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半導体用語集

データ処理

英語表記：data processing

電子ビーム描画装置を使ってパターンを描画する際に必要となるEBデータ変換、近接効果補正計算、および描画装置を制御して描画を実施する描画ソフトウェアなどを総称してデータ処理と呼ぶ。EBデータ変換は、CADを用いて設計された半導体回路のレイアウトデータを電子ビーム描画装置用データに変換する処理である。レイアウトデータに対して、層間論理演算や白黒反転処理などの図形演算処理を行った後描画装置固有のフォーマットへ変換する。その技術的ポイントは、処理時間短縮とデータ量削減である。LSIの高集積化と大規模化に伴ってパターン数は増加の一途を辿っているため、現在の高集積LSIチップ内に定義されているすべてのパターンを順番に処理しようとすると、膨大な時間が必要となっている。この処理時間の問題を解決する技術として、階層処理と並列処理がある。
階層処理は、設計レイアウトデータが持っ階層構造を利用して、図形演算処理の対象となるパターン数を減らし、処理時間を短縮する方法である。特に、半導体メモリのような同じパターンが繰り返し現われる、規則性の高いパターンに有効な技術である。
並列処理は、チップ領域を複数の領域に区分けし、これを複数の計算機あるいはプロセッサに分配して同時に処理させる方法である。階層処理と組み合わせることで、処理時間短縮効果はさらに高まる。 近接効果補正計算には、近接効果の度合に応じて描画パターンごとに照射量を変調する方法、描画するパターンの形状を変形する方法、両者を組み合わせた方法などがある。いずれの方法でも、近接効果をシミュレーションしてから補正計算を行うが、近接効果を厳密に計算しようとすると長大な時間が必要となってしまうという問題がある。この計算時間を短縮する近似計算 法がいくつか提案されており、その一つに代表図形法がある。この方法は、描画パターンを小領域に区分けし、小領域内のパターン群の総面積と重心を求め、求めた面積と重心をもつ図形に よって小領域内のパターン群を代表させ、これを用いて近接効果を補正する方法である。後方散乱径と同程度の小領域サイズを用いても、十分な補正精度をえることができる。小領域内の複数のパターンを一つの図形によって代表させているため、補正計算の対象となる図形数を大幅に削減することができるため、計算時間を大幅に短縮することができる。類似の方法に、小領域内のパターン面積密度を補正計算に用いる方法(面積密度法)があり、これをハードウェアに実装することで高速な近接補正計算を実現した例がある。描画ソフトウェアは、電子ビーム偏向系やレンズ系の校正を自動的に行う電子光学系自動校正、ウェハ搬送や試料ステージ移動などの機械系制御、描画データや各種補正データを描画回路に設定する電気回路系制御、描画シーケンスに従って重ね合わせ用位置合わせマークの検出や描画を行う描画制御、などのソフトウェアから構成される。電子ビーム描画装置の高精度化と高スルーブット化を図るためには、これらのシーケンスを自動化することが必須である。そのため、いずれのシーケンスも、短時間に高精度な動作を行うことを要求されている。

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