(57)【要約】【課題】可変成形電子ビーム露光方式には、矩形成形ビーム照射面積に比例して、電子ビーム中の電子間に働くクーロン反発に起因するビーム軌道の広がりとフォーカスずれが生じ、結果的にビーム集束位置のずれ即ちパターンサイズのズレを生ずるという根本的な誤差発生要因が存在する。【解決手段】内部矩形データの外縁部を取り囲むように、同一幅：Ｗを有する縁取り矩形：６４とほぼ同等のビーム面積となる中間接続矩形データ：６３を配置することにより、パターン外縁近傍に位置する中間接続矩形および縁取り矩形パターンサイズの設計寸法からの乖離、ひいてはパターン側面の微小凹凸の発生を抑制する事が出来る。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を用い設計レイアウトデータに基づいて露光パターンを描画する描画装置の描画パターンのデータ生成方法において、
設計レイアウトデータ中の任意角の辺または任意の曲線を含む任意角含有領域６１を抽出する任意角含有領域抽出ステップと、
前記任意角含有領域６１に対して、一又は複数の前記任意角含有領域６１の外縁に内接する内部矩形６２を抽出しその描画パターンデータを生成する内部矩形データ作成ステップと、
前記一又は複数の前記任意角含有領域６１の外縁に内接する内部矩形６２の外縁に内接する微小幅：Ｗの中間接続矩形６３を抽出して除き、前記内接する内部矩形６２を縮小した内部矩形６５および中間接続矩形６３の描画パターンデータを生成する中間接続矩形データ作成ステップと、
前記任意角含有領域６１から前記一又は複数の前記任意角含有領域６１の外縁に内接する矩形６２を除いた領域に対して、当該領域の外縁に内接しかつ前記一又は複数の前記任意角含有領域６１の外縁に内接する内部矩形６２に外接する一定幅：Ｗの微小矩形６４（縁取り矩形６４）を抽出しその描画パターンデータを生成する縁取り矩形データ作成ステップと、
前記縮小した内部矩形６５および中間接続矩形６３の描画パターンデータと縁取り矩形６４の描画パターンデータを用いて前記任意角含有領域６１の露光パターンを描画するステップと、
を有することを特徴とする描画パターンのデータ作成方法。
【請求項２】
前記描画パターンのデータは、全て可変成形ビーム用データとして作成することを特徴とする請求項１に記載する電子ビームを用いる描画装置に対する描画パターンのデータ生成方法。
【請求項３】
電子線を用いる描画装置であって、請求項１または請求項２のいずれか１項記載の描画パターンのデータ生成方法により当該描画装置の描画データを生成することを特徴とする電子線を用いる描画装置。
【請求項４】
電子線を用いる描画装置において描画パターンデータを生成するプログラムであって、請求項１乃至請求項２のいずれか１項記載の描画パターンのデータ生成方法を実行することを特徴とする描画パターンデータを生成するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスおよび光学素子の設計レイアウトデータから、電子ビーム描画装置で描画を実行する為に必要な描画データを作成する電子ビーム描画データ作成装置および方法に関し、特に、可変成形電子ビーム露光装置において、描画データを作成する装置および方法並びにそれらをコンピュータ上で実現するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信技術の発展に伴い、光通信用デバイスの開発が盛んに行われている。これら光通信用デバイスにおいて、各種機能素子を配線するための光配線技術および多数の光を合波、分波、スイッチするための光導波路技術は非常に重要な基盤技術である。
【０００３】
ここで、これらの光通信用デバイスに要求される主な特性は、低い光損失と屈折率の制御性である。上述の内、低い光損失を実現するためには、光導波回路を作製する際に光導波路側面に形成される微小な凹凸およびパターン要素間のズレに起因する光損失を抑えこむ必要がある。
【０００４】
また、これら光導波路に特徴的なのは、光を曲げるために円弧のような曲線パターンを多用することが挙げられる。
【０００５】
また、これら光通信用デバイスの製造には、ＣＭＯＳ等の半導体製造技術で培われた微細加工技術が使用されている。微細加工技術の内、フォトマスクを使用せず、パターンデザインから電子ビームによる直接描画を行う電子ビーム直接描画法は、フォトマスクコストおよびリードタイム短縮に寄与するため、研究開発用途等として、使用される機会が多い。
【０００６】
その中でも、可変成形電子ビーム露光方式は、マスクレス、比較的高速な描画速度、微細加工性能等により、少量生産や研究開発用途として使用されている。
【０００７】
従来、可変成形電子ビーム露光装置を用いて、斜め直線または任意の曲線を描画する際には、斜め部分を細い短冊状の微小矩形に分割し、その直線または曲線を近似して描画していた。このため、描画矩形数の増加による描画時間の増大と微小矩形を用いた曲線近似に起因するパターン輪郭の微小凹凸が問題となっていた。
【０００８】
この問題を解消するため、描画したいパターンデータに対して、矩形分解処理により任意角の直線または曲線の描画データを生成する方法が提案されている。
【０００９】
具体的な矩形分解処理として、図１において、台形テンプレート２および３の導入による曲線近似方法(特許文献１)、図２において、描画パターンの重なり部分４のエネルギー分布を利用して、微小凹凸を軽減する方法(特許文献２)、あるいは、図３および図４において、パターン内部構造５と外縁構造６とで描画方法をそれぞれ変更して描画の高速性と微小凹凸の軽減とを両立する方法(特許文献３および特許文献４)が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平5-114549  電子ビーム露光方法
【特許文献２】特開平6-20931  電子ビーム露光方法
【特許文献３】特開2008-292871  描画データの作成方法および描画方法
【特許文献４】特開平10-209000  電子ビーム描画装置およびパターン描画方法
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、可変成形電子ビーム露光方式には、矩形成形ビーム照射面積に比例して、電子ビーム中の電子間に働くクーロン反発に起因するビーム軌道の広がりとフォーカスずれが生じ、結果的にビーム集束位置のずれ即ちパターンサイズのズレを生ずるという根本的な誤差発生要因が存在する。
【００１２】
このビーム集束のずれによる描画されるパターンサイズの変化は、ビーム電流密度が一定の場合には、矩形成形ビーム照射面積にほぼ比例する。
【００１３】
この時、図５-１に示す様に、得ようとする設計データ５３に対し、大面積の描画矩形５１と微小面積の描画矩形５２が隣接しているようなパターン配置の場合、矩形データサイズに対する実パターンサイズの乖離つまり寸法誤差は、大面積パターンと微小面積パターンとでは、その値が異なる。
【００１４】
よって、実際に描画されたパターンの外縁図形は図５-２に示すように、大面積パターン部５４がより大きな面積として描画される為に、得ようとする設計データ５３に対して、その外縁部の凹凸が強調された状態となる。
【００１５】
従って、大小様々なパターンサイズが混在する矩形を用いた任意曲線の描画手法は、上述の誤差要因により、微小凹凸の軽減を実現する際の障害となっていた。
【００１６】
本発明は、このような問題を鑑み、可変成形ビーム露光装置を用い、平滑な任意曲線を描画可能とする電子ビーム露光用データ生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、まず次の描画データの作成および描画方法を提供する。
【００１８】
（１）電子線を用い設計レイアウトデータに基づいて露光パターンを描画する描画装置の描画パターンのデータ生成方法において、
設計レイアウトデータ中の任意角の辺または任意の曲線を含む領域６１を抽出する任意角含有領域抽出ステップと、
前記任意角含有領域に対して、一又は複数の前記任意角含有領域の外縁に内接する内部矩形６２を抽出しその描画パターンデータを生成する内部矩形データ作成ステップと、
前記一又は複数の前記任意角含有領域６１の外縁に内接する内部矩形６２の外縁に内接する微小幅：Ｗの中間接続矩形６３を抽出して除き、前記内接する内部矩形６２を縮小した内部矩形６５と中間接続矩形６３の描画パターンデータを生成する中間接続矩形データ作成ステップと、
前記任意角含有領域６１から前記一又は複数の前記任意角含有領域の外縁に内接する矩形６２を除いた領域に対して、当該領域の外縁に内接しかつ前記一又は複数の前記任意角含有領域の外縁に内接する内部矩形に外接する一定幅：Ｗの微小矩形６４（縁取り矩形）を抽出しその描画パターンデータを生成する縁取り矩形データ作成ステップと、
前記縮小した内部矩形６５と中間接続矩形６３の描画パターンデータと縁取り矩形６４の描画パターンデータを用いて前記任意角含有領域の露光パターンを描画するステップと、
を有することを特徴とする描画パターンのデータ作成方法。
【００１９】
上述の手段により、本発明では、大面積パターン部が直接的に露光パターン外縁に配置されることがなく、縁取り矩形とほぼ同等サイズの中間接続矩形により、微小凹凸が軽減されて平滑な任意曲線を描画することが可能となった。
【００２０】
本発明は、次に、
（２）前記描画パターンのデータは、全て可変成形ビーム用データとして作成することを特徴とする上に記載する電子ビームを用いる描画装置に対する描画パターンのデータ生成方法、
を提供する。
【００２１】
また本発明は、
（３）電子線を用いる描画装置であって、請求項１または請求項２のいずれか１項記載の描画パターンのデータ生成方法により当該描画装置の描画データを生成することを特徴とする電子線を用いる描画装置、
を提供する。
【００２２】
最後に、本発明は、
（４）電子線を用いる描画装置において描画パターンデータを生成するプログラムであって、請求項１乃至請求項２のいずれか１項記載の描画パターンのデータ生成方法を実行することを特徴とする描画パターンデータを生成するプログラム、
を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
従来の描画データ作成方法では、図８-１に示すように、大ビーム面積となる内部矩形データと小ビーム面積である縁取り矩形データの２種データの組み合わせにより描画データを生成している。
【００２４】
このため、図８-２に示すように、矩形成形ビーム照射面積に依存するフォーカスズレに伴うビームサイズの広がりにより、内部矩形データと縁取り矩形データの各々の設計寸法値からの乖離が異なっていることによるパターンサイズの設計寸法からの乖離、ひいては、パターン側面の微小凹凸の発生につながっていた。
【００２５】
しかしながら、本発明の描画データの作成方法によれば、図９に示すように、内部矩形データの外縁部を取り囲むように縁取り矩形とほぼ同等のビーム面積となる中間接続矩形データが存在することにより、パターン外縁近傍に位置する中間接続矩形および縁取り矩形パターンサイズの設計寸法からの乖離、ひいてはパターン側面の微小凹凸の発生を抑制する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】曲線近似方法の台形テンプレートによる矩形分解処理をあらわす図である。
【図２】エネルギー分布を利用した微小凹凸を軽減する方法の矩形分解処理をあらわす図である。
【図３】パターン内部構造と外縁構造とで描画方法をそれぞれ変更して描画の高速性と微小凹凸の軽減とを両立する方法の矩形分解処理をあらわす図である。
【図４】パターン内部構造と外縁構造６で描画方法をそれぞれ変更して描画の高速性と微小凹凸の軽減とを両立する方法の矩形分解処理をあらわす図である。
【図５】大小様々なパターンサイズが混在する矩形を用いた任意曲線の描画手法による微小凹凸の発生を模式化した図である。
【図６】本発明による描画データ生成方法による矩形分解処理の概要を模式化した図である。
【図７】本発明による描画データ生成方法の矩形分解処理の概要(ステップ)を表したフローチャートである。
【図８】大小様々なパターンサイズが混在する矩形を用いた任意曲線の描画手法による微小凹凸の発生を模式化した図である。
【図９】本発明による描画データ生成方法による矩形分解処理の結果を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明を実施する形態を、図６の矩形分割処理模式図と図７の描画データ生成方法のフローチャートを用いて説明する。
本発明では、上記課題を解決するために、任意角度の直線または任意の曲線を含む設計レイアウトデータ(図形データ)に対し、任意角を含む直線または任意曲線を含む図形データを抽出し(ステップ１)、これを以下に示す３つの部分への分割処理を施す。
【００２８】
まず、図６-１に示すように、任意角または任意曲線を含む図形データ６１の外縁に対し、パターンエッジ部分に影響を与えない範囲で内接する内部矩形６２を複数生成する(ステップ２)。
【００２９】
そののち、図６-２に示すように、複数の内部矩形６２の内部において、矩形：６２の外縁に対し内接する、微小幅：Ｗで形成される中間接続矩形６３を充てんする(ステップ３)。
これにより、パターン面積として大きい内部矩形：６２がそれより縮小した内部矩形６５と中間接続矩形６３とに分割される。
【００３０】
そののち、図６-３に示すように、任意角又は任意曲線を含む図形データ６１に内接し、かつ中間接続矩形６３の外周に対し微小幅：Ｗで縁取るように縁取り矩形６４を生成する（ステップ４）。
【００３１】
上述の手法により生成された描画データ：図６-３は、微小凹凸を減らしたい任意角を含む直線または任意曲線の外縁領域において、パターン面積として大きい内部矩形６２がそれより縮小した内部矩形６５に変更されて、任意角の直線または任意曲線の外縁に直接露出することなく、すべての外縁が同一幅：Ｗで形成される中間接続矩形６３または、縁取り矩形６４で充てんされる。
【００３２】
このように準備された描画データにより描画を実行する(ステップ５)と、可変成形電子ビーム露光方式に特有の矩形データサイズに依存するパターンサイズ誤差に起因するパターン外縁の凹凸の発生を抑制されるので、より平滑な任意角直線または任意曲線を描画する方法を提供することができる。
【実施例１】
【００３３】
図７に本発明の描画データの作成方法および描画方法の実施形態を示す。
任意角領域抽出部１(ステップ１)は、設計データから任意角を含む直線または任意曲線を含む領域６１を抽出する。
【００３４】
内部矩形データ作成部２(ステップ２)は、予め指定された最小グリッドの範疇で、ステップ１で抽出した任意角領域に内接される矩形を内部矩形データ６２として一つまたは複数生成する。
【００３５】
中間接続矩形データ作成部３(ステップ３)は、ステップ２で生成された内部矩形の外縁に対し、予め指定された幅：Ｗを有する中間接続矩形データ６３を生成する。
これにより、パターン面積として大きい内部矩形６２がそれより縮小した内部矩形６５と中間接続矩形６３とに分割される。
【００３６】
縁取り矩形データ作成部４(ステップ４)は、設計データからステップ２で生成された内部矩形データを差し引いた領域に対し、予め指定されたパターン幅：Ｗの微小矩形を敷き詰めて、設計データのパターンエッジ部分を微小幅：Ｗで表現したパターンエッジ(縁取り矩形)データ６４を生成する。
【００３７】
パターン描画実行部５(ステップ５)は、縮小したパターン内部矩形データ６５、縁取り矩形データ６４および中間接続矩形データ６３を用い、描画を実行する。
実際に本発明の描画データの作成方法を適用した場合によれば、各図形の凡その寸法は、内部矩形６２又は６５は短辺：〜５００ｎｍ／長辺：〜５００ｎｍ、中間接続矩形６３は短辺：２０ｎｍ／長辺：〜１００ｎｍ、縁取り矩形６４は短辺：２０ｎｍ／長辺：〜５０ｎｍ、に収まり、中間接続矩形６３と縁取り矩形６４は、ほぼ同等のビーム面積となった。
このようにしてパターン外縁近傍に位置する中間接続矩形６３と縁取り矩形６４双方のパターンサイズの設計寸法からの乖離ひいてはパターン外縁の微小凹凸の発生を抑制することが出来た。
【実施例２】
【００３８】
実施例１で説明した描画パターンのデータ生成方法において、全て可変成形ビーム用データとして作成することができ、この描画データ生成方法の特徴が、マスクレス、比較的高速な描画速度、微細加工性能等により、少量生産や研究開発用途向きの可変成形電子ビーム露光方式において好適に生かされる。
【実施例３】
【００３９】
実施例１で説明した描画パターンのデータ生成方法は、電子線を用いる描画装置において実施でき、この描画データ生成方法の特徴が好適に生かされる。
【実施例４】
【００４０】
実施例１で説明した描画パターンのデータ生成方法は、電子線を用いる描画装置におけるプログラムの形態で機能するときは、この描画データ生成方法の特徴が好適に生かされる。
【符号の説明】
【００４１】
１    斜め直線
２    台形テンプレート
３    台形テンプレート
４    描画パターンの重なり部分
５    高精細描画
６    細かなグリッドで表現されたパターンエッジ部分
５１  領域に内接する内部矩形
５２  縁取り矩形
５３  設計データ
５４  実際に露光される矩形
６１  任意角含有領域
６２  任意角含有領域に内接する内部矩形
６３  中間接続矩形
６４  縁取り矩形
６５  縮小した内接する内部矩形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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