JPS63199421A

JPS63199421A - 荷電ビ−ム描画方法

Info

Publication number: JPS63199421A
Application number: JP62032718A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ikenaga; 修池永; Susumu Watanabe; 進渡辺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-16
Filing date: 1987-02-16
Publication date: 1988-08-17
Also published as: US4878177A

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上に高速・高精度に描画するための
描画方法に係わり、特に描画精度の低下を招く過小図形
の発生を低減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
パターンデータは、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、上記設計パターンデータを前記単位描画領域毎
の多角形データ群に分割して、例えば第７図（ａ）に示
す多角形７１．〜，７４とし、この図形相互の重畳部７
５ａ、７５ｂを除去するために輪郭化処理を施して、同
図（ｂ）に示す多角形７６を生成する。そして、電子ビ
ーム描画装置として受は容れ可能な矩形・台形をはじめ
とする基本図形群に対し、図形数を最小で生成すべく上
記多角形７６の頂点を通過する座標軸、例えばＹ軸に平
行な線分で図形分割を行い、第７図（Ｃ）に示す基本図
形７７ａ、〜、７７ｑを生成する。

このような工程により、前記ＬＳＩに係わる描画パター
ンデータを生成し、該データを記憶媒体に蓄積している
。

そして、上記描画パターンデータを単位描画領域毎に読
出して一時的にパターンデータバッファに蓄わえ、この
データを解読し前記ビーム成形手段によって形成可能な
第７図１）に示す描画単位図形群に分割する。この図形
データを基に、前記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、このような工程で描画処理する場合、次
のような問題があった。即ち、２枚のビーム成形用アパ
ーチャの絹合せによりビーム形状及び寸法を制御し、こ
の成形ビームを試料上に照射して所望パターンを描画す
る際、前記基本図形に外接する仮想的な矩形の一辺に描
画単位図形の一辺として許容し得る最小長（ビームのだ
れ等に起因して生じる）に満たない過小辺が存在すると
、この過小辺を含む基本図形７７Ｇ、７７ｅから生成さ
れる描画単位図形群７８．７９は過小図形となる。そし
て、この過小図形となる描画単位図形群７８．７９では
、照射するビームの電流密度が他の図形に較べて不足す
る。このため、描画単位図形群７８．７９におけるビー
ム照射色が不充分となり、パターンが途切れたりパター
ンが消滅する等、パターン品質が著しく低下することに
なる。

なお、上述の如く問題は、今後ＬＳＩ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益々重要な問題
となる。また、電子ビームの代りにイオンビームを用い
た描画方法にあっても、同様の問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来、描画単位図形の一辺として許容し得る
最小長に満たない過小辺が存在すると、この過小辺を含
む基本図形の部分でパターンが途切れたり消滅したりし
て、描画パターンの精度低下を招く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、過小辺を含む基本図形をなくし、過小
図形となる描画単位図形の発生を低減することができ、
描画パターンの精度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、パターンの品質低下を招く過小図形と
なる描画単位図形を発生する過小辺を含む基本図形を低
減した基本図形群を生成し、該図形を基に生成される描
画パターンデータにより描画処理に供することにある。

即ち本発明は、荷電ビームを用いてＬＳＩパターンを形
成するに際し、形成すべきパターンを所定の基本図形に
分割し、該基本図形を少なくとも２枚のビーム成形用ア
パーチャを有するビーム成６一形手段により形成し得る描画単位図形に分割し、該描画
単位図形の集まりとして所望パターンを描画する荷電ビ
ーム描画方法において、前記形成すべきパターンを、該
パターンの頂点を通るＸ方向若しくはＹ方向に平行な線
分で分割して基本図形群を生成し、それぞれの基本図形
に外接する仮想的な矩形の一辺に前記描画単位図形の一
辺として許容し得る最小長に満たない過小辺が存在する
か否かを判定し、過小辺ありと判定した場合に該過小辺
を含む基本図形を隣接する他の基本図形と融合処理し、
融合した基本図形を該図形の頂点を通る前記分割線分と
相反するＹ方向若しくはＸ方向に平行な線分で図形分割
して新たな基本図形を生成するようにした方法である。

（作用）本発明によれば、ビーム照射量の不足によりパターンの
品質低下を招く過小図形となる描画単位図形を発生する
過小辺を含む基本図形を低減することができる。そして
、この過小図形の発生を低減した描画パターンデータに
基づいて描画処理することにより、図形相互のビーム照
射量の均一化をはかることができ、その結果として形成
されるＬＳＩパターンの精度向上をはかることが可能と
なる。さらに、この描画方法は、今後のＬＳＩの急速な
進歩に伴うパターンの微細化及び高集積化に際し、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施例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図である。図中１０は試料室であ
り、この試料室１０内には半導体ウェハ等の試料１１を
載置したテーブル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（紙面左右方向
）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２０が配設され
ている。この光学系２０は、電子銃２１、各種レンズ２
２〜２６、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
査用の副偏向器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
り所定の副偏向領域（サブフィールド）に位置決めし、
副偏向器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、全描画
領域を短冊状に分割した描画領［（フレーム）について
描画処理する。さらに、デープル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し、所望領域全体を描画処理
するものである。

一方、制御計算１ｆｉ４０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
描画パターンデータが格納されている。

−〇− 磁気ディスク４１から続出された描画パターンデータは
、前記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。

データバッファ部４２に格納されたフレームｆＲ１ｉ１
゜毎のパターンデータ、つまり描画位置及び上記基本図
形を表わす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４
７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、上記描画パタ
ーンデータを基に描画単位図形を生成し、該図形からブ
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２０のビーム寸法可変用偏向器３
２に所定の偏向信号が印刷され、これにより電子ビ−ム
の寸法及び形状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４４では、上記描画パターン
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、パターンデータデコ
ーダ４３で生成された描画単位図形情報を基に副偏向器
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、副偏向器ドライバ
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、上述の如く描画処理に供される描画パターンデー
タの生成工程について説明する。第２図は描画処理を行
うための描画パターンデータの生成工程を示すものであ
り、第３図はこの生成工程に係わる図形体系を示すもの
である。

ＬＳＩのパターンは通常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算機により描画パター
ンデータに変換される。そして、この描画パターンデー
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
、前記第７図（ａ）に示すようにパターンが多角形７１
．〜，７４により構成され、図中７５ａ、７５ｂに示す
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。

このような形式の設計パターンデータな電子ビーム描画
装置で許容し得るデータとするため、ホスト計算機で前
記第７図（ｂ）に示すように図形の輪郭化処理を施し、
ビームの多重露光領域を除去して多角形図形７６とする
。続いて、前記第７図（Ｃ）に示すような従来手法によ
り、前記基本図形への分割を行い描画パターン７７ａ、
〜。

７７Ｇを生成する。なお、上記図形は、前記サブフィー
ルド領域への分割が行われた後の図形体系である。

このように生成した描画パターン中に７７Ｇ。

７７ｅのように仮想的に外接した矩形の一辺に前記過小
辺を含む基本図形（過小図形となる描画単位図形を発生
する基本図形）が存在する場合、第１ステツプとして第
３図（ａ）に示すように基本図形７７０．７７ｅとその
右側に隣接する基本図形７７ｄ、７７ｆとの融合処理を
行い、多角形５１．５２を生成する。この図形を従来手
法と相反する分割線分Ｘで図形の頂点を通る如く図形分
割して、更に第４図に示す台形表現と合致すべく図形分
割を行い、第３図（ｂ）に示す如く新たな基本図形５１
ａ、　〜、５１ｆ及び５２ａ、　〜。

５２ｃとする。

しかし、図中５１ｃ、５１ｄ、５２ｂ、５２ｃに過小辺
を含む基本図形が存在し、この図形処理が過小図形の低
減に有効でないと判断し、第２ステツプとして図形形状
を再び前記第７図（Ｃ）に示す図形体系とし、図形７７
Ｇ、７７ｅの左側に隣接する図形７７ｂ、７７ｄと融合
して第３図−１３＝（Ｃ）に示す多角形５３．５４を形成する。そして、こ
の図形を上記第１ステツプと同様にして台形分割し、第
３図（ｄ）に示す如く新たな基本図形５３ａ、　〜、５
３ｄ及び５４ａ、５４ｂを生成する。

かくして前記基本図形７７’ｅに発生する過小図形は解
消されたが、前記基本図形７７ｃについては新たに過小
図形を発生する基本図形５３ａ。

５３ｂが生じてしまう。そこで、第３ステツプとして基
本図形５３ａ、〜、５３ｄを元の図形７７ｂ、７７ｃに
戻し第３図（ｅ）に示す図形体系とする。そして、過小
図形を発生する基本図形７７Ｃとその左右に隣接する基
本図形５４ａ、５４ｂ。

７７ｂとの融合を行い、第３図（ｆ）に示す多角形５５
を作り出し、該図形を図形の頂点を通るＸ線分で分割し
て図形５５ａ、〜、５５ＣＬ／、更に第４図の台形表現
を可能とする図形分割を施し５５ｄ、〜、５５１を生成
することにより、過小辺のない（過小図形を発生しない
）基本図形群にすることができる。

上述のような処理工程により生成した基本図形群は、第
５図に示すように図形形状を示す図形種別コード６１．
ビーム照射量６２．ビームの照射位置を示す描画位置６
３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ＬＳ
Ｉの描画パターンデータを構築し、この描画パターンデ
ータを前記ディスクに４１に格納し、描画処理に供する
ことにより第６図に示すような過小図形を含まない描画
単位図形の集まりとして描画することができ、極めて高
精度なＬＳＩパターンの形成が可能゛　である。

このように本実施例方法によれば、Ｙ線分で図形分割し
て得られた基本図形群に過小辺を含む基本図形が存在す
る場合、該過小辺を含む基本図形を隣接する他の基本図
形と適宜融合処理し、これをＸ線分で再度図形分割して
新たな基本図形を作成することにより、過小辺を含まな
い（過小図形を発生しない）基本図形群を得ることがで
きる。

このため、図形相互間のビーム照射量の均一化をはかる
ことができ、その結果として形成されるＬＳＩパターン
の精度向上をはかることができる。

従って、今後のＬＳＩの急速な進歩に伴うパターンの微
細化及び高集積化に対して、極めて有効な効果を発揮す
る。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
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図に何等限定されるもの
では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荷電ビームに対し
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
い。

［発明の効果］以上詳述したにうに本発明によれば、描画処理に供され
る描画パターンデータを構成する基本図形群において、
過小辺を含む基本図形を低減することができ、これによ
り過小図形の発生を低減することが可能となり、ＬＳＩ
パターンの高精度化をはかり得る。

【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ず模式図、第４図は描画
図形を台形で表規した模式図、第５図は描画データの構
造を説明するための模式図、第６図は描画される図形体
系を示す模式図、第７図は従来の問題を説明するための
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
、５１、〜，５５−・・多角形、５１ａ、　〜、５１ｆ
。５２ａ、　〜、５２ｃ、５３ａ、　〜、５３ｄ、５４ａ
、５４ｂ、５５ａ、　〜、５５　ニーＭ本図形、５１ｃ
、５１ｄ、５２ｂ、５２ｃ、５３ａ、５３ｂ・・・過小
辺を含む基本図形。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図（ｂ）第３図（１）（ｃ）（ｄ）第３図（２）特開口、’ｉ６３−１９９４２１（７）（ａ）（ｃ）（ｂ）第７図（１）（ｄ）第７図（２）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）荷電ビームを用いてＬＳＩパターンを形成するに
際し、形成すべきパターンを所定の基本図形に分割し、
該基本図形を少なくとも２枚のビーム成形用アパーチャ
を有するビーム成形手段により形成し得る描画単位図形
に分割し、該描画単位図形の集まりとして所望パターン
を描画する荷電ビーム描画方法において、前記形成すべ
きパターンを、該パターンの頂点を通るＸ方向若しくは
Ｙ方向に平行な線分で分割して基本図形群を生成し、そ
れぞれの基本図形に外接する仮想的な矩形の一辺に前記
描画単位図形の一辺として許容し得る最小長に満たない
過小辺が存在するか否かを判定し、過小辺ありと判定し
た場合に該過小辺を含む基本図形を隣接する他の基本図
形と融合処理し、融合した基本図形を該図形の頂点を通
る前記分割線分と相反するＹ方向若しくはＸ方向に平行
な線分で図形分割して新たな基本図形を生成するように
したことを特徴とする荷電ビーム描画方法。
（２）前記過小辺を含む基本図形を隣接する他の基本図
形と融合処理するに際し、左右に隣接した図形、上下に
隣接した図形及びそれらを組み合わせた図形を選択的に
融合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。