、第4図は本発
明の一実施例である電子線描画装置の概略構成を示す
図、第5図はその機能構成図、第6図〜第9図はシヨツ
ト分解の具体例を示す図である。 10:電子線描画装置本体、20:パターンデータ記憶
部、30:レジスタ回路、41:パターン分解回路、4
2:シヨツト分解回路、50:バツフアメモリ、60:
CPU。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須賀 治 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−79429(JP,A) 特開 昭55−118633(JP,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可変矩形ビーム型電子線描画装置におい
    て、描画パターンを描画するための矩形ビームの短辺の
    寸法の最大値Aおよび該矩形ビームの短辺の寸法と長辺
    の寸法の比の最大値Bを保持するショット分解条件レジ
    スタと、描画パターンの短辺の寸法Hと前記ショット分
    解条件レジスタに保持されている矩形ビームの短辺の寸
    法の最大値Aを参照することによって前記描画パターン
    の短辺の寸法HをA以下の値sに分解するパターン分解
    回路と、描画パターンの長辺の寸法Wと前記ショット分
    解回路に保持されている矩形ビームの短辺の寸法の最大
    値Aおよび矩形ビームの短辺の寸法と長辺の寸法の比の
    最大値Bを参照することによって前記描画パターンの長
    辺の寸法Wをs×B以下の値に分解するショット分解回
    路とを有し、前記パターン分解回路および前記ショット
    分解回路によって求められた短辺の寸法と長辺の寸法を
    有する矩形ビームによって描画を行うことを特徴とする
    電子線描画装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の電子線描画装
    置において、前記パターン分解回路は、描画パターンの
    短辺の寸法Hが、H≦Aのとき矩形ビームの短辺の寸法
    sをHに、2A>H>Aのとき矩形ビームの短辺の寸法
    sをH/2に、H≧2Aのとき矩形ビームの短辺の寸法
    sをAにし、 前記ショット分解回路は、描画パターンの長辺の寸法W
    が、W≦A×Bのとき矩形ビームの長辺の寸法1をW
    に、2×A×B>W>A×Bのとき矩形ビームの長辺の
    寸法をW/2に、W≧2×A×Bのとき矩形ビームの長
    辺の寸法1をA×Bにすることを特徴とする電子線描画
    装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    電子線描画装置において、前記描画パターンを輪郭図形
    と中心図形とに分解する手段を備えたことを特徴とする
    電子線描画装置。
  4. 【請求項4】描画パターンを描画するための矩形ビーム
    の短辺の寸法の最大値Aおよび該矩形ビームの短辺の寸
    法と長辺の寸法の比の最大値Bを保持する第1のステッ
    プと、前記描画パターンの短辺の寸法と前記保持されて
    いる矩形ビームの短辺の寸法の最大値Aを参照すること
    によって該描画パターンの短辺の寸法をA以下の値sに
    分解する第2のステップと、前記描画パターンの長辺の
    寸法と前記ショット分解回路に保持されている矩形ビー
    ムの短辺の寸法の最大値Aおよび矩形ビームの短辺の寸
    法と長辺の寸法の比の最大値Bを参照することによって
    該描画パターンの長辺の寸法をs×B以下の値に分解す
    る第3のステップと、前記第2のステップと第3のステ
    ップによって求められた短辺の寸法と長辺の寸法を有す
    る矩形ビームによって描画する第4のステップからなる
    ことを特徴とする電子線描画方法。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第4項記載の電子線描画方
    法において、前記第2のステップは、前記描画パターン
    の短辺の寸法Hが、H≦Aのとき矩形ビームの短辺の寸
    法sをHに、2A>H>Aのとき矩形ビームの短辺の寸
    法sをH/2に、H≧2Aのとき矩形ビームの短辺の寸
    法sをAにし、前記第3のステップは、前記描画パター
    ンの長辺の寸法Wが、W≦A×Bのとき矩形ビームの長
    辺の寸法1をWに、2×A×B>W>A×Bのとき矩形
    ビームの長辺の寸法1をW/2に、W≧2×A×Bのと
    き矩形ビームの長辺の寸法1をA×Bにするステップで
    あることを特徴とする電子線描画方法。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第4項または第5項記載の
    電子線描画方法において、前記第1のステップの前に描
    画パターンを輪郭図形と中心図形とに分解するステップ
    を有し、分解された輪郭図形と中心図形の各々に対して
    前記第1〜第4のステップを適用することを特徴とする
    電子線描画方法。
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