JPH11329932A - 光強度シミュレーション装置および光強度シミュレーション方法並びに光強度シミュレーションプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

光強度シミュレーション装置および光強度シミュレーション方法並びに光強度シミュレーションプログラムを記録した記録媒体

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JPH11329932A
JPH11329932A JP13237998A JP13237998A JPH11329932A JP H11329932 A JPH11329932 A JP H11329932A JP 13237998 A JP13237998 A JP 13237998A JP 13237998 A JP13237998 A JP 13237998A JP H11329932 A JPH11329932 A JP H11329932A
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JP13237998A
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Yuichi Fukushima
祐一 福島
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膨大な量のマスクパターンのシミュレーショ
ンを効率よく行うとともに、特に専用設計されていない
複数の演算処理プロセッサを活かして、最適化した並列
処理が行える光強度シミュレーション装置、方法、およ
び、光強度シミュレーションプログラムを記録した記録
媒体を提供すること。 【解決手段】 入力装置8からパターンデータおよび光
学条件が入力されると、コントロールプロセッサ1は、
上記入力された各種データに基づく光強度シミュレーシ
ョンにおける所要計算量を求め、演算処理プロセッサ群
7の各演算処理プロセッサ毎に光強度シミュレーション
の計算量を振り分ける。演算処理プロセッサ群7では、
各演算処理プロセッサが振り分けられた計算量を並列処
理し、その結果をコントロールプロセッサ1が総和平均
してモニタ9,プリンタ10等へ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程中
のフォトリソグラフィ工程において、主としてフォトマ
スクパターンの研究開発用途および設計工程における検
証手段として用いられる、露光工程のシミュレーション
を行うための光強度シミュレーション装置および光強度
シミュレーション方法並びに光強度シミュレーションプ
ログラムを記録した記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体工程の研究開発あるいは開
発試作段階においては、そのプロセスや製造物の特性を
把握し、製造条件に対する特性の予測や評価を仮想的に
実験するための技術としてコンピュータシミュレーショ
ン技術があり、現在では半導体設計に不可欠の技術とし
て利用されている。特に半導体製造技術の中で中心とな
る微細加工技術であるフォトリソグラフィ工程のシミュ
レーション技術は理論的にも確立しており、研究開発に
おいて欠かせない技術となっている。フォトリソグラフ
ィのシミュレーションの中でも露光工程のシミュレーシ
ョンは、特に「光強度シミュレーション」と称され、投
影露光装置(ステッパーとも称する)を用いて、フォト
マスクパターン(以降マスクパターンと呼ぶ)をウェハ
上に露光転写した時の投影光学像の光強度分布を、計算
により求めるものである。
【0003】光強度シミュレーション技術の基礎となる
理論は、物理理論としてはH.Hopkins らによって確立さ
れた結像光学理論(参考文献: Born,Wolf著「光学の原
理II・III」1975、および、H.Hopkins;J.Opt.Soc.Am, V
ol.47, No.6 ('57) p508- 等)があり、コンピュータ計
算モデルとしてはLinまたはYeungによるモデル等があ
る。また、コンピュータシミュレーションを行うソフト
ウェアをシミュレータとも呼ぶ。
【0004】この光強度シミュレーションによって、実
際にリソグラフィを行わなくともウェハ上の露光分布が
推定できるため、リソグラフィ工程の研究開発やデバイ
ス試作において頻繁に光強度シミュレーションが利用さ
れてきた。特に近年は、要求される微細加工技術が光に
よる加工の限界にまで達しようとしており、技術的かつ
コスト的にも、実際に実験を行ってのデバイス開発が困
難になってきており、コンピュータを利用することによ
り低コストかつ迅速に結果が得られるシミュレーション
手法はますます重要となった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、現在リソグ
ラフィの先端技術として、位相シフト法等の超解像技術
や、光近接効果補正(OPC)技術等の、いわゆる超微
細加工技術が注目されているが、これらはいずれもマス
クパターンに対し、LSI回路のデザインルールとは異
なるリソグラフィ工程のプロセスを最適化するためのル
ールに従った加工を必要とする。このことから、マスク
パターンを最適化するためには、リソグラフィ工程、少
なくとも露光工程を考慮に入れた最適化手段が必要であ
り、そのために上記光強度シミュレーションを利用して
露光条件に基づくパターンの最適化手段が必要となって
いた。
【0006】光強度シミュレーションは、半導体LSI
の製造工程に一般に用いられている縮小投影露光装置
(ステッパー)の光学系を物理モデルとして構成され、
その光学系の構成は、主として光源,照明レンズ,フォ
トマスク,投影レンズ,ウェハから成る。詳細は前述し
た文献資料に譲るが、光強度シミュレーションは、これ
ら光学系を数値的に模擬し、前述した結像光学理論を用
いた計算により、投影露光されたマスクパターン像がウ
ェハ上に転写された時の投影像を求めるものである。
【0007】また、光強度シミュレーションは光学理論
を用いているため、分子・原子レベルの挙動を計算する
必要のある他のリソグラフィプロセスのシミュレーショ
ンに比べて不確定要素が少なく、高精度な結果が得られ
ることから、シミュレーション結果をパターン設計にフ
ィードバックする試みが近年盛んになっている。しかし
ながら、光強度シミュレーションは、一般に膨大な計算
量を要するため、最新の高速コンピュータを用いても、
LSIチップ全面のパターンをシミュレーションするこ
とは困難である。特に、光強度シミュレーションは、理
論的にパターン面積の2乗〜4乗(計算アルゴリズムに
よって計算量が異なる)に比例して計算量が増大するた
め、実用的には小さな面積のパターンしか計算できない
という不具合があった。
【0008】これに対して、計算量が膨大なシミュレー
ションを行う方法として、複数の演算処理プロセッサを
連結し、並列処理させるという試みがなされているが、
多くの場合、専用の並列処理装置として最適化設計した
ものでないと、アルゴリズム上効率的な演算処理が実行
できないため、装置が高価となり、かつ、稼働効率が良
くないという不具合があった。
【0009】さらに、実際のLSIパターンデータは非
常に大面積で複雑化し、数十万〜数千万にも達するほど
の膨大な閉図形で構成されているのが通常であり、将来
的には更に拡大する見通しもある。このような膨大なデ
ータ量を持つパターンに対して、微細加工精度を最適化
するために、マスクパターン全体について光強度シミュ
レーションを行うことは時間及びコストの点から実用上
不可能であった。また、光強度シミュレーションを限ら
れた部分的領域に対してのみ行う方法もあるが、この方
法では人手によって適切なパターンを抽出しなければな
らず、量産段階での実用は非常に困難であった。
【0010】そこで、本発明は上述した事情を鑑み、膨
大な量のマスクパターンのシミュレーションを効率よく
行うとともに、特に専用設計されていない複数の演算処
理プロセッサを活かして、最適化した並列処理が行える
光強度シミュレーション装置および光強度シミュレーシ
ョン方法並びに光強度シミュレーションプログラムを記
録した記録媒体を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、フォトマスクパターンのパターンデータと、該フォ
トマスクパターンの露光工程における各種光学条件をパ
ラメータ化した光学条件パラメータに基づいて、所定の
計算アルゴリズムに従った演算処理を行い、前記フォト
マスクパターンをウェハ上に露光転写した時の投影光学
像の光強度分布を求める光強度シミュレーション装置に
おいて、前記パターンデータと、前記光学条件パラメー
タの数値範囲および可変ステップ量とを入力するデータ
入力手段と、前記入力されたパターンデータおよび光学
条件パラメータの数値範囲および可変ステップ量に基づ
いた光強度シミュレーションに要する計算量を求め、該
計算量を複数に分配する計算量分配手段と、複数の演算
処理プロセッサを有し、前記計算量分配手段によって分
配された各計算量の演算処理を各演算処理プロセッサに
おいて並列処理する並列処理手段と、前記並列処理手段
によって行われた各演算処理結果を合成し、前記光強度
シミュレーション結果として算出するシミュレーション
結果算出手段とを有することを特徴とする光強度シミュ
レーション装置である。
【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の光強度シミュレーション装置において、前記所定の計
算アルゴリズムは、前記パターンデータ、および、前記
光学系パラメータの値に基づく数値積分計算であって、
前記光学系パラメータを前記数値範囲内で前記可変ステ
ップ量ずつ変化させた場合の各数値積分計算結果を総和
平均するものであり、前記計算量分配手段は、前記入力
された各光学条件パラメータの数値範囲および可変ステ
ップ量から、前記数値積分計算に使用される前記各光学
条件パラメータの値の組み合わせの数を求め、該求めた
光学系パラメータの組み合わせの数を前記並列処理手段
における複数の演算処理プロセッサの数に応じて分配
し、前記並列処理手段の各演算処理プロセッサの各々
は、前記パターンデータ、および、前記計算量分配手段
により分配された各種光学系パラメータの値の組み合わ
せに基づいて前記数値積分計算を行うことを特徴として
いる。
【0013】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の光強度シミュレーション装置において、前記計算量分
配手段は、前記各種光学系パラメータの値の組み合わせ
の数の分配量を、前記複数の演算処理プロセッサの各演
算処理性能に応じて変化させることを特徴としている。
【0014】請求項4に記載の発明は、フォトマスクパ
ターンのパターンデータと、該フォトマスクパターンの
露光工程における各種光学条件をパラメータ化した光学
条件パラメータに基づいて、所定の計算アルゴリズムに
従った演算処理を行い、前記フォトマスクパターンをウ
ェハ上に露光転写した時の投影光学像の光強度分布を求
める光強度シミュレーション装置において、各々、ネッ
トワークに接続され、互いにデータ授受が可能なデータ
通信手段を有する複数のコンピュータからなり、前記複
数のコンピュータのうち、1台のコンピュータが、前記
パターンデータと、前記光学条件パラメータの数値範囲
および可変ステップ量とを入力するデータ入力手段と、
前記入力されたパターンデータおよび光学条件パラメー
タの数値範囲および可変ステップ量に基づいた光強度シ
ミュレーションに要する計算量を求め、該計算量を複数
に分配する計算量分配手段とを有してなり、前記1台の
コンピュータを除く他のコンピュータは、それぞれ、前
記計算量分配手段によって分配された各計算量の演算処
理を各演算処理プロセッサにおいて並列処理し、前記1
台のコンピュータが、前記除く他のコンピュータによっ
て行われた各演算処理結果を合成し、前記光強度シミュ
レーション結果を求めることを特徴とする光強度シミュ
レーション装置である。
【0015】請求項5に記載の発明は、フォトマスクパ
ターンのパターンデータと、該フォトマスクパターンの
露光工程における各種光学条件をパラメータ化した光学
条件パラメータに基づいて、所定の計算アルゴリズムに
従った演算処理を行い、前記フォトマスクパターンをウ
ェハ上に露光転写した時の投影光学像の光強度分布を求
める光強度シミュレーション方法において、前記パター
ンデータと、前記光学条件パラメータの数値範囲および
可変ステップ量とを入力する第1の段階と、前記入力さ
れたパターンデータおよび光学条件パラメータの数値範
囲および可変ステップ量に基づいた光強度シミュレーシ
ョンに要する計算量を求め、該計算量を複数に振り分け
る第2の段階と、複数の演算処理プロセッサの各々によ
り、前記複数に振り分けられた計算量分ずつ前記計算ア
ルゴリズムに従った演算を並列処理する第3の段階と、
前記複数の演算処理プロセッサで並列して行われた各演
算処理結果を合成し、前記光強度シミュレーション結果
を求める第4の段階とからなることを特徴とする光強度
シミュレーション方法である。
【0016】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の光強度シミュレーション方法において、前記所定の計
算アルゴリズムは、前記パターンデータ、および、前記
光学系パラメータの値に基づく数値積分計算であって、
前記光学系パラメータを前記数値範囲内で前記可変ステ
ップ量ずつ変化させた場合の各数値積分計算結果を総和
平均するものであり、前記第2の段階において、前記入
力された各光学条件パラメータの数値範囲および可変ス
テップ量から、前記数値積分計算に使用される前記各光
学条件パラメータの値の組み合わせの数を求め、該求め
た光学系パラメータの組み合わせの数を、前記複数の演
算処理プロセッサの数に応じて分配し、前記第3の段階
において、前記複数の演算処理プロセッサの各々は、前
記パターンデータ、および、前記第2の段階で分配され
た各種光学系パラメータの値の組み合わせに基づいて、
前記数値積分計算を行うことを特徴としている。
【0017】請求項7に記載の発明は、請求項6に記載
の光強度シミュレーション方法において、前記第2の段
階において、前記複数の演算処理プロセッサの数に応じ
て分配する前記各種光学系パラメータの値の組み合わせ
の数を、前記複数の演算処理プロセッサの各演算処理性
能に応じて変化させることを特徴としている。
【0018】請求項8に記載の発明は、フォトマスクパ
ターンのパターンデータと、該フォトマスクパターンの
露光工程における各種光学条件をパラメータ化した光学
条件パラメータに基づいて、所定の計算アルゴリズムに
従った演算処理を行い、前記フォトマスクパターンをウ
ェハ上に露光転写した時の投影光学像の光強度分布を求
める光強度シミュレーションプログラムを記録したコン
ピュータにより読み取り可能な記録媒体であって、該光
強度シミュレーションプログラムは、前記コンピュータ
に、前記パターンデータと、前記光学条件パラメータの
数値範囲および可変ステップ量とを入力させる第1の手
順と、前記入力されたパターンデータおよび光学条件パ
ラメータの数値範囲および可変ステップ量に基づいた光
強度シミュレーションに要する計算量を求め、該計算量
を複数に分配させる第2の手順と、前記コンピュータが
有する複数の演算処理プロセッサの各々に、前記複数に
振り分けられた計算量分ずつ前記計算アルゴリズムに従
った演算を並列処理させる第3の手順と、前記複数の演
算処理プロセッサで並列して行われた各演算処理結果を
合成し、前記光強度シミュレーション結果を求めさせる
第4の手順とを実行させる光強度シミュレーションプロ
グラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
である。
【0019】請求項9に記載の発明は、請求項8に記載
の光強度シミュレーションプログラムを記録したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体において、前記光強度シ
ミュレーションプログラムにおける前記所定の計算アル
ゴリズムは、前記パターンデータ、および、前記光学系
パラメータの値に基づく数値積分計算であって、前記光
学系パラメータを前記数値範囲内で前記可変ステップ量
ずつ変化させた場合の各数値積分計算結果を総和平均す
るものであり、前記第2の手順において、前記入力され
た各光学条件パラメータの数値範囲および可変ステップ
量から、前記数値積分計算に使用される前記各光学条件
パラメータの値の組み合わせの数を求めさせて、該求め
た光学系パラメータの組み合わせの数を前記複数の演算
処理プロセッサの数に応じて分配させ、前記第3の手順
において、前記複数の演算処理プロセッサの各々に、前
記パターンデータ、および、前記第2の手順で分配させ
た各種光学系パラメータの値の組み合わせに基づいて、
前記数値積分計算を行わせることを特徴としている。
【0020】請求項10に記載の発明は、請求項9に記
載の光強度シミュレーションプログラムを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体において、前記第2の
手順において、前記複数の演算処理プロセッサの数に応
じて分配させる前記各種光学系パラメータの値の組み合
わせの数を、前記複数の演算処理プロセッサの各演算処
理性能に応じて変化させることを特徴としている。
【0021】ここで、上述した各請求項において、パタ
ーンデータとは、例えば、光強度シミュレーションを行
うフォトマスクパターンを所定の大きさの格子(以下、
メッシュという)に区切り、このメッシュのサイズと、
各メッシュ毎の光透過率(強度透過率および光の位相を
表すため複素透過率)の数値と、上記フォトマスクの寸
法とからなる。また、各種光学系パラメータとは、例え
ば、光強度シミュレーションを行うに際し、想定した露
光装置における光源波長、レンズ開口数、可干渉度(=
コヒーレンシー)、焦点外れ値(=デフォーカス)等か
らなる。
【0022】また、請求項3,7,10において、各種
光学系パラメータの値の組み合わせの数の分配量を、前
記複数の演算処理プロセッサの各演算処理性能に応じて
変化させるとは、例えば、同じ演算処理能力を有する演
算処理プロセッサが10個あり、各種光学系パラメータ
の値の組み合わせの数が30あったとした場合、各演算
処理プロセッサに分配する各種光学系パラメータの値の
組は3つずつ(すなわち均等に)分配するが、ある演算
処理能力を有する演算処理プロセッサが5個と、さらに
この演算処理プロセッサの2倍の演算処理能力を有する
演算処理プロセッサが5個あったとして(すなわち、計
10個の演算処理プロセッサ)、各種光学系パラメータ
の値の組み合わせの数が30有ったとした場合、2倍の
演算処理能力を有する5個の演算処理プロセッサには、
各種光学系パラメータの値の組をそれぞれ4つずつ分配
し、残りの5個の演算処理プロセッサには2つずつ分配
することを意味する。
【0023】すなわち、1個のプロセッサにおける演算
処理に要する時間が全てのプロセッサで同じになるよう
に、各プロセッサの演算性能に応じて組み合わせの数の
分配量を調節する。これは、組み合わせの数とプロセッ
サの演算性能とを前もって把握しておけば、分配量は簡
単な計算により求めることができる。
【0024】このような構成により、パターンデータを
入力すれば、パターンデータの大きさと光学条件とから
決められる光強度シミュレーションの計算範囲を求め
て、利用可能な状態にある演算処理プロセッサの個数に
応じて計算範囲の振り分けを決定し、それに基づいて各
演算処理プロセッサにおいてそれぞれの計算範囲を並列
に計算した後、計算結果を合成して所望のシミュレーシ
ョン結果が得られる。
【0025】また、並列処理によるシミュレーション計
算が行われるため、常に効率が最適化されたシミュレー
ションを行うことができ、処理時間を大幅に短縮でき
る。また、この時の並列処理は、単純に計算範囲を振り
分けるだけなので、ネットワークにより接続されたコン
ピュータであればどのようなものでも利用できる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の内容を詳述する。図1は本発明の光強度シミュレーシ
ョン装置の構成を示す図である。この図において、コン
トロールプロセッサ1は、本実施形態における光強度シ
ミュレーション装置(以下、本装置と略す)の各部をバ
スBを介して制御する。2はROMであり、本装置の起
動プログラムおよび基本動作プログラム等を記憶してい
る。3はRAMであり、本装置にインストールされた本
実施形態における光強度シミュレーションプログラムが
格納される。また、光強度シミュレーションを実行する
過程において発生したデータを一時的に記憶する。
【0027】4はハードディスクドライブ(以下、HD
Dという)であり、本実施形態における光強度シミュレ
ーションプログラムや、光強度シミュレーションの結果
等のデータが記憶される。5はフロッピーディスク,C
D−ROM,MOディスク,半導体メモリ等の、コンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体であり、本実施形態にお
ける光強度シミュレーションプログラムが記録されてい
る。
【0028】6はデータ読込/書込装置であり、記録媒
体5に記録されたプログラムまたは入力データの読み込
み、および、記録媒体5へのRAM3およびHDD4に
格納されている光強度シミュレーション結果等のデータ
の書き込みを行う。7は演算処理プロセッサ群であり、
互いにローカルバスLBによって接続されたn個の演算
処理プロセッサc1,c2,…,cnからなり、コント
ロールプロセッサ1の制御に従って光強度シミュレーシ
ョン実施時の演算処理を行う。
【0029】8はマウス,キーボード等からなる入力装
置であり、本実施形態における光強度シミュレーション
装置の操作等を行う。9はモニタであり、本実施形態に
おける光強度シミュレーション装置の操作画面、データ
入力画面、光強度シミュレーション結果画面等を表示す
る。10はプリンタであり、オペレータの指示に基づい
て、光強度シミュレーション結果をプリントアウトす
る。
【0030】次に上述した本実施形態における光強度シ
ミュレーション装置の動作について、図2に示すフロー
チャートを参照して説明する。まず、オペレータは、図
1のデータ読込/書込装置4に、本実施形態における光
強度シミュレーションを実行するためのプログラムを記
録した記録媒体5をセットし、本装置へ当該プログラム
をインストール(例えば、記録媒体5に記録されたプロ
グラムをHDD4の所定の記憶領域にコピーする等)す
る。
【0031】そして、オペレータがインストールされた
上記プログラムを起動すると、当該プログラムがHDD
4からRAM2へ読み出され、以下、コントロールプロ
セッサ1は、RAM2へ読み出されたプログラムに従っ
て、図2に示すフローチャートの処理を開始する。ま
ず、ステップS1のデータ入力処理を行う。すなわち、
本装置のモニタ9に、光強度シミュレーションを実施す
る際に用いられる入力データを入力するためのデータ入
力画面を表示する。これにより、オペレータは入力装置
8を用いて、モニタ9に表示されたデータ入力画面に光
強度シミュレーションで用いるデータを入力する。よっ
て、入力装置8は、データ入力手段といえる。
【0032】ここで、入力データとしては、マスクパタ
ーンに関するデータ(以下、パターンデータという)
と、光強度シミュレーションを行う上で想定された露光
装置の各種光学系パラメータデータ(以下、光学系パラ
メータという)とがある。パターンデータとは、例え
ば、図3(a)に示すようなマスクパターンP(同図
中、Mはマスク部分)があった場合、これを同図(b)
に示すように所定の大きさの格子(以下、メッシュとい
う)に区切り、各メッシュm毎の光透過率(正確には、
強度透過率および光の位相を表すため複素透過率として
設定される)の数値を行列データとしたものである。さ
らに、パターン領域、すなわち、パターンの寸法X,
Y、および、メッシュ幅x,yの値もパターンデータと
して入力される。
【0033】また、光学系パラメータとは、想定した露
光装置における光学系のパラメータを表した数値であ
り、一般的には、光源波長、レンズ開口数、可干渉度
(=コヒーレンシー)、焦点外れ値(=デフォーカス)
等のパラメータが用いられ、光強度シミュレーションの
際に入力される光学系パラメータは、これらパラメータ
の可変範囲および可変ステップとなる。
【0034】次にステップS2へ進み、コントロールプ
ロセッサ1は、光強度シミュレーションの計算アルゴリ
ズムを用いて可能になる並列処理による効率的な演算を
行うために、入力されたデータに基づいて、パターンデ
ータの大きさ、すなわちパターンの領域、および、メッ
シュ幅の値と、光学系パラメータ、すなわち、光源波
長、レンズ開口数、可干渉度、焦点外れ値等の値から、
光強度シミュレーションの計算範囲を求める。
【0035】ここで、光強度シミュレーションの計算範
囲について説明する。光強度シミュレーションの計算ア
ルゴリズムは、基本的には、フーリエ積分と呼ばれる、
ある種の数値積分の繰り返しから成り立っている(詳細
は、前述の参考文献: Born,Wolf著「光学の原理 II・I
II」1975、および、H.Hopkins; J.Opt.Soc.Am, Vol.47,
No.6 ('57) p508- 参照)。すなわち、光強度シミュレ
ーションの結果は、一定のパターンデータを基に、光学
系パラメータを少しずつ(または、オペレータが設定し
た変化分ずつ)変化させながら数値積分計算を繰り返
し、その総和平均をとることにより結果が求められる。
【0036】この、各光学系パラメータを代入すること
によって演算される数値積分は、互いに独立しているの
で、各演算処理プロセッサにおける計算は他と干渉する
ことなく実行できる。すなわち、一定のパターンデータ
すなわち各メッシュの光透過率に基づいて、光学系パラ
メータの値が少しずつ(または、オペレータが設定した
変化分ずつ)異なる数値積分計算を個々に実行し、個々
に求めた数値積分結果の総和平均をとることにより結果
が求められる。
【0037】したがって、ここでいう計算範囲とは、入
力されたデータに基づく光強度シミュレーションを行う
ために処理される全体の数値積分計算量のことであり、
この計算量は、パターンデータの大きさ、および、光学
系パラメータの組み合わせ数から判断することができ
る。
【0038】次にコントロールプロセッサ1は、ステッ
プS2で求めた計算範囲に基づいて、演算処理プロセッ
サ群7の各演算処理プロセッサc1,c2,…,cnに
対して、各々が演算処理する数値積分の振り分けを行
う。すなわち、まず、コントロールプロセッサ1は、ロ
ーカルバスLBを介して各演算処理プロセッサc1,c
2,…,cnに対し、ステップS1で入力されたパター
ンデータ(各演算処理プロセッサにおいて共通)をそれ
ぞれ送出し、次いで、各演算処理プロセッサc1,c
2,…,cnの演算処理能力に応じて、それぞれに、上
述した数値積分に代入するためのパラメータの組を適当
数に分けて送出する。これにより、コントロールプロセ
ッサ1は、計算量分配手段ということができる。
【0039】この時、コントロールプロセッサ1は、演
算処理プロセッサ群7の各演算処理プロセッサにおける
演算性能が同等であれば、数値積分の処理負担が均等に
なるように、各々に送出するパラメータの組の数を均等
にする。例えば、n個の演算処理プロセッサc1,c
2,…,cnの演算性能が同等であって、パラメータの
組をp個とした場合、演算処理プロセッサの1つ当たり
の数値積分処理数はp/n(pがnで割り切れる場合)
である。したがって、1個の演算処理プロセッサだけで
計算する場合と比べて、処理量が1/n、すなわち処理
時間が1/nになる。
【0040】なお、p/nが割り切れない場合には、演
算処理プロセッサによって剰余分のデータの処理の有無
が生じるが、それでも処理データ数の差は多くとも1つ
でしかないため、処理効率が大きく低下することはな
い。
【0041】また、各演算処理プロセッサの演算性能に
差がある場合には、例えば、性能に応じて処理するデー
タ数(すなわち、各演算処理プロセッサに送出するパラ
メータの組の数)を加減することにより、演算処理プロ
セッサ全体の処理時間がなるべく均等になるように調整
すればよい。
【0042】これにより、並列処理可能な演算処理プロ
セッサ群7の各演算処理プロセッサでは、それぞれ、コ
ントロールプロセッサ1から送出されてきたパターンデ
ータ、および、光学系パラメータの組に基づいて、並
列、かつ、独立に数値積分計算が実行される(ステップ
S4)。よって、演算処理プロセッサ群7は、並列処理
手段であるといえる。
【0043】次にステップS5へ進み、コントロールプ
ロセッサ1は、演算処理プロセッサ群7の各演算処理プ
ロセッサにおいて算出された計算結果データを収集し、
それらの総和平均をとる。ここで、各演算処理プロセッ
サで算出された計算結果は、パターンデータと同じ配列
数となる数値行列データとなるので、総和平均は、単に
行列の要素同士の和を取り、光学系パラメータの組の数
(すなわち、数値積分の繰り返しの回数)で割って、平
均化することにより求めることができる。これにより、
光強度シミュレーション結果としての光強度分布データ
が得られる。これにより、コントロールプロセッサ1
は、前述したように、計算量分配手段であると共に、シ
ミュレーション結果算出手段であるともいえる。
【0044】そしてステップS6において、コントロー
ルプロセッサ1は光強度シミュレーション結果の出力処
理を行う。すなわち、モニタ9の画面に光強度シミュレ
ーションの結果を表示する。また、オペレータから入力
装置8を介して光強度シミュレーションの結果をプリン
トアウトするよう指示があった場合は、プリンタ10に
対して上記光強度シミュレーション結果の印字データを
出力し、光強度シミュレーションの結果をプリントアウ
トする。
【0045】さらに、オペレータからの指示により、光
強度シミュレーションの結果をHDD4またはデータ記
録用の記録媒体5(ただし、本実施形態の光強度シミュ
レーションプログラムを記録した記録媒体とは別の記録
媒体)に、データファイルとして保存する。
【0046】このように、本実施形態の光強度シミュレ
ーション装置によれば、並列処理可能な演算処理プロセ
ッサのそれぞれに、光強度シミュレーションを実施する
ための数値積分計算を均等に振り分けて行うので、最も
効率的な並列処理の実行が可能となり、処理時間が短縮
される。
【0047】なお、図2,ステップS1におけるデータ
入力処理は、上述したように、図1の入力装置8から入
力する方法の他、予めパターンデータおよび光学系パラ
メータのデータファイルを、HDD4または記憶媒体5
(ただし、本実施形態の光強度シミュレーションプログ
ラムを記録した記録媒体とは別の記録媒体)に記憶させ
ておき、オペレータによって指定されたデータファイル
をこれら記憶装置または記録媒体から読み込むことによ
って行っても良い。よってこの場合は、HDD4または
記憶媒体5、および、コントロールプロセッサ1をデー
タ入力手段と見なすことができる。
【0048】また、上述した光強度シミュレーション装
置では、記録媒体5に記録された光強度シミュレーショ
ンプログラムを一旦、HDD4,RAM3等に読み込ん
だ後、コントロールプロセッサ1により処理を行ってい
たが、予め光強度シミュレーションプログラムをROM
2に記憶させておくようにしてもよい。すなわち、この
場合、ROM2を本実施形態における光強度シミュレー
ションプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記
録媒体として見なすことができる。
【0049】また、他の実施形態としては、並列処理用
として設計されたいわゆるマルチ演算処理プロセッサマ
シンであってもよく、この場合、各演算処理プロセッサ
で同時にデータを受け取り、同時に計算を実行すること
が可能である。また、一単体の装置ではなく、一般的な
ネットワークコンピュータの分散処理環境にある、複数
のコンピュータを用いたものであってもよい。
【0050】すなわち、例えば図4に示すように、ネッ
トワーク20に接続され、互いにデータ通信が可能な複
数のコンピュータ21−1〜21−nを用い、いずれか
1台のコンピュータ(例えばコンピュータ21−1)
が、前述した図1の演算処理プロセッサ群7以外の処理
(図2中、ステップS1〜S3、および、ステップS
5,S6の処理)を担当する。
【0051】また、他のコンピュータ(例えばコンピュ
ータ21−2〜21−n)には、それぞれ、同じ光強度
シミュレーションのアルゴリズムを載せたソフトウェア
をインストールしておき、各々において、コンピュータ
21−1から送信されてきたパターンデータおよび光強
度パラメータの組に基づいて数値積分計算(図2中、ス
テップS4の処理)を実行するようにしてもよい。この
ような構成であれば、コンピュータやオペレーションシ
ステムの種類を問わずに実行できる。
【0052】
【発明の効果】以上のように、本発明のような装置構成
により、パターンデータを入力すれば、演算処理プロセ
ッサの数および演算性能に応じて最適な光強度シミュレ
ーションの計算範囲の振り分けが決定され、それに基づ
いて並列処理が実行されることにより、効率的なシミュ
レーション計算が可能となり、計算時間を大幅に短縮で
きる。またこの装置構成は、ネットワークにより接続さ
れたコンピュータを簡単に転用できるので、コンピュー
タの利用環境に応じて非常に柔軟かつ適切な構成をとる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態における光強度シミュレ
ーション装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 同光強度シミュレーション装置における処理
の手順を示すフローチャートである。
【図3】 同光強度シミュレーション装置における計算
処理で用いられるパターンデータの内容を説明するため
の説明図である。
【図4】 本発明に係る光強度シミュレーション装置
の、他の実施形態の概略的な構成を示す概略構成図であ
る。
【符合の説明】
1 コントロールプロセッサ 2 ROM 3 RAM 4 HDD(ハードディスクドライブ) 5 記録媒体 6 データ読取/書込装置 7 演算処理プロセッサ群 8 入力装置 9 モニタ 10 プリンタ 20 ネットワーク 21−1〜21−n コンピュータ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトマスクパターンのパターンデータ
    と、該フォトマスクパターンの露光工程における各種光
    学条件をパラメータ化した光学条件パラメータに基づい
    て、所定の計算アルゴリズムに従った演算処理を行い、
    前記フォトマスクパターンをウェハ上に露光転写した時
    の投影光学像の光強度分布を求める光強度シミュレーシ
    ョン装置において、 前記パターンデータと、前記光学条件パラメータの数値
    範囲および可変ステップ量とを入力するデータ入力手段
    と、 前記入力されたパターンデータおよび光学条件パラメー
    タの数値範囲および可変ステップ量に基づいた光強度シ
    ミュレーションに要する計算量を求め、該計算量を複数
    に分配する計算量分配手段と、 複数の演算処理プロセッサを有し、前記計算量分配手段
    によって分配された各計算量の演算処理を各演算処理プ
    ロセッサにおいて並列処理する並列処理手段と、 前記並列処理手段によって行われた各演算処理結果を合
    成し、前記光強度シミュレーション結果を算出するシミ
    ュレーション結果算出手段とを有することを特徴とする
    光強度シミュレーション装置。
  2. 【請求項2】 前記所定の計算アルゴリズムは、前記パ
    ターンデータ、および、前記光学系パラメータの値に基
    づく数値積分計算であって、前記光学系パラメータを前
    記数値範囲内で前記可変ステップ量ずつ変化させた場合
    の各数値積分計算結果を総和平均するものであり、 前記計算量分配手段は、前記入力された各光学条件パラ
    メータの数値範囲および可変ステップ量から、前記数値
    積分計算に使用される前記各光学条件パラメータの値の
    組み合わせの数を求め、該求めた光学系パラメータの組
    み合わせの数を前記並列処理手段における複数の演算処
    理プロセッサの数に応じて分配し、 前記並列処理手段の各演算処理プロセッサの各々は、前
    記パターンデータ、および、前記計算量分配手段により
    分配された各種光学系パラメータの値の組み合わせに基
    づいて前記数値積分計算を行うことを特徴とする請求項
    1に記載の光強度シミュレーション装置。
  3. 【請求項3】 前記計算量分配手段は、前記各種光学系
    パラメータの値の組み合わせの数の分配量を、前記複数
    の演算処理プロセッサの各演算処理性能に応じて変化さ
    せることを特徴とする請求項2に記載の光強度シミュレ
    ーション装置。
  4. 【請求項4】 フォトマスクパターンのパターンデータ
    と、該フォトマスクパターンの露光工程における各種光
    学条件をパラメータ化した光学条件パラメータに基づい
    て、所定の計算アルゴリズムに従った演算処理を行い、
    前記フォトマスクパターンをウェハ上に露光転写した時
    の投影光学像の光強度分布を求める光強度シミュレーシ
    ョン装置において、 各々、ネットワークに接続され、互いにデータ授受が可
    能なデータ通信手段を有する複数のコンピュータからな
    り、 前記複数のコンピュータのうち、1台のコンピュータ
    が、 前記パターンデータと、前記光学条件パラメータの数値
    範囲および可変ステップ量とを入力するデータ入力手段
    と、 前記入力されたパターンデータおよび光学条件パラメー
    タの数値範囲および可変ステップ量に基づいた光強度シ
    ミュレーションに要する計算量を求め、該計算量を複数
    に分配する計算量分配手段とを有してなり、 前記1台のコンピュータを除く他のコンピュータは、そ
    れぞれ、前記計算量分配手段によって分配された各計算
    量の演算処理を各演算処理プロセッサにおいて並列処理
    し、 前記1台のコンピュータが、前記除く他のコンピュータ
    によって行われた各演算処理結果を合成し、前記光強度
    シミュレーション結果を求めることを特徴とする光強度
    シミュレーション装置。
  5. 【請求項5】 フォトマスクパターンのパターンデータ
    と、該フォトマスクパターンの露光工程における各種光
    学条件をパラメータ化した光学条件パラメータに基づい
    て、所定の計算アルゴリズムに従った演算処理を行い、
    前記フォトマスクパターンをウェハ上に露光転写した時
    の投影光学像の光強度分布を求める光強度シミュレーシ
    ョン方法において、 前記パターンデータと、前記光学条件パラメータの数値
    範囲および可変ステップ量とを入力する第1の段階と、 前記入力されたパターンデータおよび光学条件パラメー
    タの数値範囲および可変ステップ量に基づいた光強度シ
    ミュレーションに要する計算量を求め、該計算量を複数
    に振り分ける第2の段階と、 複数の演算処理プロセッサの各々により、前記複数に振
    り分けられた計算量分ずつ前記計算アルゴリズムに従っ
    た演算を並列処理する第3の段階と、 前記複数の演算処理プロセッサで並列して行われた各演
    算処理結果を合成し、前記光強度シミュレーション結果
    を求める第4の段階とからなることを特徴とする光強度
    シミュレーション方法。
  6. 【請求項6】 前記所定の計算アルゴリズムは、前記パ
    ターンデータ、および、前記光学系パラメータの値に基
    づく数値積分計算であって、前記光学系パラメータを前
    記数値範囲内で前記可変ステップ量ずつ変化させた場合
    の各数値積分計算結果を総和平均するものであり、 前記第2の段階において、前記入力された各光学条件パ
    ラメータの数値範囲および可変ステップ量から、前記数
    値積分計算に使用される前記各光学条件パラメータの値
    の組み合わせの数を求め、該求めた光学系パラメータの
    組み合わせの数を、前記複数の演算処理プロセッサの数
    に応じて分配し、 前記第3の段階において、前記複数の演算処理プロセッ
    サの各々は、前記パターンデータ、および、前記第2の
    段階で分配された各種光学系パラメータの値の組み合わ
    せに基づいて、前記数値積分計算を行うことを特徴とす
    る請求項5に記載の光強度シミュレーション方法。
  7. 【請求項7】 前記第2の段階において、前記複数の演
    算処理プロセッサの数に応じて分配する前記各種光学系
    パラメータの値の組み合わせの数を、前記複数の演算処
    理プロセッサの各演算処理性能に応じて変化させること
    を特徴とする請求項6に記載の光強度シミュレーション
    方法。
  8. 【請求項8】 フォトマスクパターンのパターンデータ
    と、該フォトマスクパターンの露光工程における各種光
    学条件をパラメータ化した光学条件パラメータに基づい
    て、所定の計算アルゴリズムに従った演算処理を行い、
    前記フォトマスクパターンをウェハ上に露光転写した時
    の投影光学像の光強度分布を求める光強度シミュレーシ
    ョンプログラムを記録したコンピュータにより読み取り
    可能な記録媒体であって、該光強度シミュレーションプ
    ログラムは、前記コンピュータに、 前記パターンデータと、前記光学条件パラメータの数値
    範囲および可変ステップ量とを入力させる第1の手順
    と、 前記入力されたパターンデータおよび光学条件パラメー
    タの数値範囲および可変ステップ量に基づいた光強度シ
    ミュレーションに要する計算量を求め、該計算量を複数
    に分配させる第2の手順と、 前記コンピュータが有する複数の演算処理プロセッサの
    各々に、前記複数に振り分けられた計算量分ずつ前記計
    算アルゴリズムに従った演算を並列処理させる第3の手
    順と、 前記複数の演算処理プロセッサで並列して行われた各演
    算処理結果を合成し、前記光強度シミュレーション結果
    を求めさせる第4の手順とを実行させる光強度シミュレ
    ーションプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
    能な記録媒体。
  9. 【請求項9】 前記光強度シミュレーションプログラム
    における前記所定の計算アルゴリズムは、前記パターン
    データ、および、前記光学系パラメータの値に基づく数
    値積分計算であって、前記光学系パラメータを前記数値
    範囲内で前記可変ステップ量ずつ変化させた場合の各数
    値積分計算結果を総和平均するものであり、 前記第2の手順において、前記入力された各光学条件パ
    ラメータの数値範囲および可変ステップ量から、前記数
    値積分計算に使用される前記各光学条件パラメータの値
    の組み合わせの数を求めさせて、該求めた光学系パラメ
    ータの組み合わせの数を前記複数の演算処理プロセッサ
    の数に応じて分配させ、 前記第3の手順において、前記複数の演算処理プロセッ
    サの各々に、前記パターンデータ、および、前記第2の
    手順で分配させた各種光学系パラメータの値の組み合わ
    せに基づいて、前記数値積分計算を行わせることを特徴
    とする請求項8に記載の光強度シミュレーションプログ
    ラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  10. 【請求項10】 前記第2の手順において、前記複数の
    演算処理プロセッサの数に応じて分配させる前記各種光
    学系パラメータの値の組み合わせの数を、前記複数の演
    算処理プロセッサの各演算処理性能に応じて変化させる
    ことを特徴とする請求項9に記載の光強度シミュレーシ
    ョンプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
    記録媒体。
JP13237998A 1998-05-14 1998-05-14 光強度シミュレーション装置および光強度シミュレーション方法並びに光強度シミュレーションプログラムを記録した記録媒体 Withdrawn JPH11329932A (ja)

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JP13237998A JPH11329932A (ja) 1998-05-14 1998-05-14 光強度シミュレーション装置および光強度シミュレーション方法並びに光強度シミュレーションプログラムを記録した記録媒体

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020070887A (ko) * 2001-02-28 2002-09-11 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤 한 쌍의 상보형 마스크를 제조하는 방법
US8893067B2 (en) * 2003-10-07 2014-11-18 Asml Netherlands B.V. System and method for lithography simulation

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