(57)【要約】【課題】良好なマスクレイアウトを効率的に作成できるマスクレイアウトの作成方法を提供する。【解決手段】実施形態に係るマスクレイアウトの作成方法は、露光用マスクのマスクレイアウトの作成方法であって、候補レイアウトを用いて複数の水準の露光条件でリソグラフィを行うことにより形成された複数のパターンの撮像画像からなる撮像画像群と、複数の水準の前記露光条件を想定したシミュレーションによって作成された複数の参照画像からなる参照画像群とを比較することにより、前記候補レイアウトを評価する工程を備える。【選択図】図１
2014164201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光用マスクのマスクレイアウトの作成方法であって、
集積回路装置に形成しようとするパターンのレイアウトに基づいて、前記露光用マスクの基準レイアウトを作成する工程と、
前記基準レイアウトを表すパラメータの一部を変化させた派生レイアウトを作成する工程と、
評価用マスクに前記基準レイアウト及び前記派生レイアウトをそれぞれ形成する工程と、
前記評価用マスクを用いて、露光時のデフォーカス量を相互に異なる複数の水準としてリソグラフィを行い、複数のパターンを形成する工程と、
前記パターンを撮像することにより、前記基準レイアウト及び前記派生レイアウトのそれぞれについて、前記複数の水準に対応した複数の撮像画像からなる撮像画像群を取得する工程と、
前記基準レイアウトについて、前記複数の水準のデフォーカス量を想定したシミュレーションを行い、前記複数の水準に対応した複数の参照画像からなる参照画像群を取得する工程と、
前記参照画像群の各前記参照画像からパターンの輪郭を抽出する工程と、
少なくとも１つの前記撮像画像群に属する各前記撮像画像からパターンの輪郭を抽出する工程と、
デフォーカス量が相互に等しい前記参照画像及び前記撮像画像からそれぞれ抽出された輪郭間の差分を算出することにより、前記少なくとも１つの撮像画像群に対応する前記基準レイアウト又は前記派生レイアウトを評価する工程と、
を備え、
前記基準レイアウトを作成する工程は、
前記形成しようとするパターンのパターンレイアウトを修正する工程と、
修正後の前記パターンレイアウトを想定したシミュレーションによって得られた指標の値を算出する工程と、
を有し、
前記指標として、露光時に結像される光学像における前記パターンが形成される予定の領域の暗さを用い、
前記指標の値に基づいて前記基準レイアウトを決定するマスクレイアウトの作成方法。
【請求項２】
露光用マスクのマスクレイアウトの作成方法であって、
候補レイアウトを用いて複数の水準の露光条件でリソグラフィを行うことにより形成された複数のパターンの撮像画像を含む撮像画像群と、複数の水準の前記露光条件を想定したシミュレーションによって作成された複数の参照画像を含む参照画像群と、を比較することにより、前記候補レイアウトを評価する工程を備えたマスクレイアウトの作成方法。
【請求項３】
露光用マスクのマスクレイアウトの作成方法であって、
形成しようとするパターンのレイアウトに基づいて、前記露光用マスクの基準レイアウトを作成する工程と、
前記基準レイアウトを表すパラメータの一部を変化させた派生レイアウトを作成する工程と、
評価用マスクに前記基準レイアウト及び前記派生レイアウトをそれぞれ形成する工程と、
前記評価用マスクを用いて、露光条件を相互に異なる複数の水準としてリソグラフィを行い、複数のパターンを形成する工程と、
前記パターンを撮像することにより、前記基準レイアウト及び前記派生レイアウトのそれぞれについて、前記複数の水準に対応した複数の撮像画像からなる撮像画像群を取得する工程と、
前記基準レイアウトについて、相互に異なる複数の水準の前記露光条件を想定したシミュレーションを行い、前記複数の水準に対応した複数の参照画像からなる参照画像群を取得する工程と、
前記参照画像群と少なくとも１つの前記撮像画像群とを比較することにより、前記少なくとも１つの撮像画像群に対応する前記基準レイアウト又は前記派生レイアウトを評価する工程と、
を備えたマスクレイアウトの作成方法。
【請求項４】
前記基準レイアウトを作成する工程は、
前記形成しようとするパターンのパターンレイアウトを修正する工程と、
修正後の前記パターンレイアウトを想定したシミュレーションによって得られた指標の値を算出する工程と、
を有し、
前記指標の値に基づいて前記基準レイアウトを決定する請求項３記載のマスクレイアウトの作成方法。
【請求項５】
前記指標として、露光時に結像される光学像における前記パターンが形成される予定の領域の暗さを用いる請求項４記載のマスクレイアウトの作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、マスクレイアウトの作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路装置の製造においては、露光用マスクのマスクレイアウトをレジスト膜上に転写し、このレジスト膜を現像するリソグラフィ法によって、配線等のパターンを形成している。このため、配線等のパターンを設計どおりに形成できるような露光用マスクを作製する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３２５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態は、良好なマスクレイアウトを効率的に作成できるマスクレイアウトの作成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るマスクレイアウトの作成方法は、露光用マスクのマスクレイアウトの作成方法であって、候補レイアウトを用いて複数の水準の露光条件でリソグラフィを行うことにより形成された複数のパターンの撮像画像からなる撮像画像群と、複数の水準の前記露光条件を想定したシミュレーションによって作成された複数の参照画像からなる参照画像群とを比較することにより、前記候補レイアウトを評価する工程を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係るマスクレイアウトの作成方法を例示するフローチャート図である。
【図２】形成しようとするパターンの基本レイアウトを例示する図である。
【図３】露光の照明配置を例示する図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、最適化処理前のパターンレイアウトを例示する図であり、（ｂ）は最適化処理後のパターンレイアウトを例示する図である。
【図５】パターン形状を表す指標を例示する斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、基準レイアウトに対してリソターゲットの形状を変化させた派生レイアウトを例示する図である。
【図７】（ａ）は、理想的なパターンからのずれ量が大きい光学像の光強度分布を例示する図であり、（ｂ）はその場合に形成されるパターンを例示する斜視図であり、（ｃ）は、理想的なパターンからのずれ量が小さい光学像の光強度分布を例示する図であり、（ｄ）はその場合に形成されるパターンを例示する斜視図である。
【図８】参照画像からパターンの輪郭を抽出した図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、撮像画像からパターンの輪郭を抽出した図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、撮像画像から抽出した輪郭を参照画像から抽出した輪郭に重ね合わせた図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、横軸に幅方向の位置をとり、縦軸に高さ方向の位置をとって、第２の実施形態においてレジスト膜内に結像される光学像の光強度分布を例示する図であり、（ｄ）は、横軸に高さ方向の位置をとり、縦軸にパターンが形成される領域の光強度をとって、レジスト膜内におけるパターンが形成される領域の暗さを例示するグラフ図である。
【図１２】第３の実施形態に係るマスクレイアウトの作成方法を例示するフローチャート図である。
【図１３】第４の実施形態に係るマスクレイアウトの作成方法を例示するフローチャート図である。
【図１４】第５の実施形態に係る評価装置を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。  
先ず、第１の実施形態について説明する。  
本実施形態は、集積回路装置の製造に用いる露光用マスクのマスクレイアウトの作成方法である。
【０００８】
先ず、図１のステップＳ１及び図２に示すように、集積回路装置に形成しようとするパターンの基本レイアウトを取得する。基本レイアウト１０は、例えば、その集積回路装置における最も配列周期が短い配線のレイアウトである。図２に示す例では、基本レイアウト１０はラインアンドスペース状のパターンである。
【０００９】
次に、図１のステップＳ２及び図３に示すように、基本レイアウト１０を良好に露光できるように、照明条件を最適化する。例えば、光源４０の配置を、ラインアンドスペース状のパターンの露光に適した二重極配置とする。
【００１０】
次に、図１のステップＳ３に示すように、パターンレイアウトを最適化する。具体的には、図４（ａ）に示すように、配線１１及びパッド１２を含むパターンレイアウト１３を用意する。パターンレイアウト１３には、複数の評価点Ｓを設定する。評価点Ｓは、寸法変動量が大きくなると予想される位置に重点的に配置することが好ましい。
【００１１】
そして、図４（ｂ）に示すように、パターンレイアウト１３について、回路の結線関係を保持したまま、露光が良好になるように各部の形状を変形させる。このパターンレイアウトの最適化は、例えば、パターンレイアウト１３からの各部の形状の変化量を表すパラメータａ１、ａ２、ａ３等を変化させることによるパターンレイアウトの修正と、光学的シミュレーションによって得られたパターンの形状を表す指標の値の算出と、この指標の値に基づいたパターンの形状の評価を繰り返すことにより、実施することができる。例えば、複数の指標を組み合わせてコスト関数を作成し、このコスト関数の値が最大又は最小になるようなパラメータの組み合わせを探索する。指標の値は各評価点Ｓにおいて算出する。
【００１２】
図５に示すように、パターンＰの形状を表す指標として、例えば、「残膜量」、「テーパ角」、「裾ひき角」、「ＣＤ（Critical Dimension：短寸法）」、「ラフネス」及び「膜残り量」等が挙げられる。「残膜量」とは、パターンが形成される予定の領域におけるパターンの高さをいい、一定値以上であることが必要である。残膜量が少なすぎると、パターンの高さが局所的に低くなる「膜減り」が生じてしまう。「テーパ角」とは、垂直面に対するパターン上部の側面の傾斜角であり、一定値以下であることが必要である。テーパ角が大きすぎると上述の「膜減り」が生じてしまう。「裾ひき角」とは、垂直面に対するパターン下部の側面の傾斜角であり、一定値以下であることが必要である。裾引き角が大きすぎると、パターンの裾が拡がる「裾引き」が発生してしまう。
【００１３】
「ＣＤ」とは、パターンの例えば高さ方向中央部の幅であり、一定範囲内であることが必要である。「ラフネス」とは、パターンの上面又は裾におけるパターンの長手方向に沿った上下方向の変動量であり、小さいほど好ましい。ラフネスが大きすぎると、ショート又はオープン等の欠陥が発生したり、光学条件の変動に対する形状の安定性（ロバスト性）が低下してしまう。「膜残り量」とは、パターンが形成されない予定の領域におけるパターンの残存高さであり、特定の位置においてはゼロであることが必要である。例えば、転写されないはずのサイドローブが転写されると、この領域において膜残り量は正の値となる。配線間のスペースにおいて膜残り量が正の値となる領域が連続的に配置されると、ショートが生じる可能性がある。
【００１４】
このようにして、パターンレイアウト１３から出発して、パラメータａ１、ａ２、ａ３等を最適化することによって得られたレイアウトを、「基準レイアウト１５」とする。基準レイアウト１５は、リソグラフィによってウェーハ上に実際に形成しようとするリソターゲットである。
【００１５】
以後、基準レイアウト１５を起点として、実際にウェーハ上にパターンを形成して撮像する一連のプロセス（ステップＳ４〜Ｓ８）と、基準レイアウト１５を想定してシミュレーションを行い、パターンの画像を作成する一連のプロセス（ステップＳ９〜Ｓ１０）を、並列的に実施する。そして、両プロセスによって得られた画像の輪郭を比較して（ステップＳ１１〜Ｓ１３）、最終的に採用するマスクレイアウトを決定する（ステップＳ１４）。以下、各プロセスの詳細について説明する。
【００１６】
先ず、実際にパターンを形成するプロセスについて説明する。  
図１のステップＳ４に示すように、基準レイアウト１５を表すパラメータの一部を変化させて、派生レイアウトを作成する。例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、基準レイアウト１５を中心として、パラメータａ１、ａ２、ａ３を一定のルールに従ってそれぞれ独立に変化させる。このようにして、ウェーハ上に形成しようとするリソターゲット自体を変化させた派生レイアウト１６ａ〜１６ｃを作成する。
【００１７】
次に、図１のステップＳ５に示すように、基準レイアウト１５及び派生レイアウト１６ａ〜１６ｃ（以下、総称して「候補レイアウト」という）に対してＯＰＣ（Optical Proximity Correction：光近接効果補正）処理を施し、ＯＰＣ処理後の候補レイアウトのそれぞれに対応する評価用マスクを作製する。なお、このとき、１枚の評価用マスクに１つの候補レイアウトを形成してもよく、１枚の評価用マスクに複数の候補レイアウトを形成してもよい。
【００１８】
次に、ステップＳ６に示すように、各候補レイアウトが形成された評価用マスクを用いて、露光条件、例えば、デフォーカス量を相互に異なる複数の水準としてリソグラフィを行い、ウェーハ上にパターンを形成する。すなわち、ウェーハ上に被加工膜を形成し、その上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜を評価用マスクを用いて露光する。次に、レジスト膜を現像して、レジストパターンを形成する。次に、レジストパターンをマスクとして異方性エッチングを施し、被加工膜を選択的に除去する。これにより、ウェーハ上にパターンが形成される。このとき、候補レイアウトの数をｎとし、露光条件の水準数をｍとすると、形成されるパターンの数は（ｎ×ｍ）となる。本実施形態においては、例えば、露光条件をデフォーカス量とし、デフォーカス量の水準を、−９０ｎｍ、０ｎｍ（ベストフォーカス）、＋９０ｎｍの３水準とする。
【００１９】
次に、ステップＳ７に示すように、各パターンを例えばＳＥＭ（scanning electron microscope：走査型電子顕微鏡）により、直上方向から撮像する。これにより、各パターンを直上から見たトップビューの撮像画像が得られる。
【００２０】
次に、ステップＳ８に示すように、各撮像画像を電子データとして記憶手段に記憶させる。このとき、各候補レイアウトについて、ｍ水準の露光条件に対応したｍ枚の撮像画像を、１つの撮像画像群として記憶する。従って、記憶手段には、ｍ枚の撮像画像からなる撮像画像群がｎ個記憶される。
【００２１】
次に、シミュレーションを行うプロセスについて説明する。  
先ず、ステップＳ９に示すように、基準レイアウト１５について、ＯＰＣ処理を施した後、相互に異なる複数の水準の露光条件を想定したシミュレーションを行う。このとき、複数の水準に変化させる露光条件は、ステップＳ６において相互に異なる複数の水準とした露光条件と同じ条件とし、例えば、デフォーカス量とする。また、ステップＳ９における露光条件の水準は、ステップＳ６における露光条件の水準と一致させることが好ましい。これにより、リソグラフィによって形成されるパターンの３次元形状を推定する。
【００２２】
例えば、シミュレーションによって光学像の光強度分布を推定し、この光学像の光強度の等高面をパターンの外面とみなすことにより、パターンの３次元形状を推定する。そして、この３次元形状に基づいて、パターンを直上から見たトップビューの２次元画像を作成し、これを参照画像とする。
【００２３】
例えば、図７（ａ）に示すように、露光時の光学像における光の強度分布の等高面と、理想的なパターンの外面とのずれ量が大きいと、図７（ｂ）に示すように、例えば領域Ａは上から見てパターンＰが細くなり、領域Ｂは上から見てパターンＰが太くなるというように、パターンＰの形状が不均一になる。一方、図７（ｃ）に示すように、光の強度分布の等高面と、理想的なパターンの外面とのずれ量が小さいと、図７（ｄ）に示すように、パターンＰの形状が均一になる。このようにして、各水準の露光条件に対応した複数の参照画像が取得される。露光条件の水準数がｍである場合、参照画像の数はｍ枚である。参照画像は、パターンを上方から見たトップビューの画像である。
【００２４】
次に、ステップＳ１０に示すように、各参照画像を電子データとして記憶手段に記憶させる。このとき、ｍ水準の露光条件に対応したｍ枚の参照画像を、１つの撮像画像群として記憶させる。基準レイアウト１５が１種類であれば、記憶手段には１個の撮像画像群が記憶される。
【００２５】
次に、ステップＳ１２及び図８に示すように、参照画像群Ｒに属する各参照画像からパターンの輪郭２１を抽出する。  
次に、ステップＳ１３及び図９（ａ）に示すように、１つの撮像画像群Ｔ１に属する各撮像画像からパターンの輪郭２２を抽出する。
【００２６】
次に、ステップＳ１３及び図１０（ａ）に示すように、図９（ａ）に示す撮像画像から抽出した輪郭２２を、図８に示す参照画像から抽出した輪郭２１に重ねる。このとき、同じ水準の露光条件で露光したパターンの輪郭同士を重ねる。そして、例えば、輪郭２１と輪郭２２との差分の大きさを算出して一致度を計算し、この一致度を適当な基準値と比較することにより、輪郭同士が一致しているか否かを判定する。一致度は、輪郭同士の差分の大きさに基づいて決定される指標である。輪郭同士の一致度が高ければ、パターンの形状が類似していると考えられる。
【００２７】
このようにして、ステップＳ１３においては、１つの候補レイアウトを用いて複数水準の露光条件でリソグラフィを行うことにより形成された複数のパターンの撮像画像からなる１つの撮像画像群と、複数水準の露光条件を想定したシミュレーションによって作成された複数の参照画像からなる参照画像群とを比較することにより、１つの候補レイアウトの特性がシミュレーションどおりであるか否かを評価する。本実施形態においては、説明の都合上、図９（ａ）及び図１０（ａ）に示す撮像画像群Ｔ１の輪郭２２は、参照画像群Ｒの輪郭２１と一致しないものとする。
【００２８】
ステップＳ１３において、輪郭同士が一致しないと判定された場合は、ステップＳ１２に戻り、図９（ｂ）に示すように、他の１つの撮像画像群Ｔ２に属する各撮像画像から輪郭２２を抽出する。そして、ステップＳ１３に進み、図１０（ｂ）に示すように、この輪郭２２を参照画像の輪郭２１に重ね、輪郭同士が一致するか否かを判定する。本実施形態においては、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示す撮像画像群Ｔ２の輪郭２２は、参照画像群Ｒの輪郭２１と一致するものとする。
【００２９】
ステップＳ１３において、輪郭同士が一致すると判定された場合は、ステップＳ１４に進み、輪郭２２が参照画像群Ｒの輪郭２１と一致したと判定された候補レイアウトを、最終的なマスクレイアウトとして採用する。本実施形態においては、撮像画像群Ｔ２を取得した候補レイアウトを、マスクレイアウトとする。このようにして、マスクレイアウトが作成される。
【００３０】
次に、本実施形態の効果について説明する。  
本実施形態においては、露光用マスクの基準レイアウトに基づいて派生レイアウトを作成し（ステップＳ４）、これらに基づいて評価用マスクを作製し（ステップＳ５）、複数水準の露光条件によりリソグラフィを行い、実際にパターンを形成する（ステップＳ６）。そして、これらのパターンを撮像して（ステップＳ７）、撮像画像群を取得する（ステップＳ８）。一方、基準レイアウトに基づいて複数水準の露光条件を想定してシミュレーションを行い（ステップＳ９）、参照画像群を取得する（ステップＳ１０）。そして、撮像画像の輪郭と参照画像の輪郭とを比較して（ステップＳ１３）、参照画像群と一致する撮像画像群の候補レイアウトを、マスクレイアウトとしている（ステップＳ１４）。
【００３１】
このように、本実施形態においては、実際に作製したパターンの撮像画像と、シミュレーションにより作成したパターンの参照画像とを、画像同士で比較しているため、撮像画像を数値スペックと比較する場合に比べて、より多くの指標を考慮した多面的な比較が可能である。また、複数水準の露光条件に対応した複数枚の画像同士を比較することにより、露光条件の変動に対するロバスト性についても、シミュレーション結果を参照して適切に評価することができる。この結果、設計時の目標に近いマスクレイアウトを選択することができる。
【００３２】
更に、画像から輪郭を抽出してその差分を算出することにより、撮像画像と参照画像のマッチング性に関する一義的な評価が可能となる。これにより、ステップＳ１１〜Ｓ１３に示す候補レイアウトからマスクレイアウトを選択する工程を、人手を介さずに、コンピュータにより自動的に実施することができる。この結果、本実施形態によれば、特性が良好なマスクレイアウトを短時間で作成することが可能となる。また、客観的且つ定量的な評価が可能となるため、比較結果を次のマスクレイアウトの設計に反映させることが可能となる。例えば、比較結果を、ステップＳ３に示す基準レイアウトの作成工程にフィードバックさせることができる。
【００３３】
これに対して、仮に、検査者が撮像画像を視認して数値スペックと比較することにより、候補レイアウトを評価する場合は、撮像画像を多面的に評価することが困難であり、また、シミュレーションの結果も考慮されないため、設計時の着眼点とは異なる着眼点でマスクレイアウトが選択されてしまう可能性がある。また、候補レイアウトの評価が官能試験に近いものとなるため、比較結果の客観性が乏しく、比較結果が検査者の主観によって左右されてしまう場合があると共に、比較結果を次のマスクレイアウトの設計にフィードバックさせることが困難である。更に、自動化が著しく困難であるため処理速度が低く、マスクレイアウトの作成に長時間を要してしまう。
【００３４】
なお、第１の実施形態においては、撮像画像群を１つずつ参照画像群と比較し、合格基準に達する撮像画像群が出現した時点で、比較を打ち切る例を示した。これにより、通常は、全ての撮像画像群について比較を行う必要がなく、所定の要件を満たすマスクレイアウトを短時間で作成することができる。この効果は、候補レイアウトの数が膨大である場合に特に有益である。これに対して、全ての撮像画像群を参照画像群と比較した後、最も一致度が高い候補レイアウトをマスクレイアウトとしてもよい。この場合は、比較に要する時間は長くなるが、最良の候補レイアウトをマスクレイアウトとすることができる。
【００３５】
次に、第２の実施形態について説明する。  
本実施形態は、基準レイアウトを作成するための指標として、光学像におけるパターン形成領域の「暗さ」を用いる例である。
【００３６】
図１１（ａ）〜（ｃ）において、領域Ｃは、レジストパターンが残留する予定の領域であり、長さＤは、ラインアンドスペース状のパターンの配列周期であり、長さＥは領域Ｃの幅である。
【００３７】
図１１（ｄ）の縦軸は、光学像におけるパターン形成領域の「暗さ」を表す指標として、領域Ｆにおける光強度の平均値に対する領域Ｇにおける光強度の平均値の比の値を採用している。縦軸の数値が低いほど、レジスト膜中におけるレジストパターンが残留する予定の領域が相対的に暗いことを表している。領域Ｆにおける光強度の平均値は、例えば、高さ方向のある位置における光強度を幅方向に沿って領域Ｆ全体について積分し、領域Ｆの幅方向の長さで除した値とすることができる。領域Ｇにおける光強度の平均値についても同様である。但し、「暗さ」の指標は、これには限定されない。
【００３８】
上述の如く、本実施形態においては、図１のステップＳ３に示す工程において、パターンレイアウトの最適化処理を行う際に、マスクレイアウトを評価するための指標として、露光時に結像される光学像におけるパターンが形成される予定の領域の「暗さ」を用いる。実際のリソグラフィにおいては、この光学像はレジスト膜内に結像される。そして、ある部分の光学像が暗いほど、すなわち、光強度が低いほど、レジスト膜のその部分が現像後に残存しやすくなる。従って、設計どおりのパターンを形成するためには、光学像において、レジストパターンを残留させたい領域Ｃは十分に暗く、それ以外の領域は十分に明るいことが好ましい。
【００３９】
例えば、図１１（ａ）及び（ｄ）の範囲Ｈに示すように、露光光のデフォーカス量が−９０ｎｍである場合には、領域Ｃの下部が相対的に明るくなっていて、周囲との間の光強度差が小さかった。この場合は、リソグラフィによってパターンを形成すると、裾が拡がる「裾引き」が発生してしまう。
【００４０】
また、図１１（ｃ）及び（ｄ）の範囲Ｉに示すように、露光光のデフォーカス量が＋９０ｎｍである場合には、領域Ｃの上部が相対的に明るかった。この場合は、リソグラフィによってパターンを形成すると、パターンの高さが局所的に低くなる「膜減り」が発生してしまう。
【００４１】
これらに対して、図１１（ｂ）及び（ｄ）に示すように、露光光がベストフォーカスである場合には、高さ方向の全域にわたって図１１（ｄ）の横軸に示す光強度の相対値が低くなり、領域Ｃ全体が十分に相対的に暗くなった。この場合は、リソグラフィによって形成されるパターンの形状が良好になる。一般的には、図１１（ｄ）の横軸に示す光強度の相対値が高くなると、「裾引き」又は「膜減り」が発生する可能性が高くなる。
【００４２】
このように、パターンレイアウトの最適化処理を行う際の指標として、光学像におけるパターンが形成される予定の領域の「暗さ」を用いることにより、リソグラフィによって形成されるパターンの形状について、「裾引き」及び「膜減り」等の個別の不具合を包括した総合的な評価が可能となる。また、上述の「暗さ」を用いて適切なコスト関数を設定することにより、パターン形状をより正確に評価できる。
【００４３】
本実施形態における上記以外の方法及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。なお、本実施形態においては、基準レイアウトを作成する際の指標として、上述の「暗さ」と、第１の実施形態において使用したパターンの形状を直接的に表す指標とを併用してもよい。
【００４４】
次に、第３の実施形態について説明する。  
図１２に示すように、本実施形態においては、ステップＳ３に示すパターンレイアウトの最適化処理において、相互に異なる指標を重視した複数の基準レイアウト１５を作成する。例えば、指標１を重視した基準レイアウト１５＿１、指標２を重視した基準レイアウト１５＿２、指標３を重視した基準レイアウト１５＿３の３種類の基準レイアウトを作成する。
【００４５】
そして、ステップＳ４〜Ｓ８においては、この３種類の基準レイアウト１５＿１〜１５＿３のそれぞれを起点として、派生レイアウトを作成し、評価用マスクを作製し、露光条件を複数水準としたリソグラフィを行ってパターンを作成し、ＳＥＭで撮像して撮像画像群を取得する。一方、ステップＳ９において、３種類の基準レイアウト１５＿１〜１５＿３についてそれぞれシミュレーションを行い、ステップＳ１０に示すように、３種類の参照画像群Ｒ１〜Ｒ３を取得する。次に、ステップＳ１１〜Ｓ１３において、基準レイアウト毎に撮像画像群と参照画像群とを比較し、適切なマスクレイアウトを選定する。これにより、マスクレイアウトが作成される。
【００４６】
その後、ステップＳ１５に示すように、ステップＳ１１〜Ｓ１４に示すマスクレイアウトの選定の結果を、ステップＳ３に示すパターンレイアウトの最適化処理にフィードバックする。例えば、参照画像群Ｒ１を用いて選択されたマスクレイアウトの特性が、参照画像群Ｒ２又はＲ３を用いて選択されたマスクレイアウトの特性よりも優れていた場合には、次回のマスクレイアウトの作成において、特性２及び特性３よりも特性１を重視して基準レイアウトを作成する。
【００４７】
本実施形態によれば、相互に異なる指標を重視した複数の基準レイアウト１５を作成することにより、より適切なマスクレイアウトを作成することができる。また、重視すべき指標に関する知見を、次のマスクレイアウトの作成にフィードバックすることができる。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４８】
なお、本実施形態においても、全ての撮像画像群を参照画像群と比較した後、最も輪郭の一致度が高い候補レイアウトを選択してもよい。これにより、特に良好なマスクレイアウトを作成できると共に、最も重視すべき指標を正確に知見することができる。
【００４９】
次に、第４の実施形態について説明する。  
図１３に示すように、本実施形態においては、相互に異なる複数種類のパターンレイアウト、例えば、３種類のパターンレイアウト１３＿１〜１３＿３を用意し、ステップＳ３に示す工程において、３種類のパターンレイアウト１３＿１〜１３＿３のそれぞれについて最適化処理を行う。これにより、３種類のパターンレイアウト１３＿１〜１３＿３に対応した３種類の基準レイアウトが作成される。
【００５０】
そして、ステップＳ４〜Ｓ８において、この３種類の基準レイアウトのそれぞれを起点として撮像画像群を取得する。一方、ステップＳ９において、３種類の基準レイアウトについてそれぞれシミュレーションを行い、ステップＳ１０に示すように、３種類の参照画像群Ｒ４〜Ｒ６を取得する。次に、ステップＳ１１〜Ｓ１３において、各基準レイアウトに基づく撮像画像群と参照画像群との比較を、パターンレイアウト毎に行い、ステップＳ１４において、適切な候補レイアウトを選択する。これにより、マスクレイアウトが作成される。
【００５１】
その後、ステップＳ１６に示すように、ステップＳ１４において選択された候補レイアウトの起点となったパターンレイアウト１３を、集積回路装置に形成するパターンレイアウトとして採用する。
【００５２】
本実施形態によれば、相互に異なる複数のパターンレイアウトに基づいて複数の基準レイアウト１５を作成することにより、より適切なマスクレイアウトを作成することができる。また、複数のパターンレイアウトの候補から、よりリソグラフィに適したパターンレイアウトを選択することができる。本実施形態は、例えば、パターンレイアウトの一部をリソグラフィの都合によって決定してもよい場合に、特に有効である。
【００５３】
なお、本実施形態においても、全ての撮像画像群を参照画像群と比較した後、最も輪郭の一致度が高い候補レイアウトを選択してもよい。これにより、最もリソグラフィに適したパターンレイアウトを確実に見つけることができる。
【００５４】
次に、第５の実施形態について説明する。  
本実施形態は、前述の第１〜第４の実施形態におけるステップＳ１１〜Ｓ１３に示す工程を自動的に実施する評価装置の実施形態である。
【００５５】
図１４に示すように、本実施形態に係る評価装置５０においては、入出力部５１、演算部５２及び記憶部５３が設けられている。
【００５６】
入出力部５１は、外部から参照画像群及び撮像画像群が入力されると共に、演算部５２による選択結果を出力するものであり、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）コネクタ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）ドライブ等の光ディスクドライブ、ディスプレイ、キーボード、マウス等を含んでいる。
【００５７】
演算部５２は、参照画像及び撮像画像からそれぞれ輪郭を抽出し、輪郭同士の差分を算出し、輪郭間の一致度を計算し、この一致度を基準値と比較することにより、輪郭が一致するか否かの判定を行うものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）を含んでいる。
【００５８】
記憶部５３は、入出力部５１から入力された参照画像群及び撮像画像群、演算部５２によって抽出された輪郭、算出された一致度、及び判定結果等を記憶するものであり、例えば、ＨＤＤ（hard disk drive：ハードディスクドライブ）を含んでいる。
【００５９】
評価装置５０は、図１のステップＳ８に示すように、入出力部５１によって撮像画像群を取り込んで記憶部５３に記憶させ、ステップＳ１０に示すように、入出力部５１によって参照画像群を取り込んで記憶部５３に記憶させる。次に、ステップＳ１１に示すように、演算部５２が記憶部５３から参照画像群の各参照画像を読み出して輪郭２１を抽出し、ステップＳ１２に示すように、演算部５２が記憶部５３から撮像画像群の各撮像画像を読み出して輪郭２２を抽出する。次に、ステップＳ１３に示すように、演算部５２が輪郭２１と輪郭２２との差分を算出して一致度を計算し、基準値と比較し、輪郭同士が一致しているか否かを判定する。そして、この判定結果を、入出力部５１を介して外部に出力する。
【００６０】
このようにして、本実施形態に係る画像比較装置によれば、ステップＳ８〜Ｓ１３に示す処理を自動的に実行することができる。本実施形態における上記以外の方法及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００６１】
また、所定のプログラムによって汎用のパーソナルコンピュータを制御することにより、評価装置５０を実現してもよい。この場合に用いるプログラムは、コンピュータに、候補レイアウトを用いて複数の水準の露光条件でリソグラフィを行うことにより形成された複数のパターンの撮像画像からなる撮像画像群と、複数の水準の露光条件を想定したシミュレーションによって作成された複数の参照画像からなる参照画像群とを比較することにより、候補レイアウトを評価する手順を実行させる評価プログラムである。
【００６２】
なお、前述の第１〜第４の実施形態においては、リソグラフィ（ステップＳ６）及びシミュレーション（ステップＳ９）において複数の水準とする露光条件をデフォーカス量とする例を示したが、これには限定されず、例えば、露光光のドーズ量としてもよい。
【００６３】
また、前述の第１〜第５の実施形態においては、撮像画像及び参照画像からパターンの輪郭を抽出し、輪郭同士を比較する例を示したが、これには限定されず、例えば、パターンの等高線を抽出して等高線同士を比較してもよい。この場合、撮像画像がパターンを直上から撮像したトップビューの画像であっても、パターンの側面は通常、下部が拡がるように傾斜しているため、撮像画像からパターンの側面の情報もある程度読み取ることができ、パターンの等高線を推定することができる。
【００６４】
以上説明した実施形態によれば、良好なマスクレイアウトを効率的に作成できるマスクレイアウトの作成方法、評価装置及び評価プログラムを実現することができる。
【００６５】
本実施形態は、以下の態様を含む。
【００６６】
（付記１）
露光用マスクのマスクレイアウトの作成方法であって、
集積回路装置に形成しようとするパターンのレイアウトに基づいて、前記露光用マスクの基準レイアウトを作成する工程と、
前記基準レイアウトを表すパラメータの一部を変化させた派生レイアウトを作成する工程と、
評価用マスクに前記基準レイアウト及び前記派生レイアウトをそれぞれ形成する工程と、
前記評価用マスクを用いて、露光時のデフォーカス量を相互に異なる複数の水準としてリソグラフィを行い、複数のパターンを形成する工程と、
前記パターンを撮像することにより、前記基準レイアウト及び前記派生レイアウトのそれぞれについて、前記複数の水準に対応した複数の撮像画像からなる撮像画像群を取得する工程と、
前記基準レイアウトについて、前記複数の水準のデフォーカス量を想定したシミュレーションを行い、前記複数の水準に対応した複数の参照画像からなる参照画像群を取得する工程と、
前記参照画像群の各前記参照画像からパターンの輪郭を抽出する工程と、
少なくとも１つの前記撮像画像群に属する各前記撮像画像からパターンの輪郭を抽出する工程と、
デフォーカス量が相互に等しい前記参照画像及び前記撮像画像からそれぞれ抽出された輪郭間の差分を算出することにより、前記少なくとも１つの撮像画像群に対応する前記基準レイアウト又は前記派生レイアウトを評価する工程と、
を備え、
前記基準レイアウトを作成する工程は、
前記形成しようとするパターンのパターンレイアウトを修正する工程と、
修正後の前記パターンレイアウトを想定したシミュレーションによって得られた指標の値を算出する工程と、
を有し、
前記指標として、露光時に結像される光学像における前記パターンが形成される予定の領域の暗さを用い、
前記指標の値に基づいて前記基準レイアウトを決定するマスクレイアウトの作成方法。
【００６７】
（付記２）
露光用マスクのマスクレイアウトの作成方法であって、
候補レイアウトを用いて複数の水準の露光条件でリソグラフィを行うことにより形成された複数のパターンの撮像画像を含む撮像画像群と、複数の水準の前記露光条件を想定したシミュレーションによって作成された複数の参照画像を含む参照画像群と、を比較することにより、前記候補レイアウトを評価する工程を備えたマスクレイアウトの作成方法。
【００６８】
（付記３）
露光用マスクのマスクレイアウトの作成方法であって、
形成しようとするパターンのレイアウトに基づいて、前記露光用マスクの基準レイアウトを作成する工程と、
前記基準レイアウトを表すパラメータの一部を変化させた派生レイアウトを作成する工程と、
評価用マスクに前記基準レイアウト及び前記派生レイアウトをそれぞれ形成する工程と、
前記評価用マスクを用いて、露光条件を相互に異なる複数の水準としてリソグラフィを行い、複数のパターンを形成する工程と、
前記パターンを撮像することにより、前記基準レイアウト及び前記派生レイアウトのそれぞれについて、前記複数の水準に対応した複数の撮像画像からなる撮像画像群を取得する工程と、
前記基準レイアウトについて、相互に異なる複数の水準の前記露光条件を想定したシミュレーションを行い、前記複数の水準に対応した複数の参照画像からなる参照画像群を取得する工程と、
前記参照画像群と少なくとも１つの前記撮像画像群とを比較することにより、前記少なくとも１つの撮像画像群に対応する前記基準レイアウト又は前記派生レイアウトを評価する工程と、
を備えたマスクレイアウトの作成方法。
【００６９】
（付記４）
前記基準レイアウトを作成する工程は、
前記形成しようとするパターンのパターンレイアウトを修正する工程と、
修正後の前記パターンレイアウトを想定したシミュレーションによって得られた指標の値を算出する工程と、
を有し、
前記指標の値に基づいて前記基準レイアウトを決定する付記３記載のマスクレイアウトの作成方法。
【００７０】
（付記５）
前記指標として、露光時に結像される光学像における前記パターンが形成される予定の領域の暗さを用いる付記４記載のマスクレイアウトの作成方法。
【００７１】
（付記６）
前記指標として、前記パターンの形状を表すパラメータを用いる付記４記載のマスクレイアウトの作成方法。
【００７２】
（付記７）
前記基準レイアウトを作成する工程において、相互に異なる前記指標を重視した複数の基準レイアウトを作成する付記４〜６のいずれか１つに記載のマスクレイアウトの作成方法。
【００７３】
（付記８）
前記基準レイアウトを作成する工程において、相互に異なる前記パターンのレイアウトに基づいた複数の基準レイアウトを作成する付記３〜７のいずれか１つに記載のマスクレイアウトの作成方法。
【００７４】
（付記９）
前記シミュレーションにおける前記複数の水準を、前記リソグラフィにおける前記複数の水準と一致させる付記２〜８のいずれか１つに記載のマスクレイアウトの作成方法。
【００７５】
（付記１０）
前記露光条件を露光時のデフォーカス量とする付記２〜９のいずれか１つに記載のマスクレイアウトの作成方法。
【００７６】
（付記１１）
前記露光条件を露光光のドーズ量とする付記２〜９のいずれか１つに記載のマスクレイアウトの作成方法。
【００７７】
（付記１２）
前記評価する工程は、前記撮像画像から抽出した輪郭と前記参照画像から抽出した輪郭との差分を算出する工程を有する付記２〜１１のいずれか１つに記載のマスクレイアウトの作成方法。
【００７８】
（付記１３）
候補レイアウトを用いて複数の水準の露光条件でリソグラフィを行うことにより形成された複数のパターンの撮像画像からなる撮像画像群と、複数の水準の前記露光条件を想定したシミュレーションによって作成された複数の参照画像からなる参照画像群とを比較することにより、前記候補レイアウトを評価する評価装置。
【００７９】
（付記１４）
コンピュータに、候補レイアウトを用いて複数の水準の露光条件でリソグラフィを行うことにより形成された複数のパターンの撮像画像からなる撮像画像群と、複数の水準の前記露光条件を想定したシミュレーションによって作成された複数の参照画像からなる参照画像群とを比較することにより、前記候補レイアウトを評価する手順を実行させる評価プログラム。
【００８０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０：基本レイアウト、１１：配線、１２：パッド、１３、１３＿１、１３＿２、１３＿３：パターンレイアウト、１５、１５＿１、１５＿２、１５＿３：基準レイアウト、１６ａ〜１６ｃ：派生レイアウト、２１、２２：輪郭、４０：光源、５０：評価装置、５１：入出力部、５２：演算部、５３：記憶部、ａ１、ａ２、ａ３：パラメータ、ｄ：配列周期、Ａ、Ｂ、Ｃ：領域、Ｄ：パターンの配列周期、Ｅ：領域Ｃの幅、Ｆ、Ｇ：領域、Ｈ、Ｉ：範囲、Ｐ：パターン、Ｒ、Ｒ１〜Ｒ６：参照画像群、Ｓ：評価点、Ｔ１、Ｔ２：撮像画像群
【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８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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