(57)【要約】【課題】マスクパターンのパターン寸法を精度良く検査することができるパターン検証・検査方法を得ること。【解決手段】フォトマスクに形成されたマスクパターンのパターン寸法を検査するパターン検証・検査方法において、検査対象となるマスクパターンのフォトマスク面内の位置である検査対象位置と、露光装置によってフォトマスクに照射される露光光のフォトマスク面内での照明条件の分布と、に基づいて、検査対象位置での照明条件を導出する照明条件導出ステップと、検査対象位置での照明条件とマスクパターンのパターン輪郭とに基づいて、検査対象位置毎にマスクパターンのリソグラフィシミュレーションを行なうシミュレーションステップと、リソグラフィシミュレーションの結果に基づいて、パターン寸法の検査を行なう検証・検査ステップと、を含む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクパターンを検証又は検査するパターン検証・検査方法において、
検証又は検査対象となるマスクパターンのフォトマスク面内の位置である検証又は検査対象位置と、露光装置によって前記マスクパターンに照射される露光光のフォトマスク面内での照明条件の分布に関する照明条件情報と、に基づいて、前記検証又は検査対象位置での照明条件を導出する照明条件導出ステップと、
前記検査対象位置での前記照明条件と前記マスクパターンとに基づいて、前記マスクパターンのリソグラフィシミュレーションを行なうシミュレーションステップと、
前記リソグラフィシミュレーションの結果に基づいて、前記パターンの検証又は検査を行なう検証・検査ステップと、
を含むことを特徴とするパターン検証・検査方法。
【請求項２】
前記照明条件情報は、前記マスクパターンに照射されて透過する露光光の照明形状に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載のパターン寸法検証・検査方法。
【請求項３】
前記照明条件情報は、前記マスクパターンに照射されて反射する露光光の入射方向に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載のパターン寸法検証・検査方法。
【請求項４】
マスクパターンをウェハ上に露光した場合に前記ウェハへ照射される露光光の光学像強度分布をリソグラフィシミュレーションにより取得する光学像強度分布取得方法において、
露光装置によって前記フォトマスクに照射される露光光のフォトマスク面内での照明条件の分布に関する照明条件情報を用いて、前記マスクパターンの光学像強度分布をリソグラフィシミュレーションする光学像強度分布取得ステップと、
を含むことを特徴とする光学像強度分布取得方法。
【請求項５】
マスクパターンをウェハ上に露光した場合に前記ウェハへ照射される露光光の光学像強度分布をリソグラフィシミュレーションにより取得する光学像強度分布取得プログラムにおいて、
露光装置によって前記フォトマスクに照射される露光光のフォトマスク面内での照明条件の分布に関する照明条件情報を用いて、前記マスクパターンの光学像強度分布をリソグラフィシミュレーションする光学像強度分布取得ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする光学像強度分布取得プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクパターンのパターン検証・検査方法、光学像強度分布取得方法および光学像強度分布取得プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造プロセスでは、フォトリソグラフィ工程での課題が顕著になりつつある。これは半導体デバイスの微細化が進むにつれて、フォトリソグラフィ工程での微細化に対する要求が高まっているからである。半導体デバイスの設計ルールは４５ｎｍまで微細化されており、制御しなければならないパターン寸法精度は３ｎｍ以下となっている。さらに、マスクパターンは光近接効果補正（ＯＰＣ：Optical  Proximity  Correction）が行われているので、マスクパターンは極めて複雑な形状になっている。そのため、従来のような単なるパターン線幅の測定や穴径の測定のような１次元の寸法均一性検査では不十分となり、２次元の寸法管理が求められている。
【０００３】
２次元の寸法管理方法として、例えばＳＥＭ（Scanning  Electron  Microscope）によってマスクパターンの画像を取得し、取得した画像に基づいてマスクパターンの寸法管理を行なう方法がある。この方法では、取得したマスクパターンの画像からマスクパターンのパターン輪郭を抽出してリソグラフィシミュレーション（転写性評価）を行い、所望のリソグラフィ裕度が得られるか否かを判定することによってマスクパターンが所望の寸法に仕上がっているか否かを検査している。このＳＥＭを用いた寸法管理方法のメリットは、マスクパターンの仕上り具合を、マスクパターンがウェハに露光された状態（実際に使用する条件に極めて近い状態）で判断できることであり、不必要に厳しい管理や逆に甘い管理になる事が無く、必要十分な管理ができる点である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、昨今の厳しいマスクパターンの寸法管理では寸法管理の精度が不十分となっている。それは、ウェハ露光装置の照明の不均一性がウェハ露光の際に与えるレジスト寸法の影響を無視していたからである。例えば、透過型のマスクに露光光を照射する場合、マスクを照明する露光光の形状（照明形状）は、マスク面内の何れの位置においても同一であるべきである。ところが、実際には、たとえば輪帯照明の場合、マスクの中心付近では略真円に近い輪帯の照明形状であるのに対し、マスクの周辺部に近づくにしたがって照明形状が楕円形状に歪んでいる。そのため、理想の照明形状でリソグラフィシミュレーションを行なった場合の結果（パターン寸法）と、実際にマスクパターンをウェハに露光した場合のパターン寸法と、が合わなくなる場合が生じるようになった。
【０００５】
また、反射型のマスクを用いるＥＵＶリソグラフィにおいても、透過型のマスクを用いるリソグラフィと同様の問題があった。ＥＵＶリソグラフィの場合、マスク上に入射するＥＵＶ光の入射方向がマスクの位置によって異なっている。ところが、上記従来の技術では、リソグラフィシミュレーションに用いる光学パラメータとして、マスク面内で同じ光学パラメータを用いていた。このように、マスクの面内でＥＵＶ光の入射方向（照明形状）が異なるにも関わらず、ＳＥＭ画像を取得したマスク面内での位置を無視していたのでリソグラフィシミュレーションに誤差が生じるという問題があった。このため、透過型のマスクや反射型のマスクに対してマスクパターンのパターン寸法を精度良く検査できていなかった。
【０００６】
なお、フォトマスクに形成されたマスクパターンの検査のみならず、マスクパターンの設計の場面において光近接効果補正等のマスクデータプロセスを施す際にも、照明形状の不均一性の影響を考慮していなかった。このため、マスクパターン（データ）を用いてリソグラフィシミュレーションを実施した際に正確な光学像強度分布が得られず、適切なマスクパターンの検証及び設計ができていなかった。
【０００７】
【非特許文献１】M. Kariya  et al., "Reticle SEM Specfications Required for Lithography Simulation",  Proceedings of SPIE Vol.5853 550-555,  2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記状況を鑑みてなされたもので、マスクパターンのパターンを精度良く検査することができるパターン検証・検査方法、光学像強度分布取得方法および光学像強度分布取得プログラムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の一態様によれば、マスクパターンを検証又は検査するパターン検証・検査方法において、検証又は検査対象となるマスクパターンのフォトマスク面内の位置である検証又は検査対象位置と、露光装置によって前記マスクパターンに照射される露光光のフォトマスク面内での照明条件の分布に関する照明条件情報と、に基づいて、前記検証又は検査対象位置での照明条件を導出する照明条件導出ステップと、前記検査対象位置での前記照明条件と前記マスクパターンとに基づいて、前記マスクパターンのリソグラフィシミュレーションを行なうシミュレーションステップと、前記リソグラフィシミュレーションの結果に基づいて、前記パターンの検証又は検査を行なう検証・検査ステップと、を含むことを特徴とするパターン検証・検査方法が提供される。
【００１０】
また、本願発明の一態様によれば、マスクパターンをウェハ上に露光した場合に前記ウェハへ照射される露光光の光学像強度分布をリソグラフィシミュレーションにより取得する光学像強度分布取得方法において、露光装置によって前記フォトマスクに照射される露光光のフォトマスク面内での照明条件の分布に関する照明条件情報を用いて、前記マスクパターンの光学像強度分布をリソグラフィシミュレーションする光学像強度分布取得ステップと、を含むことを特徴とする光学像強度分布取得方法が提供される。
【００１１】
また、本願発明の一態様によれば、マスクパターンをウェハ上に露光した場合に前記ウェハへ照射される露光光の光学像強度分布をリソグラフィシミュレーションにより取得する光学像強度分布取得プログラムにおいて、露光装置によって前記フォトマスクに照射される露光光のフォトマスク面内での照明条件の分布に関する照明条件情報を用いて、前記マスクパターンの光学像強度分布をリソグラフィシミュレーションする光学像強度分布取得ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする光学像強度分布取得プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、マスクパターンのパターン寸法を精度良く検査することが可能になるという効果を奏する。
【００１３】
また、本発明によれば、マスクパターンの光学像強度分布を正確にリソグラフィシミュレーションすることが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るパターン検証・検査方法、光学像強度分布取得方法および光学像強度分布取得プログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係るマスクパターン評価の概念について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るマスクパターン評価の概念を説明するための説明図である。マスク３０は、半導体装置製造工程の露光処理に用いる透過型のフォトマスクである。ＳＥＭ４０は、マスク３０のマスクパターンを撮像する装置であり、露光装置２０は、マスク３０を用いてウェハ（図示せず）への露光を行なうスキャンタイプの透過型ウェハ露光装置である。本実施の形態の露光装置２０は、例えば波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光によってウェハへの露光を行なう。
【００１６】
シミュレーション装置（リソグラフィシミュレータ）１０は、マスク３０を用いたリソグラフィ工程により、ウェハ上に形成される光学像強度分布の算出、さらには光学像強度分布に基づきウェハ上に形成されるパターンの形状を求める装置である。ここでのリソグラフィシミュレーションは、マスク３０を用いてウェハに露光処理を行った場合に、ウェハ上に形成されるレジストパターンの形状や寸法を求めるものである。リソグラフィシミュレーションを行う際には、露光処理に必要となる露光条件（露光量や焦点深度）などがシミュレーションのパラメータとして入力され、この結果得られるレジストパターンの形状や寸法に基づいて、露光マージン（露光量の余裕度や焦点深度の余裕度）などが判断される。
【００１７】
ＳＥＭ４０は、マスク３０のマスクパターンを撮像することによってマスクパターンのＳＥＭ画像（パターン画像）を取得する（１）。このとき、ＳＥＭ４０は、ＳＥＭ画像を取得したマスク３０上の位置（位置情報）と、ＳＥＭ画像と、を対応付けておく（２）。さらに、ＳＥＭ４０は、ＳＥＭ画像からマスクパターンの輪郭データ（輪郭情報）を抽出する（３）。ＳＥＭ４０は、位置情報と輪郭データとを対応付けておく。位置情報と輪郭データとが対応付けされた情報は、マスクパターン情報５２としてシミュレーション装置１０に送られる。
【００１８】
露光装置２０は、マスク３０を照明する露光光のマスク面内での形状分布（各位置の照明形状分布）を照明形状分布情報（照明条件情報）５１として取得する（４）。露光装置２０によって取得された照明形状分布情報５１は、シミュレーション装置１０に送られる。
【００１９】
シミュレーション装置１０は、照明形状分布情報５１と、マスクパターン情報５２と、を用いて、リソグラフィシミュレーションを行なう（５）。これにより、本実施の形態のシミュレーション装置１０は、露光装置２０がマスク３０へ照射する露光光の照明形状に基づいてリソグラフィシミュレーションを行なう。露光装置２０がマスク３０へ照射する露光光の照明形状は、マスク３０の面内で不均一性を有しておりマスク３０面内の位置（座標）毎に異なっている。このため、シミュレーション装置１０は、リソグラフィシミュレーションを行なうマスクパターンの位置毎の照明形状に基づいて、リソグラフィシミュレーションを行なう。
【００２０】
さらに、シミュレーション装置１０は、リソグラフィシミュレーションのシミュレーション結果に基づいて、所望のリソグラフィ裕度が得られるか否かを検査する。これにより、シミュレーション装置１０は、マスク３０のマスクパターンが所望の寸法に仕上がっているか否かを判定する（６）。
【００２１】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るシミュレーション装置のハードウェア構成を示す図である。シミュレーション装置１０は、マスク３０のマスクパターンを検証・検査するコンピュータ（パターン検証・検査装置）などであり、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。シミュレーション装置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。
【００２２】
シミュレーションプログラム７やマスクパターン検査プログラム（マスクパターン検証・検査プログラム）８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。シミュレーションプログラム７は、マスク３０を用いてウェハ上にパターンを形成する場合の露光処理に関する余裕度などをシミュレーションするコンピュータプログラムである。露光処理に関する余裕度は、例えば露光量の余裕度や焦点深度の余裕度であり、最適露光量と最適焦点位置で露光した際に形成されるウェハ上のレジストパターン寸法に基づいて定義される。なお、露光処理に関する余裕度は、所望のレジストパターン寸法を得ることができる露光量の範囲や焦点深度の範囲に基づいて定義してもよい。マスクパターン検査プログラム８は、シミュレーションプログラム７によるリソグラフィシミュレーションのシミュレーション結果に基づいて、マスク３０のマスクパターンが所望の寸法に仕上がっているか否かを検査するコンピュータプログラムである。
【００２３】
表示部４は、液晶モニタなどの表示装置であり、ＣＰＵ１からの指示に基づいて、種々の情報を表示する。表示部４は、例えば、照明形状分布情報５１、マスク３０のマスクデータ、ＳＥＭ画像、位置情報、輪郭データ、マスクパターン情報５２、リソシミュレーションのシミュレーション結果、マスクパターンの検証・検査結果（例えば寸法検査結果）などを表示する。
【００２４】
入力部５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（リソグラフィシミュレーションに必要な指示情報など）を入力する。入力部５へ入力された指示情報は、ＣＰＵ１へ送られる。また、照明形状分布情報５１、マスクパターン情報５２なども入力部５から入力され、ＣＰＵ１などに送られる。
【００２５】
ＣＰＵ１はＲＡＭ３内にロードされたシミュレーションプログラム７やマスクパターン検査プログラム８を実行する。具体的には、シミュレーション装置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内からシミュレーションプログラム７やマスクパターン検査プログラム８を読み出してＲＡＭ３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。ＣＰＵ１は、この各種処理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。
【００２６】
図３は、第１の実施の形態に係るシミュレーション装置の機能ブロック図である。シミュレーション装置１０は、照明形状分布情報入力部１１、位置情報入力部１２、輪郭データ入力部１３、照明形状算出部１４、リソグラフィシミュレーション実行部１５、マスクパターン寸法判定部１６、制御部１９を有している。
【００２７】
照明形状分布情報入力部１１は、露光装置２０が検出した照明形状分布情報５１を入力して、照明形状算出部１４へ送る。位置情報入力部１２は、ＳＥＭ３０が取得したマスクパターン情報５２の位置情報を入力して照明形状算出部１４に送る。シミュレーション装置１０は、リソグラフィマージンの少ない箇所（以下、ホットスポットという）に対してリソグラフィシミュレーションを行なう。このため、位置情報入力部１２へは、検査対象となるホットスポットの位置情報（検査対象位置）が入力される。
【００２８】
輪郭データ入力部１３は、ＳＥＭ３０が取得したマスクパターン情報５２の輪郭データを入力してリソグラフィシミュレーション実行部１５に送る。ＳＥＭ３０が取得する輪郭データは、ホットスポットのＳＥＭ画像から抽出する輪郭データであり、位置情報入力部１２に入力される位置情報に対応している。
【００２９】
照明形状算出部１４は、照明形状分布情報入力部１１からの照明形状分布情報５１と、位置情報入力部１２からの位置情報と、に基づいて、位置情報（ホットスポット）に対応する照明形状を算出する。照明形状算出部１４は、算出した照明形状をリソグラフィシミュレーション実行部１５に送る。
【００３０】
リソグラフィシミュレーション実行部１５は、照明形状算出部１４からの照明形状と、輪郭データ入力部１３からの輪郭データと、に基づいて、リソグラフィシミュレーションを実行する。リソグラフィシミュレーション実行部１５に送られてくる照明形状と輪郭データは、ホットスポットの照明形状と輪郭データである。したがって、リソグラフィシミュレーション実行部１５は、ホットスポットのリソグラフィシミュレーションを実行する。リソグラフィシミュレーション実行部１５は、シミュレーションプログラム７を用いてリソグラフィシミュレーションを実行する。リソグラフィシミュレーション実行部１５は、シミュレーション結果をマスクパターン寸法判定部１６に送る。
【００３１】
マスクパターン寸法判定部１６は、リソグラフィシミュレーション実行部１５からのシミュレーション結果に基づいて、マスク３０のマスクパターンが所望の寸法に仕上がっているか否かを判定する。マスクパターン寸法判定部１６は、マスクパターン検査プログラム８を用いてマスクパターンの寸法判定を行なう。
【００３２】
制御部１９は、照明形状分布情報入力部１１、位置情報入力部１２、輪郭データ入力部１３、照明形状算出部１４、リソグラフィシミュレーション実行部１５、マスクパターン寸法判定部１６を制御する。
【００３３】
本実施の形態のシミュレーション装置１０で実行されるシミュレーションプログラム７やマスクパターン検査プログラム８は、前述の各部（照明形状分布情報入力部１１、位置情報入力部１２、輪郭データ入力部１３、照明形状算出部１４、リソグラフィシミュレーション実行部１５、マスクパターン寸法判定部１６、制御部１９）を含むモジュール構成となっており、上記各部が主記憶装置上にロードされ、照明形状分布情報入力部１１、位置情報入力部１２、輪郭データ入力部１３、照明形状算出部１４、リソグラフィシミュレーション実行部１５、マスクパターン寸法判定部１６、制御部１９が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００３４】
なお、ここではシミュレーション装置１０が、照明形状分布情報入力部１１、位置情報入力部１２、照明形状算出部１４を有している場合について説明したが、シミュレーション装置１０はこれらの構成要素を有していなくてもよい。この場合、シミュレーション装置１０とは異なる他の演算処理装置に、照明形状分布情報入力部１１、位置情報入力部１２、照明形状算出部１４を備えさせておく。そして、演算処理装置によって位置情報に対応する照明形状を算出する。シミュレーション装置１０は、演算処理装置が算出した照明形状と、輪郭データとに基づいてリソグラフィシミュレーションを実行する。
【００３５】
つぎに、第１の実施の形態に係るシミュレーション装置１０の動作手順を説明する。図４は、第１の実施の形態に係るシミュレーション装置の動作手順を示すフローチャートである。
【００３６】
本実施の形態のリソグラフィシミュレーションで用いるマスク３０は、ＡｒＦハーフトーン（ＨＴ）マスクなどの透過型のマスクである。マスクパターン内から、予めホットスポット（ＳＥＭ画像の取得位置）を選択しておく（ステップＳ１１０）。
【００３７】
ホットスポットは、設計データに光近接効果補正（ＯＰＣ）を行った後のマスクデータから、チップ全面のリソグラフィシミュレーションによってリソグラフィマージンの少ない箇所（位置）を特定したものである。ホットスポットは、１〜複数箇所抽出しておく。
【００３８】
まず、マスク３０をＳＥＭ４０にセットし、ＳＥＭ４０によってホットスポットのＳＥＭ画像を取得する（ステップＳ１２０）。つぎに、ＳＥＭ４０は、所定の輪郭抽出ソフトウェア（ＳＥＭ画像のパターン輪郭を抽出するプログラム）によってＳＥＭ画像からパターン輪郭の輪郭データを抽出する（ステップＳ１３０）。ＳＥＭ４０が取得した輪郭データは、シミュレーション装置１０の輪郭データ入力部１３に入力される。輪郭データ入力部１３は、輪郭データをリソグラフィシミュレーション実行部１５に送る。
【００３９】
図５は、ＳＥＭ画像と輪郭データを説明するための図である。図５の（ａ）は、ＳＥＭ画像の一例を示しており、図５の（ｂ）はＳＥＭ画像から抽出したマスクパターンの輪郭データの一例を示している。
【００４０】
つぎに、マスク３０をセットする露光装置２０の照明形状分布情報５１を取得する。照明形状分布情報５１は、例えば露光装置２０が備える照明形状測定ツールを用いて測定される。
【００４１】
図６は、透過型マスク面内の照明形状分布を説明するための図である。図６では、露光位置に対応する照明形状を、露光領域の中心部を基準として模式的に示している。マスク３０は、例えば３３ｍｍ×２６ｍｍの露光領域３１を有している。露光領域３１（マスク３０）の中心部に位置する照明形状２２Ａは、略真円の輪帯形状である。露光領域３１の中心から４隅方向に向かうに従って照明形状はマスク３０の対角線方向に伸びた楕円形状になる。これにより、露光領域３１の４隅部に位置する各照明形状２２Ｂ〜２２Ｅでは、長径と短径の比で照明形状２２Ａと約１％の差が生じている。
【００４２】
照明形状２２Ｂ〜２２Ｅは、露光装置２０がマスク３０に露光光を照射する際に用いる照明光源形状（照明装置）の種類によって異なる。図７は、露光装置が用いる照明光源形状の種類を説明するための図である。図７の（ａ）は、輪帯照明を用いた場合の照明光源形状１１Ａであり、（ｂ）は４つ目照明（四極照明）を用いた場合の照明光源形状１１Ｂであり、（ｃ）はダイポール照明（二極照明）を用いた場合の照明光源形状１１Ｃである。
【００４３】
半導体装置を作製する際には、各半導体装置製造工程に適した照明光源形状が選択される。すなわち、露光装置２０が用いる照明光源形状の種類は、半導体装置製造工程のレイヤ毎に使い分けられる。そして、照明光源形状が異なると照明形状も異なる。したがって、照明形状測定ツールでは、照明形状分布情報５１を照明光源形状毎（レイヤ毎）に取得しておく。
【００４４】
つぎに、照明形状分布情報５１をシミュレーション装置１０の照明形状分布情報入力部１１に入力し（ステップＳ１４０）、ＳＥＭ画像を取得した位置情報（位置座標）を位置情報入力部１２に入力する。位置情報入力部１２は、位置情報を照明形状算出部１４に送り、照明形状分布情報入力部１１は照明形状分布情報５１を照明形状算出部１４に送る。
【００４５】
照明形状算出部１４は、位置情報と照明形状分布情報５１と、に基づいて、ＳＥＭ画像を取得した位置での照明形状を導出する。ＳＥＭ画像を取得した位置での照明形状は、ＳＥＭ画像の取得位置に対応するマスク上のパターン位置に入射する照明形状である（ステップＳ１５０）。照明形状算出部１４は、求めた照明形状をリソグラフィシミュレーション実行部１５に送る。
【００４６】
リソグラフィシミュレーション実行部１５は、照明形状算出部１４からの照明形状と、輪郭データ入力部１３からの輪郭データと、に基づいて、リソグラフィシミュレーションを実行する。これにより、リソグラフィシミュレーション実行部１５は、ウェハ露光に用いられる光学条件にてマスク３０のリソグラフィシミュレーションを行なう（ステップＳ１６０）。リソグラフィシミュレーション実行部１５は、シミュレーション結果をマスクパターン寸法判定部１６に送る。
【００４７】
マスクパターン寸法判定部１６は、シミュレーション結果に基づいて、マスク３０のマスクパターンが所望の寸法に仕上がっているか否かを判定する（ステップＳ１７０）。換言すると、本実施の形態では、照明の不均一性に関する情報を用いてリソグラフィシミュレーションを行なうとともに、このシミュレーション結果に基づいて所望の露光余裕度が得られるか否か（所定の露光マージンを有しているか否か）を判断している。この後、マスクパターン寸法判定部１６によって合格判定されたマスク３０、露光装置２０を用いて半導体装置（半導体デバイス）が作製される。
【００４８】
図８は、マスクパターンと露光マージンとの関係を説明するための図である。図８の上段に示すグラフは、縦軸がウェハ上の光強度であり、横軸がウェハ上の位置である。図８の下段には、マスク３０のマスクパターンとして遮光体（吸収体）２５を示している。上段に示すグラフでの横軸（位置）は、遮光体２５のａ２−ｂ２方向の位置に対応している。
【００４９】
上段に示すグラフでは、遮光体２５の位置に応じて光強度が波状に変動している。例えば、遮光体２５は、露光光を透過させないので、遮光体２５の位置に対応するウェハ上の位置には、低い光強度の露光光が照射される。一方、マスク３０のうち遮光体２５が配置される以外の領域は、露光光を透過させるので、遮光体２５以外の位置に対応するウェハ上の位置には、高い光強度の露光光が照射される。
【００５０】
例えばポジ型レジストの場合にウェハを現像すると、スライスレベル未満の光強度で露光された位置のパターンがレジストパターンとして残り、スライスレベル以上の光強度で露光された位置のパターンが除去される。これにより、マスク３０のマスクパターン（遮光体２５）に応じたレジストパターンがウェハ上に形成される。
【００５１】
マスク３０の中心部には、略真円の輪帯形状を有した照明形状２２Ａの露光光が照射される。このときの、光強度分布は例えば分布ｉ１のように大きな露光マージンを有している。一方、マスク３０の端部には、楕円形状を有した照明形状２２Ｂ〜２２Ｄの露光光が照射される。このときの、光強度分布は例えば分布ｉ２のように小さな露光マージンしか有していない。
【００５２】
すなわち、図８に示す光強度分布は、露光量が変動した場合、その変動に対応するように分布形状を保ったまま図８上を上下に移動するが、分布ｉ２は、分布ｉ１に比較して、露光量が変動した場合に、スライスレベルとの接点となる位置（図８横軸）の変動が大きくなることがわかる。ここで、スライスレベルとの接点となる位置は、転写されるパターンの輪郭位置を表す。従って、分布ｉ２は、分布ｉ１に比較して、露光量の変動に対する転写パターンの変動が大きく、露光量マージンが低いと判断される。
【００５３】
このように、マスク３０の中心部と端部とで、照明形状が異なるので露光マージンも異なる。本実施の形態では、このような照明形状の不均一性に関する情報を用いてリソグラフィシミュレーションを行なっているので、所望の露光余裕度が得られるか否かを正確に判断できる。
【００５４】
つぎに、第１の実施の形態に係るリソグラフィシミュレーションの具体的な処理例について説明する。まず、通常のフォトマスク製造プロセスにより作製したＡｒＦハーフトーンマスクをマスク３０として用意した。ＡｒＦハーフトーンマスク上には、例えば４５ｎｍデザインルールのメモリーデバイスを作製する際に用いるマスクパターンを形成しておいた。
【００５５】
そして、このＡｒＦハーフトーンマスクのマスクパターン内から、ホットスポットを６４箇所抽出した。この後、ＡｒＦハーフトーンマスクをＮＧＲ社製高精細ＳＥＭ（ＮＧＲ４０００）にセットし、ホットスポットのＳＥＭ画像を取得した。ＮＧＲ４０００は８０００×８０００画素という高精細画像を取得することが可能な装置であり、１画素はマスク上２ｎｍという高分解能である。すなわち、取得したＳＥＭ画像の視野は１６ｕｍ角ということになり、リソグラフィシミュレーションを行うには十分な大きさである。
【００５６】
つぎに、取得したＳＥＭ画像から例えばＮＧＲ社製輪郭抽出ソフトにてパターンの輪郭を抽出し輪郭データを取得した。ついで、マスク３０をセットする露光装置２０の照明形状分布情報５１を準備した。
【００５７】
つぎに、ＳＥＭ画像を取得した位置情報と照明形状分布情報５１とからＳＥＭ画像を取得した場所の照明形状を求め、求めた照明形状と輪郭データをリソグラフィシミュレーション実行部１５に入力させた。リソグラフィシミュレーション実行部１５は、照明形状と輪郭データを用いて、マスク３０のリソグラフィシミュレーションを行った。
【００５８】
このリソグラフィシミュレーションの結果、ウェハ上で所望のパターン寸法を得るために必要な露光量の余裕度は８％であり、焦点深度（焦点位置のずれが許容される焦点範囲）の余裕度は０．２１ｕｍであることが判明した。準備したＡｒＦハーフトーンマスクに必要な露光量の余裕度は１０％であり、焦点深度の余裕度は０．２ｕｍである。したがって、今回のこのＡｒＦハーフトーンマスクのホットスポットの場所は、露光量の余裕度でスペック未達となり不合格品である。
【００５９】
従来のリソグラフィシミュレーションと本実施の形態のリソグラフィシミュレーションとの比較のために、照明形状を本実施の形態と同じにして従来のリソグラフィシミュレーションを実行した場合について説明する。従来のリソグラフィシミュレーションを実行した場合、算出される露光量の余裕度が１１％となり焦点深度が０．２３ｕｍとなったので、マスク３０は合格品という判定結果となった。
【００６０】
そこで、準備したＡｒＦハーフトーンマスクを用いて実際にウェハ上にレジストパターンを形成した。露光装置２０にはニコン社製液浸露光装置を用い、ＮＡは０．９２であった。また、露光装置２０には偏光照明を採用した。その結果、所望の寸法を得ることができた露光量の余裕度（範囲）は８％であり、焦点深度の余裕度は０．２２ｕｍであった。このように、照明形状の不均一性を考慮することによって、正確なリソグラフィシミュレーションを行なうことが可能となり、マスクの合否判定の精度を向上させることができる。また、本実施の形態によって合否判定されたマスク３０を用いて作製した半導体デバイスは、従来のリソグラフィシミュレーションによってパターンの寸法判定を行なったマスクを用いて作製した半導体デバイスと比較して格段に歩留まりが向上することが確認できた。
【００６１】
なお、本実施の形態は、上述の実施の形態に限るものではない。例えば、パターンの輪郭データにマスクパターンの側壁角に関する情報（側壁角の寸法や角度など）を付加してもよい。また、マスクパターンの形状（ＳＥＭ画像）を３次元ＳＥＭから求めてもよい。また、マスク３０はＡｒＦハーフトーンマスクに限らず他の透過型マスクであってもよい。
【００６２】
また、本実施の形態では、リソグラフィシミュレーションのシミュレーション結果に基づいて、マスク３０のパターン寸法の判定を行なう場合について説明したが、マスク３０の作成の前段階において、ウェハ上に形成すべき設計パターンからマスクパターンデータを生成する過程において、本実施形態に係るリソグラフィシミュレーションを利用することもできる。この場合、シミュレーション装置１０は、マスク３０の設計データであるマスクパターン（マスクパターンデータ）と照明形状分布情報５１とを用いて、リソグラフィシミュレーションを行なう。そして、リソグラフィシミュレーションの結果とウェハ上に形成すべき設計パターンとの比較検証を行う。検証の結果、それらの差が許容範囲を超えている場合、マスクパターンデータを補正する（例えば、ＯＰＣである）。
【００６３】
リソグラフィシミュレーションの結果とウェハ上に形成すべき設計パターンとの差が許容範囲に収まるまで、上記検証工程と補正工程を繰り返し、これらの差が許容範囲に収まった場合は、そのときのマスクパターンデータをマスク３０の設計データと規定する。
【００６４】
これにより、マスク３０には既に露光装置の照明形状の不均一性を考慮したマスクパターンが形成されているため、マスク３０を用いたリソグラフィにより、ウェハ上に所望寸法のパターンを形成することが可能となる。なお、上記の例では、リソグラフィシミュレーションの結果とウェハ上に形成すべき設計パターンとの差によって検証しているが、リソグラフィシミュレーションの結果が所定のプロセス裕度を有するか否かを検証の基準としてもよい。
【００６５】
光学像強度分布は、マスク３０に形成されたマスクパターンをウェハ上に露光した場合にウェハへ照射される露光光の光強度のウェハ面内分布である。この場合、シミュレーション装置１０は、光学像強度分布取得プログラムを用いて、ウェハへ照射される露光光の光学像強度分布を算出する。上述のように、シミュレーション装置１０は、光学像強度分布に所定の閾値（スライスレベル）を設定することによって、ウェハへ転写されるパターンを算出してもよい。
【００６６】
また、本実施形態のシミュレーション装置で実行されるシミュレーションプログラム７やマスクパターン検査プログラム８は、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供してもよい。また、シミュレーションプログラム７やマスクパターン検査プログラム８は、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００６７】
さらに、シミュレーションプログラム７やマスクパターン検査プログラム８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、シミュレーションプログラム７やマスクパターン検査プログラム８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良い。
【００６８】
また、本実施の形態では、現像後のレジストパターンをリソグラフィシミュレーションする場合について説明したが、エッチング後のパターンをシミュレーションしてもよい。また、本実施の形態では、輪郭データを取得した後（ステップＳ１３０の処理の後）に、照明形状分布情報５１を照明形状分布情報入力部１１に入力する（ステップＳ１４０）場合について説明したが、照明形状分布情報５１は輪郭データを取得する前に照明形状分布情報入力部１１に入力してもよい。その他、シミュレーション装置１０によるリソグラフィシミュレーションやマスク３０の合否判定は、本実施の形態の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００６９】
このように、シミュレーション装置１０は、照明の不均一性に関する情報を用いてリソグラフィシミュレーションを行なっているので、従来問題となっていた照明の不均一性の影響を取り込んだリソグラフィシミュレーションを実行できる。これにより、リソグラフィシミュレーション結果とウェハへの露光結果を一致させることが可能となり、マスクパターンの寸法を正確に合否判定できる。また、マスクパターンの光学像強度分布を正確にリソグラフィシミュレーションすることが可能になる。したがって、合格判定されたマスクを用いてウェハの露光処理を行なうことによって、半導体装置を製造する際の歩留まりが向上する。このように第１の実施の形態によれば、マスクパターンのパターン寸法や光学像強度分布を精度良く検査することが可能となる。
【００７０】
（第２の実施の形態）
つぎに、図９〜図１２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、ＥＵＶマスク（ＥＵＶ露光用マスク）のリソグラフィシミュレーションを行なう。なお、第２の実施の形態に係るシミュレーション装置１０は、図２および図３で説明した第１の実施の形態に係るシミュレーション装置１０と同様の構成、機能を有しているのでここではその説明を省略する。
【００７１】
本実施の形態のマスク３０は、ＥＵＶマスクなどの反射型のマスクである。マスク３０は、ＭｏとＳｉとが積層された多層膜からなるＥＵＶ光反射膜上にＴａを主成分とするＥＵＶ光吸収体（遮光体２５）によってマスクパターンが形成されている。
【００７２】
また、本実施の形態の露光装置２０は、スキャンタイプの反射型ウェハ露光装置である。露光装置２０は、例えば波長が１３ｎｍのＥＵＶ光によってウェハへの露光を行なう。露光装置２０は、マスク３０にＥＵＶ光を入射させるとともに、マスク３０からの反射光を用いて露光を行う。このとき、マスク３０上に入射するＥＵＶ光の入射方向がマスク３０の面内位置（座標）によって異なる。このため、ＳＥＭ画像を取得したマスク面内位置を無視してリソグラフィシミュレーションを行なうとリソグラフィシミュレーションに誤差が生じるという問題があった。そこで、本実施の形態では、ＳＥＭ画像を取得したマスク面内位置でのＥＵＶ光の入射方向を用いてリソグラフィシミュレーションを行なう。
【００７３】
第２の実施の形態に係るシミュレーション装置１０の動作手順を説明する。図９は、第２の実施の形態に係るシミュレーション装置の動作手順を示すフローチャートである。なお、図４に示した第１の実施の形態に係るシミュレーション装置１０と同様の動作を行なう処理についてはその説明を省略する。
【００７４】
まず、マスク３０のマスクパターン内から、予めホットスポットを選択しておく（ステップＳ２１０）。マスク３０をＳＥＭ４０にセットし、ＳＥＭ４０によってホットスポットのＳＥＭ画像を取得する（ステップＳ２２０）。つぎに、ＳＥＭ４０は、ＳＥＭ画像からパターン輪郭の輪郭データを抽出する（ステップＳ２３０）。ＳＥＭ４０が取得した輪郭データは、シミュレーション装置１０の輪郭データ入力部１３に入力される。輪郭データ入力部１３は、輪郭データをリソグラフィシミュレーション実行部１５に送る。
【００７５】
つぎに、マスク３０をセットする露光装置２０の照明形状分布情報５１を取得する。ここでの照明形状分布情報５１は、露光装置２０が照射する露光光の出射方向に関する情報や露光領域の形状などに関する情報であり、マスク面内のホットスポットにおけるＥＵＶ光の入射方向を算出するために用いられる。ＥＵＶ光の入射方向が、第１の実施の形態で説明した照明形状に対応しており、このＥＵＶ光の入射方向が変化することによってウェハ上に形成されるレジストパターンが変化する。
【００７６】
つぎに、照明形状分布情報５１をシミュレーション装置１０の照明形状分布情報入力部１１に入力し、ＳＥＭ画像を取得した位置情報を位置情報入力部１２に入力する。位置情報入力部１２は、位置情報を照明形状算出部１４に送り、照明形状分布情報入力部１１は照明形状分布情報５１を照明形状算出部１４に送る。
【００７７】
照明形状算出部１４は、位置情報と照明形状分布情報５１と、に基づいて、ＳＥＭ画像を取得した位置でのＥＵＶ光の入射方向を算出する（ステップＳ２４０）。ＳＥＭ画像を取得した位置でのＥＵＶ光の入射方向（照明条件）は、ＳＥＭ画像の取得位置に対応するマスク上のパターン位置に照射される露光光の入射方向である。照明形状算出部１４は、求めた入射方向をリソグラフィシミュレーション実行部１５に送る。
【００７８】
図１０は、反射型マスク面内のＥＵＶ光の照射方向を説明するための図であり、マスク３０を上面側から見た場合を示している。図１０では、マスク３０に６つのチップＣ１〜Ｃ６が配置され、円弧状のＥＵＶ光照射領域６０がマスク３０上をスキャンすることによって、ウェハの露光を行なう場合を示している。ここでは、マスク３０上のスキャン方向をＹ軸方向とし、スキャン方向と垂直なマスク面内の方向をＸ軸方向とし、ＸＹ平面に垂直な鉛直方向をＺ軸方向としている。
【００７９】
ＥＵＶ光照射領域６０は、帯状の領域がマスク３０の面内で円弧を描くよう曲げられた幅ｄの円弧領域（扇形領域から中心部を除外した領域）である。ＥＵＶ光照射領域６０のスキャン幅（Ｘ軸方向の寸法）は、チップＣ１のＸ軸方向の寸法とチップＣ２のＸ軸方向の寸法との合計値よりも大きな寸法を有している。
【００８０】
ＥＵＶ光照射領域６０のＸ軸方向の中心部（チップＣ１とチップＣ２の境界）では、ＥＵＶ光（露光光）６１がスキャン方向と同じ方向でマスク３０に入射する。ＥＵＶ光照射領域６０では、Ｘ軸方向の中心部からＸ軸方向の端部に向かうに従って、マスク３０に入射するＥＵＶ光６１がスキャン方向（Ｙ軸方向）からずれる。すなわち、マスク３０へのＥＵＶ光６１は、図１０に示すように入射方向がＥＵＶ光照射領域６０の円弧に沿って変化しているので、中心付近のパターンはスキャン方向に対して平行にＥＵＶ光６１が入射してくる。一方、ＥＵＶ光照射領域６０の端部に位置するパターンへのＥＵＶ光６１の入射方向はスキャン方向と平行ではなく、少しマスク３０の中心方向に向けて入射してくる。
【００８１】
図１１は、ＥＵＶ光の入射方向がレジストパターンの寸法に与える影響を説明するための図である。図１１の上側には、マスク３０の断面図を示し、図１１の下側にはウェハに形成されるレジストパターン２６の上面図を示している。なお、図１１のＹ軸方向がスキャン方向である。マスク３０の断面図に示すように、ＥＵＶ光６１のマスク３０の上面方向からの入射角はＺ軸方向から約６度で一定である。
【００８２】
ＥＵＶ光６１が傾き０度でマスク３０に入射する場合、遮光体２５のパターンと略同じ形状のパターン（ＥＵＶ光）２６がウェハ上に縮小投影される。ところが、ＥＵＶ光６１の入射角はＹＺ平面内でＺ軸と６度の角度をなしているので、遮光体２５のパターンとは異なる形状のパターンがウェハ上に縮小投影される。これは、マスク３０のうち、遮光体２５以外の領域であってもＥＵＶ光６１をウェハ側に反射できない領域（以下、反射不能領域という）があるからである。反射不能領域は、遮光体２５の底面をＹ軸方向（プラス方向とマイナス方向）へ延設した領域（Ｙ軸方向の寸法がｌ１）であり、ＥＵＶ光６１の入射角度や遮光体２５の高さ寸法によって決定される。
【００８３】
すなわち、マスク３０に照射されるＥＵＶ光６１のうち、マスク３０の上面（遮光体２５以外）で反射されるものの、遮光体２５の側面（ＸＺ平面）で吸収されて遮光体２５の上部側まで到達しないＥＵＶ光６１がある。このようなＥＵＶ光６１を発生させる反射不能領域が、プラスＹ方向に発生する反射不能領域である。
【００８４】
また、マスク３０に照射されるＥＵＶ光６１のうち、ＥＵＶ光６１が斜め方向からマスク３０に入射することが原因で、マスク３０の反射面まで到達しないＥＵＶ光６１がある。このＥＵＶ光６１は、マスク３０に対して鉛直方向から入射していればマスク３０に到達するものの、マスク３０に対して斜め方向から入射することによって遮光体２５の上面で吸収される。このようなＥＵＶ光６１を発生させる反射不能領域が、マイナスＹ方向に発生する反射不能領域である。
【００８５】
これにより、マスク３０のうち、遮光体２５の底面部分と、ＥＵＶ光６１の入射角に応じた反射不能領域と、からはＥＵＶ光６１が反射されない。遮光体２５の底面部分はＹ軸方向の寸法がＬ１の範囲であり、プラスＹ側およびマイナスＹ側の反射不能領域はそれぞれＹ軸方向の寸法がｌ１である。
【００８６】
ＥＵＶ光６１がマスク３０に対して鉛直方向から入射する場合には、Ｙ軸方向の寸法がＬ２となるレジストパターン２６がウェハ上に形成される。このレジストパターン２６は、遮光体２５のパターン形状と同じ形状を有しており、４倍の縮小投影の場合、Ｌ２＝４×Ｌ１である。
【００８７】
また、本実施の形態では、ＥＵＶ光６１がマスク３０に対して斜め方向から入射するので、反射不能領域に応じたレジストパターン２７がウェハ上に形成される。レジストパターン２７は、Ｙ軸方向の寸法がｌ２である。レジストパターン２７は、反射不能領域と同じ形状を有している。反射不能領域は、プラスＹ側とマイナスＹ側の両方に発生するので、４倍の縮小投影の場合、ｌ２＝２×４×ｌ１である。
【００８８】
これにより、ウェハ上には遮光体２５の形状および反射不能領域の形状に対応するレジストパターン２６，２７が形成される。このレジストパターン２６，２７は、Ｙ軸方向の寸法がＬ２＋ｌ２となる。
【００８９】
図１２は、露光領域内の位置とレジストパターン寸法との関係を説明するための図である。図１０で説明したように、マスク３０には、ＸＹ平面内で種々の入射角を有したＥＵＶ光６１が照射される。そして、図１１で説明したように、露光領域３１上にはＥＵＶ光６１の入射角度に応じた反射不能領域が発生する。
【００９０】
このため、露光領域３１の中心部Ｐ１と、露光領域３１の周辺部Ｐ２とでは、反射不能領域の形状や寸法が異なる。露光領域３１の中心部Ｐ１には、ＸＹ平面内でＹ軸と平行なＥＵＶ光６１が照射されるので、反射不能領域はＹ軸方向に発生する。一方、露光領域３１の周辺部Ｐ２には、ＸＹ平面内でＹ軸から所定の角度を有したＥＵＶ光６１が照射されるので、反射不能領域はＹ軸方向とＸ軸方向の両方に発生する。
【００９１】
周辺部Ｐ２に照射されるＥＵＶ光６１のＹ軸方向の成分は、中心部Ｐ１に照射されるＥＵＶ光６１のＹ軸方向の成分よりも小さい。したがって、中心部Ｐ１の反射不能領域によって形成されるレジストパターン２７ＡのＹ軸方向の寸法ｌ３は、周辺部Ｐ２の反射不能領域によって形成されるレジストパターン２７ＢのＹ軸方向の寸法ｌ４よりも大きくなる。
【００９２】
また、周辺部Ｐ２に照射されるＥＵＶ光６１にはＸ軸方向の成分がある。一方、中心部Ｐ１に照射されるＥＵＶ光６１にはＸ軸方向の成分がない。したがって、中心部Ｐ１の反射不能領域によっては、Ｘ軸方向へのレジストパターン２７Ａは形成されない。一方、周辺部Ｐ２の反射不能領域によって形成されるレジストパターン２６Ｂは、Ｘ軸方向に所定の寸法ｌ５を有している。
【００９３】
このように、マスク３０の中心部Ｐ１と周辺部Ｐ２とで、ＥＵＶ光６１の入射角度が異なるのでウェハ上に形成されるレジストパターンも異なる。したがって、マスク３０の中心部Ｐ１と周辺部Ｐ２とで露光マージンも異なる。
【００９４】
リソグラフィシミュレーション実行部１５に照明条件であるＥＵＶ光６１の入射角度と輪郭データとが入力されると、リソグラフィシミュレーション実行部１５は、照明条件と輪郭データとに基づいて、リソグラフィシミュレーションを実行する。これにより、リソグラフィシミュレーション実行部１５は、ウェハ露光に用いられる光学条件にてマスク３０のリソグラフィシミュレーションを行なう（ステップＳ２５０）。リソグラフィシミュレーション実行部１５は、シミュレーション結果をマスクパターン寸法判定部１６に送る。
【００９５】
マスクパターン寸法判定部１６は、シミュレーション結果に基づいて、マスク３０のマスクパターンが所望の寸法に仕上がっているか否かを判定する（ステップＳ２６０）。換言すると、本実施の形態では、照明の不均一性（ＥＵＶ光６１の入射角のマスク面内分布）に関する情報を用いてリソグラフィシミュレーションを行なうとともに、このシミュレーション結果に基づいて所望の露光余裕度が得られるか否か（所定の露光マージンを有しているか否か）を判断している。このように、本実施の形態では、ＥＵＶ光６１の入射角度の不均一性に関する情報を用いてリソグラフィシミュレーションを行なっているので、所望の露光余裕度が得られるか否かを正確に判断できる。この後、マスクパターン寸法判定部１６によって合格判定されたマスク３０、露光装置２０を用いて半導体装置が作製される。
【００９６】
つぎに、第２の実施の形態に係るリソグラフィシミュレーションの具体的な処理例について説明する。まず、通常のＥＵＶマスク製造プロセスにより製作したＥＵＶマスクをマスク３０として用意した。ＥＵＶマスク上に形成したパターンは３２ｎｍデザインルールのメモリーデバイスであり、予めリソグラフィマージンが少ない箇所をホットスポットとして抽出してある。今回は６４箇所のホットスポットを抽出した。
【００９７】
用意したＥＵＶマスクをトプコン社製高精細ＳＥＭ（ＮＧＲ４０００）にセットし、ホットスポットのＳＥＭ画像を取得した。つぎに、取得したＳＥＭ画像のマスク面内の位置から、この位置におけるＥＵＶ光の入射方向を算出した。
【００９８】
ＥＵＶ光のＥＵＶマスクへの入射角は約６度で一定である。ＥＵＶ光のＸＹ平面内での入射方向は、ＥＵＶ光照射領域（露光エリア）６０の円弧に沿って変化している。このため、ＥＵＶ光照射領域６０の中心付近のパターンへはスキャン方向に対して平行にＥＵＶ光が入射してくる。一方、ＥＵＶ光照射領域６０の周辺部付近のパターンへはスキャン方向に対して平行ではなく、マスク中心方向に所定の角度だけ傾いてＥＵＶ光が入射してくる。今回取得したＳＥＭ画像の位置はスキャン中心から３０ｍｍほどずれた位置にあるため、入射方向を算出すると３．１３度傾いていることが分かった。
【００９９】
つぎに、取得したＳＥＭ画像からマスクパターンの輪郭データを抽出した。そして、この輪郭データとＥＵＶ光の入射方向の情報とをシミュレーション装置１０に入力した。リソグラフィシミュレーション実行部１５は、作製したＥＵＶマスクがウェハ露光に用いられる光学条件にてリソグラフィシミュレーションを行った。
【０１００】
このリソグラフィシミュレーションの結果、ウェハ上で所望のパターン寸法を得るために必要な露光量の余裕度は８％であり、焦点深度の余裕度は０．２１ｕｍであることが判明した。準備したＥＵＶマスクに必要な露光量の余裕度は１０％であり、焦点深度の余裕度は０．２ｕｍである。したがって、今回のこのＥＵＶマスクのこのホットスポットの場所は、露光量の余裕度でスペック未達となり不合格品である。
【０１０１】
従来のリソグラフィシミュレーションと本実施の形態のリソグラフィシミュレーションとの比較のために、ＥＵＶ光の入射方向を本実施の形態と同じにして従来のリソグラフィシミュレーションを実行した場合について説明する。従来のリソグラフィシミュレーションを実行した場合、得られる露光量の余裕度は１１％となり焦点深度が０．２３ｕｍとなったので、ＥＵＶマスクは合格品であるという判定結果になった。
【０１０２】
そこで、準備したＥＵＶマスクを用いて実際にウェハ上にレジストパターンを形成した。露光装置にはニコン社製ＥＵＶ露光装置を用いた。その結果、所望の寸法を得ることができた露光量の範囲は８％であり、焦点深度の範囲は０．２２ｕｍであった。このように、マスク面内のＥＵＶ光の入射方向を考慮することにより、正確なリソグラフィシミュレーションが可能となりマスクの合否判定の精度を向上させることができる。これにより、ＥＵＶマスクのマスクパターンの検証・検査精度が向上し、ＥＵＶマスク製造の歩留まりが向上するとともに、ＥＵＶマスクを用いた半導体製造の歩留まりが格段に向上することが確認できた。
【０１０３】
なお、本実施の形態においてＥＵＶマスク上に生成するパターンは、ＥＵＶ光６１の入射方向に関する情報（入射方向の面内分布）を用いて生成しておいてもよい。また、本実施の形態では、リソグラフィシミュレーションのシミュレーション結果に基づいて、マスク３０のパターン寸法の判定を行なう場合について説明したが、シミュレーション結果を用いてマスク３０の設計データにＯＰＣを行なってもよい。また、本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、リソグラフィシミュレーションによって、ウェハへ照射される露光光の光学像強度分布を算出してもよい。
【０１０４】
また、本実施の形態は、上述の実施の形態に限るものではない。例えば、ＳＥＭ画像から抽出する輪郭データは３次元ＳＥＭ画像からの等高線データであってもよい。その他、シミュレーション装置１０によるリソグラフィシミュレーションやマスク３０の合否判定は、本実施の形態の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが出来る。
【０１０５】
このように第２の実施の形態によれば、シミュレーション装置１０は、照明の不均一性に関する情報を用いてリソグラフィシミュレーションを行なっているので、リソグラフィシミュレーション結果とウェハへの露光結果を一致させることが可能となり、マスクパターンの寸法を正確に合否判定できる。また、マスクパターンの光学像強度分布を正確にリソグラフィシミュレーションすることが可能になる。したがって、マスクパターンのパターン寸法や光学像強度分布を精度良く検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】第１の実施の形態に係るマスクパターン評価の概念を説明するための説明図である。
【図２】第１の実施の形態に係るシミュレーション装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係るシミュレーション装置の機能ブロック図である。
【図４】第１の実施の形態に係るシミュレーション装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】ＳＥＭ画像と輪郭データを説明するための図である。
【図６】透過型マスク面内の照明形状分布を説明するための図である。
【図７】露光装置が用いる照明光源形状の種類を説明するための図である。
【図８】マスクパターンと露光マージンとの関係を説明するための図である。
【図９】第２の実施の形態に係るシミュレーション装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】反射型マスク面内でのＥＵＶ光の入射角度を説明するための図である。
【図１１】ＥＵＶ光の入射方向がレジストパターンの寸法に与える影響を説明するための図である。
【図１２】露光領域内の位置とレジストパターン寸法との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０７】
７  シミュレーションプログラム、８  マスクパターン検査プログラム、１０  シミュレーション装置、１２  位置情報入力部、１４  照明形状算出部、１５  リソグラフィシミュレーション実行部、１６  マスクパターン寸法判定部、２２Ａ〜２２Ｅ  照明形状、３０  マスク、６１  ＥＵＶ光
【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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