JP4569146B2 - フォトマスク製造支援システム - Google Patents

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Description

本発明は、半導体フォトマスク又はレチクル（以下、総称してフォトマスクという）の描画用データ解析及び検査用データ変換を行う製造支援システムに関する。
近年の半導体フォトマスクの製造工程においては、半導体ルールの微細化に伴い、設計データの微細化とデータ量が膨大になっている。これにより、データ処理時間のスループットに与えるインパクトが大きくなっている。
歩留まり良くフォトマスクを製造するためには、フォトマスク用描画データの事前解析、フォトマスク上のパターンの観察及び解析が重要となってきている。これらの解析の結果は、フォトマスクの描画の仕上がり状態を最適に導くための描画装置動作パラメータとして利用される。これらの解析を行わない場合には、経験若しくは勘により描画装置動作パラメータを設定することになり、描画の歩留まりを著しく悪化させる虞がある。しかしながら、描画データの事前解析、フォトマスクパターンの観察及び解析には長時間を要し、場合によっては描画時間よりも長くなり、作業コストの増大を招いている。
これに対して、例えば特許文献１（特開平９−２８８６８７号公報）には、フォトマスク用描画データ（レイアウトパターンデータ）の階層構造を崩して形成されたストラクチャを複数の領域に分割し、各領域に含まれる図形情報（パターンデータ）の階層処理を並列分散して行う技術が開示されている。特許文献１には、これにより、階層処理の時間を短縮できると記載されている。しかしながら、特許文献１の手法では、フォトマスク描画データ又はフォトマスク検査データの生成時間を短縮することはできるが、前記描画装置動作パラメータにフィードバックするデータ生成には繋がらず、描画工程全体の作業コストを削減することはできない。
図４は、従来のシステムにおけるフォトマスク製造工程の概要を示すフロー図である。図４に示すように、先ず、フォトマスク用描画データ３１が生産（試作）投入される（ステップＳ１）。描画データ３１は描画用解析工程（ステップＳ２１）と検査データ変換工程（ステップＳ２２）に夫々供給される。ステップＳ２１において得られた描画用解析結果（露光データ）は、次の工程である描画工程（ステップＳ３）にフィードバックされ、フォトマスクの描画が行われる。描画後には、描画されたフォトマスクのプロセス処理、検査測定などの後工程（ステップＳ４）が行われる。また、描画用解析工程（ステップＳ２１）と全くの別工程である検査用データ変換工程においては、検査データ４３が得られる。その後、フォトマスクパターンは、検査データＤ２を利用してＤＢ（Die to Database）検査される（ステップＳ５）。ここで、ＤＢ検査とは、検査データ４３とフォトマスクパターンを比較して行う欠陥検査のことを指す。この検査結果に基づいて出荷判断（ステップＳ６）が行われる。このように、生産投入された描画データ３１は描画用解析工程（ステップＳ２１）と検査データ変換工程（ステップＳ２２）に別々に供給され、各々の工程が独自に処理を行っていた。
特開平９−２８８６８７号公報
しかしながら、上述の技術には、以下に示すような問題点がある。描画用解析工程と検査用データ変換工程が別々に存在するために、夫々の工程を別々に管理する必要がある。両工程を１人のオペレータが管理するには両方の工程を加算した作業時間が必要となり、並行して行うには２人のオペレータを必要としていた。いずれにしても、作業コストが増大していた。また、通常、描画データのフォーマットには異なる描画機間の互換性がないため、描画データフォーマット毎の工程が必要となるという問題点があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、歩留まりを低下させずに工程の作業コストを低減してスループットを改善できるフォトマスク製造支援システムを提供することを目的とする。
本発明に係るフォトマスク製造支援システムは、半導体集積回路のレイアウトを表すと共に複数の層情報が階層構造をなすフォーマットの描画データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている描画データより、前記半導体集積回路を形成するための各マスクパターンを表す図形情報を生成する図形情報生成手段と、前記図形情報生成手段により生成された前記図形情報を解析して、前記各マスクパターンを製造する際の描画工程にフィードバックするための描画用解析結果を出力するデータ解析手段と、前記図形情報を、前記描画工程において前記描画情報を用いて形成されたマスクパターンを検査する検査装置用の検査データに変換するデータ変換手段と、を有することを特徴とする。
本発明においては、描画用データ解析と検査用データ変換を統合することにより、工数を削減することができる。
本発明によれば、描画用データ解析と検査用データ変換を統合することにより、従来別々に発生していた作業の統合によりオペレーション作業を減らせると共に、データ解析と平行してデータ変換を略同時に実施することができる。したがって、歩留まりを低下させずに、フォトマスク製造工程の作業コストを低減し、スループットを改善することができる。また、描画用データ解析工程と検査用データ変換工程の両工程で、描画データ解釈手段を共有することができ、描画データ解析の効率化を図ることができる。
また、検査用データがフォトマスクの仕上がりイメージを持ったフラットなフォーマットであるという特性を有しており、検査用データをフォトマスクの解像プロセス予測に利用することによりプロセス支援を行うことができる。更に、同じ特性を利用して、パターン間隔が最も小さいか、又は、パターン密度が最も高い等の特徴的な場所を探し出して、オペレータに提示することが可能となる。更にまた、オペレータの指示により、プロセス管理上必要な特徴的座標値を、顕微鏡等によるプロセス観察、線幅測定、長寸法測定、直交度測定及び重ね合わせ精度測定等のフォトマスクの品質保証に関する各種検査装置に出力することができる。これにより、特徴的座標の探索を半自動化することができ、前述の描画データ解析の効率化と併せてプロセス解析の効率化を図ることができる。また、的確な特徴的座標を観察できることから、歩留まりが向上する。
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係るフォトマスク製造支援システムを示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係るフォトマスク製造支援システムにおいては、データ処理装置２に描画データ入力・解釈部２１、描画用データ解析部２２及び検査用データ変換部２３が設けられている。記憶部３には、描画データ３１が格納されており、記憶部４には、描画データ解釈情報４１、描画用解析結果４２及び検査機用ＤＢ検査データ４３が格納されている。記憶部３の描画データ３１及び入力装置１で入力された処理パラメータは描画データ入力・解釈部２１に入力され、この描画データ入力・解釈部２１にて描画データ３１が解釈され、描画データ解釈情報４１として記憶装置４に格納される。描画データ４１はデータ解析部２２及びデータ変換部２３に入力される。データ解析部２２における解析結果は、記憶装置４の描画用解析結果４２に入力されて格納される。データ変換部における変換結果は、記憶装置４の検査機用ＤＢ検査データ４３に入力され格納される。
次に、上述の如く構成された本実施形態に係るフォトマスク製造支援システムの動作について説明する。図２は、本実施形態に係るフォトマスク製造工程の概要を示すフロー図である。図２に示すように、先ず、描画データ３１が生産（試作）投入される（ステップＳ１）。描画データ３１を用いて、検査用データ変換及び描画用データ解析が行われる（ステップＳ２）。描画データ３１は、描画を行うための図形情報から構成されているが、描画機の種類によって、そのフォーマットが異なる。ステップＳ１においては、描画データ入力・解釈部２１が、記憶装置３から描画データ３１を読み込み、異なるフォーマットに適した解釈を行う。記憶装置３には、あらかじめ何らかの手段で描画用データ３１を記憶しているものとする。また、通常、描画データの内部は階層構造化されており、実際のフォトマスク観察イメージとは異なる。描画データ入力・解釈手段２１は、描画データ３１を読み込み、よりフォトマスク観察イメージに近い図形情報として抽出し、描画データ解釈情報４１として記憶装置４に格納する。この描画データ解釈情報４１は、描画機の種類に依存しない共通のフォーマットである。次に、データ解析部２２は描画データ解釈情報４１を読み込み、パターンの白黒比、矩形数、最小線幅等、描画工程へのフィードバックに必要な情報を解析・統計処理し、描画用解析結果４２を記憶装置４に格納する。また、データ変換部２３は、同様に描画データ解釈情報４１を読み込み、検査機におけるＤＢ検査用データへのフォーマット変換を行い、変換後の検査用データ４３を格納する。
描画データ解釈情報４１は、フォトマスク観察イメージに近い構成となっており、ある単位毎に分割して記憶装置４に蓄えることができる。従って、データ解析部２２及びデータ変換手段２３の処理は、描画データ入力・解釈部２１の処理の終了を待たずに開始することができる。すなわち、描画データ入力・解釈部２１がフォトマスクの一辺から順次処理を進めているとすると、データ解析手段２２とデータ変換手段２３は、同じ辺から追随して処理を実行することが可能となる。また、データ解析部２２とデータ変換部２３は、同じ描画データ解釈情報４１を入力するが、内部の処理は独立しており、出力するデータも異なるため、並行に処理を行うことが可能である。これにより、描画データ入力・解釈部２１、データ解析部２２、データ変換部２３は並列で処理することが可能となる。
ステップＳ２にて得られた描画用解析結果４２は、次の工程である描画工程にフィードバックされ（ステップＳ３）、フォトマスクの描画が行われる。描画後には、描画されたフォトマスクのプロセス処理、検査測定などの後工程が行われる（ステップＳ４）。その後、フォトマスクは変換済みの検査データ４３を利用して検査機により欠陥の有無をＤＢ検査され（ステップＳ５）、検査結果に基づいて出荷判断（ステップＳ６）が行われる。
このように、本実施形態によれば、描画用データ解析と検査用データ変換を統合することにより、オペレーション作業の工数を減らすことができる。また、検査用データがフォトマスクの仕上がりイメージを持った階層構造を持たないフォーマットであるため、フォトマスクの解像プロセス予測に利用することができる。更に、最小パターン間隔又は最大パターン密度を有する特徴的な場所を探し出して、オペレータに提示することが可能となる。更にまた、オペレータの指示により、プロセス管理上必要な特徴的座標値を、顕微鏡等によるプロセス観察、線幅測定、長寸法測定、直交度測定及び重ね合わせ精度測定等のフォトマスクの品質保証に関する各種検査装置に出力することができる。これにより、特徴的座標の探索を半自動化することができ、プロセス解析の効率化を図ることができる。また、的確な特徴的座標を観察できることから、歩留まりが向上する。
なお、本実施形態に係るフォトマスク製造支援システムにおける記憶装置３は、データ処理装置２内部にあってもよいし、ネットワーク経由などでアクセス可能な遠隔地にあってもよい。また、記憶装置４は、記憶装置３と同様にデータ処理装置２からアクセス可能な遠隔地に置かれても良いが、処理速度の低下を防ぐためデータ処理装置２からローカル接続されているデバイスであることが望ましい。更に、描画データ解釈情報４１、描画用解析結果４２、検査機用ＤＢ検査データ４３が全て記憶装置４に格納されているが、各々が別の記憶装置に格納されてもよい。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３は本実施形態に係るフォトマスク製造支援システムを示すブロック図である。なお、図３は図１をほぼ踏襲したブロック図であるが、データ処理装置２にデータ参照部２４が設けられており、データ参照部２４は記憶装置４に格納されている描画データ解釈情報４１及び検査機用ＤＢ検査データ４３を読み出し、外部情報処理装置５に座標・図形情報５１を出力する。
次に、上述の如く構成された本実施形態に係るフォトマスク製造支援システムの動作について説明する。描画データ入力・解析部２１は、記憶装置３から描画データ３１を読み込み、図形情報を抽出し、描画データ解釈情報４１として格納する。
データ解析部２２は、描画データ解釈情報４１を読み込み、描画工程に必要な情報を解析して、描画用解析結果４２として記憶装置４に格納する。また、データ変換部２３は、同じく描画データ解釈情報４１を読み込み、検査機におけるＤＢ検査用データへのフォーマット変換を行い、変換後の検査機用ＤＢ検査用データ４３を記憶装置４に格納する。ここでは、描画データ解釈情報４１、描画用解析結果４２、検査機用ＤＢ検査用データ４３が全て記憶装置４に格納されているが、各々が別の記憶装置に格納されてもよい。
データ参照部２４は、例えば描画データ解釈情報４１や検査機用ＤＢ検査データ４３を参照してフォトマスクのイメージを表示するビューアなどのツールである。また、外部処理装置５は、顕微鏡などの外観観察装置、線幅測長装置などが考えられる。データ参照部２４を利用して得られた特定の座標における図形情報（座標・図形情報５１）などを、外部処理装置５に出力することにより、フォトマスク描画後のプロセス解析にデータをフィードバックすることができる。
これらの処理に必要なパラメータなどは、あらかじめ入力装置１によりオペレータから与えられているか、外部処理装置５との通信により得られるものとする。
本発明の第１の実施形態に係るフォトマスク製造支援システムを示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るフォトマスク製造工程の概要を示すフロー図である。 本発明の第２の実施形態に係るフォトマスク製造支援システムを示すブロック図である。 従来のフォトマスク製造工程の概要を示すフロー図である。
符号の説明
１；入力装置
２；データ処理装置
２１；描画データ入力・解釈部
２２；データ解析部
２３；データ変換部
２４；データ参照部
３、４；記憶装置
３１；描画データ
４１；描画データ解釈情報
４２；描画用解析結果
４３；検査機用ＤＢ検査データ
５；外部処理装置
５１；座標・図形情報

Claims (6)

  1. 半導体集積回路のレイアウトを表すと共に複数の層情報が階層構造をなすフォーマットの描画データを記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶されている描画データより、前記半導体集積回路を形成するための各マスクパターンを表す図形情報を生成する図形情報生成手段と、
    前記図形情報生成手段により生成された前記図形情報を解析して、前記各マスクパターンを製造する際の描画工程にフィードバックするための描画用解析結果を出力するデータ解析手段と、
    前記図形情報を、前記描画工程において前記描画情報を用いて形成されたマスクパターンを検査する検査装置用の検査データに変換するデータ変換手段と、
    を有することを特徴とするフォトマスク製造支援システム。
  2. 前記描画データより各マスクパターンの図形情報を生成する際に、マスクパターン領域を複数個に分割して生成することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク製造支援システム。
  3. 前記データ解析手段と前記データ変換手段とは、前記図形情報生成手段によるが図形情報の生成が終了する前に、前記図形情報生成手段が生成した図形情報の処理を開始する、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトマスク製造支援システム。
  4. 前記描画データより各マスクパターンの図形情報を生成する際に、マスクパターン領域を複数個に分割して図形データを生成し、分割して抽出された図形情報を被検査マスクパターンと比較して欠陥検査を行う検査データへの変換に順次使用し、更に、検査データへの変換過程で生成された階層構造を持たない図形情報であって、フォトマスクの描画仕上がりイメージを有する前記図形情報をマスクパターン描画プロセスで用いる描画用解析結果の解析に順次使用することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフォトマスク製造支援システム。
  5. 前記描画データは、使用する描画機の種類に依存したフォーマットを有し、
    前記図形情報は、描画機の種類に依存しない共通フォーマット形式を有し、
    前記検査データは検査機用のフォーマットを有する、
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフォトマスク製造支援システム。
  6. 前記描画データは、フォトマスクの観察イメージとは異なる形態のデータから構成され、
    前記図形情報は、フォトマスクの観察イメージに近い形態のデータから構成される、
    ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のフォトマスク製造支援システム。
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