(57)【要約】  【課題】描画装置を駆動して半導体集積回路の回路パターンを描画するパターン描画方法において、描画制御用データのデータ量を少なくすることにより、生産性を向上する。また検査装置を駆動して半導体集積回路の回路パターンを検査するパターン検査方法において、検査用データのデータ量を少なくすることにより、生産性を向上する。  【解決手段】回路パターンの設計データ３３に基づいて、描画装置３６を直接駆動し、フォトマスク３７上に回路パターンを描画する。また回路パターンの設計データに基づいて、検査装置を直接駆動し、フォトマスク上の回路パターンを検査する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画装置を駆動して半導体集積回路の回路パターンを描画するパターン描画方法であって、
前記回路パターンの設計データに基づいて前記描画装置を直接駆動することを特徴とするパターン描画方法。
【請求項２】
請求項１に記載したパターン描画方法であって、
前記設計データから前記回路パターンの描画に必要な単位領域に関する設計データを順次抽出し、該抽出した単位領域に関する設計データに基づいて前記描画装置を直接駆動することを特徴とするパターン描画方法。
【請求項３】
検査装置を駆動して半導体集積回路の回路パターンを検査するパターン検査方法であって、
前記回路パターンの設計データに基づいて前記検査装置を直接駆動することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項４】
請求項３に記載したパターン検査方法であって、
前記設計データから前記回路パターンの検査に必要な単位領域に関する設計データを順次抽出し、該抽出した単位領域毎の検査を繰り返し行うことを特徴とするパターン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置におけるフォトリソグラフィ工程で用いられるフォトマスクに対する描画や、半導体ウェハへの直接描画に適用され、描画装置を駆動して半導体集積回路の回路パターンを描画するパターン描画方法に関する。また本発明は、フォトリソグラフィ工程で用いられるフォトマスクの検査装置に適用され、検査装置を駆動して半導体集積回路の回路パターンを検査するパターン検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に上記のパターン描画方法は、半導体集積回路の回路パターンの設計データから描画装置固有の描画制御用データを作成する「描画制御用データの準備工程」と、該作成された描画制御用データに基づいて描画装置を駆動して回路パターンを描画する「描画工程」とに大別される。ここで図１を参照して、該パターン描画方法が、半導体製造装置におけるフォトリソグラフィ工程で用いられるフォトマスクに対する描画に該パターン描画方法が適用される例を説明する。
【０００３】
まず第一の工程として、半導体集積回路の設計者１１は、設計用計算機１２を使用して半導体集積回路の回路パターンのデザインを行い、該回路パターンの設計データ１３を作成する。この設計データ１３は、設計用計算機１２の内部の記憶装置（＝固定ディスク）に出力されると共に、必要に応じて磁気テープ等の記録媒体に記録して保管や移動することができ、またネットワークを通じて転送することにより変換用計算機１４に移動することもできる。
【０００４】
次に第二の工程として、この設計データ１３に基づいて、変換用計算機１４を使用し、描画装置１６固有の描画制御用データ１５を作成する。この描画制御用データ１５は、変換用計算機１４の内部の記憶装置（＝固定ディスク）に出力されると共に、必要に応じて磁気テープ等の記録媒体に記録して保管や移動することができ、またネットワークを通じて転送することにより描画装置１６に移動することもできる。
【０００５】
そして第三の工程として、この描画制御用データ１５に基づいて、描画装置１６を駆動し、フォトマスク１７上に半導体集積回路の回路パターンを描画する。ここで描画装置１６は、ビームを走査して描画対象物上に回路パターンを描画するものであり、荷電粒子ビーム描画装置やレーザービーム描画装置などが一般的である。
【０００６】
一方、検査装置２６においては、図２に示すように、前記第二の工程で作成された描画制御用データ１５を検査用データ２５として使用し、該検査用データ２５から設計上のパターン像（基準画像）を生成すると共に、フォトマスクからフォトマスク上に形成されたパターン像（実像）を読み取り、両者の像を比較して判定するパターン検査方法が行われている。
【０００７】
このように、従来のパターン描画方法やパターン検査方法では、フォトマスクを単位として、設計データ１３から描画制御用データ１５への変換を行っている。このようなパターン描画方法やパターン検査方法としては、例えば特許文献１に示すものが知られている。
【０００８】
【特許文献１】特公平６−６６２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の描画制御用データ１５の内部では、パターン表現を圧縮して表現することで、より少ないデータ量を用いてより多くのパターン量を格納できるように工夫されている。しかしながら、近年の半導体集積回路では、光近接効果の補正を目的としたパターン形状の補正や補助パターンの付与により、パターン設計時の周期性が損なわれ、描画制御用データ１５のデータ量も膨大となっている。さらに、パターンサイズの微細化や半導体チップサイズの大型化により、半導体チップあたりの集積度が向上し、描画制御用データ１５のデータ量も膨大となっている。
【００１０】
そして、描画制御用データ１５のデータ量が膨大であることは、以下のような不都合を生ずることとなる。
（１）変換用計算機１４の記憶装置が大容量であることを要求される。
（２）描画制御用データ１５のデータ量が膨大であるが故に、変換用計算機１４の利用効率を低下させることがある。
（３）変換用計算機１４が描画制御用データ１５を磁気テープ等の記録媒体へ記録する場合には、その操作のために多くの時間を必要とする。
（４）変換用計算機１４から描画制御用データ１５を描画装置１６の記憶装置にネットワークを通じて転送する場合には、その操作のために多くの時間を必要とする。
（５）描画装置１６の記憶装置が大容量であることが要求される。
（６）描画制御用データ１５のデータ量が膨大であるが故に、描画装置１６の利用効率を低下させることがある。
（７）変換用計算機２４から検査用データ２５を検査装置２６の記憶装置にネットワークを通じて転送する場合には、その操作のために多くの時間を必要とする。
（８）検査装置２６の記憶装置が大容量であることが要求される。
（９）検査用データ２５のデータ量が膨大であるが故に、検査装置２６の利用効率を低下させることがある。
【００１１】
ここで前記特許文献１では、前記「描画制御用データの準備工程」と前記「描画工程」との並行処理を行うことにより生産性の向上を図る技術が開示されているが、依然として「描画制御用データの準備工程」が存在するため、描画制御用データ１５のデータ量が膨大になるという不都合は何ら解消されていない。
【００１２】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
（１）変換用計算機１４の記憶装置が大容量となることを回避し、
（２）変換用計算機１４の利用効率の低下を回避し、
（３）変換用計算機１４が描画制御用データ１５を磁気テープ等の記録媒体へ記録する操作を排し、
（４）変換用計算機１４から描画制御用データ１５を描画装置１６の記憶装置にネットワークを通じて転送する操作を排し、
（５）描画装置１６の記憶装置が大容量となることを回避し、
（６）描画装置１６の利用効率の低下を回避し、
（７）変換用計算機２４から検査用データ２５を検査装置２６の記憶装置にネットワークを通じて転送する操作を排し、
（８）検査装置２６の記憶装置が大容量となることを回避し、
（９）検査装置２６の利用効率の低下を回避し、
ひいては生産性の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するために、次のような手段を採る。なお後述する発明を実施するための最良の形態の説明及び図面で使用した符号を参考のために括弧書きで付記するが、本発明の構成要素は該付記したものには限定されない。
【００１４】
まず請求項１に係る発明は、図３に示すように、描画装置（３６）を駆動して（フォトマスク３７上に）半導体集積回路の回路パターンを描画するパターン描画方法であって、前記回路パターンの設計データ（３３）に基づいて前記描画装置を直接駆動することを特徴とするパターン描画方法である。
【００１５】
また請求項２に係る発明は、図４，図５に示すように、請求項１に記載したパターン描画方法であって、半導体集積回路の回路パターン領域を適当な単位領域に分割し、前記設計データ（３３）から前記回路パターンの描画に必要な単位領域（Ｎ領域，Ｎ＋１領域，Ｎ＋２領域，Ｎ＋３領域…）に関する設計データを順次抽出し（抽出処理）、該抽出した単位領域に関する設計データに基づいて前記描画装置を直接駆動する（演算処理，描画処理）ことを特徴とするパターン描画方法である。
【００１６】
また請求項３に係る発明は、図６に示すように、検査装置（６６）を駆動して（フォトマスク６７上の）半導体集積回路の回路パターンを検査するパターン検査方法であって、前記回路パターンの設計データ（検査用データ６３）に基づいて前記検査装置を直接駆動することを特徴とするパターン検査方法である。
【００１７】
さらに請求項４に係る発明は、図７，図８に示すように、請求項３に記載したパターン検査方法であって、半導体集積回路の回路パターン領域を適当な単位領域に分割し、前記設計データ（検査用データ６３）から前記回路パターンの検査に必要な単位領域（Ｎ領域，Ｎ＋１領域，Ｎ＋２領域，Ｎ＋３領域…）に関する設計データを順次抽出し（抽出処理）、該抽出した単位領域毎の検査を繰り返し行う（演算処理，読込処理，比較判定処理）ことを特徴とするパターン検査方法である。
【発明の効果】
【００１８】
まず本発明に係るパターン描画方法によれば、従来のパターン描画方法における「描画制御用データの準備工程」が存在せず、大容量となる描画制御用データを使用しないことにより、
（１）変換用計算機が不要であるため、変換用計算機の記憶装置の大容量化，変換用計算機の利用効率の低下等の不都合が生じない。
（２）描画制御用データを磁気テープ等の記録媒体へ記録する，描画制御用データを描画装置の記憶装置にネットワークを通じて転送する等の操作を排することができる。
（３）描画装置において描画制御用データを記憶するための大容量の記憶装置が不要となる。
（４）描画装置の利用効率の低下を回避できる。
（５）従来、変換用計算機で行われていた「描画制御用データへのフォーマット化出力」が不要となり、処理負担が軽減される。
（６）従来、描画装置で行われていた「描画制御用データの読み込み」，「圧縮された描画制御用データの伸張処理」が不要となり、処理負担が軽減される。
という顕著な効果を奏し、ひいては生産性を向上できる。
【００１９】
また本発明に係るパターン検査方法によれば、検査用データとして大容量となる描画制御データを使用せず、設計データを検査用データとして使用することにより、
（１）検査装置において検査用データを記憶するための大容量の記憶装置が不要となる。
（２）検査装置の利用効率の低下を回避できる。
（３）従来、検査装置で行われていた「検査用データの読み込み」，「圧縮された検査用データの伸張処理」が不要となり、処理負担が軽減される。
という顕著な効果を奏し、ひいては生産性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
まず、本発明に係るパターン描画方法について説明する。まず図３を参照して、本発明に係るパターン描画方法が、半導体製造装置におけるフォトリソグラフィ工程で用いられるフォトマスクに対する描画に適用される例を説明する。ここで設計用計算機３２は前記設計用計算機１２と同様のものであり、描画装置３６は前記描画装置１６と同様のものである。
【００２１】
まず第一の工程として、半導体集積回路の設計者３１は、設計用計算機３２を使用して半導体集積回路の回路パターンのデザインを行い、該回路パターンの設計データ３３を作成する。この第一の工程は、図１で説明したのと同様である。次に第二の工程として、この設計データ３３に基づいて、描画装置３６を直接駆動し、フォトマスク３７上に半導体集積回路の回路パターンを描画する。即ち、本発明に係るパターン描画方法では、従来のパターン描画方法において行われていた設計データ１３から描画制御用データ１５への変換を、フォトマスクを単位として別工程では行わず、代わりに該変換工程を、フォトマスクへの描画時にその進捗に合わせて並列処理として行うものである。
【００２２】
次に図４及び図５を参照して、前記図３で説明した第二の工程における描画手順の一例を詳細に説明する。
［１］まず図４に示すように、フォトマスク内の描画領域の全域を、Ｎ領域，Ｎ＋１領域，Ｎ＋２領域，Ｎ＋３領域…と命名された単位領域に区分する。
［２］次に前記各単位領域に、描画順序を計画する。
［３］次に前記描画順序に従い、設計データから必要な単位領域のみに関する設計データを抽出する「抽出処理」を行う。
［４］次に前記抽出した単位領域のみに関する設計データに対して、必要な「演算処理」を行い、描画制御用データを生成する。ここでの演算処理の例としては、パターンの重なり除去，スケーリング，ミラーリング，リサイズ，補助パターンの付与，白黒反転，近接効果の補正を目的とした照射量の演算などの処理がある。
［５］そして前記生成した単位領域のみに関する描画制御用データに基づいて描画装置を駆動し、当該単位領域の回路パターンを描画する「描画処理」を行う。
【００２３】
ここで［１］と［２］の処理は、フォトマスクを単位に一度の処理が行われる。一方［３］と［４］と［５］の処理は、フォトマスク内の単位領域の数だけ繰り返し行われる。この［３］と［４］と［５］の処理を、各単位領域の描画順序に従って、複数の処理を並列にかつ時差をもって処理することにより、処理の効率を向上することができる。その結果、描画装置は、効率良く描画動作を行うことができる。
【００２４】
具体的には、図５に示すように、Ｎ領域について当該領域の描画処理が行われているときに、Ｎ＋１領域について当該領域の設計データに対する演算処理が行われ、Ｎ＋２の領域について当該領域に関する設計データの抽出処理が行われている。これらＮ領域，Ｎ＋１領域，及びＮ＋２領域についての各処理がすべて終了すると、次にＮ＋１領域について当該領域の描画処理が行われ、Ｎ＋２領域について当該領域の設計データに対する演算処理が行われ、Ｎ＋３の領域について当該領域に関する設計データの抽出処理が行われる。そしてこの処理が、フォトマスク内のすべての単位領域について描画処理が完了するまで繰り返し行われる。なお［３］と［４］の処理は、さらに細分化された工程の集まりとして定義し、その細分化された工程が、直列に処理されたり、並列に処理されたりしても良い。
【００２５】
以上に説明したように、従来のパターン描画方法では、フォトマスクを単位に、該フォトマスクの描画領域の全域分の設計データが描画制御用データに変換されているので、描画制御用データのデータ量が膨大になることは明らかであるところ、本発明に係るパターン描画方法では、フォトマスクの単位領域毎に、該単位領域のみに関する設計データから描画制御用データに変換され、その描画制御用データが描画動作に利用されて、利用の終わった描画制御用データは描画装置内から抹消されるので、描画制御用データのデータ量が従来と比較して圧倒的に少なくて済むことに特徴がある。例えば図５に示す例では、各単位領域の描画制御用データが描画装置内に同時に存在するのは、最大３領域であるため、描画制御用データの保持に必要な記憶装置の容量は、単位領域の描画制御用データの保持に必要な容量の３倍で済むことになる。これにより、前述した種々の顕著な効果を奏し、ひいては生産性を向上できる。
【００２６】
なお本発明に係るパターン描画方法は、フォトマスクに対する描画に適用される例には限られず、半導体ウェハへの直接描画にも適用可能である。
【００２７】
次に、本発明に係るパターン検査方法について説明する。まず図６を参照して、本発明に係るパターン検査方法が、半導体製造装置におけるフォトリソグラフィ工程で用いられるフォトマスクに対する検査に適用される例を説明する。ここで設計用計算機６２は前記設計用計算機２２と同様のものであり、検査装置６６は前記検査装置２６と同様のものである。
【００２８】
通常、パターン検査で用いられる設計データは、検査対象となるフォトマスクを描画するときに用いられた描画用の設計データ３３を使用する。即ち図３で用いられた設計データ３３は、フォトマスクの検査工程では、検査用データ６３として使用される。そして、この検査用データ６３に基づいて、検査装置６６を直接駆動し、フォトマスク６７上の半導体集積回路の回路パターンを検査する。
【００２９】
次に図７及び図８を参照して、前記図６で説明した検査手順の一例を詳細に説明する。
［１］まず図７に示すように、フォトマスク内の描画領域の全域を、Ｎ領域，Ｎ＋１領域，Ｎ＋２領域，Ｎ＋３領域…と命名された単位領域に区分する。
［２］次に前記各単位領域に、検査順序を計画する。
［３］次に前記検査順序に従い、設計データから必要な単位領域のみに関する設計データを抽出する「抽出処理」を行う。
［４］次に前記抽出した単位領域のみに関する設計データに対して、必要な「演算処理」を行い、設計上のパターン画像（基準画像）を生成する。ここでの演算処理の例としては、パターンの重なり除去，スケーリング，ミラーリング，リサイズ，補助パターンの付与，白黒反転，近接効果の補正を目的とした照射量の演算などの処理がある。
［５］前記［３］及び［４］の処理と平行して、必要な単位領域のフォトマスク上のパターン画像（実像）を読み取る「読込処理」を行う。必要に応じ、パターン画像に演算処理を行う。ここでの演算処理の例としては、ノイズ除去，輪郭処理，色調あるいは階調の補正などの処理がある。
［６］そして前記生成した単位領域のみに関する設計上のパターン画像（基準画像）と前記読み取ったフォトマスク上のパターン画像（実像）とを比較して判定する「比較判定処理」を行う。
【００３０】
ここで［１］と［２］の処理は、フォトマスクを単位に一度の処理が行われる。一方［３］と［４］と［５］と［６］の処理は、フォトマスク内の単位領域の数だけ繰り返し行われる。この［３］と［４］と［５］と［６］の処理を、各単位領域の検査順序に従って、複数の処理を並列にかつ時差をもって処理することにより、処理の効率を向上することができる。その結果、検査装置は、効率良く検査動作を行うことができる。
【００３１】
具体的には、図８に示すように、Ｎ領域について当該領域の比較判定処理が行われているときに、Ｎ＋１領域について当該領域の設計データに対する演算処理とフォトマスクからのパターン画像の読込処理が行われ、Ｎ＋２の領域について当該領域に関する設計データの抽出処理が行われている。これらＮ領域，Ｎ＋１領域，及びＮ＋２領域についての各処理がすべて終了すると、次にＮ＋１領域について当該領域の比較判定処理が行われ、Ｎ＋２領域について当該領域の設計データに対する演算処理とフォトマスクからのパターン画像の読込処理が行われ、Ｎ＋３の領域について当該領域に関する設計データの抽出処理が行われる。そしてこの処理が、フォトマスク内のすべての単位領域について比較判定処理が完了するまで繰り返し行われる。なお［３］と［４］と［５］の処理は、さらに細分化された工程の集まりとして定義し、その細分化された工程が、直列に処理されたり、並列に処理されたりしても良い。
【００３２】
以上に説明したように、従来のパターン検査方法では、フォトマスクを単位に、該フォトマスクの描画領域の全域分の設計データが変換された描画制御用データを検査用データとして使用するので、検査用データのデータ量が膨大になることは明らかであるところ、本発明に係るパターン検査方法では、フォトマスクの単位領域毎に、該単位領域のみに関する設計データから検査用データに変換され、該単位領域のパターンの比較判定が行われ、利用の終わった検査用データは検査装置内から抹消されるので、検査用データのデータ量が従来と比較して圧倒的に少なくて済むことに特徴がある。例えば図８に示す例では、各単位領域の検査用データが検査装置内に同時に存在するのは、最大３領域であるため、検査用データの保持に必要な記憶装置の容量は、単位領域の検査用データの保持に必要な容量の３倍で済むことになる。これにより、前述した種々の顕著な効果を奏し、ひいては生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は従来のフォトマスクの製造工程を示す図である。
【図２】図２は従来のフォトマスクの検査工程を示す図である。
【図３】図３は本発明に係るパターン描画方法によるフォトマスクの製造工程を示す図である。
【図４】図４は本発明に係るパターン描画方法による描画手順の一例を示す模式図である。
【図５】図５は本発明に係るパターン描画方法による描画手順の一例を示すタイムチャートである。
【図６】図６は本発明に係るパターン検査方法によるフォトマスクの検査工程を示す図である。
【図７】図７は本発明に係るパターン検査方法による検査手順の一例を示す模式図である。
【図８】図８は本発明に係るパターン検査方法による検査手順の一例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１１…設計者
１２…設計用計算機
１３…設計データ
１４…変換用計算機
１５…描画制御用データ
１６…描画装置
１７…フォトマスク
２４…変換用計算機
２５…検査用データ
２６…検査装置
２７…フォトマスク
３１…設計者
３２…設計用計算機
３３…設計データ
３６…描画装置
３７…フォトマスク
６１…設計者
６２…設計用計算機
６３…検査用データ
６６…検査装置
６７…フォトマスク
【図１】
2006324609.tif 000003
【図２】
2006324609.tif 000004
【図３】
2006324609.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006324609.tif 000009
【図８】
2006324609.tif 000010