JP4853268B2 - フォトマスク描画レイアウト検証方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子線やレーザ光によりフォトマスクを製作するときに描画機に用いる描画データのレイアウト検証方法に関し、特に、オリジナルの描画データを他描画機用の描画データに変換したときのレイアウトの確からしさを検証するための簡易で高精度なレイアウト検証方法に関する。
半導体集積回路の製造に用いられるフォトマスクは、まず、半導体集積回路のレイアウトが設計され、レイアウトデータ(CADデータ)が形成される。次に、このレイアウトデータが変換され、電子線描画機やレーザ描画機において用いられる描画データが生成される。
ところで、フォトマスク製作においては、電子線やレーザ光を用いた種々の描画機があり、電子線描画機においても電子線走査方式がラスタ走査やベクタ走査があり、各描画機メーカーにより取り扱う描画データの仕様が異なっている。フォトマスク製作においては、フォトマスクの仕様などによって描画するのに最も適した描画機を決めており、オリジナルの描画データを他の描画機用の描画データに変換することが頻繁に行なわれている。
フォトマスクを製作するには描画すべきパターン図形の集合である描画データと、その描画データをフォトマスク上にどのように配置するかなどを規定した配列情報が必要であり、配列情報はジョブデック(jobdeck)と呼ばれる制御データのファイルに記述されている。この描画データと配列情報を記述したジョブデックファイルは描画機メーカーにより仕様が異なるため、描画機の変更が必要となった場合には描画データの変換と配列情報の変換が必要となる。変換の際に、使用される描画機に適合させるために、描画データにはミラーリング、ローテーション、スケーリング、スマッシュなどの様々な加工が施される。また配列情報は加工されたデータが初めの状態と同じレイアウトになる記述に、人手もしくはプログラムにより修正される。
描画データの変換においては、変換後のレイアウトの確からしさを検証する必要がある。描画データが設計データ(CADデータ)と相違していないかどうかの確認は、従来、描画データと設計データとを比較することにより行なわれてきた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、半導体集積回路の微細化、高集積化に伴い、比較すべきデータ量が膨大になり、実描画データを使って検証するのはデータ処理システムの大きな負担となるために行われなくなり、フォトマスクのメインパターン部のみをダイ・ツー・データベース(die to database)の外観検査により保証するのが一般的となっている。
上記のダイ・ツー・データベース検査の場合、設計データ(CADデータ)を準備し、その設計データを検査用の画像データに変換する必要がある。このデータの変換は多大な変換時間を必要とし、作業効率の低下の要因となり、しかも、上記の検査ではパターンの画像を正確に比較する必要があり、機械的に高精度な専用の検査装置が必要であった。さらに、半導体集積回路の高集積化に伴い、データボリュームが膨大となり、上記のダイ・ツー・データベースの外観検査では検査が不可能となってしまうという問題も生じていた。
また、実際のチップ上のパターンは角部分が丸まりを有しており、設計データを画像データに変換した場合のパターンとそのまま比較することができず、丸め処理などが必要となる。しかし、完全な丸め処理は非常に困難であり、欠陥がない部分を間違って検出してしまう擬似欠陥が多数発生してしまうという問題があった。したがって、擬似欠陥を含んだ欠陥情報を一つずつ確認して擬似欠陥を除く欠陥確認作業が必要であり、多大な時間を必要とすると共に検査の信頼性を低下させるという問題があった。
上記のように、半導体集積回路の微細化、高集積化に伴い、ダイ・ツー・データベースの外観検査においてデータボリュームが膨大で検査不可能な場合、あるいは擬似欠陥が多発して検査不可能という場合には、描画データ変換後のレイアウトの確からしさの検証が全くできなくなるという非常に危険な状況に陥ることになるという問題が生じていた。
特開2001−344302号公報
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、フォトマスク用のオリジナルの描画データを他描画機用の描画データに変換したとき、データボリュームが膨大で検査が不可能となったり、あるいは擬似欠陥が多発して検査が不可能となったりすることがなく、変換した描画データのレイアウトの確からしさを検証するための簡易で高精度なレイアウト検証方法を提供するものである。
上記の課題を解決するために、請求項1の発明に係るレイアウト検証方法は、フォトマスク製作用のオリジナルの描画データを他描画機用の描画データに変換したときのレイアウトの確からしさを検証するためのレイアウト検証方法であって、前記オリジナルの描画データと同一のプロパティを持ち、パターンの向きが明らかなオリジナルの簡易パターンの描画データを作成する第1のステップと、前記オリジナルの簡易パターンの描画データを前記他描画機用の簡易パターンの描画データに変換する第2のステップと、前記オリジナルの簡易パターンの描画データとオリジナルの配列情報とによりオリジナルのスマッシュデータを作成する第3のステップと、前記他描画機用の簡易パターンの描画データと他描画機用の配列情報とにより他描画機用のスマッシュデータを作成する第4のステップと、前記オリジナルのスマッシュデータと前記他描画機用のスマッシュデータとの排他的論理和処理を行なってレイアウトの確からしさを検証する第5のステップと、を含むことを特徴とするものである。
請求項2の発明に係るレイアウト検証方法は、請求項1に記載のレイアウト検証方法において、前記第2のステップと前記第3のステップの順番を入れ替えたことを特徴とするものである。
請求項3の発明に係るレイアウト検証方法は、請求項1に記載のレイアウト検証方法において、前記第3のステップと前記第4のステップの順番を入れ替えたことを特徴とするものである。
請求項4の発明に係るレイアウト検証方法は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のレイアウト検証方法において、前記プロパティが、データフォーマットとデータ領域とアドレスユニットであることを特徴とするものである。
請求項5の発明に係るレイアウト検証方法は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のレイアウト検証方法において、前記オリジナルの簡易パターンの描画データが前記オリジナルの配列情報に従い配列された状態で、前記オリジナルの簡易パターンが、他データの簡易パターンと出来るだけ重ならないように配置されていることを特徴とするものである。
請求項6の発明に係るレイアウト検証方法は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のレイアウト検証方法において、前記オリジナルの配列情報の中でデータ反転が指定されているデータは、前記オリジナルの簡易パターンの描画データ作成時に、あらかじめデータ反転しておくことを特徴とするものである。
請求項7の発明に係るレイアウト検証方法は、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のレイアウト検証方法において、前記他描画機用の簡易パターンの描画データにローテーションとサイジングの設定を行った場合には、前記排他的論理和処理の前に、前記設定を解消するためのローテーションとサイジングの逆補正を前記他描画機用のスマッシュデータに施すことを特徴とするものである。
本発明のレイアウト検証方法によれば、検証すべきパターンの簡易化によりデータ変換の負担が大幅に減り、今まで困難であったデータ上でのレイアウト検証が可能となった。さらに、パターン数が数十から数百にも及ぶ複雑なジョブであっても、全てのデータに対する 変換領域指定、ミラーリング、ローテーション、スケーリング、配置座標指定の実行結果をnm単位の精度で容易に検証することが可能であり、簡易で高精度のレイアウト検証方法である。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態の一例を示すフローチャートであり、図2〜図5は、図1に示したフローチャートをさらに詳しく説明するための模式図による説明図である。
まず、図1の左上に示すように、オリジナルの描画データ11(データo)を準備する。オリジナルの描画データ11は、設計データ(CADデータ)から作成され、例えば、図2の図2(O)のo−1〜o−3に例示されるように、設計単位であるセルを基に設計されて階層構造を有し、ジョブデックファイルに記述された配列情報の指示により図2の合成イメージOのように配列されるデータである。
次に、図1に示されるように処理Aにより、上記のオリジナルの描画データ11(データo)と同一の特性(本発明ではプロパティと称する)を持ち、パターンの向きが明らかなオリジナルの簡易パターンの描画データ12(データa)を作成する(第1のステップ:処理A)。
本発明において、上記の同一のプロパティとしては、同一のデータフォーマットと同一のデータ領域と同一のアドレスユニット(最小単位グリッド:AU)でなければいけない。前出プロパティが異なると不測のスケーリングがかかりオリジナルと異なるレイアウトとなってしまい、レイアウト検証の信頼性を低下させてしまうからである。
図2(A)は、オリジナルの描画データ11と同一のプロパティで向きの判る簡易パターンを作成した模式図である。図2(A)において、a−1〜a−3はCADデータに係る矩形情報を特定しており、a−1〜a−3の各々は元データである図2(O)と同一のデータフォーマットであり、図2(O)のo−1〜o−3の各々とそれぞれ全く同一のデータ領域で、同一のアドレスユニットであり、パターンのみを簡易パターンに置き換えたものである。図2(A)では、向きの判る簡易パターンの一例として図形Fのみを表している。
次に、図1に示すように処理Bにより、オリジナルの簡易パターンの描画データ12(データa)を他描画機用の簡易パターンの描画データ13(データb)に変換する(第2のステップ:処理B)。このとき、必要に応じてミラー、ローテーション、サイジングなどの処理を行なう。
図2(B)は、オリジナルの簡易パターンの描画データ12を他描画機用の簡易パターンの描画データ13に変換したときのパターンの模式図である。フォトマスク製作用の描画機は、機種の相違によってフォトマスクを支える爪の位置などが異なることなどがあり、データ変換時にパターンの回転が必要になることがある。図2(B)の場合には、一例として、図2(B)のb−1に示すように、図2(A)で示したデータを270度ローテーションし、左右反転させ、かつ図2(A)で示したa−1、a−2のセルの階層構造を崩してスマッシュし、フラットなデータにした場合を示す。
次に、図1に示すように処理Cにより、オリジナルの簡易パターンの描画データ12(データa)とジョブデックファイルに記述されたオリジナルの配列情報14とによりデータ合成を実施し、オリジナルのスマッシュデータ15(データc)を作成する(第3のステップ:処理C)。
本発明で用いているスマッシュデータとは、複数のフォトマスクパターンデータを配列情報に従い一つのデータ(描画データ)として合成したデータを意味するものである。
図2(A)の合成イメージCに、オリジナルの簡易パターンの描画データ12とジョブデックファイルに記述されたオリジナルの配列情報14とによりデータ合成したオリジナルのスマッシュデータ15(データc)のレイアウト模式図を示す。
次いで、図1に示すように処理Dにより、上記の変換した他描画機用の簡易パターンの描画データ13(データb)と他描画機用の配列情報16とによりデータ合成を実施し、他描画機用のスマッシュデータ17(データd)を作成する(第4のステップ:処理D)。
図2(B)の合成イメージDに、上記の変換した他描画機用の簡易パターンの描画データ13と他描画機用の配列情報16を記述した新しいジョブデックとによりデータ合成した他描画機用のスマッシュデータ17(データd)のレイアウト模式図を示す。
次に、図1に示すように処理Eにより、上記のオリジナルのスマッシュデータ15(データc)と他描画機用のスマッシュデータ17(データd)との排他的論理和(exclusive or:XORとも記す)処理を行なって、レイアウトの確からしさを検証する(第5のステップ:処理E)。排他的論理和処理による演算の結果、出力図形データが無ければ(Y)、オリジナルの描画データを他描画機用の描画データに変換したときのエラーはなく、オリジナルの描画データは正しく変換され問題なしと判断される。一方、もしも出力図形データが有れば(N)、オリジナルの描画データは変換時にエラーが生じたと判断され、相違箇所の確認が必要となる。
本発明のレイアウト検証方法は、上記の第1のステップ(処理A)〜第5のステップ(処理E)の処理工程において、第2のステップの処理Bと第3のステップの処理Cとの順番を入れ替えることが可能であり、順番を入れ替えてもレイアウト検証において支障は生じない。この場合の処理手順は、上記の処理A、処理C、処理B、処理D、処理Eの順番となる。
また、本発明のレイアウト検証方法は、上記の第1のステップ(処理A)〜第5のステップ(処理E)の処理工程において、第3のステップの処理Cと第4のステップの処理Dの順番を入れ替えることも可能であり、順番を入れ替えてもレイアウト検証において支障は生じない。この場合の処理手順は、処理A、処理B、処理D、処理C、処理Eの順番となる。
本発明において、オリジナルのスマッシュデータ15(データc)と他描画機用のスマッシュデータ17(データd)との排他的論理和処理は、コンピュータ上での比較なので、描画データの数nm単位での検証が可能となり、微細パターンを有するフォトマスクの描画データを高精度で検証することができる。
本発明のレイアウト検証方法においては、オリジナルの簡易パターンの描画データ12がレイアウト後、各データ間において出来るだけ重ならないように配置されているのが好ましい。完全に重なると、重なった部分のレイアウト検証ができなくなるからである。
配列情報に従った配列後、各セル間の簡易パターンが完全に重なると重なったセル双方のレイアウト検証ができないことになる(片方のセルが存在しなくても違いが出ない)。異なるデータ領域のデータを異なる座標に配置する場合、小さな簡易パターンが完全に重なる確率は非常に低い。マスク製作上簡易パターンが完全に重なることが最も考えられるのが、同一データ領域のデータを同一座標に配置するケースである。簡易レイアウト図である図3は、セル内部のパターン図形Fの配置を示す一例である。図3(a)はオリジナルの簡易パターンの描画データ12によるあるセルであり、図3(b)はまた別のセルである。出来るだけ重なるのを避けるため、すなわち図3(b)が図3(a)と重なるのを避けるため、描画データ図3(b)のセル内部のパターン図形Fをデータ上でユニークな配置にしておくものである。
本発明のレイアウト検証方法においては、上記のオリジナルの配列情報14の中でデータ反転が指定されているデータは、上記の第1のステップの処理Aのオリジナルの簡易パターンの描画データ12作成時に、あらかじめデータ反転しておくのが好ましい。以下、図4、図5に示すセルの模式図を用いてその理由を説明する。
図4は、オリジナルの簡易パターンの描画データ12作成時に、あらかじめデータを反転してない場合を示す説明図である。データ反転が指定されているセル図4(a)と、上位のセル図4(b)とを、ジュブデックの配列情報で図4(a)のデータ反転を指定し、スマッシュして一つの合成したセル図4(c)とすると、セル図4(a)が反転されて上位セル図4(b)のパターンをつぶしてしまい、セル図4(b)の検証が不可能になる。
一方、図5に示すように、オリジナルの簡易パターンの描画データ12作成時にセルのデータをあらかじめデータ反転し、反転したセル図5(a)としておくことにより、上位セル図5(b)とスマッシュして一つの合成したセル図5(c)とした場合に、ジョブイメージで上位セル図5(b)はセル図5(a)につぶされず、セル図5(c)に示すように検証可能となる。
本発明のレイアウト検証方法において、上記の他描画機用の簡易パターンの描画データ13にローテーションとサイジングの設定を行った場合には、排他的論理和処理の前に、この設定を解消するためのローテーションとサイジングの逆補正を他描画機用のスマッシュデータ17(データd)に施す必要がある。例えば、他描画機用の描画データ変換で、ローテーション=270度、サイジング=−50nmをかけた場合、この設定を解消する値は、ローテーション=90度、サイジング=+50nmであり、この逆補正を排他的論理和処理の前に施すものである。
次に、本発明のレイアウト検証方法を実施例に基づいてさらに詳しく説明する。
まず、オリジナルの描画データを準備した。図6に、本発明の実施例における4種類のオリジナルの描画データのパターンと、配列情報により作成したオリジナルの合成イメージの模式図を示す(データ部=白)。本実施例においては電子線描画機MEBES用のフォーマットに基づき、MEBES用のオリジナル描画データに以下のデータ配列情報を用いた。
SLICE 1,17
RETICLE
OPTION M ← 配列全てパターン,座標共にY軸ミラー
*
CHIP F1,
$ (1,TESTDAT-00-03,AD=0.004,SF=1.0) ← スケーリング ×1
ROWS 101200 / 101200
*
CHIP F2,
$ (1,TESTDAT-00-04,AD=0.004,SF=0.9) ← スケーリング ×0.9
ROWS 101200 / 51200
*
CHIP F3,
$ (1M,TESTDAT-00-05,AD=0.004,SF=0.8) ← スケーリング ×0.8とパターンのY 軸ミラー(1MのM)
ROWS 51200 / 51200 OPTION M と相殺されオリジナルの向きとなる
*
CHIP F4,
$ (1,TESTDAT-00-60,AD=0.004,SF=0.7) ← スケーリング ×0.7
ROWS 51200 / 101200
*
CHIP F5,
$ (1R,TESTDAT-00-AA,AD=0.25,SF=1.0) ← スケーリング ×1でデータ反転(1R のR)
ROWS 76200 / 76200
END
次に、図7に示すように、オリジナルの描画データをオリジナルの描画データと同一のプロパティを有するオリジナルの簡易パターンの描画データに変換した。同一のプロパティとしては、同一のデータフォーマットと同一のデータ領域と同一のアドレスユニットである。
図7では、4種の図形データ(TESTDAT-00-03、TESTDAT-00-04、TESTDAT-00-05、TESTDAT-00-60)について図形Fで示す簡易データを作成しているが、判り易いようにデータの外周を拡大して表示している。また、パターンが重ならないように、データ毎にパターンの位置をずらしてある。また、配列情報でデータ反転指定があるデータであるため、実際のレイアウトイメージにした際に他のデータをつぶさないように、簡易化パターンを反転させている。
次に、オリジナルの配列情報とオリジナルの簡易パターンの描画データとによりデータ合成を実施し、オリジナルのスマッシュデータを作成した。図8は、オリジナルのスマッシュデータの合成イメージ(レチクル)である。図8では、判り易いようにデータの外周を拡大して表示している。また、配列情報によりデータ反転されるが、元がベタパターンにしてあったために、ここではほとんどパターンがなくなり他のパターンをつぶしてしまうことが無い。
次に、上記のオリジナルの簡易パターンの描画データを他描画機として日本電子(株)製の電子線描画機JEOL用の描画データに変換した。図9に、JEOL用の簡易パターンの描画データへの変換を示す。このとき、オリジナルの配列情報に270°ローテーションをかけてJEOLフォーマットの配列情報に変換した。また、TESTDAT-00-AAのデータにはデータ反転も行なった。作成したJEOL用の配列情報を以下に示す。
JOB 'JBX',6.0
;*************************************
PATH
ARRAY ( 25000.000, 1, 0.000)/( 25000.000, 1, 0.000)
ASSIGN P( 1) -> ( *, *)
AEND
ARRAY ( 25000.000, 1, 0.000)/( -25000.000, 1, 0.000)
ASSIGN P( 2) -> ( *, *)
AEND
ARRAY ( -25000.000, 1, 0.000)/( -25000.000, 1, 0.000)
ASSIGN P( 3) -> ( *, *)
AEND
ARRAY ( -25000.000, 1, 0.000)/( 25000.000, 1, 0.000)
ASSIGN P( 4) -> ( *, *)
AEND
ARRAY ( 0.000, 1, 0.000)/( 0.000, 1, 0.000)
ASSIGN P( 5) -> ( *, *)
AEND
PEND
;*************************************
; 1 -> LAYER 1
;*************************************
LAYER 1
MIRROR ,Y
P( 1) 'TESTDAT00.03.J52'
P( 2) 'TESTDAT00.04.J52'
P( 3) 'TESTDAT00.05.J52'
P( 4) 'TESTDAT00.60.J52'
P( 5) 'TESTDAT00.AA.J52'
END
次に、上記のJEOL用の簡易パターンの描画データとJEOL用の配列情報とによりデータ合成を実施し、JEOL用のスマッシュデータを作成した。図10は、JEOL用のスマッシュデータの合成イメージ(レチクル)である。図10では、判り易いようにデータの外周を拡大して表示している。
次に、図8に示したオリジナルのMEBES用のスマッシュデータと、図10に示したJEOL用のスマッシュデータとの排他的論理和(XOR)処理を実施した。このとき、JEOL用のスマッシュデータはオリジナルと向きが一致するように、反時計回りに90°のローテーションをかけて行なった。
XOR処理の結果、図形の出力データは無く、MEBES用描画データをJEOL用描画データに変換したときのエラーはなく、MEBES描画データは正しくJEOL用描画データに変換されたと判断された。
本発明の実施形態の一例を示すフローチャートである。 図1に示した本発明の実施形態のフローチャートをさらに詳しく説明するための説明図である。 同一データ領域のデータを同一座標に配置しても重ならないようにするための説明図である。 オリジナルの簡易パターンの描画データ作成時に、あらかじめデータを反転してない場合を示す説明図である。 オリジナルの簡易パターンの描画データ作成時に、あらかじめデータを反転しておく場合を示す説明図である。 本発明の実施例におけるオリジナルの描画データのパターンと合成イメージの模式図である。 本発明の実施例におけるオリジナルの簡易パターンの描画データ作成の説明図である。 本発明の実施例におけるオリジナルのスマッシュデータの合成イメージ(レチクル)である。 本発明の実施例における他描画機用の簡易パターンの描画データへの変換の説明図である。 本発明の実施例における他描画機用のスマッシュデータの合成イメージ(レチクル)である。
符号の説明
11 オリジナルの描画データ
12 オリジナルの簡易パターンの描画データ
13 他描画機用の簡易パターンの描画データ
14 オリジナルの配列情報
15 オリジナルのスマッシュデータ
16 他描画機用の配列情報
17 他描画機用のスマッシュデータ

Claims (7)

  1. フォトマスク製作用のオリジナルの描画データを他描画機用の描画データに変換したときのレイアウトの確からしさを検証するためのレイアウト検証方法であって、
    前記オリジナルの描画データと同一のプロパティを持ち、パターンの向きが明らかなオリジナルの簡易パターンの描画データを作成する第1のステップと、
    前記オリジナルの簡易パターンの描画データを前記他描画機用の簡易パターンの描画データに変換する第2のステップと、
    前記オリジナルの簡易パターンの描画データとオリジナルの配列情報とによりオリジナルのスマッシュデータを作成する第3のステップと、
    前記他描画機用の簡易パターンの描画データと他描画機用の配列情報とにより他描画機用のスマッシュデータを作成する第4のステップと、
    前記オリジナルのスマッシュデータと前記他描画機用のスマッシュデータとの排他的論理和処理を行なってレイアウトの確からしさを検証する第5のステップと、
    を含むことを特徴とするレイアウト検証方法。
  2. 請求項1に記載のレイアウト検証方法において、前記第2のステップと前記第3のステップの順番を入れ替えたことを特徴とするレイアウト検証方法。
  3. 請求項1に記載のレイアウト検証方法において、前記第3のステップと前記第4のステップの順番を入れ替えたことを特徴とするレイアウト検証方法。
  4. 前記プロパティが、データフォーマットとデータ領域とアドレスユニットであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のレイアウト検証方法。
  5. 前記オリジナルの簡易パターンの描画データが前記オリジナルの配列情報に従い配列された状態で、前記オリジナルの簡易パターンが、他データの簡易パターンと出来るだけ重ならないように配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のレイアウト検証方法。
  6. 前記オリジナルの配列情報の中でデータ反転が指定されているデータは、前記オリジナルの簡易パターンの描画データ作成時に、あらかじめデータ反転しておくことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のレイアウト検証方法。
  7. 前記他描画機用の簡易パターンの描画データにローテーションとサイジングの設定を行った場合には、前記排他的論理和処理の前に、前記設定を解消するためのローテーションとサイジングの逆補正を前記他描画機用のスマッシュデータに施すことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のレイアウト検証方法。
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