(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム感光材料が塗布された被描画材料に電子ビームを照射し、所望のパターンの描画を行うようにした電子ビーム描画方法において、描画データをフィールド毎に分割し、該分割された各フィールドに含まれる描画パターンを第１の方向に沿って分割して第１の分割データを得、前記描画データを前記フィールドの境界線に対してわずかにシフトされた境界線を有するフィールド毎に分割し、該分割された各フィールドに含まれる描画パターンを前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って分割して第２の分割データを得、前記第１の分割データに基づく各分割パターンを、感光材料を感光させるドーズ量の１／２のドーズ量で描画を行い、前記第２の分割データに基づく各分割パターンを、感光材料を感光させるドーズ量の１／２のドーズ量で描画を行って、所望のパターンの描画を行うようにしたことを特徴とする電子ビーム描画方法。
【請求項２】
第１の方向に沿って分割された各パターンを描画した後、第２の方向に沿って分割された各パターンを描画するようにした請求項１記載の電子ビーム描画方法。
【請求項３】
被描画材料をステップ状に移動させ、移動後の被描画材料の各停止状態において、所定の描画領域に含まれるパターンに関し、第１の方向に分割されたパターンと第２の方向に分割されたパターンの描画を行うようにした請求項１記載の電子ビーム描画方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、感光材料が塗布された被描画材料に電子ビームを照射し、所望のパターンの描画を行うようにした電子ビーム描画方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム描画においては、感光材料が塗布された被描画材料に電子ビームを照射し、所望のパターンの描画を行うようにしている。この場合、多角形のパターンの各頂点の座標、Ｘ，Ｙ方向の長さ等を有したパターンデータがＣＡＤによって作成される。
【０００３】
このＣＡＤによって作成されたデータは、電子ビーム描画装置で描画をするための描画データに変換される。この描画データに基づき、電子ビーム描画装置で電子ビームは偏向し、あるいは、被描画材料を機械的に移動させて所望のパターンの描画を行う。
【０００４】
このような電子ビーム描画において、被描画材料をＸ，Ｙ方向にステップ状に移動させ、移動ごとに所定領域（フィールドという）に含まれるパターン部分に電子ビームを偏向して描画する方式（ペクタースキャン方式という）では、描画する複雑な多角形の図形を有するチップパターンを単純な矩形や台形の形状に分割して描画パターンデータとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した多角形の形状の図形を矩形や台形に分割することによって、もともとの多角形が持っていた図形の滑らかさが失われる。例えば、図１に示すように、実線で示された分割前の多角形図形Ｐを２つの台形図形Ｐ１  ，Ｐ２  に分割する場合、点線で示す図形の分割線が多角形の斜辺と交わったとき、その交点Ｃの位置は、必ずしも図形の表現されている座標のグリッドＧに重なるとは限らない。
【０００６】
座標のグリッドＧは、データ作成時における最小単位であり、図中×印で示されている。上記交点Ｃは、近傍のグリッドに近似され、これが分割された矩形または台形の頂点となる。すなわち、分割された矩形または台形を再び接合しても、元の多角形には必ずしもならないことを意味する。なお、図１において、点線で示した分割後の図形Ｐ１  ，Ｐ２  は、見やすいように実線の分割前の図形Ｐから少しずらして表している。
【０００７】
また、一旦分割されてしまった図形は、たとえ隣接する図形がもともとは一つの図形であったとしても、これらに跨がって描画することはできない。一つの描画図形内部では、重ね描画を実施することにより、描画ショットの接合部分をずらして、それぞれが各々を跨ぐように描画することで、ショット繋ぎを滑らかにしている。しかし、描画図形同志の分割線上では、図形を滑らかに接合することができない。
【０００８】
一方、多角形の形状の図形を持つチップパターンを矩形や台形の形状に分割する際には、チップパターンの形状によっては、無数の分割方法が考えられる。最も単純な分割方法は、図２に示すように、多角形の各頂点において、チップパターンの表現されている２次元の平面上のＸ軸またはＹ軸のどちらか一方に平行な線分で一様に分割する方法が考えられる。
【０００９】
なお、図２（ａ）はＸ軸に平行に分割した例、図２（ｂ）はＹ軸に平行に分割した例を示している。この分割方法では、線分の方向によっては、高さまたは幅の微小な図形が発生することがある。
【００１０】
特に、２枚の矩形スリットを光軸に沿って配置し、２枚のスリットの間の偏向器を用いてスリットの重ね合わせ具合を制御し、任意の大きさの断面の電子ビームを成形し、この成形されたビームを材料上にショットするようにした可変成形ビーム型電子ビーム描画装置においては、微小図形の描画は、成形ビームサイズが小さくなるためビーム電流密度の極端な低下を引き起こす。
【００１１】
その結果として、材料上に塗布された感光剤を十分に感光させることができない。すなわち、多角形から分割された図形に微小図形が含まれていると、描画した結果、図形同志が滑らかに接合しなくなり、高精度のパターン形成が実現できなくなる。
【００１２】
実際には、高精度なパターン描画を実施する場合、図２（ａ）または図２（ｂ）に示すような単純な図形分割処理は行われておらず、微小図形をできるだけ減らす工夫をした図形分割処理が行われている。これは、いったん分割した図形を再び結合して、別の方向に分割し直したり、それぞれを比較して微小図形の発生を評価したりと、アルゴリズムが複雑である上、処理の時間がかかり、おまけに完全に微小図形の発生をなくすことはできない。
【００１３】
また、描画フィールドごとにチップパターンを分割・切断しなければならないため、この分割線をまたぐ図形については、描画した結果が滑らかに接合しなくなり、高精度のパターン形成が実現できなくなる。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、図形の分割処理をして描画を行っても、元の多角形により忠実な図形の描画が可能な電子ビーム描画方法を実現するにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に基づく電子ビーム描画方法は、電子ビーム感光材料が塗布された被描画材料に電子ビームを照射し、所望のパターンの描画を行うようにした電子ビーム描画方法において、描画データをフィールド毎に分割し、該分割された各フィールドに含まれる描画パターンを第１の方向に沿って分割して第１の分割データを得、前記描画データを前記フィールドの境界線に対してわずかにシフトされた境界線を有するフィールド毎に分割し、該分割された各フィールドに含まれる描画パターンを前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って分割して第２の分割データを得、前記第１の分割データに基づく各分割パターンを、感光材料を感光させるドーズ量の１／２のドーズ量で描画を行い、前記第２の分割データに基づく各分割パターンを、感光材料を感光させるドーズ量の１／２のドーズ量で描画を行って、所望のパターンの描画を行うようにしたことを特徴としている。
【００１６】
請求項１の発明では、２種類の方式で描画データをフィールド分割し、第２のフィールド分割された領域を、第１のフィールド分割された領域に対してわずかにシフトさせる。
【００１７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、第１の方向に沿って分割された各パターンを描画した後、第２の方向に沿って分割された各パターンを描画する。
【００１８】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、被描画材料をステップ状に移動させ、移動後の被描画材料の各停止状態において、所定の描画領域に含まれるパターンに関し、第１の方向に分割されたパターンと第２の方向に分割されたパターンの描画を行う。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図３は本発明に基づく電子ビーム描画方法を実施するための電子ビーム描画システムの一例を示している。ＣＡＤ等で作成された描画データaは、データメモリ１に格納されている。図形Ｄは、描画データaに含まれているチップパターンの一部の図形データである。
【００２０】
データメモリ１に格納された描画データａは、２種の経路で処理される。一方の経路では、描画データａは、フィールド分割処理ユニット２でフィールド分割処理された後、頂点処理ユニット３で頂点処理が施される。頂点処理されたデータは、図形Ｘ分割処理ユニット４に送られ、Ｘ分割処理が行われる。Ｘ分割処理ユニットによってＸ分割処理されたデータｂ（Ｄｘ）は、データメモリ５に送られて記憶される。
【００２１】
また、他方の経路では、描画データａは、フィールド分割オフセット処理ユニット６に供給され、データは、フィールドポジションの位置はそのままに、境界線のみを任意の大きさでシフト（オフセット）される。オフセット処理されたデータは、フィールド分割処理ユニット７でフィールド分割される。フィールド分割処理ユニット７でフィールド分割処理されたデータは、頂点処理ユニット８で頂点処理が施される。頂点処理されたデータは、図形Ｙ分割処理ユニット９に送られ、Ｙ分割処理が行われる。Ｙ分割処理ユニット９によってＹ分割処理されたデータｃ（Ｄy）は、データメモリ１０に送られて記憶される。
【００２２】
データメモリ５に記憶されたＸ分割されたデータｂと、データメモリ１０に記憶されたＹ分割されたデータｃは、フィールド合成処理ユニット１１に供給される。フィールド合成処理ユニット１１では、データｂ，ｃそれぞれのパターンデータについて、チップ上の同じ位置に描画されるパターンデータ、すなわち、同じフィールドポジションで描画されるパターンデータをまとめて一つの描画フィールドのパターンデータｄに合成処理する。
【００２３】
合成処理されたパターンデータｄは、データメモリ１２に供給されて記憶される。データメモリ１２に記憶されたパターンデータは適宜読み出されて描画制御ユニット１３に供給される。描画制御ユニット１３は、良く知られた電子ビーム描画装置１４を制御する。このような構成の動作を次に説明する。
【００２４】
データメモリ１に格納されたＣＡＤ等で作成された描画データＤは、フィールド分割処理ユニット２とフィールド分割オフセット処理ユニット６を介してフィールド分割処理ユニット７に供給される。フィールド分割処理ユニット２では、チップの原点から描画フィールドサイズごとにフィールドポジションを設定し、ここから隣接するフィールドポジションまでの境界線で一様にチップパターンを切断する。
【００２５】
フィールド分割されたデータは、頂点処理ユニット３に供給され、頂点処理ユニット３で頂点処理が施される。この描画データＤは、例えば、多角形の形状を有するチップパターンである。この頂点処理では、パターンデータＤに含まれている多角形の各頂点の位置情報を取得する。
【００２６】
頂点処理されたデータは、Ｘ分割処理ユニット４に供給される。Ｘ分割処理ユニット４では、取得した頂点情報から各々の頂点ごとに、頂点を通りＸ軸に平行な線分で一様に、多角形を矩形または台形に分割する。分割された各矩形または台形の描画パターンデータＤｘは、データメモリ５に記憶される。
【００２７】
一方、データメモリ１からのデータは、フィールド分割オフセット処理ユニット６を介してフィールド分割ユニット７にも供給される。これらユニットにより、パターンデータは、フィールドポジションの位置はそのままに、境界線のみを任意の大きさでシフト（オフセット）させた上で、一様にチップパターンを切断する。
【００２８】
フィールド分割されたデータは、頂点処理ユニット８に供給され、頂点処理ユニット８で頂点処理が施される。この描画データｂは、例えば、多角形の形状を有するチップパターンである。この頂点処理では、パターンデータｂに含まれている多角形の各頂点の位置情報を取得する。
【００２９】
頂点処理されたデータは、Ｙ分割処理ユニット９に供給される。Ｙ分割処理ユニット９では、取得した頂点情報から各々の頂点ごとに、頂点を通りＹ軸に平行な線分で一様に、多角形を矩形または台形に分割する。分割された各矩形または台形の描画パターンデータｃ（Ｄｙ）は、データメモリ１０に記憶される。
【００３０】
データメモリ５に記憶されたデータと、データメモリ１０に記憶されたデータとはフィールド合成処理ユニット１１に供給される。このユニット１１では、２種のパターンデータｂ，ｃについて、チップ上の同じ位置に描画されるパターンデータ、すなわち、同じフィールドポジションで描画されるパターンデータをまとめて一つの描画フィールドのパターンデータに合成する。合成されたパターンデータは、データメモリ１２にdとして記憶される。
【００３１】
図４（ａ）〜図４（ｄ）はフィールドごとのＸ分割されたデータとＹ分割されたデータの一例を示している。図中Ｐはフィールドポジションを示しており、Ｌｘはフィールド分割ユニット２によって分割されたＸ分割を行うためのフィールド境界線、Ｌｙはフィールド分割オフセット処理ユニット６とフィールド分割ユニット７によってＹ分割されたフィールド境界線である。図４から明らかなように、Ｙ分割用のフィールド境界線Ｌｙは、Ｘ分割を行うためのフィールド境界線Ｌｘに対してＳの幅だけオフセットが加えられている。なお、オフセットの幅ｓは、２〜４μｍ程度とされている。
【００３２】
描画制御ユニット１３は、データメモリ１０に記憶されたパターンデータdに基づいて、被描画材料への電子ビームのショットを行う。この場合、電子ビーム描画装置１４内の偏向器による電子ビームの偏向は、パターンデータに基づいて行われ、また、各フィールドごとに、電子ビーム描画装置１４内の被描画材料（ステージ）は移動させられる。
【００３３】
この際、被描画材料にショットされる電子ビームのドーズ量は、材料に塗布された感光材料を感光させるドーズ量の１／２とされている。ドーズ量の制御は、被描画材料に照射される電子ビームの電流密度を変化させることによっても行うことができるが、望ましくは、ショット時間を１／２とすることによって行う。なお、ショット時間の制御は、電子ビームのブランキング時間を変えることによって実行できる。
【００３４】
この結果、被描画材料上の感光材料は、電子ビームの２回のショットによって完全に感光され、被描画材料には、データＤｘとデータＤｙとに基づく図形が重なり合ったＤ（ｘ＋ｙ）で示す、所望の多角形の図形が描画される。
【００３５】
ところで、多角形の形状の図形を持つチップパターンをＸ軸に平行な線分で矩形あるいは台形に分割した描画パターンデータと、Ｙ軸に平行な線分で矩形あるいは台形に分割した描画パターンデータとでは、多角形の分割形状が異なる。例えば、一方では分割されてしまう斜辺も、他方では分割されないとか、あるいは、分割の位置が異なることが期待できる。
【００３６】
この結果、Ｘ軸に平行な線分で分割した描画パターンデータとＹ軸に平行な線分で分割した描画パターンデータとに基づいて重ね合わせ描画を行うことにより、分割後の図形の頂点位置のずれが平均化され、元の多角形に、より忠実な図形の描画が可能となる。
【００３７】
また、多角形の形状の図形を持つチップパターンをＸ軸に平行な線分で矩形あるいは台形に分割した描画パターンデータと、Ｙ軸に平行な線分で矩形あるいは台形に分割した描画パターンデータとに基づいて重ね合わせ描画を行うことにより、一方では分割されてしまった図形の分割線を他方では一つの図形が跨いで描画することができるため、多角形を構成する図形同士の接合の滑らかさが向上することになる。
【００３８】
更に、上記した理由により、微小図形の存在に起因する図形同士の接合の滑らかさに影響を与える度合いが低下するため、データ変換処理では、特別な微小図形の対策を施す必要がなくなる。すなわち、多角形の形状の図形を持つチップパターンをその各頂点でＸ軸あるいはＹ軸のどちらか一方に平行な線分で一様に分割することでこの問題は解決できる。
【００３９】
更にまた、フィールド分割を行うにあたり、一方のフィールド分割の際に境界線の位置をずらすようにしたので、一方では分割されてしまった図形を他方では一つの図形がまたいで描画されるので、描画フィールド境界部における多角形を構成する図形同士の接合の滑らかを向上させることができる。
【００４０】
上記した実施の形態では、Ｘ軸に平行な線分で矩形あるいは台形に分割した描画パターンデータと、Ｙ軸に平行な線分で矩形あるいは台形に分割した描画パターンデータとを、それぞれデータメモリ５，１０に記憶させ、２種のパターンデータを合成して単一の描画データを作成するようにした。しかし、データメモリ５に記憶されたデータに基づいてＸ分割されたパターンの描画を行い、その後データメモリ１０に記憶されたデータに基づいてＹ分割されたパターンの描画を行うように構成しても良い。
【００４１】
後者の場合、それぞれのパターンデータは常に一緒に取り扱わねばならず、パターンデータファイルの取り扱いが繁雑になる。また、Ｘ分割されたパターンデータとＹ分割されたパターンデータのそれぞれが、複数の描画フィールドに跨がったパターンデータである場合、最初にＸ分割パターンの描画を全てのフィールドに対して行い、その後、Ｙ分割パターンの描画を全てのフィールドに対して行わねばならない。このため、全フィールドの描画を２回行うことになり、それに伴って、被描画材料（ステージ）の移動のための時間が多く必要となる。
【００４２】
このようなことから、上記実施の形態で説明したように、Ｘ分割されたパターンデータとＹ分割されたパターンデータを、単一の描画パターンデータファイルとすることは望ましい。この場合、描画フィールドごとに２種のパターンデータを混在させて単一のパターンデータとする。この単一のパターンデータに基づいて描画を行えば、被描画材料の移動のための時間は、前記したＸ分割パターンあるいはＹ分割パターンを１回描画する場合と同じ時間となり、描画のスループットを向上させることができる。
【００４３】
また、既に実施されているフィールドずらし重ね描画においても、２重描画のうちの１重分の一方を、Ｘ分割描画パターンデータとし、他方をＹ分割描画パターンデータとすることで、チップパターンデータのフィールド繋ぎ精度と共に、描画図形の滑らかさの向上も実現できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、描画パターンをそれぞれが直交する第１と第２の方向で分割し、分割された２種のパターンをそれぞれ感光材料を感光させるドーズ量の１／２のドーズ量で描画を行うようにした。その結果、分割後の図形の頂点位置のずれが平均化され、元の多角形に、より忠実な図形の描画が可能となる。
【００４５】
また、多角形の形状の図形を持つチップパターンをＸ軸に平行な線分で矩形あるいは台形に分割した描画パターンデータと、Ｙ軸に平行な線分で矩形あるいは台形に分割した描画パターンデータとに基づいて重ね合わせ描画を行うことにより、一方では分割されてしまった図形の分割線を他方では一つの図形が跨いで描画することができるため、多角形を構成する図形同士の接合の滑らかさが向上することになる。
【００４６】
更に、上記した理由により、微小図形の存在に起因する図形同士の接合の滑らかさに影響を与える度合いが低下するため、データ変換処理では、特別な微小図形の対策を施すこと必要がなくなる。すなわち、多角形の形状の図形を持つチップパターンをその各頂点でＸ軸あるいはＹ軸のどちらか一方に平行な線分で一様に分割することでこの問題は解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多角形を分割して描画する場合の問題点を説明するための図である。
【図２】多角形をＸ方向とＹ方向に分割した例を示す図である。
【図３】本発明の方法を実施するための電子ビーム描画システムの一例を示す図である。
【図４】描画フィールドをずらして描画する例を説明するための図である。
【符号の説明】
１，５，１０，１２  データメモリ
２，７  フィールド分割処理ユニット
３，８  頂点処理ユニット
４  Ｘ分割処理ユニット
６  フィールド分割オフセット処理ユニット
９  Ｙ分割処理ユニット
１１  フィールド合成処理ユニット
１３  描画制御ユニット
１４  電子ビーム描画装置
【図１】
0004174170.tif 000002
【図２】
0004174170.tif 000003
【図３】
0004174170.tif 000004
【図４】
0004174170.tif 000005