(57)【要約】【課題】  電子ビームを用いた半導体装置などの製造に際して、システムＬＳＩ等のデバイスの試作、生産を効率的に行う。【解決手段】  ひとつまたは複数の第一のデバイスレイアウトから複数の図形を抽出する第一の図形抽出手段と、抽出された同一形状の図形をカウントする図形カウント手段と、同一図形の出現頻度等に基づいて図形を選択する図形選択手段と、選択された図形をステンシルマスクレイアウト上に配置するステンシルマスク配置手段と、設計された第二のデバイスレイアウトから図形を抽出する第二の図形抽出手段と、抽出された各図形について同一形状の図形が図形選択手段により選択されているか否かを判定し、選択されている場合には部分一括ショットと判断し、選択されていない場合には該図形を矩形ショットと判断してデータ処理を行う露光用データ作成手段とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成システムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出手段と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置手段と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出手段と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成手段と、を含み構成されたことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、
前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする図形カウント手段と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する図形選択手段とがさらに備えられたことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成システム。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の発明において、
前記ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報とを含むステンシルマスク情報を記憶するステンシルマスク情報データベースがさらに備えられ、
前記の露光データ作成手段が、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方に、該ステンシルマスク情報データベースを参照して行うことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成システム。
【請求項４】
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成方法であって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出し、該第一の図形群を参照して、該デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成する第一のステップと、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する第二のステップと、を含むことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
前記第一のステップにおいて、前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成するために、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする処理と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する処理とを行うことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成方法。
【請求項６】
請求項４または５のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
該ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベースを作成する第三のステップをさらに含み、
前記第二のステップにおいて、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方に、前記のステンシルマスク情報データベースを参照して行うことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成方法。
【請求項７】
半導体デバイスを請求項４〜６のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップと、を含むことを特徴とする、半導体デバイス製造方法。
【請求項８】
フォトマスクを請求項４〜６のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップと、を含むことを特徴とする、フォトマスク製造方法。
【請求項９】
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成プログラムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出機能と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置機能と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出機能と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成機能と、を備えたことを特徴とする、電子ビーム露光用データ作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成方法、電子ビーム露光用データ作成プログラムに関し、電子ビームを用いた半導体装置などの製造に際して、システムＬＳＩ等のデバイスの試作、生産を効率的に行うことを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩは一般的に微細化と集積度増大により、コストが小さくなりなおかつ処理性能が向上する。近年は微細化技術の向上により、電子機器のシステムすべてをひとつのＬＳＩに搭載することが可能になった。このようにシステムレベルで集積されたＬＳＩは、システムＬＳＩやＳＯＣなどと呼ばれる。
ＬＳＩの製造においては、従来からステッパと呼ばれる装置を用い、フォトマスクに描画された回路パターンを光により一括縮小転写していく方法が使われていた。この加工技術を光露光技術という。
【０００３】
これに対して電子ビームを用いて半導体を加工する電子ビーム露光は、より微細な加工が可能であり、将来、光露光技術に取って代わる技術として開発されていた。
しかし、電子ビーム露光技術ではスループットが非常に小さいという欠点があった。この課題を克服するために、部分一括転写という技術が１９９０年頃開発された。部分一括転写方式の電子ビーム露光では、５μm以下の図形をステンシルマスクを用いて一括転写することができ、このようなステンシルを２０〜１００種類並べて、図形を選択しながら随時露光していく方法である。実際には、ＬＳＩのレイアウトに頻繁に現れる図形はこのようなステンシル（ブロックマスクという）を用いて露光され、ステンシルで露光できない部分は従来の可変矩形方式で露光される。このような方式を用いることにより、電子ビーム露光のスループットは数倍に改善されるといわれている。
部分一括転写方式の電子ビーム露光法の概念を図5、図6を用いて説明する。図５は、デバイスレイアウトのデータの一例であり、ＬＳＩのセル内配線のレイアウトの例を示している。
図６は、図５に示したデバイスレイアウトから図形抽出を行った一例である。第一の図形抽出手段により抽出されたこのような形状のステンシル図形を準備することにより、電子ビームで効率よく加工することが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の電子機器は、情報家電とよばれる高機能、多機能の製品が主流になりつつある。情報家電市場の特徴は、製品の種類が多いことと、ひとつの製品寿命（どの程度の期間市場で売れ続けられるか）が数か月と非常に短いことである。このような情報家電の性質から、システムＬＳＩの生産技術には次の２点ことが要求される。
一つは、市場の流行を逃さないために開発期間を短縮することであり、もう一つは少量多品種のＬＳｌでも収益が上げられるよう、一品種あたりの開発コストを少なく抑えることである。
ところが、これらの２点の要求に答えるつづけることは、非常に困難になってきた。その理由は、光露光に用いるフォトマスクの製造が、微細に伴って高コストでかつ納期が長くなってきたことである。
【０００５】
このような問題を解決するために．電子ビーム直描を用いたマスクレス露光技術が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１７２１４号公報
【特許文献２】特開２００１−３５８０５１号公報
【特許文献３】特開２００２−２３７４４５号公報
【０００７】
たとえば特開２００１−３５８０５１「回路パターンの設計方法、露光方法及び荷電粒子ビーム露光システム」においては、一つのアパーチャブロックに形成されたキャラクタに対応するスタンダード・セルのみを用いてパターンデータの設計を行い、設計されたパターンデータから荷電粒子ビームのショット数が小さいようなパターンデータを選択することによって、現在所有するアパーチャを用いて部分一括露光方式でパターンの転写を行うことが可能な回路パターンの設計方法が提案されている。
【０００８】
また特開２００１−１１７２１４「ステンシルマスクのパターン配置方法およびそれを用いた半導体集積回路製造方法」においては、電子ビーム直接描画技術に用いられるステンシルマスクに配置される回路パターンを効率的に選択できるように、あらかじめ設計段階から回路パターンの最適配置を行うとともに、ステンシルマスクの修正や交換がなるべく少なくスループットの高い回路パターンをウエハー上に描画するステンシルマスクのパターン配置方法およびそれを用いた半導体集積回路製造方法が提案されている。
【０００９】
また特開２００２−２３７４４５「電子ビーム描画方法及び描画システム」においては、ＣＡＤ設計システムによりＣＡＤデータを作成する際に、前記キャラクタパターンの各パターンデータをライブラリとして格納しておき、該ライブラリに含まれるキャラクタパターンが当てはまる半導体パターンが存在し、この半導体パターンを該キャラクタパターンを用いて描画する場合には、該当する半導体パターンに該キャラクタパターンを用いることを示すデータをＣＡＤデータに付加することにより、キャラクタプロジェクション方式を効率良く利用することができ、描画スループットの大幅な向上を図るシステムが開示されている。
【００１０】
しかしながら、これらの方法では、ＬＳＩ設計のフローを大きく変える必要があり、システムの導入に時間とコストが必要になる。
また、電子ビーム露光を考慮せずに作成された過去の設計資産は、少なくともレイアウトレベルの設計をやり直さなくては流用できないという問題がある。
【００１１】
そこで本発明においては、上記の様々な課題を解決し、ＬＳｌなどのデバイス設計フローの変更を必要とすることなく、過去の設計資産を電子ビーム露光で活用することができ、電子ビーム直描を用いたマスクレス露光を実現するための、電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成方法、電子ビーム露光用データ作成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明においては、
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成システムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出手段と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置手段と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出手段と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成手段と、を含み構成された、電子ビーム露光用データ作成システムであることを特徴としている。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、請求項２に記載の発明においては、
請求項１に記載の発明において、
前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする図形カウント手段と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する図形選択手段とがさらに備えられた、電子ビーム露光用データ作成システムであることを特徴としている。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、請求項３に記載の発明においては、
請求項１または２のいずれかに記載の発明において、
前記ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報とを含むステンシルマスク情報を記憶するステンシルマスク情報データベースがさらに備えられ、
前記の露光データ作成手段が、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方にに、該ステンシルマスク情報データベースを参照して行う、電子ビーム露光用データ作成システムであることを特徴としている。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、請求項４に記載の発明においては、
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成方法であって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出し、該第一の図形群を参照して、該デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成する第一のステップと、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する第二のステップとを含む、電子ビーム露光用データ作成方法であることを特徴としている。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、請求項５に記載の発明においては、
請求項４に記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
前記第一のステップにおいて、前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成するために、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする処理と、
前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する処理とを行う、電子ビーム露光用データ作成方法であることを特徴としている。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、請求項６に記載の発明においては、
請求項４または５のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法であって、
該ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベースを作成する第三のステップをさらに含み、
前記第二のステップにおいて、前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際もしくは部分一括ショットとしてデータ処理する際もしくはその両方にに、前記のステンシルマスク情報データベースを参照して行う、電子ビーム露光用データ作成方法であることを特徴としている。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、請求項７に記載の発明においては、
半導体デバイスを請求項４〜６のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップとを含む、半導体デバイス製造方法であることを特徴としている。
【００１９】
また、上記課題を解決するため、請求項８に記載の発明においては、
フォトマスクを請求項４〜６のいずれかに記載の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて、部分一括電子ビーム露光法により製造する方法であって、
前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップと、
該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップとを含む、フォトマスク製造方法であることを特徴としている。
【００２０】
また、上記課題を解決するため、請求項９に記載の発明においては、
所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成プログラムであって、
ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出機能と、
抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置機能と、
前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出機能と、
抽出された第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成機能と、を備えた、電子ビーム露光用データ作成プログラムであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、デバイスレイアウト設計データから部分一括転写型電子ビーム露光装置のステンシルマスクを設計し、前記ステンシルマスクを用いて電子ビーム露光を行うための露光用データを作成するための電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成プログラムを提供することができる。
また本発明によれば、デバイスレイアウト設計データから部分一括転写型電子ビーム露光装置のステンシルマスクを設計し、前記ステンシルマスクを用いて電子ビーム露光を行うための電子ビーム露光用データ作成方法を提供することができる。
また、本発明によれば、半導体デバイスを製造する際に、既に作製されたステンシルマスクを用いて高スループットで電子ビーム露光を行うことができるため、
少量品種のＬＳＩを短ＴＡＴ、低コストで製造することができる、半導体デバイス製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、上記電子ビーム露光を用いたＬＳＩ製造を行うにあたって、ＬＳＩ設計フローを大きく変更する必要がなく、また、光露光で製造することを前提に設計された設計資産を参照することによって新規に設計したデバイスを製造することもできる。
また、本発明によれば、フォトマスクを製造する際に、既に作製されたステンシルマスクを用いて高スループットで電子ビーム露光を行うことができるため、
短ＴＡＴ、低コストのフォトマスク製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態は、デバイスレイアウト設計データから部分一括転写型電子ビーム露光装置のステンシルマスクを設計し、前記ステンシルマスクを用いて電子ビーム露光を行うための露光用データを作成するためのシステムである。
図１は、本発明のシステムの基本的な構成の一例を示すシステム構成図である。
【００２３】
図１において、符号Ａは電子ビーム露光用データ作成プログラムを示しており、電子ビーム露光用データ作成プログラムＡはコンピュータ装置あるいはコンピュータ機能を備える制御装置等に備えられ、コンピュータ装置あるいはコンピュータ機能を備える制御装置等には記憶装置や表示装置等が設けられている。
【００２４】
図１および各図において、符号Ａは電子ビーム露光用データ作成プログラム、符号Ｂは電子ビーム露光装置を示している。
また符号１１はスタンダードセルライブラリ、１２はレイアウト設計資産ライブラリを示し、１０はスタンダードセルライブラリ１１とレイアウト設計資産ライブラリ１２を用いて設計された第一のデバイスレイアウト群、２０は所望の第二のデバイスレイアウトを示している。また符号１３はステンシルマスクレイアウト、１４はステンシルマスク、１５はステンシルマスク情報を示している。
ここで重要なことは、第二のデバイスレイアウトも第一のデバイスレイアウト群と同様に、スタンダードセルライブラリ１１とレイアウト設計資産ライブラリ１２を用いて設計されていることである。これによって、第二のデバイスレイアウトはも第一のデバイスレイアウト群と図形的特長に多くの共通点があるため、ステンシル図形の再利用効率が高いことが期待できるからである。
【００２５】
符号１００は第一のデバイスレイアウトから図形を抽出する第一の図形抽出手段、１０１は図形カウント手段、１０２は図形選択手段、１０３はブロックマスク情報１３を作成するステンシルマスク配置手段を示し、電子ビーム露光装置が部分一括転写を行うためのステンシルマスク１４が作成されるようになっている。
符号２００は設計された第二のデバイスレイアウトから図形を抽出する第二の図形抽出手段、２０１は露光データ作成手段を示し、ステンシルマスク１４が作成されている図形はステンシルマスクを用いて部分一括転写を行い、ステンシルマスク１４が作成されていない図形は矩形分割による転写を行うための露光データ２１を作成し、それぞれの処理を行うように電子ビーム露光装置Ｂに対してデータ処理が行われるようになっている。
【００２６】
電子ビーム露光装置Ｂに用いるステンシルマスク１４は、たとえばシリコンウェハに複数のキャラクタパターン状開口を設けたものであり、可動式のＥＢマスクステージ上に載せられて、選択するキャラクタが描画できる位置に来るように移動可能となっている。
電子ビーム露光装置Ｂにより露光を行う対象物は、フォトマスク、あるいはウェハである。
【００２７】
本発明の電子ビーム露光用データ作成システムを用いて作成される露光データは、ＬＳＩに代表される半導体デバイスを製造するために用いることが主として想定されている。露光データ作成手段２０１により作成された露光用データ２１は、電子ビーム直描を用いたＬＳＩ製造のためのマスクレス露光用データとして電子ビーム露光装置Ｂに送出される。
【００２８】
本発明の電子ビーム露光用データ作成システムを用いて作成される露光データにより露光描画を行う対象であるデバイスとして、フォトマスクを想定することもできる。この場合には、露光データ作成手段２０１により作成された露光用データ２１は、電子ビーム直描を用いたフォトマスク製造のためのマスクレス露光用データとして電子ビーム露光装置Ｂに送出される。
【００２９】
通常のＬＳＩ設計においては、ＣＰＵやメモリなどの従来の設計資産を既存のライブラリから参照して流用するとともに、既存のスタンダードセルライブラリを配置・配線してデバイス固有のロジック回路を構成し、これらを配線によって結合することによって、デバイスレイアウトを作成する。
スタンダードセルライブラリ１１には、論理ゲートやフリップフロップなどの機能単位について回路パターンを最適化したスタンダードセルのＣＡＤデータが格納されている。
またレイアウト設計資産ライブラリ１２には、ＣＰＵやメモリなど過去に設計された設計データがライブラリとして格納されている。
【００３０】
図３に上記のように設計されたデバイスレイアウトを従来の方法で電子ビーム露光するためのデータ処理フロー概念図を示す。従来法においては、設計されたデバイスレイアウトの中からステンシル図形抽出およびステンシルマスクレイアウトの作成と、電子ビーム露光用データの作成を同時に行っていた。
図４は、本発明におけるデータ処理フロー概念図である。本発明においては、まず参照用の第一のデバイスレイアウト(群)からステンシルマスクレイアウトを作成、次に、このステンシルマスクレイアウトに含まれるステンシル図形を用いて第二のデバイスレイアウトを露光するための露光用データを作成し、上記ステンシルマスクレイアウトに基づいて作成したステンシルマスクと、上記露光用データを用いて、露光処理を行う。
【００３１】
本発明のシステムは、ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出手段を備えており、第一のデバイスレイアウト１０から複数の図形を抽出する。
第一の図形抽出手段は、新しくデバイスの設計を行う際に、全体の設計は異なっていてもそれに含まれる個々の図形は共通するものを使用することができ、特に頻繁に出現する図形はそれほど変わらないことに着目して、過去に設計した類似デバイスや前の工程で作成されたデバイスのレイアウトデータから、図形を解析することにより抽出するものである。
【００３２】
次に本発明のシステムは、抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置手段１０３を備えている。
また、好ましくは、前記ステンシル配置手段１０３がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について同一形状の図形の数をカウントする図形カウント手段１０１と、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する図形選択手段１０２とがさらに備えられている。
図形カウント手段１０１は、抽出された各図形について、前記第一のデバイスレイアウト群１０に含まれる同一形状の図形の数をカウントする。第一の図形抽出手段により抽出された各図形について、第一のデバイスレイアウト１０に含まれる同一形状の図形の数をカウントし、図形ごとにカウントされた数を加算し集計する。
【００３３】
図形選択手段１０２は、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、ステンシルとして配置可能な数の図形を上記第一の図形抽出手段により抽出された図形群の中から選択する。
好ましい選択の一例は、カウントされた同一形状の図形の出現頻度とその図形を矩形分割したときのショット数の積が大きい図形から順に選択するものである。これによって、電子ビーム露光を行う際のショット数を最小にすることができる。
【００３４】
図７は、ステンシルマスク情報１３の一例を示している。ステンシルマスク情報は、第二のデバイスレイアウトをステンシルマスク１４を用いて露光するための露光用データを作成する際に参照されるものであり、ステンシルマスク１４に含まれるステンシル図形の形状情報と配置情報をデータベース化したものである。
ブロックマスク情報１３は、図形情報とその図形の配置情報からなる。図形１、２、３、・・・３７には、各図形の形状情報が所定の書式で記述される。
図８は、ステンシルマスク１４の一例を示している。この例では、中央に可変矩形用の開口があり、その他３６種類の図形のステンシルがレイアウトされている。
以上の構成により、本発明の電子ビーム露光用データ作成システムを利用してステンシルマスク作成処理が行われる。
【００３５】
次に本発明の電子ビーム露光用データ作成システムの構成中、電子ビーム露光用データ作成処理を行う構成について説明する。
本発明のシステムは、前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出手段を備えている。
第二のデバイスレイアウト２０を読み込んで、第二のデバイスレイアウト２０に含まれる図形を解析することにより、前記第二のデバイスレイアウト２０から複数の図形を抽出する。ここで、第二の図形抽出手段の図形抽出アルゴリズムは、第一の図形抽出アルゴリズムと同一であることが望ましい。この理由は、同一のアルゴリズムで抽出することにより、電子ビーム露光の際にステンシル図形を再利用でき、ショット数を削減できる可能性が高いからである。
【００３６】
次に本発明のシステムは、抽出された第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成手段２０１を備えている。
所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する。
【００３７】
次に本発明のシステムにおいて、好ましくは、前記ステンシル図形群の各図形の形状情報と、ステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベース１５を作成して備えている。
前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際に、該ステンシルマスク情報データベース１５を参照して行う。
露光用データ２１は、データ変換処理により電子ビーム露光装置Ｂが読むことのできるデータ形式に変換して描画データに変換され、電子ビーム露光装置Ｂに渡される。電子ビーム露光装置Ｂは、上記ステンシルマスク１４を装置に導入し、上記手続きで変換された描画データに基づいて描画を行う。
【００３８】
以上説明した電子ビーム露光用データ作成は、電子ビーム露光用データ作成プログラムＡを備えたコンピュータ装置あるいはコンピュータ機能を備える制御装置等として構成される。コンピュータ装置あるいはコンピュータ機能を備える制御装置等には記憶装置や表示装置等が設けられている。また、ＬＳＩなどの半導体パターンその他のデバイスの設計を行うＣＡＤ設計システムと連携して、あるいは一体のプログラムとして備えられていてもよい。
【００３９】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態は、所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成プログラムである。
プログラムは、ステンシルマスク作成処理を行う機能と、電子ビーム露光用データ作成処理を行う機能とに大きく分けることができ、これまでに説明した電子ビーム露光用データ作成システムとしてハードウェアを機能させるものである。
各機能については、これまでに説明した電子ビーム露光用データ作成システムにおいて説明したとおりである。
【００４０】
プログラムは、ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群１０を解析し、該デバイスレイアウト群１０の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出する第一の図形抽出機能と、抽出された第一の図形群を参照して、前記デバイスレイアウトデータ群１０を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成するステンシル配置機能と、を備えている。
好ましい形態の一例によれば、第一のデバイスレイアウト群１０から複数の図形を抽出する第１の処理機能と、第１の処理機能において抽出された各図形について、前記第一のデバイスレイアウト群１０に含まれる同一形状の図形の数をカウントする第２の処理機能と、第２の処理機能においてカウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、ステンシルとして配置可能な数の図形を前記抽出された図形群から選択する第３の処理機能と、第３の処理機能において選択された図形をステンシルマスクレイアウト上に配置する第４の処理機能とを含むステンシルマスク作成機能を備えている。
【００４１】
また、プログラムは、前記の所望のデバイスレイアウト２０から繰り返し出現する第二の図形群を抽出する第二の図形抽出機能と、抽出された第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形群を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する露光データ作成機能と、を備えている。
【００４２】
（第三の実施形態）
次に本発明の第三の実施形態について説明する。
本発明の第三の実施形態は、所望のデバイスレイアウトを、部分一括電子ビーム露光法を用いて露光し加工するための電子ビーム露光用データ作成方法である。
図９から図１１は、本発明の電子ビーム露光用データ作成方法の基本的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。なおここに示す処理の流れは一例であって、これに限定されるものではなく、様々な応用や変形が可能である。
【００４３】
本発明の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて作成される露光データは、ＬＳＩに代表される半導体デバイスを製造するために用いることが主として想定されている。
本発明の電子ビーム露光用データ作成方法を用いて作成される露光データにより露光描画を行う対象であるデバイスとして、フォトマスクを想定することもできる。
【００４４】
初めに、図９および図１０を参照し、ステンシルマスク描画データ作成処理方法について説明する。
本発明の電子ビーム露光用データ作成システムにおいては、初めに、ひとつ又は複数のデバイスレイアウトデータ群を解析し、該デバイスレイアウト群の中から繰り返し出現する第一の図形群を抽出し、該第一の図形群を参照して、該デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成し、該ステンシル図形群をレイアウトすることによってステンシルマスクレイアウトを作成する第一のステップを経る。
ステンシルマスクレイアウトの生成処理を開始し（Ｓ１００）、第一のデバイスレイアウトデータ群１０を読み込み（Ｓ１０１）、第一のデバイスレイアウトデータ群１０から、図形（キャラクタ）を抽出する（Ｓ１０２）。
次に、前記ステンシル配置手段がステンシルマスクレイアウトを作成する際に、抽出された第一の図形群を参照し、その各図形について出現頻度をカウントする（Ｓ１０３）。第一のデバイスレイアウトデータ群１０をすべて解析するまで同様に処理を行い（Ｓ１０４）、抽出された第一の図形群から、同一形状の図形ごとのカウント数を算出する（Ｓ１０５）。
【００４５】
次いで、出現頻度の高い図形群であるステンシル図形群を抽出する（Ｓ１０６）。
好ましい一例は、前記デバイスレイアウトデータ群を電子ビーム露光する時のショット数が最小になるようなステンシル図形群を作成するために、カウントされた同一形状の図形の出現頻度に従い、レイアウトされる該ステンシル図形群を選択する。第一のデバイスレイアウトデータ群１０において使用されている頻度の高い順であり、第２のステップにおいてカウントされた同一形状の図形の出現頻度の大きい図形から順に、ステンシルとして配置可能な数の図形であるステンシル図形群を選択し、ステンシルマスクレイアウト上に配置する（Ｓ１０７）。
また好ましくは、該ステンシル図形群の各図形の形状情報と、当該各図形がステンシルマスクレイアウトにおいてどこに配置されているかという配置情報を含むステンシルマスク情報データベース１５を作成する第三のステップをさらに含む（Ｓ１０８）。
上記ステンシルマスクレイアウトを描画データに変換し（Ｓ１０９）、ステンシルマスク描画データをファイル出力することにより（Ｓ１１０）、ステンシルマスク描画データ作成方法が実現される。
【００４６】
次に、図１１を参照し、電子ビーム露光用データ作成処理方法について説明する。
第二のステップにおいては、前記の所望のデバイスレイアウトから繰り返し出現する第二の図形群を抽出し、該第二の図形群中の各々の図形が該ステンシルマスクレイアウト内のいずれかのステンシル図形を用いて一括露光が可能かどうかを判定し、可能な場合には部分一括ショットとして、可能でない場合には可変矩形のショットとしてデータ処理を行い、電子ビーム露光用データを作成する。
電子ビーム（ＥＢ）露光データの生成処理を開始し（Ｓ２００）、所望デバイスである第二のデバイスレイアウト２０を読み込み（Ｓ２０１）、第二のデバイスレイアウト２０から、図形を抽出する（Ｓ２０２）。
【００４７】
次いで、抽出された各図形について、同一形状の図形が前記の図形選択手段１０２により選択され、ステンシルマスクレイアウトに含まれているか否かを判定する（Ｓ２０４）。好ましくは前記第二の図形群中の各々の図形が前記ステンシルマスクレイアウト内のステンシル図形を用いて一括露光が可能かどうかを判定する際に、前記のステンシルマスク情報データベースを参照して行う（Ｓ２０３）。
一括露光が可能な場合には、部分一括転写と判定し（Ｓ２０５）、ステンシルマスク情報からその図形のステンシルマスク上の位置などの情報を参照して、部分一括ショットとして処理を行う（Ｓ２０６）。
一括露光が不可能な場合には、該図形を矩形ショットと判定し（Ｓ２０７）、この図形を矩形に分割し、各々の矩形についてショットデータ作成処理を行うなど、矩形ショットとしての処理を行う。（Ｓ２０８）。
第二のデバイスレイアウト２０に含まれる第二の図形群をすべて解析するまで、同様に処理を行い（Ｓ２０９）、露光用データ２１を作成し出力処理を行う（Ｓ２１０）。
露光用データ２１は、データ変換処理により電子ビーム露光装置Ｂが読むことのできるデータ形式に変換して描画データに変換され、電子ビーム露光装置Ｂに渡される。電子ビーム露光装置Ｂは描画データに基づいて描画を行う。
【００４８】
半導体デバイスを部分一括電子ビーム露光法により製造する方法においては、前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップを経る。
次いで、該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップを経ることにより、半導体デバイスを製造する方法である。
【００４９】
フォトマスクを部分一括電子ビーム露光法により製造する方法においては、前記第一のステップにおいて作成された該ステンシルマスクレイアウトに基づいてステンシルマスクを作製する第四のステップを経る。
次いで、該ステンシルマスクを電子ビーム露光装置に導入し、該第二のステップにおいで作成された電子ビーム露光用データを元に電子ビーム露光を行う第五のステップを経ることにより、フォトマスクを製造する方法である。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
本発明における一実施例を以下に示す。
図１２は、本実施例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図７に一例を示すようなシステムＬＳＩのレイアウト、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｎを順次設計・製造していく際に、次のような手順で行う。
すなわち、最初のＳ１，Ｓ２，Ｓ３までは、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のデバイスレイアウトデータ群を第一のデバイスレイアウトデータ群として入力し（Ｓ１００〜Ｓ１０６）、それぞれのレイアウト専用のステンシルマスクレイアウトを作成して（Ｓ１０７〜Ｓ１０８）、ステンシルマスク１４を作成し（Ｓ１０９〜Ｓ１１０）、これによって露光データ作成処理を行い（Ｓ２００〜Ｓ２１０）、露光を行う。
【００５１】
特定のレイアウトデータ専用のステンシルマスクを作るために、図９および図１０に示したソフトウェア処理を用いることができる。
たとえばレイアウトＳ１専用のステンシルマスクを作製する際には、Ｓ１のみを第一のデバイスレイアウトデータ群の入力として前記図９、図１０に示すソフトウェア処理を行い、ステンシルマスクレイアウトを作成し、このレイアウトに従って実際のステンシルマスクＭ１を作製する。
また、前記図９、図１０に示すソフトウェア処理で得られた、図６に一例を示すステンシルマスク情報１５と第二のデバイスレイアウトデータデータＳ１を入力として、図１１に示すソフトウェア処理を行うことにより、上記ステンシルマスク情報１５によるＳ１の露光データＥ１を作成できる。
このようにしてステンシルマスクＭ１、露光データＥ１を用いて電子ビーム（ＥＢ）露光することによってＳ１のデバイスを作成する。
【００５２】
次に、Ｓ４以降を露光するための共通ステンシルマスクをＳ１，Ｓ２、Ｓ３を参照して作製する。Ｓ１からＳ３までのレイアウトデータを第一のデバイスレイアウトデータ群として参照して（Ｓ１００〜Ｓ１０６）、図９および図１０に示した処理により、ステンシルマスク描画データを作成し（Ｓ１０７〜Ｓ１０８）、この描画データを用いてステンシルマスクM１２３を作製する（Ｓ１０９〜Ｓ１１０）。
ステンシルマスクM１２３は、Ｓ４の設計を行う前に作製することが可能である。
【００５３】
次にＳ４が設計されたら、既に作製したステンシルマスクＭ１２３を用いてレイアウトデータＳ４を露光するための露光用データを作成する（Ｓ２００〜Ｓ２１０）。
M１２３のレイアウトを作成する際に得られたステンシルマスク情報１５と次の第二のデバイスレイアウトデータ群Ｓ４を入力として、図１１に示すソフトウェア処理を行うことにより、ステンシルマスクＭ１２３を用いてＳ４を露光するための露光データＥ４を作成できる。
ステンシルマスクM１２３を電子ビーム露光装置に導入し、露光データＥ４を用いて電子ビーム（ＥＢ）露光することによってＳ４のデバイスを作製する。
Ｓ５以降も同様の手順により、ブロックマスク既に作製したステンシルマスクＭ１２３を用いて露光することができる。
なお、上記の工程は、２０から３０層ともいわれるＬＳＩの多層構造の内の１層に注目して処理方法を記述している。実際には、複数の層で露光が必要であるので、各層ごとに上記の処理が必要である。
また、ここでは最初に設計された３つのデバイスレイアウトＳ１，Ｓ２，Ｓ３を参照にして共通ステンシルマスクを作製する例を記述したが、デバイスレイアウトの数などについて限定するものではない。
【００５４】
（実施例２）
システムＬＳＩのデバイスレイアウト、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ２，・・・，Ｓｎを順次設計・製造していく際に、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ２，・・・，Ｓｎをたとえば以下の観点でグルーピングする。
・メモリ混載のもの
・メモリ混載でないもの
このようにグルーピングされたそれぞれについて、実施例１の方法を適用する。
デバイスレイアウトの図形的性質が似ているものをグルーピングすることにより、ステンシル図形の再利用率が高まるため、電子ビーム露光の際にショット数をさらに削減できることが期待できる。
【００５５】
（実施例３）
図１３は、本発明の実施例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
システムＬＳＩのレイアウト、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ２，・・・，Ｓｎを順次設計・製造していく際に、次のような手順で行う。
ここでは、既にステンシルマスクMM１，ＭＭ２，ＭＭ３が作製されているものとし、これら既存のステンシルマスク１４を用いて露光するための露光データを作成するものとする。
また、ステンシルマスクＭＭ１，ＭＭ２，ＭＭ３は、レイアウトＳ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・,Ｓｋを参照することによって実施例１または、実施例２またはその他の方法で作製されているものとする。
【００５６】
例えばＳｋ＋１の露光データを作成する場合には以下の手順で行う。
ステンシルマスクＭＭ１を作製した際のステンシルマスク情報とデバイスレイアウトデータＳｋ＋１を入力として、図１１に示すソフトウェア処理を行うことにより、露光データＥｋ＋１（ＭＭ１）を得る。
また、ステンシルマスクＭＭ２を作製した際のステンシルマスク情報１５とデバイスレイアウトデータＳｋ＋１を入力として、図１１に示すソフトウェア処理を行うことにより、露光データＥｋ＋１（ＭＭ２）を得る。
また、同様に、Ｅｋ＋１（ＭＭ２）を得る。
このように作成された露光データを用いて露光処理を行い、その際に露光のショット数をカウントし（Ｓ３００）、露光データごとのショット数の比較・検証
を行い（Ｓ３０１）、最適な露光データの絞込み抽出を行う（Ｓ３０２）。Ｅｋ＋１（ＭＭ１）、Ｅｋ＋１（ＭＭ２）、Ｅｋ＋１（ＭＭ３）を解析して、電子ビーム（ＥＢ）露光の際のショット数を調べ、例えば露光データＥｋ＋１（ＭＭ２）がもっともショット数が少なかった場合には、ステンシルマスクＭＭ２を電子ビーム露光装置に導入し、露光データＥｋ＋１（ＭＭ２）を用いて露光する。
これにより、既存のステンシルマスクを用いてもっとも少ないショット数で露光することが可能になる。
【００５７】
ここでは、露光データの作成までを行った上でショット数を解析する手順を記述したが、露光データの作製工程まで行わずに各々のステンシルマスクを用いた場合のショット数を見積もり、もっともショット数の少なくなるステンシルマスク１４に対応する露光データのみを作成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電子ビーム露光用データ作成システム、電子ビーム露光用データ作成方法、電子ビーム露光用データ作成プログラムを提供し、電子ビームを用いた半導体装置などの製造に際して、システムＬＳＩ等のデバイスの試作、生産を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明のシステムの基本的な構成の一例を示すシステム構成図である。
【図２】ステンシルマスク１４の一例を示す断面図である。
【図３】従来の電子ビーム露光用データ作成システムを利用した設計から露光データの作成までの処理フローを示す全体概念図である。
【図４】本発明の電子ビーム露光用データ作成システムを利用した設計から露光データの作成までの処理フローを示す全体概念図である。
【図５】デバイスレイアウトのデータの一例であり、ＬＳＩのセル内配線のレイアウトの例を示す平面図である。
【図６】図５に示したデバイスレイアウトから図形抽出を行った一例を示す平面図である。
【図７】各図形をステンシルマスクに配置するためのブロックマスク情報１３の一例を示すデータ模式図である。
【図８】ステンシルマスク１４の一例を示す平面図である。
【図９】本発明の基本的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の基本的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の基本的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施例の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【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８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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