JP2014041182A - Method of calculating the number of electron beam irradiation and drawing time - Google Patents

Method of calculating the number of electron beam irradiation and drawing time Download PDF

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  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of precisely estimating time needed to draw a relatively large drawing region while keeping a shot size of a beam in an electron beam lithography appropriately.SOLUTION: A method of calculating the number of irradiation of an electron beam (shot number) needed for manufacturing a photomask from a shot size of the electron beam in an electron beam drawing device and photomask data which specify a radiation region of the electron beam includes the steps of virtually dividing an irradiated region on the photomask data into a plurality of rectangular regions, calculating the total number y(k) of rectangles having a short side in the range of knm≤p<(k+1)nm by k (k=0, 1, 2, ..., n), where p is a length of the short side of rectangles, and calculating the total number Y of shots of the electron beam by Y=Σk2y(k).

Description

本発明は、EB描画装置を使用してシリコンウエハ上のレジストに配線パターンを焼き付けるのに必要な電子ビーム照射回数と描画時間を予め見積もる方法に関する。   The present invention relates to a method for preliminarily estimating an electron beam irradiation frequency and a writing time necessary for printing a wiring pattern on a resist on a silicon wafer using an EB drawing apparatus.

半導体製造工程は、シリコンウエハに塗布したレジストに、半導体として必要な回路パターンを焼き付けるために紫外光の透過を制御するフォトマスクを使用する。回路パターンは微細すぎるため、等倍フォトマスクを使った1:1の近接描画が難しく、通常はレジストに焼き付けるべき寸法の4倍の寸法のフォトマスクを使用して紫外線を透過させてから、透過光パターンを光学的に1/4に縮小してレジストに照射している。   In the semiconductor manufacturing process, a photomask that controls transmission of ultraviolet light is used to print a circuit pattern necessary for a semiconductor on a resist applied to a silicon wafer. Since the circuit pattern is too fine, it is difficult to draw 1: 1 with a 1x photomask. Usually, UV light is transmitted using a photomask that is 4 times the size to be baked on the resist, and then transmitted. The resist is irradiated with the optical pattern optically reduced to ¼.

4倍に拡大されたとは言えサブミクロンオーダーのパターンを有するフォトマスクの製造には、半導体製造工程で用いる紫外線は当然使用されず、より微細なレジストパターンが形成可能な電子線描画方式が採用される。
電子線描画方式は、大別して以下の3種類に分類される。
Although the photomask has a submicron order pattern even though it has been magnified four times, the ultraviolet rays used in the semiconductor manufacturing process are naturally not used, and an electron beam drawing method capable of forming a finer resist pattern is adopted. The
Electron beam drawing methods are roughly classified into the following three types.

(1)スポットビーム(ポイントビーム)
電子銃(エミッタ,またはカソード)から発せられる電子線の断面形状が円形をしており、偏向器(デフレクタ)およびX−Yステージの移動に同期させながら連続照射してパターン描画を行うことを特徴とする。本方式では、電子線のビーム径は変えられるが矩形ビームに比べて1ショットあたりのビーム照射面積が小さいことから、スループットは悪い。しかし、数十nm〜数nmまでの微細なパターン描画が可能である。
(1) Spot beam (point beam)
The electron beam emitted from the electron gun (emitter or cathode) has a circular cross-sectional shape, and pattern drawing is performed by continuous irradiation in synchronization with the movement of the deflector (deflector) and the XY stage. And In this method, the beam diameter of the electron beam can be changed, but the beam irradiation area per shot is smaller than that of the rectangular beam, so the throughput is poor. However, fine pattern drawing from several tens of nm to several nm is possible.

(2)可変成形ビーム(矩形ビーム)
電子銃(エミッタ)から発せられる電子線を成形アパーチャーと呼ばれる矩形の穴を何段か通すことにより電子線形状を矩形に変え、X−Yステージの移動に同期させながら連続照射してパターン描画を行うことを特徴とする。スポットビームに比べて微細なパターンは描画できないが、1ショットあたりの描画面積が可変であるためスループットが良く、レチクルの量産工程向けや量産用のLSIに向けたレチクル作成に用いられる。
(2) Variable shaped beam (rectangular beam)
An electron beam emitted from an electron gun (emitter) is passed through several rectangular holes called shaping apertures to change the electron beam shape to a rectangle, and is continuously irradiated in synchronization with the movement of the XY stage to draw a pattern. It is characterized by performing. Although a fine pattern cannot be drawn as compared with a spot beam, the drawing area per shot is variable, so the throughput is good, and it is used for reticle production for mass production processes of reticles and LSIs for mass production.

(3)Character−Projection(CP)方式ビーム
ある特定形状の開口を複数個形成したマスクをアパーチャーとして使用し、マスク内に各所で使用されている同一形状のパターンを低加速電子ビームで露光する、ショット数を削減し高速化する非可変成形ビーム露光方式である。可変成形ビームと組み合わせることでウエハーへの露光のスループットを上げることが出来、部分一括露光方式(ブロック露光/ブロック描画方式)と称される。
(3) Character-Projection (CP) beam
Non-variable molding that reduces the number of shots and increases the speed by using a mask with multiple apertures of a specific shape as an aperture and exposing the same shape pattern used in various places in the mask with a low acceleration electron beam. This is a beam exposure method. By combining with a variable shaped beam, the throughput of exposure to the wafer can be increased, which is called a partial batch exposure method (block exposure / block drawing method).

方式(2)(3)では、半値幅で8μm程度に広がった電子ビーム径を採用する場合、第一アパーチャーの開口は4μm角程度である。この第一アパーチャーを透過した電子ビームが第二アパーチャーによりさらに制限されるもので、可変矩形描画方式では、第二アパーチャーの開口も矩形であり、ブロック描画方式では、種々の形状をなしている。必要とされる描画パターンの多様性に対しては、可変矩形の方が対応しやすいが、描画単位を小さく設定し過ぎるとビーム照射の回数(ショット数)が増える。ブロック描画は形が決まったアパーチャーを使用するのでパターン追随性は低いがビーム照射の回数は少ない傾向がある。実際には、描画パターンを解析して両者を組み合わせるアパーチャー制御方法が使われるようである。   In the methods (2) and (3), when the electron beam diameter having a full width at half maximum of about 8 μm is adopted, the opening of the first aperture is about 4 μm square. The electron beam transmitted through the first aperture is further restricted by the second aperture. In the variable rectangle drawing method, the opening of the second aperture is also rectangular, and in the block drawing method, various shapes are formed. The variable rectangle is easier to deal with the required variety of drawing patterns, but if the drawing unit is set too small, the number of beam irradiations (number of shots) increases. Since block drawing uses an aperture with a fixed shape, the pattern followability is low, but the number of beam irradiations tends to be small. Actually, an aperture control method that analyzes the drawing pattern and combines the two seems to be used.

ところで、上記EB描画装置を使用して一枚のフォトマスクを製造するのに必要な描画時間は数十時間に亘り、この描画時間の予測・推定は、フォトマスクの生産を管理していく上で重要な問題となる。レジスト描画時間は、電子ビーム一回の照射時間を一定とすれば照射回数(以下、ショット数と記す。)に概ね比例する。実際に費やされた描画時間をT、総ショット数をYとすると T=αY と近似できる。比例定数αは、ビームショットの前後で必要となるアパーチャー類の位置調整やステージ移動などに必要な時間から決まる平均的な値である。   By the way, the drawing time required to manufacture one photomask using the EB drawing apparatus is several tens of hours, and this prediction / estimation of the drawing time manages the production of the photomask. It becomes an important problem. The resist writing time is approximately proportional to the number of times of irradiation (hereinafter referred to as the number of shots) if the irradiation time of one electron beam is constant. If the drawing time actually spent is T and the total number of shots is Y, it can be approximated as T = αY. The proportionality constant α is an average value determined from the time required for position adjustment of the apertures and stage movement required before and after the beam shot.

他方、総ショット数Yは、電子ビームを照射すべき領域に、1ショットの電子ビームの形状(以下、ショットサイズもしくは基本図形と記す。電子ビーム側から見れば一辺が半値幅程度以下の正方形をショットサイズと呼び、被描画領域側から見れば基本図形である)を重なりがなく隙間もないようにびっしりと敷き詰めた場合の正方形(基本図形)の総数Nに比例すると見なせる(Y∝N)。従来は、この場合の比例定数をこれまでの描画実績から算出し、フォトマスクの描画パターンにショットサイズ(基本図形)が何個含まれるかを推定し、これをNとして描画時間を計算してきた。   On the other hand, the total number of shots Y is the shape of the electron beam of one shot (hereinafter referred to as the shot size or basic figure in the region to which the electron beam is to be irradiated. It can be regarded as proportional to the total number N of squares (basic figures) when they are laid out so that there is no overlap and no gaps (Y∝N). Conventionally, the proportionality constant in this case is calculated from the drawing results so far, the number of shot sizes (basic figures) included in the drawing pattern of the photomask is estimated, and the drawing time is calculated using this as N. .

ところが、電子ビームの総ショット数が、被描画領域を決めるフォトマスクデータ中の基本図形の総数Nにほぼ等しいと近似できるためには、フォトマスクデータを構成する各々の図形の大きさが、ショットサイズ(基本図形と同じ)に比べて十分小さい必要がある。十分に小さくなければ、基本図形の総数Nが誤差を含むことになる。したがって、誤差のあるNとこれに対応する実測の描画時間を対応させたデータから、比例定数あるいは将来のフォトマスクの製造に要する描画時間を推定することになる。通常の場合、フォトマスクデータを構成する図形全てがショットサイズ以下となることは少ない。   However, in order to approximate that the total number of shots of the electron beam is substantially equal to the total number N of basic figures in the photomask data that determines the drawing area, the size of each figure constituting the photomask data must be It needs to be small enough compared to the size (same as the basic figure). If it is not sufficiently small, the total number N of basic figures includes an error. Therefore, the proportional constant or the drawing time required for the future production of the photomask is estimated from the data in which the error N and the actually measured drawing time corresponding to the error N are associated with each other. In a normal case, all the figures constituting the photomask data are rarely less than the shot size.

したがって、本来であればショットサイズ(基本図形)を十分に小さくして基本図形の総数Nを推定し、描画実験を行い、その結果から、T∝N の関係式を使って、比例定数を推測すれば誤差はいくらでも小さくできると考えられるが、ショットサイズを小さくすればするほど、総ショット数が幾何級数的に増大し描画時間が長くなり、経済的に成り立たなくなるという問題が生じる。   Therefore, the shot size (basic figure) should be made sufficiently small to estimate the total number N of basic figures, and a drawing experiment was conducted. From the result, the proportionality constant was estimated using the relational expression of T∝N. The error can be reduced as much as possible, but the smaller the shot size, the more the total number of shots increases geometrically and the drawing time becomes longer.

特開2011−44464号公報JP 2011-44464 A 特許4867163号Japanese Patent No. 4867163

そこで本発明は、電子ビーム描画におけるビームのショットサイズを適当に維持した状態で、それよりも相対的に大きな面積からなる描画領域の描画に必要な時間を精度よく推測する方法の提供を目的とした。   Therefore, the present invention has an object to provide a method for accurately estimating the time required for drawing a drawing region having a relatively larger area while maintaining an appropriate beam shot size in electron beam drawing. did.

上記課題を達成するための請求項1に記載の発明は、電子ビーム描画装置における電子ビームのショットサイズと電子ビームの照射領域を特定するフォトマスクデータから、フォトマスクを製造する上で必要な電子ビームの照射回数(ショット数)を算出する方法であって、
フォトマスクデータ上の被照射領域を複数の矩形領域に仮想的に分割する工程と、
矩形短辺の長さをpとし、knm≦p<(k+1)nmの範囲の短辺を有する矩形の総数y(k)をk(k=0、1,2、・・・、n)ごとに算出する工程と、
電子ビームの総ショット数Yを、式1により算出する工程と、
を有することを特徴とする電子ビーム照射回数の算出方法としたものである。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to an electron necessary for manufacturing a photomask from photomask data specifying an electron beam shot size and an electron beam irradiation area in an electron beam lithography apparatus. A method of calculating the number of beam irradiations (number of shots),
Virtually dividing the irradiated area on the photomask data into a plurality of rectangular areas;
The total length y (k) of rectangles having short sides in the range of knm ≦ p <(k + 1) nm is set to k (k = 0, 1, 2,..., N) where the length of the rectangular short side is p. A step of calculating
A step of calculating the total number of shots Y of the electron beam by Equation 1,
This is a method of calculating the number of times of electron beam irradiation characterized by having

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の方法で算出したk番目のフォトマスクの製造に必要であった総ショット数Y(k)と、実際に必要であった描画時間をT(k)とから(Y(k),T(k))のペアーデータをn番目まで蓄積する工程と(k=1,2,・・・、n)、
(n+1)番目のフォトマスクの製造に必要な総ショット数Y(n+1)を請求項1に記載の方法で算出する工程と、
(n+1)番目のフォトマスクの製造に必要な描画時間T(n+1)が総ショット数Y(n+1)に比例すると仮定し、ペアーデータから比例定数αを計算する工程と、
(n+1)番目のフォトマスクの製造に必要な描画時間T(n+1)を総ショット数Y(n+1)と比例定数αを用いて計算する工程と、を有することを特徴とする電子ビーム描画時間の算出方法としたものである。
According to the second aspect of the present invention, the total number of shots Y (k) necessary for manufacturing the kth photomask calculated by the method according to the first aspect and the drawing time actually required are represented by T (K) to (Y (k), T (k)), the process of accumulating up to n-th pair data (k = 1, 2,..., N),
Calculating the total number of shots Y (n + 1) required for manufacturing the (n + 1) -th photomask by the method according to claim 1;
Assuming that the writing time T (n + 1) required for manufacturing the (n + 1) th photomask is proportional to the total number of shots Y (n + 1), calculating a proportionality constant α from the pair data;
A step of calculating a writing time T (n + 1) required for manufacturing the (n + 1) -th photomask using a total shot number Y (n + 1) and a proportionality constant α. This is a calculation method.

請求項3に記載の発明は、前記比例定数αを下記式2を用いて計算することを特徴とする請求項2に記載の電子ビーム描画時間の算出方法としたものである。   The invention described in claim 3 is the electron beam writing time calculation method according to claim 2, wherein the proportionality constant α is calculated using the following formula 2.

請求項4に記載の発明は、前記比例定数αを、(Y(k),T(k))のペアーデータから最小二乗法を用いて計算することを特徴とする請求項2に記載の電子ビーム描画時間の算出方法としたものである。   The invention according to claim 4 is characterized in that the proportionality constant α is calculated from the pair data of (Y (k), T (k)) by using the least square method. This is a method for calculating the beam writing time.

請求項1に記載の発明は、1回の電子ビームが照射する面積をショットサイズとして、描画に必要な全ショット数の近似計算の方法を与えたものである。ショットサイズを基本図形とし、描画領域を、描画領域の外周の形状から決まる種々の矩形によって仮想的に分割し、この矩形の中に基本図形が何個含まれるかを矩形短辺の長さに応じて重み付けして算出したものである。全ての矩形が正方形であって、一辺の長さが基本図形の一辺の長さの整数倍であるように分割できれば正確なショット数を与えるという効果がある。   According to the first aspect of the present invention, an approximate calculation method for the total number of shots necessary for drawing is given by setting an area irradiated with one electron beam as a shot size. The shot size is a basic figure, and the drawing area is virtually divided by various rectangles determined by the outer shape of the drawing area, and the number of basic figures contained in this rectangle is the length of the short rectangle It is calculated by weighting accordingly. If all the rectangles are square and can be divided so that the length of one side is an integral multiple of the length of one side of the basic figure, there is an effect of giving an accurate number of shots.

請求項2の発明は、全ショット数と対応する実描画時間の関係から、新しいフォトマスクの製造に必要な描画時間を精度よく推定する方法を与えたものである。請求項1に記載のショット数の計算方法は、全ての矩形が正方形で、一辺の長さが基本図形の一辺の長さの整数倍でなければ誤差を含み、描画面積がこのような場合は極めて少ない。本発明は、複数回の描画結果を利用してこの誤差を低減することで描画時間の推定精度を向上させる効果がある。   The invention of claim 2 provides a method for accurately estimating the writing time required for manufacturing a new photomask from the relationship between the total number of shots and the corresponding actual writing time. The method for calculating the number of shots according to claim 1 includes errors when all the rectangles are squares and the length of one side is not an integral multiple of the length of one side of the basic figure, and the drawing area is such Very few. The present invention has an effect of improving the estimation accuracy of the drawing time by reducing the error by using a plurality of drawing results.

請求項3の発明は、描画時間と全ショット数の間に比例関係を仮定した場合の比例定数の計算方法を与えたものである。請求項4の発明は、描画時間と全ショット数の間に1次関係を仮定して二つの定数を計算するものである。これらの計算により、描画時間の推測が可能となる。   The invention of claim 3 provides a method of calculating a proportionality constant when a proportional relationship is assumed between the drawing time and the total number of shots. The invention of claim 4 calculates two constants assuming a linear relationship between the drawing time and the total number of shots. With these calculations, the drawing time can be estimated.

描画時間を推測する精度が向上すれば、フォトマスクの生産計画が立てやすくなり、計画的生産が可能になる。その結果、装置の空き時間の削減や材料・副材料の待ち時間による劣化と不良マスク生産が抑制できる。フォトマスク製造のためのデータフォーマットに関係なく描画時間の推定が可能になるという効果もある。   If the accuracy of estimating the drawing time is improved, it becomes easier to make a production plan for the photomask, and planned production becomes possible. As a result, it is possible to reduce the idle time of the apparatus, deterioration due to the waiting time of the material / sub-material, and the production of defective masks. There is also an effect that the drawing time can be estimated regardless of the data format for manufacturing the photomask.

(a)電子ビームを照射する被描画領域を複数の矩形に分割する一例を模式的に示す図面である。(b)(a)のパターンに相対的な電子ビームショットサイズを模式的に示す図である。(A) It is drawing which shows typically an example which divides the drawing area irradiated with an electron beam into a plurality of rectangles. (B) It is a figure which shows typically the electron beam shot size relative to the pattern of (a).

本発明は、EB描画装置を使用してフォトマスクを製造する際、基板上のレジストのどこに電子ビームが照射されるべきかが記録された描画用パターンデータから、描画時間の予測を高い精度で行い、この描画時間予測に基づいて多数のフォトマスクの効率的な生産計画を立案する一助とすることである。   According to the present invention, when a photomask is manufactured using an EB drawing apparatus, the drawing time is predicted with high accuracy from the drawing pattern data in which the electron beam is irradiated on the resist on the substrate. This is to help make an efficient production plan for a large number of photomasks based on this drawing time prediction.

予測については、電子ビームのショットサイズが十分に小さければ、ショットサイズの半値幅程度以下の長さを辺長とする基本図形(例えば、4μm□)を単位として、基本図形の総数から描画時間の推測・計算が行える。しかしながら、基本単位(ショットサイズ)が小さすぎると(例えば、2μm□)描画時間が長くなり経済的に実用的でなくなるのでほどほどの大きさに設定する必要がある。そうすると、描画パターンがショットサイズに比べて十分小さくなくなるので、図形総数の計算に誤差が生じてくる。   As for prediction, if the shot size of the electron beam is sufficiently small, the drawing time can be calculated from the total number of basic figures in units of basic figures (for example, 4 μm square) whose side length is about half the width of the shot size or less. Guess and calculate. However, if the basic unit (shot size) is too small (for example, 2 μm □), the drawing time becomes long and it is not economically practical, so it needs to be set to a moderate size. Then, since the drawing pattern is not sufficiently smaller than the shot size, an error occurs in the calculation of the total number of figures.

また、図形の数え方自体にも問題が含まれている。それは、図1(a)に示すように、描画領域1は、大部分が多数のサイズの異なる矩形2の寄せ集めと見なされるが、図1(b)に示す基本図形6が、描画パターン中に何個あるかのカウントの仕方は、描画領域を複数の矩形2に分割し、該矩形短辺3の長さから以下のように計算している。
矩形短辺の長さ 0〜1nm 基本図形数 1個
1nm〜2nm 基本図形数 2個
2nm以上 基本図形数 0個
しかしながら、この計算法では、総図形数が正しくカウントされないのは明らかである。
There is also a problem with the figure counting itself. As shown in FIG. 1A, the drawing area 1 is mostly regarded as a collection of a large number of rectangles 2 having different sizes, but the basic figure 6 shown in FIG. The drawing area is divided into a plurality of rectangles 2 and calculated from the length of the rectangular short side 3 as follows.
Rectangular short side length 0 to 1 nm Number of basic figures 1
1nm ~ 2nm Number of basic figures 2
2 nm or more Number of basic figures 0 However, it is clear that the total figure number is not correctly counted by this calculation method.

本発明は、上記の計算法に対し、矩形短辺3の長さごとに適切な重み付けを行った。
具体的には、
矩形短辺の長さ 0〜1nm の 総図形数 y(1) 重み 1
1〜2nm の 総図形数 y(2) 重み 4
2〜3nm の 総図形数 y(3) 重み 9
・ ・
・ ・
・ ・
(n−1)〜n(nm)の総図形数 y(n) 重み n
とした。矩形短辺3の長さが(n−1)〜n(nm、ナノメートル)の図形に対しnの重みを与えたものである。この場合の総図形数Yは、次式で与えられる。
In the present invention, appropriate weighting is performed for each length of the rectangular short side 3 in the above calculation method.
In particular,
Length of rectangular short side 0 to 1 nm Total figure number y (1) Weight 1
Total figure number of 1-2nm y (2) Weight 4
Number of total figures of 2 to 3 nm y (3) Weight 9
・ ・
・ ・
・ ・
Total number of figures (n-1) to n (nm) y (n) Weight n 2
It was. The length of the rectangular short side 3 (n-1) ~n (nm , nanometers) in which given a weight of n 2 to figures. The total figure number Y in this case is given by the following equation.

これは、矩形の短辺の長さをn(nm)とすればその矩形の基本図形数をnと近似するもので、矩形が正方形で一辺の長さが基本図形の一辺の長さの整数倍であれば近似精度は高いが、描画領域を被覆する矩形が一般に長方形の場合や、辺長が整数倍である場合は少ないであろうから、Yは総図形数の下限を与えるものと考えられる。その意味で、描画領域の矩形への仮想的な分割は、正方形に近い矩形で隙間なく分割するのが好ましいと言える。 This rectangle short side length of n (nm) Tosureba the number basic figure of the rectangle intended to approximate the n 2, the length of one side rectangle in square basic shape of one side length of If it is an integer multiple, the approximation accuracy is high, but if the rectangle that covers the drawing area is generally a rectangle or the side length is an integer multiple, Y will be the lower limit of the total number of figures. Conceivable. In that sense, it can be said that it is preferable to virtually divide the drawing area into rectangles with a rectangle close to a square without any gaps.

式1の近似は、重みを1とした従来法に比べれば総図形数の計算方法としては近似精度が向上したと言えるが、総図形数が誤差を含むことに鑑みて、本発明は、さらに総図形数
と描画時間の直線関係を示す定数の算出に工夫を加えたものである。
また、一般にYは、描画領域を矩形で被覆する仕方(分割の仕方)に依存する。例えば図1(a)の描画領域1を斜線で示す矩形2で分割するか、破線4で示す線で分割するかで総図形数Yは異なる可能性もある。
The approximation of Equation 1 can be said to have improved the approximation accuracy as a method of calculating the total number of figures compared to the conventional method with a weight of 1. However, in view of the fact that the total number of figures includes an error, the present invention further A device is added to the calculation of a constant indicating the linear relationship between the total number of figures and the drawing time.
In general, Y depends on the method of covering the drawing area with a rectangle (the method of division). For example, the total figure number Y may be different depending on whether the drawing area 1 in FIG. 1A is divided by a rectangle 2 indicated by diagonal lines or a line indicated by a broken line 4.

描画時間は、分割の仕方をできるだけ合理的に設定してYを計算し、描画時間Tがこれに比例するとして計算できる(T∝Y)が、それには比例定数αの値が必要である。描画に要した時間は、EB描画装置に記憶されており正確に分かるので、比例定数αは、Yに対応する描画時間から経験的に推測できるが、本発明は、この推測を複数回の過去の試行実績に基づいて精密化した。   The drawing time can be calculated assuming that the way of division is set as rationally as possible and Y is calculated and the drawing time T is proportional to this (T∝Y), but this requires the value of the proportionality constant α. Since the time required for drawing is accurately stored and stored in the EB drawing apparatus, the proportionality constant α can be estimated empirically from the drawing time corresponding to Y, but the present invention makes this estimation multiple times in the past. Refined based on the trial results.

あるEB描画処理をk番目の試行とし、二乗重みを使って計算した総図形数をY(k)、その際の実際の描画時間がT(k)であったとするとペアーデータ(Y(k),T(k))を得る。これらに比例関係を仮定すると、T(k)=α(k)×Y(k)と書けてα(k)が求まる。これは、先述したように矩形の形状や分け方に依存する誤差を含む値である。そこでEB描画処理がn回行われたとすると(k=1,2、・・・、n)、αにもn個のデータ蓄積があるはずである。あるいは、同じ描画でも分割の仕方を変えて異なるY(k)を得て、これに対して同じ実描画時間を対応させても構わない。   Assuming that an EB drawing process is the kth trial, the total number of figures calculated using the square weight is Y (k), and the actual drawing time at that time is T (k), pair data (Y (k) , T (k)). Assuming a proportional relationship to these, it is possible to write T (k) = α (k) × Y (k) and to obtain α (k). As described above, this is a value including an error depending on the shape of the rectangle and how it is divided. Therefore, if the EB drawing process is performed n times (k = 1, 2,..., N), there should be n data accumulation in α. Alternatively, different Y (k) may be obtained by changing the division method even in the same drawing, and the same actual drawing time may be associated with this.

この複数回の過去のEB描画に関するペアーデータ(T(k),Y(k))から、今度改めて行う(n+1)回目のEB描画の比例定数αを次式で決めた。   From the pair data (T (k), Y (k)) relating to the past EB drawing for a plurality of times, a proportional constant α for the (n + 1) th EB drawing to be performed again is determined by the following equation.

ここで、Σはk=1,2、・・・、nまでの和である。
総図形数Y(n+1)は、前述の二乗重みを使って算出できるから、(n+1)回目のEB描画の描画時間が、αをα(n+1)と書けば、T(n+1)=α(n+1)×Y(n+1)と計算される。
尚、ここで、k=1,2、・・・、に該当するEB描画は、続いて行われるEB描画である必要はなく、単に多数のEB描画処理のいくつかを順不同でナンバリングしただけでもよい。但し、(n+1)はそれらとは別のEB描画処理である。
Here, Σ is the sum up to k = 1, 2,..., N.
Since the total figure number Y (n + 1) can be calculated using the above-mentioned square weight, if the drawing time of the (n + 1) -th EB drawing is written as α (n + 1), T (n + 1) = α (n + 1) ) × Y (n + 1).
Here, the EB drawing corresponding to k = 1, 2,... Does not have to be the subsequent EB drawing, and simply by numbering a number of EB drawing processes in any order. Good. However, (n + 1) is an EB drawing process different from them.

より正確には、T(k)とY(k)に一次の関係を仮定するのが好ましい。T(k)を横軸、Y(k)を縦軸にとって、傾きαとy切片bを最小二乗法を使って算出する。ここでnとしては、できるだけY(k)が小さい値から大きな値まで広く分散して、且つY(n+1)を含むようなペアーを選択するのが好ましい。最小二乗法ではαとbは次式で与えられる。   More precisely, it is preferable to assume a linear relationship between T (k) and Y (k). With T (k) as the horizontal axis and Y (k) as the vertical axis, the slope α and the y-intercept b are calculated using the method of least squares. Here, as n, it is preferable to select a pair in which Y (k) is widely dispersed from a small value to a large value as much as possible and includes Y (n + 1). In the least square method, α and b are given by the following equations.

α=nΣT−ΣTΣY/(nΣT −(ΣT
b=ΣT 2ΣY−ΣTΣT/(nΣT −(ΣT
ここで(k)の代わりに添え字kを用い、Σはkについての1からnまでの和である。
上記最小二乗法で決めた傾きαをα(n+1)として、今回の描画時間を、T(n+1)=α(n+1)×Y(n+1)+bと計算する。
α = nΣT k Y k -ΣT k ΣY k / (nΣT k 2 - (ΣT k) 2)
b = ΣT k 2 ΣY k −ΣT k Y k ΣT k / (nΣT k 2 − (ΣT k ) 2 )
Here, the subscript k is used instead of (k), and Σ is the sum of 1 to n for k.
The gradient α determined by the least square method is α (n + 1), and the current drawing time is calculated as T (n + 1) = α (n + 1) × Y (n + 1) + b.

1、描画領域
2、矩形(領域)
3、矩形短辺
4、別の分割例を示す破線
5、未分割の描画領域
6、基本図形(ショットサイズ)
1, drawing area 2, rectangle (area)
3, rectangular short side 4, broken line 5 showing another division example, undivided drawing area 6, basic figure (shot size)

Claims (4)

電子ビーム描画装置における電子ビームのショットサイズと電子ビームの照射領域を特定するフォトマスクデータから、フォトマスクを製造する上で必要な電子ビームの照射回数(ショット数)を算出する方法であって、
フォトマスクデータ上の被照射領域を複数の矩形領域に仮想的に分割する工程と、
矩形短辺の長さをpとし、knm≦p<(k+1)nmの範囲の短辺を有する矩形の総数y(k)をk(k=0、1,2、・・・、n)ごとに算出する工程と、
電子ビームの総ショット数Yを、下記式1により算出する工程と、
を有することを特徴とする電子ビーム照射回数の算出方法。
A method for calculating the number of electron beam irradiations (number of shots) necessary for manufacturing a photomask from photomask data specifying an electron beam shot size and an electron beam irradiation area in an electron beam lithography apparatus,
Virtually dividing the irradiated area on the photomask data into a plurality of rectangular areas;
The total length y (k) of rectangles having short sides in the range of knm ≦ p <(k + 1) nm is set to k (k = 0, 1, 2,..., N) where the length of the rectangular short side is p. A step of calculating
A step of calculating the total number of shots Y of the electron beam by the following formula 1,
A method for calculating the number of electron beam irradiations.
請求項1に記載の方法で算出したk番目のフォトマスクの製造に必要であった総ショット数Y(k)と、実際に必要であった描画時間をT(k)とから(Y(k),T(k))のペアーデータをn番目まで蓄積する工程と(k=1,2,・・・、n)、
(n+1)番目のフォトマスクの製造に必要な総ショット数Y(n+1)を請求項1に記載の方法で算出する工程と、
(n+1)番目のフォトマスクの製造に必要な描画時間T(n+1)が総ショット数Y(n+1)に比例すると仮定し、ペアーデータから比例定数αを計算する工程と、
(n+1)番目のフォトマスクの製造に必要な描画時間T(n+1)を総ショット数Y(n+1)と比例定数αを用いて計算する工程と、を有することを特徴とする電子ビーム描画時間の算出方法。
The total number of shots Y (k) required for manufacturing the k-th photomask calculated by the method according to claim 1 and the drawing time actually required from T (k) (Y (k ), T (k)) to accumulate the nth pair data (k = 1, 2,..., N),
Calculating the total number of shots Y (n + 1) required for manufacturing the (n + 1) -th photomask by the method according to claim 1;
Assuming that the writing time T (n + 1) required for manufacturing the (n + 1) th photomask is proportional to the total number of shots Y (n + 1), calculating a proportionality constant α from the pair data;
A step of calculating a writing time T (n + 1) required for manufacturing the (n + 1) -th photomask using a total shot number Y (n + 1) and a proportionality constant α. Calculation method.
前記比例定数αを下記式2を用いて計算することを特徴とする請求項2に記載の電子ビーム描画時間の算出方法。
3. The electron beam writing time calculation method according to claim 2, wherein the proportionality constant [alpha] is calculated using the following equation (2).
前記比例定数αを、(Y(k),T(k))のペアーデータから最小二乗法を用いて計算することを特徴とする請求項2に記載の電子ビーム描画時間の算出方法。   3. The electron beam writing time calculation method according to claim 2, wherein the proportionality constant α is calculated from a pair data of (Y (k), T (k)) using a least square method.
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CN114815517A (en) * 2022-04-18 2022-07-29 广州新锐光掩模科技有限公司 Photomask exposure method

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