(57)【要約】【課題】パターン形状に起因するパターンの加工不良を正確かつ容易に検証できるパターン検証方法を提供すること。【解決手段】基板上に生成されるパターン形状４３からパターン形状４３の輪郭４４を抽出する輪郭抽出ステップと、輪郭４４上にパターン形状４３の検証位置となる評価点ｐ１〜ｐ７を所定の間隔で設定する評価点設定ステップと、評価点ｐ１〜ｐ７における輪郭４４上の曲率を算出する曲率算出ステップと、曲率が予め設定された所定の閾値を満たすか否かに基づいて、パターン形状４３を検証する検証ステップと、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に生成されるパターンの形状から前記パターン形状の輪郭を抽出する輪郭抽出ステップと、
前記輪郭上に前記パターン形状の検証位置となる評価点を設定する評価点設定ステップと、
前記評価点における前記輪郭上の曲率を算出する曲率算出ステップと、
前記曲率が予め設定された所定の閾値を満たすか否かに基づいて、前記パターン形状を検証する検証ステップと、
を含むことを特徴とするパターン検証方法。
【請求項２】
前記輪郭抽出ステップは、
前記基板上に生成される芯材パターンの側壁に側壁膜を形成し、前記側壁膜をマスク材として前記基板上の被加工膜を加工することで生成されるパターンの形状から前記輪郭を抽出することを特徴とする請求項１に記載のパターン検証方法。
【請求項３】
前記輪郭抽出ステップは、前記パターン形状の前記基板平面方向のパターン形状の輪郭または前記パターン形状の前記基板断面方向の輪郭を抽出することを特徴とする請求項１または２に記載のパターン検証方法。
【請求項４】
前記検証ステップは、前記評価点の位置または評価点での前記パターンの寸法に応じて前記評価点毎に設定された閾値を用いて、前記評価点毎に前記パターン形状を検証することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のパターン検証方法。
【請求項５】
所定の半導体製造プロセスを通して基板上に生成されるパターンの輪郭の所定の評価点位置における曲率が所定の閾値を満たすようにパターン形状の曲率の検証を通して設定された前記パターンの曲率に影響を及ぼすパターン形状決定パラメータに基づき、前記基板上に前記パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン検証方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体製造技術の進歩は非常に目覚しく、最小加工寸法５０ｎｍサイズのパターンを用いて半導体装置（半導体集積回路）が量産されている。このようなパターンの微細化を実現するには、パターン転写を行う際に用いるフォトマスクのパターン寸法やパターン形状、リソグラフィ工程での露光量やフォーカス値などを適切な条件に設定しておく必要がある。
【０００３】
従来のリソグラフィ技術では、露光量やフォーカスの変動がパターン寸法を変動させる主要因である。このため、露光量やフォーカスの変動を受けてもパターン寸法が許容寸法変動内に収まるように、リソグラフィ条件、光近接効果補正（Optical  Proximity  Correction（ＯＰＣ））条件、設計レイアウトおよび設計制約条件などを設定しておく必要がある。形成するパターンのうち寸法変動の大きな箇所は危険パターン（ホットスポット）と呼ばれており、電気的なオープン、ショートを招く可能性が高く、歩留まり劣化の一要因となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、パターン形状に起因するパターンの加工不良（埋め込み不良やパターンの倒壊など）を正確に検証（判定）することはできないといった問題があった。また、特許文献１に記載の技術では、パターン形状に起因するパターンの加工不良を検証するために種々のデータが必要となり、容易に加工不良を検証することはできないといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９８５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、パターン形状に起因するパターンの加工不良を正確かつ容易に検証できるパターン検証方法および半導体装置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】
【０００７】
本願発明の一態様によれば、基板上に生成されるパターンの形状から前記パターン形状の輪郭を抽出する輪郭抽出ステップと、前記輪郭上に前記パターン形状の検証位置となる評価点を設定する評価点設定ステップと、前記評価点における前記輪郭上の曲率を算出する曲率算出ステップと、前記曲率が予め設定された所定の閾値を満たすか否かに基づいて、前記パターン形状を検証する検証ステップと、を含むことを特徴とするパターン検証方法が提供される。
【０００８】
また、本願発明の一態様によれば、所定の半導体製造プロセスを通して基板上に生成されるパターンの輪郭の所定の評価点位置における曲率が所定の閾値を満たすようにパターン形状の曲率の検証を通して設定された前記パターンの曲率に影響を及ぼすパターン形状決定パラメータに基づき、前記基板上に前記パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、パターン形状に起因するパターンの加工不良を正確かつ容易に検証することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係るパターン検証装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、パターン検証装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】図３は、パターンの検証処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、パターンの検証方法を説明するための図である。
【図５】図５は、評価点と閾値の関係を示す図である。
【図６】図６は、評価点の位置毎に閾値を設定した場合の評価点と閾値の関係を示す図である。
【図７】図７は、パターンの生成方法を説明するための図である。
【図８】図８は、パターン形状の変更処理の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、ＳＲＡＦパターンを用いた場合に発生する加工不良を説明するための図である。
【図１０】図１０は、下地段差上に形成された加工後パターンを説明するための図である。
【図１１】図１１は、断面方向のパターンうねりを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、実施の形態に係るパターン検証方法および半導体装置の製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るパターン検証装置の構成を示すブロック図である。パターン検証装置１は、半導体装置製造工程のフォトリソグラフィに用いるフォトマスクのマスクパターンデータやインプリントリソグラフィに用いるテンプレートのパターンデータの寸法や形状を検証（判定）するコンピュータなどの装置である。本実施の形態では、フォトリソグラフィに用いるフォトマスクのマスクパターンデータ（マスクパターン）の検証装置及びその装置を用いた方法について述べる。
【００１３】
設計レイアウト作成装置２は、基板上に形成すべき回路パターンの設計レイアウト（マスクパターンの元になるレイアウトデータ）を作成するコンピュータなどの装置である。パターン検証装置１は、設計レイアウト作成装置２が作成した設計レイアウトからマスクパターンを作成するとともに、このマスクパターンに基づいて、ウエハなどの基板（半導体基板）上に形成されるパターンを予測する。パターン検証装置１は、基板上に形成されるパターン（半導体集積回路パターン）の寸法や形状を検証する。
【００１４】
パターン検証装置１は、入力部１１、パターン形状生成部１２、評価点設定部１３、曲率算出部１４、閾値記憶部１５、検証部１６、出力部１７、制御部１８を備えている。入力部１１は、設計レイアウト作成装置２が作成した設計レイアウトを入力して、パターン形状生成部１２に送る。
【００１５】
パターン形状生成部１２は、所定のプロセス条件などに基づいて、設計レイアウトにＯＰＣ（Optical  Proximity  Correction）を施し、これによりマスクパターンを作成する。パターン形状生成部１２は、例えばリソグラフィシミュレーターや加工シミュレーターを備えている。パターン形状生成部１２は、作成したマスクパターンを用いてリソグラフィシミュレーションやエッチング等の加工シミュレーションを行ない、基板上に形成されるパターン形状（加工パターンのパターン形状データ）を生成する。パターン形状生成部１２は、生成したパターン形状を評価点設定部１３に送る。
【００１６】
評価点設定部１３は、パターン形状からパターンの輪郭を抽出し、この輪郭上に所定の間隔おきに評価点を設定する。抽出されるパターンの輪郭は、パターンの基板垂直方向の所定の高さにおける基板平面方向のパターンの輪郭である。この評価点は、検証対象となるパターン形状の評価位置である。評価点設定部１３は、抽出した輪郭と、設定した評価点を曲率算出部１４に送る。
【００１７】
曲率算出部１４は、輪郭と評価点を用いて、評価点上のパターンエッジ（輪郭線）の曲率を算出する。曲率算出部１４が算出する曲率は、曲線の曲がり具合（微分係数）であり、輪郭線の方向の変化率である。曲率算出部１４は、算出した曲率を評価点と対応付けて、検証部１６に送る。
【００１８】
閾値記憶部１５は、評価点の曲率が許容範囲内であるか否かの検証基準値（曲率の閾値）を記憶するメモリなどである。閾値記憶部１５は、例えば評価点の位置に応じた閾値を評価点ごとに記憶しておく。本実施の形態では、評価点の曲率が、パターン検証に用いる要素である。
【００１９】
検証部１６は、曲率算出部１４が算出した曲率と、閾値記憶部１５が記憶する閾値と、を比較することによって、評価点の曲率が許容範囲内であるか否かを評価点毎に検証する。検証部１６は、評価点の曲率に関する検証結果を出力部１７に送る。検証部１６は、曲率が閾値以下であれば、この評価点は合格であると検証する。検証部１６は、曲率が閾値よりも大きければ、パターンの応力などによってパターンが破壊される可能性が高いので、この評価点を不合格であると検証する。
【００２０】
出力部１７は、評価点の曲率に関する検証結果を出力する。出力部１７は、評価点の曲率に関する検証結果を、外部装置に送信してもよいし、液晶モニタなどの表示部に表示させてもよい。制御部１８は、入力部１１、パターン形状生成部１２、評価点設定部１３、曲率算出部１４、閾値記憶部１５、検証部１６、出力部１７を制御する。
【００２１】
図２は、パターン検証装置のハードウェア構成を示す図である。パターン検証装置１は、半導体装置製造工程で用いるパターン（設計レイアウト、マスクパターン、レジストパターン、エッチング後パターン、成膜後パターンなど）の寸法や形状を検証するコンピュータなどの装置であり、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。パターン検証装置１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。
【００２２】
ＣＰＵ９１は、パターンの検証を行うコンピュータプログラムであるパターン検証プログラム９７を用いてパターンの検証を行う。本実施の形態のパターン検証プログラム９７は、ＯＰＣを行うＯＰＣプログラム、リソグラフィシミュレーションを行うリソグラフィシミュレーションプログラム、エッチングや成膜等の加工シミュレーションを行う加工シミュレーションプログラム、評価点の設定を行う評価点設定プログラム、曲率の算出を行う曲率算出プログラム、パターンの形状や寸法の検証を行う検証プログラムなどを有している。
【００２３】
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、マスクパターン、リソグラフィシミュレーションされたパターン形状、加工シミュレーションされたパターン形状、パターンの検証結果などを表示する。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（パターンの検証に必要なパラメータ等）（評価点の設定間隔や閾値など）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。
【００２４】
パターン検証プログラム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。ＣＰＵ９１はＲＡＭ９３内にロードされたパターン検証プログラム９７を実行する。具体的には、パターン検証装置１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内からパターン検証プログラム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。
【００２５】
なお、ＲＯＭ９２は、ＯＰＣプログラム、リソグラフィシミュレーションプログラム、加工シミュレーションプログラム、評価点設定プログラム、曲率算出プログラム、検証プログラムを別々のプログラムとして記憶しておいてもよい。
【００２６】
つぎに、パターンの検証処理手順について説明する。図３は、パターンの検証処理手順を示すフローチャートであり、図４は、パターンの検証方法を説明するための図である。パターン検証装置１の入力部１１へは、設計者が設計レイアウト作成装置２によって描いた設計レイアウト（図４の（ａ）ではＤｅｓｉｇｎと記載）４１を入力しておく。入力部１１は、設計レイアウト作成装置２が作成した設計レイアウト４１をパターン形状生成部１２に送る。
【００２７】
パターン形状生成部１２は、プロセス条件などに基づいて、設計レイアウト４１にＯＰＣを施し、これによりマスクパターン（図４の（ｂ）ではＭａｓｋと記載）４２を作成する。パターン形状生成部１２は、作成したマスクパターン４２を用いてリソグラフィシミュレーションや加工シミュレーションを行ない、基板上に形成されるパターン形状（図４の（ｃ）ではＷａｆｅｒと記載されたパターン形状データ）４３を生成する。パターン形状生成部１２は、生成したパターン形状４３を評価点設定部１３に送る。
【００２８】
評価点設定部１３は、パターン形状４３からパターンの輪郭４４を抽出し（ステップＳ１０）、この輪郭４４上に所定の間隔以下の評価点を設定する（ステップＳ２０）。図４の（ｄ）では、評価点を黒丸印の評価点ｐ１〜ｐ７などとして図示している。なお、以下では、説明の便宜上、評価点を評価点Ｐとして説明する。評価点設定部１３は、抽出した輪郭４４と、設定した評価点Ｐを曲率算出部１４に送る。
【００２９】
曲率算出部１４は、輪郭４４と評価点Ｐを用いて、各評価点Ｐ上の輪郭線の曲率を算出する（ステップＳ３０）。曲率算出部１４は、例えば評価点ｐ１〜ｐ７に対して、それぞれの曲率を算出する。曲率算出部１４は、算出した曲率と評価点Ｐとを対応付けて、検証部１６に送る。
【００３０】
検証部１６は、曲率算出部１４が算出した曲率と、閾値記憶部１５が記憶する閾値（所定値）と、を比較することによって、評価点Ｐの曲率が許容範囲内であるか否かを評価点Ｐ毎検証する検証部１６は、閾値よりも曲率の大きいな曲率を有したパターン（評価点Ｐ）は危険点（不良発生の可能性が高いパターン）であると検証する（ステップＳ４０）。
【００３１】
図５は、評価点と閾値の関係を示す図である。同図に示すように、検証部１６は、評価点毎（ここでは評価点ｐ１〜ｐ７）に曲率を算出し、各評価点ｐ１〜ｐ７の曲率と閾値とを比較することによって、評価点ｐ１〜ｐ７が危険点であるか否かを検証する。
【００３２】
危険点となる原因は、パターンの曲がり部での応力集中によるパターンのオープン・ショート不良、パターン形成後の熱工程によるパターン形成材料の膨張や収縮に伴うパターン破壊不良、パターンの曲がり部への加工材料の埋め込み不良等である。これらの不良モードを回避するためには、本実施の形態のような方法によって予めパターンの曲率をモニタしておき、パターンを検証しておく必要がある。
【００３３】
加工不良となるか否かは、パターン線幅、パターン形状、パターン間スペース幅などによって異なるものである。したがって、曲率の閾値を、パターン線幅、パターン形状、パターン間スペース幅によって異なる値としてもよい。具体的には、パターン幅が太い場合には閾値を大きくし、パターン幅が細い場合には閾値を小さくする。また、例えばラインエンドなどのパターン端部（例えば評価点ｐ７）では閾値を大きくする。閾値を最も厳しくする必要があるのは、パターン幅が細く、かつ曲率が大きいパターンとなる。また、設計レイアウト上で曲率が小さいパターン箇所周辺、例えば図４の評価点ｐ３等では、閾値を低くする。反対に、設計レイアウト上で曲率が大きいパターン箇所周辺、例えば図４の評価点ｐ７等では、閾値を大きくする。図６は、評価点の位置毎に閾値を設定した場合の評価点と閾値の関係を示す図である。同図に示すように、評価点Ｐの位置毎に閾値を設定しておくことにより、同じ曲率を有した評価点Ｐであっても、評価点Ｐが危険点となるか否かの検証結果が異なることとなる。これにより、評価点Ｐの位置に応じたパターンの検証を行うことが可能となる。
【００３４】
基板上に形成されるパターンの形状や寸法を決定するパラメータ（パターン形状決定パラメータ）としては、設計レイアウト、マスクパターン、ＯＰＣ条件（シミュレーションモデルの種類、ｊｏｇの長さ、ＳＲＡＦの太さ、ＳＲＡＦの配置位置）、リソグラフィ条件（露光装置の照明形状、レンズの大きさ、マスク寸法、位相、透過率、さらにはレジスト膜やレジスト膜下の下地膜の種類、厚さ、現像液の種類）、露光前後のベークプロセスにおけるベーク条件（ベーク温度、時間）、加工プロセスにおけるエッチング条件（ガス流量、ガス種類、エッチング時間、マスク材となるレジスト膜やパターン形成材料である被加工膜の種類、厚さ）などがある。ｊｏｇは、マスクパターン４２の描画に用いるグリッド寸法である。ＳＲＡＦ（Sub-Resolution  Assist  Feature）は、基板に転写すべきパターンのマスクパターンに隣接する、本来基板には転写されないマスク上パターンであり、基板転写時の限界解像度を下回る幅の補助パターンである。
【００３５】
したがって、閾値を満たすようなパターンを生成する方法としては、設計レイアウトの変更、マスクパターンの変更、リソグラフィ条件の変更、ＯＰＣ条件の変更、ベーク条件の変更、リソグラフィ時の下地膜の種類や厚さの変更、加工プロセスにおけるエッチング条件の変更など、前記パターン形状決定パラメータを適切に設定或いは変更する方法がある。これらのパラメータを適切に調整することによって、閾値以下の曲率を有したパターンを形成することが可能となる。
【００３６】
図７は、パターンの生成方法を説明するための図である。基板上にパターン（加工パターン）を形成する際には、設計レイアウト４１に基づいて、マスクパターン４２が生成される。そして、マスクパターン４２に基づいて、レジストパターン４６が予測（シミュレーション生成）され、このレジストパターン４６に基づいて加工した後のパターン形状４３が予測される。これらのデータのうち、マスクパターン４２、レジストパターン４６、加工後のパターン形状４３は、プロセス条件５１に基づいて生成されるデータである。また、レジストパターン４６、加工後のパターン形状４３は、検証対象となるパターンの輪郭４４を抽出する際に用いられる。加工後のパターン形状４３は、レジストパターン４６をマスクにしたエッチング後のパターン形状であってもよいし、レジストパターン４６やレジストパターン４６を転写した別のハードマスクパターンを芯材として形成した側壁膜を含むパターン形状であってもよい。なお、本実施の形態では、加工後のパターン形状４３からパターンの輪郭４４を抽出する場合について説明する。
【００３７】
評価点Ｐの曲率が許容範囲内でないと検証された場合（検証ＮＧの場合）（ステップＳ４０、ＮＧ）、前記パターン形状決定パラメータの補正（設定変更）を行う必要がある。評価点Ｐの曲率が閾値を満たすようパターン形状決定パラメータの補正を行う方法として、例えば設計レイアウト４１、マスクパターン４２、レジストパターン４６、加工後のパターン形状４３などが設定変更される（ステップＳ５０）。設計レイアウト４１を変更する場合には、設計レイアウト４１自体を変更する。また、レジストパターン４６や加工後のパターン形状４３を変更する場合には、レジストパターン４６や加工後のパターン形状４３の目標値（ターゲット）やプロセス条件５１を変更する。また、マスクパターン４２を変更する場合には、マスクパターン４２自体を変更してもよいし、プロセス条件５１を変更してもよい。
【００３８】
設計レイアウト４１を変更した場合には、この変更に伴ってマスクパターン４２も変更される。また、マスクパターン４２を変更した場合には、この変更に伴って、レジストパターン４６も変更される。また、レジストパターン４６を変更した場合には、この変更に伴って加工後のパターン形状４３も変更される。
【００３９】
図８は、パターン形状の変更処理の一例を説明するための図である。例えば、設計レイアウト４１からマスクパターン４２を生成する際のＯＰＣを変更することによって、マスクパターン４２が変更され、これにより加工後のパターン形状４３が変動する。ＯＰＣ変更前のマスクパターン４２を用いた場合、加工後のパターン形状４３は、例えば危険点６２Ａを有した変更前パターン６１Ａを含む場合がある。危険点６２Ａでの曲率が閾値以下となるようＯＰＣを変更することにより、ＯＰＣ変更後のマスクパターン４２を用いた場合、加工後のパターン形状４３は、例えば危険点６２Ａが解消され安全点６２Ｂを有した変更後パターン６１Ｂを含むこととなる。これにより、加工後のパターン形状４３から危険点６２Ａが存在しなくなる。
【００４０】
評価点Ｐの曲率が許容範囲内であると検証された場合（ステップＳ４０、ＯＫ）、パターン形状決定パラメータの補正を行うことなく、マスクパターン４２を用いて、基板上にパターンが形成される（ステップＳ６０）。
【００４１】
なお、設計レイアウト４１、マスクパターン４２、レジストパターン４６、加工後のパターン形状４３などの設定変更を行った後、再びステップＳ１０〜Ｓ４０の処理（パターン検証処理）を行ってもよい。パターン検証装置１は、設定変更された後のパターン形状の曲率が閾値以下となるまで、パターン検証処理と設定変更を繰り返す。
【００４２】
パターンの検証と設定変更は、例えばウエハプロセスの露光処理毎（レイヤ毎）に行われる。各露光処理でのマスクパターン４２が決定すると、それぞれのマスクパターン４２を用いて基板への露光処理、エッチング加工などが行われる。これにより、パターン検証装置１で仕上がりパターンがすでに検証され、各レイヤに適切なパターンを有する半導体デバイスが製造される。
【００４３】
上述してきたように、パターン検証装置１は、基板上に所望の形状を有した半導体集積回路パターンを形成するために、前記半導体集積回路パターンに対応するマスクパターン４１を生成する。そして、パターン検証装置１は、マスクパターン４１を基板上もしくは積層膜上に塗布されたレジスト（感光剤）に転写する工程と、感光剤の現像を経て感光剤もしくは積層膜にパターン（回路パターン）を形成する工程と、をシミュレーションする。さらに、パターン検証装置１は、シミュレーションによって生成されたパターンの輪郭線上の曲率を算出し、この曲率が予め設定しておいた閾値を満たすか否かを検証する。そして、曲率が閾値を満たしていない場合には、閾値を満たすよう設計レイアウト４１、マスクパターン４２、積層膜の種類や厚さ、もしくは現像条件、露光条件等のうち少なくとも１つ以上のパターン形状決定パラメータを変更する。
【００４４】
このように、曲率の大きなパターン形状を抽出して、パターン形状を決定する要素を変更しているので、パターンの応力破壊や埋め込み不良による電気的なオープン、ショートとなり得る不良を事前に回避することができ、早期に歩留まり向上を実現することが可能となる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、加工後のパターン形状であるパターン形状４３から輪郭４４を抽出して評価点Ｐを設定したが、レジストパターン４６から輪郭４４を抽出して評価点Ｐを設定してもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、レジストパターンをフォトリソグラフィにより形成したが、インプリントリソグラフィによりレジストパターンを形成してもよい。この場合、レジストパターンの残膜をエッチング加工したレジストパターンを、加工後のパターン形状とすることもでき、また、レジストパターンをマスクに下層の被加工膜をエッチングして加工したパターンを加工後のパターン形状とすることもできる。
【００４７】
また、本実施の形態では、リソグラフィシミュレーションや加工シミュレーションによって基板上に形成されるパターン形状を生成する場合について説明したが、実際に基板上にパターンを形成することによってパターン形状を生成してもよい。この場合、パターン形状生成部１２は、設計レイアウトにＯＰＣを施してマスクパターンを形成する。そして、このマスクパターンを用いてフォトマスクを作成し、露光、現像、エッチングなどの処理によって基板上にパターンを形成する。
【００４８】
また、本実施の形態では、パターン検証装置１がマスクパターンを作成する場合について説明したが、他の装置によってマスクパターンを作成してもよい。この場合、パターン検証装置１は、他の装置によって作成されたマスクパターンを用いてパターン形状を生成する。また、パターン検証装置１以外の他の装置によってリソグラフィシミュレーションや加工シミュレーション、輪郭抽出、評価点設定を行ってもよい。
【００４９】
また、本実施の形態では、パターン検証プログラム９７が、ＯＰＣプログラム、リソグラフィシミュレーションプログラム、加工シミュレーションプログラム、評価点設定プログラム、などを有している場合について説明したが、パターン検証プログラム９７以外のプログラムによって、ＯＰＣ、リソグラフィシミュレーション、加工シミュレーション、評価点の設定などを行ってもよい。
【００５０】
また、パターン検証装置１が、パターン形状を生成する場合について説明したが、他の装置によってパターン形状を生成してもよい。この場合、パターン検証装置１は、他の装置によって作成されたパターン形状から輪郭を抽出する。
【００５１】
このように第１の実施の形態によれば、シミュレーションによって得られたパターン形状に評価点Ｐを設定するとともに、この評価点Ｐ上での曲率に基づいて、パターンの加工不良を検証するので、パターン形状に起因するパターンの加工不良を正確かつ容易に検証することが可能になる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
つぎに、図９を用いてこの発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、側壁プロセスを用いる場合のパターンの寸法や形状を検証する。本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、評価点Ｐ上での曲率に基づいて、パターンの加工不良を検証する。なお、パターン検証装置１の構成や、パターン検証処理手順は第１の実施の形態と同様であるのでその説明は省略する。
【００５３】
光リソグラフィ技術には解像限界寸法があり、この解像限界寸法以下のパターンを形成する方法として、リソグラフィ技術にエッチング技術や成膜技術を組み合わせることで微細パターン寸法を達成する方法がある。解像限界寸法以下のライン＆スペース（ＬＳ）パターンを形成するための方法の１つが側壁プロセスである。
【００５４】
まず、側壁プロセスについて説明する。側壁プロセスは、下記の（１）〜（５）の手順によって行われる。
（１）基板上の被加工膜上にレジストパターンを形成する。このとき、リソグラフィ工程によって所望線幅の倍のピッチを有するパターンを形成しておく。
（２）パターンをスリミング技術によって所望線幅にスリミングする。スリミング後のパターンは、レジスト材（感光剤）をマスクにして被加工膜を加工したものであってもよいし、レジストパターンであってもよい。スリミングには、例えばＲＩＥ（Reactive  Ion  Etching）やＷｅｔエッチング技術を用いる。
（３）スリミング後のパターンの側壁に、側壁材を所望線幅の厚さだけ付着させる。
（４）スリミング後のパターン（芯材パターンまたは支柱パターン）を選択的に除去することによって、側壁材を残す。
（５）側壁材をマスクにして下地の被加工膜を加工し、下地の被加工膜に所望寸法のパターン（微細パターン）を形成する。
【００５５】
このような側壁プロセスを用いることによって、光リソグラフィの解像限界の半分のピッチを有するＬＳパターンを形成することが可能となる。つぎに、ＳＲＡＦパターンを用いた場合に発生する加工不良について説明する。
【００５６】
図９は、ＳＲＡＦパターンを用いた場合に発生する加工不良を説明するための図である。図９の（ａ）〜（ｃ）は、ＳＲＡＦパターン７７Ｓを有したマスクパターン７１によって生成したレジストパターン７２、加工後のパターン形状７３を示し、図９の（ｄ）〜（ｆ）は、ＳＲＡＦパターン７７Ｓを除去したマスクパターン７４によって生成したレジストパターン７５、加工後のパターン形状７６を示している。
【００５７】
（ａ）に示すＳＲＡＦパターン７７Ｓを有したマスクパターン７１を用いた場合、基板上のレジスト形状がレジストパターン７２になり（ｂ）、さらに側壁プロセス工程を経ることによって加工後のパターン形状７３が形成される（ｃ）。パターン形状７３は、例えば絶縁体であり、パターン形状７３が形成されていない箇所に配線金属膜などが埋め込まれる。
【００５８】
ＳＲＡＦパターン７７Ｓを用いた場合、ＳＲＡＦパターン７７Ｓの近傍で発生したレジストうねり形状が側壁プロセスによって微細な曲がりパターン７８Ａ〜７８Ｃとなってしまう。この曲がりパターンパターン７８Ａ〜７８Ｃは応力破壊や埋め込み不良等の電気的ショート、オープンを招く危険点となる場合がある。
【００５９】
本実施の形態のパターン検証装置１は、このような曲がりパターン７８Ａ〜７８Ｃの曲率をモニターすることで、危険点を事前に察知することが可能となる。曲がりパターン７８Ａ〜７８Ｃが、応力破壊や埋め込み不良などの不良原因になると検証された場合（曲率が閾値より大きい場合）、例えば、マスクパターン７１からＳＲＡＦパターン７７Ｓを除去する。
【００６０】
ＳＲＡＦパターン７７Ｓが除去されたマスクパターン７４を用いた場合（ｄ）、基板上のレジスト形状がレジストパターン７５になり（ｅ）、さらに側壁プロセス工程を経ることによって加工後のパターン形状７６が形成される（ｆ）。これにより、レジストうねりを改善でき、さらには側壁プロセス後の微細な曲がりパターンの発生を抑えることができるので、危険点の発生を回避することが可能となる。
【００６１】
また、危険点の発生を回避する方法は、ＳＲＡＦパターン７７Ｓの除去処理以外の方法であってもよい。例えば、露光装置の照明形状（σ）、レンズの大きさ（ＮＡ）を変えることで、レジストうねり形状を制御することも可能である。照明形状が小さいσであるほど、また干渉度の高い照明形状（通常照明＜輪帯照明＜４つ目照明＜２つ目照明＜点光源）になるほど、レジストうねりが発生しやすい傾向にある。したがって、例えば照明の干渉度を小さくすることによって、うねり形状を制御することも可能となる。
【００６２】
このように第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、パターン形状に起因するパターンの加工不良を正確かつ容易に検証することが可能になる。実施の形態１に係るパターンの検証を側壁プロセスに適用することにより、側壁プロセス特有の危険パターンが発生するような場合であっても、危険点であるか否かを正確に検証できるので、危険点が発生しなくなるよう設定変更を行うことが可能となる。これにより、歩留まりインパクトを最小に抑えることが可能となる。
【００６３】
（第３の実施の形態）
つぎに、図１０および図１１を用いてこの発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、断面方向に対するうねりが加工不良の原因になるか否かを検証することによってパターンの検証を行う。本実施の形態では、断面方向に設定された評価点Ｐ上での曲率に基づいて、パターンの加工不良を検証する。なお、パターン検証装置１の構成や、パターン検証処理手順は第１の実施の形態と同様であるのでその説明は省略する。
【００６４】
基板上にパターンを形成する場合、平面方向のみならず断面方向に対するうねりも危険点となる場合がある。そこで、本実施の形態では、パターン検証装置１のパターン形状生成部１２が、断面方向に対してレジストシミュレーションや加工シミュレーションを行なう。
【００６５】
下地段差に起因して生じる断面方向に対するパターンの急激な変動も応力破壊の原因となる。図１０は、下地段差上に形成された加工後パターンを説明するための図である。図１０では、下地段差と加工後パターンの断面図を示している。なお、ここではパターン形状の検証対象がエッチング後などの加工後パターンである場合について説明するが、レジストパターンなどの他の工程でのパターンをパターン形状の検証対象としてもよい。
【００６６】
例えば、素子領域である拡散層８１と非素子領域であるＳＴＩ（Shallow  Trench  Isolation）８２との間にできた下地段差（ＳＴＩ段差）の上に、加工後パターン８３が形成されると、加工後パターン８３は下地段差部分の近傍で応力破壊される場合がある。加工後パターン８３は、例えば微細配線などである。下地段差としては、素子領域と非素子領域間の段差以外にも、コンタクトホール上の配線の段差があり、この段差上に設置される微細配線が応力破壊される場合がある。
【００６７】
図１１は、断面方向のパターンうねりを説明するための図である。図１１では、下地膜と加工後パターンの断面図を示している。微細配線などの加工後パターン８４には、リソグラフィ工程時の光強度のむらが原因で、局所的に断面方向の寸法が細くなる箇所（細りパターン８６）が発生する。このような細りパターン８６は、他の箇所と比べて強度が弱く、方向Ｘ１や方向Ｘ２に倒壊する場合がある。
【００６８】
このように断面方向へのうねりによってか加工後パターン８３の応力破壊や、加工後パターン８４の倒壊などが発生する場合がある。そこで、本実施の形態では、断面方向に対するうねりが、加工不良の原因になるか否かを検証することによって、パターンの検証を行う。具体的には、断面方向（パターンの側壁面）上に評価点Ｐを設定し、評価点Ｐ上での曲率や寸法幅に基づいて、パターンの加工不良を検証する。そして、パターンの加工不良が発生すると検証されたパターン形状に対しては、下地膜８５の種類、下地膜８５の膜厚、設計レイアウトなどを変更（段差位置の変更や段差上配線幅を太くする変更）することによって、危険点の発生を回避することが可能となる。
【００６９】
このように第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、パターン形状に起因するパターンの加工不良を正確かつ容易に検証することが可能になる。実施の形態１に係るパターンの検証を断面方向のパターン検証に適用することにより、断面方向のうねりが原因で危険パターンが発生するような場合であっても、危険点であるか否かを正確に検証できるので、危険点が発生しなくなるよう設定変更を行うことが可能となる。これにより、歩留まりインパクトを最小に抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
１  パターン検証装置、１２  パターン形状生成部、１３  評価点設定部、１４  曲率算出部、１５  閾値記憶部、１６  検証部、４１  設計レイアウト、４２  マスクパターン、４３  パターン形状、４４  輪郭、４６  レジストパターン、５１  プロセス条件、６１Ａ  変更前パターン、６１Ｂ  変更後パターン、６２Ａ  危険点、６２Ｂ  安全点、８３，８４  加工後パターン、８５  下地膜、ｐ１〜ｐ７  評価点
【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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