(57)【要約】【課題】  キャラクタプロジェクションアパーチャの設計時間を短縮可能なキャラクタパターン抽出方法を提供する。【解決手段】  アパーチャに形成可能な最大数より多数のキャラクタパターンを、半導体装置の設計データでの参照回数で序列化するステップS104、最大数未満の抽出数の第１抽出パターンを、多数のキャラクタパターンから参照回数の多い順に抽出するステップS105、多数のキャラクタパターンのうち第１抽出パターン以外のものを複数の候補パターンとそれぞれ定義するステップS106、複数の候補パターンから、最大数から抽出数を引いた個数を選択した複数通りの組合せを作成するステップS108、及び複数通りの組合せのうち、半導体装置の製造時間が最も短くなる組合せに含まれる複数の第２抽出パターンを抽出するステップS122を含む。【選択図】    図16
2007305880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
序列部が、アパーチャに形成可能な最大数より多数のキャラクタパターンを、半導体装置の設計データでの参照回数で序列化して序列記憶部に保存することと、
第１抽出部が、前記序列記憶部から前記多数のキャラクタパターンを読み出し、前記最大数未満の抽出数の第１抽出パターンを、前記参照回数の多い順に抽出することと、
前記第１抽出部が、前記多数のキャラクタパターンのうち前記第１抽出パターン以外のものを複数の候補パターンとそれぞれ定義して候補記憶部に保存することと、
組合せ部が、前記候補記憶部から前記複数の候補パターンを読み出し、前記複数の候補パターンから、前記最大数から前記抽出数を引いた個数を選択した複数通りの組合せを作成して組合せ記憶部に保存することと、
第２抽出部が、前記組合せ記憶部から前記複数通りの組合せを読み出し、前記半導体装置の製造時間が最も短くなる組合せに含まれる複数の第２抽出パターンを抽出すること
とを含むことを特徴とするキャラクタパターン抽出方法。
【請求項２】
前記半導体装置が製造される描画領域を複数のフレームに分割することと、
前記複数のフレームのそれぞれを複数のサンプル領域に分割することと、
前記複数通りの組合せを用いた場合の、前記複数のサンプル領域のそれぞれのサンプル領域描画時間を算出することと、
前記複数のサンプル領域のうち、前記サンプル領域描画時間が最も長いサンプル領域の幅を前記最も長いサンプル領域描画時間で割って前記複数のフレームのそれぞれの移動速度を算出することと、
前記複数のフレームのそれぞれの幅を前記移動速度で割って、前記複数のフレームのそれぞれのフレーム描画時間を算出することと、
前記複数のフレームのそれぞれのフレーム描画時間の総和を算出すること
とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のキャラクタパターン抽出方法。
【請求項３】
前記半導体装置の回路パターンの密度が高い領域に含まれる前記回路パターンの一部と相似な追加パターンを、前記複数の候補パターンに含めることを更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のキャラクタパターン抽出方法。
【請求項４】
アパーチャに形成可能な最大数より多数のキャラクタパターンを、半導体装置の設計データでの参照回数で序列化することと、
前記最大数未満の抽出数の第１抽出パターンを、前記多数のキャラクタパターンから前記参照回数の多い順に抽出することと、
前記多数のキャラクタパターンのうち前記第１抽出パターン以外のものを複数の候補パターンとそれぞれ定義することと、
前記複数の候補パターンから、前記最大数から前記抽出数を引いた個数を選択した複数通りの組合せを作成することと、
前記複数通りの組合せのうち、前記半導体装置の製造時間が最も短くなる組合せに含まれる複数の第２抽出パターンを抽出することと、
前記抽出数の第１抽出パターン及び前記複数の第２抽出パターンを有する前記アパーチャを製造することと、
前記製造されたアパーチャを用いてレジスト膜上に荷電粒子ビームを照射すること
とを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
コンピュータに、
アパーチャに形成可能な最大数より多数のキャラクタパターンを、半導体装置の設計データでの参照回数で序列化する手順と、
前記最大数未満の抽出数の第１抽出パターンを、前記参照回数の多い順に抽出する手順と、
前記多数のキャラクタパターンのうち前記第１抽出パターン以外のものを複数の候補パターンとそれぞれ定義する手順と、
前記複数の候補パターンから、前記最大数から前記抽出数を引いた個数を選択した複数通りの組合せを作成する手順と、
前記複数通りの組合せのうち、前記半導体装置の製造時間が最も短くなる組合せに含まれる複数の第２抽出パターンを抽出する手順
とを実行させるためのキャラクタパターン抽出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造技術に係り、特に、キャラクタパターン抽出方法、荷電粒子ビーム描画方法、及びキャラクタパターン抽出プログラムに係る。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビーム描画方法においては、2枚のアパーチャにより成形された矩形ビームでレジスト膜にパターンを描画する可変成形ビーム(VSB)方式が主流であった。これに対し、製造される回路パターンの一部と相似なキャラクタパターンが設けられたキャラクタプロジェクション(CP)アパーチャを用いて成形されたビームで、レジスト膜に回路パターンを描画するCP方式が検討されている。CPアパーチャに多数のキャラクタパターンを設けることにより、回路パターンの描画時間を短縮することが可能となる。しかし、CPアパーチャに設けることが可能なキャラクタパターンの数には限度がある。
【０００３】
そこで従来は、複数のキャラクタパターンを準備し、複数のキャラクタパターンの総てからCPアパーチャに設けることが可能な個数を選択した複数通りの組合せを作成していた。さらに、複数通りの組合せのそれぞれをCPアパーチャに設けた場合の回路パターンの描画時間を予測し、最も描画時間が短くなる組合せに含まれるキャラクタパターンを、実際のCPアパーチャに設けていた（例えば、特許文献１参照。）。しかし、複数のキャラクタパターンの総てから選択された複数通りの組合せのそれぞれについて描画時間を予測するには時間がかかった。ひいては、CPアパーチャの設計時間が長期化するという問題があった。
【特許文献１】特開平7-307262号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、CPアパーチャの設計時間を短縮可能なキャラクタパターン抽出方法、荷電粒子ビーム描画方法、及びキャラクタパターン抽出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】
【０００５】
本発明の態様によれば、序列部が、CPアパーチャに形成可能な最大数より多数のキャラクタパターンを、半導体装置の設計データでの参照回数で序列化して序列記憶部に保存することと、第１抽出部が、序列記憶部から多数のキャラクタパターンを読み出し、最大数未満の抽出数の第１抽出パターンを、参照回数の多い順に抽出することと、第１抽出部が、多数のキャラクタパターンのうち第１抽出パターン以外のものを複数の候補パターンとそれぞれ定義して候補記憶部に保存することと、組合せ部が、候補記憶部から複数の候補パターンを読み出し、複数の候補パターンから、最大数から抽出数を引いた個数を選択した複数通りの組合せを作成して組合せ記憶部に保存することと、第２抽出部が、組合せ記憶部から複数通りの組合せを読み出し、半導体装置の製造時間が最も短くなる組合せに含まれる複数の第２抽出パターンを抽出することとを含むキャラクタパターン抽出方法が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、CPアパーチャに形成可能な最大数より多数のキャラクタパターンを、半導体装置の設計データでの参照回数で序列化することと、最大数未満の抽出数の第１抽出パターンを、多数のキャラクタパターンから参照回数の多い順に抽出することと、多数のキャラクタパターンのうち第１抽出パターン以外のものを複数の候補パターンとそれぞれ定義することと、複数の候補パターンから、最大数から抽出数を引いた個数を選択した複数通りの組合せを作成することと、複数通りの組合せのうち、半導体装置の製造時間が最も短くなる組合せに含まれる複数の第２抽出パターンを抽出することと、抽出数の第１抽出パターン及び複数の第２抽出パターンを有するCPアパーチャを製造することと、製造されたCPアパーチャを用いてレジスト膜上に荷電粒子ビームを照射することとを含む荷電粒子ビーム描画方法が提供される。
【０００７】
本発明のさらに他の態様によれば、コンピュータに、CPアパーチャに形成可能な最大数より多数のキャラクタパターンを、半導体装置の設計データでの参照回数で序列化する手順と、最大数未満の抽出数の第１抽出パターンを、参照回数の多い順に抽出する手順と、多数のキャラクタパターンのうち第１抽出パターン以外のものを複数の候補パターンとそれぞれ定義する手順と、複数の候補パターンから、最大数から抽出数を引いた個数を選択した複数通りの組合せを作成する手順と、複数通りの組合せのうち、半導体装置の製造時間が最も短くなる組合せに含まれる複数の第２抽出パターンを抽出する手順とを実行させるためのキャラクタパターン抽出プログラムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、CPアパーチャの設計時間を短縮可能なキャラクタパターン抽出方法、荷電粒子ビーム描画方法、及びキャラクタパターン抽出プログラムを提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。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。なお以下の示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は構成部品の配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
（第1の実施の形態）
本発明の第1の実施の形態に係る図1に示すキャラクタパターン抽出システムは、図2に示す荷電粒子ビーム描画装置に配置されるCPアパーチャ108に形成される複数のキャラクタパターンを抽出するシステムである。ここで、まず荷電粒子ビーム描画装置について説明する。荷電粒子ビーム描画装置は、図2に示すように、コラム100で保護された荷電粒子ビーム照射機構230及び荷電粒子ビーム照射機構230に接続された制御装置300を有する。荷電粒子ビーム照射機構230は、電子ビームEB等の荷電粒子ビームを射出する電子銃101を有する。電子銃101の加速電圧は、例えば5keVである。電子銃101の下方には、コンデンサレンズ103が配置されている。コンデンサレンズ103を透過することで、電子ビームEBの電流密度及びケーラー照明条件が調整される。コンデンサレンズ103の下方には成形アパーチャ105が配置されている。成形アパーチャ105は電子ビームEBの形状を例えば矩形にする。成形アパーチャ105の下方には第1投影レンズ106及び第2投影レンズ107が配置されている。さらに第2投影レンズ107の下方にはCPアパーチャ108が配置されている。電子ビームEBで照射して形成される成形アパーチャ105の像は、第1投影レンズ106及び第2投影レンズ107によりCPアパーチャ108上に結像される。CPアパーチャ108は電子ビームEBの形状をキャラクタパターンに成形する。CPアパーチャ108の下方には、縮小レンズ110及び対物レンズ111が配置されている。縮小レンズ110及び対物レンズ111を透過することにより電子ビームEBの形状は、例えば1/5に縮小される。対物レンズ111の下方に、電子ビームEBに感光反応するレジスト膜がスピン塗布されたウェハ12が配置される。レジスト膜はフォトレジスト等からなる。CPアパーチャ108を透過した電子ビームEBの形状は、縮小レンズ110及び対物レンズ111により縮小され、ウェハ12上のレジスト膜表面で結像する。
【００１１】
コンデンサレンズ103と成形アパーチャ105の間には、ブランキング電極130が配置されている。ウェハ12上のレジスト膜への電子ビームEBの照射を止める場合、ブランキング電極130はコンデンサレンズ103を透過した電子ビームEBを成形アパーチャ105上に偏向し、電子ビームEBがウェハ12上のレジスト膜に到達することを防止する。ブランキング電極130及び成形アパーチャ105でウェハ12上のレジスト膜への電子ビームEBの照射を止めることにより、ウェハ12上のレジスト膜に結像される電子ビームEBの照射時間を調整し、結像点における電子ビームEBの照射量が調整される。第1投影レンズ106とCPアパーチャ108の間には成形偏向器109a, 109bが配置されている。成形偏向器109a, 109bは、第2投影レンズ107を透過した電子ビームEBを偏向してCPアパーチャ108上における電子ビームEBの照射位置を制御する。CPアパーチャ108の下方には成形偏向器109c, 109dが配置されている。成形偏向器109c, 109dはCPアパーチャ108を透過した電子ビームEBの進行方向が縮小レンズ110の光軸と平行となるよう偏向する。
【００１２】
図3に示すように、成形アパーチャ105には矩形の成形開口115が設けられている。成形アパーチャ105を電子ビームEBで照射することにより、成形開口115の像がCPアパーチャ108上に形成される。CPアパーチャ108上における成形開口115の像の位置は、図2に示す成形偏向器109a, 109bで任意に設定される。図3に示すCPアパーチャ108には複数のキャラクタパターン40a, 40b, 40c, 40d, 40eが設けられている。複数のキャラクタパターン40a〜40eのそれぞれは、半導体集積回路(LSI)等の半導体装置の回路パターンを描画する際に、使用頻度の高い描画パターンに相当する輪郭で囲まれた開口である。図3に示す例では、矩形の成形開口115の像はCPアパーチャ108上のキャラクタパターン40aの周囲に形成される。そのため、キャラクタパターン40aを透過することによって形状が描画パターンに成形された電子ビームEBがウェハ12上に照射される。電子ビームEBを校正するための透過孔や、半導体装置の多層膜において異なる膜に設けられるパターンに対応する開口をまとめてCPアパーチャ108に設けてもよい。CPアパーチャ108には、アパーチャ駆動機構29が接続されている。アパーチャ駆動機構29はCPアパーチャ108を移動させることにより、成形開口115の像と複数のキャラクタパターン40a〜40eのいずれかとの重ね合わせを設定する。アパーチャ駆動機構29には、超音波モータ、ピエゾ素子、又は電動モータ等が使用可能である。
【００１３】
成形偏向器109aは、図4に示すように、成形開口115の像が投影されるCPアパーチャ108上の位置に向かって第2投影レンズ107を透過した電子ビームEBを偏向する。成形偏向器109bは、電子ビームEBがCPアパーチャ108に垂直に入射するよう、電子ビームEBを振り戻す。成形偏向器109cは、CPアパーチャ108を透過した電子ビームEBを縮小レンズ110の光軸に向かって偏向する。成形偏向器109dは、電子ビームEBの進行方向が縮小レンズ110の光軸と平行となるよう、電子ビームEBを振り戻す。したがって、電子ビームEBがCPアパーチャ108の図3に示す複数のキャラクタパターン40a〜40eのいずれを透過した場合でも、成形偏向器109c, 109cによって電子ビームEBは光軸と平行に縮小レンズ110に向かって進行する。そのため、CPアパーチャ108上の成形偏向器109a, 109bで電子ビームEBが大きく偏向されても、ウェハ12上における電子ビームEBの描画位置の誤差を抑えることが可能となる。
【００１４】
また半導体装置を製造する際は、CP方式とVSB方式を組み合わせて電子ビームEBでレジスト膜に回路パターンを描画する。例えば、図3に示すCPアパーチャ108のキャラクタパターン40eは、三角形と矩形とを組み合わせた形状を有する。そのため、成形開口115の像とキャラクタパターン40eとを部分的に重ね合わせることにより、ウェハ12上に三角形や矩形等の任意の形状に成形された電子ビームEBを照射することも可能となる。VSB方式を採用する場合、複数の成形偏向器109a〜109dのうち、図5に示すように一つの成形偏向器109aのみを用いて電子ビームEBを偏向させてもよい。一つの成形偏向器109aのみを用いて電子ビームEBを偏向させた場合は、電子ビームEBの偏向幅が小さいため、成形偏向器109c, 109dによって電子ビームEBの進行方向を光軸方向と平行にすることを省略してもよい。
【００１５】
図2に示す対物レンズ111近傍には、対物主偏向器113a及び対物副偏向器113bが配置されている。対物主偏向器113a及び対物副偏向器113bは、成形アパーチャ105及びCPアパーチャ108で成形された電子ビームEBを偏向させ、ウェハ12上のレジスト膜表面における電子ビームEBの結像位置を設定する。対物副偏向器113bは、例えば電子ビームEBを50μm偏向する。対物副偏向器113bが電子ビームEBを偏向可能な副偏向領域を、「サブフィールド」という。対物副偏向器113bは、サブフィールドにおいて電子ビームEBをショット位置に偏向する。対物主偏向器113aは、例えば電子ビームEBを1.5mm偏向する。対物主偏向器113aが電子ビームEBを偏向可能な主偏向領域を、「フレーム」という。対物主偏向器113aは、フレームにおいて電子ビームEBをサブフィールドに偏向する。
【００１６】
対物レンズ111の下方には、ウェハ12を保持するための可動ステージ116が配置されている。可動ステージ116は、対物レンズ111の光軸方向（Z方向）に対して垂直なX-Y方向に移動可能である。ウェハ12上のレジスト膜に半導体装置の回路パターンを描画する際には、レジスト膜上の描画領域は、図6に示すように、第1のフレーム201、第2のフレーム202、第3のフレーム203、第4のフレーム204、第5のフレーム205、第6のフレーム206、第7のフレーム207、及び第8のフレーム208に分割される。第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれは、X方向に幅LFXを有し、Y方向に幅LFYを有する。Y方向の幅LFYは図2に示す対物主偏向器113aが電子ビームEBを偏向可能な幅に相当する。第1のフレーム201の回路パターンの一部がそれぞれ描画される複数の部分は、図7に示すように、複数のサブフィールド321a, 321b, 321c, 321d, 322a, 322b, 323a, 323b, 323c, 323d, 323e, 324, 325と定義される。複数のサブフィールド321a〜321d, 322a, 322b, 323a〜323e, 324, 325のそれぞれは、図2に示す対物副偏向器113bが電子ビームEBを偏向可能な幅に相当する幅を有する。第2乃至第8のフレーム202〜208のそれぞれにおいても、複数のサブフィールドが定義される。そして、図2に示す可動ステージ116を連続移動可能な方向（X方向）に移動させながら、まず図7に示す第1のフレーム201のサブフィールド321a内部の図8に示すショット位置421aに、図2に示すCPアパーチャ108で形状が成形された電子ビームEBを照射し、半導体装置の回路パターンの一部を描画する。図8に示すショット位置421aに電子ビームEBを照射した後、ショット位置421bに図2に示すCPアパーチャ108で形状が成形された電子ビームEBを照射する。その後、図7に示す複数のサブフィールド321a〜321d, 322a, 322b, 323a〜323e, 324, 325のそれぞれの内部のショット位置に、図2に示すCPアパーチャ108で形状が成形された電子ビームEBを照射し、半導体装置の回路パターンの一部を描画していく。第1のフレーム201の描画が終了すると、可動ステージ116をX方向に対して垂直なY方向に移動させる。その後、可動ステージ116をX方向に移動させながら、第2のフレーム202内に半導体装置の回路パターンの一部を描画していく。以後、同様に第3乃至第8のフレーム203〜208のそれぞれに半導体装置の回路パターンの一部を描画していく。
【００１７】
可動ステージ116には反射鏡220が配置されている。可動ステージ116を格納する試料室15には、レーザ測長計20が配置されている。レーザ測長計20は反射鏡220に向かってレーザを照射し、可動ステージ116の位置をモニタする。試料室15にはさらに検出器16が配置されている。検出器16は、電子ビームEBをウェハ12に設けられた位置合わせマークに照射することにより生じる反射電子及び2次電子を検出する。
【００１８】
制御装置300は、ブランキングアンプ122、成形偏向アンプ120、及び対物偏向アンプ121を有する。ブランキングアンプ122はブランキング電極130に偏向電圧を印加し、ウェハ12上のレジスト膜への電子ビームEBの照射の開始及び終了を設定することにより、レジスト膜への電子ビームEBの照射量を調整する。成形偏向アンプ120は成形偏向器109a, 109b, 109c, 109dのそれぞれに偏向電圧を印加し、ウェハ12上のレジスト膜に照射される電子ビームEBの形状及び寸法を設定する。また成形偏向アンプ120は、描画パターンのサイズ、あるいはCP方式かVSB方式のどちらかを選択するか示すフラグ等によって、CP方式あるいはVSB方式のいずれによって描画パターンを描画するか判定し、使用する成形偏向器109a〜109dを選択する。成形偏向器109a〜109dのそれぞれの偏向電圧は例えば±40Vであり、電子ビームEBをCPアパーチャ108上で1mm移動させることが可能である。対物偏向アンプ121は対物主偏向器113a及び対物副偏向器113bのそれぞれに偏向電圧を印加し、ウェハ12上のレジスト膜に照射される電子ビームEBの走査位置を設定する。
【００１９】
制御装置300はステージ駆動回路21、位置算出モジュール23、及び制御モジュール22を備える。ステージ駆動回路21は可動ステージ116の移動方向及び移動速度を設定する。位置算出モジュール23は、位置合わせマークからの反射電子及び2次電子の信号を増幅し、ノイズを除去する。さらに位置算出モジュール23はスライスレベルを設定し、信号がスライスレベルを横切った位置を位置合わせマークの段差のエッジとみなすことにより、位置合わせマークの実測位置を算出する。制御モジュール22は、ブランキングアンプ122、成形偏向アンプ120、対物偏向アンプ121、ステージ駆動回路21、及び位置算出モジュール23を制御する。
【００２０】
ここで、図3に示すCPアパーチャ108に形成可能なキャラクタパターン40a〜40eの数は、CPアパーチャ108の大きさ等により制約を受ける。図1に示すキャラクタパターン抽出システムは、CPアパーチャ108に形成可能なキャラクタパターン40a〜40eの最大数よりも多数のキャラクタパターンから、CPアパーチャ108に形成可能な数のキャラクタパターン40a〜40eを抽出するシステムである。キャラクタパターン抽出システムは、中央演算処理装置(CPU)50を備える。CPU50は、序列部51、第1抽出部52、組合せ部53、及び第2抽出部54を有する。序列部51は、図3に示すCPアパーチャ108に形成可能な最大数より多数のキャラクタパターンを半導体装置の階層的な設計データでの参照回数で序列化する。図1に示す第1抽出部52は、図3に示すCPアパーチャ108に形成可能な最大数未満の数である抽出数の第1抽出パターンを、多数のキャラクタパターンから参照回数の多い順に抽出する。さらに図1に示す第1抽出部52は、多数のキャラクタパターンのうち第1抽出パターン以外のものを、複数の候補パターンとそれぞれ定義する。組合せ部53は、複数の候補パターンから、図3に示すCPアパーチャ108に形成可能な最大数から第1抽出パターンの抽出数を引いた個数を選択した複数通りの組合せを総て作成する。図1に示す第2抽出部54は、複数通りの組合せのうち、半導体装置の製造時間が最も短くなる組合せに含まれる複数の候補パターンの一部を、複数の第2抽出パターンとして抽出する。
【００２１】
CPU50は、さらに画像処理部301を備える。画像処理部301は、半導体装置の回路パターンの階層的な設計データに対し、階層展開、リサイズ、反転、及びかさなり除去等の画像処理を行う。かさなり除去により、多重露光による描画精度の低下が防止される。階層的な設計データは複数のブロックの組合せによって構成されている。ブロック内に定義されているのは、回路パターンを構成するセルパターンの情報、あるいは他のブロックの参照情報、又はセルパターンの情報及びブロックの参照情報の両方である。階層的な設計データは階層構造を有しており、ブロックが他のブロックを参照し、参照されたブロックがさらに別のブロックを参照している。回路パターンにおいて特定のセルパターンが複数配置されている場合、特定のセルパターンは階層的な設計データにおいて複数回参照される。以下、設計データにおいて、特定のセルパターンが参照される回数を、参照回数という。
【００２２】
CPU50にはデータ記憶装置60が接続されている。データ記憶装置60は、キャラクタデータベース383を備える。キャラクタデータベース383には、図2に示すCPアパーチャ108に設けられる複数のキャラクタパターンが登録されている。登録されている複数のキャラクタパターンのそれぞれには、識別番号、パターン名、セル名、あるいは図形情報等が付与されている。ここでは、識別番号が付与されているものとする。
【００２３】
図1に示す序列部51は設計データを解析し、複数のセルパターンのそれぞれの、階層展開前の設計データにおける参照回数を解析する。さらに序列部51は、複数のセルパターンを参照回数が多い順に序列化する。また序列部51は、キャラクタデータベース383に、序列化された複数のセルパターンのそれぞれと相似なキャラクタパターンが登録されているか、序列化1位のセルパターンから順に検索する。セルパターンと相似なキャラクタパターンがキャラクタデータベース383に登録されている場合は、序列部51はキャラクタパターンの識別番号をキャラクタデータベース383から抽出する。ここで、例えば、CPアパーチャ108に設けることが可能なキャラクタパターンの最大数は50個であるとする。この場合、図1に示す序列部51は、図2に示すCPアパーチャ108に形成可能な最大数50個より多数の60個のキャラクタパターンを、図1に示すキャラクタデータベース383から抽出する。
【００２４】
序列部51は、図9に示すように、参照回数で序列化された複数のキャラクタパターンのそれぞれの識別番号、及び参照回数が記録された序列リストを作成する。序列リストにおいて、例えば一番目に参照回数が多いキャラクタパターンの参照回数は1000である。二番目に参照回数が多いキャラクタパターンの参照回数は900である。また序列リストは、キャラクタパターンを仮にVSBで描画する場合に必要となる図形の図形数、及び参照回数と図形数の積を含んでもよい。
【００２５】
図1に示す第1抽出部52は、図2に示すCPアパーチャ108に形成可能なキャラクタパターンの最大数50個未満の数を、抽出数に設定する。例えば、抽出数は40個であるとする。さらに図1に示す第1抽出部52は、図9に示す序列リストから、参照回数が1番目に多いキャラクタパターン乃至参照回数が40番目に多いキャラクタパターンを、複数の第1抽出パターンとして抽出する。また図1に示す第1抽出部52は、参照回数が41番目に多いキャラクタパターン乃至参照回数が60番目に多いキャラクタパターンのそれぞれを、候補パターンと定義する。
【００２６】
組合せ部53は、図2に示すCPアパーチャ108に形成可能なキャラクタパターンの最大数と第1抽出パターンの抽出数の差を算出する。最大数が50個であり抽出数が40個である場合は、差は10個である。さらに組合せ部53は、下記(1)式に従って、20個ある候補パターンから最大数と抽出数の差である10個を選択した場合の、184,756通りの候補パターンの組合せを作成する。組合せ部53は、"n"を1から184,756までの自然数として、184,756通りの候補パターンの組合せのそれぞれを、「第nの組合せ」と定義する。
【００２７】
20C10 = 184,756…(1)
パターンリスト作成部303は、40個の第1抽出パターンと、第nの組合せに含まれる10個の候補パターンとを含むパターンリストを作成する。"n"は1から184,756までの自然数をとるので、184,756通りのパターンリストが作成される。パターンリスト作成部303は、184,756通りのパターンリストのそれぞれを、「第nのパターンリスト」と定義する。
【００２８】
描画データ作成部304は、「第nのパターンリスト」から、「第nの描画データ」を作成する。第nの描画データは、サブフィールドに関する情報が記録されたサブフィールドデータ、及び電子ビームEBのショット位置に関する情報が記録されたショットデータを含む。図10に示すサブフィールドデータは、サブフィールドのフレームにおけるX座標71、サブフィールドのフレームにおけるY座標72、X方向の繰り返し数73、Y方向の繰り返し数74、X方向のピッチ75、Y方向のピッチ76、ショットデータのアドレス77、及び図形数78のそれぞれの情報を記録する。図11に示すショットデータは、ショット位置のX方向の幅81、ショット位置のY方向の幅82、ショット位置のX座標83、及びショット位置のY座標84のそれぞれの情報を記録する。また第nの描画データには描画方法フラグが含まれる。描画方法フラグにより、CP方式で回路パターンの一部を描画するか、VSB方式で回路パターンの一部を描画するかが指定される。
【００２９】
予測部305は、内部カウンタ"n"を有する。予測部305は、内部カウンタ"n"に自然数を定義する。また予測部305は、「第nのパターンリスト」に含まれる40個の第1抽出パターンと10個の候補パターンとをCPアパーチャ108に設けた場合の、荷電粒子ビーム描画装置による回路パターンの描画時間を、「第nの描画データ」を用いて予測する。予測部305は、図6に示すように、描画領域250を図2に示す対物主偏向器113aの偏向幅で規定される幅をそれぞれ有する第1乃至第8のフレーム201〜208に分割する。
【００３０】
さらに予測部305は、図12に示すように、X方向において、第1のフレーム201を第1のサンプル領域221、第2のサンプル領域222、第3のサンプル領域223、第j-1のサンプル領域224、及び第jのサンプル領域225に仮想的に分割する。なお、"j"は自然数である。第1乃至第jのサンプル領域221〜225のそれぞれは、幅lを有する。また予測部305は、第2乃至第8のフレーム202〜208のそれぞれも、第1乃至第jのサンプル領域に仮想的に分割する。
【００３１】
予測部305は、iを1から8の自然数として、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の第iのフレームの第jのサンプル領域の描画時間であるサンプル領域描画時間tn-ijを算出する。
【００３２】
tn-ij = Nsub × ts1 + Nn-shot × (ts2 + td)…(2)
(2)式において、Nsubは第iのフレームの第jのサンプル領域に含まれるサブフィールドの数である。ts1は電子ビームEBが図2に示す対物主偏向器113aにより印加される偏向電圧によって、サブフィールドに移動するまでの整定時間（主偏向セトリング時間）である。Nn-shotは、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の、第iのフレームの第jのサンプル領域における電子ビームEBのショット数である。ts2は電子ビームEBが対物副偏向器113bにより印可される偏向電圧によって、サブフィールド内のショット位置に移動するまでの整定時間（副偏向セトリング時間）である。tdは1ショットに要する照射時間である。
【００３３】
図13は、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の、図12に示す第1のフレーム201の第1乃至第jのサンプル領域221〜225のそれぞれのサンプル領域描画時間tn-11〜tn-1jの例を示す。図1に示す予測部305は、第1のフレーム201の第1乃至第jのサンプル領域221〜225のうち、最もサンプル領域描画時間の長いサンプル領域を抽出する。図13に示す例では、第3のサンプル領域223が最もサンプル領域描画時間の長いサンプル領域である。図1に示す予測部305は、第2乃至第8のフレーム202〜208のそれぞれについても、最もサンプル領域描画時間が長いサンプル領域を抽出する。ここで予測部305は、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合に、第iのフレームにおいて最もサンプル領域描画時間の長いサンプル領域のサンプル領域描画時間をtn-i-maxとする。
【００３４】
さらに予測部305は、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合に、第iのフレームで最もサンプル領域描画時間の長いサンプル領域を描画する際に設定可能な、図2に示す可動ステージ116の最高移動速度vn-i-maxを、下記(3)式より算出する。
【００３５】
vn-i-max = l / tn-i-max…(3)
図1に示す予測部305は、(3)式で与えられる可動ステージ116の移動速度vn-i-maxを、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合に第iのフレームを描画する際の可動ステージ116の移動速度に設定する。図14は、(3)式より算出された第1乃至第8のフレームのそれぞれにおける可動ステージ116の移動速度vn-1-max〜vn-8-maxの例である。
【００３６】
図1に示す予測部305は、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の、下記(4)式で与えられる第iのフレームの描画時間であるフレーム描画時間tn-iを算出する。図15は、(4)式より算出された第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれのフレーム描画時間tn-1〜tn-8の例である。
【００３７】
tn-i = LFX / vn-i-max…(4)
図1に示す予測部305は、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれのフレーム描画時間tn-1〜tn-8の足し合わせ、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の図6に示す描画領域250全体の描画時間Tn-allを下記(5)式を用いて算出する。なお図1に示す予測部305は、描画時間Tn-allが算出された場合、内部カウンタ"n"に1を加算する。さらに予測部305は、内部カウンタ"n"が候補パターンの組合せの総数である184,756より大きいか否かを判断する。内部カウンタ"n"が184,756以下である場合、予測部305は描画時間Tn-allの算出を繰り返す。内部カウンタ"n"が184,756より大である場合、予測部305は描画時間Tn-allの算出を終了する。
【００３８】
Tn-all = Σtn-i…(5)
第2抽出部54は、下記(6)式に従って、「第1のパターンリスト」及び「第1の描画データ」を用いる場合の描画時間T1-all、「第2のパターンリスト」及び「第2の描画データ」を用いる場合の描画時間T2-all、「第3のパターンリスト」及び「第3の描画データ」を用いる場合の描画時間T3-all、…、「第184,756のパターンリスト」及び「第184,756の描画データ」を用いる場合の描画時間T184,756-allを比較し、最も短い描画時間Toptを与えるパターンリストを抽出する。さらに第2抽出部54は、最も短い描画時間Toptを与えるパターンリストに含まれる複数の候補パターンを、複数の第2抽出パターンと各々定義する。また第2抽出部54は、最も短い描画時間Toptを与えるパターンリストを、選択リストと定義する。
【００３９】
Topt = Min(T1-all, T2-all, T3-all, …, T184,756-all)…(6)
データ記憶装置60は、チップデータ記憶部380、処理データ記憶部381、序列リスト記憶部384、抽出パターン記憶部385、候補パターン記憶部386、組合せ記憶部387、パターンリスト記憶部388、描画データ記憶部389、描画時間記憶部390、及び選択リスト記憶部391をさらに備える。チップデータ記憶部380は、回路パターンの階層的な設計データを保存する。処理データ記憶部381は、画像処理部301で画像処理を施された設計データを保存する。序列リスト記憶部384は、序列部51が作成した図9に示す序列リストを保存する。図1に示す抽出パターン記憶部385は、第1抽出部52が抽出する複数の第1抽出パターンを保存する。候補パターン記憶部386は、複数の候補パターンを保存する。組合せ記憶部387は、組合せ部53が作成する「第nの組合せ」を保存する。パターンリスト記憶部388は、パターンリスト作成部303が作成する「第nのパターンリスト」を保存する。描画データ記憶部389は、描画データ作成部304が作成する描画データを保存する。描画時間記憶部390は、予測部305が予測する、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の、図6に示す描画領域250全体の描画時間Tn-allを保存する。図1に示す選択リスト記憶部391は、第2抽出部54が選択する選択リストを保存する。
【００４０】
図1に示すCPU50には、さらに入力装置312、出力装置313、プログラム記憶装置330、及び一時記憶装置331が接続される。入力装置312としては、キーボード、マウス等が使用可能である。出力装置313としては液晶表示装置(LCD)、発光ダイオード(LED)等によるモニタ画面等が使用可能である。プログラム記憶装置330は、CPU50に接続された装置間のデータ送受信等をCPU50に実行させるためのプログラムを保存している。一時記憶装置331は、CPU50の演算過程でのデータを一時的に保存する。
【００４１】
次に第1の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法を、図16に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図1に示したCPU50による演算結果は、一時記憶装置331に逐次格納される。
【００４２】
(a) ステップS101で図1に示す画像処理部301は、チップデータ記憶部380から回路パターンの階層的な設計データを読み出す。次に画像処理部301は、設計データに対し画像処理を行う。画像処理部301は、画像処理を行った設計データを処理データ記憶部381に保存する。ステップS102で序列部51は、処理データ記憶部381から画像処理された設計データを読み出す。序列部51は設計データを解析し、設計データに含まれる複数のセルパターンのそれぞれの階層構造における参照回数を解析する。次に序列部51は、複数のセルパターンを参照回数が多い順に序列化する。
【００４３】
(b) ステップS103で序列部51は、キャラクタデータベース383に、序列化された複数のセルパターンのそれぞれと相似なキャラクタパターンが登録されているか、序列化1位のセルパターンから順に検索する。セルパターンと相似なキャラクタパターンがキャラクタデータベース383に見つかった場合は、序列部51はキャラクタパターンをキャラクタデータベース383から抽出する。図2に示すCPアパーチャ108に設けることが可能なキャラクタパターンの最大数が50個である場合、図1に示す序列部51は最大数50個より多数の60個のキャラクタパターンを、キャラクタデータベース383から抽出する。
【００４４】
(c) ステップS104で序列部51は、抽出した60個のキャラクタパターン及び対応するセルパターンの参照回数を記録した図9に示す序列リストを作成する。その後、図1に示す序列部51は作成した序列リストを序列リスト記憶部384に保存する。ステップS105で第1抽出部52は、序列リスト記憶部384から図9に示す序列リストを読み出す。次に図1に示す第1抽出部52は抽出数を40個に設定し、図9に示す序列リストから参照回数による序列化1位乃至40位のキャラクタパターンのそれぞれを、第1抽出パターンとして抽出する。その後、図1に示す第1抽出部52は、抽出した40個の第1抽出パターンを抽出パターン記憶部385に保存する。
【００４５】
(d) ステップS106で第1抽出部52は、参照回数による序列化41位乃至60位のキャラクタパターンのそれぞれを、候補パターンと定義する。次に第1抽出部52は、20個の候補パターンを候補パターン記憶部386に保存する。
【００４６】
(e) ステップS107で組合せ部53は、抽出パターン記憶部385から40個の第1抽出パターンを読み出す。次に組合せ部53は、図2に示すCPアパーチャ108に形成可能なキャラクタパターンの最大数50個と第1抽出パターンの抽出数40個との差を算出する。この場合、差は10個である。
【００４７】
(f) ステップS108で組合せ部53は、候補パターン記憶部386から20個の候補パターンを読み出す。次に組合せ部53は、20個の候補パターンから10個の候補パターンを選択する場合の、184,756通りの候補パターンの組合せを作成する。その後、組合せ部53は184,756通りの候補パターンの組合せのそれぞれを、「第nの組合せ」と定義する。組合せ部53は、「第nの組合せ」を組合せ記憶部387に保存する。
【００４８】
(g) ステップS109でパターンリスト作成部303は、抽出パターン記憶部385から40個の第1抽出パターンを読み出す。次にパターンリスト作成部303は、組合せ記憶部387から184,756通りの候補パターンの組合せを読み出す。その後、パターンリスト作成部303は、40個の第1抽出パターンと、「第nの組合せ」に含まれる10個の候補パターンとを含む「第nのパターンリスト」を作成する。パターンリスト作成部303は第1乃至第184,756のパターンリストを、パターンリスト記憶部388に保存する。
【００４９】
(h) ステップS110で描画データ作成部304は、パターンリスト記憶部388から第1乃至第184,756のパターンリストを読み出す。次に描画データ作成部304は、「第nのパターンリスト」に基づいて「第nの描画データ」を作成する。描画データ作成部304は作成した第1乃至第nの描画データを、描画データ記憶部389に保存する。
【００５０】
(i) ステップS111で予測部305は、内部カウンタ"n"に1を定義する。ステップS112で予測部305は、パターンリスト記憶部388から「第nのパターンリスト」を読み出し、描画データ記憶部389から「第nの描画データ」を読み出す。内部カウンタ"n"が1である場合は、「第1のパターンリスト」及び「第1の描画データ」が読み出される。予測部305は、図6に示すように、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いて回路パターンが描画される描画領域250を、第1乃至第8のフレーム201〜208に分割する。
【００５１】
(j) ステップS113で予測部305は、図12に示すように、X方向において、第1のフレーム201を第1乃至第jのサンプル領域221〜225に仮想的に分割する。次に予測部305は、第2乃至第8のフレーム202〜208のそれぞれも、第1乃至第jのサンプル領域に仮想的に分割する。ステップS114で予測部305は、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いて、第1のフレーム201の第1乃至第jのサンプル領域221〜225のそれぞれを描画する際に要する描画時間tn-11〜tn-1jを上記(2)式に従って算出する。ステップS115で予測部305は、第1のフレーム201において最も描画時間の長いサンプル領域の描画時間tn-1-maxを、描画時間tn-11〜tn-1jから抽出する。
【００５２】
(k) ステップS116で予測部305は、第2乃至第8のフレーム202〜208のそれぞれについても、最も描画時間の長いサンプル領域の描画時間tn-2-max〜tn-8-maxを抽出する。ステップS117で予測部305は、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合に、第1のフレーム201で最も描画時間の長いサンプル領域を描画する際に設定可能な可動ステージ116の移動速度vn-1-maxを上記(3)式より算出する。次に予測部305は、第2乃至第8のフレーム202〜208のそれぞれについても、最も描画時間の長いサンプル領域を描画する際に設定可能な可動ステージ116の移動速度vn-2-max〜vn-8-maxを算出する。
【００５３】
(l) ステップS118で予測部305は、上記(4)式を用いて、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の、第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれの描画時間tn-1〜tn-8を算出する。ステップS119で予測部305は、第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれの描画時間tn-1〜tn-8を足し合わせ、図6に示す描画領域250全体の描画時間Tn-allを算出する。図1に示す予測部305は、「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の、描画領域250全体の描画時間Tn-allを描画時間記憶部390に保存する。
【００５４】
(m) ステップS120で予測部305は、内部カウンタ"n"に1を加算する。ステップS121で予測部305は、内部カウンタ"n"が、候補パターンの組合せの総数である184,756より大きいか否かを判断する。内部カウンタ"n"が184,756以下である場合は、ステップS112に戻る。内部カウンタ"n"が184,756より大である場合は、ステップS122に進む。
【００５５】
(n) ステップS122で第2抽出部54は、描画時間記憶部390から「第nのパターンリスト」及び「第nの描画データ」を用いる場合の描画領域250全体の描画時間Tn-allを読み出す。次に第2抽出部54は、「第1乃至第184,756のパターンリスト」のそれぞれを用いる場合の描画時間T1-all〜T184,756-allを比較し、最も短い描画時間を与えるパターンリストを抽出する。
【００５６】
(o) ステップS123で第2抽出部54は、パターンリスト記憶部388に保存されている「第1乃至第184,756のパターンリスト」の中から、最も短い描画時間Toptを与えるパターンリストを読み出す。第2抽出部54は、最も短い描画時間Toptを与えるパターンリストに含まれる複数の候補パターンを複数の第2抽出パターンとそれぞれ定義する。ステップS124で第2抽出部54は、最も短い描画時間Toptを与えるパターンリストを、選択リストとして選択リスト記憶部391に保存し、第1の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法を終了する。
【００５７】
従来においては、CPアパーチャに形成可能な最大数より多数のキャラクタパターンからCPアパーチャに形成可能な数のキャラクタパターンを選択する総ての組合せを作成していた。そして、総ての組合せについて、描画領域全体における描画時間を算出した。例えば、準備されたキャラクタパターンが10個であり、CPアパーチャに形成可能なキャラクタパターンの最大数が5個であれば、キャラクタパターンの組合せは252通りであり、総ての組合せについて描画時間を算出するのは困難ではない。しかし、準備されたキャラクタパターンが例えば60個であり、CPアパーチャに形成可能なキャラクタパターンの最大数が50個である場合は、キャラクタパターンの組合せは7.54×1010通りに及ぶ。CPアパーチャに形成可能なキャラクタパターンの最大数の桁数が二桁になると、総ての組合せについて描画時間を算出するのは困難となる。仮に、総ての組合せについて描画時間を算出するとしても、CPアパーチャの設計時間が膨大になり、結果として描画データの作成時間が増大し、CP方式による荷電粒子ビーム描画方法の生産性が低下する。
【００５８】
これに対し第1の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法によれば、参照回数による序列化の順位が上位のキャラクタパターンを予め抽出し、残りのキャラクタパターンについてのみ組合せを作成し、各組合せについて描画時間の予測を行う。したがって、キャラクタパターンの総ての組合せを作成する場合と比較して、描画時間の予測に要する時間の短縮が可能となる。また、予め抽出されるキャラクタパターンは、参照回数による序列化の順位が上位のものであるため、総ての組合せを作成しないことによって、描画時間の短いキャラクタパターンの組合せを取りこぼす可能性は低くなる。したがって、ステップS124で選択された選択リストに含まれる第1及び第2の抽出パターンをキャラクタパターンとして含む図3に示すCPアパーチャ108を製造し、製造されたCPアパーチャ108を用いてレジスト膜上に電子ビームEBを照射する荷電粒子ビーム描画方法によれば、高いスループットで半導体装置の回路パターンを描画することが可能となる。
【００５９】
（第2の実施の形態）
第2の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出システムのCPU50は、図17に示すように、キラー領域検索部55、追加パターン検索部56、及び更新部57をさらに有する。
【００６０】
キラー領域検索部55は、図6に示すように、回路パターンが描画される描画領域250を、第1乃至第8のフレーム201〜208に分割する。さらに図17に示すキラー領域検索部55は、図12に示すように、X方向において、第1のフレーム201を第1乃至第jのサンプル領域221〜225に仮想的に分割する。図17に示すキラー領域検索部55は、第2乃至第8のフレーム202〜208のそれぞれも、第1乃至第jのサンプル領域に仮想的に分割する。キラー領域検索部55は、図12に示す第1のフレーム201の第1乃至第jのサンプル領域221〜225のうち、最もサブフィールドを多く含む領域を検索する。キラー領域検索部55は検索により見つかった最もサブフィールドを多く含む領域をキラー領域として抽出する。また図17に示すキラー領域検索部55は、第2乃至第8のフレーム202〜208のそれぞれにおいても、複数のサンプル領域のうち最もサブフィールを多く含むキラー領域を抽出する。
【００６１】
追加パターン検索部56は、キラー領域のそれぞれに描画される回路パターンの一部と相似なキャラクタパターンが、キャラクタデータベース383に登録されているか検索する。追加パターン検索部56は、検索で見つかった複数のキャラクタパターンを、参照回数で序列化する。なお、参照回数と、キャラクタパターンを仮にVSBで描画する場合に必要となる図形の図形数との積で得られる値で序列化してもよい。さらに追加パターン検索部56は、例えば序列化による順位が1位から20位までのキャラクタパターンを複数の追加パターンとして抽出する。なお、キラー領域のそれぞれに描画される回路パターンの一部と相似なキャラクタパターンが、キャラクタデータベース383に登録されていない場合は、追加パターン検索部56は複数の追加パターンを新たに作成してもよい。
【００６２】
更新部57は、序列リストに記録されている複数のキャラクタパターンに、複数の追加パターンを追加して、序列リストを更新する。なお、例えば序列リストに60個のキャラクタパターンが記録されている場合、20個の追加パターンをそのまま追加して序列リストを更新してもよい。あるいは、序列リストの序列化による順位が51位から60位のキャラクタパターンを削除し、序列化による順位が1位から10位までの追加パターンを序列リストに追加して序列リストを更新してもよい。
【００６３】
データ記憶装置60は、キラー領域記憶部392、追加パターン記憶部393、及び更新リスト記憶部394をさらに含む。キラー領域記憶部392は、キラー領域検索部55によって抽出された複数のキラー領域を保存する。追加パターン記憶部393は、追加パターン検索部56によって抽出された複数の追加パターンを保存する。更新リスト記憶部394は、更新部57によって更新された序列リストを保存する。
【００６４】
次に第2の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法を、図18に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図17に示したCPU50による演算結果は、一時記憶装置331に逐次格納される。
【００６５】
(a) 図16のステップS101乃至ステップS104と同様の方法により、図18のステップS201で序列リストを作成する。ステップS202で図17に示すキラー領域検索部55は、図6に示すように、回路パターンが描画される描画領域250を、第1乃至第8のフレーム201〜208に分割する。ステップS203で図17に示すキラー領域検索部55は、図12に示すように、X方向において、第1のフレーム201を第1乃至第jのサンプル領域221〜225に分割する。次に図17に示すキラー領域検索部55は、第2乃至第8のフレーム202〜208のそれぞれも、第1乃至第jのサンプル領域に仮想的に分割する。
【００６６】
(b) ステップS204でキラー領域検索部55は、図12に示す第1のフレーム201の第1乃至第jのサンプル領域221〜225のうち、最もサブフィールドを多く含む第1のキラー領域を検索する。次にキラー領域検索部55は、第2乃至第8のフレーム202〜208の第2乃至第8のキラー領域を各々検索する。キラー領域検索部55は第1乃至第8のキラー領域を、図17に示すキラー領域記憶部392に保存する。
【００６７】
(c) ステップS205で追加パターン検索部56は、キラー領域記憶部392から第1乃至第8のキラー領域を読み出す。次に追加パターン検索部56は、第1乃至第8のキラー領域のそれぞれに描画される回路パターンの一部と相似なキャラクタパターンが、キャラクタデータベース383に記録されているか検索する。ステップS206で追加パターン検索部56は、検索で見つかった複数のキャラクタパターンを、参照回数で序列化する。追加パターン検索部56は、例えば序列化による順位が1位から20位までのキャラクタパターンを抽出し、複数の追加パターンとして追加パターン記憶部393に保存する。
【００６８】
(d) ステップS207で更新部57は、追加パターン記憶部393から複数の追加パターンを読み出す。次に更新部57は、序列リスト記憶部384から序列リストを読み出す。序列リストには60個のキャラクタパターンが記録されている。更新部57は、序列化の順位51位から60位までのキャラクタパターンを序列リストから削除する。その後、更新部57は序列リストに序列化の順位が1位から10位までの10個の追加パターンを追加して、序列リストを更新する。更新された序列リストには、60個のキャラクタパターンが記録されている。更新部57は更新された序列リストを更新リスト記憶部394に保存する。
【００６９】
(e) ステップS208で第1抽出部52は、更新リスト記憶部394から更新された序列リストを読み出す。次に第1抽出部52は抽出数を40個に設定し、更新された序列リストから参照回数による序列化1位乃至40位のキャラクタパターンのそれぞれを、第1抽出パターンとして抽出する。その後、第1抽出部52は、抽出した40個の第1抽出パターンを抽出パターン記憶部385に保存する。
【００７０】
(f) ステップS209で第1抽出部52は、参照回数による序列化41位乃至50位のキャラクタパターン及び10個の追加パターンのそれぞれを候補パターンとして抽出し、候補パターン記憶部386に保存する。ステップS210で組合せ部53は、ステップS108と同様に「第nの組合せ」と定義し、組合せ記憶部387に保存する。その後、ステップS109乃至ステップS123と同様の方法によりステップS211で複数の第2抽出パターンを抽出する。次にステップS124と同様の方法によりステップS212で選択リストを選択リスト記憶部391に保存し、第2の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法を終了する。
【００７１】
以上示した第2の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出システム及びキャラクタパターン抽出方法によれば、図2に示す可動ステージ116の移動速度を律速するキラー領域に有効なキャラクタパターンが序列リストに加えられる。したがって、更新された序列リストに基づいて最終的に選択される選択リストを用いてCPアパーチャ108を製造すれば、キラー領域における電子ビームEBのショット数を減少させ、可動ステージ116の移動速度を上昇させることが可能となる。そのため、半導体装置の製造時間を短縮することが可能となる。
【００７２】
また従来、キラー領域に有効なキャラクタパターンをCPアパーチャ108に設けずに、可動ステージ116を高速に移動させながらキラー領域を描画すると、位置算出モジュール23の動作に誤差が生じたり、電子ビームEBのショット位置がずれる等の問題があった。これに対し第2の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出システム及びキャラクタパターン抽出方法によれば、可動ステージ116の移動速度を上昇させつつ、電子ビームEBをショット位置に正確に照射させることが可能となる。
【００７３】
（第3の実施の形態）
第3の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出システムは、図19に示すように、ばらつき検査部58、書き換え部59、再計算部151、及び比較部152をさらに有する。ばらつき検査部58は、図6に示す描画領域250の第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれについて、選択リストを用いる場合の第1乃至第jのサンプル領域毎の描画時間のばらつきを検査する。図20は、第8のフレーム208における第1乃至第jのサンプル領域のそれぞれの描画時間の例である。図21は、第1のフレーム201における第1乃至第jのサンプル領域のそれぞれの描画時間の例である。図22は、第7のフレーム207における第1乃至第jのサンプル領域のそれぞれの描画時間の例である。図21に示す第1のフレーム201の方が、図20に示す第8のフレーム208と比較してサンプル領域毎の描画時間のばらつきが多い。また、図22に示す第7のフレーム207の方が、図21に示す第1のフレーム201と比較してサンプル領域毎の描画時間のばらつきが多い。
【００７４】
図23に示すように、第7のフレーム207の第1のサンプル領域231には、4つのサブフィールド341a, 341b, 341c, 341dが定義されている。第2のサンプル領域232には、2つのサブフィールド342a, 342bが定義されている。第3のサンプル領域233には、5つのサブフィールド343a, 343b, 343c, 343d, 343eが定義されている。第j-1のサンプル領域234には、1つのサブフィールド344が定義されている。第jのサンプル領域235には、5つのサブフィールド345a, 345b, 345c, 345d, 345eが定義されている。図22に示すように、5つのサブフィールド343a〜343eが定義された第3のサンプル領域233及び5つのサブフィールド345a〜345eが定義された第jのサンプル領域235の描画時間は、他のサンプル領域と比較して長い。一方、1つのサブフィールド344が定義された第j-1のサンプル領域234の描画時間は、他のサンプル領域と比較して短い。
【００７５】
ばらつき検査部58は、図24に示すように、第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれについて、第1乃至第jのサンプル領域毎の描画時間のばらつきを評価する。さらに図19に示すばらつき検査部58は、描画時間のばらつきの大きさにしたがって、第1乃至第7のフレーム201〜207を序列化する。例えば、第7のフレーム207を序列化の第1位、第6のフレーム206を序列化の第2位、第1のフレーム201を序列化の第3位、第2のフレーム202を序列化の第4位、第4のフレーム204を序列化の第5位、第8のフレーム208を序列化の第6位、第5のフレーム205を序列化の第7位、及び第3のフレーム203を序列化の第8位とする。
【００７６】
書き換え部59は、選択リストに記録されている複数のキャラクタパターンのうち、描画時間のばらつきの序列が第m位のフレームの描画に利用可能な複数のキャラクタパターンを、複数のm位用検討パターンとして抽出する。なお、"m"は1から8の自然数である。書き換え部59は、抽出した複数のm位用検討パターンを記録したm位用検討リストを作成する。
【００７７】
書き換え部59は、描画時間のばらつきの序列が第m位のフレームに含まれる第1乃至第jのサンプル領域のうち、図2に示す可動ステージ116の移動速度を最も律速するキラー領域の描画に利用可能な複数のキャラクタパターンを、図19に示すキャラクタデータベース383から複数のm位用律速解消パターンとして抽出する。あるいは書き換え部59は、複数のm位用律速解消パターンを作成してもよい。さらに書き換え部59は、抽出あるいは作成した複数のm位用律速解消パターンを参照回数で序列化する。なお、参照回数と、キャラクタパターンを仮にVSBで描画する場合に必要となる図形の図形数との積で得られる値で序列化してもよい。書き換え部59は、序列化された複数のm位用律速解消パターンを記録したm位用律速解消リストを作成する。また書き換え部59は、キラー領域以外の第m位のフレームのサンプル領域の描画に利用可能な複数のキャラクタパターンを、m位用検討リストから複数のm位用律速未解消パターンとして抽出する。さらに書き換え部59は、抽出した複数のm位用律速未解消パターンを参照回数で序列化する。なお、参照回数と、キャラクタパターンを仮にVSBで描画する場合に必要となる図形の図形数との積で得られる値で序列化してもよい。書き換え部59は、序列化された複数のm位用律速未解消パターンを記録したm位用律速未解消リストを作成する。
【００７８】
書き換え部59はm位用律速未解消リストに記録されている複数のm位用律速未解消パターンのうち、参照回数が低く、キラー領域の描画に利用されないキャラクタパターンを、m位用検討リストから削除する。また書き換え部59は、m位用律速解消リストに記録されている複数のm位用律速解消パターンのうち、参照回数が多く、かつm位用検討リストに記録されていないキャラクタパターンを、m位用検討リストに追加し、m位用書き換えリストを作成する。
【００７９】
再計算部151は、m位用書き換えリストに記録された複数のキャラクタパターンを用いる場合の、第m位のフレームのキラー領域の描画時間を算出する。なお、削除された複数のm位用律速未解消パターンで描画可能であった部分については、VSB方式を用いる描画時間を算出する。さらに再計算部151は、第m位のフレームのキラー領域の描画時間に基づいて、描画時間のばらつきの序列化が第m位のフレームを描画する際に設定可能な可動ステージ116の移動速度、及び第m位のフレームの描画時間を算出する。
【００８０】
比較部152は、m位用検討リストを用いる場合の第m位のフレームの描画時間と、m位用書き換えリストを用いる場合の第m位のフレームの描画時間とを比較する。m位用書き換えリストを用いる場合の描画時間がm位用検討リストを用いる場合の描画時間よりも短い場合は、比較部152は選択リストからm位用検討リストに記録されている複数のキャラクタパターンを削除する。さらに比較部152は、選択リストにm位用書き換えリストに記録されている複数のキャラクタパターンを追加する。m位用検討リストを用いる場合の描画時間がm位用書き換えリストを用いる場合の描画時間よりも短い場合は、比較部152は選択リストに変更を加えない。
【００８１】
なお、書き換え部59、再計算部151、及び比較部152のそれぞれは内部カウンタ"m"を有する。内部カウンタ"m"は自然数で、初期値は1である。書き換え部59、再計算部151、及び比較部152のそれぞれは、比較部152がm位用検討リストを用いる場合の描画時間と、m位用書き換えリストを用いる場合の描画時間との比較を終了する毎に、内部カウンタ"m"に1を加算する。また書き換え部59、再計算部151、及び比較部152のそれぞれは、内部カウンタ"m"がフレームの数に1を加えた値より大きくなると、動作を終了する。
【００８２】
次に第3の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法を、図25に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図19に示したCPU50による演算結果は、一時記憶装置331に逐次格納される。
【００８３】
(a) 図16のステップS101乃至ステップS124と同様の方法により、図25のステップS301で選択リストを作成する。ステップS302で図19に示すばらつき検査部58は、選択リストを用いる場合の、図6に示す第1乃至第8のフレーム201〜208の第1乃至第jのサンプル領域毎の描画時間のばらつきを検査する。ステップS303で図19に示すばらつき検査部58は、第1乃至第8のフレーム201〜208をばらつきの大きさで序列化する。
【００８４】
(b) ステップS304で書き換え部59、再計算部151、及び比較部152のそれぞれは、内部カウンタ"m"を1に設定する。ステップS305で書き換え部59は、描画時間のばらつきの序列が第m位のフレームの描画に利用可能な複数のm位用検討パターンを選択リストから抽出する。次に書き換え部59は、複数のm位用検討パターンを記録したm位用検討リストを作成する。
【００８５】
(c) ステップS306で書き換え部59は、序列が第m位のフレームのキラー領域の描画に利用可能な複数のm位用律速解消パターンをキャラクタデータベース383から抽出し、参照回数で序列化する。次に書き換え部59は、序列化された複数のm位用律速解消パターンを記録したm位用律速解消リストを作成する。
【００８６】
(d) ステップS307で書き換え部59は、序列が第m位のフレームのキラー領域以外のサンプル描画に利用可能な複数のm位用律速未解消パターンをm位用検討リストから抽出し、参照回数で序列化する。次に書き換え部59は、序列化された複数のm位用律速未解消パターンを記録したm位用律速未解消リストを作成する。
【００８７】
(e) ステップS308で書き換え部59は、複数のm位用律速未解消パターンのうち、参照回数が低くキラー領域の描画に利用されないキャラクタパターンをm位用検討リストから削除する。ステップS309で書き換え部59は、複数のm位用律速解消パターンのうち、参照回数が多く、かつm位用検討リストに記録されていないキャラクタパターンをm位用検討リストに追加し、m位用書き換えリストを作成する。
【００８８】
(f) ステップS310で再計算部151は、m位用書き換えリストを用いる場合の第m位のフレームのキラー領域の描画時間を算出する。次に再計算部151は、第m位のフレームのキラー領域の描画時間に基づいて、m位用書き換えリストを用いる場合の第m位のフレームの描画時間を算出する。
【００８９】
(g) ステップS311で比較部152は、m位用検討リストを用いる場合の描画時間と、m位用書き換えリストを用いる場合の描画時間とを比較する。m位用書き換えリストを用いる方がm位用検討リストを用いるより描画時間が短くなる場合は、比較部152は選択リストからm位用検討リストに記録されている複数のキャラクタパターンを削除し、選択リストにm位用書き換えリストに記録されている複数のキャラクタパターンを追加する。m位用検討リストを用いる場合の描画時間がm位用書き換えリストを用いる場合の描画時間よりも短い場合は、比較部152は選択リストに変更を加えない。
【００９０】
(h) ステップS312で書き換え部59、再計算部151、及び比較部152のそれぞれは、内部カウンタ"m"に1を加える。ステップS313で内部カウンタ"m"が8以下である場合、ステップS305に戻る。ステップS313で内部カウンタ"m"が8より大である場合は、第3の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法を終了する。
【００９１】
以上示した第3の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出システム及びキャラクタパターン抽出方法によれば、選択リストに記録された複数のキャラクタパターンの一部を、キラー領域に有効なキャラクタパターンに書き換えることが可能となる。そのため、第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれのキラー領域における描画時間を短縮することが可能となるため、より高速に半導体装置を製造することが可能となる。
【００９２】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば第2の実施の形態において、最もサブフィールドを多く含む領域をキラー領域として抽出する例を示したが、最もショット数が多くなると予想される領域をキラー領域として抽出してもよい。また上述したキャラクタパターン抽出方法は、時系列的につながった一連の処理あるいは操作として表現可能である。したがって、キャラクタパターン抽出方法を図1に示すCPU50で実行するために、CPU50内のプロセッサなどが果たす複数の機能を特定するコンピュータプログラム製品で図16に示したキャラクタパターン抽出方法を実現可能である。ここで、コンピュータプログラム製品は、CPU50に入出力可能な記録媒体あるいは記録装置等をいう。記録媒体としては、メモリ装置、磁気ディスク装置、光ディスク装置、その他のプログラムを記録することができるような装置が含まれる。
【００９３】
また図18のステップS204で、第1乃至第8のフレーム201〜208の各々の第1乃至第8のキラー領域を、図17に示す出力装置313で表示してもよい。図26は、第1乃至第8のキラー領域のそれぞれが、予想される描画時間によって色分けされて表示された例である。なお、第1乃至第8のキラー領域のそれぞれは、ショット数に応じて色分けされて表示されてもよい。さらに第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれで回路パターンの一部を描画する際の可動ステージ116の予想される移動速度、あるいは第1乃至第8のフレーム201〜208のそれぞれの予想される描画時間を表示してもよい。またステップS205及びステップS206で、オペレータに複数の追加パターンの入力を図17に示す出力装置313を介して促し、入力装置312から入力された複数の追加パターンを追加パターン記憶部393に保存してもよい。またステップS207で図26に示すように、出力装置313に表示された第1乃至第8のキラー領域のそれぞれをオペレータが選択すると、序列リストに含まれる序列化の順位が低いキャラクタパターンが出力装置313に表示されてもよい。その後、オペレータが出力装置313に表示された序列化の順位が低いキャラクタパターンを選択して、序列リストから削除してもよい。以上示したように、本発明の技術的範囲は上記の説明からは妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画装置を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る成形アパーチャとＣＰアパーチャとの関係を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画装置の荷電粒子ビーム照射機構を示す第１の模式図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画装置の荷電粒子ビーム照射機構を示す第２の模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る描画領域を構成するフレームを示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るフレームに定義されたサブフィールドを示す模式図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るサブフィールドに定義されたショット位置を示す模式図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の比較例に係る序列リストの模式図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るサブフィールドデータの模式図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るショットデータの模式図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係るフレームに定義されたサンプル領域を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係るサンプル領域毎の描画時間を示すグラフである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係るフレーム毎の移動ステージの移動速度を示すグラフである。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係るフレーム毎の描画時間を示すグラフである。
【図１６】本発明の第１の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出システムを示すブロック図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出システムを示すブロック図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係るサンプル領域毎の描画時間を示す第１のグラフである。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係るサンプル領域毎の描画時間を示す第２のグラフである。
【図２２】本発明の第３の実施の形態に係るサンプル領域毎の描画時間を示す第３のグラフである。
【図２３】本発明の第３の実施の形態に係るフレームに定義されたサブフィールドを示す模式図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態に係る描画時間のばらつきを示すグラフである。
【図２５】本発明の第３の実施の形態に係るキャラクタパターン抽出方法を示すフローチャートである。
【図２６】本発明のその他の実施の形態に係るフレームの表示例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９５】
40a, 40b, 40c, 40d, 40e …キャラクタパターン
51…序列部
52…第1抽出部
53…組合せ部
54…第2抽出部
108…CPアパーチャ
113a…対物主偏向器
113b…対物副偏向器
116…可動ステージ
230…荷電粒子ビーム照射機構
250…描画領域
303…パターンリスト作成部
304…描画データ作成部
305…予測部
【図１】
2007305880.tif 000003
【図２】
2007305880.tif 000004
【図３】
2007305880.tif 000005
【図４】
2007305880.tif 000006
【図５】
2007305880.tif 000007
【図６】
2007305880.tif 000008
【図７】
2007305880.tif 000009
【図８】
2007305880.tif 000010
【図９】
2007305880.tif 000011
【図１０】
2007305880.tif 000012
【図１１】
2007305880.tif 000013
【図１２】
2007305880.tif 000014
【図１３】
2007305880.tif 000015
【図１４】
2007305880.tif 000016
【図１５】
2007305880.tif 000017
【図１６】
2007305880.tif 000018
【図１７】
2007305880.tif 000019
【図１８】
2007305880.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2007305880.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2007305880.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2007305880.tif 000028