(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを照明して前記マスクのパターンの像を基板に露光する露光装置に用いられるマスクのパターンをコンピュータを用いて生成する生成方法であって、
前記基板上に形成すべきメインパターンのデータ、および、前記メインパターンが転写される層の下層のパターンのデータを取得する取得ステップと、
前記下層のパターンのデータを用いて、前記メインパターンに対する補助パターンの生成条件を設定する設定ステップと、
前記生成条件を用いて前記補助パターンを決定する決定ステップと、
前記メインパターンおよび決定された補助パターンを含むマスクのパターンのデータを生成する生成ステップとを有することを特徴とする生成方法。
【請求項２】
前記生成条件は、前記下層のパターン上の領域のうち、前記補助パターンが転写されてはいけない部分を特定した条件であることを特徴とする請求項１に記載の生成方法。
【請求項３】
前記決定ステップにおいて、前記補助パターンを変更しながら、前記メインパターンおよび前記補助パターンを前記マスクのパターンとした場合に前記基板上に転写される像を計算し、前記生成条件に基づいて前記像を評価し、評価結果を用いて前記補助パターンを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の生成方法。
【請求項４】
前記決定ステップにおいて、該計算された像が前記補助パターンが転写されてはいけない部分に存在した場合に異常と評価する評価指標を用いて前記像を評価することを特徴とする請求項３に記載の生成方法。
【請求項５】
前記決定ステップにおいて、前記メインパターンの位置および寸法のうち少なくとも一方を変更しながら前記像を計算し、前記評価結果を用いて前記メインパターンを決定することを特徴とする請求項３または４に記載の生成方法。
【請求項６】
前記メインパターンは、前記下層のパターンをカットするためのカットパターンであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の生成方法。
【請求項７】
前記メインパターンは、前記下層のパターンのライン部同士を接続するためのパターンであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の生成方法。
【請求項８】
前記メインパターンが転写される層の下層のパターンがラインアンドスペースである場合に、スペース上部の補助パターンは、スペース部において転写されるように、ライン上部の補助パターンよりも寸法を大きくすることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の生成方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の生成方法を実行するコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマスクパターンの生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスの微細化によって、露光装置によるマスクの微細パターンの転写が困難になってきている。そこで、マスクのパターンに光近接効果補正（ＯＰＣ）を施したり、補助パターンを設けたりすることよって、マスクのパターンの解像特性を向上させる技術が知られている。ここで解像特性とは、像のコントラスト、ＮＩＬＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｌｏｇ  Ｓｌｏｐ）、焦点深度、プロセスウィンドウ、露光余裕度などの解像に関わる特性をいう。補助パターンは、ＡＦ（Ａｓｓｉｓｔ  Ｆｅａｔｕｒｅ）やＳＲＡＦ（Ｓｕｂ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａｓｓｉｓｔ  Ｆｅａｔｕｒｅ）、ＳＢ（Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｂａｒ）とも呼ばれる。補助パターンは、ウエハに転写すべきメインパターンの解像特性を向上させるために、メインパターンとは別に設けられたパターンである。
【０００３】
特許文献１〜３には補助パターンの決定方法が記載されている。特許文献１には、近似空中像を用いて補助パターンの位置を決定する方法が記載されている。特許文献１には補助パターン自体の転写の有無は記載されていない。特許文献２には、ＯＰＣ後に補助パターンがウェハ上に転写されてしまう場合に、転写されてしまう領域周辺に再度ＯＰＣを行い、補助パターンが全く転写されないように補助パターンを決定する手法が記載されている。特許文献３には、２重露光において、１回目の露光においてウエハ上に補助パターンが転写されるが、転写された補助パターンが２回目の露光によって除去されるように、１回目の露光に使用する補助パターンを決定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０９３１３８号公報
【特許文献２】米国特許第７９７９８１２号明細書
【特許文献３】米国特許第８０９９６８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載の発明では、ウエハ上に転写すべきメインパターンが転写される一方、補助パターンが全く転写されないように制限しているため、補助パターンによるメインパターンの解像特性向上の効果は限定される。本発明者の検討によれば、補助パターンの寸法を大きくした方がメインパターンの解像特性が向上することが多い。ただし、補助パターンの寸法を大きくしすぎると、特許文献３に記載のように補助パターン自体がウエハ上に転写されてしまう。
【０００６】
ここで、下層にパターンが既に形成され、その上にレジスト等が塗布された積層構造のウエハにパターンを露光により転写して、転写パターンをマスク（被覆層）として下層のパターンに加工を施す場合を考える。この場合に、露光により補助パターンが転写されてしまうと、転写された補助パターンの形状や位置に応じて下層が加工される。この補助パターンにより加工される下層の部分が、下層のパターンの構造上、欠陥につながるような、加工してはいけない部分に一致してしまうと問題であるが、一致していなければ問題ない場合がある。つまり、下層のパターンの位置と補助パターンの転写位置との関係により、補助パターンが転写されても問題がない場合がある。
【０００７】
特許文献３に記載の発明では、１回目の露光において補助パターンを転写させているが、２重露光を行うことで、補助パターンがウエハ上に転写されたまま残らないので、補助パターンにより下層のパターンを加工することは考えられない。つまり、下層のパターンを考慮して補助パターンを決定していない。
【０００８】
このように、従来、マスクの補助パターンを決定する際、下層のパターンの位置と補助パターンの転写位置との関係を考慮して補助パターンを生成する方法は知られていない。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、メインパターンの解像特性を向上させるマスクのパターンの生成方法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】
【００１０】
本発明の一側面としての生成方法は、マスクを照明して前記マスクのパターンの像を基板に露光する露光装置に用いられるマスクのパターンをコンピュータを用いて生成する生成方法であって、前記基板上に形成すべきメインパターンのデータ、および、前記メインパターンが転写される層の下層のパターンのデータを取得する取得ステップと、前記下層のパターンのデータを用いて、前記メインパターンに対する補助パターンの生成条件を設定する設定ステップと、前記生成条件を用いて前記補助パターンを決定する決定ステップと、前記メインパターンおよび決定された補助パターンを含むマスクのパターンのデータを生成する生成ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、メインパターンの解像特性を向上させるマスクのパターンの生成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】基板の積層構造の一例を示す図である。
【図２】（ａ）メインパターンを示す図である、（ｂ）下層のパターンを示す図である、（ｃ）メインパターンと下層のパターンとの位置を示す図である、（ｄ）加工された下層のパターンを示す図である。
【図３】本実施形態におけるパターン生成方法のフローチャートである。
【図４】（ａ）パターンの解像特性を説明するためのマスクパターンを表す図である、（ｂ）パターンとその像を表す図である。
【図５】マスクパターンの寸法と線幅誤差との関係を示すグラフである。
【図６】Ｓ１０８の詳細なフローチャートである。
【図７】メインパターンと補助パターンの初期配置を示す図である。
【図８】本実施形態のパターン生成方法により決定されたマスクパターンと転写パターンを示す図である。
【図９】従来のパターン生成方法により決定されたマスクパターンと転写パターンを示す図である。
【図１０】（ａ）Ｌ／Ｓパターンのスペース上にドット・パターンを形成する場合のメインパターンと下層のパターンとの位置を示す図である、（ｂ）加工された下層のパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、ＣＣＤなどの撮像素子等の各種デバイスの製造やマイクロメカニクスで用いられるマスク（原版）のパターンのデータを生成する際に適用することができる。
【００１４】
図１に、本実施形態において露光対象とするウエハ（基板）の積層構造の例を示す。不図示のウエハ上にエッチング層２、ハードマスク層４、パターン層６、感光剤（レジスト）８が積層されている。パターン層６には、既に形成されたパターン６２と、反射防止膜（ＢＡＲＣ）６４が形成されている。
【００１５】
次に、パターンの形成工程を説明する。まず、露光工程において、露光装置を用いてマスクを照明し、感光剤８にマスクのパターンの潜像を形成する。ここでは、マスク材料は光透過率が１００％であり、マスク上のパターン部の光透過率が低い（たとえば、０％）場合を考える。こうしたマスクはバックグラウンドが明るいので、ブライト・フィールド・マスクと呼ばれることもある。次に、感光剤８に形成された潜像を現像する。感光剤８がポジ型である場合は、所定の閾値以上の露光量で露光された部分が現像によって消去されるため、マスク上のパターン部（暗部）の感光剤が残る。例えば、マスク上のパターン（暗部）がパターン２００の場合、孤立パターンがドットとしてそのまま残るので、残しパターンとも呼ばれる。一方で、感光剤８がネガ型である場合は、所定の閾値以上の露光量で露光されなかった部分が現像によって消去されるため、マスク上の背景部（明部）の感光剤が残る。例えば、マスク上のパターン（暗部）がパターン２００の場合、孤立パターンが抜かれてホール状に形成されるので、こうしたパターンは抜きパターンとも呼ばれる。近年は、現像液の種類を変えることで、上述とは逆の現像を行う手法も開発されている。こうした現像プロセスはネガ現像と呼ばれている（上述の現像はポジ現像となる）。即ち、ポジ型の感光剤に対してネガ現像を行うことと、ネガ型の感光剤に対してポジ現像を行うことは、最終的に得られるパターンは実質的に等価である。
【００１６】
このように現像によって感光剤８にマスクのパターンが転写される。次に、このようにして形成された感光剤８のパターンをもとにして、下層のパターン層６が加工される。例えば、感光剤８がネガ型である場合に現像によって残った部分でパターン６２の一部が除去される。
【００１７】
図２を用いて具体例を説明する。図２（ａ）は、感光剤８（基板上）に転写すべきマスクのパターン（メインパターン）２００を表す平面図である。図２（ｂ）は、パターン層６に形成されたパターン６２の平面図である。パターン６２は、ライン部２２０とスペース部２３０が交互に存在するライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓパターン）である。図２（ｃ）は、パターン６２と、感光剤８に転写されたマスクのパターン２００との位置を表す平面図である。図２（ｃ）に示すように、感光剤８にマスクのパターン２００が転写されると、マスクのパターン２００は、パターン６２のライン部２２０の一部と重なる。感光剤８がネガ型であるか、もしくは感光剤８はポジ型であって現像工程がネガ現像であれば、前述にように、抜きパターンが形成される。すなわち、パターン層６の加工工程において、重なっている部分でライン部２２０が除去され、図２（ｄ）に示すようにライン部２２０が分断される。図２（ａ）に示すマスクのパターン２００は、このようにライン部２２０を切断する役割を持つため、カット・パターンと呼ばれることもある。また、この例のように、Ｌ字パターンやＵ字パターンといった２方向に延びる２次元パターンを用いること無く、図２（ｄ）に示すパターンを形成するので、１次元レイアウト、１Ｄレイアウト等と呼ばれることもある。１次元レイアウトによるデバイス製造方法は、市販の半導体ロジック・デバイスにも適用されており、ＳＲＡＭのゲート工程やメタル工程で適用されることが多く、同業者であれば十分理解しうる製造方法である。
【００１８】
マスクのパターンの生成方法を説明する。図３は本実施形態におけるマスクパターンの生成方法のフローチャートである。かかる生成方法は、コンピュータなどの情報処理装置によって実行され、メインパターンと補助パターンとを含むマスクパターンの像を基板に投影する投影光学系を備える露光装置に用いられるマスクパターンのデータが生成される。
【００１９】
なお、本実施形態では、投影光学系の物体面における寸法と投影光学系の像面における寸法が等しい（即ち、投影光学系の倍率が１倍である）としている。ただし、実際には投影光学系の倍率は４倍や５倍等である場合が多いので、投影光学系の倍率を考慮してマスクパターンを設定する必要がある。
【００２０】
Ｓ１０２では、露光装置の投影光学系の物体面に配置されるべきマスクのメインパターンのデータを取得する。メインパターンのデータはマスクパターンの設計工程で設計された設計値である。メインパターンはウエハ上で転写することを目的とするパターンである。ここでは、メインパターンの設計値として、図２（ａ）に示すパターンを１単位（繰り返し単位）として、Ｘ方向に６００ｎｍ、Ｙ方向に５５０ｎｍで周期的に並べたパターンとする。図２（ａ）に示すパターンには、ＰＡＴ１〜６の６つの孤立パターン（図形）が含まれる。ＰＡＴ１〜６の相対的な位置を表１に示す。ＰＡＴ１〜６の寸法はいずれも、Ｘ方向が３２ｎｍ、Ｙ方向が５０ｎｍである。マスクはバイナリマスクとした。
【００２１】
【表１】
0005677356.tif 000002
【００２２】
次に、Ｓ１０４では、感光剤８の下層にあるパターン層６のパターン６２のデータを取得する。パターン６２のデータは、マスクパターンの設計工程で設計された設計値でもよいし、実際に測定されたデータでもよい。ここでは、パターン６２の設計値として、図２（ｂ）に示すパターンのデータとする。パターン６２は、Ｘ方向に延びるライン部２２０とスペース部２３０で構成され、ライン部２２０のＹ方向の幅が２５ｎｍであり、ピッチ５０ｎｍで平行に配置されたパターンである。上述のように、図２（ｂ）に示すパターンが、図２（ａ）に示すパターンに応じて加工され、図２（ｄ）のパターンのように形成される。
【００２３】
次に、Ｓ１０６では、Ｓ１０２で入力されたメインパターンの解像特性を向上させる補助パターンの生成条件を設定する。この生成条件は、感光剤８の下層にあるパターン層６のパターン６２のデータを用いて設定される。感光剤８の層において転写されたパターンの部分でパターン層６のパターン６２が消去される場合を想定して以下の生成条件を設定した。つまり、感光剤８の層において、図２（ｂ）に示すパターンのスペース部２３０上では補助パターンが転写されても良く、ライン部２２０上ではメインパターンが転写される箇所以外で補助パターンが転写されることが認められない、という生成条件に設定した。スペース部２３０上に補助パターンが転写されても、ライン部２２０を切断せず、ライン部２２０の電気的特性に悪影響を及ぼさないためである。
【００２４】
なお、特許文献２に代表される従来技術においては、下層のパターンの情報を考慮しておらず、補助パターンはいかなる位置においても転写することが許容されていなかった。そのため、補助パターンによるメインパターンの解像特性向上の効果は限定される。具体例を挙げて解像特性を説明する。図４（ａ）にマスクのパターンを示す。光透過率が１００％のマスク１００上に、光透過率が０％の孤立パターン１１０が１００ｎｍ間隔で周期的に縦横方向に配置されている。この例では、孤立パターンがウエハに転写すべきメインパターンであって、孤立パターンの解像特性を向上させるための補助パターンは設けられていない。各孤立パターンは正方形である。また、図４（ａ）では、縦方向または横方向に５つの孤立パターンが並んでいるが、実際には無限に並んでいるとみなせる条件で以下の計算を行っている。
【００２５】
図４（ａ）のマスクパターンに対して、光源波長１９３ｎｍ、投影光学系の射出側ＮＡ１．３５、照明形状（照明光学系の瞳面における光強度分布）が外シグマ（外径）０．９８、内シグマ（内径）０．７８４（瞳最大径を１とする）の輪帯照明の露光条件とした。この露光条件下で像面上に形成される像のシミュレーションを行った結果を図４（ｂ）に示す。一般的に露光量が変化すると像の寸法が変化するため、シミュレーションでは、基準の焦点位置において、孤立パターンのホール状の像の径が５０ｎｍとなるように基準露光量を設定した。この基準露光量において計算された像の境界線（エッジ）が曲線１２０である。
【００２６】
さらに、露光時の露光プロセス変動（プロセス・エラー）を考慮したシミュレーションも行った。本例では、孤立パターンの寸法と露光量と焦点位置のそれぞれにエラーが生じたとして計算を行った。具体的には、孤立パターンの寸法が２ｎｍ小さくなり、かつ、基準露光量が５％大きくなり、かつ、焦点位置が基準焦点位置より２０ｎｍ変化した場合とした。この３つの露光プロセス変動が同時に生じた場合の像の境界線が曲線１３０である。なお、孤立パターンの寸法と露光量と焦点位置のそれぞれに与えたエラーの値は、いずれも像の寸法を小さくする方向に働く要因であるので、これらを同時に考慮しても評価上問題ない。
【００２７】
曲線１３０で囲まれた図形の幅（径）をＸ（ｎｍ）とすると、線幅誤差Δは、曲線１２０で囲まれた図形の幅（径）５０ｎｍとの差として表され、Δ＝５０−Ｘ（ｎｍ）となる。Δが小さい方が露光プロセス変動に対して鈍感であるので好ましい。孤立パターンの寸法を変数Ｍとして、Ｍと線幅誤差Δとの関係を図５に示す。図５から、Ｍが７０ｎｍ付近で線幅誤差Δが極小値をとることが分かる。つまり、目標寸法の５０ｎｍよりも寸法の大きいパターンをマスクのパターンとした方が露光プロセス変動に対して鈍感であると言える。
【００２８】
なお、実際のデバイスのパターンに多種多様なパターンがあるが、本例のような単純な孤立パターンのように、マスクのパターンを目標寸法よりも大きくした方が露光プロセス変動に鈍感になることは多くのパターンに適用できる。また同様に、補助パターンについても同様であり、メインパターンと共に補助パターンの寸法を大きくした方が、メインパターンの解像特性が向上する場合が多い。
【００２９】
しかし、補助パターンの寸法が大きくなってしまうと、補助パターン自体がウェハ上に転写されてしまう可能性も高くなってくる。デバイスの構造上、欠陥につながる場所に補助パターンが転写されてしまうと、デバイス製造の歩留まりの低下につながってしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態では、感光剤の下層のパターンの情報を用いて、上述のように、補助パターンの生成条件を設定し、特定の位置においては補助パターンの転写を許容している。そうすることで、メインパターンの解像特性を従来技術よりも向上させている。たとえ、スペース部２３０上に補助パターンが転写されても、ライン部２２０を切断せず、ライン部２２０の電気的特性に悪影響を及ぼさないので、デバイス製造の歩留まりの低下を抑えることができる。
【００３１】
次に、Ｓ１０８において、Ｓ１０６で設定された生成条件を用いて、マスクのパターンのデータを生成する。Ｓ１０８の詳細なフローを図６に示す。
【００３２】
まず、Ｓ１１０において評価指標を設定する。最適化計算においては、メリット関数の値の変化に応じて、調整したいパラメータの値を変化させていくアルゴリズムを用いることが一般的である。メリット関数は、最適化コストやメトリック等と呼ばれることもある。本実施形態においては、露光プロセス変動時の最大線幅誤差をメリット関数として設定した。露光プロセスとして表２に示す１８通りの条件を設定した。露光時のマスクエラー（パターンの寸法誤差）、焦点位置エラー、露光量エラーを各条件で異なる値として設定した。
【００３３】
【表２】
0005677356.tif 000003
【００３４】
さらに、ライン部２２０上において、メインパターンが転写する箇所以外で補助パターンが転写した場合に、メリット関数に異常に大きな値などの異常値を発生させることにより、メリット関数を用いて異常を評価している。ただし、ライン部２２０上においてメインパターンが転写する箇所以外で補助パターンが転写した場合に、異常を示す情報が生じるように設定し、メリット関数と異常情報を含めて評価指標として設定してもよい。つまり、Ｓ１０６で設定された生成条件に基づいて評価指標を設定する。
【００３５】
次に、Ｓ１１２において、補助パターンの初期配置を計算する。本実施形態においては、特許文献１に記載の補助パターン決定方法を用いて計算を行った。図７に、計算で求められたメインパターン２００と補助パターン３２０を示す。領域３００がパターンの１単位（繰り返し単位）の範囲である。なお、補助パターンの初期配置の計算方法はこれに限らず、様々な計算方法を用いることができる。
【００３６】
次に、Ｓ１１４において、評価指標の値（評価値）を求める。本実施形態においては、露光波長１９３ｎｍ、ＮＡ１．３５、照明形状が外シグマ０．９８、内シグマ０．８８２、開口角６０度のクロス・ポール形状、偏光状態がタンジェンシャル偏光という露光条件で露光シミュレーションを行った。また、表２に示す１８通りの露光プロセスにおいて、メインパターンおよび補助パターンを照明した場合にウエハ（像面）上に転写される像の最大線幅誤差を算出した。つまり、その１８通りの露光プロセスにおいて、ＰＡＴ１〜ＰＡＴ６の、レジスト上での寸法を算出し、目標寸法との誤差の絶対値を得た。その絶対値の最大値が、本実施形態におけるメリット関数（評価指標）の値である。Ｓ１０２で述べたように、ＰＡＴ１〜６の目標寸法は、全てＸ方向が３２ｎｍ、Ｙ方向が５０ｎｍである。
【００３７】
次に、Ｓ１１６において、計算を終了するか継続するかの判定を行う。終了するという判定がされればＳ１２０に進み、継続するという判定がなされれば、Ｓ１１８に進む。
【００３８】
Ｓ１１８では、メインパターンおよび補助パターンの寸法および位置のうち少なくとも一方を調整する。本実施形態においては、滑降シンプレックス法のアルゴリズムを用いて、メリット関数の値が改善するように、パターンの寸法および位置の調整を行った。アルゴリズムはこの手法に限定されるものではなく、いかなるアルゴリズムを用いてパターンの寸法や位置を調整しても構わない。また、本実施形態においては、寸法と位置の両方を調整したが、寸法のみを調整しても構わないし、位置のみを調整しても構わない。また、補助パターンの配置（補助パターンの有り無し）をも調整しても構わない。なお、メインパターンの位置および寸法も調整を行ったが、メインパターンの調整は行わなくても構わない。
【００３９】
Ｓ１１８にてパターンの調整を行った後、調整後のメインパターンおよび補助パターンを用いてＳ１１４にてメリット関数の値を評価する。そして、Ｓ１１６で終了判定を行う。こうして、終了判定がなされるまで、Ｓ１１４、Ｓ１１６およびＳ１１８を繰り返し行うことで、メリット関数の値を改善していく。Ｓ１１６の終了判定の条件は、調整回数（即ち、Ｓ１１４を行った回数）が一定回数を超えたら終了する、という判定条件にしても良いし、Ｓ１１４でのメリット関数の値が特定の条件を満たしたところで終了する、という判定条件にしても良い。本実施形態においては、Ｓ１１４の調整回数が３００回となったところで終了する、という終了条件にした。
【００４０】
最後にＳ１２０において、Ｓ１１４の評価結果を用いてマスクのパターンを決定する。具体的には、Ｓ１１４で３００回計算された評価値のうち最小である場合のメインパターンおよび補助パターンを最終的なマスクのパターンとして決定し、そのマスクパターンのデータを生成する。そしてＳ１０８を終了する。
【００４１】
本実施形態におけるフローチャートによって決定されたマスクパターンを図８に示す。マスクパターンには、位置や寸法が調整されたメインパターン２００と補助パターン３２０の両方が含まれている。円形状の曲線（曲線３５０および曲線３７０等）は、マスクパターンを露光装置の物体面に配置して露光した際の、ウェハ上に形成される像の境界線（エッジ）である。複数の曲線が重なって表示されているのは、表２で示したように１８通りの条件で同様の像を計算し、それらを重ねて表示しているからである。曲線３５０はパターン２００（ＰＡＴ３）の像、曲線３７０は補助パターンの像である。図２（ｂ）に示すＬ／Ｓパターンも併せて示した。ここで着目すべきは、曲線３７０などのように、Ｌ／Ｓパターンのスペース部２３０に、補助パターン３２０の像が転写していることである。補助パターンの生成条件で定めたように、スペース部上に補助パターンが転写されてもデバイス特性には一切影響がないことを考慮したことによって、補助パターンが転写されることが許容されているからに他ならない。
【００４２】
図８のマスクパターンを用いた際の、メリット関数の評価値である最大線幅誤差は２０．１ｎｍであった。上述のように、一般的に、補助パターンの寸法が大きい方がメインパターンの像特性が向上するケースが多い。本実施形態では、スペース部上の転写を許容したことで、補助パターンの寸法を大きくすることができ、メインパターンの像性能を向上させることができるのである。このように、メインパターンが転写される層の下層のパターンがラインアンドスペースである場合に、スペース上部の補助パターンは、スペース部において転写されるように、ライン上部の補助パターンよりも寸法を大きくして、補助パターンを決定している。
【００４３】
次に、比較例として、従来のパターン生成手法によって決定されたマスクパターンを図９に示す。図８に示すマスクパターンと位置や寸法が異なることが分かる。図９のマスクパターンを決定する際には、下層のパターンを考慮せず、補助パターンは全く転写されてはならない、という補助パターンの生成条件を与え、その生成条件に基づいた評価指標を用いた。図９のマスクパターンを用いた際の、メリット関数の評価値である最大線幅誤差は２０．６ｎｍであった。
【００４４】
これらの結果から、従来の生成方法よりも、本実施形態のパターン生成方法を用いた方が最大線幅誤差を小さくすることができた。これは即ち、本実施形態のパターン生成方法の方が、露光プロセス変動、つまりは露光時のマスクエラー、焦点位置エラー、露光量エラーに対する敏感度を低減できたことを意味している。従って、本実施形態のパターン生成方法によれば、半導体デバイスの歩留まりを向上させることができる。
【００４５】
このように、本実施形態のパターン生成方法では、着目しているレイヤーの下地にあるレイヤーのパターン情報を考慮することで、補助パターンが解像しても良い位置と、解像するとデバイスの歩留まりに問題が生じる位置を特定することができる。この特定に基づいて補助パターンの位置や寸法の調整を行うことで、従来の手法よりもメインパターンの解像特性を向上させることができる。
【００４６】
なお、本実施形態において露光対象とするウエハの積層構造は、図１の例に限定されない。例えば、パターン層６とハードマスク層４との間にエッチ・ストップ・レイヤーが挿入されている場合や、ハードマスク層４とエッチング層２との間に別のレイヤーが含まれる場合もある。各層の材料も特定の材料に限定されない。例えば、ＳＡＤＰ法（Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ法）によってライン状のパターン６２を形成する場合は、パターン６２の材料はＳｉＯ２である場合が多い。
【００４７】
本実施形態においては、１次元レイアウトと呼ばれるデバイスの作製方法を用いて説明をしたが、これに限定されるものではない。例えば、近年盛んに研究が行われている技術として、２重露光技術（ダブル・パターニング技術）が挙げられる。この技術は、非常に微細なパターン群をウェハ上に露光（転写）する場合において、元のパターン群を２つのパターンに分解し、分解されたパターン群ごとに露光工程を行って重ね合わせることで、単一レイヤー上に元のパターン群を形成する技術である。この場合、例えば、１回目の露光工程で転写したパターン上に、２回目の露光工程における補助パターンの像が転写してしまっても、デバイス上問題ないケースも存在しうる。２回目のパターン群をメインパターンとして扱い、１回目のパターン群を下地のパターンとして考えれば、本実施形態のパターン生成方法をそのまま適用することができる。無論、ダブル・パターニングに限定されるものではなく、トリプル・パターニングでもクアドロ・パターニングでも適用することができる。
【００４８】
また、本実施形態においては、Ｓ１１２において、下層のパターン６２を考慮しないで補助パターンの初期配置を計算したが、下層のパターン６２を考慮してもよい。
【００４９】
本実施形態で与えたメインパターンと補助パターンは、いずれもホール・パターンであるが、ホール・パターンで無くても構わない。例えば、ライン・パターンであっても構わないし、Ｌ字パターン、Ｔ字パターンやＵ字パターンに代表される２次元パターンであっても構わない。または、これらが組み合わさったパターン群であっても構わない。また、本実施形態においては、下層のパターン６２はＬ／Ｓパターンであったが、それ以外のパターンであっても構わない。
【００５０】
また、本実施形態においては、図２（ａ）のホール・パターンは、Ｌ／Ｓパターンをカットするカットパターン（抜きパターン）として扱ったが、１次元レイアウト構造におけるホール・パターンの機能は、これに限定されない。たとえば、図１０（ａ）のように、図２（ｃ）とは半ピッチＹ方向にずらした位置（即ち、スペース部上）で、ホール・パターン２００を残しパターンとして形成することもありうる。この場合、最終的な仕上がりは図１０（ｂ）に示すようになり、Ｌ／Ｓパターンの隣接するライン部の間にドット（ライン部同士の接続用パターン）が残ることとなるので、図１０（ａ）に示したホール・パターン群は、ドット・パターン（群）と呼ばれることもある。なお、図２の形成方法はＳＲＡＭのゲート工程で適用されることが多く、図１０の形成方法はＳＲＡＭのメタル工程で適用されることが多い。
【００５１】
なお、図１０（ａ）のドットパターンを形成する場合は、補助パターンの生成条件は、図２（ｂ）のライン部では転写しても良く、スペース部では、メインパターンが転写する箇所以外では転写することが認められない、となる。
【００５２】
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【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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