JP2013174766A - マスクパターン作成方法、マスクパターン作成プログラムおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＳＡプロセスに用いられるマスクパターンを容易に作成することができるマスクパターン作成方法を提供すること。
【解決手段】実施形態のマスクパターン作成方法では、基板上に形成する基板上パターンの設計パターンと、誘導型自己組織化によってパターン形成を行なうＤＳＡ材料に関する情報と、に基づいて、前記設計パターンの設計パターン領域内から、ＤＳＡ材料を誘導型自己組織化させることによってＤＳＡパターンを形成するＤＳＡパターン形成領域を抽出する。また、前記ＤＳＡパターン形成領域内に前記ＤＳＡパターンを形成させる誘導パターンを、前記設計パターンと、前記ＤＳＡ材料に関する情報と、前記ＤＳＡパターン形成領域と、前記誘導パターンを形成する際の設計制約と、に基づいて作成する。そして、前記誘導パターンを用いて前記誘導パターンのマスクパターンを作成する。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、マスクパターン作成方法、マスクパターン作成プログラムおよび半導体装置の製造方法に関する。

次世代リソグラフィプロセスの候補として、近年ＤＳＡ（Directed Self Assembly）プロセスが注目されてきている。ＤＳＡプロセスでは、パターン作製を制御するためのガイドを設計する必要があるが、ガイド設計には制限が多いので、設計者自身がガイドを設計することは困難である。このため、ＤＳＡプロセスに用いられるマスクパターンを容易に作成することが望まれている。

特開２００４−４６２００号公報

本発明が解決しようとする課題は、ＤＳＡプロセスに用いられるマスクパターンを容易に作成することができるマスクパターン作成方法、マスクパターン作成プログラムおよび半導体装置の製造方法を提供することである。

実施形態によれば、マスクパターン作成方法が提供される。マスクパターン作成方法では、基板上に形成する基板上パターンの設計パターンと、誘導型自己組織化によってパターン形成を行なうＤＳＡ材料に関する情報と、に基づいて、前記設計パターンの設計パターン領域内から、ＤＳＡ材料を誘導型自己組織化させることによってＤＳＡパターンを形成するＤＳＡパターン形成領域を抽出する。また、前記ＤＳＡパターン形成領域内に前記ＤＳＡパターンを形成させる誘導パターンを、前記設計パターンと、前記ＤＳＡ材料に関する情報と、前記ＤＳＡパターン形成領域と、前記誘導パターンを形成する際の設計制約と、に基づいて作成する。そして、前記誘導パターンを用いて前記誘導パターンのマスクパターンを作成する。

図１は、第１の実施形態に係るマスクパターン作成装置の構成を示す図である。 図２は、ＤＳＡ分子の構成例を示す図である。 図３は、ＤＳＡプロセスを説明するための図である。 図４は、ＤＳＡパターンの一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態にかかるガイド用マスクパターン作成処理の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、設計パターンから抽出される中心線を説明するための図である。 図７は、中心線のグループ分け処理を説明するための図である。 図８は、グループ毎のガイドパターン作成処理を説明するための図である。 図９は、ガイドパターンを用いて形成されるＤＳＡパターンを説明する図である。 図１０は、不必要な位置に形成されたＤＳＡパターンの除去処理を説明するための図である。 図１１は、ＤＳＡパターン幅の調整処理を説明するための図である。 図１２は、ＤＳＡプロセスによって円形パターンを形成する場合のガイドパターン作成処理手順を示す図である。 図１３は、楕円形パターンを形成するためのガイドパターンの構成例を示す図である。 図１４は、第２の実施形態に係るマスクパターン作成装置の構成を示す図である。 図１５は、第２の実施形態に係るガイド用マスクパターン作成処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１６は、第２の実施形態に係るマスクパターン作成方法を説明するための図である。 図１７は、マスクパターン作成装置のハードウェア構成を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態に係るマスクパターン作成方法、マスクパターン作成プログラムおよび半導体装置の製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
本実施形態では、ＤＳＡ（Directed Self Assembly）プロセスに対応した基本データ処理フローとＤＳＡガイド（ガイドパターン）の自動発生システムについて説明する。図１は、第１の実施形態に係るマスクパターン作成装置の構成を示す図である。マスクパターン作成装置１は、ＤＳＡプロセスに用いられるマスクデータ（マスクパターン）を作成するコンピュータなどである。

ＤＳＡプロセスは、誘導型自己組織化を利用したパターニング工程であり、設計パターン（レイアウトパターンデータ）から抽出した誘導型自己組織化パターニング対象エリア（以下、ＤＳＡ対象エリアという）に対して、ガイドパターン（誘導パターン）を形成する工程を具備している。本実施形態のマスクパターン作成装置１は、ガイドパターンを形成するためのマスクパターン（以下、ガイド用マスクパターンという）を作成する。

マスクパターン作成装置１は、設計パターン入力部１１Ａ、ＤＳＡ情報入力部１１Ｂ、ＤＳＡ対象エリア抽出部１２、ガイドパターン作成部１３、ＤＳＡパターン予測部１４、検証部１５Ｘ、ガイド用マスクパターン作成部１６、出力部１７を備えている。

設計パターン入力部１１Ａは、外部装置などから半導体装置（半導体集積回路）の設計パターンを入力し、設計パターンをＤＳＡ対象エリア抽出部１２と検証部１５Ｘに送る。ＤＳＡ情報入力部１１Ｂは、外部装置などからＤＳＡに関するＤＳＡ情報を入力し、ＤＳＡ対象エリア抽出部１２とガイドパターン作成部１３に送る。

ＤＳＡ情報は、例えば、ＤＳＡプロセスに必要な条件、制約などであり、ガイドパターンを設定する際に参照される。具体的には、ＤＳＡ情報は、ＤＳＡプロセスで形成するパターンの種類（ライン＆スペースパターン、円形パターンなど）、ＤＳＡ分子（ＤＳＡ材料）の種類、リソグラフィプロセスから受ける制約、パターン寸法に要求される精度などである。

ＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、設計パターンおよびＤＳＡ情報に基づいて、設計パターン内からＤＳＡプロセスによってパターン形成可能な設計パターンと、ＤＳＡプロセスではパターン形成が不可能な設計パターンと、を判別する。

ＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、例えば、ＤＳＡ情報でライン＆スペースパターンが指定されている場合には、設計パターンのうちライン＆スペースパターン以外のパターンを、ＤＳＡによってパターン形成が不可能な設計パターンであると判断する。

また、ＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、例えば、設計パターンのライン＆スペースパターンのうちＤＳＡ情報を満たすライン＆スペースパターンを、ＤＳＡによってパターン形成可能な設計パターンであると判断する。ＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、ＤＳＡパターンの形成が可能か否かの判別結果に基づいて、ＤＳＡ対象エリアを抽出する。換言すると、本実施形態のＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、ＤＳＡ情報に基づいて、後述のＤＳＡパターンを設定することができる設計パターンの条件（以下、ＤＳＡ設定条件という）を導出し、導出したＤＳＡ設定条件に基づいてＤＳＡ対象エリアを抽出する。ＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、抽出したＤＳＡ対象エリアと、ＤＳＡ対象エリア内の設計パターンと、をガイドパターン作成部１３に送る。

ガイドパターン作成部１３は、ＤＳＡ対象エリア内の設計パターンに対し、設計パターンと、ＤＳＡ情報と、ＤＳＡ対象領域と、に基づいてガイドパターンを作成する。本実施形態のガイドパターン作成部１３は、ＤＳＡ情報に基づいてガイドパターンの作成制約条件を導出し、導出した作成制約条件に基づいてガイドパターンを作成する。ガイドパターン作成部１３は、作成したガイドパターンをＤＳＡパターン予測部１４に送る。

また、ガイドパターン作成部１３は、検証部１５Ｘから後述する公差外領域が送られてくると、この公差外領域内に含まれている設計パターンに対し、設計パターンと、ＤＳＡ情報と、ＤＳＡ対象領域と、に基づいてガイドパターンを再作成する。ガイドパターン作成部１３は、再作成したガイドパターンをＤＳＡパターン予測部１４に送る。

また、ガイドパターン作成部１３は、検証部１５Ｘから検証合格の通知を受けると、ＤＳＡ対象エリア内の全設計パターンに対して作成または再作成したガイドパターンをガイド用マスクパターン作成部１６に送る。

ＤＳＡパターン予測部１４は、ガイドパターンに基づいて、形成される誘導型自己組織化パターンを予測する。なお、以下では、ガイドパターンに誘導型自己組織化を行なうことによって形成されるパターンをＤＳＡパターンという。ＤＳＡパターン予測部１４は、何れの位置にガイドパターンを配置すれば、このガイドパターン近傍で誘導型自己組織化によるどのようなＤＳＡパターンが形成されるかをシミュレーションによって予測する。ＤＳＡパターン予測部１４は、予測したＤＳＡパターンを検証部１５Ｘに送る。

検証部１５Ｘは、設計パターンと予測されたＤＳＡパターンとに基づいて、予測されたＤＳＡパターンの寸法が狙い目寸法からの公差以内に収まっているか否かを検証する。換言すると、検証部１５Ｘは、予測されたＤＳＡパターンの寸法が、設計パターンに基づいて規定された寸法許容範囲内であるか否かを検証する。また、検証部１５Ｘは、予測されたＤＳＡパターンを形成する際のプロセスマージンが許容範囲内であるか否かを検証する。

検証部１５Ｘは、予測されたＤＳＡパターンのうち許容範囲外のＤＳＡパターンを含む領域を抽出し、抽出した領域を公差外領域としてガイドパターン作成部１３に送る。また、検証部１５Ｘは、全てのＤＳＡパターンの寸法が狙い目寸法からの公差以内に収まっている場合、検証結果が合格であることをガイドパターン作成部１３に通知する。

ガイド用マスクパターン作成部１６は、ガイドパターン作成部１３から送られてくるガイドパターンに応じたガイド用マスクパターン（パターンデータ）を作成する。ガイド用マスクパターン作成部１６は、作成したガイド用マスクパターンを出力部１７に送る。出力部１７は、ガイド用マスクパターンを、外部装置（マスク作製装置など）に出力する。

つぎに、誘導型自己組織化とＤＳＡプロセスについて説明する。図２は、ＤＳＡ分子の構成例を示す図である。図２の（ａ）に示すように、ＤＳＡ分子２０は、親水性部２４Ｂと親油性部２４Ａとを有したポリマーである。

図２の（ｂ）に示すように、親水性の材料で形成されたガイドパターン２３上からＤＳＡ分子２０が塗布されると、親水性部２４Ｂがガイドパターン２３上に集合してくる。また、ＤＳＡ分子２０同士は、一方のＤＳＡ分子２０の端部（親水性部２４Ｂ側の端部）と、他方のＤＳＡ分子２０の端部（親油性部２４Ａ側の端部）と、が結合する。これにより、ガイドパターン２３上に親水性部２４Ｂが配置されるとともに、親油性部２４Ａ、親水性部２４Ｂ、親油性部２４Ａの順番でＤＳＡ分子２０同士が線状に結合する。

図３は、ＤＳＡプロセスを説明するための図である。図３の（ａ）に示すように、ウエハ（基板）２１上にガイドパターン２３を形成しておく。ガイドパターン２３は、例えば、ＥＢ（電子線）リソグラフィなどを用いて形成される。具体的には、ウエハ２１上の全面にガイド材料を塗布した後、ガイド材料上の全面にレジストを塗布する。ガイド材料は、中性、親油性、親水性の何れでもよい。また、ガイド材料は、例えば数ｎｍ程度の薄膜であり、厚さ（ウエハ２１との段差）は無視できる程度に薄いものとする。レジストを塗布した後、ＥＢ露光によってレジスト上の所定領域を露光し、これによりレジストパターンを形成する。そして、レジストパターン上からガイド材料をエッチングすることにより、ガイド材料にパターニングを行う。この後、レジストパターンは、ガイドパターン２３上から除去される。これにより、ガイド材料を用いたガイドパターン２３が形成される。なお、ここでは、ガイドパターン２３がストライプパターンである場合を示しているが、ガイドパターン２３の形状は何れの形状であってもよい。

ウエハ２１上でガイドパターン２３以外の領域には、疎水性膜２２を成膜しておく。疎水性膜２２は、ガイドパターン２３と同じ膜厚であり、ガイドパターン２３とガイドパターン２３の間の隙間を埋めるよう成膜される。なお、ガイドパターン２３と疎水性膜２２は、何れを先に形成してもよい。

ガイドパターン２３は、周辺（疎水性膜２２）と異なる材料で形成される。また、ガイドパターン２３は、疎水性膜２２と異なる表面状態（表面粗さなど）となっている。なお、疎水性膜２２は、形成しなくてもよい。この場合、ガイドパターン２３は、周辺と高さの異なるパターンとなる。

この後、ガイドパターン２３および疎水性膜２２の上面にＤＳＡ分子２０が塗布される。これにより、図３の（ｂ）に示すように、ガイドパターン２３上に親水性部２４Ｂが集合する。また、疎水性膜２２上には、親油性部２４Ａ、親水性部２４Ｂ、親油性部２４Ａの順番で線状に結合したＤＳＡ分子２０が集合する。なお、親油性部２４Ａと親水性部２４Ｂとの結合の繰り返し数は、ガイドパターン２３間の距離とＤＳＡ分子２０の長さによって決まる。

ウエハ２１の上面にＤＳＡ分子２０が塗布された後、ＤＳＡ分子２０の親油性部２４Ａがエッチングされる。これにより、図３の（ｃ）に示すように、ウエハ２１上に親水性部２４Ｂが残され、親油性部２４Ａが除去される。図３の（ｃ）では、ガイドパターン２３とガイドパターン２３との間に親水性部２４Ｂが残されることにより、ガイドパターン２３に対して倍ピッチのＤＳＡパターン２５が形成された場合を示している。このように、ＤＳＡパターン２５は、ガイドパターン２３に沿って一定のピッチでパターニングされる。

なお、下地のガイド（疎水性膜・親水性膜）の幅とＤＳＡパターンの幅は、必ずしも一致している必要はない。例えば、図３では、ガイドパターン２３の幅とＤＳＡパターン２５の幅とが同じである場合を示したが、ガイドパターン２３の幅とＤＳＡパターン２５の幅とは異なる幅であってもよい。例えば、ＤＳＡパターン２５は、ガイドパターン２３の幅よりも細くなるよう形成される場合がある。

図４は、ＤＳＡパターンの一例を示す図である。図４では、ＤＳＡパターンの上面図を示している。図４の（ａ）では、ガイドパターンが無い領域に形成されるＤＳＡパターン２６Ａを示している。また、図４の（ｂ）では、ガイドパターン２３が在る領域に形成されるＤＳＡパターン２６Ｂを示している。

図４の（ａ）に示すように、ガイドパターンが無い領域に形成されるＤＳＡパターン２６Ａは、略一定のパターン幅、略一定のスペース幅を有しているものの、パターン形状はランダムであり、規則性がない。

一方、図４の（ｂ）に示すように、ガイドパターンが在る領域に形成されるＤＳＡパターン２６Ｂは、略一定のパターン幅、略一定のスペース幅を有し、且つガイドパターンの配置に応じた形状を有している。例えば、ガイドパターンの形状が、所定値よりも大きなリング状である場合、ＤＳＡパターン２６Ｂはリング状になる。図４の（ｂ）では、第１のリング状のＤＳＡパターン２７を囲うように、第２のリング状のＤＳＡパターン２８が形成され、第２のリング状のＤＳＡパターン２８を囲うように、第３のリング状のＤＳＡパターン２９が形成されている場合を示している。

なお、図４の（ｂ）では、リング状のＤＳＡパターン２６Ｂが形成されている領域以外の領域にＤＳＡパターンを図示していないが、実際には、ランダムなＤＳＡパターン２６Ａが形成されることとなる。ランダムなＤＳＡパターン２６Ａは、リング状のＤＳＡパターン２６Ｂと同じピッチ（略一定のパターン幅、略一定のスペース幅）となっている。

また、ＤＳＡパターン２６Ａ，２６Ｂのパターン幅やスペース幅は、ＤＳＡ分子２０の構造によって決まるものである。具体的には、ＤＳＡパターン２６Ａ，２６Ｂのパターン幅は、親水性部２４Ｂの長さと略同じ寸法であり、ＤＳＡパターン２６Ａ，２６Ｂのスペース幅は、親油性部２４Ａの長さと略同じ寸法である。

つぎに、ガイド用マスクパターンの作成処理手順について説明する。図５は、第１の実施形態にかかるガイド用マスクパターン作成処理の処理手順を示すフローチャートである。マスクパターン作成装置１の設計パターン入力部１１Ａへは設計パターンが入力され、ＤＳＡ情報入力部１１ＢへはＤＳＡ情報が入力される（ステップＳ１０）。

設計パターン入力部１１Ａは、設計パターンをＤＳＡ対象エリア抽出部１２と検証部１５Ｘに送り、ＤＳＡ情報入力部１１Ｂは、ＤＳＡ情報をＤＳＡ対象エリア抽出部１２とガイドパターン作成部１３に送る。ここでは、ＤＳＡ情報内で指定されるＤＳＡパターンの種類がライン＆スペースパターンである場合について説明する。

ここで、ＤＳＡ情報について説明する。ＤＳＡ情報は、（１）ＤＳＡ分子２０の種類、（２）リソグラフィプロセスから受ける制約（リソグラフィ制約）、（３）ガイドパターンの寸法に要求される精度（ガイド寸法要求精度）、（４）ＤＳＡパターンの寸法に要求される精度（ＤＳＡ寸法要求精度）などの情報を含んでいる。

（１）ＤＳＡ分子２０の種類は、親水性部２４Ｂの長さ、親油性部２４Ａの長さなどの情報を含んでいる。
（２）リソグラフィ制約は、リソグラフィプロセスを用いた場合に、どのようなガイドパターンを形成できるかを示す情報である。例えば、光リソグラフィでガイドパターンを形成する場合、光リソグラフィで形成可能なガイドパターン寸法（解像限界）がある。また、光リソグラフィの解像限界に起因してパターンエッジにラフネスが生じる。このような解像限界やラフネス範囲などが、リソグラフィ制約に設定されている。ガイドパターンを作成する際には、解像限界やラフネス範囲が考慮される。

なお、ＤＳＡ情報には、ガイドパターンをウエハ２１上に形成する際の設計制約としてリソグラフィ制約以外のプロセス制約を含めてもよい。この場合のプロセス制約は、ガイドパターンをウエハ２１上に形成する際に使用するプロセスでの、最小ピッチ・最小スペース幅等の制約である。
（３）ガイド寸法要求精度は、ガイドパターンが満たすべき寸法（パターン幅、スペース幅）の精度を示す情報である。
（４）ＤＳＡ寸法要求精度は、ＤＳＡパターンが満たすべき寸法（パターン幅、スペース幅）の精度を示す情報である。

ＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、設計パターンおよびＤＳＡ情報に基づいて、ＤＳＡ対象エリアの設定制約条件を導出する。具体的には、ＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、ＤＳＡ分子２０の種類、ＤＳＡ寸法要求精度などの少なくとも１つに基づいて、ＤＳＡ設定条件を導出する。

ＤＳＡ分子２０の種類によって、親油性部２４Ａや親水性部２４Ｂの長さが異なるので、ＤＳＡ分子２０の種類によって形成可能なＤＳＡパターンのピッチが異なる。このため、ＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、設計パターンのうち、ＤＳＡ分子２０によって形成可能で且つＤＳＡ寸法要求精度を満たす設計パターンの条件をＤＳＡ設定条件として導出する。ＤＳＡ設定条件は、例えば、設計パターンのピッチ範囲を含んでおり、ピッチ範囲を満たす設計パターン領域がＤＳＡ対象エリアとして抽出される（ステップＳ１５）。ＤＳＡ対象エリア抽出部１２は、抽出したＤＳＡ対象エリアをガイドパターン作成部１３に送る。

ここで、ＤＳＡパターンの周期について説明する。ＤＳＡ分子２０の種類によって、ＤＳＡパターンの周期が異なる。ＤＳＡパターンの周期は、例えば、以下の式（１）に従った長さとなる。
Ｄ＝４（３／π²）^1/3ａＮ^2/3χ^1/6・・・（１）

式（１）は、ラメラの周期長を示す式である。式（１）において、ａは高分子のボンドの長さであり、Ｎはボンドの数である。式（１）では、高分子を、長さａのボンドがＮ個Ｎは自然数）分だけ自由に折れ曲がることとのできる結合点でつながった鎖として扱い、高分子の長さをランダム・フライト・モデルで定義している。なお、式（１）では、いくつかのモノマー単位を合わせて統計的繰り返し単位として扱っているので、分子構造のモノマーの結合距離には直接対応していない。なお、ＤＳＡ情報には、上述したａ、Ｎ、χ、式（１）の情報を含めておいてもよいし、Ｄの情報を含めておいてもよい。

ガイドパターン作成部１３は、ＤＳＡ対象エリア内の設計パターンに対し、設計パターンと、ＤＳＡ情報と、ＤＳＡ対象領域と、に基づいてガイドパターンの作成制約条件を導出する。具体的には、ガイドパターン作成部１３は、ＤＳＡ分子２０の種類、リソグラフィ制約、ガイド寸法要求精度、ＤＳＡ寸法要求精度などの少なくとも１つに基づいて、ガイドパターンの作成制約条件を導出する。

リソグラフィ制約としては、解像限界やラフネス範囲が設定されている。ガイドパターン作成部１３は、解像限界、ラフネス範囲、ガイド寸法要求精度に基づいて、ガイドパターンの作成制約条件としてのガイドパターン幅やガイドパターン間距離を導出する。例えば、ガイドパターン作成部１３は、形成されるガイドパターンの寸法にラフネス範囲を与えた場合であっても、ガイド寸法要求精度を満たすガイドパターン幅を設定する。

ガイドパターン作成部１３は、ＤＳＡ対象エリア内の設計パターンをＤＳＡパターンで形成でき、且つガイドパターンの作成制約条件を満たすガイドパターンを作成する。ガイドパターン作成部１３は、ガイドパターンを作成するため、ＤＳＡ対象エリア内の各設計パターンから中心線を抽出する（ステップＳ２０）。

図６は、設計パターンから抽出される中心線を説明するための図である。図６では、ＤＳＡ対象エリア内の設計パターンが設計パターンＰ１〜Ｐ６である場合を示している。設計パターンＰ１〜Ｐ３，Ｐ６は、ラインパターンである。設計パターンＰ１〜Ｐ３，Ｐ６からは、ラインパターンの長手方向に平行な中心線として、中心線Ｃ１〜Ｃ３，Ｃ６が抽出される。

また、設計パターンＰ０は、旗竿形状のパターンであり、矩形状パターンの設計パターンＰ４と矩形状パターンの設計パターンＰ５とで構成されている。設計パターンＰ５は、ラインパターンであり、設計パターンＰ５からは、設計パターンＰ１などと同様に、ラインパターンの長手方向に平行な中心線Ｃ５が抽出される。また、設計パターンＰ４からは、設計パターンＰ５の中心線Ｃ５に平行な中心線Ｃ４が抽出される。

ガイドパターン作成部１３は、ＤＳＡ対象エリア内の各設計パターンから中心線を抽出した後、抽出した中心線をグループ分けする（ステップＳ３０）。ガイドパターン作成部１３は、中心線間距離に基づいて、各中心線をグループ分けする。

具体的には、ガイドパターン作成部１３は、親油性部２４Ａや親水性部２４Ｂの長さに基づいて、中心線間距離の規定値を設定する。そして、ガイドパターン作成部１３は、中心線間距離の規定値以内にある中心線間を抽出するとともに、この中心線間を構成している中心線を抽出する。

図７は、中心線のグループ分け処理を説明するための図である。ここでは、図６で説明した中心線Ｃ１〜Ｃ６をグループ分けする場合について説明する。中心線Ｃ１，Ｃ２、中心線Ｃ２，Ｃ３、中心線Ｃ３，Ｃ４、中心線Ｃ４，Ｃ５、中心線Ｃ５，Ｃ６、中心線Ｃ１，Ｃ２の各中心線間距離を、それぞれ中心線間距離Ｌ１〜Ｌ５とする。中心線間距離の規定値を規定値Ｌｘとした場合、ガイドパターン作成部１３は、規定値Ｌｘ以内の中心線間距離を抽出する。規定値Ｌｘは、例えば、ＤＳＡ分子２０を２本接続した長さである。

例えば、規定値Ｌｘ以内の中心線間距離が中心線間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４である場合、中心線間距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４が抽出される。そして、中心線間距離Ｌ１を構成する中心線Ｃ１，Ｃ２を同一のグループとし、中心線間距離Ｌ２を構成する中心線Ｃ２，Ｃ３を同一のグループとし、中心線間距離Ｌ４を構成する中心線Ｃ４，Ｃ５を同一のグループとする。さらに、中心線Ｃ２は、中心線間距離Ｌ１，Ｌ２の両方の構成要素となっているので、中心線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を同一のグループとする。換言すると、規定値Ｌｘ以内で隣接する中心線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が同一のグループとされる。また、規定値Ｌｘ以内で隣接する中心線Ｃ４，Ｃ５が同一のグループとされる。

これにより、ガイドパターン作成部１３は、中心線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を第１のグループＧ１に設定し、中心線Ｃ４，Ｃ５を第２のグループＧ２に設定し、中心線Ｃ６を第３のグループＧ３に設定する。

ガイドパターン作成部１３は、中心線をグループ分けした後、グループ毎にガイドパターンを作成する（ステップＳ４０）。図８は、グループ毎のガイドパターン作成処理を説明するための図である。ここでは、図７で説明した第１〜第３のグループＧ１〜Ｇ３に対してガイドパターンを作成する場合について説明する。

ガイドパターン作成部１３は、第１のグループＧ１の両端部にガイドパターン３１，３２を配置する。具体的には、第１のグループＧ１の一方の端部（左端）側に配置されている中心線Ｃ１よりも外側（左側）にガイドパターン３１を配置する。また、第１のグループＧ１の他方の端部（右端）側に配置されている中心線Ｃ３よりも外側（右側）にガイドパターン３２を配置する。

このとき、例えば、ガイドパターン３１と中心線Ｃ１との間のスペース幅、中心線Ｃ１，Ｃ２のスペース幅、中心線Ｃ２，Ｃ３のスペース幅、ガイドパターン３２と中心線Ｃ３との間のスペース幅が、それぞれ略同じになるようガイドパターン３１，３２が配置される。また、ガイドパターン３１，３２の長手方向の寸法は、中心線Ｃ１，Ｃ２（設計パターンＰ１，Ｐ２）の長手方向の寸法と同じ長さに設定しておく。

同様に、ガイドパターン作成部１３は、第２のグループＧ２の両端にガイドパターン３３，３４を配置する。具体的には、第２のグループＧ２の一方の端部（左端）側に配置されている中心線Ｃ４よりも外側（左側）にガイドパターン３３を配置する。また、第２のグループＧ２の他方の端部（右端）側に配置されている中心線Ｃ５よりも外側（右側）にガイドパターン３４を配置する。

このとき、ガイドパターン３３と中心線Ｃ３との間のスペース幅、中心線Ｃ４，Ｃ５のスペース幅、ガイドパターン３４と中心線Ｃ４との間のスペース幅が、それぞれ略同じになるようガイドパターン３３，３４が配置される。また、ガイドパターン３３，３４の長手方向の寸法は、設計パターンＰ０（結合された設計パターンＰ４，Ｐ５）（中心線Ｃ４，Ｃ５を足した長さ）の長手方向の寸法と同じ長さに設定しておく。

同様に、ガイドパターン作成部１３は、第３のグループＧ３の両端にガイドパターン３５、３６を配置する。具体的には、第３のグループＧ３に配置されている中心線Ｃ６よりも外側（左側）にガイドパターン３５を配置し、中心線Ｃ６よりも外側（右側）にガイドパターン３６を配置する。

このとき、ガイドパターン３５と中心線Ｃ６との間のスペース幅、ガイドパターン３６と中心線Ｃ６との間のスペース幅が、それぞれ中心線Ｃ１，Ｃ２のスペース幅、中心線Ｃ４，Ｃ５のスペース幅と略同じになるようガイドパターン３５，３６が配置される。また、ガイドパターン３５，３６の長手方向の寸法は、中心線Ｃ６（設計パターンＰ６）の長手方向の寸法と同じ長さに設定しておく。

なお、ガイドパターン３１〜３６のパターン幅は、設計パターンＰ１などのパターン幅と同じである場合に限らず、所定値だけ太くてもよいし、所定値だけ細くてもよい。ガイドパターン作成部１３は、作成したガイドパターンをＤＳＡパターン予測部１４に送る。ＤＳＡパターン予測部１４は、ガイドパターンに基づいて、形成されるＤＳＡパターンを予測し、予測したＤＳＡパターンを作成する（ステップＳ５０）。

図９は、ガイドパターンを用いて形成されるＤＳＡパターンを説明する図である。ここでは、図８で説明したガイドパターン３１〜３６を用いてＤＳＡパターン３７を形成する場合について説明する。

各ガイドパターン間には、ガイドパターン間距離と、ＤＳＡ分子２０の長さと、に応じた本数ずつＤＳＡパターン３７が、等ピッチで形成される。ガイドパターン３１〜３６を用いてＤＳＡパターン３７を形成すると、例えば、ガイドパターンの近傍にはガイドパターンから所定の距離だけ離れた位置に所定幅のＤＳＡパターン３７が形成される。また、ＤＳＡパターン３７とＤＳＡパターン３７の間には、ＤＳＡパターン３７が形成される。このとき、ＤＳＡパターン３７の配置間隔が略同じになるよう、ＤＳＡパターン３７が形成される。

例えば、ガイドパターン３１とガイドパターン３２の間に３本のＤＳＡパターン３７が形成される。また、ガイドパターン３３とガイドパターン３４の間に２本のＤＳＡパターン３７が形成され、ガイドパターン３５とガイドパターン３６の間に１本のＤＳＡパターン３７が形成される。

また、各ガイドパターン３１〜３６上にもＤＳＡパターン３７が形成される。なお、図９〜図１１では、ガイドパターン３１〜３６上に形成されるＤＳＡパターン３７の図示を省略している。

また、各ガイドパターン間以外の領域（ガイドパターンで制御できない箇所）には、ランダムな位置にランダムな形状のＤＳＡパターン３７が形成される。ＤＳＡパターン予測部１４は、ガイドパターンを用いて形成されるＤＳＡパターン３７を予測すると、予測したＤＳＡパターン３７を検証部１５Ｘに送る。

検証部１５Ｘは、予測されたＤＳＡパターン３７のうち、ＤＳＡ対象エリア内のＤＳＡパターン３７の寸法が狙い目寸法からの公差以内に収まっているか否かを検証する（ステップＳ６０）。ＤＳＡパターン３７の寸法が公差以内に収まっていない場合（ステップＳ７０、Ｎｏ）、検証部１５Ｘは、予測されたＤＳＡパターン３７のうち公差外のＤＳＡパターン３７を含む領域を抽出する。そして、検証部１５Ｘは、抽出した領域を公差外領域としてガイドパターン作成部１３に送る。

ガイドパターン作成部１３は、検証部１５Ｘから公差外領域が送られてくると、この公差外領域内に含まれている設計パターンに対し、ＤＳＡ情報に基づいてガイドパターンを再作成する。このとき、ガイドパターン作成部１３は、ガイドパターンが検証で合格となるよう再作成する。

ガイドパターン作成部１３は、再作成したガイドパターンをＤＳＡパターン予測部１４に送り、ＤＳＡパターン予測部１４は、ＤＳＡパターンを再予測する。そして、検証部１５Ｘは、予測されたＤＳＡパターンの寸法が狙い目寸法からの公差以内に収まっているか否かを再検証する。このように、ガイドパターン作成部１３、ＤＳＡパターン予測部１４、検証部１５Ｘは、ＤＳＡパターンの寸法が公差以内に収まるまで、ステップＳ４０〜Ｓ７０の処理を繰り返す。

検証部１５Ｘは、全てのＤＳＡパターンの寸法が狙い目寸法からの公差以内に収まっている場合（ステップＳ７０、Ｙｅｓ）、検証結果が合格であることをガイドパターン作成部１３に通知する。ガイドパターン作成部１３は、検証部１５Ｘから検証合格の通知を受けると、作成または再作成したガイドパターンをガイド用マスクパターン作成部１６に送る。ガイド用マスクパターン作成部１６は、ガイドパターン作成部１３から送られてくるガイドパターンに応じたガイド用マスクパターンを作成する（ステップＳ８０）。

ガイドパターンを用いてＤＳＡパターンを形成すると、不必要な位置にもＤＳＡパターンが形成される。例えば、各ガイドパターン間以外の領域に形成されるランダムな形状のＤＳＡパターンである。このため、不必要な位置に形成されたＤＳＡパターンは除去される。

図１０は、不必要な位置に形成されたＤＳＡパターンの除去処理を説明するための図である。ここでは、図９で説明したＤＳＡパターン３７のうち不必要な位置に形成されたＤＳＡパターン３７を除去する場合について説明する。

ＤＳＡパターン３７のうち必要なＤＳＡパターン３７は、ＤＳＡ対象エリア内のＤＳＡパターン３７である。このため、ＤＳＡ対象エリア外のＤＳＡパターン３７が除去されることとなる。例えば、不必要なＤＳＡパターン３７を、光リソグラフィを用いて除去する場合、不必要なＤＳＡパターン３７を除去するための除去マスクが用いられる。この除去マスクは、ＤＳＡ対象エリアに対応する位置に除去マスクパターン３９が形成され、ＤＳＡ対象エリア外に対応する位置にはマスクパターンが形成されていない。この除去マスクを用いて光リソグラフィを行なうことにより、ＤＳＡ対象エリア内のＤＳＡパターン３７が基板上に残される。

不必要なＤＳＡパターン３７が除去された後、ＤＳＡパターン３７の幅が所望の太さに調整される。図１１は、ＤＳＡパターン幅の調整処理を説明するための図である。ここでは、図１０で説明した除去処理によってウエハに残されたＤＳＡパターン３７の幅を調整する場合について説明する。

例えば、ＤＳＡパターン３７の幅が所望の幅（設計パターンの幅）より細い場合、設計パターン上で規定されている所望幅となるようＤＳＡパターン３７の幅を太くする。具体的には、ＤＳＡパターン３７上から膜を堆積させることにより、ＤＳＡパターン３７の上面および側面に膜を形成する。その後、ＤＳＡパターン３７の上面に形成されている膜をエッチバックによって除去し、ＤＳＡパターン３７の側面に形成されている膜を残す。これにより、ＤＳＡパターン３７の幅が所望の幅に調整されたＤＳＡパターン４５が形成される。

なお、このとき、ガイドパターン上に形成されているＤＳＡパターン３７（図示せず）についても、パターン幅が同様に調整される。ＤＳＡパターン３７とガイドパターンとは、略同じ寸法だけ太るので、ガイドパターンを形成する際には、この太らせる寸法を考慮した寸法でガイドパターンを形成しておく。

なお、ＤＳＡプロセスによって形成するパターンは、ラインパターンに限らず円形パターンであってもよい。この場合において、円形パターンは、凹パターン（抜きパターン）であるホールパターンであってもよいし、凸パターンである（残しパターン）である柱状パターンであってもよい。

図１２は、ＤＳＡプロセスによって円形パターンを形成する場合のガイドパターン作成処理手順を示す図である。なお、ＤＳＡプロセスによってライン＆スペースを形成する場合と同様の処理については、その説明を省略する。

マスクパターン作成装置１の設計パターン入力部１１Ａへは円形パターン７１の設計パターンが入力される（ｓ１）。ガイドパターン作成部１３は、ＤＳＡ対象エリア内の各円形パターン７１から中心点７２を抽出する（ｓ２）。さらに、ガイドパターン作成部１３は、各中心点７２の中心点間距離に基づいて、各中心点７２をグループ分けする（ｓ３）。ここでは、中心点７２がグループＧ１１〜Ｇ１５の５つにグループ分けされた場合を示している。グループＧ１１〜Ｇ１５内の各中心点７２は、隣接する円形パターン間の中心点間距離が規定値内となっている。一方、グループＧ１１，Ｇ１２に跨る中心点間距離Ｌ１１、グループＧ１２，Ｇ１３に跨る中心点間距離Ｌ１２、グループＧ１３，Ｇ１４に跨る中心点間距離Ｌ１３、グループＧ１４，Ｇ１５に跨る中心点間距離Ｌ１４は、規定値外となっている。

ガイドパターン作成部１３は、中心点７２をグループ分けした後、グループ毎にガイドパターンを作成する（ｓ４）。ここでは、グループＧ１１〜Ｇ１５に対し、リング状のガイドパターン８１〜８５が作成された場合を示している。

なお、ＤＳＡプロセスによって形成する円形パターンは、上面が楕円形の楕円形パターンであってもよい。図１３は、楕円形パターンを形成するためのガイドパターンの構成例を示す図である。ガイドパターン８６のように、概略平行四辺形の形状でガイドパターンを構成しておくことにより、楕円形のＤＳＡパターン８７を形成することが可能となる。換言すると、ガイドパターン８６の縦辺と横辺との交わる角度を直角からずらすことにより、ずれ量分だけＤＳＡパターン８７の形状が円形からずれることとなる。このように、ＤＳＡパターン８７の形状（方向や位置）は、ガイドパターン８６の形状（方向や位置）の影響を受けている。

なお、ガイドパターン８６のように、概略平行四辺形の形状でガイドパターンを構成した場合であっても。必ずしも楕円形のＤＳＡパターン８７が形成されるとは限らず、円形のＤＳＡパターン８７が形成される場合もある。

ここで、ＤＳＡプロセスとＳＲＡＦ（Sub-Resolution Assist Feature）を用いたプロセスとの相違点について説明する。ＳＲＡＦは、ガイドパターンを形成することなく基板上パターンを形成するためのパターンであるのに対し、ＤＳＡパターンは、ガイドパターンを形成したうえで、ガイドパターンを用いて基板上に形成されるパターンである。

また、ＳＲＡＦは、解像度を上げるためのパターンであり、ウエハ上には解像しないので、ウエハ上には形成されない。一方、ガイドパターンは、ウエハ上に形成されるパターンである。

また、ＤＳＡプロセスと側壁プロセスの相違点について説明する。側壁プロセスでは、ガイドパターンを形成することなく基板上パターンを形成するためのパターンであるのに対し、ＤＳＡパターンは、ガイドパターンを形成したうえで、ガイドパターンを用いて基板上に形成されるパターンである。

また、側壁プロセスの場合、芯材の次に形成される側壁パターンは、芯材の側壁部に接触した状態で形成される。そして、芯材が、後の工程で除去される。一方、ＤＳＡプロセスでは、ガイドパターン上と、ガイドパターンから離れた位置と、にＤＳＡパターンが形成される。換言すると、ガイドパターンは、次に形成されるＤＳＡパターンと側壁部で接触する必要はない。また、ガイドパターンは、除去されることなく基板上に残される。

このように、ＤＳＡプロセスとＳＲＡＦを用いたプロセスとでは、プロセスに用いられるパターンやウエハ上に形成されるパターンなどが異なっている。また、ＤＳＡプロセスと側壁プロセスとでは、プロセスに用いられるパターンやウエハ上に形成されるパターンの位置などが異なっている。

例えば、側壁プロセスを用いて基板上パターンを形成した場合、芯材の左側側壁面に形成される側壁パターンと、芯材の右側側壁面に形成される側壁パターンと、でパターン幅が異なる。このため、側壁パターンは、２本毎に異なるピッチを有することとなる。一方、ＤＳＡプロセスを用いて形成されるＤＳＡパターンは、一定のピッチを有している。

また、２重露光などの多重露光によって基板上パターンを形成した場合、同一レイヤ内の基板上パターンであっても１回目の露光で形成した基板上パターンと、ｎ回目（ｎは自然数）の露光で形成した基板上パターンと、で位置ずれが生じる。一方、ＤＳＡプロセスを用いて形成されるＤＳＡパターンは、同一レイヤ内でパターン間の位置ずれは発生しない。

したがって、ＤＳＡプロセスでは、例えば３８ｎｍピッチ以下のＤＳＡパターンであっても、位置ずれや寸法ずれなどの発生を抑制することが可能となる。

なお、１つのレイヤに複数種類のピッチを有したＤＳＡパターンを形成してもよい。この場合、ピッチの種類毎に順番にＤＳＡパターンが形成される。例えば、第１の領域以外をレジストパターンで覆い、その後、基板上に第１のピッチを有したＤＳＡ分子を滴下する。これにより、第１の領域に第１のピッチを有したＤＳＡパターンを形成する。同様に、第ｍ（ｍは自然数）の領域以外をレジストパターンで覆い、その後、基板上に第ｍのピッチを有したＤＳＡ分子を滴下する。これにより、第ｍの領域に第ｍのピッチを有したＤＳＡパターンを形成する。

なお、所望のレジスト滴下領域以外をレジストパターンで覆うことなくレジストを滴下してもよい。例えば、図１２で説明したリング状のガイドパターン８１〜８５の場合、ガイドパターン８１〜８５の内側にレジストを滴下することにより、非所望領域をレジストパターンで覆う必要はない。

また、本実施の形態では、グループ毎にガイドパターンを作成する場合について説明したが、ＤＢ（データベース）内に予め設計パターンに対応するガイドパターンを格納しておき、ＤＢ内からガイドパターンを抽出してもよい。この場合、ＤＳＡ対象エリアの設計パターンとＤＢ内の設計パターンとの間でパターンマッチングを行い、ＤＢ内に設計パターンが格納されていれば、この設計パターンに対応するガイドパターンをＤＳＡ対象エリアに割り当てる。なお、全設計パターン内からＤＢ内の設計パターンと同じ設計パターンを抽出し、抽出できた設計パターンに対応するガイドパターンをＤＳＡ対象エリアに割り当ててもよい。

このように第１の実施形態によれば、設計パターンおよびＤＳＡ情報に基づいて設計パターンからＤＳＡ対象エリアを抽出し、ＤＳＡ対象エリア内の設計パターンに対してガイドパターンを作成しているので、ＤＳＡプロセスに用いられるガイドパターンのマスクパターン（ガイド用マスクパターン）を容易に作成することが可能となる。

また、設計パターンの中心線間距離に基づいて、中心線をグループ化し、グループ毎にガイドパターンを作成しているので、ガイド用マスクパターンを容易に作成することが可能となる。

また、ＤＳＡパターンの寸法が許容範囲内であるか否かを検証し、許容範囲内でない場合には、許容範囲内となるようガイドパターンが修正されるので、ガイド用マスクパターンを正確に作成することが可能となる。

（第２の実施形態）
つぎに、図１４〜図１７を用いてこの発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、不必要なＤＳＡパターンを除去する除去マスクの除去マスクパターンを作成する。

図１４は、第２の実施形態に係るマスクパターン作成装置の構成を示す図である。図１４の各構成要素のうち図１に示す第１の実施形態のマスクパターン作成装置１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。

マスクパターン作成装置２は、設計パターン入力部１１Ａ、ＤＳＡ情報入力部１１Ｂ、ＤＳＡ対象エリア抽出部１２、ガイドパターン作成部１３、ＤＳＡパターン予測部１４、検証部１５Ｙ、ガイド用マスクパターン作成部１６、出力部１７に加えて、除去マスクパターン作成部１０１、通常マスクパターン作成部１０２を備えている。

マスクパターン作成装置２の設計パターン入力部１１Ａは、外部装置などから入力した設計パターンを、ＤＳＡ対象エリア抽出部１２、検証部１５Ｙ、除去マスクパターン作成部１０１、通常マスクパターン作成部１０２に送る。また、ＤＳＡパターン予測部１４は、予測したＤＳＡパターンを検証部１５Ｙと除去マスクパターン作成部１０１に送る。

除去マスクパターン作成部１０１は、設計パターンおよびＤＳＡパターンに基づいて、ＤＳＡパターンの中から不必要な位置に形成されるＤＳＡパターンを抽出する。不必要なＤＳＡパターンは、形成されるＤＳＡパターンのうち、設計パターンとは異なる形状および大きさのＤＳＡパターンである。除去マスクパターン作成部１０１は、抽出したＤＳＡパターンが配置されている領域（不必要領域）を示す情報を、通常マスクパターン作成部１０２に送る。

また、除去マスクパターン作成部１０１は、不必要領域に基づいて、除去マスクのマスクパターン（以下、除去マスクパターンという）を作成する。除去マスクは、不必要なＤＳＡパターンを除去するためのマスクである。除去マスクパターン作成部１０１が作成する除去マスクパターンは、フォトマスクのマスクパターンであってもよいし、インプリントマスク（テンプレート）のマスクパターン（テンプレートパターン）であってもよい。除去マスクパターン作成部１０１は、作成した除去マスクパターンを検証部１５Ｙと通常マスクパターン作成部１０２に送る。

通常マスクパターン作成部１０２は、設計パターン、不必要領域およびＤＳＡパターンに基づいて、ＤＳＡプロセス以外のプロセス（光リソグラフィやインプリントリソグラフィなど）を用いて形成する設計パターンを通常パターンとして抽出する。通常パターンは、設計パターンのうち、不必要なＤＳＡパターンが除去される不必要領域の設計パターンを含んでいる。また、通常パターンは、設計パターンのうち、除去されないＤＳＡパターンが形成される領域（不必要領域以外の領域である必要領域）で、ＤＳＡプロセスでは形成できない設計パターンを含んでいる。換言すると、通常パターンは、不必要領域内の設計パターンと、不必要領域外の設計パターンからＤＳＡパターンを除外した設計パターンと、を含んでいる。

また、通常マスクパターン作成部１０２は、通常パターンに基づいて、通常パターンを作成するためのマスクパターン（以下、通常マスクパターンという）を作成する。換言すると、通常マスクパターン作成部１０２は、通常パターンに対してＭＤＰ（Mask Data Preparation）処理を行う。通常マスクパターン作成部１０２は、作成した通常マスクパターンを検証部１５Ｙに送る。

検証部１５Ｙは、第１の実施形態で説明した検証部１５Ｘが行う処理に加えて、除去マスクパターンおよび通常マスクパターンの検証を行なう。検証部１５Ｙは、設計パターン、通常マスクパターン、不必要領域およびＤＳＡパターンに基づいて、通常マスクパターンを用いて基板上パターンを形成した場合に所望の位置に基板上パターンを形成できるか否かを検証する。通常マスクパターンを用いることによって基板上パターンが形成される位置は、不必要領域内で設計パターンが配置されている位置と、必要領域内で設計パターンが配置され且つＤＳＡパターンが形成されない位置と、である。

また、検証部１５Ｙは、設計パターンおよび通常マスクパターンに基づいて、通常マスクパターンの寸法が狙い目寸法からの公差以内に収まっているか否かを検証する。具体的には、検証部１５Ｙは、通常マスクパターンを用いて基板上パターンを形成した場合に、基板上パターンの寸法が、設計パターンに基づいて規定された許容範囲内であるか否かを検証する。換言すると、通常マスクパターンを用いて形成される基板上パターンが設計パターンと略同じ寸法のパターンであるか否かが検証される。また、検証部１５Ｙは、通常マスクパターンを形成する際のプロセスマージンが許容範囲内であるか否かを検証する。

また、検証部１５Ｙは、除去マスクパターンを用いたリソグラフィによって不必要領域内のＤＳＡパターンを除去できるか否かを、設計パターン、除去マスクパターンおよび不必要領域に基づいて検証する。また、検証部１５Ｙは、除去マスクパターンを形成する際のプロセスマージンが許容範囲内であるか否かを検証する。

なお、検証部１５Ｙは、ガイド用マスクパターンの検証を行なってもよい。この場合、検証部１５Ｙは、ガイド用マスクパターンを用いたリソグラフィによって基板上パターンを形成した場合に所望の位置にガイドパターンを形成できるか否かを、ガイドパターンおよびガイド用マスクパターンに基づいて検証する。また、検証部１５Ｙは、ガイド用マスクパターンを形成する際のプロセスマージンが許容範囲内であるか否かを検証する。

検証部１５Ｙは、除去マスクパターンの検証結果が不合格であった場合、不合格になったパターン位置を除去マスクパターン作成部１０１に通知する。また、検証部１５Ｙは、通常マスクパターンの検証結果が不合格であった場合、不合格になったパターン位置を通常マスクパターン作成部１０２に通知する。また、検証部１５Ｙは、ガイド用マスクパターンの検証結果が不合格であった場合、不合格になったパターン位置をガイドパターン作成部１３に通知する。

また、検証部１５Ｙは、除去マスクパターンの検証結果が合格であった場合、除去マスクパターンを出力部１７に送る。また、検証部１５Ｙは、通常マスクパターンの検証結果が合格であった場合、通常マスクパターンを出力部１７に送る。出力部１７は、除去マスクパターン、通常マスクパターン、ガイド用マスクパターンを外部装置などに出力する。

つぎに、ガイド用マスクパターンの作成処理手順について説明する。図１５は、第２の実施形態に係るガイド用マスクパターン作成処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１５に示す処理のうち図５と同様の処理については、その説明を省略する。

マスクパターン作成装置２は、マスクパターン作成装置１と同様の処理手順によってＤＳＡパターンを作成する。すなわち、図１５におけるステップＳ１１０〜Ｓ１５０は、図５で説明したステップＳ１０〜Ｓ５０に対応している。

マスクパターン作成装置２は、ＤＳＡパターンを作成した後、ＤＳＡパターン予測部１４が、予測したＤＳＡパターンを検証部１５Ｙと除去マスクパターン作成部１０１に送る。

除去マスクパターン作成部１０１は、設計パターンおよびＤＳＡパターンに基づいて、ＤＳＡパターンの中から不必要な位置に形成されるＤＳＡパターン（不必要パターン）を抽出する（ステップＳ１６０）。除去マスクパターン作成部１０１は、抽出したＤＳＡパターンが配置されている不必要領域を通常マスクパターン作成部１０２に送る。

また、除去マスクパターン作成部１０１は、不必要領域に基づいて、除去マスクパターンを作成する（ステップＳ１７０）。除去マスクパターン作成部１０１は、作成した除去マスクパターンを検証部１５Ｙと通常マスクパターン作成部１０２に送る。

通常マスクパターン作成部１０２は、設計パターン、不必要領域およびＤＳＡパターンに基づいて、ＤＳＡプロセス以外のプロセスを用いて形成する通常パターンを設計パターン内から抽出する。

また、通常マスクパターン作成部１０２は、通常パターンに基づいて、通常マスクパターンを作成する（ステップＳ１８０）。通常マスクパターン作成部１０２は、作成した通常マスクパターンを検証部１５Ｙに送る。

検証部１５Ｙは、ＤＳＡパターン、除去マスクパターン、通常マスクパターンの検証を行なう（ステップＳ１９０）。具体的には、検証部１５Ｙは、予測されたＤＳＡパターンのうち、ＤＳＡ対象エリア内のＤＳＡパターンの寸法が狙い目寸法からの公差以内に収まっているか否かを検証する。ＤＳＡパターンの寸法が公差以内に収まっていない場合（ステップＳ２００、Ｎｏ）、検証部１５Ｙは、公差外領域を抽出する。そして、検証部１５Ｙは、抽出した公差外領域をガイドパターン作成部１３に送る。

ガイドパターン作成部１３は、検証部１５Ｙから公差外領域が送られてくると、この公差外領域内に含まれている設計パターンに対し、ＤＳＡ情報に基づいてガイドパターンを再作成する（ステップＳ１４０）。ガイドパターン作成部１３は、再作成したガイドパターンをＤＳＡパターン予測部１４に送り、ＤＳＡパターン予測部１４は、ＤＳＡパターンを再予測する（ステップＳ１５０）。

また、除去マスクパターン作成部１０１は、設計パターンおよびＤＳＡパターンに基づいて、不必要パターンを再抽出し（ステップＳ１６０）、不必要パターンに基づいて除去マスクパターンを再作成する（ステップＳ１７０）。

また、通常マスクパターン作成部１０２は、設計パターン、不必要領域およびＤＳＡパターンに基づいて、設計パターン内から通常パターンを抽出し、通常パターンに基づいて、通常マスクパターンを再作成する（ステップＳ１８０）。

そして、検証部１５Ｙは、予測されたＤＳＡパターンの寸法が狙い目寸法からの公差以内に収まっているか否かを検証する。このように、ガイドパターン作成部１３、ＤＳＡパターン予測部１４、除去マスクパターン作成部１０１、通常マスクパターン作成部１０２、検証部１５Ｙは、ＤＳＡパターンの寸法が公差以内に収まるまで、ステップＳ１４０〜Ｓ２００の処理を繰り返す。

なお、検証部１５Ｙは、除去マスクパターンの検証結果が不合格であった場合、不合格になったパターン位置を除去マスクパターン作成部１０１に通知する。この場合、除去マスクパターン作成部１０１は、除去マスクパターンが検証で合格となるよう除去マスクパターンの再作成を行なう。

また、検証部１５Ｙは、通常マスクパターンの検証結果が不合格であった場合、不合格になったパターン位置を通常マスクパターン作成部１０２に通知する。この場合、通常マスクパターン作成部１０２は、通常マスクパターンが検証で合格となるよう通常マスクパターンの再作成を行なう。

検証部１５Ｙは、全てのＤＳＡパターンの寸法が狙い目寸法からの公差以内に収まっている場合（ステップＳ２００、Ｙｅｓ）、検証結果が合格であることをガイドパターン作成部１３に通知する。ガイドパターン作成部１３は、検証部１５Ｙから検証合格の通知を受けると、作成または再作成したガイドパターンをガイド用マスクパターン作成部１６に送る。ガイド用マスクパターン作成部１６は、ガイドパターン作成部１３から送られてくるガイドパターンに応じたガイド用マスクパターンを作成する（ステップＳ２１０）。

また、検証部１５Ｙは、ガイド用マスクパターンの検証結果が不合格であった場合、不合格になったパターン位置をガイド用マスクパターン作成部１６に通知する。この場合、ガイド用マスクパターン作成部１６は、ガイド用マスクパターンが検証で合格となるようガイド用マスクパターンの再作成を行なう。

なお、ＤＳＡパターンの検証結果が全て合格となった後に、除去マスクパターンや通常マスクパターンの作成を行ってもよい。また、ガイド用マスクパターンの検証結果が合格となった後に、除去マスクパターンや通常マスクパターンの作成を行ってもよい。

つぎに、本実施形態のマスクパターン作成方法を用いて形成される基板上パターンの一例について説明する。図１６は、第２の実施形態にかかるマスクパターン作成方法を説明するための図である。

図１６の（ａ）は、基板上に形成する基板上パターンの設計パターン６１である。ガイドパターンを形成するためのガイド用マスクパターンを作成する際には、設計パターン６１がマスクパターン作成装置２に入力される。

マスクパターン作成装置２は、設計パターン６１からＤＳＡ対象エリアを抽出し、このＤＳＡ対象エリア内に配置されている設計パターン６１に対応するＤＳＡパターンを形成可能なガイドパターン６２を作成する。図１６の（ｂ）では、ガイドパターン６２がリング状である場合のガイドパターン６２を示している。

マスクパターン作成装置２は、ガイドパターン６２を用いて形成されるＤＳＡパターン６３を予測する。図１６の（ｃ）では、リング状のガイドパターン６２上とその内側とにリング状のＤＳＡパターン６３が形成される場合について示している。ガイドパターン６２の内側には、一定のパターン幅を有したＤＳＡパターン６３が、一定のスペース幅で形成される。

マスクパターン作成装置２は、予測したＤＳＡパターン６３の寸法が許容範囲内であるか否かを検証する。また、マスクパターン作成装置２は、予測したＤＳＡパターン６３を形成する際のプロセスマージンが許容範囲内であるか否かを検証する。許容範囲内でない場合には、許容範囲内となるまでガイドパターン６２が修正される。なお、所定回数に渡ってガイドパターン６２を修正しても許容範囲内とならない場合は、ＤＳＡ対象エリアから除外してもよい。

マスクパターン作成装置２は、必要に応じて修正したことにより、ＤＳＡパターン６３が許容範囲内になると、このＤＳＡパターン６３に対応するガイドパターン６２のガイド用マスクパターンを作成する。また、許容範囲内となったＤＳＡパターン６３に対し、不必要な箇所が抽出される。そして、図１６の（ｄ）に示すように、マスクパターン作成装置２は、不必要なＤＳＡパターン６３を削除する不必要領域を抽出し、不必要領域に応じた除去マスクパターン６４を作成する。

この後、マスクパターン作成装置２は、図１６の（ｅ）に示すように、除去マスクパターン６４を用いて不必要な箇所が削除されたＤＳＡパターンを、ＤＳＡパターン６５として抽出する。そして、マスクパターン作成装置２は、ＤＳＡパターン６５と設計パターン６１とを比較し、図１６の（ｆ）に示すように、ＤＳＡパターン６５だけでは不足しているパターンを通常パターン６６として抽出する。通常パターン６６とＤＳＡパターン６５とを足し合わせたパターンが、設計パターン６１と同じになる。マスクパターン作成装置２は、通常パターン６６を基板上に形成するための通常マスクパターンを作成する。

この後、ガイド用マスクパターン、除去マスクパターン、通常マスクパターンを用いて半導体装置の回路パターンが基板上に形成される。具体的には、ガイド用マスクパターンを用いて第１のマスクが作製され、除去マスクパターンを用いて第２のマスクが作製され、通常マスクパターンを用いて第３のマスクが作製される。

そして、ガイドパターンがパターニングされる親水性膜が基板上に成膜され、このＤＳＡ分子２０上にレジストが塗布される。この後、第１のマスクを用いて露光やインプリントが行なわれ、これにより、ガイド用マスクパターンに対応するレジストパターンが基板上に形成される。そして、基板がレジストパターン上からエッチングされることにより、親水性膜で構成されたガイドパターンが形成される。

ガイドパターン上からＤＳＡ分子を塗布することによってＤＳＡパターンが基板上に形成される。この後、第２のマスクを用いて、不必要なＤＳＡパターンが削除される。具体的には、ＤＳＡパターン上にレジストが塗布され、第２のマスクを用いて露光やインプリントが行なわれ、これにより、除去マスクパターンに対応するレジストパターン（必要領域を覆うレジストパターン）が基板上に形成される。そして、基板がレジストパターン上からエッチングされることにより、不必要なＤＳＡパターンが削除される。

この後、第３のマスクを用いて通常パターンに対応する基板上パターンが基板上に形成される。具体的には、ＤＳＡパターン上にレジストが塗布され、第３のマスクを用いて露光やインプリントが行なわれ、これにより、通常マスクパターンに対応するレジストパターンが基板上に形成される。そして、基板がレジストパターン上からエッチングされることにより、通常パターンに対応する基板上パターンが基板上に形成される。通常パターンに対応する基板上パターンとＤＳＡパターンとによって、基板上に所望の回路パターンなどが形成されることとなる。

ＤＳＡパターンを用いた基板上パターンの形成は、例えばウエハプロセスのレイヤ毎に行われる。このため、上述したガイド用マスクパターンの作成、除去マスクパターンの作成、通常マスクパターンの作成、第１〜第３のマスクの作製、第１のマスクを用いたガイドパターンの形成、ＤＳＡパターンの作成、第２のマスクを用いた不必要なＤＳＡパターンの削除、第３のマスクを用いた通常パターンに対応する基板上パターンの形成が、レイヤ毎に繰り返される。

つぎに、マスクパターン作成装置１，２のハードウェア構成について説明する。なお、マスクパターン作成装置１，２は、それぞれ同様のハードウェア構成を有しているので、ここではマスクパターン作成装置２のハードウェア構成について説明する。

図１７は、マスクパターン作成装置のハードウェア構成を示す図である。マスクパターン作成装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３、表示部９４、入力部９５を有している。マスクパターン作成装置２では、これらのＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、表示部９４、入力部９５がバスラインを介して接続されている。

ＣＰＵ９１は、コンピュータプログラムであるマスクパターン作成プログラム９７を用いてマスクパターンの作成を行う。表示部９４は、液晶モニタなどの表示装置であり、ＣＰＵ９１からの指示に基づいて、設計パターン、ＤＳＡ情報、ＤＳＡ対象エリア、ガイドパターン、ＤＳＡパターン、検証結果、不必要領域、ガイド用マスクパターン、除去マスクパターン、通常マスクパターンなどを表示する。入力部９５は、マウスやキーボードを備えて構成され、使用者から外部入力される指示情報（マスクパターンの作成に必要なパラメータ等）を入力する。入力部９５へ入力された指示情報は、ＣＰＵ９１へ送られる。

マスクパターン作成プログラム９７は、ＲＯＭ９２内に格納されており、バスラインを介してＲＡＭ９３へロードされる。図１７では、マスクパターン作成プログラム９７がＲＡＭ９３へロードされた状態を示している。

ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされたマスクパターン作成プログラム９７を実行する。具体的には、マスクパターン作成装置２では、使用者による入力部９５からの指示入力に従って、ＣＰＵ９１がＲＯＭ９２内からマスクパターン作成プログラム９７を読み出してＲＡＭ９３内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行する。ＣＰＵ９１は、この各種処理に際して生じる各種データをＲＡＭ９３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。

マスクパターン作成装置２で実行されるマスクパターン作成プログラム９７は、ＤＳＡ対象エリア抽出部１２、ガイドパターン作成部１３、ＤＳＡパターン予測部１４、検証部１５Ｙ、ガイド用マスクパターン作成部１６、除去マスクパターン作成部１０１、通常マスクパターン作成部１０２を含むモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。

なお、第１の実施形態で説明したマスクパターン作成装置１で実行されるマスクパターン作成プログラム９７は、ＤＳＡ対象エリア抽出部１２、ガイドパターン作成部１３、ＤＳＡパターン予測部１４、検証部１５Ｘ、ガイド用マスクパターン作成部１６を含むモジュール構成となっている。

このように第２の実施形態によれば、ＤＳＡパターンと設計パターンに基づいて除去マスクパターンを作成しているので、ＤＳＡプロセスに用いられる除去マスクパターンを容易に作成することが可能となる。

また、設計パターン、不必要領域およびＤＳＡパターンに基づいて、通常マスクパターンを作成しているので、ＤＳＡプロセスに用いられる通常マスクパターンを容易に作成することが可能となる。

また、除去マスクパターン、ガイド用マスクパターン、通常マスクパターンを検証し、不合格の場合には、合格となるよう除去マスクパターン、ガイド用マスクパターン、通常マスクパターンが再作成されるので、除去マスクパターン、ガイド用マスクパターン、通常マスクパターンを正確に作成することが可能となる。

このように第１および第２の実施形態によれば、ＤＳＡプロセスに用いられるマスクパターンを容易に作成することが可能となる。

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とその均等の範囲に含まれる。

１，２…マスクパターン作成装置、１２…ＤＳＡ対象エリア抽出部、１３…ガイドパターン作成部、１４…ＤＳＡパターン予測部、１５Ｘ，１５Ｙ…検証部、１６…ガイド用マスクパターン作成部、２３，３１〜３６，６２，８１〜８６…ガイドパターン、２０…ＤＳＡ分子、２４Ａ…親油性部、２４Ｂ…親水性部、２５，２６Ａ，２６Ｂ，３７，４５，６３、６５，８７…ＤＳＡパターン、３９，６４…除去マスクパターン、６１…設計パターン、６６…通常パターン、７１…円形パターン、７２…中心点、１０１…除去マスクパターン作成部、１０２…通常マスクパターン作成部、Ｃ１〜Ｃ６…中心線、Ｇ１〜Ｇ３，Ｇ１１〜Ｇ１５…グループ、Ｌ１〜Ｌ５…中心線間距離、Ｌ１１〜Ｌ１４…中心点間距離、Ｐ０〜Ｐ６…設計パターン。

Claims (9)

1. 基板上に形成する基板上パターンの設計パターンと、誘導型自己組織化によってパターン形成を行なうＤＳＡ材料に関する情報と、に基づいて、前記設計パターンの設計パターン領域内から、ＤＳＡ材料を誘導型自己組織化させることによってＤＳＡパターンを形成するＤＳＡパターン形成領域を抽出する領域抽出ステップと、
   前記ＤＳＡパターン形成領域内に前記ＤＳＡパターンを形成させる誘導パターンを、前記設計パターンと、前記ＤＳＡ材料に関する情報と、前記ＤＳＡパターン形成領域と、前記誘導パターンを形成する際の設計制約と、に基づいて作成する誘導パターン作成ステップと、
   前記誘導パターンを用いて前記誘導パターンのマスクパターンを作成する第１のマスクパターン作成ステップと、
   前記誘導パターンから形成されるＤＳＡパターンをシミュレーションによって予測する予測ステップと、
   予測されたＤＳＡパターンの寸法が許容範囲内であるか否かを検証する検証ステップと、
   予測されたＤＳＡパターンの寸法が許容範囲外である場合に、前記ＤＳＡパターンの寸法が許容範囲内となるよう、前記誘導パターンを修正する修正ステップと、
   前記ＤＳＡパターンのうち設計パターンに対応していない不必要なＤＳＡパターンを除去する際に用いられるマスクパターンを、前記ＤＳＡパターンと、前記設計パターンと、に基づいて作成する第２のマスクパターン作成ステップと、
   前記設計パターンのうち、前記ＤＳＡパターンによって基板上に形成されない設計パターンを前記基板上に形成する際に用いられるマスクパターンを、前記ＤＳＡパターンと、前記設計パターンと、に基づいて作成する第３のマスクパターン作成ステップと、
   を含み、
   前記誘導パターン作成ステップは、
   前記ＤＳＡパターン形成領域内の設計パターンから、隣接する設計パターン間の中心間距離を抽出する中心間距離抽出ステップと、
   前記中心間距離が規定値内となる中心間距離を規定値内距離として抽出する規定値内距離抽出ステップと、
   前記規定値内距離で隣接する設計パターン群を１つのグループに設定することにより、前記ＤＳＡパターン形成領域内の設計パターンをグループ化するグループ化ステップと、
   を有し、
   グループ化された設計パターン毎に前記誘導パターンが形成され、
   前記ＤＳＡ材料に関する情報は、前記ＤＳＡ材料を構成するＤＳＡ分子の長さに関する情報を含んでいることを特徴とするマスクパターン作成方法。
2. 基板上に形成する基板上パターンの設計パターンと、誘導型自己組織化によってパターン形成を行なうＤＳＡ材料に関する情報と、に基づいて、前記設計パターンの設計パターン領域内から、ＤＳＡ材料を誘導型自己組織化させることによってＤＳＡパターンを形成するＤＳＡパターン形成領域を抽出する領域抽出ステップと、
   前記ＤＳＡパターン形成領域内に前記ＤＳＡパターンを形成させる誘導パターンを、前記設計パターンと、前記ＤＳＡ材料に関する情報と、前記ＤＳＡパターン形成領域と、前記誘導パターンを形成する際の設計制約と、に基づいて作成する誘導パターン作成ステップと、
   前記誘導パターンを用いて前記誘導パターンのマスクパターンを作成する第１のマスクパターン作成ステップと、
   を含むことを特徴とするマスクパターン作成方法。
3. 前記誘導パターン作成ステップは、
   前記ＤＳＡパターン形成領域内の設計パターンから、隣接する設計パターン間の中心間距離を抽出する中心間距離抽出ステップと、
   前記中心間距離が規定値内となる中心間距離を規定値内距離として抽出する規定値内距離抽出ステップと、
   前記規定値内距離で隣接する設計パターン群を１つのグループに設定することにより、前記ＤＳＡパターン形成領域内の設計パターンをグループ化するグループ化ステップと、
   を有し、
   グループ化された設計パターン毎に前記誘導パターンが形成されることを特徴とする請求項２に記載のマスクパターン作成方法。
4. 前記誘導パターンから形成されるＤＳＡパターンをシミュレーションによって予測する予測ステップと、
   予測されたＤＳＡパターンの寸法が許容範囲内であるか否かを検証する検証ステップと、
   予測されたＤＳＡパターンの寸法が許容範囲外である場合に、前記ＤＳＡパターンの寸法が許容範囲内となるよう、前記誘導パターンを修正する修正ステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載のマスクパターン作成方法。
5. 前記ＤＳＡパターンのうち設計パターンに対応していない不必要なＤＳＡパターンを除去する際に用いられるマスクパターンを、前記ＤＳＡパターンと、前記設計パターンと、に基づいて作成する第２のマスクパターン作成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のマスクパターン作成方法。
6. 前記設計パターンのうち、前記ＤＳＡパターンによって基板上に形成されない設計パターンを前記基板上に形成する際に用いられるマスクパターンを、前記ＤＳＡパターンと、前記設計パターンと、に基づいて作成する第３のマスクパターン作成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載のマスクパターン作成方法。
7. 前記ＤＳＡ材料に関する情報は、前記ＤＳＡ材料を構成するＤＳＡ分子の長さに関する情報を含んでいることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載のマスクパターン作成方法。
8. ＤＳＡ材料を誘導型自己組織化させることによってＤＳＡパターンを形成するＤＳＡパターン形成領域を、基板上に形成する基板上パターンの設計パターンと、誘導型自己組織化によってパターン形成を行なうＤＳＡ材料に関する情報と、に基づいて、前記設計パターンの設計パターン領域内から抽出する領域抽出ステップと、
   前記ＤＳＡパターン形成領域内に前記ＤＳＡパターンを形成させる誘導パターンを、前記設計パターンと、前記ＤＳＡ材料に関する情報と、前記ＤＳＡパターン形成領域と、に基づいて作成する誘導パターン作成ステップと、
   前記誘導パターンを用いて前記誘導パターンのマスクパターンを作成する第１のマスクパターン作成ステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするマスクパターン作成プログラム。
9. ＤＳＡ材料を誘導型自己組織化させることによってＤＳＡパターンを形成するＤＳＡパターン形成領域を、基板上に形成する基板上パターンの設計パターンと、誘導型自己組織化によってパターン形成を行なうＤＳＡ材料に関する情報と、に基づいて、前記設計パターンの設計パターン領域内から抽出する領域抽出ステップと、
   前記ＤＳＡパターン形成領域内に前記ＤＳＡパターンを形成させる誘導パターンを、前記設計パターンと、前記ＤＳＡ材料に関する情報と、前記ＤＳＡパターン形成領域と、に基づいて作成する誘導パターン作成ステップと、
   前記誘導パターンを用いて前記誘導パターンのマスクパターンを作成する第１のマスクパターン作成ステップと、
   前記マスクパターンを用いてマスクを作製するマスク作製ステップと、
   前記基板上パターンとしての誘導パターンを、前記マスクを用いて前記基板上に形成するパターン形成ステップと、
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
   
   
   
   
   
   

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