JPS63127532A - 荷電ビ−ム描画方法 - 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、ＬＳＩ等の半導体集積回路のパターンをマス
クやウェハ等の試料に高速・高精度に描画するための荷
電ビーム描画方法に係わり、特にフレーム領域Ａ域の大
きさを可変にした荷電ビーム描画方法に関する。

（従来の技術） 近年、ＬＳＩのパターンは益々微細かつ複雑になってお
り、このようなパターンを形成する装置として電子ビー
ム描画装置が用いられている。

この装置を用いて所望のパターンを描画する場合、ＣＡ
ＤをはじめとするＬＳＩの設計ツールで生成される設計
データは、通常そのままの形式では上記描画装置の描画
データとして用いることができない。その理由は、 ■　設計データは一般に多角形で表現されているのに対
し、電子ビーム描画に供されるデータは台形若しくは矩
形といった基本的な形状しか許されない。

■　図形間に重なりがあると、多重露光となってしまい
描画精度が悪くなる。

■　電子ビーム描画に供されるデータは、描画処理を行
う単位描画領域に分割されている必要がある。

ということに起因している。

従って、上記設計データを例えば輪郭化処理を滴して多
重露光の除去を行い、その後ビームの偏向領域により決
定する固有の単位描画領ｔＵ（フレーム領１ｉ１）毎の
矩形０台形等の基本図形や描画単位図形に分割すること
により、電子ビーム描画装置にとって許容しろる図形デ
ータにするという工程によって、集積回路に係わる描画
パターンデ−タを生成して記憶媒体に蓄積している。そ
して、該描画パターンデータを上記フレーム領域毎に読
出して一時的にパターンデータバッファに蓄え、このデ
ータを解読しながらビーム偏向手段によりビーム位置及
びビーム形状を制御して所望パターンの描画処理が行わ
れる。

しかしながら、こ、の種の方法にあっては次のような問
題があった。即ち、前記フレーム領域毎の描画パターン
データ（フレーム情報）を生成するに際して、ビーム偏
向手段で偏向可能な最大の領域となるようフレーム領域
を設定してデータ生成を行うため、・パターン密度の高
い領域では前記パターンデータバッファに上記フレーム
情報が格納しきれず描画不能に陥ってしまい、前記単位
描画領域を小さくして再度データ生成を行う工程が必要
となる。また、上記工程でデータの再生成を行い描画処
理に供する場合には、パターン密度の疎な領域について
も無駄にフレーム領域が小さく設定され、描画時間の増
大を招くことになる。

以上の結果として、電子ビーム描画装置の稼動率を低下
させると共に、ＬＳＩの生産性が低下してしまう等の問
題があった。また、上記のような問題は、今模しＳＩの
急速な進歩でパターンの微細化及び集積度の向上により
、上記電子ビーム描画装置で描画されたＬＳＩパターン
に対する信頼性向上及び装置の稼働率を高める上での大
きな問題となる。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来、フレーム領域４域を大きく設定すると
、パターン密度の高い領域ではデータバッファ部にパタ
ーンデータが格納しきれず描画不能に陥る。逆に、フレ
ーム領域を小さく設定すると、描画時間の増大をｔａ　
＜ことになり、スルーブツトが低下すると云う問題があ
った。また、上記の問題は電子ビーム描画方法に限るも
のではなく、イオンビームを用いて試料上に所望パター
ンを描画するイオンビーム描画方法についても同様に言
えることである。

本発明は上述した事情を考慮してなされたちので、その
目的とするところは、データバッファ部のオーバフロー
やフレーム分割数の増大をｔｎ　＜ことなく、フレーム
領域をＲ適に設定することができ、描画速度の向上及び
スループッ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。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の骨子は、フレーム領域に係わる描画パターンデ
ータを一時的に蓄えるデータバッファ部のデータ格納サ
イズに応じて、フレーム領域の大きさを設定してデータ
生成を行い、該パターンデータの集まりとして集積回路
のチップデータを構築して描画処理に供することにある
。

即ち本発明は、集積回路のチップデータを記憶媒体に蓄
積しておき、集積回路のチップ領域を所定の幅に分割し
たフレーム領域のパターンデータを上記記憶媒体から読
出してデータバッファ部に一時的に蓄え、データバッフ
ァ部に蓄積されたパターンデータを読出しデータ解析部
により解読してビーム偏向情報を得、このビーム偏向情
報に応じて試料上に荷電ビームを照射することにより該
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、前記集積回路の設計パターンデータから前記フ
レーム単位の描画パターンデータであるフレーム情報を
生成するに際し、前記ビームの最大偏向幅より小さく且
つ前記データバッフ２部に格納し得るフレーム情報が最
大となるようにフレーム領域を決定し、該フレーム情報
の集りとして前記チップデータを構成するようにした方
法である。

（作用） 上記方法であれば、記憶媒体に蓄積されたチップデータ
を基にＩＦＪ画処理を行う場合、記憶媒体から７レ一ム
単位のパターンデータであるフレーム情報を一時的に蓄
えるデータバッファ部のバッファサイズに応じてフレー
ム領域の大きさを設定してデータ生成を行うことにより
、上記フレーム領域に係わるパターンデータが上記、デ
ータバッファ部に格納できず、データの再生成を行う工
程が不要となる。また、データバッファ部のメモリ８邑
を最大限に有効活用して描１１ｉ処理に要する時間を短
縮することができる。その結果として、荷電ビーム描画
装置の稼働率を高めると共に、ＬＳＩの生産性を向上さ
せることが可能となる。さらに、上記の描画方法は、今
後のＬＳＩの急速な進歩に伴うパターンのｒａｍ化及び
高集積化に、より有効な効果を発揮すると期待される。

（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実流例によって説明する。

第１図は本発明の一実茄例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図である。図中１０は試料！であ
り、この試料〒１０内には半導体ウェハ等の試料１１を
装置したテーブル１２が収容されている。テーブル１２
は、テーブル駆動回路１３によりＸ方向（ｖＡ面左左右
方向及びＹ方向（紙面表裏方向）に駆動される。そして
、テーブル１２の移動位置は、レーザ測長計等を用いた
位置回路１４により測定されるものとなっている。

試料室１０の上方には電子ビーム光学系りが配設されて
いる。この光学系ユは、電子銃２１゜各種レンズ２２〜
２６．ブランキング用偏向器３１、ビーム寸法可変用偏
向器３２．ビーム走査用の主偏向器３３．ビーム走査用
のｆｆ’ｌ　（！ｉｉ向器３４及びビーム成形アパーチ
ャ３５．３６等から構成されている。そして、主偏向器
３３により所定の副偏向器ｌ１１（サブフィールド）に
位置決めし、１ｉｉｌｌ偏向器３４によりサブフィール
ド内での図形描画位置の位置決めを行うと共に、ビーム
寸法可変用偏向器３２及び成形アパーチャ３５．３６に
よりビーム形状を制御し、テーブル１２を一方向に連続
移動しながら単位描画領域（フレーム）を描画処理する
。ざらに、テーブル１２を連続移動方向と直交する方向
にステップ移動し、上記の処理を繰返して各フレーム領
域を順次描画するものとなっている。

一方、制御計算ｔ１４０には磁気ディスク（記憶媒体）
４１が接続されており、このディスク４１にＬＳＩのチ
ップデータが格納されている。磁気ディスク４１から読
出されたチップデータは、単位描画領域であるフレーム
領域毎にパターンメモリ（データバッファ部）４２に一
時的に格納される。データバッフ７部４２に格納された
フレーム領域毎のパターンデータ、つまり描画位置及び
描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、データ
解析部であるパターンデータデコーダ４３及び描画デコ
ーダ４４により解析され、ブランキング回路４５．ビー
ム成形器ドライバ４６．主偏向器ドライバ４７及び副偏
向器ドライバ４８に送られる。

即ち、パターンデータデコーダ４３では、上記データに
基づいてブランキングデータが作成され、このデータが
ブランキング回路４５に送られる。

さらに、希望するビーム寸法データが作成され、このビ
ーム寸法データがビーム成形器ドライバ４６に送られる
。そして、ビーム成形器ドライバ４６から前記光学系２
０のビーム寸法可変用偏向器３２に所定の偏向信号が印
加され、これにより電子ビームの寸法が制御されるもの
となっている。

また、描画データデコーダ４３では、上記データに基づ
いてサブフィールドの位置決めデータが作成され、この
データが主偏向器ドライバ４７に送られる。そして、主
偏向器ドライバ４７から前記光学系の主偏向器３３に所
定の信号が印加され、これにより電子ビームは指定のサ
ブフィールド位置に偏向走査される。さらに、描画デー
タデコーダ４４では副偏向器走査のコントロール信号が
発生され、この信号が副偏向器ドライバ４８に送られる
。そして、ｉｖＩ　（Ｉａ向器ドライバ４８から副偏向
器３４に所定の副偏向信号が印加され、これによりサブ
フィールド毎での描画が行われるものとなっている。

次に、上記構成された装置を用いた電子ビーム描画方法
について説明する。描画処理を行なうためのデータの生
成工程を示したのが第２図である。

ＬＳＩのパターンはＣＡＤシステムにより設計され、設
計パターンデータはホスト計ｎ機により描画データに変
換される。そして、この描画データを読出して電子ビー
ム描画が行われることになる。

ここで、ＣＡＤシステムにより設計されるデータは、通
常は第３図（ａ）に示すようにパターンが多角形５１．
５２により構成され、さらに５３で示されるようなパタ
ーン同志の重なりが存在するようなデータ体系となって
いる。

このような形式のＬＳＩデータを電子ビーム描画装置で
許容し得るデータとするため、ポスト計算機で第３図（
ｂ）に示すように図形の輪郭化処理を滴しビームの多重
露光領域の除去を行う。続いて、第３図（Ｃ）に示すよ
うな前記サブフィールド領域５４．５５への分割を行い
、さらに同図（ｄ）（ｅ）に示す如く前記ビーム成形手
段により成形可能な単位描画図形■〜■に分割する。

これにより、第４図に示すように図形形状を示す図形の
種類６１．ビーム照射ｍ６２．ビームの照射位置を示す
図形位Ｍ６３及び図形サイズ６４で構成される描画図形
情報からサブフィールド情報を生成し、該情報の集合体
としてフレーム情報を生成する。さらに、フレーム情報
の集合体としてＬＳＩのチップデータを構築し、このチ
ップデータを前記ディスク４１に格納する。この場合、
第５図（ａ）に示すＬＳＩのチップ領域７ｏはパターン
密度の高い領域７２ａ、７２ｂとパターン密度の低い領
［７１で構成され、上記領域７２ａ。

７２ｂに係わるサブフィールド情報はデータサイズが大
きく、上記領域７１に係わるサブフィールド情報のデー
タサイズは小さいものとなる。

そこで、該サブフィールド情報を集めて前記フレーム情
報を＃ｌ築するに際し、第５図（ｂ）に示す如くパター
ン密度の疎〜密な領域に応じてパターン密度の比較的疎
な領域８０ａ、８０ｏでは、前記主・副偏向器３３．３
４の組み合わせで偏向可能な最大幅をフレーム幅８１ａ
、８１ｑとしてフレーム情報を構築して、パターン密度
が密になるにつれて上記フレーム情報が前記パターンメ
モリ４２に格納しきれなくなる。そこで、パターンメモ
リ４２に格納可能な最大データサイズとなるようフレー
ム幅８１ｂ乃至８１ｆを設定して該フレーム情報を構築
して、該フレーム情報により生成された描画パターンデ
ータで描画処理を行う。

これにより、パターンメモリ４２のオーバーフローを未
然に防止することができ、更にフレーム領域の描画処理
の前後に必要なテーブルのステップ移動時間を最小に抑
制することができ、その結果として描画処理のスルーブ
ツト向上をはかることができる。

かくして本実施例方法によれば、パターンメモリ４２を
常に最大蓄積容量で使用することになり、パターンメモ
リ４２のオーバフローを未然に防止し得ると共に、フレ
ーム分割数を少なくすることができる。このため、テー
ブル１２のステップ移１１１ｒｇｆ間を最小に抑制する
ことができ、描画スルーブツトの大幅な向上をはかるこ
とができる。また、装置自体は従来のものをそのまま用
いることができ、フレーム情報の作成工程を変更するの
みで容易に実現し得る等の利点がある。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでなく
、そ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。例えば、前記チップデータを格納するもの
としては、磁気ディスクに限るものではなく、磁気テー
プその他の記憶媒体を用いることができる。また、電子
ビーム描画装置の構成は第１図に同等限定されるもので
なく適宜変更可能である。また、本実施例では電子ビー
ムを例にとり説明したが、ビームも電子ビームに限定さ
れることなくイオンビームを含むｖＪｆｆｉビームに対
し適用可能である。さらに、描画方式についても主・副
偏向を組み合わせた２段偏向方式の他１段偏向方式でも
良く、可変成形ビームを用いたショット方式の他円形ビ
ームを用いた走査方式についても適用可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、描画処理における
無駄時間を最小限に抑制し、描画速度の向上をはかり、
荷電ビーム描画装置の稼動率を高めると共に、ＬＳＩの
生産性向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実７１！！例方法に使用した電子ビ
ーム描画装置を示す概略構成図、第２図は描画パターン
データの生成工程を示す模式図、第３図は描画パターン
データを生成するまでの図形分割を示す模式図、第４図
は描画データの構造を説明するための模式図、第５図は
しＳｌのチップ領域をフレーム領域に分割する様子を示
す模式図である。 １０・・・試料室、１１・・・試料、１２・・・テーブ
ル、２０−・・電子光学系、２１・・・電子銃、２２．
〜。 ２６・・・レンズ、３１．〜，３４・・・偏向器、３５
゜３６・・・ビーム成形アパーチャ、４０・・・制御計
算機、４１・・・磁気ディスク（記憶媒体）、４２・・
・パターンメモリ（データバッファ部）、４３・・・パ
ターンデータデコーダ、４４・・・描画データデコーダ
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武り 第　１悶 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）集積回路のチップデータを記憶媒体に蓄積してお
   き、集積回路のチップ領域を所定の幅に分割したフレー
   ム領域のパターンデータを上記記憶媒体から読出してデ
   ータバッファ部に一時的に蓄え、データバッファ部に蓄
   積されたパターンデータを読出しデータ解析部により解
   読してビーム偏向情報を得、このビーム偏向情報に応じ
   て試料上に荷電ビームを照射することにより該試料上に
   所望パターンを描画する荷電ビーム描画方法において、
   前記集積回路の設計パターンデータから前記フレーム単
   位の描画パターンデータであるフレーム情報を生成する
   に際し、前記ビームの最大偏向幅より小さく且つ前記デ
   ータバッファ部に格納し得るフレーム情報が最大となる
   ようにフレーム領域を決定し、該フレーム情報の集りと
   して前記チップデータを構成することを特徴とする荷電
   ビーム描画方法。
2. （２）前記フレーム情報は、主偏向手段により位置決め
   し、且つ副偏向手段により所望パターンが描画されるサ
   ブフィールド領域の描画パターンデータを生成したサブ
   フィールド情報の集りとして構成され、該データに基づ
   いて描画処理することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の荷電ビーム描画方法。
3. （３）前記試料はＸ−Ｙ方向に移動可能なテーブル上に
   載置されており、このテーブルを連続的に移動しながら
   、前記ビーム偏向手段を駆動して描画処理することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷電ビーム描画方
   法。