JP2005159198A - 電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成方法、電子ビーム露光用データ作成プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 電子ビームを用いた半導体装置などの製造に際して、システムLSI等のデバイスの試作、生産を効率的に行う。
【解決手段】 ひとつまたは複数の第一のデバイスレイアウトから複数の図形を抽出する第一の図形抽出手段と、抽出された同一形状の図形をカウントする図形カウント手段と、同一図形の出現頻度等に基づいて図形を選択する図形選択手段と、選択された図形をステンシルマスクレイアウト上に配置するステンシルマスク配置手段と、設計された第二のデバイスレイアウトから図形を抽出する第二の図形抽出手段と、抽出された各図形について同一形状の図形が図形選択手段により選択されているか否かを判定し、選択されている場合には部分一括ショットと判断し、選択されていない場合には該図形を矩形ショットと判断してデータ処理を行う露光用データ作成手段とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 ひとつまたは複数の第一のデバイスレイアウトから複数の図形を抽出する第一の図形抽出手段と、抽出された同一形状の図形をカウントする図形カウント手段と、同一図形の出現頻度等に基づいて図形を選択する図形選択手段と、選択された図形をステンシルマスクレイアウト上に配置するステンシルマスク配置手段と、設計された第二のデバイスレイアウトから図形を抽出する第二の図形抽出手段と、抽出された各図形について同一形状の図形が図形選択手段により選択されているか否かを判定し、選択されている場合には部分一括ショットと判断し、選択されていない場合には該図形を矩形ショットと判断してデータ処理を行う露光用データ作成手段とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成方法、電子ビーム露光用データ作成プログラムに関し、電子ビームを用いた半導体装置などの製造に際して、システムLSI等のデバイスの試作、生産を効率的に行うことを目的とする。
LSIは一般的に微細化と集積度増大により、コストが小さくなりなおかつ処理性能が向上する。近年は微細化技術の向上により、電子機器のシステムすべてをひとつのLSIに搭載することが可能になった。このようにシステムレベルで集積されたLSIは、システムLSIやSOCなどと呼ばれる。
LSIの製造においては、従来からステッパと呼ばれる装置を用い、フォトマスクに描画された回路パターンを光により一括縮小転写していく方法が使われていた。この加工技術を光露光技術という。
LSIの製造においては、従来からステッパと呼ばれる装置を用い、フォトマスクに描画された回路パターンを光により一括縮小転写していく方法が使われていた。この加工技術を光露光技術という。
これに対して電子ビームを用いて半導体を加工する電子ビーム露光は、より微細な加工が可能であり、将来、光露光技術に取って代わる技術として開発されていた。
しかし、電子ビーム露光技術ではスループットが非常に小さいという欠点があった。この課題を克服するために、部分一括転写という技術が1990年頃開発された。部分一括転写方式の電子ビーム露光では、5μm以下の図形をステンシルマスクを用いて一括転写することができ、このようなステンシルを20〜100種類並べて、図形を選択しながら随時露光していく方法である。実際には、LSIのレイアウトに頻繁に現れる図形はこのようなステンシル(ブロックマスクという)を用いて露光され、ステンシルで露光できない部分は従来の可変矩形方式で露光される。このような方式を用いることにより、電子ビーム露光のスループットは数倍に改善されるといわれている。
部分一括転写方式の電子ビーム露光法の概念を図5、図6を用いて説明する。図5は、デバイスレイアウトのデータの一例であり、LSIのセル内配線のレイアウトの例を示している。
図6は、図5に示したデバイスレイアウトから図形抽出を行った一例である。第一の図形抽出手段により抽出されたこのような形状のステンシル図形を準備することにより、電子ビームで効率よく加工することが可能になる。
しかし、電子ビーム露光技術ではスループットが非常に小さいという欠点があった。この課題を克服するために、部分一括転写という技術が1990年頃開発された。部分一括転写方式の電子ビーム露光では、5μm以下の図形をステンシルマスクを用いて一括転写することができ、このようなステンシルを20〜100種類並べて、図形を選択しながら随時露光していく方法である。実際には、LSIのレイアウトに頻繁に現れる図形はこのようなステンシル(ブロックマスクという)を用いて露光され、ステンシルで露光できない部分は従来の可変矩形方式で露光される。このような方式を用いることにより、電子ビーム露光のスループットは数倍に改善されるといわれている。
部分一括転写方式の電子ビーム露光法の概念を図5、図6を用いて説明する。図5は、デバイスレイアウトのデータの一例であり、LSIのセル内配線のレイアウトの例を示している。
図6は、図5に示したデバイスレイアウトから図形抽出を行った一例である。第一の図形抽出手段により抽出されたこのような形状のステンシル図形を準備することにより、電子ビームで効率よく加工することが可能になる。
ところで、近年の電子機器は、情報家電とよばれる高機能、多機能の製品が主流になりつつある。情報家電市場の特徴は、製品の種類が多いことと、ひとつの製品寿命(どの程度の期間市場で売れ続けられるか)が数か月と非常に短いことである。このような情報家電の性質から、システムLSIの生産技術には次の2点ことが要求される。
一つは、市場の流行を逃さないために開発期間を短縮することであり、もう一つは少量多品種のLSlでも収益が上げられるよう、一品種あたりの開発コストを少なく抑えることである。
ところが、これらの2点の要求に答えるつづけることは、非常に困難になってきた。その理由は、光露光に用いるフォトマスクの製造が、微細に伴って高コストでかつ納期が長くなってきたことである。
一つは、市場の流行を逃さないために開発期間を短縮することであり、もう一つは少量多品種のLSlでも収益が上げられるよう、一品種あたりの開発コストを少なく抑えることである。
ところが、これらの2点の要求に答えるつづけることは、非常に困難になってきた。その理由は、光露光に用いるフォトマスクの製造が、微細に伴って高コストでかつ納期が長くなってきたことである。
このような問題を解決するために.電子ビーム直描を用いたマスクレス露光技術が提案されている。
たとえば特開2001−358051「回路パターンの設計方法、露光方法及び荷電粒子ビーム露光システム」においては、一つのアパーチャブロックに形成されたキャラクタに対応するスタンダード・セルのみを用いてパターンデータの設計を行い、設計されたパターンデータから荷電粒子ビームのショット数が小さいようなパターンデータを選択することによって、現在所有するアパーチャを用いて部分一括露光方式でパターンの転写を行うことが可能な回路パターンの設計方法が提案されている。
また特開2001−117214「ステンシルマスクのパターン配置方法およびそれを用いた半導体集積回路製造方法」においては、電子ビーム直接描画技術に用いられるステンシルマスクに配置される回路パターンを効率的に選択できるように、あらかじめ設計段階から回路パターンの最適配置を行うとともに、ステンシルマスクの修正や交換がなるべく少なくスループットの高い回路パターンをウエハー上に描画するステンシルマスクのパターン配置方法およびそれを用いた半導体集積回路製造方法が提案されている。
また特開2002−237445「電子ビーム描画方法及び描画システム」においては、CAD設計システムによりCADデータを作成する際に、前記キャラクタパターンの各パターンデータをライブラリとして格納しておき、該ライブラリに含まれるキャラクタパターンが当てはまる半導体パターンが存在し、この半導体パターンを該キャラクタパターンを用いて描画する場合には、該当する半導体パターンに該キャラクタパターンを用いることを示すデータをCADデータに付加することにより、キャラクタプロジェクション方式を効率良く利用することができ、描画スループットの大幅な向上を図るシステムが開示されている。
しかしながら、これらの方法では、LSI設計のフローを大きく変える必要があり、システムの導入に時間とコストが必要になる。
また、電子ビーム露光を考慮せずに作成された過去の設計資産は、少なくともレイアウトレベルの設計をやり直さなくては流用できないという問題がある。
また、電子ビーム露光を考慮せずに作成された過去の設計資産は、少なくともレイアウトレベルの設計をやり直さなくては流用できないという問題がある。
そこで本発明においては、上記の様々な課題を解決し、LSlなどのデバイス設計フローの変更を必要とすることなく、過去の設計資産を電子ビーム露光で活用することができ、電子ビーム直描を用いたマスクレス露光を実現するための、電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成方法、電子ビーム露光用データ作成プログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明においては、
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成システムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出手段と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置手段と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出手段と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成手段と、を含み構成された、電子ビーム露光用データ作成システムであることを特徴としている。
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成システムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出手段と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置手段と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出手段と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成手段と、を含み構成された、電子ビーム露光用データ作成システムであることを特徴としている。
また、上記課題を解決するため、請求項2に記載の発明においては、
請求項1に記載の発明において、
前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする図形カウント手段と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する図形選択手段とがさらに備えられた、電子ビーム露光用データ作成システムであることを特徴としている。
請求項1に記載の発明において、
前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする図形カウント手段と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する図形選択手段とがさらに備えられた、電子ビーム露光用データ作成システムであることを特徴としている。
また、上記課題を解決するため、請求項3に記載の発明においては、
請求項1または2のいずれかに記載の発明において、
前記ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報とを含むステンシルマスク情報を記憶するステンシルマスク情報データベースがさらに備えられ、
前記の露光データ作成手段が、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方にに、該ステンシルマスク情報データベースを参照して行う、電子ビーム露光用データ作成システムであることを特徴としている。
請求項1または2のいずれかに記載の発明において、
前記ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報とを含むステンシルマスク情報を記憶するステンシルマスク情報データベースがさらに備えられ、
前記の露光データ作成手段が、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方にに、該ステンシルマスク情報データベースを参照して行う、電子ビーム露光用データ作成システムであることを特徴としている。
また、上記課題を解決するため、請求項4に記載の発明においては、
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成方法であって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出し、該第一の図形群を参照して、該デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成する第一のステップと、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する第二のステップとを含む、電子ビーム露光用データ作成方法であることを特徴としている。
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成方法であって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出し、該第一の図形群を参照して、該デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成する第一のステップと、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する第二のステップとを含む、電子ビーム露光用データ作成方法であることを特徴としている。
また、上記課題を解決するため、請求項5に記載の発明においては、
請求項4に記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
前記第一のステップにおいて、前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成するために、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする処理と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する処理とを行う、電子ビーム露光用データ作成方法であることを特徴としている。
請求項4に記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
前記第一のステップにおいて、前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成するために、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする処理と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する処理とを行う、電子ビーム露光用データ作成方法であることを特徴としている。
また、上記課題を解決するため、請求項6に記載の発明においては、
請求項4または5のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
該ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベースを作成する第三のステップをさらに含み、
前記第二のステップにおいて、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方にに、前記のステンシルマスク情報データベースを参照して行う、電子ビーム露光用データ作成方法であることを特徴としている。
請求項4または5のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
該ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベースを作成する第三のステップをさらに含み、
前記第二のステップにおいて、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方にに、前記のステンシルマスク情報データベースを参照して行う、電子ビーム露光用データ作成方法であることを特徴としている。
また、上記課題を解決するため、請求項7に記載の発明においては、
半導体デバイスを請求項4〜6のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップとを含む、半導体デバイス製造方法であることを特徴としている。
半導体デバイスを請求項4〜6のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップとを含む、半導体デバイス製造方法であることを特徴としている。
また、上記課題を解決するため、請求項8に記載の発明においては、
フォトマスクを請求項4〜6のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップとを含む、フォトマスク製造方法であることを特徴としている。
フォトマスクを請求項4〜6のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップとを含む、フォトマスク製造方法であることを特徴としている。
また、上記課題を解決するため、請求項9に記載の発明においては、
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成プログラムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出機能と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置機能と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出機能と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成機能と、を備えた、電子ビーム露光用データ作成プログラムであることを特徴としている。
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成プログラムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出機能と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置機能と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出機能と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成機能と、を備えた、電子ビーム露光用データ作成プログラムであることを特徴としている。
本発明によれば、デバイスレイアウト設計データから部分一括転写型電子ビーム露光装置のステンシルマスクを設計し、前記ステンシルマスクを用いて電子ビーム露光を行うための露光用データを作成するための電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成プログラムを提供することができる。
また本発明によれば、デバイスレイアウト設計データから部分一括転写型電子ビーム露光装置のステンシルマスクを設計し、前記ステンシルマスクを用いて電子ビーム露光を行うための電子ビーム露光用データ作成方法を提供することができる。
また、本発明によれば、半導体デバイスを製造する際に、既に作製されたステンシルマスクを用いて高スループットで電子ビーム露光を行うことができるため、
少量品種のLSIを短TAT、低コストで製造することができる、半導体デバイス製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、上記電子ビーム露光を用いたLSI製造を行うにあたって、LSI設計フローを大きく変更する必要がなく、また、光露光で製造することを前提に設計された設計資産を参照することによって新規に設計したデバイスを製造することもできる。
また、本発明によれば、フォトマスクを製造する際に、既に作製されたステンシルマスクを用いて高スループットで電子ビーム露光を行うことができるため、
短TAT、低コストのフォトマスク製造方法を提供することができる。
また本発明によれば、デバイスレイアウト設計データから部分一括転写型電子ビーム露光装置のステンシルマスクを設計し、前記ステンシルマスクを用いて電子ビーム露光を行うための電子ビーム露光用データ作成方法を提供することができる。
また、本発明によれば、半導体デバイスを製造する際に、既に作製されたステンシルマスクを用いて高スループットで電子ビーム露光を行うことができるため、
少量品種のLSIを短TAT、低コストで製造することができる、半導体デバイス製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、上記電子ビーム露光を用いたLSI製造を行うにあたって、LSI設計フローを大きく変更する必要がなく、また、光露光で製造することを前提に設計された設計資産を参照することによって新規に設計したデバイスを製造することもできる。
また、本発明によれば、フォトマスクを製造する際に、既に作製されたステンシルマスクを用いて高スループットで電子ビーム露光を行うことができるため、
短TAT、低コストのフォトマスク製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(第一の実施形態)
本発明の第一の実施形態は、デバイスレイアウト設計データから部分一括転写型電子ビーム露光装置のステンシルマスクを設計し、前記ステンシルマスクを用いて電子ビーム露光を行うための露光用データを作成するためのシステムである。
図1は、本発明のシステムの基本的な構成の一例を示すシステム構成図である。
(第一の実施形態)
本発明の第一の実施形態は、デバイスレイアウト設計データから部分一括転写型電子ビーム露光装置のステンシルマスクを設計し、前記ステンシルマスクを用いて電子ビーム露光を行うための露光用データを作成するためのシステムである。
図1は、本発明のシステムの基本的な構成の一例を示すシステム構成図である。
図1において、符号Aは電子ビーム露光用データ作成プログラムを示しており、電子ビーム露光用データ作成プログラムAはコンピュータ装置あるいはコンピュータ機能を備える制御装置等に備えられ、コンピュータ装置あるいはコンピュータ機能を備える制御装置等には記憶装置や表示装置等が設けられている。
図1および各図において、符号Aは電子ビーム露光用データ作成プログラム、符号Bは電子ビーム露光装置を示している。
また符号11はスタンダードセルライブラリ、12はレイアウト設計資産ライブラリを示し、10はスタンダードセルライブラリ11とレイアウト設計資産ライブラリ12を用いて設計された第一のデバイスレイアウト群、20は所望の第二のデバイスレイアウトを示している。また符号13はステンシルマスクレイアウト、14はステンシルマスク、15はステンシルマスク情報を示している。
ここで重要なことは、第二のデバイスレイアウトも第一のデバイスレイアウト群と同様に、スタンダードセルライブラリ11とレイアウト設計資産ライブラリ12を用いて設計されていることである。これによって、第二のデバイスレイアウトはも第一のデバイスレイアウト群と図形的特長に多くの共通点があるため、ステンシル図形の再利用効率が高いことが期待できるからである。
また符号11はスタンダードセルライブラリ、12はレイアウト設計資産ライブラリを示し、10はスタンダードセルライブラリ11とレイアウト設計資産ライブラリ12を用いて設計された第一のデバイスレイアウト群、20は所望の第二のデバイスレイアウトを示している。また符号13はステンシルマスクレイアウト、14はステンシルマスク、15はステンシルマスク情報を示している。
ここで重要なことは、第二のデバイスレイアウトも第一のデバイスレイアウト群と同様に、スタンダードセルライブラリ11とレイアウト設計資産ライブラリ12を用いて設計されていることである。これによって、第二のデバイスレイアウトはも第一のデバイスレイアウト群と図形的特長に多くの共通点があるため、ステンシル図形の再利用効率が高いことが期待できるからである。
符号100は第一のデバイスレイアウトから図形を抽出する第一の図形抽出手段、101は図形カウント手段、102は図形選択手段、103はブロックマスク情報13を作成するステンシルマスク配置手段を示し、電子ビーム露光装置が部分一括転写を行うためのステンシルマスク14が作成されるようになっている。
符号200は設計された第二のデバイスレイアウトから図形を抽出する第二の図形抽出手段、201は露光データ作成手段を示し、ステンシルマスク14が作成されている図形はステンシルマスクを用いて部分一括転写を行い、ステンシルマスク14が作成されていない図形は矩形分割による転写を行うための露光データ21を作成し、それぞれの処理を行うように電子ビーム露光装置Bに対してデータ処理が行われるようになっている。
符号200は設計された第二のデバイスレイアウトから図形を抽出する第二の図形抽出手段、201は露光データ作成手段を示し、ステンシルマスク14が作成されている図形はステンシルマスクを用いて部分一括転写を行い、ステンシルマスク14が作成されていない図形は矩形分割による転写を行うための露光データ21を作成し、それぞれの処理を行うように電子ビーム露光装置Bに対してデータ処理が行われるようになっている。
電子ビーム露光装置Bに用いるステンシルマスク14は、たとえばシリコンウェハに複数のキャラクタパターン状開口を設けたものであり、可動式のEBマスクステージ上に載せられて、選択するキャラクタが描画できる位置に来るように移動可能となっている。
電子ビーム露光装置Bにより露光を行う対象物は、フォトマスク、あるいはウェハである。
電子ビーム露光装置Bにより露光を行う対象物は、フォトマスク、あるいはウェハである。
本発明の電子ビーム露光用データ作成システムを用いて作成される露光データは、LSIに代表される半導体デバイスを製造するために用いることが主として想定されている。露光データ作成手段201により作成された露光用データ21は、電子ビーム直描を用いたLSI製造のためのマスクレス露光用データとして電子ビーム露光装置Bに送出される。
本発明の電子ビーム露光用データ作成システムを用いて作成される露光データにより露光描画を行う対象であるデバイスとして、フォトマスクを想定することもできる。この場合には、露光データ作成手段201により作成された露光用データ21は、電子ビーム直描を用いたフォトマスク製造のためのマスクレス露光用データとして電子ビーム露光装置Bに送出される。
通常のLSI設計においては、CPUやメモリなどの従来の設計資産を既存のライブラリから参照して流用するとともに、既存のスタンダードセルライブラリを配置・配線してデバイス固有のロジック回路を構成し、これらを配線によって結合することによって、デバイスレイアウトを作成する。
スタンダードセルライブラリ11には、論理ゲートやフリップフロップなどの機能単位について回路パターンを最適化したスタンダードセルのCADデータが格納されている。
またレイアウト設計資産ライブラリ12には、CPUやメモリなど過去に設計された設計データがライブラリとして格納されている。
スタンダードセルライブラリ11には、論理ゲートやフリップフロップなどの機能単位について回路パターンを最適化したスタンダードセルのCADデータが格納されている。
またレイアウト設計資産ライブラリ12には、CPUやメモリなど過去に設計された設計データがライブラリとして格納されている。
図3に上記のように設計されたデバイスレイアウトを従来の方法で電子ビーム露光するためのデータ処理フロー概念図を示す。従来法においては、設計されたデバイスレイアウトの中からステンシル図形抽出およびステンシルマスクレイアウトの作成と、電子ビーム露光用データの作成を同時に行っていた。
図4は、本発明におけるデータ処理フロー概念図である。本発明においては、まず参照用の第一のデバイスレイアウト(群)からステンシルマスクレイアウトを作成、次に、このステンシルマスクレイアウトに含まれるステンシル図形を用いて第二のデバイスレイアウトを露光するための露光用データを作成し、上記ステンシルマスクレイアウトに基づいて作成したステンシルマスクと、上記露光用データを用いて、露光処理を行う。
図4は、本発明におけるデータ処理フロー概念図である。本発明においては、まず参照用の第一のデバイスレイアウト(群)からステンシルマスクレイアウトを作成、次に、このステンシルマスクレイアウトに含まれるステンシル図形を用いて第二のデバイスレイアウトを露光するための露光用データを作成し、上記ステンシルマスクレイアウトに基づいて作成したステンシルマスクと、上記露光用データを用いて、露光処理を行う。
本発明のシステムは、ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出手段を備えており、第一のデバイスレイアウト10から複数の図形を抽出する。
第一の図形抽出手段は、新しくデバイスの設計を行う際に、全体の設計は異なっていてもそれに含まれる個々の図形は共通するものを使用することができ、特に頻繁に出現する図形はそれほど変わらないことに着目して、過去に設計した類似デバイスや前の工程で作成されたデバイスのレイアウトデータから、図形を解析することにより抽出するものである。
第一の図形抽出手段は、新しくデバイスの設計を行う際に、全体の設計は異なっていてもそれに含まれる個々の図形は共通するものを使用することができ、特に頻繁に出現する図形はそれほど変わらないことに着目して、過去に設計した類似デバイスや前の工程で作成されたデバイスのレイアウトデータから、図形を解析することにより抽出するものである。
次に本発明のシステムは、抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置手段103を備えている。
また、好ましくは、前記ステンシル配置手段103がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする図形カウント手段101と、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する図形選択手段102とがさらに備えられている。
図形カウント手段101は、抽出された各図形について、前記第一のデバイスレイアウト群10に含まれる同一形状の図形の数をカウントする。第一の図形抽出手段により抽出された各図形について、第一のデバイスレイアウト10に含まれる同一形状の図形の数をカウントし、図形ごとにカウントされた数を加算し集計する。
また、好ましくは、前記ステンシル配置手段103がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする図形カウント手段101と、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する図形選択手段102とがさらに備えられている。
図形カウント手段101は、抽出された各図形について、前記第一のデバイスレイアウト群10に含まれる同一形状の図形の数をカウントする。第一の図形抽出手段により抽出された各図形について、第一のデバイスレイアウト10に含まれる同一形状の図形の数をカウントし、図形ごとにカウントされた数を加算し集計する。
図形選択手段102は、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、ステンシルとして配置可能な数の図形を上記第一の図形抽出手段により抽出された図形群の中から選択する。
好ましい選択の一例は、カウントされた同一形状の図形の出現頻度とその図形を矩形分割したときのショット数の積が大きい図形から順に選択するものである。これによって、電子ビーム露光を行う際のショット数を最小にすることができる。
好ましい選択の一例は、カウントされた同一形状の図形の出現頻度とその図形を矩形分割したときのショット数の積が大きい図形から順に選択するものである。これによって、電子ビーム露光を行う際のショット数を最小にすることができる。
図7は、ステンシルマスク情報13の一例を示している。ステンシルマスク情報は、第二のデバイスレイアウトをステンシルマスク14を用いて露光するための露光用データを作成する際に参照されるものであり、ステンシルマスク14に含まれるステンシル図形の形状情報と配置情報をデータベース化したものである。
ブロックマスク情報13は、図形情報とその図形の配置情報からなる。図形1、2、3、・・・37には、各図形の形状情報が所定の書式で記述される。
図8は、ステンシルマスク14の一例を示している。この例では、中央に可変矩形用の開口があり、その他36種類の図形のステンシルがレイアウトされている。
以上の構成により、本発明の電子ビーム露光用データ作成システムを利用してステンシルマスク作成処理が行われる。
ブロックマスク情報13は、図形情報とその図形の配置情報からなる。図形1、2、3、・・・37には、各図形の形状情報が所定の書式で記述される。
図8は、ステンシルマスク14の一例を示している。この例では、中央に可変矩形用の開口があり、その他36種類の図形のステンシルがレイアウトされている。
以上の構成により、本発明の電子ビーム露光用データ作成システムを利用してステンシルマスク作成処理が行われる。
次に本発明の電子ビーム露光用データ作成システムの構成中、電子ビーム露光用データ作成処理を行う構成について説明する。
本発明のシステムは、前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出手段を備えている。
第二のデバイスレイアウト20を読み込んで、第二のデバイスレイアウト20に含まれる図形を解析することにより、前記第二のデバイスレイアウト20から複数の図形を抽出する。ここで、第二の図形抽出手段の図形抽出アルゴリズムは、第一の図形抽出アルゴリズムと同一であることが望ましい。この理由は、同一のアルゴリズムで抽出することにより、電子ビーム露光の際にステンシル図形を再利用でき、ショット数を削減できる可能性が高いからである。
本発明のシステムは、前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出手段を備えている。
第二のデバイスレイアウト20を読み込んで、第二のデバイスレイアウト20に含まれる図形を解析することにより、前記第二のデバイスレイアウト20から複数の図形を抽出する。ここで、第二の図形抽出手段の図形抽出アルゴリズムは、第一の図形抽出アルゴリズムと同一であることが望ましい。この理由は、同一のアルゴリズムで抽出することにより、電子ビーム露光の際にステンシル図形を再利用でき、ショット数を削減できる可能性が高いからである。
次に本発明のシステムは、抽出された第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成手段201を備えている。
所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する。
所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する。
次に本発明のシステムにおいて、好ましくは、前記ステンシル図形群の各図形の形状情報と、ステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベース15を作成して備えている。
前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際に、該ステンシルマスク情報データベース15を参照して行う。
露光用データ21は、データ変換処理により電子ビーム露光装置Bが読むことのできるデータ形式に変換して描画データに変換され、電子ビーム露光装置Bに渡される。電子ビーム露光装置Bは、上記ステンシルマスク14を装置に導入し、上記手続きで変換された描画データに基づいて描画を行う。
前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際に、該ステンシルマスク情報データベース15を参照して行う。
露光用データ21は、データ変換処理により電子ビーム露光装置Bが読むことのできるデータ形式に変換して描画データに変換され、電子ビーム露光装置Bに渡される。電子ビーム露光装置Bは、上記ステンシルマスク14を装置に導入し、上記手続きで変換された描画データに基づいて描画を行う。
以上説明した電子ビーム露光用データ作成は、電子ビーム露光用データ作成プログラムAを備えたコンピュータ装置あるいはコンピュータ機能を備える制御装置等として構成される。コンピュータ装置あるいはコンピュータ機能を備える制御装置等には記憶装置や表示装置等が設けられている。また、LSIなどの半導体パターンその他のデバイスの設計を行うCAD設計システムと連携して、あるいは一体のプログラムとして備えられていてもよい。
(第二の実施形態)
本発明の第二の実施形態は、所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成プログラムである。
プログラムは、ステンシルマスク作成処理を行う機能と、電子ビーム露光用データ作成処理を行う機能とに大きく分けることができ、これまでに説明した電子ビーム露光用データ作成システムとしてハードウェアを機能させるものである。
各機能については、これまでに説明した電子ビーム露光用データ作成システムにおいて説明したとおりである。
本発明の第二の実施形態は、所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成プログラムである。
プログラムは、ステンシルマスク作成処理を行う機能と、電子ビーム露光用データ作成処理を行う機能とに大きく分けることができ、これまでに説明した電子ビーム露光用データ作成システムとしてハードウェアを機能させるものである。
各機能については、これまでに説明した電子ビーム露光用データ作成システムにおいて説明したとおりである。
プログラムは、ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群10を解析し、該デバイスレイアウト群10の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出機能と、抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群10を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置機能と、を備えている。
好ましい形態の一例によれば、第一のデバイスレイアウト群10から複数の図形を抽出する第1の処理機能と、第1の処理機能において抽出された各図形について、前記第一のデバイスレイアウト群10に含まれる同一形状の図形の数をカウントする第2の処理機能と、第2の処理機能においてカウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、ステンシルとして配置可能な数の図形を前記抽出された図形群から選択する第3の処理機能と、第3の処理機能において選択された図形をステンシルマスクレイアウト上に配置する第4の処理機能とを含むステンシルマスク作成機能を備えている。
好ましい形態の一例によれば、第一のデバイスレイアウト群10から複数の図形を抽出する第1の処理機能と、第1の処理機能において抽出された各図形について、前記第一のデバイスレイアウト群10に含まれる同一形状の図形の数をカウントする第2の処理機能と、第2の処理機能においてカウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、ステンシルとして配置可能な数の図形を前記抽出された図形群から選択する第3の処理機能と、第3の処理機能において選択された図形をステンシルマスクレイアウト上に配置する第4の処理機能とを含むステンシルマスク作成機能を備えている。
また、プログラムは、前記の所望のデバイスレイアウト20から繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出機能と、抽出された第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成機能と、を備えている。
(第三の実施形態)
次に本発明の第三の実施形態について説明する。
本発明の第三の実施形態は、所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成方法である。
図9から図11は、本発明の電子ビーム露光用データ作成方法の基本的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。なおここに示す処理の流れは一例であって、これに限定されるものではなく、様々な応用や変形が可能である。
次に本発明の第三の実施形態について説明する。
本発明の第三の実施形態は、所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成方法である。
図9から図11は、本発明の電子ビーム露光用データ作成方法の基本的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。なおここに示す処理の流れは一例であって、これに限定されるものではなく、様々な応用や変形が可能である。
本発明の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて作成される露光データは、LSIに代表される半導体デバイスを製造するために用いることが主として想定されている。
本発明の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて作成される露光データにより露光描画を行う対象であるデバイスとして、フォトマスクを想定することもできる。
本発明の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて作成される露光データにより露光描画を行う対象であるデバイスとして、フォトマスクを想定することもできる。
初めに、図9および図10を参照し、ステンシルマスク描画データ作成処理方法について説明する。
本発明の電子ビーム露光用データ作成システムにおいては、初めに、ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出し、該第一の図形群を参照して、該デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成する第一のステップを経る。
ステンシルマスクレイアウトの生成処理を開始し(S100)、第一のデバイスレイアウトデータ群10を読み込み(S101)、第一のデバイスレイアウトデータ群10から、図形(キャラクタ)を抽出する(S102)。
次に、前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について出現頻度をカウントする(S103)。第一のデバイスレイアウトデータ群10をすべて解析するまで同様に処理を行い(S104)、抽出された第一の図形群から、同一形状の図形ごとのカウント数を算出する(S105)。
本発明の電子ビーム露光用データ作成システムにおいては、初めに、ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出し、該第一の図形群を参照して、該デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成する第一のステップを経る。
ステンシルマスクレイアウトの生成処理を開始し(S100)、第一のデバイスレイアウトデータ群10を読み込み(S101)、第一のデバイスレイアウトデータ群10から、図形(キャラクタ)を抽出する(S102)。
次に、前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について出現頻度をカウントする(S103)。第一のデバイスレイアウトデータ群10をすべて解析するまで同様に処理を行い(S104)、抽出された第一の図形群から、同一形状の図形ごとのカウント数を算出する(S105)。
次いで、出現頻度の高い図形群であるステンシル図形群を抽出する(S106)。
好ましい一例は、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する。第一のデバイスレイアウトデータ群10において使用されている頻度の高い順であり、第2のステップにおいてカウントされた同一形状の図形の出現頻度の大きい図形から順に、ステンシルとして配置可能な数の図形であるステンシル図形群を選択し、ステンシルマスクレイアウト上に配置する(S107)。
また好ましくは、該ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベース15を作成する第三のステップをさらに含む(S108)。
上記ステンシルマスクレイアウトを描画データに変換し(S109)、ステンシルマスク描画データをファイル出力することにより(S110)、ステンシルマスク描画データ作成方法が実現される。
好ましい一例は、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する。第一のデバイスレイアウトデータ群10において使用されている頻度の高い順であり、第2のステップにおいてカウントされた同一形状の図形の出現頻度の大きい図形から順に、ステンシルとして配置可能な数の図形であるステンシル図形群を選択し、ステンシルマスクレイアウト上に配置する(S107)。
また好ましくは、該ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベース15を作成する第三のステップをさらに含む(S108)。
上記ステンシルマスクレイアウトを描画データに変換し(S109)、ステンシルマスク描画データをファイル出力することにより(S110)、ステンシルマスク描画データ作成方法が実現される。
次に、図11を参照し、電子ビーム露光用データ作成処理方法について説明する。
第二のステップにおいては、前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のいずれかのステンシル図形を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する。
電子ビーム(EB)露光データの生成処理を開始し(S200)、所望デバイスである第二のデバイスレイアウト20を読み込み(S201)、第二のデバイスレイアウト20から、図形を抽出する(S202)。
第二のステップにおいては、前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のいずれかのステンシル図形を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する。
電子ビーム(EB)露光データの生成処理を開始し(S200)、所望デバイスである第二のデバイスレイアウト20を読み込み(S201)、第二のデバイスレイアウト20から、図形を抽出する(S202)。
次いで、抽出された各図形について、同一形状の図形が前記の図形選択手段102により選択され、ステンシルマスクレイアウトに含まれているか否かを判定する(S204)。好ましくは前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際に、前記のステンシルマスク情報データベースを参照して行う(S203)。
一括露光が可能な場合には、部分一括転写と判定し(S205)、ステンシルマスク情報からその図形のステンシルマスク上の位置などの情報を参照して、部分一括ショットとして処理を行う(S206)。
一括露光が不可能な場合には、該図形を矩形ショットと判定し(S207)、この図形を矩形に分割し、各々の矩形についてショットデータ作成処理を行うなど、矩形ショットとしての処理を行う。(S208)。
第二のデバイスレイアウト20に含まれる第二の図形群をすべて解析するまで、同様に処理を行い(S209)、露光用データ21を作成し出力処理を行う(S210)。
露光用データ21は、データ変換処理により電子ビーム露光装置Bが読むことのできるデータ形式に変換して描画データに変換され、電子ビーム露光装置Bに渡される。電子ビーム露光装置Bは描画データに基づいて描画を行う。
一括露光が可能な場合には、部分一括転写と判定し(S205)、ステンシルマスク情報からその図形のステンシルマスク上の位置などの情報を参照して、部分一括ショットとして処理を行う(S206)。
一括露光が不可能な場合には、該図形を矩形ショットと判定し(S207)、この図形を矩形に分割し、各々の矩形についてショットデータ作成処理を行うなど、矩形ショットとしての処理を行う。(S208)。
第二のデバイスレイアウト20に含まれる第二の図形群をすべて解析するまで、同様に処理を行い(S209)、露光用データ21を作成し出力処理を行う(S210)。
露光用データ21は、データ変換処理により電子ビーム露光装置Bが読むことのできるデータ形式に変換して描画データに変換され、電子ビーム露光装置Bに渡される。電子ビーム露光装置Bは描画データに基づいて描画を行う。
半導体デバイスを部分一括電子ビーム露光法により製造する方法においては、前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップを経る。
次いで、該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップを経ることにより、半導体デバイスを製造する方法である。
次いで、該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップを経ることにより、半導体デバイスを製造する方法である。
フォトマスクを部分一括電子ビーム露光法により製造する方法においては、前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップを経る。
次いで、該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップを経ることにより、フォトマスクを製造する方法である。
次いで、該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップを経ることにより、フォトマスクを製造する方法である。
(実施例1)
本発明における一実施例を以下に示す。
図12は、本実施例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図7に一例を示すようなシステムLSIのレイアウト、S1,S2,S3,・・・,Snを順次設計・製造していく際に、次のような手順で行う。
すなわち、最初のS1,S2,S3までは、S1,S2,S3のデバイスレイアウトデータ群を第一のデバイスレイアウトデータ群として入力し(S100〜S106)、それぞれのレイアウト専用のステンシルマスクレイアウトを作成して(S107〜S108)、ステンシルマスク14を作成し(S109〜S110)、これによって露光データ作成処理を行い(S200〜S210)、露光を行う。
本発明における一実施例を以下に示す。
図12は、本実施例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図7に一例を示すようなシステムLSIのレイアウト、S1,S2,S3,・・・,Snを順次設計・製造していく際に、次のような手順で行う。
すなわち、最初のS1,S2,S3までは、S1,S2,S3のデバイスレイアウトデータ群を第一のデバイスレイアウトデータ群として入力し(S100〜S106)、それぞれのレイアウト専用のステンシルマスクレイアウトを作成して(S107〜S108)、ステンシルマスク14を作成し(S109〜S110)、これによって露光データ作成処理を行い(S200〜S210)、露光を行う。
特定のレイアウトデータ専用のステンシルマスクを作るために、図9および図10に示したソフトウェア処理を用いることができる。
たとえばレイアウトS1専用のステンシルマスクを作製する際には、S1のみを第一のデバイスレイアウトデータ群の入力として前記図9、図10に示すソフトウェア処理を行い、ステンシルマスクレイアウトを作成し、このレイアウトに従って実際のステンシルマスクM1を作製する。
また、前記図9、図10に示すソフトウェア処理で得られた、図6に一例を示すステンシルマスク情報15と第二のデバイスレイアウトデータデータS1を入力として、図11に示すソフトウェア処理を行うことにより、上記ステンシルマスク情報15によるS1の露光データE1を作成できる。
このようにしてステンシルマスクM1、露光データE1を用いて電子ビーム(EB)露光することによってS1のデバイスを作成する。
たとえばレイアウトS1専用のステンシルマスクを作製する際には、S1のみを第一のデバイスレイアウトデータ群の入力として前記図9、図10に示すソフトウェア処理を行い、ステンシルマスクレイアウトを作成し、このレイアウトに従って実際のステンシルマスクM1を作製する。
また、前記図9、図10に示すソフトウェア処理で得られた、図6に一例を示すステンシルマスク情報15と第二のデバイスレイアウトデータデータS1を入力として、図11に示すソフトウェア処理を行うことにより、上記ステンシルマスク情報15によるS1の露光データE1を作成できる。
このようにしてステンシルマスクM1、露光データE1を用いて電子ビーム(EB)露光することによってS1のデバイスを作成する。
次に、S4以降を露光するための共通ステンシルマスクをS1,S2、S3を参照して作製する。S1からS3までのレイアウトデータを第一のデバイスレイアウトデータ群として参照して(S100〜S106)、図9および図10に示した処理により、ステンシルマスク描画データを作成し(S107〜S108)、この描画データを用いてステンシルマスクM123を作製する(S109〜S110)。
ステンシルマスクM123は、S4の設計を行う前に作製することが可能である。
ステンシルマスクM123は、S4の設計を行う前に作製することが可能である。
次にS4が設計されたら、既に作製したステンシルマスクM123を用いてレイアウトデータS4を露光するための露光用データを作成する(S200〜S210)。
M123のレイアウトを作成する際に得られたステンシルマスク情報15と次の第二のデバイスレイアウトデータ群S4を入力として、図11に示すソフトウェア処理を行うことにより、ステンシルマスクM123を用いてS4を露光するための露光データE4を作成できる。
ステンシルマスクM123を電子ビーム露光装置に導入し、露光データE4を用いて電子ビーム(EB)露光することによってS4のデバイスを作製する。
S5以降も同様の手順により、ブロックマスク既に作製したステンシルマスクM123を用いて露光することができる。
なお、上記の工程は、20から30層ともいわれるLSIの多層構造の内の1層に注目して処理方法を記述している。実際には、複数の層で露光が必要であるので、各層ごとに上記の処理が必要である。
また、ここでは最初に設計された3つのデバイスレイアウトS1,S2,S3を参照にして共通ステンシルマスクを作製する例を記述したが、デバイスレイアウトの数などについて限定するものではない。
M123のレイアウトを作成する際に得られたステンシルマスク情報15と次の第二のデバイスレイアウトデータ群S4を入力として、図11に示すソフトウェア処理を行うことにより、ステンシルマスクM123を用いてS4を露光するための露光データE4を作成できる。
ステンシルマスクM123を電子ビーム露光装置に導入し、露光データE4を用いて電子ビーム(EB)露光することによってS4のデバイスを作製する。
S5以降も同様の手順により、ブロックマスク既に作製したステンシルマスクM123を用いて露光することができる。
なお、上記の工程は、20から30層ともいわれるLSIの多層構造の内の1層に注目して処理方法を記述している。実際には、複数の層で露光が必要であるので、各層ごとに上記の処理が必要である。
また、ここでは最初に設計された3つのデバイスレイアウトS1,S2,S3を参照にして共通ステンシルマスクを作製する例を記述したが、デバイスレイアウトの数などについて限定するものではない。
(実施例2)
システムLSIのデバイスレイアウト、S1,S2,S2,・・・,Snを順次設計・製造していく際に、S1,S2,S2,・・・,Snをたとえば以下の観点でグルーピングする。
・メモリ混載のもの
・メモリ混載でないもの
このようにグルーピングされたそれぞれについて、実施例1の方法を適用する。
デバイスレイアウトの図形的性質が似ているものをグルーピングすることにより、ステンシル図形の再利用率が高まるため、電子ビーム露光の際にショット数をさらに削減できることが期待できる。
システムLSIのデバイスレイアウト、S1,S2,S2,・・・,Snを順次設計・製造していく際に、S1,S2,S2,・・・,Snをたとえば以下の観点でグルーピングする。
・メモリ混載のもの
・メモリ混載でないもの
このようにグルーピングされたそれぞれについて、実施例1の方法を適用する。
デバイスレイアウトの図形的性質が似ているものをグルーピングすることにより、ステンシル図形の再利用率が高まるため、電子ビーム露光の際にショット数をさらに削減できることが期待できる。
(実施例3)
図13は、本発明の実施例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
システムLSIのレイアウト、S1,S2,S2,・・・,Snを順次設計・製造していく際に、次のような手順で行う。
ここでは、既にステンシルマスクMM1,MM2,MM3が作製されているものとし、これら既存のステンシルマスク14を用いて露光するための露光データを作成するものとする。
また、ステンシルマスクMM1,MM2,MM3は、レイアウトS1,S2,S3,・・・,Skを参照することによって実施例1または、実施例2またはその他の方法で作製されているものとする。
図13は、本発明の実施例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
システムLSIのレイアウト、S1,S2,S2,・・・,Snを順次設計・製造していく際に、次のような手順で行う。
ここでは、既にステンシルマスクMM1,MM2,MM3が作製されているものとし、これら既存のステンシルマスク14を用いて露光するための露光データを作成するものとする。
また、ステンシルマスクMM1,MM2,MM3は、レイアウトS1,S2,S3,・・・,Skを参照することによって実施例1または、実施例2またはその他の方法で作製されているものとする。
例えばSk+1の露光データを作成する場合には以下の手順で行う。
ステンシルマスクMM1を作製した際のステンシルマスク情報とデバイスレイアウトデータSk+1を入力として、図11に示すソフトウェア処理を行うことにより、露光データEk+1 (MM1)を得る。
また、ステンシルマスクMM2を作製した際のステンシルマスク情報15とデバイスレイアウトデータSk+1を入力として、図11に示すソフトウェア処理を行うことにより、露光データEk+1 (MM2)を得る。
また、同様に、Ek+1 (MM2)を得る。
このように作成された露光データを用いて露光処理を行い、その際に露光のショット数をカウントし(S300)、露光データごとのショット数の比較・検証
を行い(S301)、最適な露光データの絞込み抽出を行う(S302)。Ek+1 (MM1)、Ek+1 (MM2)、Ek+1 (MM3)を解析して、電子ビーム(EB)露光の際のショット数を調べ、例えば露光データEk+1 (MM2)がもっともショット数が少なかった場合には、ステンシルマスクMM2を電子ビーム露光装置に導入し、露光データEk+1 (MM2)を用いて露光する。
これにより、既存のステンシルマスクを用いてもっとも少ないショット数で露光することが可能になる。
ステンシルマスクMM1を作製した際のステンシルマスク情報とデバイスレイアウトデータSk+1を入力として、図11に示すソフトウェア処理を行うことにより、露光データEk+1 (MM1)を得る。
また、ステンシルマスクMM2を作製した際のステンシルマスク情報15とデバイスレイアウトデータSk+1を入力として、図11に示すソフトウェア処理を行うことにより、露光データEk+1 (MM2)を得る。
また、同様に、Ek+1 (MM2)を得る。
このように作成された露光データを用いて露光処理を行い、その際に露光のショット数をカウントし(S300)、露光データごとのショット数の比較・検証
を行い(S301)、最適な露光データの絞込み抽出を行う(S302)。Ek+1 (MM1)、Ek+1 (MM2)、Ek+1 (MM3)を解析して、電子ビーム(EB)露光の際のショット数を調べ、例えば露光データEk+1 (MM2)がもっともショット数が少なかった場合には、ステンシルマスクMM2を電子ビーム露光装置に導入し、露光データEk+1 (MM2)を用いて露光する。
これにより、既存のステンシルマスクを用いてもっとも少ないショット数で露光することが可能になる。
ここでは、露光データの作成までを行った上でショット数を解析する手順を記述したが、露光データの作製工程まで行わずに各々のステンシルマスクを用いた場合のショット数を見積もり、もっともショット数の少なくなるステンシルマスク14に対応する露光データのみを作成するようにしてもよい。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成方法、電子ビーム露光用データ作成プログラムを提供し、電子ビームを用いた半導体装置などの製造に際して、システムLSI等のデバイスの試作、生産を効率的に行うことができる。
Claims (9)
- 所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成システムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出手段と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置手段と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出手段と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成手段と、を含み構成されたことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成システム。 - 請求項1に記載の発明において、
前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする図形カウント手段と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する図形選択手段とがさらに備えられたことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成システム。 - 請求項1または2のいずれかに記載の発明において、
前記ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報とを含むステンシルマスク情報を記憶するステンシルマスク情報データベースがさらに備えられ、
前記の露光データ作成手段が、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方に、該ステンシルマスク情報データベースを参照して行うことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成システム。 - 所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成方法であって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出し、該第一の図形群を参照して、該デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成する第一のステップと、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する第二のステップと、を含むことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成方法。 - 請求項4に記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
前記第一のステップにおいて、前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成するために、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする処理と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する処理とを行うことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成方法。 - 請求項4または5のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
該ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベースを作成する第三のステップをさらに含み、
前記第二のステップにおいて、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方に、前記のステンシルマスク情報データベースを参照して行うことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成方法。 - 半導体デバイスを請求項4〜6のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップと、を含むことを特徴とする、半導体デバイス製造方法。 - フォトマスクを請求項4〜6のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップと、を含むことを特徴とする、フォトマスク製造方法。 - 所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成プログラムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出機能と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置機能と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出機能と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成機能と、を備えたことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成プログラム。
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JP2003398520A JP2005159198A (ja) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | 電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成方法、電子ビーム露光用データ作成プログラム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2003
- 2003-11-28 JP JP2003398520A patent/JP2005159198A/ja active Pending
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