(57)【要約】【課題】マルチビーム型電子線描画では、描画データを発生する超高速回路が大規模となり、コスト面で大きな問題がある。【解決手段】制御用計算機６２は描画の単位領域である主フィールドの寸法を、描画対象ＬＳＩの配列ピッチの整数分の１に設定し、デー発生回路６４から電子ビーム対応に記憶される描画データはストライプ単位に１チップのデータのみとし、このデータを繰り返し読み出してストライプを描画する。さらに、各々の電子ビーム毎に二面バッファで描画データを記憶する記憶回路６６を設け、一方のバッファのデータで繰り返しＬＳＩを描画している間に、他方のバッファに次の描画ストライプのデータを準備する。描画データ発生回路の要求速度を大幅に低速化できる。【選択図】　図１
2004063870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の電子ビームを用いて試料面にチップパターンを描画するマルチビーム型電子線描画方法において、
前記電子ビームの各々が、前記試料面に描かれる同種チップパターンの同一部分領域を繰り返し描画することを特徴とするマルチビーム型電子線描画方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記電子ビームの各々に対し、前記チップパターンの特定部分領域のデータを保持し、それをチップ数に相当する回数だけ繰り返し読み出して描画することを特徴とするマルチビーム型電子線描画方法。
【請求項３】
複数本の電子ビームを用いて試料面にチップパターンを描画するマルチビーム型電子線描画方法において、
試料台の移動方向をＹ座標方向とする複数のストライプ領域からなる試料面に対し、前記Ｙ座標方向をチップ幅に分割されたビットマップデータによって前記ストライプ領域を繰り返し描画することを特徴とするマルチビーム型電子線描画方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記ストライプ領域の１つを描画している間に、次のストライプ領域のビットマップデータを発生し、記憶することを特徴とするマルチビーム型電子線描画方法。
【請求項５】
複数本の電子ビームを用いて試料面にチップパターンを描画するマルチビーム型電子線描画方法において、
前記試料面をＸＹ座標系で表し、試料台の連続移動方向をＹ座標方向としたとき、試料面上の描画領域をＸ方向に幅を持つ複数のストライプ領域に分割し、該ストライプ領域をＹ方向に幅を持つ複数の主フィールドに分割し、かつ各主フィールドのＹ方向の幅およびＸ方向の幅の少なくとも一方を、描画すべきチップパターンに応じて設定し、分割された主フィールドを単位として描画することを特徴とするマルチビーム型電子線描画方法。
【請求項６】
移動する試料台上の試料面に複数本の電子ビームを照射し、チップパターンを繰り返し描画するマルチビーム型電子線描画方法において、
前記試料面をＸＹ座標系で表し、試料台の連続移動方向をＹ座標方向としたとき、試料面上の描画領域をＸ方向に幅を持つ複数のストライプ領域に分割し、該ストライプ領域をさらにＹ方向に幅を持つ複数の主フィールドに分割し、かつ、各主フィールドのＹ方向の幅を、描画すべきチップパターンのＹ方向繰り返しピッチの整数分の１に設定して、各電子ビームが前記チップパターンの同一部分領域を繰り返し描画することを特徴とするマルチビーム型電子線描画方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記ストライプ領域のＸ方向の幅を、描画すべきチップパターンのＸ方向繰り返しピッチの整数分の１に設定して、各電子ビームが前記チップパターンのＸ方向配列に対して同一部分領域を繰り返し描画することを特徴とするマルチビーム型電子線描画方法。
【請求項８】
複数本の電子ビームを一体として偏向する偏向器と、前記電子ビームの試料上への照射を各々独立に制御するブランキング手段を備えるマルチビーム型電子線描画装置において、
圧縮されたパターンデータを展開してビットマップデータを発生するデータ発生部と、発生されたビットマップデータを前記電子ビームに対応して記憶する記憶部と、記憶されたビットマップデータに基づいて前記ブランキング手段を制御する露光制御部とを有し、
前記記憶部は記憶された描画単位領域のビットマップデータを前記露光制御部が繰り返して読み出している間に、前記データ発生部によって発生された次の描画単位領域のビットマップデータを記憶する二面バッファから構成されていることを特徴とするマルチビーム型電子線描画装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記描画単位領域のビットマップデータは、繰り返して描画されるパターンを主偏向の範囲の幅で分割したチップストライプ領域のビットマップデータであることを特徴とするマルチビーム型電子線描画装置。
【請求項１０】
請求項８または９において、
前記ビットマップデータを発生するデータ発生部は、電子ビームを偏向する第２の手段の歪を補正する歪補正部を含むことを特徴とするマルチビーム型電子線描画装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームを用いて半導体基板上に回路パターンを描画する電子線リソグラフィ技術に関し、特に複数の電子ビームを用いたマルチビーム描画方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビームを用いて半導体基板上に直接回路パターンを描画する電子線リソグラフィ技術は、極微細な半導体回路パターンの描画が可能なこと、高価なパターン転写用マスクを必要としないことなどから、多品種中少量生産のための次世代描画技術として期待されている。しかしながら、電子線による描画を広く実用化するためにはその描画速度の大幅な向上が必要であり、描画速度向上の手段として、近年複数の電子ビームを用いた高速のマルチビーム描画方式が提案されるようになった。
【０００３】
例えば、特開２０００−２４３３３７公報には、アパーチャアレイによって形成された複数の電子ビームを共通の主偏向器と副偏向器によって偏向し、試料上に所望のパターンを描画するマルチビーム描画方式が提案されている。この他にも、複数の電子ビームを形成する方法としては、複数の電子源を配列する方法や、複数の電子源とアパーチャアレイを組み合わせる方法など、多種のものが提案されている。ただし、その多くはその構造の単純さから２次元に配列されたスポットビームを発生するものであり、その描画方法はほぼ共通している。そこで、複数の電子ビームが４μｍピッチで６４×６４本の配列をなしている場合の具体的な描画方法を、上述の特開２０００−２４３３３７公報にしたがって説明する。
【０００４】
まず、配列された複数の電子ビームは共通の副偏向器によって一斉に偏向され、それぞれ４μｍ角の範囲でラスタ走査される。これにより各々の電子ビームは４μｍ角の領域を描画することが出来るので、全体としては２５６μｍ角の正方領域（副フィールド）が並行して描画できることになる。次に、その一つの２５６μｍ角領域の描画が完了したら、主偏向器によって全電子ビームを一斉にＸ方向（横方向）に２５６μｍ移動させ、再び副偏向器によって２５６μｍ角領域を描画するようにする。この動作を主偏向器の偏向可能な範囲で続けると、主偏向器で偏向可能な幅の横長領域（主フィールド）が描画できる。したがって、試料台をＹ方向（縦方向）に連続的に移動させながら、この主フィールド描画動作を繰り返すと、その結果として、主偏向幅の細長いストライプ領域が描画できる。試料の全面を描画するには、試料全面をストライプに分割し、試料台をＸ方向に移動させながら順次ストライプ描画を行えばよい。この方式によれば、４０９６本の電子ビームによる並列描画が実現できるので、各ビームがスポットビームであるにもかかわらず、従来の描画方式よりも高速な描画が可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の描画方法を実現する上での課題の一つは、所定の描画速度に合わせて各電子ビームの照射を制御するパターンデータの発生方法である。例えば、パターンを１６ｎｍ角の画素に分解し、各画素に最大１０ｎｓの露光時間を割り当てるようにすると、描画の速度に間に合わせるためには、４０９．６ＧＢ／ｓもの超高速の速度でデータを発生しなければならない。これは、通常のテレビ表示装置の１００００倍ものデータ速度に相当する。この速度は、半導体回路パターンを予めビットマップ形式で展開して高速記憶回路に記憶しておき、描画時に読み出すだけならば実現不可能な速度ではない。しかし、一方で最大２５ｍｍ角程度のパターンを記憶する２４００ＧＢもの膨大な容量の超高速記憶回路が必要となる。すなわち、予めビットマップデータとして記憶しておくようにすれば、２４００ＧＢもの大容量超高速記憶装置が必要になる。かつ、圧縮率の良いＣＡＤデータで記憶し、描画時にビットマップデータに実時間展開しようとすれば、通常テレビの１００００倍もの速度のデータ展開装置が必要となる。
【０００６】
特開平７−２７３００６号公報には、予めビットマップデータを生成して複数の低速大容量ディスクに記憶させる構成が開示されている。また、特開２００１−７６９８９公報にはドット制御データを複数の展開部によって高速に生成する構成が開示されている。しかしながら、前記の理由によって装置の大きさが大規模化することは避けられない。
【０００７】
本発明の目的は、このようなマルチビーム方式におけるシステム化の課題を回避し、現実的な規模のビットマップデータ発生手段によって実現されるマルチビーム型電子線描画方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子線描画装置が実際に描画する対象は、大部分が半導体ウェハ上の半導体回路パターンである。半導体回路パターンの場合、通常は多数の同種ＬＳＩチップが格子状に配列されて描画される。そのため、前述のように試料台を等速で移動させて細いストライプ領域を描画するようにすると、同種ＬＳＩチップの同一ストライプ領域が繰り返し描画されることになる。
【０００９】
本発明は描画対象のこのような特徴に基づいて成されたものであり、その基本的な考え方は、複数の電子ビームの各々が、同種ＬＳＩチップパターンの同一部分領域を繰り返し分担して描画する仕組みを構築することである。このようにすれば、各々の電子ビームの制御回路は、一つのＬＳＩチップの特定部分領域のデータのみを保持し、それをチップ数に相当する回数だけ繰り返して読み出すことで、描画を実行すればよい。すなわち、一つのストライプ上に１０個のＬＳＩチップがあれば、１０回繰り返して読み出せばよい。さらに、もし同一ウェハ上の横方向にも同一チップの配列があるときは、パターンの同じ対応ストライプを纏めて描画することにより、さらにストライプ数分の繰り返し読み出しが可能になる。
【００１０】
そこで、個々の電子ビーム毎に記憶する記憶回路を二面バッファとし、一方のバッファに記憶されているデータを繰り返して読み出している間に、他方のバッファに次のストライプのパターンデータを展開して記憶するようにする。このようにすれば、パターンデータを展開する速度は描画速度の１０分の１から数百分の１で済む。また、二面バッファとして必要なデータ記憶容量も、ストライプ幅が１ｍｍ程度であれば２５ｍｍ角ＬＳＩチップの場合で１／１２．５と、１桁以上小さい量で済む。個々の電子ビーム毎に記憶すべきデータ量は、この容量を電子ビーム本数で割った量である。個々のビーム毎に二面バッファを持たず、電子ビームをグループに分割してグループ単位に二面バッファを持たせることも可能である。
【００１１】
このようにすれば、記憶回路の容量は少なくて済み、さらにパターンデータ準備の速度も遅くて済むため、現実的な規模でのパターンデータ発生手段が実現可能となり、マルチビーム方式の電子線描画装置の商用ベースでの実用化が可能になる。
【００１２】
しかしながら、マルチビーム描画装置では、副偏向走査による単位の描画領域が２５６μｍ角と固定している為、一般には同一電子ビームが繰り返しパターンの同一領域を描画するのには困難がある。そこで、各々の電子ビームがＬＳＩチップの同一部分領域を描画可能にする制御方法について説明する。
【００１３】
本発明では、試料表面をＸＹ座標系で表し、試料台の連続移動方向をＹ座標方向としたとき、試料表面上の描画領域をＸ方向に所定の幅を持つ複数のストライプ領域に分割し、該ストライプ領域をさらにＹ方向に所定の幅を持つ複数の主フィールドに分割し、各主フィールドを複数の電子ビームによって描画する場合に、各主フィールドのＹ方向の幅を、描画すべきＬＳＩパターンのＹ方向繰り返しピッチの整数分の１に設定する。このようにすれば、各ＬＳＩチップにおける主フィールドのＹ方向位置が常に同じ位置になるので、各電子ビームはＬＳＩチップの同じ部分領域（描画単位領域＝チップストライプ領域）を繰り返して描画することが出来る。これにより、本発明の特徴は完全に実現できる。
【００１４】
各々の電子ビームがＬＳＩチップの同一部分領域を描画する別の方法は、個々のＬＳＩチップ毎に描画開始位置から固定寸法の主フィールドに分割して描画を行い、ＬＳＩチップの終端部においてその分割残余の領域を狭い主フィールド領域で描画する方法である。このようにしても、本発明は実施できる。ただし、この方法を用いると、想定しているマルチビーム描画方式では、主フィールドの描画時間は主フィールドのＹ方向の幅に依存せずに一定のため、Ｙ方向の描画速度に変化が発生するので、Ｙ方向繰り返しピッチの整数分の１に設定する方法に比べて描画精度を劣化させるという不利益がある。
【００１５】
さらに、本発明では、各ストライプのＸ方向幅も、ＬＳＩチップパターンのＸ方向繰り返しピッチの整数分の１に設定するようにする。このようにすれば、各ＬＳＩチップにおける主フィールドのＸ方向の位置も常に同じになるので、各電子ビームはＸ方向に配列したＬＳＩチップの同じ部分領域も同一のデータで繰り返して描画することが出来る。すなわち、本発明の目的は、描画パターンに依存して主フィールドの幅を適切に設定する手段を持つことにより実現可能になる。
【００１６】
上記のように主フィールドの幅を任意に設定するためには、主フィールドを構成する副フィールドの全部または一部を描画不可にすることで実現可能である。つまり、主フィールドの幅からはみ出した副フィールド内の描画パターンデータを強制的に０に設定するか、主フィールドの幅からはみ出した領域にマスクをかける。
【００１７】
また、描画すべきＬＳＩチップの寸法が小さい場合には、複数チップを一つのチップと見なして、本発明を適用することも出来る。小さいチップの場合には、主フィールド幅を小さくしたことによる影響が描画速度低下として現れる可能性があるが、複数チップを纏めて大きなチップ寸法として扱うことによって、速度低下の影響を最小限にすることが出来る。
【００１８】
本発明に従えば、描画すべきビットマップデータは常に同じ電子ビームで、しかも同じ主偏向量、同じ副偏向量で描画される。したがって、予め主偏向や副偏向の偏向歪みを補正するようにビットマップデータを歪めて発生しておけば、歪みの無いパターンを描画することも可能になる。また、電子ビームを用いた描画の場合には、電子ビームの前方散乱や感光材の熱変形の影響を補正するためにビットマップデータを変形することがあるが、このようなビットマップ変形補正も予めデータ発生段階で実行しておくことが出来る。ビットマップデータを発生して記憶する速度は、それを読み出して描画する速度に比べて１／１０〜１／１００の速度で良いので、描画する毎にビットマップデータを補正する場合に比べて、１／１０〜１／１００もの小型の回路で実現できる。
【００１９】
これまでの説明においては、簡単のためにウェハ上の全チップが同一パターンであることを想定したが、別パターンのチップであってもＹ方向チップ寸法が同じであれば、チップの種類の分だけ描画すべきビットマップデータを記憶することにより、本発明の効果は実現可能である。通常はウェハ上のＹ方向毎に同一パターンを纏めることで、本発明は容易に実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。図２は複数のスポットビームを形成する電子線鏡体を示す。電子銃１から放出された電子流２は電子レンズ３によって平行な流れに修正され、アパーチャアレイ４によって複数の電子流５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに分割される。分割された複数の電子流はそれぞれ個別のブランキング偏向器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを通り、電子レンズ７によって収束されブランキングアパーチャ８を通過する。さらに、電子レンズ９，１０，１１によって縮小され、試料台１３上の半導体ウェハ１２に複数のスポットビームとして投影される。主偏向器１４と副偏向器１５は電子ビームの軌道を偏向することで、半導体ウェハ１２上の電子ビーム照射位置を偏向範囲内の任意の場所へと変化させることが出来る。
【００２１】
各電子ビームのウェハ上への照射時間はブランキング偏向器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとブランキングアパーチャ８によって制御される。たとえば、ブランキング偏向器６ａに電圧を印加して電子ビーム５ａを偏向すると、偏向された電子ビーム５ａはブランキングアパーチャ８を通過することが出来ず、ウェハ上を露光することが出来ない。このような手段によって、複数のスポットビームを形成し、そのスポットビームをウェハ上の任意の位置に任意の時間だけ照射して、所望のパターンを描画することが出来る。
【００２２】
図３は副偏向器によって副フィールド内部を描画する方法を示す説明図である。前述の手段によって形成された４×４本のスポットビーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，…は、副偏向器１５Ｘａ，１５Ｘｂ，１５Ｙａ，１５Ｙｂに電圧を加えることによって、ウェハ上を一斉にラスタ走査する。もし、各電子ビームが４μｍピッチであれば、各ビームがそれぞれ４μｍ角の部分領域内を塗り潰すことができる。その時、それぞれの領域に対応するビットマップ形式のパターンデータを用いて各電子ビームのブランキング偏向器６を駆動すれば、全体として副フィールド２１の全体を描画することが出来る。
【００２３】
図４は主偏向器１４Ｘａ、１４Ｘｂによって、副フィールド２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，…をステップアンドレピート方式で移動し、主フィールド３３を描画する様子を示した説明図である。このような横長の主フィールドの描画を繰り返して行うと、試料は試料台によって連続的に下方に移動するため、ストライプ領域全体を描画することが可能になる。実際の描画にあたっては、試料台の移動に合わせて偏向位置をずらしながら電子線を照射する必要があるが、本発明の主旨と直接関連する部分ではないので詳細な説明は省略する。
【００２４】
図５は試料上の描画領域を描画する手順を改めて説明した図である。描画領域３１は複数のストライプ領域３２ａ，３２ｂ，…に分割される。ストライプ領域の描画は常に同一方向から描くことも出来るし、図のように交互に描くことも出来る。各ストライプは横長の主フィールド３３の描画を１単位として、試料の移動方向に順次描画される。またその各主フィールド３３は、副フィールドを単位として横方向に順次描画される。さらに、各副フィールド３４は、各電子ビーム３５ａ，３５ｂ…による微小な部分領域３６の描画を並行して行うことで描画される。この微小な部分領域３６をμフィールドと呼ぶ。
【００２５】
図６は、以上の方法によって複数のＬＳＩチップ４２からなる半導体ウェハ４１を描画するときの状況を示した図である。図のようにＬＳＩチップ４２ａ，４２ｂを描画するときに、一つのストライプ４３を固定の縦幅の主フィールド４４で分割して描画すると、同一電子ビームが描画するμフィールド４５ａ，４５ｂ，…，４５ｍ，４５ｎ，…は全て異なったパターンデータが必要となり、各電子ビームの制御回路は多数のμフィールドのパターンデータを記憶する必要がある。
【００２６】
図７は本発明による複数のＬＳＩチップ４２からなる半導体ウェハ４１を描画するときの説明図である。本発明では主フィールドの縦幅をＬＳＩチップの縦幅の整数分の１に設定している。このとき、チップの縦幅が描画単位領域となる。同一電子ビームが描画すべきμフィールド４５ａ’と４５ｍ’、４５ｂ’と４５ｎ’はそれぞれ全く同一データとなるので、複数チップを描画する場合でも単一ＬＳＩチップを描画するときと同じ、限られた数のμフィールドデータを記憶するだけで良くなる。
【００２７】
図８に主フィールドの縦幅を可変にする一例を示す。図示のように、主フィールドの縦幅からはみ出た副フィールド内の描画パターンデータを、強制的に０に設定することで実現できる。なお、パターンに０を設定する方法とは別に、はみ出た領域にマスクをかけて描画対象から除外するようにしてもよい。
【００２８】
図９に、別の発明による方法を示す。各々の電子ビームがＬＳＩチップの同一部分領域を描画するようにする場合、個々のＬＳＩチップ４２ａ、４２ｂ毎に、描画開始位置から最大寸法の主フィールドで分割し、ＬＳＩチップの終端部においてその分割残余を狭い主フィールド領域として描画する。このようにしても、同一電子ビームが描画すべきμフィールド８５ａ’と８５ｍ’、８５ｂ’と８５ｎ’はそれぞれ全く同一データとなるので、図８の実施例と同様な効果が得られる。
【００２９】
ストライプの横幅に関しても同様である。図１０は、固定のストライプ幅で横方向に配列されたＬＳＩチップを描画した場合の説明図である。図において、ストライプ境界５２、ＬＳＩチップ５３である。この場合もまた、同一電子ビームが描画するμフィールド５１ａ、５１ｂ、５１ｍ、５１ｎは全て異なった描画データを必要としており、各電子ビームの制御回路は多数のμフィールドのパターンデータを記憶する必要がある。
【００３０】
図１１に本発明による説明図を示す。ストライプの横幅をＬＳＩチップの横幅の整数分の１に設定すれば、同一電子ビームが描画すべきμフィールド５１ａ’と５１ｍ’、５１ｂ’と５１ｎ’は全く同一データとなる。したがって、横方向に配列されたＬＳＩチップを描画する場合でも、単一ＬＳＩチップを描画するときと同じ限られた数のμフィールドデータを記憶するだけで良いことになる。
【００３１】
図１２に主フィールドの横幅を可変にする実施例を示す。主フィールドの横幅からはみ出た副フィールドを描画対象から除去し、さらに一部分が主フィールド内に入る副フィールドに関しては、はみ出た領域内部の描画パターンデータを強制的に０に設定する。
【００３２】
ここで、主フィールドの縦幅はたかだか副フィールド１個分しかないので、一つの副フィールドが丸々はみ出ることはない。しかし、横幅は複数（４〜１０個）副フィールドの幅を持っているので、副フィールドが丸々はみ出ることがあり、その場合当該副フィールドを描画対象から除去し、描画動作をしないようにする。副フィールドが描画対象から除去されたときは、その分だけ描画時間を高速化することが出来る。ストライプの幅が半導体ウェハ全面でほぼ均等であれば、全面に渡って等速の連続移動描画が可能になり、描画精度が向上できる。
【００３３】
図１は、本発明を実施する電子線描画装置の全体構成図である。図の右側に電子線鏡体６１があり、その左側にデータ処理装置がある。圧縮された描画データは制御用計算機６２のファイル装置７０から予め読み取られ、バッファメモリ６３に格納されている。
【００３４】
描画処理は、試料面を主フィールド幅の細いストライプ領域に分割し、分割されたストライプ単位に実行される。ストライプデータは必要に応じてバッファメモリ６３から読み出され、データ発生回路６４でビットマップデータに展開される。展開されたデータは次に歪み補正回路７７によって電子ビーム偏向器の偏向歪みを補正するように変形され、分配回路６５によって電子ビーム毎の記憶回路６６ａ，６６ｂ…に記憶される。この時、分配回路６５は転送データに”０”データを追加し、主フィールドの寸法によって記憶回路の副フィールドデータ領域に生じた隙間領域に”０”のデータを書き込むようにする。
【００３５】
描画時には、記憶されたビットマップデータは、露光制御回路６７ａ，６７ｂ，…によって並列に読み出され、その濃淡値に応じた電子ビームＯＮ信号がブランキング偏向板群６に与えられる。このようにすれば、副フィールドの寸法が固定であっても任意寸法の主フィールド指定が可能になる。
【００３６】
試料台制御回路６９は試料１２を乗せた試料台１２を移動させる。測長計７３は試料台の位置を常時高精度に計測するレーザ測長計である。また、同期制御回路７１は描画のデータと電子ビーム偏向を同期化させるための信号を発生する。偏向制御回路６８は同期信号発生回路７１の同期信号に合わせて主偏向器、副偏向器の偏向信号を発生する。露光制御回路７２は、主フィールドの幅を可変にする際の別の実施手段に関する回路であり、前述の様に記憶回路６６ａ，６６ｂ，…の隙間領域に”０”を追加する代わりに、各電子ビームが隙間領域を描画するタイミングで、電子ビームＯＮ信号が出ないように抑制する信号を発生する。
【００３７】
ストライプ描画時の動作を説明すると次のようになる。制御用計算機６２は試料台制御回路６９と同期制御回路７１に起動信号を発生し、試料台１３は所定のストライプ位置を所定の速度で等速移動を開始する。同期制御回路７１はレーザ測長計７３の信号を監視し、所定の位置に到達したときに偏向制御回路６８、及び全てのデータ処理回路に描画のための同期信号を提供する。
【００３８】
まず、バッファメモリ６３から所定の描画データが読み出され、データ発生回路６４にてビットマップデータへと展開され、分配回路６５によって個々の電子ビーム用の記憶回路６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄにビットマップデータが分配され記憶される。記憶されたビットマップデータは、描画時には露光制御部６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄに読み出され、対応する電子ビームのブランキング偏向器６を制御する。偏向制御回路６８は予め制御用計算機６２から設定された描画位置と測長計の出力である時々刻々の試料台位置を基に主偏向量と副偏向量を決定し、主偏向器１４と副偏向器１５をそれぞれ制御する。
【００３９】
露光領域制御回路７２は主フィールドを狭く設定したときに、はみ出た部分の電子ビーム露光をマスクし、誤った露光が行われないようにする。本発明の実施にあたっては、前述のように予め記憶回路６６ａ，６６ｂ，…に記憶されたビットマップデータを０に設定するようにしてもよいし、このように露光しない領域をマスクするようにしても良い。
【００４０】
記憶回路６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄからビットマップデータを読み出して露光する動作はチップごとに繰り返して行われる。一つのストライプ上の全チップの露光が終了する間に、次のストライプのビットマップデータが発生され、記憶回路６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄに記憶される。このようにすることにより、データ発生回路の処理速度は露光制御回路の露光速度よりも小さくすることが出来、回路規模の縮小が実現できる。
【００４１】
図１３は描画手順をフローチャートの形で表現したものである。（ａ）は描画時に必要なデータをストライプ単位で準備する手順であり、（ｂ）はそのデータを使ってストライプ単位の描画を行う手順である。実際には、（ｂ）の手順によってストライプの描画を実行している最中に、（ａ）の手順によって次のストライプのデータを準備するようにする。このようにすると、描画時間よりもデータ準備時間の方が短ければ、間断無く描画が実行できることになる。次に、（ａ）と（ｂ）の手順について詳しく説明する。
【００４２】
描画データ準備手順においては、まずウェハ上のチップ寸法と配置情報が入力される（ｓ１０１）。次に、その入力データに基づいて、第１の描画ストライプが決定され（ｓ１０２）、その内部の主フィールド位置と寸法、及び描画時の試料台速度が計算される（ｓ１０３）。ストライプの位置情報と計算結果は描画時に使用できるように制御用計算機６２の主記憶回路内に保存される。
【００４３】
主フィールド位置寸法が決まったら、次に描画ストライプの描画データをバッファメモリから読み出しながらビットマップデータを発生する（ｓ１０４）。この時、ビットマップデータに”０”データを挿入して主フィールドの実効寸法を補正する（ｓ１０６）。最後に補正されたビットマップデータを各電子ビームの記憶回路に記憶する（ｓ１０７）。これで１つの描画ストライプに関するデータ準備処理は終了である。このデータ準備処理をストライプ描画の進捗を監視しながら全てのストライプに関して実行する。
【００４４】
ストライプ描画においては、主記憶に記憶されていた描画ストライプの位置、描画速度をもとに試料台の移動を開始する（ｓ２０１）。次に試料台の位置が描画チップの先頭位置に来たかどうかを監視し（ｓ２０２）、先頭位置に来たら、各主フィールドの位置寸法情報とビットマップデータを基に、チップ内の主フィールドの描画を繰り返す（ｓ２０３）。チップ内の主フィールドの描画が完了したら（ｓ２０４）、次のチップの描画を繰り返し（ｓ２０５）、ストライプ内の全てのチップの描画を完了する。
【００４５】
上記のようにストライプ描画が行われている間に、一方で制御用計算機６２はステップ１０１から１０７を実行し、記憶回路６６の二面バッファの他方のバッファへビットマップデータを転送する。このように、ＬＳＩチップのＹ方向を主フィールド幅にしたがって順次に描画するとともに、１つのＹ方向領域内ではビーム毎に同一のパターンデータを用いて繰り返し描画される。
【００４６】
図１４は記憶回路の詳細な構成図である。記憶回路６６（ここでは６６ａ）はＬＳＩチップのストライプ領域のデータを２ストライプ分保持する二面バッファ７５ａ，７５ｂで構成されている。分配回路７４と選択回路７６によって、一方のストライプデータを繰り返し読み出して描画している最中に、次のストライプのデータを入力して記憶するようにする。
【００４７】
このようにすれば、同じデータが１０〜数１００回繰り返し読み出される間に次のストライプデータを書き込めば良いので、実時間のデータ発生に比較して大幅な低速化が図れ、データ発生回路の大幅なコスト削減が可能になる。また、各ＬＳＩチップ上の同一点は必ず同一の電子ビームが露光することになるので、記憶すべきビットマップデータは多重に持つ必要が無く、全体として記憶容量を最小にすることが出来る。
【００４８】
図１５は記憶回路の別の実施例による構成図である。記憶回路６６ａ，６６ｂ，…の容量と読み出し速度に余裕がある場合には、図示のように電子ビームをグループに分け、グループ毎に一つの記憶回路６６ｍ，６６ｎを持たせる。各ビームの露光制御部６７ｍ，６７ｎ，…，６７ｔは所属するグループの記憶回路からデータを読み取るようにする。最近の半導体メモリ素子の記憶容量は飛躍的に大きくなっているので、このような構成にすれば記憶装置全体の回路規模は更に小さくなる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、各電子ビームの露光制御回路は１回準備したパターンデータを１０〜数１００回繰り返して描画に使用することが出来る。したがって、次のパターンデータを準備するまでの時間が長くて良く、パターンデータ準備のための超高速パターン展開部の回路規模を１０〜数１００分の１に小型化することが出来る。もともとマルチビーム型電子線描画装置の超高速パターン展開部の回路規模は非常に大きいので、本発明によるコスト低減は極めて大きな効果がある。
【００５０】
本発明によれば、各電子ビームの露光制御回路はパターンデータを重複して記憶しておく必要がない。したがって、同時に記憶すべきパターンデータも、全体で描画中のストライプと次の描画ストライプのパターンデータのみでよく、記憶容量を１／１０程度に縮小することが出来る。ＬＳＩ回路パターンのパターンデータ量は極めて大きいので、本発明によるコスト低減は極めて大きな効果がある。
【００５１】
本発明によれば、描画パターンデータへの各種補正もパターンデータ準備段階で実施しておくことが出来る。パターンデータを発生して記憶する速度は、それを読み出して描画する速度に比べて１／１０〜１／１００の速度で良いので、描画する毎にパターンデータを補正する方法に比べて、１／１０〜１／１００もの小型の回路で実現でき、コスト低減の上で大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるマルチビーム電子線描画装置の構成図。
【図２】マルチビーム電子線描画の方法を示す説明図。
【図３】マルチビームによって副フィールドを描画する方法を示す説明図。
【図４】副フィールド描画を繰り返して主フィールドを描画する方法を示す説明図。
【図５】描画領域の全面を描画する方法を示す説明図。
【図６】主フィールドの縦幅を予め固定し、チップ縦幅との関係が割り切れない場合を示す説明図。
【図７】本発明によって主フィールドの縦幅をチップ縦幅の整数分の１に設定した場合の説明図。
【図８】任意設定の主フィールドの縦幅をはみ出た副フィールド領域を無効化する説明図。
【図９】本発明の別の方法で、チップ縦幅を固定の主フィールドの縦幅で割り切れなかった残余の主フィールドにパターンを持たせる説明図。
【図１０】主フィールドの横幅を予め固定し、チップ横幅との関係が割り切れない場合を示す説明図。
【図１１】本発明によって主フィールドの横幅をチップ横幅の整数分の１に設定した場合の説明図。
【図１２】任意設定の主フィールドの横幅をはみ出た副フィールド領域を無効化する説明図。
【図１３】一実施例によるマルチビーム型電子線描画方法の手順を示すフローチャート。
【図１４】二面バッファを用いる記憶回路の構成図。
【図１５】データ発生回路から露光制御回路までの別の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
１…電子銃、２…電子の流れ、３…電子レンズ、４…アパーチャアレイ、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…電子流、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…ブランキング偏向板、７…電子レンズ、８…ブランキングアパーチャ、９，１０，１１…電子レンズ、１２…試料、１３…試料台、１４…主偏向版、１５…副偏向板、１５Ｘａ，１５Ｘｂ…Ｘ方向副偏向板、１５Ｙａ，１５Ｙｂ…Ｙ方向偏向板、２１…副フィールド、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…電子ビーム、１４Ｘａ，１４Ｘｂ…Ｘ方向主偏向板、２３…ストライプ領域、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｈ…副フィールド、３３…主フィールド、３１…描画領域、３２ａ，３２ｂ…ストライプ領域、３４…副フィールド、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ…電子ビーム、３６…μフィールド、４１…半導体ウェハ、４２…ＬＳＩチップ、４３…ストライプ領域、４２ａ，４２ｂ…ＬＳＩチップ、４４…主フィールド、４５ａ，４５ｂ，４５ｍ，４５ｎ…μフィールド、４５ａ’，４５ｂ’，４５ｍ’，４５ｎ’…μフィールド、４５…μフィールド、５２…ストライプ境界、５３…ＬＳＩチップ、５１ａ，５１ｂ，５１ｍ，５１ｎ…μフィールド、５１ａ’，５１ｂ’，５１ｍ’，５１ｎ’…μフィールド、６１…電子線鏡体、６２…制御用計算機、６３…バッファメモリ、６４…データ発生回路、６５…分配回路、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ，６６ｍ，６６ｎ…記憶回路、６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｍ，６７ｎ，６７ｔ…露光制御回路、６８…偏向制御回路、６９…試料台制御回路、７０…ファイル装置、７１…同期制御回路、７２…露光制御回路、７３…レーザ測長計、７４…分配回路、７５ａ，７５ｂ…バッファメモリ、７６…選択回路。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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