(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロジックデバイスのシステム仕様を論理式で記述するステップと、
前記ロジックデバイスを構成する複数のセルのうちいずれかと同じ機能をそれぞれ有する機能キャラクタ毎に、大きさ、機能、実レイアウトパターン、入出力の位置とアパーチャ上の位置が読み出し可能な機能キャラクタライブラリ記録部を形成するステップと、
前記機能キャラクタライブラリ記録部から前記機能キャラクタを選択し、前記論理式からネットリストを生成するステップと、
前記機能キャラクタライブラリ記録部を参照し、前記ネットリストに対応して、前記機能キャラクタの配置と、前記機能キャラクタ間の配線を行うステップとを有することを特徴とするロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項２】
ロジックデバイスのシステム仕様を論理式で記述するステップと、
前記ロジックデバイスを構成する複数のセルのうちいずれかと同じ機能をそれぞれ有する機能キャラクタ毎に、大きさ、機能、実レイアウトパターン、入出力の位置とアパーチャ上の位置が読み出し可能な機能キャラクタライブラリ記録部を形成するステップと、
前記複数のセルのうちいずれかと同じ駆動力をそれぞれ有するバッファキャラクタ毎に、大きさ、駆動力、実レイアウトパターン、入出力の位置とアパーチャ上の位置が読み出し可能なバッファキャラクタライブラリ記録部を形成するステップと、
前記機能キャラクタライブラリ記録部から前記機能キャラクタを選択し、前記バッファキャラクタライブラリ記録部から前記バッファキャラクタを選択し、前記論理式からネットリストを生成するステップと、
前記バッファキャラクタライブラリ記録部と前記機能キャラクタライブラリ記録部を参照し、前記ネットリストに対応して、前記機能キャラクタと前記バッファキャラクタの配置と、前記機能キャラクタと前記バッファキャラクタ間の配線を行うステップとを有することを特徴とするロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項３】
前記ネットリストを生成するステップが、
前記機能キャラクタと前記バッファキャラクタのレイアウトパターンで構成可能なセル毎に機能、駆動力、大きさを記録するセルライブラリ記録部を形成するステップと、
前記セルライブラリ記録部から前記セルを選択し、前記論理式から前記セルによるネットリストを生成するステップと、
前記セル毎に、前記セルの機能と同じ機能の機能キャラクタと、前記セルの駆動力と同じ駆動力のバッファキャラクタが関係付けられており、前記セルを指定することにより関係付けられた前記機能キャラクタと前記バッファキャラクタとを読み出し可能なセルキャラクタ変換ライブラリ記録部を形成するステップと、
前記セルキャラクタ変換ライブラリ記録部を用いて、前記セルによるネットリストを、前記機能キャラクタと前記バッファキャラクタによるネットリストに変換するステップとを有することを特徴とする請求項２に記載のロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項４】
前記機能キャラクタの配置と、前記機能キャラクタ間の配線を行うステップが、
同一機能の前記機能キャラクタを並列に接続する配線を行うステップを有することを特徴とする請求項１に記載のロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項５】
同じ機能と駆動力を有する前記機能キャラクタのレイアウトパターンが互いに線対称の関係を有するように設定され、アパーチャ上に設けられることを特徴とする請求項４に記載のロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項６】
前記機能キャラクタが、ＮＡＮＤ機能を有するレイアウトパターンであり、
前記バッファキャラクタが、インバータ機能を有するレイアウトパターンであることを特徴とする請求項２に記載のロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項７】
前記セル同士の機能は異なるが、レイアウトパターンの等しいレイヤーを有することを特徴とする請求項３に記載のロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項８】
前記セルの配置方向に依らずに同じ向きの前記機能キャラクタで露光できる前記セルのレイアウトを用いることを特徴とする請求項１に記載のロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項９】
ロジックデバイスのシステム仕様を論理式で記述するステップと、
第１のセルと第２のセルの大きさ、機能、及び、入出力の位置、並びに、前記第１のセルと前記第２のセルのレイアウトパターンを順に並べた形状と同じ形状のキャラクタのアパーチャ上の位置が読み出し可能なセルライブラリ記録部を形成するステップと、
前記セルライブラリ記録部から前記第１のセルと前記第２のセルを選択し、前記論理式からネットリストを生成するステップと、
前記セルライブラリ記録部を参照し、前記ネットリストに対応して、前記キャラクタと同じ位置関係になるように、前記第１のセルと前記第２のセルの配置を行うステップとを有することを特徴とするロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項１０】
前記配置を行うステップが、
前記キャラクタと同じ位置関係になるように、前記第１のセル又は前記第２のセルを移動するステップを有することを特徴とする請求項９に記載のロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項１１】
前記配置を行うステップが、
前記キャラクタと同じ位置関係になるように、前記第１のセルと前記第２のセルの位置を入れ替えるステップを有することを特徴とする請求項９に記載のロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【請求項１２】
前記移動するステップが、
配線遅延への影響が一定以下となる移動可能な領域を指定するステップを有することを特徴とする請求項１０に記載のロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子やイオンの荷電ビームを用いるキャラクタ・プロジェクション（ＣＰ）方式の露光に関し、特に、アパーチャ上のキャラクタ数の低減と、ビームの照射回数の低減とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム露光技術は、光リソグラフィでは作製できないようなサブマイクロメートル以下の微細パターンの加工を行うことができるため、ますます微細化、高集積化、複雑化が求められる半導体の加工技術には欠かせないものとなりつつある。しかし、代表的な電子ビーム露光方法である可変成形ビーム（ＶＳＢ）露光においては、露光を行うパターン形状によらずマスクを必要としないが、パターンを多数の微細な矩形ショットに分割して露光を繰り返すため、露光にかかる時間が長くなり、スループットが得られないという欠点がある。
【０００３】
スループットを高めるために、ある程度の大きさのパターンを一括してショットできるキャラクタ・プロジェクション（ＣＰ）露光技術（部分一括露光）が開発されている。これは図３８に示すように、電子銃２３１から発せられた電子ビーム２３２をビーム成形アパーチャ２３３で矩形に成形し、次にＣＰアパーチャ２３５上に形成した複数のキャラクタ２３９から所望のキャラクタ２３９を選択して、電子ビーム２３２を所望のキャラクタ形状に成形し、基板２３８の所望の部分に縮小して照射する方式である。部分一括露光は、図３８に示すように、所望のパターンの一部分（キャラクタ部）をアパーチャ上に複数作り込んでおくもので、アパーチャ２３５上に作り込まれたキャラクタ２３９単位で順次露光をおこなうものである。キャラクタ２３９には、繰り返し露光する回数の多いパターンが選択される。しかしながら、この方法では、パターン毎にマスクを作成しなければならない。即ち、似たパターンであっても、パターンの一部が異なる場合には、アパーチャを共有することはできない。このために、可変成形ビーム露光を併用することになり十分なスループットを得ることができなかった。
【０００４】
ＣＰ方式（部分一括露光方式）の電子ビーム露光方法の発展形として、ＣＰアパーチャ２３５上にデバイスパターン形状をした開口（キャラクタ）を設け、そのキャラクタの一部にビーム２３２を照射し、キャラクタの一部分だけを転写露光する方式が提案されている。例えば、この露光方式をロジックデバイスの配線層に適用する場合、ＣＰアパーチャ２３５上に複数本のライン形状のキャラクタを設け、その一部にビームを照射すれば、任意の長さで任意の本数のラインを一括転写することができる。しかし、レイアウトパターンでライン毎に長さが異なると、露光回数が低減できない場合があった。
【０００５】
また、ＣＰアパーチャ２３５上にキャラクタ２３９として登録できる図形の数には露光装置上の制限があり、左右の反転や上下の反転、回転等の位置関係にあるものも別のキャラクタとして登録しなければならず、全てのキャラクタを登録するのは困難であった。
【０００６】
また、２枚のビーム成形アパーチャ２３３を用いる方法が提案されている。この方式によれば、ＣＰアパーチャ２３５上で任意の大きさに電子ビーム２３２を成形できるので、ＣＰアパーチャ２３５上の配置効率、露光速度を改善できる。例えばＡ、Ｂというキャラクタをくっつけた１つのキャラクタがあれば、隣り合うＡ−Ｂ、個別のＡ，Ｂという３種類のレイアウトをこの１つのキャラクタで露光できる。しかし、ロジックデバイスのレイアウトにおいてキャラクタＡとＢとが隣り合う配置は発生しにくく、一括して露光できる場合が少ないので、露光速度の改善につながりにくいという問題があった。
【０００７】
なお、一括転写方式も提案されている。これは、ＣＰアパーチャアレイ２３５の代わりに所望のパターンの全てを含むマスクを用いて、パターンを一括転写するものである。この方法では、マスク製作費用が莫大なものになるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アパーチャ上のキャラクタ数の低減とビームの照射回数の低減が可能なレイアウトパターンの作成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の特徴は、（イ）ロジックデバイスのシステム仕様を論理式で記述するステップと、（ロ）ロジックデバイスを構成する複数のセルのうちいずれかと同じ機能をそれぞれ有する機能キャラクタ毎に、大きさ、機能、実レイアウトパターン、入出力の位置とアパーチャ上の位置が読み出し可能な機能キャラクタライブラリ記録部を形成するステップと、（ハ）機能キャラクタライブラリ記録部から機能キャラクタを選択し、論理式からネットリストを生成するステップと、（ニ）機能キャラクタライブラリ記録部を参照し、ネットリストに対応して、機能キャラクタの配置と、機能キャラクタ間の配線を行うステップとを有するロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法にある。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、（イ）ロジックデバイスのシステム仕様を論理式で記述するステップと、（ロ）ロジックデバイスを構成する複数のセルのうちいずれかと同じ機能をそれぞれ有する機能キャラクタ毎に、大きさ、機能、実レイアウトパターン、入出力の位置とアパーチャ上の位置が読み出し可能な機能キャラクタライブラリ記録部を形成するステップと、（ハ）複数のセルのうちいずれかと同じ駆動力をそれぞれ有するバッファキャラクタ毎に、大きさ、駆動力、実レイアウトパターン、入出力の位置とアパーチャ上の位置が読み出し可能なバッファキャラクタライブラリ記録部を形成するステップと、（ニ）機能キャラクタライブラリ記録部から機能キャラクタを選択し、バッファキャラクタライブラリ記録部からバッファキャラクタを選択し、論理式からネットリストを生成するステップと、（ホ）バッファキャラクタライブラリ記録部と機能キャラクタライブラリ記録部を参照し、ネットリストに対応して、機能キャラクタとバッファキャラクタの配置と、機能キャラクタとバッファキャラクタ間の配線を行うステップとを有するロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法にある。
【００１１】
本発明の第３の特徴は、（イ）ロジックデバイスのシステム仕様を論理式で記述するステップと、（ロ）第１のセルと第２のセルの大きさ、機能、及び、入出力の位置、並びに、第１のセルと第２のセルのレイアウトパターンを順に並べた形状と同じ形状のキャラクタのアパーチャ上の位置が読み出し可能なセルライブラリ記録部を形成するステップと、（ハ）セルライブラリ記録部から第１のセルと第２のセルを選択し、論理式からネットリストを生成するステップと、（ニ）セルライブラリ記録部を参照し、ネットリストに対応して、キャラクタと同じ位置関係になるように、第１のセルと第２のセルの配置を行うステップとを有するロジックデバイスのレイアウトパターンの作成方法にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アパーチャ上のキャラクタ数の低減とビームの照射回数の低減が可能なレイアウトパターンの作成方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態と実施例を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率の異なる部分が含まれるのはもちろんである。
【００１４】
図１は本発明に係る電子ビーム露光装置の概念図である。本発明に係る電子ビーム露光装置は、電子銃１と、矩形の第１開口パターンを有する第１成形アパーチャ２と、ビーム成形偏向器３と、十字形の第２開口パターンを有する第２成形アパーチャ４と、キャラクタ選択偏向器５と、プリミティブセル用のキャラクタ２０等の形状を開口として有するＣＰアパーチャ６と、縮小レンズ７と、対物偏向器８とを有する。
【００１５】
本発明に係る電子ビーム露光装置は、２枚の成形アパーチャ２、４を有することでＣＰアパーチャ６上に任意の大きさに電子ビームを成形できるので、ＣＰアパーチャ上の配置効率や、露光速度を改善できる。
【００１６】
電子銃１では電子ビーム１６を発生させる。第１成形アパーチャ２では、余分な電子ビーム１６が後述のＣＰアパーチャ６等に照射されることを防ぐために電子ビーム１６の形状を矩形の第１開口パターン１０に成形し制限する。第２成形アパーチャ４では、第１開口パターン１０で成形された電子ビーム１６を、十字形の第２開口パターン１１でさらに成形する。第２成形アパーチャ４上に照射された電子ビーム１６の形状１２と第２開口パターン１１との重なった領域の形状を電子ビームの透過パターン１３として得ることができる。ビーム成形偏向器３では、第１成形アパーチャ２を通過したビーム１６を第２成形アパーチャ４上の任意の位置に照射するために偏向させる。キャラクタ選択偏向器５では、第２成形アパーチャ４を通過したビーム１６をＣＰアパーチャ６上の任意の位置に照射するために偏向させる。対物偏向器８では、ＣＰアパーチャ６を通過した電子ビーム１６を基板やフォトマスク９等の上の任意の位置に転写するために偏向する。縮小レンズ７では、ＣＰアパーチャ６を通過した電子ビーム１６を基板９等の表面上に結像する。なお、ビーム成形偏向器３とキャラクタ選択偏向器５は、電子ビーム１６を偏向するだけでなく拡大縮小する機能を有することが好ましい。このことにより、透過パターン１３の形状の任意性を広げることができる。
【００１７】
また、電子ビーム露光装置は、基板９等の表面上に形成するレイアウトパターンに応じて、ＣＰアパーチャ６を通過する電子ビーム１６の形状を制御する制御手段を有する。
【００１８】
図２はＣＰアパーチャ６の上面図である。ＣＰアパーチャ６は、キャラクタとなるプリミティブセル２０の形状の開口部と、キャラクタとなるラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）１８の形状の開口部と、キャラクタとなるコンタクトホール１９の形状の開口部と、素通し孔１７とで構成される。
【００１９】
ラインアンドスペース１８の形を説明する。ラインアンドスペース１８は１０個の合同の長方形で構成される。長方形の短い辺の長さが０．５μｍで、長い辺の長さが１０μｍである。１０個の長方形の２本の短い辺の延長線がそれぞれ一致するように配置される。また、長方形は等間隔に配置され、間隔は０．５μｍである。これは、例として配線幅と配線間隔をそれぞれ０．１μｍに設定して５倍に拡大しているためである。長方形の間隔に対する短い辺の長さの比が、配線間隔に対する配線幅の比と同じであればよい。ラインアンドスペース１８では、縦方向の配線と横方向の配線のパターンを露光するために、縦長の長方形と横長の長方形を有している。
【００２０】
コンタクトホール１９の形状は、縦長の長方形のラインアンドスペース１８の左端の長方形の左側の長い辺と、横長の長方形のラインアンドスペース１８の１０個の長方形の左側の短い辺とが一致するように平行移動した時に、縦長の長方形と横長の長方形の重なる領域として得られる図形である。コンタクトホール１９の形状は、多層配線を形成する時に層間配線となるプラグのレイアウトパターンを形成するが、そのプラグを形成する際のコンタクト（ヴィア）ホールを形成するために設けられている。
【００２１】
また、矩形の開口部１７はＶＳＢ用の開口である。ＣＰ露光を行えないパターンについては、従来どおりＶＳＢ露光を行うために設けられている。なお、ＶＳＢ露光を行う場合には、第２成形アパーチャ４の像をＣＰアパーチャに結像する必要がある。この点は従来の荷電ビーム露光装置と同様であるが、ＣＰ露光のみを行う場合には必ずしも第２成形アパーチャ像をＣＰアパーチャに結像させる必要はない。これらの光学条件の設定は、露光すべきパターンによって任意に設定することが可能である。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態に係るレイアウトパターンの作成装置について図３を参照して説明する。レイアウトパターンの作成装置は、演算部２１とバス３７で演算部２１と接続される記録部で構成される。さらに、演算部２１は、製品のシステム仕様に対して論理式での設計記述をするシステム論理設計部２２と、スタンダードセルライブラリ３８からセルを選択し、セルによる論理式（セルの接続（ネットリスト））を作る論理合成を行い、設計記述を生成する論理合成部２３と、特に低い駆動力を有するセルの並列接続に特化した論理合成部２４と、セルキャラクタ変換ライブラリ４０を用いて、セルのネットリストを、セルを構成しＣＰアパーチャに形成された機能キャラクタとバッファキャラクタのネットリストに変換するネットリスト変換部２５と、セルライブラリ３８やキャラクタライブラリ４０を参照し、ネットリストに対応した各セルやキャラクタを配置し、それぞれのセルやキャラクタ間の配線を自動で行い、実レイアウトパターンを生成する配置配線部２６と、生成したレイアウトパターンを露光しやすいように変更するレイアウトパターン変更装置２９と、変更されたレイアウトパターンの露光を実現する透過パターンの形状を算出する開口部形状演算部３６とで構成される。
【００２３】
さらに、配置配線部２６は、スタンダードセルを複数含んだＣＰアパーチャ上に形成されたキャラクタが露光で利用可能なようにセルの並び替えを行うキャラクタ連結配置部２７と、スタンダードセルを含んだＣＰアパーチャ上に形成されたキャラクタ間の配線の引き回しによる電気特性の劣化を低減するように、セルの配置された位置を移動させるキャラクタ配置改善部２８とで構成される。
【００２４】
また、レイアウトパターン変更装置２９は、キャラクタパターンでは露光できない実レイアウトパターンと類似の形状を有するパターンをキャラクタの部分のパターンから見つけだすレイアウト−キャラクタパターン形状比較選択部３０と、見つけ出されたパターンを類似のパターンと入れ替えるレイアウト−キャラクタパターン代替部３１と、入れ替えられた実レイアウトパターンを用いて、セルの機能、及び抵抗や容量などから計算した信号伝達のタイミングなどを検証する検証部３２と、矩形分割において発生する矩形の数を少なくできるように擬似パターンを発生させる擬似パターン発生部３３と、実レイアウトパターンから透過パターン１０を検出可能にする画像処理を行う太らせ処理部３４と、太らせ処理で得られた画像から透過パターン１０を検出する矩形分割部３５とで構成される。
【００２５】
また、記録部は、セルライブラリ記録部３８と、セル−キャラクタ変換ライブラリ記録部３９と、バッファキャラクタライブラリ４１と機能キャラクタライブラリ４２とからなるキャラクタライブラリを記録するキャラクタライブラリ記録部４０と、システム仕様記録部４３と、アパーチャ制御用データ記録部９９とで構成される。
【００２６】
セルライブラリ記録部３８では、セル毎に論理合成のための情報である機能や駆動力や、回路配置のための情報である大きさや入出力の位置等が記録されている。
【００２７】
セル−キャラクタ変換ライブラリ記録部３９では、セル毎に、セルの機能と同じ機能の機能キャラクタと、セルの駆動力と同じ駆動力のバッファキャラクタが関係付けられており、セルを指定することにより関係付けられた機能キャラクタとバッファキャラクタとを読み出せる。
【００２８】
バッファキャラクタライブラリ４１では、駆動力すなわち出力の異なるアンプが、アンプ毎に論理合成のための情報として大きさや駆動力や、回路配置のための情報として実レイアウトパターンや入出力の位置や、露光のための情報としてＣＰアパーチャ上の位置等と伴に記録されている。
【００２９】
機能キャラクタライブラリ４２では、機能の異なるセルをそれぞれキャラクタとして、キャラクタ毎に論理合成のための情報として大きさや機能や、回路配置のための情報として実レイアウトパターンや入出力の位置や、露光のための情報としてＣＰアパーチャ上の位置等と伴に記録されている。
【００３０】
システム仕様記録部４３では、設計されるシステムの機能や駆動力等が記録されている。
【００３１】
最後に、アパーチャ制御用データ記録部９９では、実レイアウトパターンのどの部分を、どのキャラクタ又はその部分にどんな透過パターンのビームを照射して露光するかが記録されている。
【００３２】
図４は、電子ビーム露光用スタンダードセルライブラリ３８のデータ構造を示している。このセルライブラリ３８は、セルの機能で分類されている階層４４と、セルの駆動力で分類されている階層４５、４６とを有している。図４では、機能で分類する階層が上級の階層で、駆動力で分類する階層が下級の階層になっているが、この例に限らず逆であってもよい。下級の階層には、各階層によって分類されたセルのセル名等の識別記号が記載されている。そして、セル名毎に、セル名と関係付けられた論理合成のためのセルの大きさ、機能、駆動力等の情報、回路配置のための回路の形、入出力の位置等の情報、セルがキャラクタとして配置されているＣＰアパーチャ名等の識別記号とそのアパーチャ上の配置位置等のいわゆるＣＰ情報が記録されている。
【００３３】
このセルライブラリ３８には、セル毎に、セルがアパーチャ上のキャラクタか否かの情報が納められている。さらに、アパーチャ上のセルであれば、そのアパーチャ上の位置情報、信号入出力位置の情報と集積回路のシミュレーションに使用するセルの機能と性能を示すパラメータの情報と、アパーチャに無いセルであれば、セルの詳細なレイアウトと上記パラメータの情報とが納められる。これら各スタンダードセルをつなぐ配線のパターンは、スタンダードセル内では定義されておらず、セルの入出力の位置の情報を用いて生成される。
【００３４】
図５は、セル−キャラクタ間の変換ライブラリ３９のデータ構造を示している。変換ライブラリ３９は、機能キャラクタ名等の機能キャラクタの識別標識が登録されている領域４７と、バッファキャラクタ名等のバッファキャラクタの識別標識が登録されている領域４９と、セルが登録されている領域４８とを有している。セルが登録されている領域４８では、機能キャラクタに変換可能な、又は、機能キャラクタとバッファキャラクタに変換可能なセルが、それらの機能キャラクタとバッファキャラクタとに関係付けられて登録されている。例えば、「機能２−０」セルは「機能２」機能キャラクタに関係付けられており、「機能５−２」セルは「機能５」機能キャラクタと「バッファ１」バッファキャラクタに関係付けられている。
【００３５】
図６は、電子ビーム露光用キャラクタライブラリ４０のデータ構造を示している。このキャラクタライブラリ４０は、機能キャラクタライブラリ４２とバッファキャラクタライブラリ４１とを有している。機能キャラクタライブラリ４２は、機能キャラクタが登録されている領域５０を有し、この領域５０には機能キャラクタ名等の機能キャラクタの識別記号が記載されている。そして、機能キャラクタ名毎に、機能キャラクタ名と関係付けられた論理合成のためのキャラクタの大きさ、機能等の情報、回路配置のための回路の形、入出力の位置等の情報、キャラクタが配置されているＣＰアパーチャ名等の識別記号とそのアパーチャ上の配置位置等のＣＰ情報が記録されている。バッファキャラクタライブラリ４１は、バッファキャラクタが登録されている領域５１を有し、この領域５１にはバッファキャラクタ名等のバッファキャラクタの識別記号が記載されている。そして、バッファキャラクタ名毎に、バッファキャラクタ名と関係付けられた論理合成のためのキャラクタの大きさ、駆動力等の情報、回路配置のための回路の形、入出力の位置等の情報、キャラクタが配置されているＣＰアパーチャ名等の識別記号とそのアパーチャ上の配置位置等のＣＰ情報が記録されている。さらに、アパーチャ上のセルであれば、そのアパーチャ上の位置情報、信号入出力位置の情報と集積回路のシミュレーションに使用するセルの機能と性能を示すパラメータの情報と、アパーチャに無いセルであれば、セルの詳細なレイアウトと上記パラメータの情報とが納められる。これら各キャラクタをつなぐ配線のパターンは、キャラクタ内では定義されておらず、キャラクタの入出力の位置の情報を用いて生成される。
【００３６】
図７に本発明の実施の形態に係るレイアウトパターンの作成方法のフローチャートを示す。今回は、各工程でのシミュレーションやタイミング解析などは特に関係ないため省略した。
【００３７】
まず、ステップＳ１において製品の機能や性能等のシステム仕様を決定し、図３のシステム仕様記録部４３に入力する。次に、ステップＳ２において図３のシステム論理設計部２２でシステム論理設計を行い論理式でのＲＴＬ記述をする。
【００３８】
そして、ステップＳ３において図３の論理合成部２３で論理合成を行い、設計記述を生成する。論理式で記述されたシステムを、ＣＰ情報を有するセルライブラリ３８に含まれるセル間の接続（ネットリスト）に変換する。この時のセルの選択は、セルの機能、及び抵抗や容量などから計算した信号伝達のタイミングなどを参考にして、適当なものが選択される。
【００３９】
ステップＳ４においてネットリスト変換部２５で、選択されたセルを、セル−キャラクタ変換ライブラリ３９を用いて機能キャラクタとバッファキャラクタに変換する。
【００４０】
その後、ステップＳ５において図３の配置配線部２６で、キャラクタを配置することで実レイアウトパターンに相当するパターンを生成する。ＣＰ情報を有するキャラクタライブラリ４０を参照し、ネットリストに対応した各キャラクタを配置し、それぞれのキャラクタ間の配線を自動で行う。なお、キャラクタライブラリ４０に無いキャラクタを含むセルの実レイアウトパターンを発生させる場合は、セルライブラリ３８を参照し、セルの実レイアウトパターンを読み出し配置する。セルライブラリ３８に無い新規のセル等の実レイアウトパターンは手動で発生させても良い。
【００４１】
ステップＳ３、Ｓ４の代わりにステップＳ６を経由することで、ネットリストを生成しても良い。セルの代わりに機能キャラクタを用いて論理合成を行う。駆動力を変えることが可能なバッファを使用しないので、機能キャラクタを並列接続して所望の駆動力を得る。
【００４２】
次に、ステップＳ７において、キャラクタで表現されずに自動及び手動で発生させた配置配線のパターンと、キャラクタライブラリ４０に登録されたキャラクタの部分のパターンとを比較する。そして、配置配線のパターンをキャラクタの部分のパターンに置き換えても電気的なショートが発生しないようないわゆる形状が類似しているキャラクタの部分のパターンを検出し、そのように置き換える。
【００４３】
ステップＳ８において、置き換えてもレイアウトパターン全体でステップＳ１で定めたシステム仕様を満足し、パターンの代替が可能か否か判断する。代替が可能であればステップＳ９に進み、置き換えによる差異を表示する。代替が不可能であれば、この置き換えを中止して処理をストップさせる。ステップＳ１０において、配置配線の差異の部分を修正し、実レイアウトパターンとしてキャラクタの部分を登録する。
【００４４】
なお、本発明の実施の形態に係るレイアウトパターンの作成装置は、配置配線ツールなどのＣＡＤに組み入れることができる。また、それとは別にデザインルールチェッカのような検証装置に組み入れることもできる。本発明の実施の形態に係るレイアウトパターンの作成方法では、レイアウトパターンの作成にキャラクタを最大限利用できるので露光において電子ビームの照射回数を低減できる。
【実施例１】
【００４５】
実施例１では、図７に示されるレイアウトパターンの作成方法に多少の変更を加え、露光におけるキャラクタの利用効率を高める方法について説明する。図８（ａ）に実施例１に係るレイアウトパターンの作成方法のフローチャートを示す。Ａは、図７のＡから引き続き実行されることを意味している。
【００４６】
まず、ステップＳ２１において図３のキャラクタ連結配置部２７で、ＣＰアパーチャに登録されている複数のセルを連結したキャラクタで露光できるように並び替える。並び替えは、システム仕様記録部４３に記録されたタイミング情報をもとにタイミングの許容範囲内になるように、かつ、配線遅延情報をもとに遅延の許容範囲内になるように、かつ、配線混雑情報をもとに混雑が規定値以下になるように、指定領域情報をもとに特定のセルが指定領域外に配置されないように実行される。この並び替えにより複数のセルを一括して露光できるので照射回数を低減できる。
【００４７】
次に、ステップＳ２２において、図３のキャラクタ配置改善部２８で露光回数を増やさないように配置改善を行う。配置改善は、上記並び替えと異なり、配線遅延等を改善させるように配置させる。このことにより、ステップＳ２１でたとえタイミング等が劣化しても改善し特性を向上させることができる。また、ステップＳ２３において、連結したキャラクタを用いてセルを高速に露光することが可能になる。
【００４８】
図８（ｂ）は、セルＡ、Ｂが連結したキャラクタ５４を有するＣＰアパーチャ５２の概念図である。セルＡ、セルＢという二つのセルがあり、Ａ−Ｂの順で２つのセルを並べたものをキャラクタＡＢとして登録する。セルＡ、Ｂとしては、露光頻度の高いセルを選択することが好ましい。なお、セルＡ乃至Ｍを表す矩形の１つの角に付された線はセルの向きを表している。
【００４９】
図９（ａ）乃至（ｃ）では、図７のステップＳ５が終了した後のさまざまな配置パターンを示している。図９（ａ）では、セルＡとセルＢが近くにあるが、セルＡとセルＢの間にセルＣが配置され完全にＡ−Ｂの順に並んでいない。図９（ｂ）では、セルＡとＢとが並んでいるもののセルＢの向きが連結したキャラクタ５４のセルＢの向きと一致していない。図９（ｃ）ではセルＡとＢの並ぶ順番が一致していない。レイアウト平面上１０１ではこれらのことが非常に多くある。このような時、このままでは、キャラクタ５４によって１回で露光することはできず、２回の露光が必要である。そこで、図８のステップＳ２１において、セルＡとセルＢ、その周辺のセルを並び替えて図９（ｄ）のＡ−Ｂのように配置することで、キャラクタ５４により１回で露光することができる。なお、並び替えとは、（ａ）のセルＡとＣを置き替えたり、（ｂ）のセルＢを線対称に反転させたり、（ｃ）のセルＡとＢを置き換えたりすることである。並び替える際に、配置に応じた配線の長さから遅延を計算することができ、遅延を最も短くするように並び替えることができる。また、配線の混雑度が少なくなるように配置することができる。あるいは両者の最適化を図ることができる。これら、遅延や配線の混雑度が指定された条件を満たさないとして、並び替えを行わないこともできる。配線の遅延を計算するのが困難な場合は、配線遅延に大きな影響がないよう、一定の領域内で一定の距離以内でしか動かないようにし、配線遅延が指定値以上悪化しないようにすることもできる。
【００５０】
次に、ステップＳ２２の配置改善について説明する。キャラクタ５４で露光できるように、ステップＳ２１でセルＡとセルＢをＡ−Ｂの順に図１０（ａ）のセルＡ３とＢ１、セルＡ２とＢ２のように並び替える。その際にセルＡ１のようにセルＢと連結できない場合もある。そして、ステップＳ２２で、配置に応じた配線長から遅延を求め、その遅延を縮小するためや、配線混雑緩和のためなどのために配置改善を行う。図１０（ｂ）は配置改善後の状態を示す。例えばセルＡ２とＢ２とを左方向へ平行移動している。セルＡ１とセルＧは上に平行移動しさらに向きを上下方向に反転させるように移動している。図１０（ｃ）は（ｂ）に引き続き配置改善を行った後の状態を示している。セルＡ１とＡ２が入れ替わっている。この入れ替わりは一見当然で意味の無いことのように思えるが、具体的にはセルＡ１に接続される配線の長さとセルＡ２に接続される配線の長さを同時に短くできる場合があるのである。すなわち配置改善としては連結していないセルＡあるいはセルＢやその他セルＣ，Ｄ…以降のセルを平行移動し、向きを変えることで行う。また、連結したセルＡ−Ｂの配置改善はＢ−ＡのＡ−Ｂへの入れ替えや、Ａ−Ｂの平行移動、上下左右の反転などにより行う。露光回数が増加するような配置改善をなるべく行わないが、指定された遅延時間を超えた場合などの遅延縮小や、配線不可能となった場合の配線混雑緩和のため露光回数が増加する配置改善も行うことができる。これでＡ−Ｂの順で配置された多くのセルを配置できるので、キャラクタ５４の一括露光が多用でき、露光に要する時間を短縮できる。
【００５１】
キャラクタ５４を一括露光したり、部分的にセルＡやセルＢのみを露光する必要が生じる。これらの露光のためには、図１の照射されたビーム形状１２と第２開口パターン１１の位置関係を偏向器３で調節し、キャラクタ５４、セルＡやセルＢに対応する形状の透過パターン１３を形成すればよい。そして、透過パターンの形状に成形されたビームを、偏向器５で偏向し対応するＣＰアパーチャ６上のキャラクタ５４、セルＡやセルＢに照射すればよい。このＣＰアパーチャ６の透過像を縮小レンズ７と偏向器８とで所望の大きさに縮小し基板９等の所望の場所に結像させる。これらのことにより、基板９上にキャラクタ５４、セルＡやセルＢのレイアウトパターンが露光できる。
【００５２】
２つあるいはそれ以上のセルを同時にキャラクタ・プロジェクション方式により露光できることで露光のスループットが高くなる。同時に、配線遅延の改善、配線混雑度の緩和、および、ある一定の配線遅延、配線混雑度のなかで、露光速度を高めることができる。
【実施例２】
【００５３】
実施例２でも、実施例１と同様に図７に示すレイアウトパターンの作成方法に多少の変更を加え、露光におけるキャラクタの利用効率を高める方法について説明する。作成方法のフローチャートは図８（ａ）のフローチャートと同じである。実施例２ではセルが３つ連結されたキャラクタを利用した作成方法について説明する。
【００５４】
図１１（ａ）は図７のステップＳ５が終了して得られたレイアウトである。図１１（ｂ）は図８（ｂ）のＣＰアパーチャ５２に形成されるセルＡ、Ｂ、Ｃが連結されたキャラクタを示している。この形成により、図８（ｂ）のキャラクタ５４とセルＣはＣＰアパーチャ５２から省いてもよい。
【００５５】
セルＡ、Ｂ、Ｃが連結されたキャラクタにおいては、セルＡＢＣを一括露光したり、単独にセルＡ、セルＢやセルＣのみを露光するだけでなく、セルＡとＢや、セルＢとＣや、セルＡとＣを一度に露光できれば一層露光速度を高められると考えられる。しかし、図１の第１成形アパーチャ２と第２成形アパーチャ４では、セルＡとセルＣを一度に露光することはできない。そこで、図１の第２成形アパーチャ４の代わりに、図１２に示す第２成形アパーチャ５５となるブランキングアパーチャアレイを用いる。
【００５６】
ブランキングアパーチャアレイ５５には、開口部５６が設けられている。開口部５６は半導体装置（ＬＳＩ）のレイアウトパターンのピッチに対応して配置されていてもよい。開口部５６は、例えば、正方形で１０行（Ｌ１乃至１０）で１０列（Ｒ１乃至１０）の正方格子状に配置され、総数はたかだか１００個である。
【００５７】
図１２（ｂ）は第２成形アパーチャ５５の模式的な断面図である。第２成形アパーチャ５５は、開口基板５７と、開口基板５７に開口された開口部５６と、開口部５６を挟んで対向するよう両側に配置される電極５９、６０と、電極５９、６０に接続する入出力端子を有する。入出力端子は、制御信号を出力する偏向アンプに接続されている。開口基板５７は、シリコン（Ｓｉ）基板５７と、基板５７の裏面に配置された絶縁膜５８とで構成される。偏向アンプからの制御信号である電子ビーム偏向電圧は、入出力端子を介して電極５９、６０に印加される。第２成形アパーチャ５５上に照射された電子ビーム１６は、電極６０に偏向電圧が印加されていない場合は開口部５６を直進し、ＣＰアパーチャ６上に照射され、開口部５６の形状がＣＰアパーチャ６の上に照射される。一方、電極５９に偏向電圧が印加されている場合には電極５９と６０の間に電界が生じ、電子ビーム１６が偏向されるため、ＣＰアパーチャ６上には照射されない。なお、照射されないために印加すべき電圧Ｖは３０Ｖ程度であった。
【００５８】
セルＡとセルＣを一度に露光するためには、図１３に示すようにセルＡとセルＣの対応する位置に、偏向のかけられていない開口パターン６２を配置する。セルＢに対応する位置に、偏向のかけられた開口パターン６１を配置する。これらのことにより、基板９上にセルＡとセルＣのレイアウトパターンを同時に露光できる。
【００５９】
次に、実施例２に係るレイアウトパターンの作成方法を説明する。  図１１（ａ）のレイアウトに対して、図８（ａ）のステップＳ２１を実施し、図１４（ａ）に示すようにレイアウトを変更する。具体的には、セルＡ１、Ｂ、Ｃ１を連結させたり、セルＢの幅の分だけ間隔をあけてセルＡ３とＣ２を配列する。このとき、配置に応じた配線の長さから遅延を計算することができ、遅延を最も短くするように並び替える、又は、配線の混雑度が少なくなるように配置することができる、あるいは両者の最適化を図ることができる。これら、遅延や配線の混雑度が指定された条件を満たさないとして、並び替えを行わない、あるいはＡ−Ｂ−Ｃと並び替えられるものをＡ−ＢとばらばらのＣというように、露光回数が大きい並び替えを選択することもできる。配線の遅延を計算するのが困難な場合は、配線遅延に大きな影響がないよう、一定の領域内で一定の距離以内でしか動かないようにし、配線遅延が所定値以上悪化しないようにすることもできる。
【００６０】
そして、ステップＳ２３を実行し、図１４（ｂ）に示すようなレイアウトパターンを得る。遅延縮小のためなど配置改善を行う際には、連結されていないセルＡ、Ｂ、Ｃやその他、Ｄ、Ｅ…以降のセルで行う。例えば、セルＡ２とＩは平行移動し向きを変えている。また、連結したセルＡ１、Ｂ、Ｃ１や、セルＡ３とＣ２を平行移動している。なお、ＡＢＣの連結したセルの配置改善については、登録されているキャラクタで露光できない、順序の入れ替えや、上下、左右反転などの露光回数が増えるものについては配置改善を行い、反転等のセルを極力使用しないようにする。指定された遅延時間を超えた場合などの遅延縮小や、配線不可能となった場合の配線混雑緩和のため露光回数が増加する配置改善も行うことができる。Ａ−ＣとＡというセルがあるときに、このＡを組替えて配置改善することは露光回数の増加にはつながらない。これでＡ−Ｂ−Ｃ、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ａ−Ｃの順で配置された多くのセルをキャラクタＡＢＣにより１回で高速に露光できる。
【実施例３】
【００６１】
図１５（ａ）に示すようにＣＰアパーチャ５２上にセルを連結したキャラクタとしてセルＡ１−Ｂ１−Ｃ１、Ａ１−Ｄ、Ｄ−Ｅと、セルＡ１−Ｂ１−Ｃ１のレイアウトと上下反転したＡ２−Ｂ２−Ｃ２を配置している。このように複数で、重複するセルを組み合わせたキャラクタがアパーチャ５２上に登録されているとき、実施例１のように、配置されたものを登録されている組み合わせのキャラクタで露光できるように配置しなおすことができる。このとき、Ａ１−Ｂ１−Ｃ１のようになるべく１度にたくさんのセルが露光できる組み合わせにすると、高速に露光できる。どのように組み合わせるかは実施例１と２のように、遅延を最も短くするように並び替えたり、配線の混雑度が少なくなるように並び替える。あるいは両者の最適化を図る。遅延や配線の混雑度が指定された条件（システム仕様）を満たさない場合は並び替えを行わない。あるいはＡ１−Ｂ１−Ｃ１でなく同じセルＡ１を含んだＡ１−Ｄの方が露光頻度が多くなる場合は、Ａ１−Ｂ１−Ｃ１でなくＡ１−Ｄのように並び替えることもできる。このように、露光回数と、配線長さによる遅延、配線混雑度をもとに連結すべきセルの組み合わせを決めることができる。同様に一定の領域内で並び替えを行うこともできる。
【００６２】
あるいは、実施例１と同様に、セルをＡ１−Ｂ１−Ｃ１、Ａ２−Ｂ２−Ｃ２、Ａ１−Ｄ、Ｄ−Ｅというように登録されているキャラクタで露光できるように配置する。配置改善をするときには、実施例１、２と同様に、登録されているキャラクタで露光できないような配置改善、露光回数が増えるような配置改善は極力しないようにする。しかし、指定された遅延時間を超えた場合などの遅延縮小や、配線不可能となった場合の配線混雑緩和のため露光回数が増加する配置改善も行うことができる。このように配置改善を、露光回数、遅延、配線混雑度をもとに決めることができる。Ａ１−Ｄというセルと、Ｅというセルがあるとき、Ｄ−Ｅ、Ａ１というように組替えて配置改善を行うことは露光回数が増えない配置改善である。また、Ａ１−Ｂ１とＢ１−Ａ１など、順序が逆のキャラクタや、上下逆のキャラクタや、上下の組み合わせのキャラクタなどがアパーチャに登録されていれば、それらのキャラクタで露光できるような配置改善であれば露光回数は増えない。
【００６３】
具体的に、連結したキャラクタへの並び替えと、配置改善を行った結果を図１５（ｂ）に示す。連結したキャラクタとしては、Ａ１−１、Ｂ１−１、Ｃ１−１や、Ｄ１、Ｅ１や、Ａ２−２、Ｂ２−１、Ｃ２−１や、Ａ１−２、Ｄ２や、Ａ２−３、Ｂ２−２、Ｃ２−２のキャラクタが発生している。
【００６４】
２つあるいはそれ以上のセルを同時にキャラクタ・プロジェクション（ＣＰ）方式により露光できることで露光のスループットが高くなる。同時に、配線遅延の改善、配線混雑度の緩和、および、ある一定の配線遅延、配線混雑度のなかで、露光速度を高めることができる。
【００６５】
ＣＰ方式で図１に示すような３枚アパーチャ構成を用いれば、セルベース設計されるＬＳＩにおいて、同じ或いは異なる種類のスタンダード・セル（ＳＣ）を２個以上並べたものを、ＣＰ方式でのキャラクタの単位とできる。配置するときに左右の反転を禁止し、ＳＣを２個以上並べたキャラクタで露光できる確率をあげること、ＳＣを２個以上並べたキャラクタで露光できるように配置すること、あるいは配置されたセルを、ＳＣを２個以上並べたキャラクタで露光できるように配置しなおすこと、により高速に露光することができる。
【実施例４】
【００６６】
従来、ＣＰアパーチャ５２上でセルは、例えば、図１６（ｂ）のセルＡ１に対して、左右反転セルＡ３、上下反転セルＡ２、回転セルＡ４などたくさんの配置方向で配置されるべきであると考えられていた。したがって、１つの機能と性能を有するセルＡを配置するためには４つのセルＡ１乃至４を図１６（ａ）に示すようにＣＰアパーチャ５２上に配置していた。確かに、図１６（ｃ）（ｄ）に示すように、上下反転については、電源線と接地線が左右方向にセルの上部と下部に配置されるので、配置効率を高める上で必要である。禁止すると著しくセルの配置効率が劣化する場合があるのである。一方、左右反転については、禁止することにより配置方向が、４方向から２方向に減るので、Ａ１乃至４の４つのキャラクタが必要だったものが図１６（ｄ）に示すようにＡ３とＡ４の２つのキャラクタをアパーチャに持っていれば良いということになる。すなわち、図１６（ａ）の２０個のキャラクタの内１０個のみを用いて図１６（ｄ）に示すようなレイアウトができるのである。
【００６７】
さらに、装置の制約上、スタンダードセル（ＳＣ）用にキャラクタを１００個しかのせられず、性能を達成するには５０個のＳＣが必要であるというときに、１つのキャラクタで、１つのＳＣの１配置方向を露光できるものとすると、上下、左右反転が可能な４配置方向では、必要な２００個のセルのうち１００個分しかＣＰアパーチャ６にのせることができない。ＣＰアパーチャ６に載らないセルについては順次長方形に分解して露光することになるので、高速に露光することができない。それに対し、左右反転を禁止し、配置方向を上下反転の２方向に限定すれば、全てのスタンダードセルのレイアウトをＣＰアパーチャ上に配置でき、キャラクタにより高速に露光することができる。
【００６８】
配置方向を限定することで、多くの種類のセルを少ないキャラクタで露光することができる。セルの種類がアパーチャにのせられるキャラクタより多い場合は、これによって多くのセルに対応するキャラクタをアパーチャにのせることができ、高速な露光が可能になる。一方、セルの種類が少ないときは、セルの種類を増やしても、全て対応するキャラクタをアパーチャにのせることができ、ＬＳＩの性能の向上が図れる。
【実施例５】
【００６９】
図４で説明したように、スタンダードセル・ライブラリ３８はインバータ、ＡＮＤ、ＯＲ、フリップフロップなどさまざまな機能を持つセルから構成されている。同じ機能でも、ファンアウト数や、配線長さなど、負荷の大きさによって駆動力の異なるセルが用意され、使い分けられている。論理積（ＡＮＤ）という機能を実現するセルにも、図１７（ａ）に示すようにＡＮＤ０、ＡＮＤ１、ＡＮＤ２、ＡＮＤ３というように、駆動力の異なるセルがある。同様に論理和（ＯＲ）という機能を実現するセルにも、図１７（ｂ）に示すようにＯＲ０、ＯＲ１、ＯＲ２、ＯＲ３というように、駆動力の異なるセルがある。そこで、図１７（ａ）（ｂ）のようにスタンダード・セルのレイアウトを特定のレイヤあるいは全てのレイヤについて、機能キャラクタとバッファキャラクタとに分け、バッファキャラクタを機能の異なる機能キャラクタでも共通に連結でき、所望の機能と駆動力を有するセルを形成できるようにする。この形成できるセルと連結する機能キャラクタとバッファキャラクタの組み合わせは、図５に示すようなセル−キャラクタ変換ライブラリ３９に記述されている。また、ＡＮＤ機能やＯＲ機能等を有する機能キャラクタは、図６のキャラクタライブラリ４０の機能キャラクタライブラリ４２内に登録されている。バッファ１乃至３のバッファキャラクタは、バッファキャラクタライブラリ４１内に登録されている。
【００７０】
レイアウトパターンの作成方法としては、まず、図７のステップＳ１とＳ２を実行する。次に、セルライブラリ３８内を検索して、図１７（ａ）のセルＡＮＤ０乃至３や（ｂ）のセルＯＲ０乃至３等を用いてステップＳ３の論理合成を行う。次に、ステップＳ４においてセルＡＮＤ０乃至３等で記述された論理式を、変換ライブラリ３９を用いてＡＮＤ機能の論理キャラクタ等とバッファ１乃至３のバッファキャラクタで記述する。そして、ステップＳ５でキャラクタライブラリ４０からＡＮＤ機能の論理キャラクタ等とバッファ１乃至３のバッファキャラクタの回路の大きさ等の情報を検索して読み出し、キャラクタの配置とキャラクタ間の配線を行う。ステップＳ５の終了により図７のＡ点に至るので、以降は継続して実施例１等を実施すればよい。
【００７１】
図１７（ｃ）のようにＣＰアパーチャ５２は機能のみのレイアウトからなる機能キャラクタと、バッファ部のみのレイアウトをもつバッファキャラクタを有している。このことによりたくさんのセルを少ないキャラクタで露光できる。一番駆動力の弱いセルにはバッファ部はないとして、Ｎ種類の駆動力の異なる共通レイアウトのバッファ部を用意すると１つの機能につきＮ＋１種類の異なる駆動力を持つセルを用意できる。
【００７２】
Ｘ種類の機能を持つセルの種類があるとき、これらＸ種類の機能について、全てＮ＋１の駆動力を持つセルを用意し、配置方向Ｒ種類に対応する全てのキャラクタ数は、ひとつのセルがひとつのキャラクタで露光できるとしても、Ｘ・（Ｎ＋１）・Ｒ個である。これに対し、バッファ部を共通レイアウトとすると、キャラクタとして登録するのは機能Ｘ個、バッファＮ個、を配置方向Ｒ種類分であるので、（Ｘ＋Ｎ）・Ｒ個のキャラクタですむ。Ｘを３０程度、Ｎを４程度、Ｒを４とすると、バッファ部を共通化しない場合６００種類のキャラクタを用意しなければならないのに対し、バッファ部を共通化すると、１４０種類のキャラクタで済む。よって、スタンダード・セルの種類を減らすことなく、キャラクタの数を減らすことができる。例えば、図１７（ｃ）のＣＰアパーチャは、機能キャラクタを６個とバッファキャラクタを３個で合計９個のキャラクタを有している。配置方向は１方向なので、露光できるセルの数は２４個である。
【００７３】
一部あるいは全てのレイヤのレイアウトについて、異なるセルのレイアウトの一部あるいは全部を共通のレイアウトにすることで、１つのキャラクタにつき１つのセルではなく、少ないキャラクタでたくさんのセルを露光することができる。このことにより、高速な露光が可能になる。
【実施例６】
【００７４】
実施例５のようにセルを機能キャラクタと共通のバッファキャラクタを連結して構成すると、どのセルでも最低２回露光することが必要となる。この問題を回避するために、図１８（ｂ）に示すように機能２−０等のセルは使用頻度が高いので、駆動力の異なるセルをキャラクタとしてそれぞれ用意し、キャラクタとして登録する。ＣＰアパーチャ５２には図１８（ｃ）のようにキャラクタを登録する。セル機能２−０、２−１、２−２、２−３は２回でなく、１回のビーム照射で露光できる。一方、機能１や３の機能を有するセルについては実施例５と同様に、機能キャラクタと共通のバッファキャラクタとを連結させる構成である。なお、セル機能２−１と２−２は露光の頻度が高いがセル機能２−３はそうでもないというとき、セル機能２−３のレイアウトをセル機能２−０と共通のバッファキャラクタ３で構成できるようにすると、セル機能２−３のレイアウトは必要でなくキャラクタにする必要もない。なお、図１８（ｃ）のＣＰアパーチャ５２は、機能キャラクタを２個とバッファキャラクタを３個とセルを４個で合計９個のキャラクタを有している。配置方向は１方向なので、露光できるセルの数は４＋２×４で１２個である。このように少ないキャラクタで多くのセルを露光できるだけでなく、使用頻度の高いセルは１回で露光できるのでトータルの露光時間を短縮できる。
【実施例７】
【００７５】
また、図１９（ａ）に示すように機能１の機能キャラクタを単独、あるいは、バッファ１乃至３のバッファキャラクタと連結させてセル機能１−０、１−１、１−２、１−３を生成できる。また、図１９（ｂ）に示すように機能２の場合も（ａ）と同様にバッファキャラクタを使用し、セル機能２−１等を生成できる。そして、図１９（ｃ）に示すように、例えば、露光頻度が他の機能に比べて機能２が高い場合は機能２の機能キャラクタとバッファ１乃至３を連結させたセルをＣＰアパーチャ５２上にキャラクタとして形成する。また、連結はバッファ１乃至３毎に使用頻度の高い機能キャラクタを選択してもよい。具体的にはバッファ２は機能５と連結させ、バッファ３は機能７と連結させる。このことにより、機能２とバッファ２を連結させたキャラクタをＣＰアパーチャ５２に形成する必要が無いので代わりに他の機能キャラクタを形成でき一層効果的である。
【００７６】
露光時においては、図１に示すような３枚アパーチャ方式などで、例えば、セル機能２−１を構成する機能２の機能キャラクタとバッファ１の共通のバッファキャラクタのそれぞれを単独で露光する。このことにより、バッファ１のバッファキャラクタを他の機能の共通バッファ部のキャラクタとして露光することができる。また、機能２の機能キャラクタを単独で露光することでセル機能２−０をパターニングすることができる。
【００７７】
なお、図１９（ｃ）のＣＰアパーチャ５２は、単独の機能キャラクタを６個と、機能キャラクタとバッファキャラクタが連結したキャラクタを３個で合計９個のキャラクタを有している。配置方向は１方向なので、露光できるセルの数は７×４で２８個である。このように少ないキャラクタで多くのセルを露光できるだけでなく、使用頻度の高いセルは１回で露光できるのでトータルの露光時間を短縮できる。
【実施例８】
【００７８】
図２０（ａ）に図７のステップＳ５の配置配線の実施後のレイアウトを示す。実施例７等と図７のステップＳ１からＳ２までは同様に実施している。ステップＳ３の論理合成の方法が異なっている。実施例７等では論理合成にセルライブラリ３８を使用するが、実施例８ではキャラクタライブラリ４０を使用する。このことにより、ステップＳ４が省略できる。なお、ステップＳ５の配置配線方法は異なっていないが、論理合成の単位がセルからキャラクタに変わったことで配置の単位もセルからキャラクタに変わり、配置される論理キャラクタとバッファキャラクタの位置関係が異なる。そして、配線の引き回される位置が異なってくる。
【００７９】
実施例７等の機能キャラクタとバッファキャラクタをそれぞれ別のスタンダード・セルであるかのように、図２０（ａ）のようにこれらを近くに配置し配線する。つまり、セルライブラリ３８の代わりにキャラクタライブラリ４０を使用する。キャラクタライブラリ４０は、同じ機能で駆動力の異なるキャラクタを持たず、バッファに使われるバッファキャラクタのみが異なる駆動力を持つからである。キャラクタとしてＣＰアパーチャ上に図２０（ｂ）のようなものを登録しておけば、セル機能１−３に相当するものを、図７のステップＳ３において機能キャラクタ機能１とバッファキャラクタ３に分割して、ステップＳ５においてなるべく近くに配置する。その後配線装置によりステップＳ５において配線６５乃至６７を形成すればよい。
【００８０】
なお、図２０（ｂ）のＣＰアパーチャ５２は、単独の機能キャラクタを６個と、単独のバッファキャラクタを３個で合計９個のキャラクタを有している。配置方向は１方向なので、露光できるセルの数は６×４で２４個である。このように少ないキャラクタで多くのセルを露光できる。
【実施例９】
【００８１】
図２１（ａ）に示すように、駆動力の高いセルを含まずに、駆動力の低いセルからなるＣＰアパーチャやセルライブラリを用意する。この駆動力の低いセルのみからなるセルライブラリとは、図７等の機能キャラクタライブラリ４２と等価であると考えられる。図２１（ｃ）に示すように駆動力の低いセルすなわち機能キャラクタを並列に接続することにより、並列接続されたキャラクタ全体で駆動力を高めることができる。したがって、図２１（ａ）のように当然キャラクタとしては駆動力の低いセルだけでよい。
【００８２】
図２１（ｄ）に図７のステップＳ５の配置配線の実施後のレイアウトを示す。実施例７等と図７のステップＳ１からＳ２までは同様に実施している。ステップＳ３の代わりにステップＳ６の論理合成の方法を用いる。実施例７等では論理合成にセルライブラリ３８を使用し、ステップＳ４も必要であるが、実施例９では機能キャラクタを並列接続して駆動力を調節するので機能キャラクタライブラリ４２のみを使用する。なお、ステップＳ５の配線方法は並列接続をする必要から複数の配線を束ねて１本にしたり、複数の配線の長さを揃えたりする必要が生じる。
【００８３】
図２１（ｄ）のように駆動能力が低くてよい場合は配線７１と７２のように単独で配置する。駆動力を必要とする場合は、同一の機能キャラクタを複数個連続して配置したりあるいはばらばらに配置することができる。配線７５と７６は３個が連続した機能１の機能キャラクタに接続している。配線７３と７４は３個がばらばらに配置した機能１の機能キャラクタに接続している。
【００８４】
なお、露光装置が図１に示すような３枚アパーチャ構成などで、ビームの当たる領域を変えることができるときは、ＣＰアパーチャ５２に図２１（ｂ）のように同一の機能キャラクタを連続して並べて配置する。このことにより露光回数を減らすことができる。よく使われるセルについては、駆動力の異なるセルを用意することが好ましい。
【実施例１０】
【００８５】
図２２（ａ）のようなレイアウトを持つセルの駆動力が高いセルとして、図２２（ｂ）のような（ａ）を線８８で折り返した線８９で線対称のレイアウトを持つセルを作る。このとき、３枚アパーチャ方式などビームを当てる領域を自由に変えられるとすると、例えば図２２（ｂ）のゲート電極８７、９０に対応する図２２（ｆ）のキャラクタを用意しておけば、ビームを当てる領域を変えることで図２２（ａ）のゲート電極８７のレイアウトと、その左右反転したゲート電極９０のレイアウトもこのキャラクタで露光することができる。
【００８６】
なお、図２２（ａ）と（ｂ）のレイアウトの関係は、図２２（ａ）のレイアウトが、図２２（ｃ）に示すように図１６（ｂ）のキャラクタＡ３に対応すると考えると、図２２（ｂ）のレイアウトは、図２２（ｄ）に示すようにキャラクタＡ３とＡ１を連続して配置している場合に対応する。ただ、厳密には第１層メタル配線８２がＡ３において線８８の両側に存在することから、図２２（ｄ）は厳密には図２２（ｅ）のように重なっているように考えることで、キャラクタの配置の位置を厳密に算出することができる。
【実施例１１】
【００８７】
実施例１１は、図１９を用いて説明した実施例７をより具体的に説明する。図２３（ａ）はＮＡＮＤ機能を有するレイアウトを表している。ＮＡＮＤという機能はＡＮＤ論理の反転である。ＮＡＮＤは４つのＭＯＳＦＥＴで実現できる。このレイアウトはバッファ回路に相当する部分を持たないので、ゲート電極８７等の各レイヤーのパターンはＮＡＮＤ機能の機能キャラクタＮＡＮＤ０であると考えられる。
【００８８】
図２３（ｃ）はＡＮＤ機能を有するレイアウトを表している。ＡＮＤはＮＡＮＤの出力を反転して作るために６つのＭＯＳＦＥＴが必要となり面積が大きくなる。このレイアウトはＮＡＮＤ０のレイアウトに反転機能を有するインバータＩＮＶ１のレイアウトを連結させたＡＮＤ０のレイアウトと考えることができる。インバータは実施例７のバッファとは機能等が異なるが、後述するようにインバータに増幅機能を持たせることでバッファとして使用できるからである。このレイアウトはバッファ回路に相当する部分を持たないので、ゲート電極８７等の各レイヤーのパターンはＡＮＤ機能の機能キャラクタＡＮＤ０であると考えられる。よって、セルとなるＡＮＤ０の各レイヤーのパターンは機能キャラクタＮＡＮＤ０とインバータキャラクタＩＮＶ１（実施例７のバッファキャラクタに相当）の連結したものであると考えられる。
【００８９】
駆動力の小さい場合を考えたが、次に、駆動力が大きい場合を考える。スタンダードセルの場合は、セルの高さをセル間で一定にする。ＮＡＮＤ機能を有し駆動力が大きくなるレイアウトを図２３（ｂ）に示す。同様にＡＮＤ機能を有し駆動力の大きくなるレイアウトを図２３（ｄ）に示す。図２３（ｂ）に示す駆動力が大きいセルＮＡＮＤ１は、機能キャラクタＮＡＮＤ０と、反転のみの機能を有するインバータキャラクタＩＮＶ１と、反転と増幅の機能を有するインバータキャラクタＩＮＶ２とを連結したものであると考えられる。図２３（ｄ）に示す駆動力が大きいセルＡＮＤ１は、機能キャラクタＮＡＮＤ０と、反転と増幅の機能を有するインバータキャラクタＩＮＶ２とを連結したものであると考えられる。セルの大きさはＡＮＤ１の方が小さくＮＡＮＤ１の方が大きくなる。このようなＮＡＮＤ１はセルライブラリに登録されたレイアウトとしては使用せずにＮＡＮＤ１の信号が入力する先でインバータＩＮＶを置くか、ド・モルガンの定理により論理を変換することで対応する。あるいは、ＮＡＮＤとＡＮＤの面積が小さくなる方だけをセルライブラリに登録することにする。
【００９０】
逆に、セルＮＡＮＤ１の使用頻度が高い場合は、セルＮＡＮＤ１のみをＣＰアパーチャ上にキャラクタとして形成しても良い。ＮＡＮＤ１は、ＮＡＮＤ０、ＩＮＶ１、ＩＮＶ２を有するので、ＮＡＮＤ０やＡＮＤ０やＡＮＤ１を露光することができるからである。この場合、１つのキャラクタで４つのセルができることになる。
【００９１】
このように、インバータを、擬似的にバッファであると考えることで、セルの数を減らし、キャラクタの数を減らすことができる。
【実施例１２】
【００９２】
実施例１２では、図７のフローチャートのステップＳ７乃至１０についての実施例について説明する。図２４（ａ）は、ステップＳ５の配置配線が実行された後のレイアウトの様子をあらわしている。ライブラリ３８乃至４２に基づくセル２０が配置されている。一方、ライブラリ３８等に存在せず、図２４（ｂ）に示すような自動及び手動で発生させたレイアウト１００も存在する。
【００９３】
まず、ステップＳ７において図３の形状比較選択部３０で、自動及び手動で発生させたレイアウト１００に形状が似ているＣＰアパーチャにキャラクタ１０３として存在しているキャラクタの部分１０２を探す。具体的にはレイアウト１００を一つ一つのキャラクタと比較して、レイアウト１００と接続ポイントが同じで電気的なショートが発生しないパターンをキャラクタの部分からビームを当てる領域１０２として抽出する。
【００９４】
次に、ステップＳ８において図３の検証部３２で、レイアウトを入れ替えても半導体装置等のシステム仕様を機能的性能的に満足し、代替可能か判断する。代替できない場合は、ステップＳ１１で代替を行わない。一方、代替が可能な場合は、ステップＳ９において図３の代替部３１で図２４（ｄ）に示す新たに挿入されるべきパターン１０４や削除されるべきパターン１０５などの差異を表示する。最後にステップＳ１０において図３の代替部３１で差異に基づいて配置配線を修正し、キャラクタの部分を露光することで所望のレイアウトを形成できるようにする。
【００９５】
このことにより、従来はキャラクタによらない露光もキャラクタの部分を用いて露光できるので、露光時間を短縮することができる。
【実施例１３】
【００９６】
図２５（ａ）は、２入力ＮＡＮＤの機能を有するレイアウトパターンである。図２５（ｂ）は、２入力ＮＯＲの機能を有するレイアウトパターンである。２入力ＮＡＮＤと２入力ＮＯＲの違いは、ＮＡＮＤではＰＭＯＳが並列、ＮＭＯＳが直列に接続されているのに対し、ＮＯＲではそれと逆のＰＭＯＳが直列、ＮＭＯＳが並列に接続されていることである。コンタクトがある分、並列に接続されている（ａ）のＮＡＮＤのＰＭＯＳのアクティブエリア（ＡＡ）８４側と、（ｂ）のＮＯＲのＮＭＯＳのＡＡ８６側の領域が広くなるため、ＮＡＮＤとＮＯＲでレイアウトは異なる。しかし、広い方、例えば（ａ）のＡＡ８４や（ｂ）のＡＡ８６にあわせて、（ｃ）のＡＡ８６や（ｄ）のＡＡ８４のようにすれば、ＡＡばかりでなく、コンタクトホールパターンやゲート電極８７といったレイアウトもＮＡＮＤとＮＯＲとで等しくなる。このようにレイアウトを共通化したスタンダードセルライブラリを用意することで、キャラクタとしては１種類であっても複数のスタンダード・セルを露光できる。この他にも、２入力ＡＮＤ、２入力ＮＯＲ、３入力ＮＯＲ、３入力ＮＡＮＤ、３入力ＡＮＤ−ＮＯＲ、３入力ＯＲ−ＮＡＮＤなどが、レイアウトを共通化できる。
【実施例１４】
【００９７】
Ｉ／Ｏやメモリなど大きなブロックはそのままでは露光できないので、いくつかのキャラクタに分割する。その際、特にメモリなどにおいては共通のキャラクタで露光できるようにレイアウト設計を行う。大きなブロックの配置方向は変わっても、部品の配置方向は常に一定となるように設計する。そのため、配線は配置方向ごとに変える必要がある。
【００９８】
図２６は半導体装置の構成を示している。半導体装置は、内部回路１０６の周辺に入出力制御用回路（Ｉ／Ｏ）１０７乃至１１０が複数個配置されている。図２７（ａ）は図２６のＩ／Ｏ１０８の一つを拡大して表示したものである。図２７（ｂ）は図２６のＩ／Ｏ１０９の一つを拡大して表示したものである。ここで、ブロック６等の表示はセルやキャラクタを意味している。このように、内部回路１０６に向かってＩ／Ｏ１０８と１０９とは同じ順番にブロックが並んでいる。そして、ブロック６等の向きはＩ／Ｏ１０８と１０９とですべて同じである。このことにより、大きなセルでも配置方向によらず、少ないキャラクタで露光できる。
【実施例１５】
【００９９】
実施例１５では、実施例１２で説明した図７のフローチャートのステップＳ７乃至１１についてより詳細に説明する。図２８のフローチャートが、図７のステップＳ７乃至１１のフローチャートに置き替え可能なフローチャートである。
【０１００】
まず、ステップＳ３１において、図２９（ａ）に示されるようなＣＰアパーチャにキャラクタとして形成されておらず手動等で設計されたレイアウトパターンを選択する。次に、ステップＳ３２において図３の形状比較選択部３０で、図２９（ａ）のレイアウトと類似するパターンを、アパーチャ６上のキャラクタから探すために、キャラクタライブラリ４０内のキャラクタの形状を比較し、図２９（ｂ）に示すような類似キャラクタパターンを選択する。
【０１０１】
次に、ステップＳ３３において図３の代替部３１で、図２９（ｃ）のように他の信号配線等とショートしないように擬似的にレイアウトパターン１０４を発生させ、あるいはレイアウトパターン１０５を削除するように変更する。このことにより、図２９（ａ）のパターンを図２９（ｂ）のパターンと同じにできる。これらの発生削除によりレイアウト全体に対し電気的なショートが発生しているのか否か判断し、ショートが発生しているのならステップＳ３６を次に実行してもよい。図２９（ｂ）のパターンであれば、ＣＰアパーチャ上に存在するので１回のビーム照射で露光できる。
【０１０２】
ステップＳ３４において図３の検証部３２で、レイアウトが図２９（ｃ）へ変更されたことで、機能的性能的に半導体装置等のシステム仕様４３を満足し、代替可能か否か判断する。代替可能であれば、ステップＳ３５に進み、次のレイアウトを選択するか判断する。選択する場合は、ステップＳ３１に戻り、選択しない場合は、処理を終了する。一方、代替が不可能であれば、あるいは、代替が可能であっても最適なキャラクタを探したい場合は、ステップＳ３６に進み、次のキャラクタを選択するか判断する。次のキャラクタを選択する場合は、ステップＳ３２に進み、次のキャラクタを選択しない場合はステップＳ３５に進む。
【０１０３】
これらのことにより、少ないアパーチャ上のキャラクタでより多くのレイアウトパターンを高速に露光できる。
【実施例１６】
【０１０４】
実施例１６は、図７のステップＳ５で実施された配線のパターンを修正することで露光のビーム照射回数を飛躍的に減少させるレイアウトパターンの作成方法を説明する。図３０はこのレイアウトパターンの作成方法のフローチャートであり、図７のＡ点からつながるフローを示している。以下では、図３０のフローについて説明する。
【０１０５】
まず、ステップＳ４１において図３の擬似パターン発生部３３で、擬似パターンを発生させ、図３１（ａ）のような図７のステップＳ５で形成した配線パターン１１２乃至１２４に、図３１（ｂ）に示すような擬似パターン１２５を挿入する。なお、実施例１６は配線に限って適用されるのではなく、ライン等の幅が一定でスペース幅も一定な繰り返しパターンには効果的に適用できる。ライン（配線）パターン１１２乃至１２４があるとき、1つのラインパターンに注目する。例えば、左側のラインパターン１１２に注目する。ラインパターン１１２は上から下まで存在する最大の長さなので変更されない。次に、パターン１１２の右隣のラインパターン１１３に注目する。パターン１１３はその左側のパターン１１２と比べて下側が揃っていないので、図３１（ｂ）に示すようにパターン１１３の下側をパターン１１２と揃えるように擬似パターン１２５を発生させる。
【０１０６】
次に、ステップＳ４２において、新たな擬似パターンの発生が無く収束したか否か判断する。擬似パターン１２５は発生しているので収束しておらずステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、半導体装置等のシステムの仕様などの基準４３に基づいて配線容量やタイミング違反など機能的性能的に擬似パターン１２５が挿入可能か判断する。挿入可能な場合はステップＳ４１に戻り、挿入不可の場合はステップＳ４４で挿入パターンを除去してステップＳ４１に戻る。なお、パターン１２５の挿入は挿入可能と判断しステップＳ４１に戻る。
【０１０７】
次に、ステップＳ４１において、パターン１１３の右側のラインパターン１１４に注目する。パターン１１４は、左隣のパターン１１３、１２５と下側が揃っていないが、揃えようとするとパターン１１４の下方にあるラインパターン１１５とショートしてしまう。右隣のパターン１１６と揃えようとしても同様である。一番左のパターン１１２と揃えようとしてもまた同様である。右２つ隣のパターン１１７と揃えようとしても上側を削らないと揃えられないのでそのような変更は行わない。左３つ隣は無いので、右３つ隣の上側のパターン１１８と揃えるように変更し、図３１（ｃ）に示すように擬似パターン１２６を発生させ挿入する。次に、ステップＳ４２とＳ４３をパターン１２５の場合と同様に行い、ステップＳ４１に戻る。
【０１０８】
また、ステップＳ４１において、パターン１１５に着目すると、同様に左隣、右隣、左２つ隣、右２つ隣等と比較しても、上方のパターン１２６とショートしないようにパターンを追加して揃えるように変更できない。以下同様にしてパターン１１７乃至１２４について検討し、図３１（ｃ）に示すような擬似レイアウトパターン１２５乃至１３５を得る。
【０１０９】
再度、ステップＳ４１において、もう一度左のパターン１１２から同じことを繰り返していくと、パターン１２６の下に擬似パターン１３６が発生し、図３１（ｄ）に示すようなレイアウトパターン１１１を得る。
【０１１０】
再度左のパターン１１２から同じことを繰り返しても変更されるパターンは無く、擬似パターンは発生しなくなる。このように、擬似パターンが発生しなくなるまで一連のレイアウトパターン１１１の変更を繰り返す。次に、図３１（ｄ）に示すラインパターン間の空白１３７乃至１３９に注目する。これらの空白１３７乃至１３９に擬似パターン１４０、１４１を図３１（ｅ）に示すように発生させる。パターン１４０と１４１は他のパターンとショートしないように、また、他のパターンと端を揃えるように作成している。
【０１１１】
再度左のパターン１１２から同じことを繰り返しても変更されるパターンは無く、擬似パターンは発生しなくなる。ステップＳ４２において、パターン１１１が収束したと判断し、ステップＳ４５に進む。
【０１１２】
ステップＳ４５において、図３２（ａ）に示すような収束したラインパターン１４３乃至１５２の辺を外側に移動させる処理を行う。図３２（ｂ）に示すように太らせ処理により、パターン１４３等を左右均等にスペースの幅の半分の幅太らせた太らせパターン１５３乃至１６２を形成する。ステップＳ４６においてパターン１５３乃至１６２同士が接してつながった図形を、図３２（ｃ）に示すように矩形１６３乃至１６７に分解する。あるいは、図３２（ｄ）に示すように多角形１６８乃至１７０に分解する。例えば、図３２（ｄ）の場合は図３２（ｅ）に示すように、多角形１６８を露光する場合では、図１の露光装置を用いて、第２開口パターン１１に対して照射されたビーム形状１２の位置に照射する。そして透過パターンをラインアンドスペース用のキャラクタ１８の右側に照射する。このことにより、多角形１６８内のラインパターンが１回のビーム照射で露光できる。すなわち、図３２（ｄ）のように多角形ごとに露光すれば３回のビーム照射ですべてのパターンが露光できることがわかる。また、図３２（ｃ）のように矩形ごとに露光すれば５回のビーム照射ですべてのパターンが露光できることがわかる。
【０１１３】
次に、ステップＳ４７において、矩形や多角形ごとに露光ができるような露光データを算出する。露光データとして、照射するキャラクタ名、照射位置、照射の範囲等を算出する。
【０１１４】
以上のように、図３０のフローにより照射回数を減らすことができる。
【０１１５】
次に、図３２（ｃ）の矩形１６３等を用いるレイアウトパターンの形成方法を詳細に説明する。
【０１１６】
図３３（ａ）は、実施例２の図１２（ａ）で説明した第２成形アパーチャ５５の開口部５６と、ＣＰアパーチャ６のラインアンドスペース用キャラクタ１８の位置関係を示す図である。開口部５６のすべての行（Ｌ１乃至１０）と重なるようにキャラクタ１８が配置されている。また、すべての列（Ｒ１乃至１０）と重なるようにキャラクタ１８が配置されている。１つの開口部５６に２つ以上のラインパターンの開口が重なることはない。開口部５６の正方形の辺は、ラインパターンの長方形の辺と平行になるように配置される。
【０１１７】
そして、図３２（ｃ）の矩形１６３、１６４と１６６に基づいて、図３３（ａ）の第２成形アパーチャ５５上に点線で表した矩形１６３、１６４と１６６を想定する。最後に、図３３（ｂ）に示すように、点線で表した矩形１６３、１６４と１６６内の第２開口パターン５６は、偏向のかけられていない開口パターン６２に設定可能なような露光データを生成する。それ以外の開口パターン５６についても、偏向のかけられた開口パターン６１に設定可能なような露光データを生成する。
【０１１８】
露光における描画の際は、ＣＰアパーチャ６のキャラクタ１８を選択し、次いで、描画したい矩形１６３、１６４、１６６の形状に応じて、第２成形アパーチャ５５を通過する電子ビーム１６を開口部５６毎に制御電圧Ｖを印加して偏向させる。電子ビーム１６が第２成形アパーチャ５５及びＣＰアパーチャ６を通過することで、基板９上に描画したいラインパターンの形状に電子ビーム１６が照射される。このように、１回のビーム照射で３つの矩形１６３、１６４と１６６に位置する配線を露光できる。
【０１１９】
図３４と図３５は、図３０のフローを用いたことによるビーム照射回数の削減の効果を説明するための図である。図３４（ａ）は擬似パターンを発生させる前のレイアウトである。領域１７２は配線禁止領域である。ラインパターン１７３乃至１８５が１３本あるので、従来の露光方法でも１３回のビーム照射で露光ができる。また、擬似パターンを発生させず太らせ処理のみを行った場合を図３４（ｂ）に示す。矩形１８６と１８７が形成できるので、照射回数は２回減らせ１１回になる。
【０１２０】
図３４（ｃ）のレイアウトパターンは、（ａ）のレイアウトパターンに擬似パターンを発生させたものである。（ｃ）のパターンを太らせ処理したパターンを（ｄ）に示す。さらに矩形分解した図を（ｅ）に、多角形に分解した図を（ｆ）に示す。（ｅ）の矩形の数は７個であるので照射回数は多くとも７回まで減らせることがわかる。（ｆ）の多角形の数は４個であるので照射回数が４回ですむことがわかる。
【０１２１】
また、図３５（ａ）のように擬似パターン１９９が、図３０のステップＳ４３の判定で、機能的に挿入不可とされた場合でも、図３５（ｂ）のように太らせ処理ができる。さらに矩形分解した図を（ｃ）に、多角形に分解した図を（ｄ）に示す。（ｃ）の矩形の数は８個であるので照射回数は多くとも８回まで減らせることがわかる。（ｄ）の多角形の数は５個であるので照射回数が５回ですむことがわかる。なお、（ｅ）のようにパターンを単純化しても禁止領域１７２に配線することはできないのはもちろんである。
【０１２２】
このように図３０のフローによれば、太らせ処理前に疑似パターンを発生させているため、疑似パターンを発生させずに太らせ処理のみを行った場合と比較して照射回数が大幅に減り露光速度を上げることができる。
【０１２３】
また、矩形等の大きさを大きくとることが露光速度を上げることになるので、多層の配線層においては、層毎に配線が縦あるいは横の１方向のラインパターン（Ｌ／Ｓ）であることにより一層効果的である。配線層によって、３層目は縦方向のみ、４層目は横方向のみといったように方向を限定するのである。
【０１２４】
また、実施例１６では配線パターンの場合について述べたが、ゲート電極の長さを変えたときにも適用できる。
【０１２５】
実施例１６によれば、配線層などのＬ／Ｓなどの単純なレイアウトパターンや、四角形や正方形など決まったパターンが決まった幅で配置されるコンタクト、Ｖｉａなどのレイアウトパターンは露光回数が少なくて済む。回路の機能上影響のないダミーパターンを挿入し、レイアウトパターンをできるだけ前記のＬ／Ｓなどのパターンに近づけることで露光回数を減少させることができる。半導体のレイアウトに関し、特にメタル・コンタクトのレイアウトに使用されるものである。半導体装置の配線等の一定の周期的なパターン配置となる条件下で任意に引き回されるパターンの露光に適用できる。
【実施例１７】
【０１２６】
コンタクトやＶｉａなどは、決まった大きさの正方形や四角形の形をしており、その間隔も一定である場合が多い。実施例１７は、図３０のフローをコンタクト等のホールパターンに適用した場合についてである。
【０１２７】
図３６（ａ）は擬似パターン発生前のホールパターン２０６乃至２１０である。まず、図３０のステップＳ４１において、図３６（ｂ）に示すように擬似パターン２１１を発生させ挿入する。ステップＳ４３の判定が挿入可能であるので、ステップＳ４１でさらに擬似パターン２１３を発生させる。擬似パターンは矩形が少なくなるように発生させる。また、配線層間でショートが発生しないように発生させる。
【０１２８】
次に、ステップＳ４５で太らせ処理を行い、矩形２１２と２１４を得る。最後に、ステップＳ４７で矩形２１２、２１４に合う開口部用のデータを算出する。例えば、矩形２１２については、図３６（ｃ）に示すように、第２開口パターン１１と照射されるビーム形状２１５の位置関係を調節し透過パターンが矩形２１２になるようにデータを設定する。
【０１２９】
このことにより、図３６（ｄ）に示すように、５つのホールパターン２０６乃至２１０を２回のビーム照射で露光することができる。
【実施例１８】
【０１３０】
前記レイアウトパターン変更装置がレイアウトを変更することで、変更されるレイアウトが配線などの場合には容量の増加が問題になることがある。前記検証装置がこの容量の増加を計算し、前記問題に該当するかどうかを判断できる。その際の基準としては、配線容量の増加による遅延の増加、それによるタイミング違反の有無や、他の信号線とのカップリング容量の増加によるエラーの起こりやすさなどが上げられる。
【０１３１】
図３７（ａ）に示すように、配線２１７と２１８のカップリング容量は、フリンジ（はみ出し）容量を無視すれば、擬似ラインパターン２１９挿入前の容量Ｃ０（＝ＣｃＷ／（２ｄ＋Ｌ））に対し、挿入後は容量Ｃ１（＝ＣｃＷ／２ｄ）に増加する。ここで、Ｃｃは単位長さあたりのカップリング容量、Ｗは挿入された擬似ラインパターンの長さ、Ｄは配線間隔、Ｌは配線の幅である。対接地容量についても図３７（ｂ）に示すようにやはりフリンジ容量を無視すれば、Ｃ２（＝ＸＣｇ）のように計算できる。ここでＸは挿入された擬似ラインパターンの長さ、Ｃｇは単位長さあたりの対接地容量である。
【０１３２】
このことにより擬似パターンを挿入することで増加する配線容量を見積もることができる。また、配線を追加したことによる容量増加の影響を評価することができる。
【０１３３】
なお、本発明は、電子ビーム露光装置の種類に制限されるものではない。例えば、部分一括露光型電子ビーム露光装置や可変整形型電子ビーム露光装置、マルチビーム型電子ビーム露光装置、丸ビーム型電子ビーム露光装置、一括露光型電子ビーム露光装置と、本発明を組み合わせて使用することが可能である。その他、本発明の本旨を逸脱しない範囲で種々変形して使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装置の概念図である。
【図２】ＣＰアパーチャの上面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るレイアウトパターンの作成装置の構成図である。
【図４】セルライブラリのデータ構造を説明するための図である。
【図５】セル−キャラクタ変換ライブラリのデータ構造を説明するための図である。
【図６】キャラクタライブラリのデータ構造を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るレイアウトパターンの作成方法のフローチャートである。
【図８】本発明の実施例１に係るレイアウトパターンの作成方法のフローチャートと、ＣＰアパーチャの概念図である。
【図９】本発明の実施例１に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その１）である。
【図１０】本発明の実施例１に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その２）である。
【図１１】本発明の実施例２に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その１）である。
【図１２】実施例２で使用する第２成形アパーチャの上面図と断面図である。
【図１３】実施例２で使用する第２成形アパーチャを説明するための図である。
【図１４】本発明の実施例２に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その２）である。
【図１５】本発明の実施例３に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施例４に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施例５に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施例６に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図１９】本発明の実施例７に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図２０】本発明の実施例８に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図２１】本発明の実施例９に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図２２】本発明の実施例１０に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図２３】本発明の実施例１１に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図２４】本発明の実施例１２に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図２５】本発明の実施例１３に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図２６】本発明の実施例１４に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その１）である。
【図２７】本発明の実施例１４に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その２）である。
【図２８】本発明の実施例１５に係るレイアウトパターンの作成方法のフローチャートである。
【図２９】本発明の実施例１５に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図３０】本発明の実施例１６に係るレイアウトパターンの作成方法のフローチャートである。
【図３１】本発明の実施例１６に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その１）である。
【図３２】本発明の実施例１６に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その２）である。
【図３３】実施例１６で使用する第２成形アパーチャを説明するための図である。
【図３４】本発明の実施例１６に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その３）である。
【図３５】本発明の実施例１６に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図（その４）である。
【図３６】本発明の実施例１７に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図３７】本発明の実施例１８に係るレイアウトパターンの作成方法を説明するための図である。
【図３８】従来の電子ビーム露光装置の概念図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１  電子銃
２  第１成形アパーチャ
３  ビーム成形偏向器
４  第２成形アパーチャ
５  キャラクタ選択偏向器
６  ＣＰアパーチャ（・ブロック）
７  縮小レンズ
８  対物偏向器
９  基板又はフォトマスク
１０  第１開口パターン
１１  第２開口パターン
１２  照射されたビーム形状
１３  透過パターン
１４、１５  照射されたビーム形状
１６  電子ビーム
１７  素通し孔
１８  ラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ、配線）用キャラクタ
１９  コンタクトホール用キャラクタ
２０  プリミティブセル
２１  演算部
２２  システム論理設計部
２３  論理合成部
２４  並列接続による論理合成部
２５  ネットリスト変換部
２６  配置・配線部
２７  キャラクタ連結配置部
２８  キャラクタ配置改善部
２９  レイアウトパターン変更装置
３０  レイアウト−キャラクタパターン形状比較選択部
３１  レイアウト−キャラクタパターン代替部
３２  検証部
３３  擬似パターン発生部
３４  太らせ処理部
３５  矩形分割部
３６  開口部形状演算部
３７  バス
３８  セルライブラリ記録部
３９  セル−キャラクタ変換ライブラリ
４０  キャラクタライブラリ記録部
４１  バッファキャラクタライブラリ
４２  機能キャラクタライブラリ
４３  システム仕様記録部
４４  セルの機能で分類される階層
４５、４６  セルの駆動力で分類される階層
４７  機能キャラクタ名が登録されている領域
４８  機能キャラクタ名とバッファキャラクタ名とに関係づけてセルが登録されている領域
４９  バッファキャラクタ名が登録されている領域
５０  機能キャラクタが登録されている領域
５１  バッファキャラクタが登録されている領域
５２  ＣＰアパーチャ
５３  キャラクタ
５４  連結したキャラクタ
５５  第２成形アパーチャ
５６  第２開口パターン
５７  基板
５８  絶縁膜
５９、６０  電極
６１  偏向のかけられた開口パターン
６２  偏向のかけられていない開口パターン
６３  連結したキャラクタ
６４  上下が反転した関係にあるキャラクタ
６５乃至７８  配線
８０  ＶＤＤライン
８１  ＶＳＳライン
８２  第１層メタル配線（Ｍ１）
８３  ｐウェル
８４、８６、９３、９４  アクティブエリア（ＡＡ）
８５  ｎウェル
８７  ゲート電極
８８、８９  折り返し線
９０、９１、９２  ゲート電極
９５、９６  第１層メタル配線
９９  アパーチャ制御用データ記録部
１００  設計したレイアウト
１０１  レイアウト後のレイアウト平面
１０２  キャラクタの部分
１０３  キャラクタ
１０４  差異の表示、挿入されたパターン
１０５  差異の表示、削除されたパターン
１０６  半導体装置の内部回路
１０７乃至１１０  Ｉ／Ｏ
１１１  レイアウトパターン
１１２乃至１２４  ラインパターン
１２５乃至１３６、１４０、１４１  擬似パターン
１３７乃至１３９  空白
１４２  レイアウトパターン
１４３乃至１５２  ラインパターン
１５３乃至１６２  太らせパターン
１６３乃至１６７  矩形
１６８乃至１７０  多角形
１７１  レイアウトパターン
１７２  他の配線、配線禁止領域
１７３乃至１８５  ラインパターン
１８６、１８７  矩形
１８８乃至１９５  擬似パターン
１９６  太らせパターン
１９７  矩形
１９８  多角形
１９９、２００  擬似パターン
２０１  太らせパターン
２０２  矩形
２０３  多角形
２０４  ラインパターン
２０５  レイアウトパターン
２０６乃至２１０  ホールパターン
２１１、２１３  擬似ホールパターン
２１２、２１４  矩形
２１５、２１６  照射されたビーム形状
２１７、２１８、２２０、２２１  ラインパターン
２１９、２２２  擬似パターン
２３１  電子銃
２３２  電子ビーム
２３３  第１成形アパーチャ
２３４  キャラクタ選択偏向器
２３５  従来のＣＰアパーチャ
２３６  縮小レンズ
２３７  対物偏向器
２３８  基板
２３９  従来のキャラクタ
２４０  露光パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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