JPH1154401A - 電子ビーム描画方法及び描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近接効果補正パターンを効率良く描画するこ
とができ、描画スループットの向上をはかり得る。 【解決手段】 試料面上に所望のパターンを描画する電
子ビーム描画方法において、展開回路３により設計デー
タ１を適当な画素を単位とするマップ上にパターン展開
し、コーナ検出回路４でパターンマッチング法によりコ
ーナ部を検出し、その検出結果に応じて特殊パターン発
生回路５により近接効果補正用の特殊パターンを発生
し、検出した各々のコーナに対して近接効果補正用のパ
ターンをそれぞれ１回のショットで露光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変成形ビームを
用いた電子ビーム描画技術に係わり、特に近接効果補正
を行うための電子ビーム描画方法及び描画装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、マスクやウェハ等の試料上にＬＳ
Ｉの微細パターンを形成するものとして、各種の電子ビ
ーム描画装置が用いられている。これらのうちで、可変
成形ビーム方式の電子ビーム描画装置は、描画スループ
ットを向上する上で極めて有効であり、今後の主流を成
すものとして期待されている。

【０００３】最近では、図１５に示すように、矩形状開
口を有する第１のアパーチャマスク５６と、２つの矩形
を４５度傾けて結合した多角形状の開口を有する第２の
アパーチャマスク５７を用いた可変成形ビーム方式の電
子ビーム描画装置が提案されてる（特公平６−９７６４
８号公報）。この装置では、第１及び第２のアパーチャ
マスク５６，５７の重なり部分αにより、矩形ビーム及
び直角三角形ビームを生成し、様々な図形に対し露光回
数を少なくしてスループットを向上させることができ
る。

【０００４】ところで、今後パターンの微細化が進むに
つれて、図１６に示すような、近接効果補正用のパター
ンの描画を頻繁に行うようになることが考えられる。現
行のアパーチャマスクでは、矩形及び直角三角形のみし
か１回の露光で描画できないので、図１６のような図形
の場合には、図１７（ａ）又は（ｂ）のように、図形を
分割して描画せざるを得ない。この場合、図１７におい
て、中心の矩形(1) に対して、８つの図形 (2)〜(9) が
回りに付随するため、大幅に処理時間がかかり、スルー
プットを低下させるという問題があった。また、図形デ
ータそのものもかなり増大することになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】パターンの微細化に伴
い描画精度を維持するために、近接効果補正用のパター
ンを描画することが考えられるが、近接効果補正用のパ
ターンは一般に複雑であり、矩形や直角三角形のビーム
の１ショットで描画することはできない。このため、近
接効果補正用のパターンを描画するには多数回のショッ
ト露光が必要であり、これが描画スループットを低下さ
せる要因となる。

【０００６】本発明は、上記の事情を考慮して成された
もので、その目的とするところは、近接効果補正パター
ンを効率良く描画することができ、描画スループットの
向上をはかり得る電子ビーム描画方法及び描画装置を提
供することにある

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（構成）上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。即ち本発明は、試料面上に所望
のパターンを描画する電子ビーム描画方法において、描
画に用いるパターンデータからコーナ部を自動的に検出
し、検出した各々のコーナに対して近接効果補正用のパ
ターンを露光することを特徴とする。

【０００８】また本発明は、少なくとも２枚のビーム成
形用アパーチャマスクを備え、これらのビーム成形用ア
パーチャマスクの電子光学的重なりにより成形された電
子ビームを試料上に照射して、試料に所望パターンを描
画する電子ビーム描画装置において、描画に用いるパタ
ーンデータからコーナ部を自動的に検出する手段と、検
出された各々のコーナに対する近接効果補正用の特殊な
図形形状の図形コードを入力する手段と、入力された図
形コードに応じた成形ビームを生成し、各々のコーナに
対して近接効果補正用のパターンを露光する手段とを具
備してなることを特徴とする。

【０００９】また本発明は、少なくとも２枚のビーム成
形用アパーチャマスクを備え、これらのビーム成形用ア
パーチャマスクの電子光学的重なりにより成形された電
子ビームを試料上に照射して、試料に所望パターンを描
画する電子ビーム描画装置において、描画すべきパター
ンのコーナに対する近接効果補正用の特殊な図形形状の
図形コードを入力する手段と、入力された図形コードに
応じた成形ビームを生成し、各々のコーナに対して近接
効果補正用のパターンを露光する手段とを具備してなる
ことを特徴とする。

【００１０】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) 近接効果補正用のパターンを１回のショットで露光
すること。 (2) 一方のビーム成形用アパーチャマスクの開口形状を
矩形に形成し、他方のビーム成形用アパーチャマスク
は、通常のパターンと近接効果補正用のパターンに対応
した形状の両方を発生できる開口形状に加工する。

【００１１】(3) 一方のビーム成形用アパーチャマスク
の開口形状を矩形に形成し、他方のビーム成形用アパ一
チャマスクは、２つの矩形を４５度の角度で接合しか
つ、その接合部及び、一方の矩形については、その接合
部と反対側の頂点を近接効果補正用の特殊なパターンに
対応した開口形状に加工したこと。

【００１２】(4) 一方のビーム成形用アパーチャマスク
の開口形状を矩形に形成し、他方のビーム成形用アパー
チャマスクは、２つの矩形の間に４５度回転した矩形が
あり、それと直交する方向のコーナには特殊な開口形状
を付与したこと。

【００１３】(5) ビーム成形用アパーチャマスクの開口
の大きさを可変にできるような構造にしたこと。 (6) コーナ部の検出に、パターンマッチング法を利用す
ること。

【００１４】（作用）本発明によれば、描画すべきパタ
ーンのコーナに対する近接効果補正用のパターンに相当
する成形ビームを形成できるようにしておき、コーナ部
をパターンマッチング等の手法により自動的に検出し、
検出した各々のコーナに対して近接効果補正用のパター
ンを少ないショット（例えば１回のショット）で露光す
る。これにより、例えば４つのコーナを有するパターン
では４回のショットで済み、近接効果補正用のパターン
を少ない露光回数で描画できるようになるため、描画ス
ループットが向上する。また、必要以上に小さい図形を
露光しなくて済むので、描画精度が向上する。さらに、
図形データそのものの増大もかなり抑えることが可能と
なる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係わる電子ビーム描画方法の処理手順を示す図である。

【００１６】設計データ１を基に描画２を行う通常の処
理に加え、展開回路３，コーナ検出回路４，特殊パター
ン発生回路５を用いて近接効果補正用のパターンを追加
露光するようになっている。ここでは、高速制御回路を
用いることでデュアルタイム処理を可能にしている。

【００１７】展開回路３では、設計データ１を適当な画
素を単位とするマップ上にパターン展開する。コーナ検
出回路４では、展開したパターンに５×５画素程度のウ
ィンドウを走査することにより、そのパターンがコーナ
部分であることを検知する。その検出は、以下のような
手法で可能となる。つまり、図２に示すような図形があ
った場合に、図３（ａ）〜（ｄ）に示すようなテンプレ
ートを全面に走査させていく。そうすると、図３（ａ）
のテンプレートでは図２の（ａ）のコーナを、図３
（ｂ）（ｃ）（ｄ）のテンプレートについては、それぞ
れ図２の（ｂ）（ｃ）（ｄ）のコーナを検出することが
できる。

【００１８】特殊パターン発生回路５では、図３の各テ
ンプレートがヒットした場合に、そのテンプレートに対
応する近接効果補正用の特殊な図形形状の図形コードが
入力され、図４（ａ）〜（ｄ）に示すような近接効果補
正用の特殊パターンを発生する。そして、図５に示すよ
うな近接効果補正用パターンを追加露光したパターンが
得られる。

【００１９】このように従来の本線系統と、新たに導入
した特殊パターンを発生させる回路からの出力の両方を
露光していくようにするわけである。なお、データ量が
膨大になることを党悟すれば、期待される展開結果につ
いては、ソフトウェア上で予め処理しておくことも可能
である。

【００２０】一方、後述する図９の(2)(3)(4)(5)や図１
２の(1)(3)のような近接効果補正用の図形を描画するた
めに必要な特殊な図形コードを直接入力可能にしておけ
ば、図１に示すような新たな制御回路を付加する必要は
なくなる。但し、この場合には設計データに予め近接効
果を加味しておかなければならず、設計データそのもの
のデータ量はコーナ検出回路を付加する場合に比べると
大幅に増大することになる。

【００２１】図６は、本発明の第１の実施形態に係わる
可変成形ビーム方式の電子ビーム描画装置の概略構成図
である。図中の１１は電子銃、１２は第１のビーム成形
用アパーチャマスク、１３は第２のビーム成形用アパー
チャマスク、１４，１５はコンデンサレンズ、１６はマ
スク１２のアパーチャ像をマスク１３上に結像するため
の投影レンズ、１７，１８は合成された成形アパーチャ
像を縮小するための縮小レンズ、１９は縮小された成形
アパーチャ像を試料面２０上に結像するための対物レン
ズである。

【００２２】また、図中の２１，２２は試料面２０上で
のビーム位置を制御するための偏向コイル、２３，２４
は偏向板、２５，２６は焦点補正及ぴ非点補正のための
補正コイル、２７はビームをＯＮ・ＯＦＦするためのブ
ランキング偏向板、２８，２９，３０はマスク１２のア
パーチャ像をマスク１３に対して位置合わせし、合成ア
パーチャの寸法形状を制御するための偏向器である。

【００２３】上述の基本構成は従来装置と同様であり、
本実施形態装置が従来装置と異なる点は、ビーム成形用
アパーチャマスクの開口形状にある。即ち、第１のアパ
ーチャマスク１２は図７（ａ）に示すように矩形である
が、第２のアパーチャマスク１３は、図７（ｂ）に示す
ように従来（図１５）のものに対して、右側の矩形をＴ
字型に変形した構造に形成されている。

【００２４】このような構成であれば、第１及び第２の
アパーチャマスク１２，１３の各アパーチャを図８に示
すように光学的に重ねることにより、図９の(2)(3)(4)
(5)のような図形がそれぞれ１回で露光できるようにな
る。つまり、これまでの構成では、９回露光しなければ
ならなかったものが、約半分の５回で済み、描画スルー
プットの低下を抑えることができる。また、１回の露光
面積が大きくなるため、微小図形故の描画精度の劣化を
防ぐ効果もある。

【００２５】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態を説明する。第１のアパーチャマスク１２の開
口の大きさが一定の場合、図９の(2)(3)(4)(5)の図形の
大きさに制約ができる。第１のアパーチャマスク１２の
開口の大きさをこれに合わせてしまうと、これまで扱っ
てきた矩形や直角三角形の大きさにも制約ができる。

【００２６】そこで本実施形態では、光近接効果補正用
のパターン専用の第３の矩形のアパーチャマスクを用意
する。つまり、光近接効果補正用のパターンを露光する
際には、第３のアパーチャマスクと第２のアパーチャマ
スク１３を組み合わせて露光するのである。このように
すれば、他の矩形や直角三角形の露光に影響を与えず
に、かつ近接効果補正用のパターンを効率良く露光でき
る。

【００２７】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態として、近接効果補正用のパターンの大きさを
可変にする場合について説明する。本実施形態では、矩
形状の開口を有するアパーチャマスクを、開口の大きさ
を可変にできるような形状にする。すると、図１０に示
すように様々な大きさに、近接効果補正用のパターンが
露光できることになる。

【００２８】なお、開口寸法が可変のアパーチャマスク
は、第１のアパーチャマスク１２であってもよいし、第
２の実施形態で説明したような第３のアパーチャマスク
であってもよい。また、アパーチャマスクの開口寸法を
機械的に変えるのではなく、２枚のアパーチャマスクの
電子光学的重なりで可変するようにしてもよい。

【００２９】また、本実施形態の場合、第２のアパーチ
ャマスク１３における開口長さＬを所望の長さに予め設
定しておけば、矩形開口のアパーチャマスクを図１１に
示すようにすることによって、前記図１６のパターンを
露光する際に、これを図１２に示すように分割して露光
できることが分る。こうなると、図１６のパターンを僅
か３回のショット露光で描画できることになる。なお、
この場合、矩形開口のアパーチャマスクを大きさ可変に
しなくとも、最初から図１１に示すような形状にしてお
けば、比較的簡単に実現できる。

【００３０】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。前記図１２のようにパターンを分
割して露光する際に、光近接効果補正用のパターンの大
きさを可変にしたい場合には、図１１に示すように、第
２のアパーチャマスク１３を７０を境界にして、開口長
さＬを可変にできるような構造にすればよい。

【００３１】また、第２アパーチャマスクの開口形状は
前記図７に何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。近接効果補正用のパターンは、マ
スクの製造プロセスを考慮した形状にする必要がある。
その多彩な要求に対しては、第２のアパーチャマスクの
開口を図１３や図１４のような形状にすることによっ
て、比較的簡単に対応できる。ここで、図１３と図１４
は共に開口部の９０度コーナ部に微小な矩形パターンを
一部重なるように付加したものであるが、各々において
９０度コーナに対する矩形パターンの回転角度が４５度
ずれている。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。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、描
画すべきパターンのコーナに対する近接効果補正用のパ
ターンに相当する成形ビームを形成できるようにしてお
き、コーナ部をパターンマッチング等の手法により自動
的に検出し、検出した各々のコーナに対して近接効果補
正用のパターンをそれぞれショット露光することによっ
て、近接効果補正用のパターンを効率良く描画すること
ができ、描画スループットの向上をはかることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係わる電子ビーム描画方法の処
理手順を示す図。

【図２】パターンの一例を示す図。

【図３】コーナを検出するためのテンプレートの例を示
す図。

【図４】近接効果補正のための追加パターンの例を示す
図。

【図５】図２に近接効果補正用のパターンを付加した例
を示す図。

【図６】第１の実施形態に係わる電子ビーム露光装置の
概略構成を示す図。

【図７】第１の実施形態におけるアパーチャマスクの構
成を示す図。

【図８】第１の実施形態におけるアパーチャの重なりを
示す図。

【図９】第１の実施形態おけるパターン分割露光の例を
示す図。

【図１０】第３の実施形態におけるアパーチャの重なり
を示す図。

【図１１】第３の実施形態におけるアパーチャの重なり
の別の例を示す図。

【図１２】第３の実施形態における分割露光の例を示す
図。

【図１３】本発明の変形例を説明するためのアパーチャ
マスクの構成を示す図。

【図１４】本発明の変形例を説明するためのアパーチャ
マスクの構成を示す図。

【図１５】従来のアパーチャマスクの形状を示す図。

【図１６】光近接効果補正用のパターンの一例を示す
図。

【図１７】図１６を分割露光する際の分割例を示す図。

【符号の説明】

１１…電子銃 １２…第１のアパーチャマスク １３…第２のアパーチャマスク １４，１５…コンデンサレンズ １６…投影レンズ １７，１８…縮小レンズ １９…対物レンズ ２０…試料面 ２１，２２…偏向コイル ２３，２４…偏向板 ２５，２６…制御コイル ２７…ブランキング偏向板 ２８，２９，３０…偏向器 ５６，５７…アパーチャマスク ７０…アパーチャマスクの分割境界線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料面上に所望のパターンを描画する電子
   ビーム描画方法において、描画に用いるパターンデータ
   からコーナ部を自動的に検出し、検出した各々のコーナ
   に対して近接効果補正用のパターンを露光することを特
   徴とする電子ビーム描画方法。
2. 【請求項２】前記近接効果補正用のパターンを１回のシ
   ョットで露光することを特徴とする請求項１記載の電子
   ビーム描画方法。
3. 【請求項３】少なくとも２枚のビーム成形用アパーチャ
   マスクを備え、これらのビーム成形用アパーチャマスク
   の電子光学的重なりにより成形された電子ビームを試料
   上に照射して、試料に所望パターンを描画する電子ビー
   ム描画装置において、 描画に用いるパターンデータからコーナ部を自動的に検
   出する手段と、検出された各々のコーナに対する近接効
   果補正用の特殊な図形形状の図形コードを入力する手段
   と、入力された図形コードに応じた成形ビームを生成
   し、各々のコーナに対して近接効果補正用のパターンを
   露光する手段とを具備してなることを特徴とする電子ビ
   ーム描画装置。
4. 【請求項４】少なくとも２枚のビーム成形用アパーチャ
   マスクを備え、これらのビーム成形用アパーチャマスク
   の電子光学的重なりにより成形された電子ビームを試料
   上に照射して、試料に所望パターンを描画する電子ビー
   ム描画装置において、 描画すべきパターンのコーナに対する近接効果補正用の
   特殊な図形形状の図形コードを入力する手段と、入力さ
   れた図形コードに応じた成形ビームを生成し、各々のコ
   ーナに対して近接効果補正用のパターンを露光する手段
   とを具備してなることを特徴とする電子ビーム描画装
   置。
5. 【請求項５】前記近接効果補正用のパターンを１回のシ
   ョットで露光することを特徴とする請求項３又は４記載
   の電子ビーム描画装置。