(57)【要約】      （修正有）【課題】ドライエッチング起因の寸法シフトを考慮したデバイスパターンのレイアウト方法を含む半導体デバイスの設計方法を提供する。【解決手段】半導体デバイスの設計方法は、第１設計基準に基づいてデバイスパターンのレイアウト設計及びチェックを行う手順（ＳＴ１、ＳＴ２）、第１設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定されると、デバイスパターンの配置可能領域について小エリアに分割したうえで各小エリア内の粗密度を算出し、算出した粗密度が臨界値以上かをチェックする手順（ＳＴ３）、算出された粗密度がすべての小エリアにおいて臨界値以上の場合には光近接効果補正を実施する手順（ＳＴ８）、算出された粗密度が少なくとも１つの小エリアにおいて臨界値未満の場合には第２設計基準によるレイアウトチェックと設計を行う手順（ＳＴ４〜ＳＴ７）を含む。【選択図】図１
2014222395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１設計基準に基づいてデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順と、
前記第１設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定されると、前記デバイスパターンの配置可能領域について複数の小エリアに分割したうえで各小エリア内の粗密度として、単位面積あたりにおけるデバイスパターンの占有比率を算出し、算出した粗密度が臨界値以上かをチェックする手順と、
前記各小エリアにおいて算出された粗密度がすべての小エリアにおいて前記臨界値以上の場合には光近接効果補正を実施する手順と、
小エリアにおいて算出された粗密度が少なくとも１つの小エリアにおいて前記臨界値未満の場合には第２設計基準に基づいて前記少なくとも１つの小エリアのデバイスパターンのレイアウトチェックを行う手順と、
前記第２設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくとも１つの小エリアに対して前記第２設計基準に基づくレイアウト設計及びレイアウトチェックを行う手順と、
前記第２設計基準に基づくレイアウト設計及びレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくとも１つの小エリアのデバイスパターンのレイアウト設計での再レイアウト回数をチェックし、再レイアウト回数が規定値以上であれば前記第１設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻し、再レイアウト回数が規定値未満であれば前記第２設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻す手順と、
を含むことを特徴とする半導体デバイスの設計方法。
【請求項２】
前記臨界値未満の場合における前記第２設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定された場合、及び前記第２設計基準に基づくレイアウト設計及びレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定された場合には、前記光近接効果補正を実施する手順に移行することを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイスの設計方法。
【請求項３】
前記再レイアウト回数が規定値以上であれば前記第１設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻す手順に代えて、前記少なくも１つの小エリアに第３設計基準に基づいてダミーパターンを配置するレイアウトを行なったうえで、前記第３設計基準に基づいてレイアウトチェックを行う手順と、
前記第３設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定されると前記光近接効果補正を実施する手順に移行し、
前記第３設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくとも１つの小エリアへのダミーパターンの配置回数をチェックし、配置回数が所定値以上であれば前記第１設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻し、配置回数が所定値未満であれば前記第３設計基準に基づいて前記ダミーパターンを配置するレイアウト設計及びレイアウトチェックを行う手順に戻す手順と、
を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体デバイスの設計方法。
【請求項４】
第１設計基準に基づいてデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順と、
前記第１設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定されると、前記デバイスパターンの配置可能領域について等サイズの格子状の小エリアに分割したうえで各小エリア内の粗密度として、単位面積あたりにおけるデバイスパターンの占有比率を算出し、算出した粗密度があらかじめ決められた臨界値以上かをチェックする手順と、
前記各小エリアにおいて算出された粗密度がすべての小エリアにおいて前記臨界値以上の場合には光近接効果補正を実施する手順と、
小エリアにおいて算出された粗密度が少なくとも１つの小エリアにおいて前記臨界値未満の場合には第２設計基準に基づいて前記少なくとも１つの小エリアのデバイスパターンのレイアウトチェックを行う手順と、
前記第２設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくも１つの小エリアに第３設計基準に基づいてダミーパターンを配置するレイアウトを行なったうえで、前記第３設計基準に基づいてレイアウトチェックを行う手順と、
前記第３設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくとも１つの小エリアのデバイスパターンのレイアウト設計でのダミーパターンの配置回数をチェックし、配置回数が所定値以上であれば前記第１設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻し、配置回数が所定値未満であれば前記第３設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻す手順と、
を含むことを特徴とする半導体デバイスの設計方法。
【請求項５】
前記第２設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定された場合、及び前記第３設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定された場合には、前記光近接効果補正を実施する手順に移行することを特徴とする請求項４に記載の半導体デバイスの設計方法。
【請求項６】
前記ダミーパターンの配置回数が所定値以上であれば前記第１設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻す手順に代えて、前記少なくも１つの小エリアに前記第２設計基準に基づいてレイアウト設計を行なったうえで、前記第２設計基準に基づいてレイアウトチェックを行う手順と、
前記少なくも１つの小エリアに前記第２設計基準に基づいてレイアウト設計を行なったうえでの前記第２設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定されると前記光近接効果補正を実施する手順に移行し、
前記少なくも１つの小エリアに前記第２設計基準に基づいてレイアウト設計を行なったうえでの前記第２設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくとも１つの小エリアのデバイスパターンのレイアウト設計での再レイアウト回数をチェックし、再レイアウト回数が規定値以上であれば前記第１設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻し、再レイアウト回数が規定値未満であれば前記第２設計基準に基づいてレイアウト設計及びレイアウトチェックを行う手順に戻す手順と、
を更に含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の半導体デバイスの設計方法。
【請求項７】
前記第１設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定されると、前記第１設計基準に基づいてデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻すことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体デバイスの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体デバイスの設計方法に関し、特にデバイスパターンのレイアウト方法を含む半導体デバイスの設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩは高集積化技術が進み、素子のサイズも微細化が進んでいる。素子の微細加工にはリソグラフィ工程が大きくかかわる。近年の素子の微細加工を行うリソグラフィ工程においては、露光波長が転写パターンのサイズより大きい場合がある。この場合、転写前パターンと転写後パターンとの不一致性が問題になることがある。これは、光近接効果に起因することが知られている。具体的には、露光波長が転写パターンのサイズより大きいと、パターン転写時に、光の回折により９０度の角部が丸くなったり、端部が短くなったりするといった現象が発生する。
【０００３】
露光時の光近接効果による問題の防止策の一例として光近接効果補正（Optical Proximity Correction:以下、ＯＰＣと略称する）が知られている。
【０００４】
しかし、近年では、露光後のエッチングプロセスにおけるパターンの近接効果によって発生するエッチングシフトが新たな問題となってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８２７６５９号公報
【特許文献２】特許第５０１１３６０号公報
【特許文献３】特開２００８−３３２７７号公報
【特許文献４】特開２００３−９２２３７号公報
【特許文献５】特開２０１１−９０４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体デバイスの設計に際しては、設計基準をもとに回路図からレイアウトパターンが作成される。設計基準はデザインルール（ＤＲ）とも呼ばれ、レイアウトパターンが守るべきルールである。そして、設計基準は、デバイス特性を損なわないように、製造可能条件から作成されている。例えばリソグラフィ工程での製造可能条件に値するものは最小線幅・最小スペースなどである。一般的に、設計基準はレイアウト作成者が視覚的に認識し易いように線幅とスペースのマトリクスで表記されている。
【０００７】
ここで、半導体チップサイズを小さくするためには、周辺回路における配線間スペースを狭くすることが要求されるが、配線間スペースを狭くすると、ドライエッチングでの加工の難易度が高くなる。
【０００８】
設計基準にもとづきレイアウトパターンを作成する際、従来技術では、ドライエッチング起因の寸法シフトの考慮が不十分であった。例えば、ドライエッチング後の寸法シフト量はパターンの粗密で異なっている。特に、パターン密度が粗になったときに、配線先端の寸法シフト量が増加するため製造マージンを退化させることが分かった。よって、このような影響をふまえながら、レイアウトパターンを作成する新たなアルゴリズムが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、レイアウトパターンの作成に際し、リソグラフィ、ドライエッチング（加工）後の寸法シフトが増大する領域を抽出し、パターン修正、またはダミーパターン（孤立ダミーパターン）配置、あるいは配線端スペースにおけるダミーパターン（一体化ダミーパターン）配置を行い、製造困難なレイアウトを製造可能なレイアウトに再生するものである。
【００１０】
具体的には、本発明の第１の態様によれば、あらかじめ定められた第１設計基準に基づいてデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順と、前記第１設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定されると、前記デバイスパターンの配置可能領域について複数の小エリアに分割したうえで各小エリア内の粗密度として、単位面積あたりにおけるデバイスパターンの占有比率を算出し、算出した粗密度があらかじめ決められた臨界値以上かをチェックする手順と、前記各小エリアにおいて算出された粗密度がすべての小エリアにおいて前記臨界値以上の場合には光近接効果補正を実施する手順と、小エリアにおいて算出された粗密度が少なくとも１つの小エリアにおいて前記臨界値未満の場合にはあらかじめ定められた第２設計基準に基づいて前記少なくとも１つの小エリアのデバイスパターンのレイアウトチェックを行う手順と、前記第２設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくとも１つの小エリアに対して前記第２設計基準に基づくレイアウト設計及びレイアウトチェックを行う手順と、前記第２設計基準に基づくレイアウト設計及びレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくとも１つの小エリアのデバイスパターンのレイアウト設計での再レイアウト回数をチェックし、再レイアウト回数が規定値以上であれば前記第１設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻し、再レイアウト回数が規定値未満であれば前記第２設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻す手順と、を含むことを特徴とする半導体デバイスの設計方法が提供される。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、あらかじめ定められた第１設計基準に基づいてデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順と、前記第１設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲内と判定されると、前記デバイスパターンの配置可能領域について格子状の小エリアに分割したうえで各小エリア内の粗密度として、単位面積あたりにおけるデバイスパターンの占有比率を算出し、算出した粗密度があらかじめ決められた臨界値以上かをチェックする手順と、前記各小エリアにおいて算出された粗密度がすべての小エリアにおいて前記臨界値以上の場合には光近接効果補正を実施する手順と、小エリアにおいて算出された粗密度が少なくとも１つの小エリアにおいて前記臨界値未満の場合にはあらかじめ定められた第２設計基準に基づいて前記少なくとも１つの小エリアのデバイスパターンのレイアウトチェックを行う手順と、前記第２設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくも１つの小エリアにあらかじめ定められた第３設計基準に基づいてダミーパターンを配置するレイアウトを行なったうえで、前記第３設計基準に基づいてレイアウトチェックを行う手順と、前記第３設計基準に基づくレイアウトチェックにおいて許容範囲外と判定された場合には、前記少なくとも１つの小エリアのデバイスパターンのレイアウト設計でのダミーパターンの配置回数をチェックし、配置回数が所定値以上であれば前記第１設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻し、配置回数が所定値未満であれば前記第３設計基準に基づくデバイスパターンのレイアウト設計、レイアウトチェックを行う手順に戻す手順と、を含むことを特徴とする半導体デバイスの設計方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、粗密度が通常範囲として作成した第１設計基準でレイアウトを作成し、最終レイアウト（ウエハ転写パターン）にて粗密度が臨界値を下回る特異箇所のみ第２設計基準又は第３設計基準に基づいて修正することにより、安定して製造できるレイアウトとすることができる。そのため、効率的にチップサイズを縮小できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるデバイスパターンのレイアウト手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるデバイスパターンのレイアウト手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第３の実施形態におけるデバイスパターンのレイアウト手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第４の実施形態におけるデバイスパターンのレイアウト手順を示すフローチャートである。
【図５】デバイスパターンの配置可能領域の一部を示す平面図である。
【図６】図５の配置可能領域に区分された１つの小エリアにおけるデバイスパターンの配置状況を示した平面図である。
【図７】図５の配置可能領域に区分された別の１つの小エリアにおけるデバイスパターンの配置状況を示した平面図である。
【図８】図７に示された別の１つの小エリアにおいて、図１の第５ステップＳＴ５の処理後におけるデバイスパターンの配置状況を示した平面図である。
【図９】図７に示された別の１つの小エリアにおいて、図１の第５ステップＳＴ５の処理後におけるデバイスパターンの配置状況を示した平面図である。
【図１０】図２に示された第２の実施形態における第５ステップＳＴ５Ａにおいて、１つの小エリア２Ｃへ孤立ダミーパターンを配置した際の平面図である。
【図１１】図２に示された第２の実施形態における第５ステップＳＴ５Ａにおいて、１つの小エリア２Ｃへ一体化ダミーパターンを配置した際の平面図である。
【図１２】図１１における一体化ダミーパターンの配置を変更した場合の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る半導体デバイスの設計方法の好ましい実施形態について説明する。
【００１５】
まず、本発明の第１の実施形態によるデバイスパターンのレイアウト方法を含む半導体デバイスの設計方法について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態におけるデバイスパターンのレイアウト手順を示すフローチャートであり、レイアウト手順は１１ステップ（ＳＴ１乃至ＳＴ１１）で構成されている。
【００１６】
第１ステップＳＴ１では、第１設計基準に基づいたデバイスパターンのレイアウト設計を実施する。第１設計基準は、デバイス特性を損なわないように製造可能条件から作成されている。例えば、０．１５μｍ≦配線幅Ｗ１≦０．２０μｍかつ０．１５μｍ≦配線間のスペース幅Ｓなどが挙げられる。
【００１７】
第２ステップＳＴ２では、第１設計基準に基づいたデバイスパターンのレイアウトチェックを実施する。第２ステップＳＴ２の詳細は後述するが、第２ステップＳＴ２におけるチェック結果が第１設計基準の許容範囲外（ＮＧ）と判定された場合は、第１ステップＳＴ１へ戻って、第１設計基準に基づいたレイアウト設計を再度実施する。
【００１８】
第２ステップＳＴ２におけるチェック結果が第１設計基準の許容範囲内（ＯＫ）と判定された場合は、第３ステップＳＴ３においてデバイスパターンの粗密度チェックを実施する。粗密度とは、単位面積あたりにおけるデバイスパターンの占有比率を示した指標である。この粗密度チェックは、デバイスパターンの配置可能領域について一括実施するのではなく、配置可能領域を小分けした領域（以降、小エリアと称する）ごとに実施するものである。第３ステップＳＴ３の詳細は後述するが、全ての小エリアにおいて粗密度が臨界値（粗密臨界値）以上であった場合には、第８ステップＳＴ８へスキップして、ＯＰＣ（Optical Proximity Correction）処理を実施する。臨界値とは、粗密度の良否判定基準となるしきい値である。
【００１９】
第３ステップＳＴ３で粗密度が臨界値未満となる小エリアがあった場合は、第４ステップＳＴ４において、第２設計基準に基づいたデバイスパターンのレイアウトチェックを実施する。第２設計基準とは、第１設計基準で規定するとレイアウト面積が拡大して支障をきたす局所エリアにおけるレイアウト基準である。このレイアウトチェックの対象は、粗密度が臨界値未満であった小エリアだけに限定しており、第４ステップＳＴ４以降でも特に言及しない限り同様である。第４ステップＳＴ４の詳細は後述するが、このときチェック対象の小エリアが第２設計基準の許容範囲内と判定された場合は、第８ステップＳＴ８へスキップして、ＯＰＣ処理を実施する。
【００２０】
第４ステップＳＴ４でチェック対象の小エリアが第２設計基準の許容範囲外と判定された場合は、第５ステップＳＴ５で第２設計基準に基づいたデバイスパターンのレイアウト設計を実施し、さらに第６ステップＳＴ６で、第２設計基準に基づいたデバイスパターンのレイアウトチェックを実施する。第６ステップＳＴ６における設計基準は、第４ステップＳＴ４と同様である。このときチェック対象の小エリアが第２設計基準の許容範囲内と判定された場合は、第８ステップＳＴ８へスキップして、ＯＰＣ処理を実施する。
【００２１】
第６ステップＳＴ６で小エリアが第２設計基準の許容範囲外と判定された場合は、第７ステップＳＴ７において第５ステップＳＴ５の処理回数（再レイアウト回数）をチェックする。この処理回数が規定値未満であれば、第５ステップＳＴ５へ戻って、第２設計基準に基づいたデバイスパターンのレイアウト設計を再度実施する。処理回数が規定値以上であれば、第１ステップＳＴ１へ戻って、第１設計基準に基づいたレイアウト設計を再度実施する。ここで規定値とは、レイアウト設計の効率を鑑みて設定される処理回数のしきい値である。
【００２２】
前述したように第８ステップＳＴ８へスキップした場合は、第８ステップＳＴ８でＯＰＣパターンの配置を行ってから、第９ステップＳＴ９においてＯＰＣパターンのマスクルールチェックを実施する。このときマスクルールの許容範囲外と判定された場合は、第８ステップＳＴ８へ戻って、ＯＰＣパターンの配置を再度実施する。第９ステップＳＴ９でマスクルールの許容範囲内と判定された場合は、第１０ステップＳＴ１０でリソグラフィシミュレーションによる露光時の光強度分布を算出する。マスクルールとは、マスク製造可能な最小寸法のことである。光の透過する箇所を明部、光を遮蔽する箇所を暗部とし、それぞれ最小寸法を定義されている。
【００２３】
この後、第１１ステップＳＴ１１において、デバイスパターンの完成予想寸法と形成マージンをチェックする。このとき、チェック結果が許容範囲外と判定された場合は、第８ステップＳＴ８へ戻って、ＯＰＣパターンの配置を再度実施する。第１１ステップＳＴ１１でチェック結果が許容範囲内と判定された場合は、ＯＰＣパターンの配置を完了して、マスクデータ出力へ移行する。なお、以降では、最後の４つのステップ（ＯＰＣ処理ＳＴ８からデバイスパターンの形成マージンチェックＳＴ１１）とマスクデータ出力をまとめてステップＳＴＸと称する。またステップＳＴＸにおける各処理は、デバイスパターンを配置することが可能な領域全体を対象にしている。形成マージンとは、製造可能なマージンのことであり、デバイスパターンの完成予想寸法をもとに形成マージンをチェックする。
【００２４】
第１の実施形態では、第４ステップＳＴ４で小エリアが第２設計基準の許容範囲外と判定された場合は、第５ステップＳＴ５で第２設計基準に基づいたデバイスパターンのレイアウト設計を小エリアに対して実施した。しかし、第４ステップＳＴ４で小エリアが第２設計基準の許容範囲外と判定された場合の対応は、種々変更可能であるので、以下詳細に説明する。なお、第１の実施形態と共通する内容は省略して、図面を参照しながら相違点について説明する。
【００２５】
本発明の第２の実施形態によるデバイスパターンのレイアウト方法を含む半導体デバイスの設計方法について、図２を参照しながら説明する。図２は、第２の実施形態によるデバイスパターンのレイアウト手順を示すフローチャートであり、レイアウト手順は１１ステップ（ＳＴ１乃至ＳＴ１１）で構成されている。前述したように、図１で説明した第８ステップＳＴ８から第１１ステップＳＴ１１までの４つのステップは、ステップＳＴＸに含まれているものとして図示を省略している。
【００２６】
第４ステップＳＴ４までは、第１の実施形態と同様である。第４ステップＳＴ４において、チェック対象の小エリアが第２設計基準の許容範囲外（ＮＧ）と判定された場合は、第５ステップＳＴ５’で第３設計基準に基づいたダミーパターンを小エリアに配置する。第３設計基準とは、第１設計基準並びに第２設計基準では規定することのできないダミーパターンを含んだレイアウト基準である。ダミーパターンは、ドライエッチングによるデバイスパターンの寸法シフトを低減させるために、解像パターンとしている。このようなダミーパターンは、孤立パターンあるいはデバイスパターンと一体化したパターン（以降、一体化パターンと称する）とすることができる。
【００２７】
次に、第６ステップＳＴ６’で、第３設計基準に基づいたダミーパターンのレイアウトチェックを実施する。このときチェック対象の小エリアが第３設計基準の許容範囲内と判定された場合は、ステップＳＴＸへスキップして、ＯＰＣ処理を実施する。
【００２８】
第６ステップＳＴ６’でチェック対象の小エリアが第３設計基準の許容範囲外と判定された場合は、第７ステップＳＴ７’において第５ステップＳＴ５の処理回数（ダミーパターン配置回数）をチェックする。この処理回数が所定値未満であれば、第５ステップＳＴ５’へ戻って、第３設計基準に基づいたダミーパターンの配置を再度実施する。処理回数が所定値以上であれば、第１ステップＳＴ１へ戻って、第１設計基準に基づいたレイアウト設計を再度実施する。
【００２９】
次に、本発明の第３の実施形態によるデバイスパターンのレイアウト方法を含む半導体デバイスの設計方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、第３の実施形態によるデバイスパターンのレイアウト手順を示すフローチャートであり、レイアウト手順は１４ステップ（ＳＴ１乃至ＳＴ１４）で構成されている。ここで、第８ステップＳＴ８から第１１ステップＳＴ１１までの４つのステップはそれぞれ、図１で説明したステップＳＴ８からステップＳＴ１１に対応するものとし、ステップＳＴＸに含まれているものとして図示を省略している。
【００３０】
第７ステップＳＴ７までは、第１の実施形態と同様である。第７ステップＳＴ７において第５ステップＳＴ５の処理回数（再レイアウト回数）をチェックする。この処理回数が規定値未満であれば、第５ステップＳＴ５へ戻り、第２設計基準に基づいたデバイスパターンのレイアウト設計をチェック対象の小エリアに対して再度実施する。処理回数が規定値以上であれば、第１２ステップＳＴ１２で、第３設計基準に基づいたダミーパターンの配置を実施する。ここで、ダミーパターンの種類などは、第２の実施形態と同様である。
【００３１】
次に、第１３ステップＳＴ１３で、第３設計基準に基づいたダミーパターンのレイアウトチェックを実施する。このときチェック対象の小エリアが第３設計基準の許容範囲内と判定された場合は、ステップＳＴＸへスキップして、ＯＰＣ処理を実施する。
【００３２】
第１３ステップＳＴ１３でチェック対象の小エリアが第３設計基準の許容範囲外と判定された場合は、第１４ステップＳＴ１４において第１２ステップＳＴ１２の処理回数（ダミーパターン配置回数）をチェックする。この処理回数が所定値未満であれば、第１２ステップＳＴ１２へ戻って、第３設計基準に基づいたダミーパターンの配置を再度実施する。処理回数が所定値以上であれば、第１ステップＳＴ１へ戻って、第１設計基準に基づいたレイアウト設計を再度実施する。
【００３３】
次に、本発明の第４の実施形態によるデバイスパターンのレイアウト方法を含む半導体デバイスの設計方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、第４の実施形態によるデバイスパターンのレイアウト手順を示すフローチャートであり、レイアウト手順は１４ステップ（ＳＴ１乃至ＳＴ１４’）で構成されている。ここで、第８ステップＳＴ８から第１１ステップＳＴ１１までの４つのステップはそれぞれ、図１で説明したステップＳＴ８からステップＳＴ１１に対応するものとし、ステップＳＴＸに含まれているものとして図示を省略している。ここでは説明の都合から、第２の実施形態との相違点について説明する。
【００３４】
第７ステップＳＴ７’までは、第２の実施形態と同様である。第７ステップＳＴ７’において第５ステップＳＴ５’の処理回数（ダミーパターン配置回数）をチェックする。この処理回数が所定値未満であれば、第５ステップＳＴ５’へ戻って、第３設計基準に基づいたダミーパターンのレイアウト設計をチェック対象の小エリアに対して再度実施する。処理回数が所定値以上であれば、第１２ステップＳＴ１２’で、第２設計基準に基づいたデバイスパターンの配置をチェック対象の小エリアに対して実施する。
【００３５】
次に、第１３ステップＳＴ１３’で、第２設計基準に基づいたデバイスパターンのレイアウトチェックを実施する。このときチェック対象の小エリアが第２設計基準の許容範囲内と判定された場合は、ステップＳＴＸへスキップして、ＯＰＣ処理を実施する。
【００３６】
第１３ステップＳＴ１３’でチェック対象の小エリアが第２設計基準の許容範囲外と判定された場合は、第１４ステップＳＴ１４’において第１２ステップＳＴ１２’の処理回数（再レイアウト回数）をチェックする。この処理回数が規定値未満であれば、第１２ステップＳＴ１２’へ戻って、第２設計基準に基づいたデバイスパターンの配置を再度実施する。処理回数が規定値以上であれば、第１ステップＳＴ１へ戻って、第１設計基準に基づいたレイアウト設計を再度実施する。
【００３７】
次に、前述した各実施形態におけるデバイスパターンのレイアウト方法について、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
まず、図５を参照しながら、前述した各実施形態における小エリアの構成について、詳細に説明する。図５は、デバイスパターンの配置可能領域の一部を示す平面図である。ここでは、配置可能領域１に１３個のデバイスパターン３を配置している。また、配置可能領域１をＸ方向とＹ方向で夫々３つに区分して、合計９個の小エリア２を設けているが、実際の粗密度チェックにおける小エリア２の個数は、数十万から数百万個レベルとなっている。小エリア２の面積を、一例として示すと、小エリア２のＸ方向の長さＸとＹ方向の長さＹをいずれも３μｍとしているので、９μｍ２となっている。なお、小エリア２Ａにはデバイスパターン３を６個配置しており、同様に小エリア２Ｂにはデバイスパターン３を３個、小エリア２Ｃにはデバイスパターン３を２個それぞれ配置している。小エリア２を区分する際の基準点は、１つの半導体デバイスにおけるデバイスパターンの配置可能領域の中心としている。
【００３９】
次に、図６と図７を参照しながら、第１の実施形態における第２ステップＳＴ２と第３ステップＳＴ３と第４ステップＳＴ４の処置方法について、詳細に説明する。図６は、小エリア２Ａにおけるデバイスパターン３の配置状況を示した平面図であり、同様に図７は小エリア２Ｂにおけるデバイスパターン３の配置状況を示した平面図である。
【００４０】
まず図６を参照して、小エリア２Ａにおけるデバイスパターン３は、長さＬ１が１.４μｍ、幅Ｗ１が０.１７μｍとして、Ｘ方向へ延在させている。デバイスパターン３は、Ｘ方向に２列、Ｙ方向に３列の格子配列として合計６個配置している。デバイスパターン３のＸ方向のスペース幅Ｓ１並びにＹ方向のスペース幅Ｓ２を夫々０.１７μｍとしている。以後、スペース幅Ｓ１とＳ２をあわせて、スペース幅Ｓと称する。小エリア２Ａにおける粗密度Ｄ２Ａは、Ｄ２Ａ＝（小エリア２Ａにおけるデバイスパターン３の占有面積）／（小エリア２Ａの面積）＝（1.4×0.17）×６／９＝０．１５８となる。
【００４１】
次に、図７を参照して、小エリア２Ｂにおけるデバイスパターン３は、長さＬ１が１.４μｍ、幅Ｗ１が０.１７μｍとして、Ｘ方向へ延在させている。配置した３個のデバイスパターン３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ）のうち、デバイスパターン３Ａと３ＢはＸ方向で隣接するように配置されており、デバイスパターン３Ａと３Ｂにおけるスペース幅Ｓ（Ｓ１）は０.１７μｍとしている。同様に、デバイスパターン３Ｂと３ＣはＹ方向で隣接するように配置されており、デバイスパターン３Ｂと３Ｃにおけるスペース幅Ｓ（Ｓ２）も０.１７μｍとしている。小エリア２Ｂにおける粗密度Ｄ２Ｂは、Ｄ２Ｂ＝（小エリア２Ｂにおけるデバイスパターン３の占有面積）／（小エリア２Ｂの面積）＝（1.4×0.17）×3／９＝０.０７９となる。ここで、第２ステップＳＴ２における第１設計基準を「０.１５μｍ≦Ｗ１≦０.２μｍかつＳ≧０.１５μｍ」とする。第１設計基準は、デバイスパターン３の配置可能領域全体に一括して適用される基準である。しかし、ここでは説明の都合から、小エリア毎に適用される基準として記載すると、小エリア２Ａと２Ｂは、いずれも第１設計基準の許容範囲内となっている。
【００４２】
なお、デバイスパターン３の配置可能領域全体において、少なくとも一部の領域が第１設計基準の許容範囲外となった場合は、レイアウト設計を再度実施することになる。また第３ステップＳＴ３において、デバイスパターン３の粗密度Ｄに対する臨界値ＤＬを０.１とする。このとき、粗密度Ｄ２Ａ（＝０．１５８）は臨界値ＤＬ以上となっており、粗密度Ｄ２Ｂ（＝０．０７９）は臨界値ＤＬ未満となっている。この場合、デバイスパターン３の配置可能領域を構成している小エリアのうち、少なくとも１つの小エリア（ここでは小エリア２Ｂ）の粗密度Ｄが臨界値ＤＬ未満であるため、第４ステップＳＴ４へ移行する。なお、全ての小エリアにおける粗密度Ｄが臨界値ＤＬ以上であった場合には、ステップＳＴＸへ移行する。さらに、第４ステップＳＴ４における第２設計基準を「０.１５μｍ≦Ｗ１≦０.２μｍかつＳ１≧０.２μｍかつ０.１５μｍ≦Ｓ２≦１.０μｍ」とする。
【００４３】
なお第２設計基準は、第３ステップＳＴ３において、粗密度Ｄが臨界値ＤＬ未満となった小エリアだけに適用される基準であり、そのような小エリア２Ｂに適用すると、Ｓ１＜０.２μｍであるため小エリア２Ｂは第２設計基準の許容範囲外となっている。この場合、第５ステップＳＴ５へ移行するが、小エリア２Ｂが許容範囲内となっていればステップＳＴＸへ移行する。
【００４４】
次に、図８と図９を参照しながら、前述した第１の実施形態における第５ステップＳＴ５と第６ステップＳＴ６と第７ステップＳＴ７の処置方法について、詳細に説明する。図８と図９は、小エリア２Ｂにおいて、第５ステップＳＴ５の処理（第２設計基準によるデバイスパターンのレイアウト設計）後におけるデバイスパターン３の配置状況を示した平面図である。
【００４５】
まず、図８を参照して、図１で説明した第５ステップＳＴ５では、２つのデバイスパターン３Ａと３Ｂのうち、少なくとも一方を他方から離れるようにＸ方向へ移動させることによって、新たなスペース幅Ｓ３とする。このスペース幅Ｓ３は、スペース幅Ｓ１（＝０．１７μｍ）を０.２μｍ以上へ拡幅したものである。なおスペース幅Ｓ２は、第２設計基準を満たしているので、第５ステップＳＴ５で新たなスペース幅とする必要はない。しかし図９に示すように、デバイスパターン３ＢをＹ方向へも移動しなければならない場合は、第２設計基準の許容範囲内において新たなスペース幅Ｓ４としてもよい。このように、図１で説明した第４ステップＳＴ４で許容範囲外となった小エリアに対して、第５ステップＳＴ５でデバイスパターン３のレイアウト設計を再度実施し、第６ステップＳＴ６で第２設計基準の許容範囲内にして、ステップＳＴＸへ移行させる。しかし、第６ステップＳＴ６で第２設計基準の許容範囲外となった場合は第７ステップＳＴ７へ移行して、第５ステップＳＴ５でレイアウト設計を再度実施する。ここで、レイアウト設計を規定値の回数まで繰り返し実施しても、第２設計基準の許容範囲内にすることができない場合は、第１ステップＳＴ１へ移行して、小エリアだけでなく、配置可能領域全体のレイアウト設計を再度実施する。
【００４６】
次に、図１０乃至図１２を参照しながら、前述した第２の実施形態における第５ステップＳＴ５’と第６ステップＳＴ６’と第７ステップＳＴ７’の処置方法について、詳細に説明する。図１０は、第５ステップＳＴ５’において、小エリア２Ｃへ孤立ダミーパターンを配置した際の平面図である。図１１は、図１０と同様に、小エリア２Ｃへ一体化ダミーパターンを配置した際の平面図である。図１２は、図１１における一体化ダミーパターンの配置を変更した際の平面図である。
【００４７】
なお、小エリア２Ｃにおけるデバイスパターン３の配置は、前述した小エリア２Ｂにおけるデバイスパターン３Ｃを除去した構成となっている。このような小エリア２Ｃは、第１設計基準を満たしているが、スペース幅Ｓ１が許容範囲外となっているので、第２設計基準を満たしていない。また粗密度Ｄ２Ｃは、Ｄ２Ｃ＝（小エリア２Ｃにおけるデバイスパターン３の占有面積）／（小エリア２Ｃの面積）＝（1.4×0.17）×2／９＝０.０５２となっているので、臨界値ＤＬ（＝０.１）未満となっている。従って、小エリア２Ｃは、第５ステップＳＴ５’において、ダミーパターンの配置が必要な状況である。
【００４８】
まず、図１０を参照して、孤立ダミーパターンの配置方法を説明する。第２の実施形態における第５ステップＳＴ５’では、デバイスパターン３Ａと３Ｂのスペース（幅Ｓ１の領域に相当）を挟み込むように、Ｙ方向へ２個の孤立ダミーパターン４（４Ａ、４Ｂ）を配置する。孤立ダミーパターン４Ａの長さＬ２Ａは１.４μｍ、幅Ｗ２Ａは０.１７μｍとしているが、長さＬ２Ａはスペース幅Ｓ１の３倍以上（Ｌ２Ａ≧３Ｓ１）であればよく、幅Ｗ２Ａは幅Ｗ１以上（Ｗ２Ａ≧Ｗ１）であればよい。またスペース幅Ｓ１の中心線Ａ-Ａ’から孤立ダミーパターン４ＡのＸ方向における一方の端部までの距離（以降、中心距離と称する。）Ｌ３Ａは０.７μｍとしているが、スペース幅Ｓ１の半値以上（Ｌ３Ａ≧Ｓ１／２）であればよい。さらに、デバイスパターン３と孤立ダミーパターン４ＡのＹ方向におけるスペース幅Ｓ５Ａは０.７μｍとしているが、０.１５μｍ＜Ｓ５Ａ≦１μｍであればよい。ここで、孤立ダミーパターン４Ｂの長さＬ２Ｂと幅Ｗ２Ｂと中心距離Ｌ３Ｂは、孤立ダミーパターン４Ａと同一にしているが、夫々の設定可能な範囲で任意に設定してもよい。また、デバイスパターン３と孤立ダミーパターン４ＢのＹ方向におけるスペース幅Ｓ５Ｂも、孤立ダミーパターン４Ａと同一にしているが、夫々の設定可能な範囲で任意に設定してもよい。
【００４９】
なお、以後は、長さＬ２ＡとＬ２Ｂをあわせて長さＬ２と称する。同様に、幅Ｗ２ＡとＷ２Ｂをあわせて幅Ｗ２、スペース幅Ｓ５ＡとＳ５Ｂをあわせてスペース幅Ｓ５、中心距離Ｌ３ＡとＬ３Ｂをあわせて中心距離Ｌ３とそれぞれ称する。第６ステップＳＴ６’における第３設計基準は、第５ステップＳＴ５’で配置したダミーパターンに応じて２仕様あり、ここでは孤立ダミーパターンを含めた仕様となっているので、第３設計基準（孤立ダミー）と称する。この第３設計基準（孤立ダミー）は、「０.１５μｍ≦Ｗ１≦０.２μｍかつ０.１５μｍ≦ＳかつＬ３≧Ｓ１／２かつ０.１５μｍ≦Ｓ５≦１.０μｍ」としている。この第３設計基準（孤立ダミー）を前記小エリア２Ｃだけに適用すると、許容範囲内となる。
【００５０】
このように、第４ステップＳＴ４で第２設計基準の許容範囲外となった小エリアに対して、第５ステップＳＴ５’で孤立ダミーパターンの配置を実施し、第６ステップＳＴ６’で第３設計基準（孤立ダミー）の許容範囲内にして、ステップＳＴＸへ移行させる。しかし、第６ステップＳＴ６’で第３設計基準の許容範囲外となった場合は、第７ステップＳＴ７’へ移行して、第５ステップＳＴ５’で孤立ダミーパターンの配置を再度実施する。ここで、孤立ダミーパターンの配置を所定値の回数まで繰り返し実施しても、第３設計基準の許容範囲内にすることができない場合は、第１ステップＳＴ１へ移行して、配置可能な全ての領域におけるレイアウト設計を再度実施する。
【００５１】
次に、図１１を参照しながら、一体化ダミーパターンの配置方法を説明する。第５ステップＳＴ５’では、スペース幅Ｓ１に隣接しているデバイスパターン３ＡのＹ方向の端部へ一体化ダミーパターン５Ａを配置する。ここで詳細に説明すると、スペース幅Ｓ１を構成しているデバイスパターン３Ａの端辺を通る仮想直線Ｂ−Ｂ’上へ一体化ダミーパターン５ＡのＸ方向の一方の端辺を配置するとともに、デバイスパターン３Ａと一体化ダミーパターン５Ａの一部を重ねて、重ね幅Ｗ４Ａを設けている。なお一体化ダミーパターン５ＡのＹ方向の一方の端辺は、デバイスパターン３ＡのＹ方向の一方の端辺と接して（Ｗ４Ａ＝０μｍ）いてもよく、図１２に示すように重ね幅Ｗ４Ａが幅Ｗ１と等しく（Ｗ４Ａ＝Ｗ１）となってもよい。つまり、重ね幅Ｗ４Ａは、Ｗ１≧Ｗ４Ａ≧０μｍとしている。同様にして、スペース幅Ｓ１に隣接しているデバイスパターン３ＢのＹ方向の端部へ一体化ダミーパターン５Ｂを配置する。一体化ダミーパターン５Ａの長さＬ４Ａは０.１７μｍとしているが、幅Ｗ１の下限値となる０.１５μｍより大きく（０.１５μｍ≦Ｌ４Ａ≦０.２０μｍ）なっていればよい。また、一体化ダミーパターン５Ａの幅Ｗ３Ａは０.３μｍとしているが、幅Ｗ１より大きく（Ｗ３Ａ＞Ｗ１）なっていればよい。ここで、一体化ダミーパターン５Ｂの長さＬ４Ｂと幅Ｗ３Ｂと重ね幅Ｗ４Ｂは、一体化ダミーパターン５Ａと同一にしているが、夫々の設定可能な範囲で任意に設定してもよい。
【００５２】
なお以後は、長さＬ４ＡとＬ４Ｂをあわせて長さＬ４と称する。同様に、幅Ｗ３ＡとＷ３Ｂをあわせて幅Ｗ３、重ね幅Ｗ４ＡとＷ４Ｂをあわせて重ね幅Ｗ４と称する。第６ステップＳＴ６’における第３設計基準は、一体化ダミーパターンを含めた仕様となっているので、第３設計基準（一体化ダミー）と称する。この第３設計基準（一体化ダミー）は、「０.１５μｍ≦Ｗ１≦０.２μｍかつ０.１５μｍ≦ＳかつＷ１≧Ｗ４Ａ≧０μｍ」としている。この第３設計基準（一体化ダミー）を前記小エリア２Ｃだけに適用すると、第３設計基準の許容範囲内となる。
【００５３】
このように、第４ステップＳＴ４で第２設計基準の許容範囲外となった小エリアに対して、第５ステップＳＴ５’で一体化ダミーパターンの配置を実施し、第６ステップＳＴ６’で第３設計基準（一体化ダミー）の許容範囲内にして、ステップＳＴＸへ移行させる。しかし、第６ステップＳＴ６’で第３設計基準の許容範囲外となった場合は、第７ステップＳＴ７’へ移行して、第５ステップＳＴ５’で一体化ダミーパターンの配置を再度実施する。ここで、一体化ダミーパターンの配置を所定値の回数まで繰り返し実施しても、第３設計基準の許容範囲内にすることができない場合は、第１ステップＳＴ１へ移行して、配置可能な全ての領域におけるレイアウト設計を再度実施する。
【００５４】
以上、第１の実施形態と第２の実施形態における各ステップの処置方法について説明したが、他の実施形態における各ステップの処置方法は、処理の順番が異なるだけであるので、説明は省略する。
【００５５】
以上、本発明を、複数の実施形態を参照して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、請求項に記載された本発明の精神や範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１    配置可能領域
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ    小エリア
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ    デバイスパターン
４、４Ａ、４Ｂ    孤立ダミーパターン
５、５Ａ、５Ｂ    一体化ダミーパターン
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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