JP2010175733A - パターンレイアウト作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度の高いパターン形成が可能となるようにパターンレイアウト図を２つに分割する。
【解決手段】パターンレイアウト図に基づいて生成される夫々のパターンをノードとし、第１の距離で互いに隣接するパターンのノード同士を互いにエッジで接続したグラフを生成するグラフ生成工程（Ｓ２）と、夫々のパターンを２種類に分類する分類工程（Ｓ３）と、パターンをエッジで接続されたノード群毎にグループ分けし、第２の距離で互いに隣接する、夫々異なるグループに属する同一の種類に分類されたパターンの対のうちの一方のパターンと同一のグループに属するパターンの種類を反転することによって分類結果を修正する分類結果修正工程（Ｓ５〜Ｓ１４）と、を含み、分類結果修正工程により修正された分類結果に基づいてパターンレイアウト図を分割する。
【選択図】図６

Description

本発明は、パターンレイアウト作成方法に関する。

半導体集積回路の微細化は、リソグラフィ技術に大きく依存する。そのため、リソグラフィの解像限界を下回る幅を有するデバイスパターンを形成することは、一般的には困難である。このような問題に対して、リソグラフィの解像性能を上回る密なデバイスパターンを形成する手法としてダブルパターニング技術があり、その一つとして、これまでフォトリソグラフィ工程において一括して露光されていた１層のＬＳＩパターンのフォトマスクを２枚のフォトマスクにスプリットして２度に分けて露光することによって、半導体基板に一度の露光では形成できないような細かいピッチのパターンを形成する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

一方、通常、リソグラフィプロセスに係る露光量、焦点位置など諸条件が揺らぐと仕上がり形状が変化してしまう。したがって、デザインパターン形状と実際に得られるパターン形状との差を許容範囲に収めるためには、前記諸条件の揺らぎに対して鈍感な、言い換えるとプロセス裕度（プロセスマージン）が大きくなるようなパターンレイアウトを行うことが求められる。

しかしながら、従来はプロセスマージンを一切考慮することなくスプリットを行っていたので、スプリット後のパターンレイアウトにプロセスマージンが不足した部分が存在してしまう場合があった。パターンレイアウト図にプロセスマージンが不足した部分が存在すると、その部分の仕上がり形状が諸条件の揺らぎによって大きく変化するので、精度の高いパターン形成ができなくなってしまうという問題がある。

特開２００８−２６１９２２号公報

本発明は、精度の高いパターン形成が可能となるようにパターンレイアウト図を２つに分割するパターンレイアウト作成方法を提供することを目的とする。

本願発明の一態様によれば、パターンレイアウト図に基づいて生成される夫々のパターンをノードとし、第１の距離で互いに隣接するパターンのノード同士を互いにエッジで接続したグラフを生成するグラフ生成工程と、エッジの両端のノードに対応する２つのパターンが互いに異なる種類となるように前記パターンレイアウト図に基づいて生成される夫々のパターンを２種類に分類する分類工程と、前記パターンレイアウト図に基づいて生成されるパターンを、エッジで接続されたノード群又はノードを介してエッジで接続されたノード群毎にグループ分けし、前記第１の距離よりも大きい第２の距離で互いに隣接する、夫々異なるグループに属する同一の種類に分類されたパターンの対のうちの一方のパターンと同一のグループに属するパターンの種類を夫々反転することによって前記分類工程による分類結果を修正する分類結果修正工程と、を含み、前記分類結果修正工程により修正された分類結果に基づいて前記パターンレイアウト図を作成することを特徴とするパターンレイアウト作成方法が提供される。

また、本願発明の一態様によれば、パターンレイアウト図に基づいて生成されるパターンをノードとし、第１の距離または前記第１の距離よりも大きい第２の距離で互いに隣接するパターンのノード同士を互いにエッジで接続したグラフを生成するグラフ生成工程と、エッジの両端のノードに対応する２つのパターンが互いに異なる種類となるように前記パターンレイアウト図に基づいて生成される夫々のパターンを２種類に分類する分類工程と、を含み、前記分類工程による分類結果に基づいて前記パターンレイアウト図を分割することを特徴とするパターンレイアウト作成方法が提供される。

本発明によれば、精度の高いパターン形成が可能となるようにパターンレイアウト図を２つに分割することができるという効果を奏する。

図１は、コンタクトのレイアウトを説明する図。 図２は、ダブルパターニング技術を用いて層間絶縁膜にコンタクトを形成する工程を説明する図を示す図。 図３は、隣接するコンタクトホールパターン間の距離を説明する図。 図４は、ＳＲＡＦの配置方法を説明する図。 図５は、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の構成を示すブロック図。 図６は、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の動作を示すフローチャート。 図７は、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の動作を説明する図。 図８は、パターンレイアウト図の分割例を説明する図。 図９は、スコア算出方法を説明する図。 図１０は、規模の大きいグラフにおいて同種ピッチ対を減少させる動作を説明する図。 図１１は、規模の大きいグラフにおいて同種ピッチ対を減少させる動作を説明する図。 図１２は、規模の大きいグラフにおいて同種ピッチ対を減少させる動作を説明する図。 図１３は、規模の大きいグラフにおいて同種ピッチ対を減少させる動作を説明する図。 図１４は、規模の大きいグラフにおいて同種ピッチ対を減少させる動作を説明する図。 図１５は、規模の大きいグラフにおいて同種ピッチ対を減少させる動作を説明する図。 図１６は、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置のハードウェア構成を説明する図。 図１７は、第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の構成を示すブロック図。 図１８は、第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の動作を示すフローチャート。 図１９は、第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置のグラフ生成例を説明する図。 図２０は、第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の構成を示すブロック図。 図２１は、第３の実施の形態の中間ピッチ算出装置の動作を説明するための図。 図２２は、第３の実施の形態の中間ピッチ算出装置の動作を説明するための図。 図２３は、第３の実施の形態の中間ピッチ算出装置の動作を説明するための図。 図２４は、第３の実施の形態の中間ピッチ算出装置の動作を説明するための図。 図２５は、第３の実施の形態の中間ピッチ算出装置の動作を説明するための図。 図２６は、第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置のハードウェア構成を説明する図。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかるパターンレイアウト作成装置及びパターンレイアウト作成方法等を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
まず、理解を助けるために、ゲート電極が形成されている基板を覆うように形成されている層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程を一例として取り上げて、ダブルパターニング技術について説明する。

図１（ａ）は、ウェハの面に対して垂直方向（ｚ軸方向）の上方から見た、形成したいコンタクトホールのレイアウトを説明する図である。図示するように、基板上に、矩形のゲート電極１０１ａおよびゲート電極１０１ｂが、ｙ軸方向を長手方向として夫々形成されており、各ゲート電極１０１ａ、１０１ｂ上におけるｙ＝Ａの位置にコンタクトホール１０２ａ、１０２ｂが夫々レイアウトされている。コンタクトホール１０２ａ、１０２ｂ間は距離Ｌを置いて離れている。図１（ｂ）は、図１（ａ）のレイアウト図に示すウェハの、ｙ＝Ａの位置における断面図である。図１（ｂ）に示すように、ゲート電極１０１ａ、１０１ｂは、基板１００上に形成されたゲート酸化膜１０３ａ、１０３ｂ上に夫々形成されている。そして、基板１００上に形成されているゲート電極１０１ａ、１０１ｂごと、基板１００を覆うように層間絶縁膜１０４が形成され、コンタクトホール１０２ａ、１０２ｂは、図示するように、層間絶縁膜１０４に、ゲート電極１０１ａ、１０１ｂの上方からエッチングされて形成される。コンタクトは、コンタクトホール１０２ａ、１０２ｂを形成した後、該形成したコンタクトホール１０２ａ、１０２ｂにコンタクト材料を埋め込むことによってコンタクトが形成される。

コンタクトホール１０２ａ、１０２ｂを層間絶縁膜１０４に形成する際、層間絶縁膜１０４上に感光性ペースト（レジスト）を塗布または積層し、遮光部および透光部が所定のパターンで形成されたフォトマスクを介して光を照射して、透光部を通過した光が結像されたレジストの部位を硬化あるいは分解させ、現像により所定部分を溶解除去させ、レジストにコンタクトホールパターンを形成するフォトリソグラフィ工程と、形成したレジストのコンタクトホールパターンをマスクとしてエッチングを行うことにより層間絶縁膜１０４にコンタクトホールを開けるエッチング工程と、が実行される。

ここで、フォトリソグラフィを実行する露光装置には、使用する光の波長、レンズの開口数、光源の形状、リソグラフィ条件などにより、リソグラフィプロセスで所望の転写解像度を得ることができる最小の距離（以降、限界距離という）が決まっている。前記した距離Ｌが限界距離に満たない場合、一枚のフォトマスクを用いた露光でレジスト上にコンタクトホール１０２ａ、１０２ｂのパターンを結像することはできない。そこで、コンタクトホール１０２ａ、１０２ｂのパターンを２枚のフォトマスクを用いて別々に露光するダブルパターニング技術が有効となる。

ダブルパターニング技術を用いて層間絶縁膜１０４にコンタクトホール１０２ａ、１０２ｂを形成する工程を説明する。ダブルパターニング技術には様々な手法が存在するが、ここでは、一例として、図２を参照して、リソグラフィ工程およびエッチング工程を２回繰り返す手法について説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、層間絶縁膜１０４の上にレジスト膜１０５が形成される。次に、図２（ｂ）に示すように、レジスト膜１０５を、コンタクトホール１０２ａのマスクパターンが形成された第１のフォトマスク１０６を介して露光して現像することにより、コンタクトホール１０２ａのレジストパターンを形成する。ここで、レジスト膜１０５は、露光した部分が除去されるポジ型レジストであるとしている。次に、形成されたレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜１０４のエッチングを行った後、残ったレジストパターンを除去すると、図２（ｃ）に示すように、コンタクトホール１０２ａが形成されたウェハが得られる。

続いて、図２（ｄ）に示すように、再度レジスト材料を塗布して、層間絶縁膜１０４上に再度レジスト膜１０５´を形成し、レジスト膜１０５´に対してコンタクト１０２ｂのマスクパターンが形成された第２のフォトマスク１０７を介して露光して現像することにより、レジスト膜１０５´にコンタクト１０２ｂのレジストパターンを形成する。次に、形成したレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜１０４のエッチングを行った後、残ったレジストパターンを除去すると、図２（ｅ）に示すように、コンタクトホール１０２ａ、１０２ｂが形成されたウェハが得られる。

ダブルパターニング技術によりコンタクトホールパターン１０２ａ、１０２ｂを作成する方法としては、上述した方法のほか、次のような方法もある。すなわち、層間絶縁膜１０４上にハードマスク（窒化膜など）を形成し、ハードマスク上にレジストを形成し、該レジストに第１のフォトマスク１０６を用いてコンタクトホール１０２ａのパターンを形成し、該レジストをマスクとしてエッチングを行ってコンタクトホール１０２ａのパターンをハードマスクに転写した後、さらにハードマスク上に再度レジストを形成し、該レジストに第２のフォトマスク１０７を用いてコンタクトホール１０２ｂのパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとしてエッチングを行ってコンタクトホール１０２ｂのパターンをハードマスクに転写し、最後にハードマスクをマスクとしてエッチングを行って層間絶縁膜１０４にコンタクトホール１０２ａ、１０２ｂを形成する。

このように、ダブルパターニング技術によれば、コンタクトホール１０２ａ、１０２ｂを夫々第１のフォトマスク１０６、第２のフォトマスク１０７を用いて露光することにより、限界距離に満たない距離で隣接して配置されているコンタクトホール１０２ａ、１０２ｂが形成される。つまり、ダブルパターニング技術を使用する場合、フォトマスクのコンタクトホールパターンのパターンレイアウト設計時において、限界距離に満たない間隔で隣接するコンタクトホールパターン同士が２枚の別々のフォトマスクにより露光されるように、夫々のコンタクトホールパターンを一方のフォトマスクを用いて露光する種類および他方のフォトマスクを用いて露光する種類の２種類に分類する作業が行われていた。

ところで、レジストの膜厚はウェハ面内や塗布装置間でばらつくために、パターンを所望寸法に仕上げるための適正露光量がばらつく。さらに、露光装置の焦点位置の不確かさやレンズの収差等によって、焦点位置がばらつく。そして、露光量のばらつきはレジストパターンの仕上がり寸法の誤差を招き、焦点位置のばらつきはレジストパターンの仕上がり形状の変動を招く。このようにリソグラフィでは常に、露光量、焦点位置の揺らぎがレジストパターンの仕上がり寸法又は形状に大きく影響を与える。したがって、線幅が小さく、密度が高いパターンを持つＬＳＩを量産するためには、露光量のマージン（露光量マージン）および焦点位置のマージン（フォーカスマージン）を一定以上確保する必要が生じる。以降、露光量マージンおよびフォーカスマージンを総称してプロセスマージンということとする。プロセスマージンには、形状の変動が許容範囲、例えば１０％以内に収めることができる露光量および焦点位置の幅を使用するようにするとよい。

パターンレイアウトにおけるプロセスマージンは、局所的には、パターンの密度（パターン密度）と密接な関係がある。例えば、マスクレイアウトにおけるパターン密度が低い部分は、パターン密度が高い部分に比べてフォーカスマージンが小さくなり、それに伴って露光量マージンも小さくなる傾向がある。そこで、パターン密度が低い部分がある場合、この部分のプロセスマージンを改善するために種々の対策が実行される。その対策の一つに、パターン密度が低い部分に実際には転写されない微細な補助パターン（Sub Resolution Assist Feature、ＳＲＡＦ）を配置する手法がある。ＳＲＡＦが配置された部分はパターン密度が擬似的に向上し、この部分のプロセスマージンが改善される。

ＳＲＡＦは、通常、使用する光の波長、レンズの開口数、光源の形状、リソグラフィ条件などに応じて決まる一定の距離（例えば前記した限界距離）だけパターンから離れた位置にこのパターンの周囲を囲むように配置されることが多い。ところが、隣接パターンとの距離により、ＳＲＡＦを配置することが困難になる場合がある。図３および図４を参照して、コンタクトホールパターンのマスクレイアウト図にＳＲＡＦを付加する場合におけるコンタクトホールパターンおよびＳＲＡＦの配置に関する制約について説明する。

図３において、コンタクトホールパターン間の距離が限界距離（Ｌｍｉｎ）未満である場合（領域（Ａ）の場合）、前述のように、双方のコンタクトホールパターンは所望の転写解像度で解像されない。したがって、ダブルパターニング技術が適用される場合、コンタクトホールパターンは二つのフォトマスクに別々にスプリットされる対象となる。

コンタクトホールパターン間の距離がＬｍｉｎを越えると解像可能となるが、さらにある距離Ｌ１（Ｌｍｉｎ＜Ｌ１）を越えると、パターン密度（この場合はコンタクトホールパターンの密度）の低下により、この部分のプロセスマージンが低下するので、ＳＲＡＦの配置が必要となる。Ｌ１以上離れる二つのコンタクトホールパターンにＳＲＡＦを配置する方法としては、図４（ａ）に示すように、コンタクトホールパターン間に一つのＳＲＡＦを配置して一つのＳＲＡＦで二つのコンタクトホールパターンのプロセスマージンを向上させる第１の配置方法と、二つのコンタクトホールパターンの距離がより大きい場合、図４（ｂ）に示すように、夫々のコンタクトホールパターンに夫々一つずつＳＲＡＦを配置する第２の配置方法とが考えられる。

しかしながら、前記したように、ＳＲＡＦが配置されるコンタクトホールパターンからの最適な距離（図４中の距離Ａ）は決まっており、ＳＲＡＦとコンタクトホールパターンとの距離がこの最適な距離から短すぎても長すぎても意図した効果が得られない。また、ＳＲＡＦ間に必要な最低距離も決まっている。したがって、コンタクトホールパターン間の距離によっては第１、第２の設置方法を採用できない場合が存在する。図３において、コンタクトパターン間の距離がＬ２に満たない場合、コンタクトホールパターン間の距離が短すぎて、ＳＲＡＦと夫々のコンタクトホールパターンとの間に必要な距離が取れないため、第１の設置方法を採用できない。Ｌ１〜Ｌ２の範囲（図中の領域（Ｂ））は、ＳＲＡＦの配置が必要であるが、第１の設置方法を採用することができないため、ＳＲＡＦを配置することができない領域である。Ｌ２〜Ｌ３の領域は第１の設置方法を採用でき、二つのコンタクトホールパターンのプロセスマージンの改善が期待できる領域である。Ｌ３〜Ｌ４の範囲（図中の領域（Ｃ））は、第１の設置方法を採用するには二つのコンタクトホールパターン間の距離が長すぎ、かつ第２の設置方法を採用するには短すぎるため、ＳＲＡＦの設置が不可能な領域である。Ｌ４を越えると、第２の設置方法が採用可能となる。

コンタクトホールパターン間の距離が領域（Ｂ）および領域（Ｃ）の範囲に含まれる場合であっても、ダブルパターニング技術の適用が有効である。すなわち、二つのコンタクトホールパターンを別々のフォトマスクにスプリットし、スプリットされたコンタクトホールパターンについて夫々別々にＳＲＡＦを付加することによって、夫々充分なプロセスマージンを確保することができ、結果として高解像度で露光することが可能となる。以下、領域（Ｂ）および領域（Ｃ）の範囲に含まれる距離のように、二つのコンタクトホールパターンを同じフォトマスク上に配置する場合において所望のプロセスマージンを得るためのＳＲＡＦを配置することができない距離を、中間ピッチと表現することとする。

第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置は、フォトマスクを生成するための一つのマスクパターンあるいはデザインパターンのレイアウト図（以下、マスクパターン設計図およびデザインパターン設計図をパターンレイアウト図と総称する）を２枚のフォトマスクを生成するための２枚のパターンレイアウト図にスプリットする際、限界距離で隣接するパターンだけでなく中間ピッチで隣接するパターンもできるだけ別々のフォトマスクにより露光されるようにパターンレイアウト図をスプリットするようにしたことが主たる特徴となっている。

図５は、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の構成を説明するブロック図である。図示するように、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置１０は、上述した特徴を実現するための構成として、外部記憶装置などから入力されるパターンレイアウト図を受け付けるパターンレイアウト入力手段１１と、パターンレイアウト入力手段１１が受け付けたパターンレイアウト図からコンタクトホールパターンをノードとし、限界距離未満で隣接するノード同士をエッジで接続したグラフを生成するグラフ生成手段１２と、グラフ生成手段１２が生成したグラフに基づいてノードを２種類に分類するノード分類手段１３と、パターンレイアウト入力手段１１が受け付けたパターンレイアウト図から中間ピッチで隣接するコンタクトホールパターンの対を抽出する中間ピッチ対抽出手段１４と、スプリット後のパターンレイアウト図に存在する中間ピッチ対を減らすためにノード分類手段１３により２種類に分類されたノードの種類を変更する種類反転手段１６と、種類を変更する対象となるノードの特定に使用されるスコアを算出するスコア算出手段１５と、パターンレイアウト入力手段１１が受け付けたパターンレイアウト図をノードの種類に基づいて夫々別々に露光されるフォトマスクを生成するための２枚のパターンレイアウト図にスプリットし、スプリット後の２枚のパターンレイアウト図を外部記憶装置などへ出力するパターンレイアウト出力手段１７と、を備える。

次に、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置１０の動作を図６、図７、図８、図９、図１０を参照して説明する。図６は、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置１０の動作、パターンレイアウト作成装置１０を用いたパターンレイアウト作成方法を説明するフローチャートである。

図６において、まず、パターンレイアウト入力手段１１は、パターンレイアウト図を受け付ける（ステップＳ１）。グラフ生成手段１２は、パターンレイアウト入力手段１１が受け付けたパターンレイアウト図から、コンタクトホールパターンをノードとし、限界距離に満たない距離で互いに隣接するコンタクトホールパターンのノード同士をエッジで接続したグラフを生成する（ステップＳ２）。

図７（ａ）は、分割前のパターンレイアウト図の一例である。説明をしやすくするために、各コンタクトホールパターンの近辺にコンタクトホールパターン毎の識別番号を付している。コンタクトホールパターン１と２、２と３、３と４、４と５、およびコンタクトホールパターン６と７は限界距離に満たない距離で互いに隣接し、コンタクトホールパターン４と６は中間ピッチで隣接している。グラフ生成手段１２は、このパターンレイアウト図から、図７（ｂ）に示すグラフを生成する。ノード近辺に付した夫々の数字は、グラフ生成前のコンタクトホールパターン毎の識別番号に夫々対応している。

ステップＳ２に続いて、ノード分類手段１３は、グラフ生成手段１２が生成したグラフに基づいて、エッジの両端のノードは夫々別々の種類に属することになるように、全てのノードを第１の種類と第２の種類との２種類に分類する（ステップＳ３）。ここでは、わかりやすくするために、２つの種類を２つの色（第１の種類を黒、第２の種類を白）で表現し、ノード分類手段１３は、全てのノードを白および黒の２色に色分けする、として説明する。

ノード分類手段１３によるノードの色分けは、どのように行うようにしてもよい。例えば、ノード分類手段１３は、一つのノードの色を決め、このノードとエッジで接続されているノードの色を前記色が決められたノードと反対の色に決める。このようにエッジとノードとを辿ることによって通過したノードの色を次々に決定するようにする。エッジに接続されていないノードについては、どちらの色に色分けするようにしてもよい。奇数個のノードが、始点ノードと終点ノードが一致し、同じエッジを２度以上通ることなく、かつ同じノードを２度以上通過することなく辿ることができる、単純閉道と呼ばれるパスを構成する場合、この単純閉道を構成するノードには、原理的に、エッジ両端のノード同士を別々の色に色分けできない部分（コンフリクト）が生じる。コンフリクトが生じた場合、生じたコンフリクトにかまうことなく次のステップに進むようにしてもよいし、ノード分類手段１３が単純閉道を構成するノードをすべてどちらか一方の色に決めるようにしてもよい。

図７（ｃ）は、ノード分類手段１３により図７（ｂ）に示すグラフにおけるノードが２色に色分けされた一例を示す図である。図示するように、ノード１、３、５、７が黒、ノード２、４、６が白に色分けされている。

パターンレイアウト作成装置１０は、最終的に、パターンレイアウト入力手段１１が受け付けた１枚のパターンレイアウト図をスプリットして２枚のパターンレイアウト図を出力するが、この２つの種類、つまり２色の色は、各ノード（コンタクトホールパターン）が最終的に出力される２枚のパターンレイアウト図（第１のパターンレイアウト図、第２のパターンレイアウト図）のうちのどちらのパターンレイアウト図に記述されるか、すなわちどちらのパターンレイアウト図から作成されるフォトマスクで露光されるようにするかを示す。このステップＳ３におけるノード分類手段１３による色分けにより、限界距離に満たない距離で隣接するコンタクトホールパターン同士は原則的に別々のフォトマスクにより露光されるようになる。

なお、ステップＳ３における分類結果に基づいて２枚のパターンレイアウト図を作成すると、前述したように、分割後のパターンレイアウト図に中間ピッチで隣接するコンタクトホールパターンの対が残る場合がある。図８（ａ）は、図７（ａ）のパターンレイアウト図を図７（ｃ）に示すグラフに基づいて２つのパターンレイアウト図にスプリットしたときのスプリット後のパターンレイアウト図である。黒（第１の種類）に色分けされたノードに対応するコンタクトホールパターンが第１のパターンレイアウト図に記述され、白（第２の種類）に色分けされたノードに対応するコンタクトホールパターンが第２のパターンレイアウト図に記述されている。図示するように、第２のパターンレイアウト図に中間ピッチで隣接するコンタクトホールパターン４および６の対が記述されている。すなわちコンタクトホールパターン４および６の間はＳＲＡＦを配置することができず、プロセスマージンの不足を解消することができない。以降に続くステップでは、中間ピッチ対抽出手段１４、スコア算出手段１５、および種類反転手段１６の協働により、各パターンを直接的または間接的にエッジで接続されたノード群毎にグループ分けする。間接的にエッジで接続されている状態とは、すなわち、対象パターン（ノード）から、１以上のノード（パターン）を介してエッジで接続されて状態をいう。さらに、中間ピッチで互いに隣接する、夫々異なるグループに属する同一の種類（同色）に分類されたパターンの対のうちの一方のパターンおよびこのパターンと同一のグループに属するパターンの種類を反転することによってステップＳ３による分類結果を修正し、コンタクトホールパターン４と６との対のようにスプリット後に残る中間ピッチで隣接する同種のコンタクトホールパターンの対を減少させる。

ステップＳ３に続いて、中間ピッチ対抽出手段１４は、パターンレイアウト入力手段１１が受け付けたパターンレイアウト図から、中間ピッチで隣接するコンタクトホールパターンの対をすべて抽出し（ステップＳ４）、抽出したコンタクトホールパターンの対（中間ピッチ対）を、同色のノードの対（同種中間ピッチ対）と異なる色のノードの対（異種中間ピッチ対）とに弁別する（ステップＳ５）。同種中間ピッチ対は、このままスプリットされると、スプリット後のどちらかのパターンレイアウト図に中間ピッチで隣接するコンタクトホールパターンとして残ることになるので、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置１０による除去対象となる。

中間ピッチ対抽出手段１４により、図７（ａ）に示すパターンレイアウト図からはコンタクトホールパターン４とコンタクトホールパターン６との対が中間ピッチ対として抽出され、さらに、ノード４およびノード６は同色（白）であるので、ノード４とノード６との対が同種中間ピッチ対として認識される。

ステップＳ５に続いて、中間ピッチ対抽出手段１４は、エッジで直接的および間接的に接続されているノード群を一つのグループとし、異なるグループに属するノード同士の同色、異種中間ピッチ対を、前記弁別された同色、異種中間ピッチ対から抽出する（ステップＳ６）。以下、異なるグループに属するノード同士の同種中間ピッチ対をグループ間同種中間ピッチ対、異なるグループに属するノード同士の異種中間ピッチ対をグループ間異種中間ピッチ対、と表現することとする。

図７（ｃ）のグラフに上記したグループの概念を導入すると、図７（ｃ）のグラフは図７（ｄ）のようにグループ１およびグループ２を有することとなる。そして、中間ピッチ対抽出手段１４により、ノード４とノード６との対がグループ間同種中間ピッチ対として抽出されることとなる。

ステップＳ５に続いて、スコア算出手段１５は、エッジで直接的または間接的に相互に接続されているノード群を一つのグループとし、グループ間同種中間ピッチ対およびグループ間異種中間ピッチ対の個数に基づいてグループ毎のスコアを算出する（ステップＳ７）。具体的には、スコア算出手段１５は、０を基準スコアとし、スコア算出対象のグループが有するグループ間同種中間ピッチ対の数だけ基準スコアに加算し、さらに前記スコア算出対象のグループが有するグループ間異種中間ピッチ対の数だけ減算し、得た値を前記スコア算出対象のグループのスコアとする。

図９は、スコア算出手段１５によるスコアの算出方法を説明するための図である。図９においては、グループ３、グループ４、グループ５が描かれており、グループ間異種中間ピッチ対を塗りつぶし両矢印、グループ間同種中間ピッチ対を白抜き両矢印で表現している。この図において、グループ３は、グループ４との間のグループ間異種中間ピッチ対を一つと、グループ５との間のグループ間同種中間ピッチ対を一つと、有しているので、グループ３のスコアは「±０」となる。グループ３は、同一のグループに属するノード同士の同種中間ピッチ対（グループ内同種中間ピッチ対）を有しているが、グループ内同種中間ピッチ対の数はスコアに反映されない。

ステップＳ７に続いて、種類反転手段１６は、グループ間同種中間ピッチ対の数（Ｎ）をカウントし、Ｎが１以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。Ｎが１以上ではなかった場合（ステップＳ８、Ｎｏ）、パターンレイアウト出力手段１７は、ノードの色に基づいて２枚のパターンレイアウト図を生成し、生成した２枚のパターンレイアウト図を外部記憶装置などに出力する（ステップＳ１５）。すなわち、パターンレイアウト出力手段１７は、例えば、第１の種類のノードに対応するコンタクトホールパターンを第１のパターンレイアウト図に記述し、第２の種類のノードに対応するコンタクトホールパターンを第２のパターンレイアウト図に記述する。

ステップＳ８において、Ｎ、すなわちグループ間同種中間ピッチ対の数が１以上の値であった場合（ステップＳ８、Ｙｅｓ）、種類反転手段１６は、グループ間同種中間ピッチ対を構成するノードを含み、かつ最高スコアを有するグループを一つ選択し（ステップＳ９）、選択したグループが含むノードの色を夫々白から黒へ、黒から白へ反転させる（ステップＳ１０）。

図７（ｄ）において、例えばグループ２のノードの色を反転すると、ノード６は白から黒へ、ノード７は黒から白へ反転される。すると、図７（ｅ）に示すように、ノード４とノード６との対が、グループ間同種中間ピッチ対からグループ間異種中間ピッチ対に変化する。仮にグループ２がグループ間異種中間ピッチ対を構成するノードを含んでいた場合、グループ２のノードの色の反転によって、このグループ間異種中間ピッチ対はグループ間同種中間ピッチ対に変化することとなる。因みに、図７（ｅ）のグラフに基づいてスプリットされて生成された２枚のパターンレイアウト図は、図８（ｂ）に示すとおり、中間ピッチで隣接するコンタクトホールパターン対がないものとなっている。

ステップＳ１０に続いて、種類反転手段１６は、ステップＳ１０における反転処理の前後でＮの数が減少したか否かを判定し（ステップＳ１１）、Ｎの数が減少した場合（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０にて反転したグループが含むノードの色を確定させる（ステップＳ１２）。このとき、反転処理が行われたとき、改めてスコア算出手段１５がスコアを算出しなおす。Ｎの数が減少しなかった場合（ステップＳ１１、Ｎｏ）、種類反転手段１６は、ステップＳ９にて選択したグループが含むノードの色を、ステップＳ１０における反転処理を行う前の色で確定させる（ステップＳ１３）。

ステップＳ１２またはステップＳ１３の後、種類反転手段１６は、Ｎ＝０となったかまたはグループ間同種中間ピッチ対を有する全てのグループのノードの色が確定したか（図中条件Ａ）のうちの何れか一つの条件を満たしているか否かを判定し（ステップＳ１４）、前記何れか一つの条件を満たしている場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１５に移行し、満たしていない場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）、ステップＳ９へ移行する。

以上の動作によりグループ間同種中間ピッチ対の数が減少する様子を図１０〜図１４を参照して具体的に説明する。図１０は、図７（ｄ）に示したグラフよりも規模の大きなグラフの例である。なお、図１０においては、煩雑さを避けるため、ノードとエッジの詳細な描写を省略し、グループ（夫々点線で囲まれた部分）、グループ間異種中間ピッチ対（塗りつぶし両矢印）、グループ間同種中間ピッチ対（白抜き両矢印）のみを示している。各グループ６〜グループ１６に付した正負符号つきの数字は、夫々のグループのスコアを示している。この時点で、グループ間同種中間ピッチ対の数（Ｎ）は、１０対となっている。

図１１は、ステップＳ９の動作により図１０に示すグループ群からグループ間同種中間ピッチ対を有し、かつ最高スコアを有するグループとしてグループ６が選択され、ステップＳ１０の動作によりグループ６に属するノードが反転されたときの状態を示している。この反転により、グループ６と、グループ７、８、９、１０との間に夫々一対ずつ存在したグループ間同種中間ピッチ対がグループ間異種中間ピッチ対に変化するとともに、グループ６とグループ１１との間に存在したグループ間異種中間ピッチ対がグループ間同種中間ピッチ対に変化し、グループ６、７、８、９、１０、１１のスコアが、−３、−１、−１、−１、−１、＋３に変化している。この変化により、Ｎの数が１０対から７対に減少しているので、ステップＳ１２に移行してグループ６に属するノードの色は図１１に示した反転後の状態で確定される。なお、図１１〜図１５においては、確定したグループを網掛けし、未確定のグループと区別する。

図１１の状態は、まだＮが０になっていない上、例えばグループ１１、グループ１２などグループ間同種中間ピッチ対を有するグループでノードの色が確定していないグループがまだ残っているので、再度ステップＳ９に移行し、今度はグループ１１が選択される。図１２は、このように選択されたグループ１１のノードが反転され、ノードの色が確定された状態を説明する図である。この反転により、グループ１１とグループ６、１２、１３との間に夫々存在したグループ間同種中間ピッチ対がグループ間異種中間ピッチ対に変化し、グループ１１、６、１２、１３のスコアが夫々−３、−５、±０、±０に変化している。この変化により、Ｎの数が７対から４対に減少しているので、グループ１１のノードの色は図１２に示した反転後の状態で確定される。

次に、図１３に示す状態は、同様の動作によりグループ１４が選択されて反転され、Ｎの数が４対から２対に変化し、グループ１４のノードの色が確定された状態を示している。図１４に示す状態は、さらに同様の動作によりグループ１５が選択されて反転され、Ｎの数が２対から１対に変化し、グループ１５のノードの色が確定された状態を示している。

図１４の状態においては、グループ間同種中間ピッチ対を含み、かつ最高スコアを有するグループ１６が残るので、再度ステップＳ９、ステップＳ１０の動作によりグループ１６が選択されて反転されるが、グループ１６とグループ１４、１５との間に夫々１対ずつ存在した合計２対のグループ間異種中間ピッチ対がグループ間同種中間ピッチ対に変化し、グループ１６とグループ１５との間に存在した１対のグループ間同種中間ピッチ対がグループ間異種中間ピッチ対に変化し、この反転の前後でＮの数が１から２に増加する。したがって、この反転が行われる図１４の状態でグループ１６のノードの色が確定される（図１５）。

図１５の状態に移行すると、グループ間同種中間ピッチ対を有するグループでノードの色が確定していないグループがないので、ステップＳ１４、Ｙｅｓとなり、図１５の状態でのノードの色に基づいて２枚のパターンレイアウト図が作成される。

図１０の状態と図１５の状態とを比較すると、図１０の状態では１０対存在したグループ間同種中間ピッチ対が最終的に１対まで減少している。また、グループ毎にノードの色を反転するので、同一のグループに属するノード同士の同種中間ピッチ対の数は反転動作により変化することはない。すなわち、以上の動作により同種中間ピッチ対の数を９対も減少させることに成功している。

ところで、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置１０は、通常のハードウェア構成のコンピュータを用いて実現されるようにしてもよい。図１６は、第１の実施の形態に係るパターンレイアウト作成装置１０のハードウェア構成を示す図である。

パターンレイアウト作成装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３、表示部４、入力部５を有している。パターンレイアウト作成装置１０では、これらのＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、表示部４、入力部５がバスラインを介して接続されている。

表示部４は、液晶モニタなどの表示装置である。入力部５は、マウスやキーボードを備えて構成される入力デバイスである。パターンレイアウト作成プログラム６は、ＲＯＭ２内に格納されており、バスラインを介してＲＡＭ３へロードされる。ＣＰＵ１はＲＡＭ３内にロードされたパターンレイアウト作成プログラム６を実行する。具体的には、パターンレイアウト作成装置１０では、使用者による入力部５からの指示入力に従って、ＣＰＵ１がＲＯＭ２内からパターンレイアウト作成プログラム６を読み出してＲＡＭ３内のプログラム格納領域に展開して前記した動作を実行する。ＣＰＵ１は、この各種動作に際して生じる各種データをＲＡＭ３内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶させておく。

第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置１０で実行されるパターンレイアウト作成プログラム６は、前記した各構成要素（パターンレイアウト入力手段１１、グラフ生成手段１２、ノード分類手段１３、中間ピッチ対抽出手段１４、スコア算出手段１５、種類反転手段１６、およびパターンレイアウト出力手段１７）を含むモジュール構成となっており、上記各部がＲＡＭ３上にロードされ、パターンレイアウト入力手段１１、グラフ生成手段１２、ノード分類手段１３、中間ピッチ対抽出手段１４、スコア算出手段１５、種類反転手段１６、およびパターンレイアウト出力手段１７がＲＡＭ３上に生成される。

また、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置１０で実行されるパターンレイアウト作成プログラム６を、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置１０で実行されるパターンレイアウト作成プログラム６をインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成プログラム６を、ＲＯＭ等に予め組み込んでパターンレイアウト作成装置１０に提供するように構成してもよい。

また、以上の説明においては、プロセスマージンを露光マージンおよびフォーカスマージンであるとして定義したが、露光量、焦点位置、光源形状および光源強度、レジスト中の酸の拡散長、現像、エッチング、およびマスク寸法など、露光からパターン転写までのプロセスに関する諸条件のうちの少なくとも一つのマージンでプロセスマージンを定義するようにしてもよい。

また、プロセスマージンを改善するための対策の一つとして、中間ピッチで隣接するコンタクトパターン間にＳＲＡＦを配置する技術を用いたが、プロセスマージンを改善するための対策はＳＲＡＦを配置する技術だけに限定しない。ＳＲＡＦに変えて、ウェハ上に転写形成されるパターン、例えば、デバイスパターンやダミーパターンを配置してもよい。ウェハ上に形成されるダミーパターンは、ウェハ上のデバイスパターンとは電気的に独立している。

また、層間絶縁膜上にコンタクトホールパターンを形成するパターンレイアウト設計図についてパターンレイアウト図を分割する例を取り上げて説明したが、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置１０が分割する対象のパターンレイアウト図はコンタクトホールパターンのレイアウト図だけに限定されず、限界距離に満たない間隔でパターンがレイアウトされるパターンレイアウト図であればどのようなパターンレイアウト図であっても分割を実行することができる。

また、パターンレイアウト出力手段１７は、２枚のパターンレイアウト図を出力する、としたが、ステップＳ１４、Ｙｅｓを満たした時点におけるグラフに基づいて、パターンレイアウト入力手段１１が受け付けたパターンレイアウト図のパターンを２枚のフォトマスクのうち、夫々どちらのフォトマスクで露光するかを示す結果を出力するようにしてもよい。すなわち、ステップＳ１４、Ｙｅｓを満たした時点における分類結果を出力するようにしてもよい。

以上のように、第１の実施の形態によれば、パターンレイアウト図に基づいて生成される夫々のパターンをノードとし、限界距離未満で互いに隣接するパターン同士をエッジで接続したグラフを生成し、エッジの両端のノードが互いに異なる種類となるようにノードを２色（２種類）に色分け（分類）し、グループ間同種中間ピッチ対を有するグループに属するノードの色を反転することによって分類結果を修正し、修正した分類結果に基づいてパターンレイアウト図を分割するようにしたので、精度の高いパターン形成が可能となるようにパターンレイアウト図を２つに分割することができる。グループ間同種中間ピッチ対とグループ間異種中間ピッチ対との数に基づいてノードの種類を反転するグループを選択するようにしたので、効率的な分割が可能となる。

（第２の実施の形態）
図１７は、第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の構成を説明するブロック図である。図１７に示すように、パターンレイアウト作成装置２０は、パターンレイアウト入力手段１１と、グラフ生成手段２２と、ノード分類手段１３と、パターンレイアウト出力手段１７とを備えている。パターンレイアウト入力手段１１、ノード分類手段１３、およびパターンレイアウト出力手段１７は、第１の実施の形態と同様の動作を実行するので、ここでは詳細な説明を省略する。

グラフ生成手段２２は、パターンレイアウト入力手段１１が受け付けたパターンレイアウト図から、コンタクトホールパターンをノードとし、限界距離未満で隣接するノード同士だけでなく、中間ピッチで隣接するノード同士をもエッジで接続したグラフを生成する。図１９は、グラフ生成手段２２により生成されるグラフを説明する図である。

図１９（ａ）に示すパターンレイアウト図は、コンタクトホールパターン１と２、１と４、２と３が限界距離に満たない距離で隣接しており、コンタクトホールパターン３と４が中間ピッチで隣接している。このパターンレイアウト図から生成されるグラフは、図１９（ｂ）のようになる。ノード１と２、２と３、１と４だけでなく、ノード３と４がエッジで接続されている。

３つ以上のコンタクトホールパターンが一直線上にレイアウトされ、両端のコンタクトホールパターン間の距離が中間ピッチとなっている場合であっても、この両端のコンタクトホールパターンに対応するノード間はエッジで接続される。図１９（ｃ）のパターンレイアウト図では、コンタクトホールパターン１、２、３がこの順番で一直線上にレイアウトされ、コンタクトホールパターン１と２、２と３が限界距離未満で隣接している。また、コンタクトホールパターン１と３との間の距離は中間ピッチとなっている。図１９（ｄ）は、図１９（ｃ）のパターンレイアウト図から生成されるグラフである。図示するように、ノード１と２、２と３だけでなく、ノード１と２もエッジで接続されている。

図１８は、第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置２０の動作を説明する図である。まず、パターンレイアウト入力手段１１は、パターンレイアウト図を受け付ける（ステップＳ２１）。グラフ生成手段２２は、パターンレイアウト入力手段１１が受け付けたパターンレイアウト図から、コンタクトホールパターンをノードとし、限界距離未満で隣接するノード同士および中間ピッチで隣接するノード同士をエッジで接続したグラフを生成する（ステップＳ２２）。

続いて、ノード分類手段１３は、ステップＳ３と同様の動作により、グラフ生成手段２２が生成したグラフに基づいて、エッジの両端のノードは夫々別々の種類に属することになるように、全てのノードを２種類に分類する（ステップＳ２３）。最後に、パターンレイアウト出力手段１７は、ステップＳ１５と同様の動作により、２種類に分類されたグラフに基づいて２枚のパターンレイアウト図を生成し、出力する（ステップＳ２４）。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、限界距離に満たない距離で隣接するコンタクトホールパターン同士だけでなく、中間ピッチで隣接するコンタクトホールパターン同士をもエッジで接続したグラフを作成し、このグラフのノードを分類し、分類結果に基づいてパターンレイアウト図を分割するようにしたので、精度の高いパターン形成が可能となるようにパターンレイアウト図を２つに分割することができる。

ただし、第１の実施の形態によれば、限界距離に満たない距離で隣接するコンタクトホールパターンに対応するノード同士をエッジで接続したグラフに基づいてノードをまず分類し、その後、夫々異なるグループに属し、かつ同じ種類に分類された中間ピッチで隣接するノードの対を減少させるように分類結果を修正した。したがって、第１の実施の形態によれば、スプリット後に残る限界距離に満たない距離で隣接するコンタクトホールパターンの対の数は常に最少となる。これに対して、第２の実施の形態では、限界距離に満たない距離で隣接するコンタクトホールパターンの対と中間ピッチで隣接するコンタクトホールパターンの対とが区別されないので、第１の実施の形態に比べ、スプリット後に残る中間ピッチ対がさらに減少する可能性がある。

なお、第１の実施の形態と同様に、第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置２０は、通常のハードウェア構成を有するコンピュータにパターンレイアウト作成プログラムが実行されることにより実現されるようにしてもよい。パターンレイアウト作成装置２０のハードウェア構成は第１の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。

第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置２０で実行されるパターンレイアウト作成プログラムは、前記した各構成要素（パターンレイアウト入力手段１１、グラフ生成手段２２、ノード分類手段１３、およびパターンレイアウト出力手段１７）を含むモジュール構成となっており、上記各部がＲＡＭ上にロードされ、パターンレイアウト入力手段１１、グラフ生成手段２２、ノード分類手段１３、およびパターンレイアウト出力手段１７がＲＡＭ上に生成される。

第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置２０で実行されるパターンレイアウト作成プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置２０で実行されるパターンレイアウト作成プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、第２の実施の形態のパターンレイアウト作成プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んでパターンレイアウト作成装置２０に提供するように構成してもよい。

また、第１の実施の形態と同様に、第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置２０が分割する対象のパターンレイアウト図はコンタクトホールパターンのレイアウト図だけに限定しない。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置は、第１または第２の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の構成に加え、中間ピッチを定義する中間ピッチ算出装置を備える。

図２０は、第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の構成を説明するブロック図である。図示する第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置３０は、第１の実施の形態の各構成要素１１〜１７に加え、中間ピッチを定義する中間ピッチ算出装置３１を備えている。中間ピッチ対抽出手段１４は、中間ピッチとして、中間ピッチ算出装置３１により定義される値を使用する。

第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置３０は、第１の実施の形態のパターンレイアウト作成装置の構成に中間ピッチ算出装置３１が追加されているだけであるので、中間ピッチ算出装置についてのみ説明する。なお、第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置３０は、第２の実施の形態の構成に中間ピッチ算出装置３１を追加した構成とするようにしてもよい。このとき、グラフ生成手段２２は、中間ピッチ算出装置３１により定義された値を中間ピッチとして使用するようにするとよい。

図２０に示すように、パターンレイアウト作成装置３０は、中間ピッチを算出するために使用されるテストパターンレイアウト図およびこのテストパターンレイアウト図に基づいて生成されるフォトマスクを用いて露光された露光結果もしくは露光シミュレーションによるシミュレーション結果の入力を受け付けるテストパターンレイアウト／結果入力手段３２と、テストパターンレイアウト／結果入力手段３２が受け付けた露光結果もしくはシミュレーション結果から露光マージン不足のパターンを抽出するマージン不足パターン抽出手段３３と、テストパターンレイアウト／結果入力手段３２が受け付けたテストパターンレイアウト図に基づくフォトマスク上において、マージン不足パターン抽出手段３３が抽出した露光マージン不足パターンとこのパターンに隣接するパターンとの距離を測長するパターン間距離測長手段３４と、パターン間距離測長手段３４による測長結果に基づいて中間マージンを算出する中間ピッチ算出手段３５と、を備えている。

次に、パターンレイアウト作成装置３０の動作を図２１、図２２、図２３、図２４、および図２５を参照して説明する。図２１は、パターンレイアウト作成装置３０の動作を説明するフローチャートである。

図２１において、まず、テストパターンレイアウト／結果入力手段３２は、外部装置などから入力されるテストパターンレイアウト図およびこのテストパターンレイアウト図に基づいて生成されるフォトマスクを用いて露光された露光結果もしくは露光シミュレーションによるシミュレーション結果を受け付ける（ステップＳ３１）。続いて、マージン不足パターン抽出手段３３は、受け付けた露光結果もしくは露光シミュレーション結果から、露光マージン不足のパターンを抽出する（ステップＳ３２）。

図２１は受け付けたシミュレーション結果の一例である。このシミュレーション結果では、斜め線ハッチングが施された６つのパターンと、縦線ハッチングが施された一つの露光マージン不足のパターンとが形成されており、この露光マージン不足パターンが抽出される。

ステップＳ３２に続いて、パターン間距離測長手段３４は、抽出された露光マージン不足のパターンに対応する入力されたテストパターンレイアウト図に基づくフォトマスクにおける、前記抽出された露光マージン不足のパターンとこのパターンに隣接するパターンとの間の距離を測定する（ステップＳ３３）。

図２３は受け付けたテストパターンレイアウト図の一例である。図示するように、このパターンレイアウト図上には、ハッチングが施されたメインパターンとＳＲＡＦのパターンとがレイアウトされている。図２２に示したシミュレーション結果において露光マージン不足であったパターンに対応したメインパターンに縦線ハッチングを施してある。

図２４は、ステップＳ３３において測長される部分を説明する図である。図示するように、露光マージン不足であったメインパターンを中心として予め定められた距離測長範囲にレイアウトされているメインパターンおよびＳＲＡＦのパターンまでの距離（図中（１）、（２）、（３）、（４）および（５））が測長される。前記した距離測長範囲は、どのように定めてもよいが、例えば、光近接効果が及ぶ範囲に等しくなるように定めるとよい。なお、距離測長範囲に存在する一つのパターンと、露光マージン不足であったメインパターンと、の間に別のパターンが介在してレイアウトされている場合、介在してレイアウトされているパターンを跨ぐようにパターン間の距離を測長するようにしてもよいし、パターンを跨ぐ測長を禁止するようにしてもよい。また、図２２〜２４の具体例においては、露光マージン不足であったパターンが一つしかないが、複数あった場合、複数の露光マージン不足のパターンについて測長を行うようにするとよい。

ステップＳ３３に続いて、中間ピッチ算出手段３５は、測長結果に基づいて、中間ピッチを決定する（ステップＳ３４）。中間ピッチを決定する方法としては、例えば、得られた測長結果が包含される範囲を中間ピッチとするようにしてもよい。図２５は、得られた測長結果が含まれる距離範囲が中間ピッチに決定される様子を説明する図である。図示するように、（１）〜（５）が含まれる、ハッチングを施した範囲が中間ピッチとなる。なお、中間ピッチの決定方法は、以上の方法に限定しない。例えば、多数の測長結果が一定以上の密度で分布する距離の範囲を中間ピッチとする方法を採用するようにしてもよい。

ところで、第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置３０は、通常のハードウェア構成のコンピュータを用いて実現されるようにしてもよい。図２６は、第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置３０のハードウェア構成を示す図である。

第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３、表示部４、入力部５を有している。第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置３０では、これらのＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、表示部４、入力部５がバスラインを介して接続されている。

ＣＰＵ１はＲＡＭ３内にロードされた第３の実施の形態のパターンレイアウト作成プログラム６を実行する。中間ピッチ算出プログラム７は、第３の実施の形態のパターンレイアウト作成プログラム６の一部としてロードされる。

第３の実施の形態のパターンレイアウト作成装置３０で実行される中間ピッチ算出プログラム７は、前記した各構成要素（テストパターンレイアウト／結果入力手段３２、マージン不足パターン抽出手段３３、パターン間距離測長手段３４、および中間ピッチ算出手段３５）を含むモジュール構成となっており、上記各部がＲＡＭ３上にロードされ、テストパターンレイアウト／結果入力手段３２、マージン不足パターン抽出手段３３、パターン間距離測長手段３４、および中間ピッチ算出手段３５がＲＡＭ３上に生成される。

また、以上の説明においては、中間ピッチ算出プログラム７をパターンレイアウト作成プログラム６の一部として実行されるとしたが、パターンレイアウト作成プログラム６とは独立して実行されるようにしてもよい。中間ピッチ算出プログラム７を、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、中間ピッチ算出プログラム７をインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、中間ピッチ算出プログラム７を、ＲＯＭ等に予め組み込んでパターンレイアウト作成装置３０に提供するように構成してもよい。

また、以上の説明においては、露光マージンが不足するパターンを抽出し、該パターンと周辺との距離を測長するようにしたが、露光マージンの代わりに、露光量、焦点位置、光源形状および光源強度、レジスト中の酸の拡散長、現像、エッチング、およびマスク寸法など、露光からパターン転写までのプロセスに関する諸条件のうちの少なくとも一つのマージンを用い、該マージンが不足するパターンを抽出するようにしてもよい。テストパターンレイアウト／結果入力手段３２に入力される露光結果、シミュレーション結果は、どの条件のマージンに基づいてパターンを抽出するかにより適切な工程を経て得た結果を選択して入力するようにする必要があることはいうまでもない。すなわち、例えばエッチングに関するマージンを使用する場合、半導体基板への転写までを含むリソグラフィプロセス結果または該結果を予測するシミュレーション結果が入力されるようにする必要がある。

このように、第３の実施の形態によれば、リソグラフィプロセス結果またはこのリソグラフィプロセス結果を予測するシミュレーション結果に基づいて、テストパターンレイアウト図からプロセスマージン不足のパターンを抽出し、抽出されたパターンと、このパターンの周囲にレイアウトされているパターンとの距離を測長し、測長結果に基づいて中間ピッチを算出し、算出した中間ピッチを使用するように構成したので、実験結果またはシミュレーション結果に基づいて定義された中間ピッチを使用することができるので、第１および第２の実施の形態に比べ、さらに精度の高いパターン形成が可能となるようにパターンレイアウト図を２つに分割することができるようになる。

１ ＣＰＵ、２ ＲＯＭ、３ ＲＡＭ、４ 表示部、５ 入力部、６ パターンレイアウト作成プログラム、７ 中間ピッチ算出プログラム、１０ パターンレイアウト作成装置、１１ パターンレイアウト入力手段、１２ グラフ生成手段、１３ ノード分類手段、１４ 中間ピッチ対抽出手段、１５ スコア算出手段、１６ 種類反転手段、１７ パターンレイアウト出力手段、２０ パターンレイアウト作成装置、２２ グラフ生成手段、３０ パターンレイアウト作成装置、３１ 中間ピッチ算出装置、３２ テストパターンレイアウト／結果入力手段、３３ マージン不足パターン抽出手段、３４ パターン間距離測長手段、３５ 中間ピッチ算出手段

Claims (5)

1. パターンレイアウト図に基づいて生成される夫々のパターンをノードとし、第１の距離で互いに隣接するパターンのノード同士を互いにエッジで接続したグラフを生成するグラフ生成工程と、
   エッジの両端のノードに対応する２つのパターンが互いに異なる種類となるように前記パターンレイアウト図に基づいて生成される夫々のパターンを２種類に分類する分類工程と、
   前記パターンレイアウト図に基づいて生成されるパターンを、エッジで接続されたノード群又はノードを介してエッジで接続されたノード群毎にグループ分けし、前記第１の距離よりも大きい第２の距離で互いに隣接する、夫々異なるグループに属する同一の種類に分類されたパターンの対のうちの一方のパターンと同一のグループに属するパターンの種類を夫々反転することによって前記分類工程による分類結果を修正する分類結果修正工程と、
   を含み、前記分類結果修正工程により修正された分類結果に基づいて前記パターンレイアウト図を作成することを特徴とするパターンレイアウト作成方法。
2. 前記分類結果修正工程は、
   前記第２の距離で互いに隣接する夫々異なるグループに属する同一の種類に分類されたパターンの対である第１の対と、前記第２の距離で互いに隣接する、夫々異なるグループに属しかつ夫々異なる種類に分類されたパターンの対である第２の対と、を抽出する対抽出工程と、
   前記抽出した第１および第２の対の数に基づいて修正対象のグループを選択し、前記選択したグループに属するパターンの分類結果を修正する反転工程と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のパターンレイアウト作成方法。
3. パターンレイアウト図に基づいて生成されるパターンをノードとし、第１の距離で互いに隣接するパターンのノード同士および前記第１の距離よりも大きい第２の距離で互いに隣接するパターンのノード同士を互いにエッジで接続したグラフを生成するグラフ生成工程と、
   エッジの両端のノードに対応する２つのパターンが互いに異なる種類となるように前記パターンレイアウト図に基づいて生成される夫々のパターンを２種類に分類する分類工程と、
   を含み、前記分類工程による分類結果に基づいて前記パターンレイアウト図を分割することを特徴とするパターンレイアウト作成方法。
4. 前記第１の距離は、前記第１の距離で隣接するパターンをリソグラフィプロセスで所望の転写解像度で転写形成することができない距離であって、前記第２の距離は、前記第２の距離で隣接するパターンに対して所望のプロセスマージンを得るためのパターンを配置することができない距離である、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載のパターンレイアウト作成方法。
5. テストパターンレイアウト図によるリソグラフィプロセス結果またはこのリソグラフィプロセス結果を予測するシミュレーション結果に基づいて、前記テストパターンレイアウト図からプロセスマージン不足のパターンを抽出するマージン不足パターン抽出工程と、
   前記抽出されたパターンと、このパターンの周囲にレイアウトされているパターンとの距離を測長するパターン間距離測長工程と、
   前記パターン間距離測長工程による測長結果に基づいて前記第２の距離を算出する算出手段と、
   をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項４に記載のパターンレイアウト作成方法。

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