(57)【要約】【課題】  所望のレジストパターン形状を形成できない可能性のある危険パターンを高精度に抽出する。【解決手段】  本発明は、リソグラフィ工程に用いるフォトマスクを作製するためのマスクデータから危険パターンを抽出する危険パターン抽出方法であって、前記マスクデータにおいて判定対象となる着目部分を基準として所定の範囲内にある周辺部分のマスクデータを前記マスクデータから抽出し、前記周辺部分を構成する各部分を参照部分として定義し、前記リソグラフィ工程において各前記参照部分から発生するプロセス発生量をシミュレーションにより算出し、前記プロセス発生量と、前記着目部分及び前記参照部分間の距離とを用いて所定の演算を行い、前記所定の演算により得られた演算値の前記所定の範囲内における面積分若しくはこれに同等の演算を行ってプロセス影響因子量を算出し、前記プロセス影響因子量を所定の閾値と比較する。【選択図】  図１
2005172920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ工程に用いるフォトマスクを作製するためのマスクデータから危険パターンを抽出する危険パターン抽出方法であって、
前記マスクデータにおいて判定対象となる着目部分を基準として所定の範囲内にある周辺部分のマスクデータを前記マスクデータから抽出する第１のステップと、
前記周辺部分を構成する各部分を参照部分として定義し、前記リソグラフィ工程において各前記参照部分から発生するプロセス発生量をシミュレーションにより算出する第２のステップと、
前記プロセス発生量と、前記着目部分及び前記参照部分間の距離とを用いて所定の演算を行う第３のステップと、
前記第３のステップで得られた演算値の前記所定の範囲内における面積分若しくはこれに同等の演算を行ってプロセス影響因子量を算出する第４のステップと、
前記プロセス影響因子量を所定の閾値と比較する第５のステップと、
を少なくとも含むことを特徴とする危険パターン抽出方法。
【請求項２】
リソグラフィ工程に用いるフォトマスクを作製するためのマスクデータから危険パターンを抽出する危険パターン抽出方法であって、
前記マスクデータにおいて判定対象となる着目部分を基準として所定の範囲内にある周辺部分のマスクデータを前記マスクデータから抽出する第１のステップと、
前記周辺部分を構成する各部分を参照部分として定義し、前記リソグラフィ工程において各前記参照部分から発生するプロセス発生量をシミュレーションにより算出する第２のステップと、
前記プロセス発生量と、前記着目部分及び前記参照部分間の距離とを用いて所定の演算を行う第３のステップと、
前記第３のステップで得られた演算値の前記所定の範囲内における面積分若しくはこれに同等の演算を行ってプロセス影響因子量を算出する第４のステップと、
前記着目部分のマスクデータ、前記プロセス影響因子量、前記プロセス影響因子量に依存して変化するシミュレーションパラメータを用いて、前記着目部分について所定の演算を行う第５のステップと、
前記第５のステップで算出した演算値を、所定の閾値と比較する第６のステップと、
を少なくとも含むことを特徴とする危険パターン抽出方法。
【請求項３】
前記第５のステップで算出した演算値は、前記着目部分における前記レジスト膜の膜厚であることを特徴とする請求項２に記載の危険パターン抽出方法。
【請求項４】
前記周辺部分のマスクデータの抽出、及び前記着目部分から前記参照部分までの距離の算出において、実際にウェハ上にパターンが形成される有効なマスクデータ領域の境界は、前記境界に対向する前記マスクデータ領域の境界と連続したものとして処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の危険パターン抽出方法。
【請求項５】
前記プロセス発生量は、露光工程またはＰＥＢ工程あるいはこれらの両方におけるレジスト膜からの酸の蒸発量あるいはその代表値であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の危険パターン抽出方法。
【請求項６】
前記酸の蒸発量の代表値は、前記参照部分に対応するレジスト膜への実効的な光照射量であることを特徴とする請求項５に記載の危険パターン抽出方法。
【請求項７】
前記酸の蒸発量の代表値は、前記参照部分に対応する前記レジスト膜中の電場強度あるいは光吸収量であることを特徴とする請求項５に記載の危険パターン抽出方法。
【請求項８】
前記酸の蒸発量の代表値は、前記参照部分に対応する前記レジスト膜中の酸発生量であることを特徴とする請求項５に記載の危険パターン抽出方法。
【請求項９】
前記酸の蒸発量の代表値は、前記参照部分に対応する前記レジスト膜中の酸発生量と、前記レジスト膜中の塩基物質量との差であることを特徴とする請求項５に記載の危険パターン抽出方法。
【請求項１０】
前記プロセス発生量は、現像工程の所定期間内において現像液に対して溶出したレジスト膜の量であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の危険パターン抽出方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の各ステップをコンピュータに実行させる機能を有する危険パターン抽出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス、磁気デバイス等の製造工程におけるリソグラフィ工程において用いるフォトマスクのマスクデータから危険パターンを抽出する危険パターン抽出方法及び危険パターン抽出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ工程で用いるレジスト膜の膜厚は、回路パターンの微細化による解像性の劣化やパターン倒れに抗して露光プロセスマージンを確保するために、アスペクト比3〜４以下での使用が一般的となっている。例えばリソグラフィ工程における最小ライン幅が90nmであった場合、レジスト膜は300nm前後の膜厚で使用される。レジスト膜はその下層に位置する膜、最終的には半導体装置の一部として残る膜を加工するための犠牲膜である。そのレジスト膜の膜厚が設計値よりも薄くなることは、下層膜の加工におけるプロセス的な余裕がなくなることに繋がる。パターンルールが太い半導体装置の製造プロセスでは問題とならなかった程度のレジスト膜の膜厚不足が、パターンルールが微細化された半導体装置の製造プロセスでは、下層膜の加工において、問題となってくる。
【０００３】
従来から、OPC（Optical Proximity Correction：光近接効果補正）あるいはPPC(Process Proximity Correction)（以下、PPCに統一）とよばれる補正をマスクデータに施し、これにより、リソグラフィ後のレジスト膜あるいは加工後の下層膜を所望形状にすることが行われている。一般に、PPCにおいては、膨大なマスクデータを処理するために処理の高速化が重視されており、補正の精度は、ある程度、犠牲にされる。このため、PPCによる補正後のマスクデータを用いて、PPCによる補正と同一条件或は異なる条件でシミュレーションを行い、補正が不十分であると疑われるマスクデータ（危険パターン）については、補正が十分であるか否かを判定し、不足する場合には再度の補正を行うことが一般的である。
【特許文献１】特開２００２−１４８７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、パターン微細化に伴って、レジスト膜に照射された露光の光強度分布が、理論上の光強度分布通りに得られたとしても、ウェハ上のレジスト膜の三次元的形状（特にレジスト頭部形状）が設計値と異なって、すなわちレジスト膜の膜厚が設計値と異なって得られる現象が存在する。つまり、広くとも数μmである光近接効果の影響範囲内のマスクデータを用いて得られる理論上の光強度分布と、AIMS（Aerial Image Measurement System）を利用して測定されたフォトマスクから得られる光近接効果の影響範囲内の光強度分布とが同一であっても、レジスト膜の膜厚が設計値と異なる現象が存在する。
【０００５】
レジスト膜の膜厚が設計値と異なると、ウェハ上において、下層膜の寸法が変化し、甚だしい場合には、加工時におけるレジスト膜の膜厚不足によるエッジラフネスが増加する現象が存在する。寸法の変化及びエッジラフネスの増加の少なくともいずれかは、例えばゲート構造においては、半導体素子の動作速度の低下や必要電力の増加など性能劣化の原因となる。また、素子分離パターンにおけるエッジラフネスは、絶縁膜の埋め込み不良に起因するリーク電流増加に繋がる。
【０００６】
この点、例えば特開2002-148779号公報には、マスクデータにおけるパターンレイアウトに着目した補正、具体的には、周辺のパターン密度に応じてマスクデータを補正する技術が開示されている。しかし、その技術の大半は表面的なデータ処理技術に由来するものであり、これでは、根本的には、マスクパターンの補正精度を向上させることはできない。
【０００７】
本発明者らは、上述したレジスト膜の膜厚が設計値と異なる問題の原因解明に注力した結果、主にPEB（Post Exposure Bake：露光後ベーク）中に、レジスト膜の表面から蒸発した酸がPEBユニット中の気流によって周辺に付着し、付着部分におけるレジスト膜の特性を変化させるモデル（E. Shiobara, et. Al., Proc. SPIE, 4345, pp.628-637、河村大輔等, 2001年春季応物 28a-ZD-5、松永健太郎等, 2001年春季応物 28a-ZD-6）、及び、現像工程の初期において展開中の現像液がレジスト膜を溶かし込むことにより現像液の規定度が低下し、これによりレジスト膜の溶解特性が変化するモデルを見出した。
【０００８】
本発明は、上述のモデルに立脚してなされたものであり、所望のレジストパターン形状を形成できない可能性のある危険パターンを精度高く抽出できる、危険パターン抽出方法及び危険パターン抽出プログラム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】
【０００９】
本発明は、リソグラフィ工程に用いるフォトマスクを作製するためのマスクデータから危険パターンを抽出する危険パターン抽出方法であって、前記マスクデータにおいて判定対象となる着目部分を基準として所定の範囲内にある周辺部分のマスクデータを前記マスクデータから抽出する第１のステップと、前記周辺部分を構成する各部分を参照部分として定義し、前記リソグラフィ工程において各前記参照部分から発生するプロセス発生量をシミュレーションにより算出する第２のステップと、前記プロセス発生量と、前記着目部分及び前記参照部分間の距離とを用いて所定の演算を行う第３のステップと、前記第３のステップで得られた演算値の前記所定の範囲内における面積分若しくはこれに同等の演算を行ってプロセス影響因子量を算出する第４のステップと、前記プロセス影響因子量を所定の閾値と比較する第５のステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マスクデータ中における着目部分の周辺部分に対応するレジスト膜から発生したプロセス発生量に起因して前記着目部分に対応するレジスト膜の膜厚に影響を与えるプロセス影響因子量を算出することで、所望のレジストパターン形状を形成できない恐れのあるマスクデータ中の危険パターンを高精度に抽出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
本実施の形態の特徴は、着目するレジスト膜の周辺からＰＥＢ（Post Exposure Bake）中に蒸発した酸量を用いて、着目するレジスト膜直上における気相中の酸濃度あるいはそれを代表する値をシミュレーションにより算出する。そして、算出された酸濃度を用いてシミュレーションを行い、現像後における着目するレジスト膜の膜厚減少量を算出し、算出した膜厚減少量を所定の閾値と比較する。これにより、着目するレジスト膜に対応するマスクデータ部分が危険パターンに該当するか否かを判定する。
【００１３】
ここで、危険パターンとは、半導体装置が所期の機能を発揮する上で障害となる、つまり、回路異常を誘発する恐れのあるマスクデータ中のパターンのことである。この意味において、危険パターンは、単にレジストパターンのウェハ面内方向（平面方向）の寸法またはエッジラフネスあるいはこれらの両方が基準を満足しないパターンだけではなく、レジスト膜を犠牲膜として加工された下層膜が関与する半導体装置の電気的特性が基準を満足しないパターンを含む。要するに、危険パターンは、犠牲膜としてのレジスト膜の膜厚方向を含む三次元的形状が基準を満たさないパターンを意味する。
【００１４】
リソグラフィ工程中の所定の工程において、レジスト膜の状態変化の一環として、レジスト膜から物質が発生する場合がある。この物質は、前記物質が発生する工程（工程A）或は／及び工程A以降の工程（工程B）において、前記物質の発生箇所の周辺におけるレジスト膜の状態変化に対して影響を与える場合がある。このような物質の量（物質量）、あるいは前記物質量に強い相関を有する量をプロセス発生量と定義する。
【００１５】
プロセス発生量の一例として、PEB工程中にレジスト膜表面から蒸発する酸がある。蒸発した酸の一部は、PEBユニット内の気流の流れによって、発生箇所から異なる位置のレジスト膜上に再び付着する。それによって、付着位置のPEB工程における脱保護反応、さらにはレジスト膜表面状態を変化させることから現像工程にも影響を与える。ポジ型化学増幅型レジストの場合、酸が付着した箇所のレジストパターンは、レジストパターン表面の膜厚が減少し、上部が丸まった形状になる。ネガ型化学増幅型レジストの場合には、レジストパターン上部がT-top形状となる。
【００１６】
前記酸の蒸発によって、その蒸発箇所の周囲に位置する着目点におけるレジスト形状が影響を受ける。前記着目点におけるレジスト膜に影響を与える量として直接的な物質量は、前記着目点に付着する酸の量を規定する、着目点上の中間層の酸濃度である。着目点における酸の付着量に関し、その周辺環境から発生した蒸発した酸は、その発生箇所と着目点との距離に応じて一定の確率で到達すると考えられる。すなわち、酸の付着量は、着目点周辺から発生した蒸発した酸量のうち、着目点に実際に作用する量といえる。
【００１７】
このように、プロセス発生量のうち、着目点のレジスト膜に実際に影響を及ぼす量、あるいはそれに強い相関を示す量をプロセス影響因子量と定義する。
【００１８】
前記着目点周辺から蒸発した酸が着目点のレジスト形状に影響を与える距離は百umから数nmにおよぶ。一方、光近接効果の作用する距離は、KrFリソグラフィにおいて1.5〜2um程度である。以上のように、本発明においてプロセス影響因子量の算出において考慮する前記着目点の周辺環境とは、着目点に対する光近接効果の作用する距離を越える範囲までをも含むものである。
【００１９】
以下では、プロセス発生量を、露光中またはPEB中あるいはこれらの両方での周辺環境における酸の蒸発量とした場合の危険パターンの抽出（レジストプロセスシミュレーション）について説明する。このレジストプロセスシミュレーションは、後述のように、レジスト膜中の光酸発生剤からの酸の発生率、及びPEB中の拡散反応および化学反応を少なくとも考慮して、危険パターンの抽出を行う。
【００２０】
まず、周辺におけるレジスト膜から蒸発した酸量を用いて、着目するレジスト膜上の酸濃度を算出する手法について説明し、その後、本レジストプロセスシミュレーションについて詳細に説明する。
【００２１】
化学増幅型レジストを用いたプロセスの各段階（露光、ＰＥＢ、現像）における反応は、レジスト膜中の酸、塩基、及び溶解抑止基によるベース樹脂の保護率に着目すると、下記の式（式１）〜（式６）で表される。さらに、反応次数や高次の反応を加えたモデルも存在するが、その場合も本実施例と同様の考え方が適用できる。また、数式の簡略化のため、通常は酸量および塩基量はPAG（Photo Acid Generator）で規格化した規格化酸量および規格化塩基量、保護率は未露光状態における保護率で規格化した規格化保護率として記述する。
【００２２】
（１）露光
【数１】
2005172920.tif 000003
[A]：規格化酸濃度、C：DillのパラメータにおけるPhotoSpeed、
Ei：設定露光量、I：電場強度
（２）PEB
【数２】
2005172920.tif 000004
【数３】
2005172920.tif 000005
【数４】
2005172920.tif 000006
【数５】
2005172920.tif 000007
[B]：規格化塩基濃度、[P]：規格化保護率、
B0：未露光状態における規格化塩基濃度
[A]0：レジスト表面の中間層の酸濃度
kneutral：酸と塩基の中和反応の反応係数、DAcid：酸の拡散定数、
kAcidLoss：酸の消失反応の反応係数、ksub-react：酸が消費される副反応の反応係数、
kBaseLoss：塩基の消失反応の反応係数、DBase：塩基の拡散定数、
kdeprotection：酸による脱保護反応の反応係数、kthermal：保護基の熱分解反応の反応係数、Tr:レジスト膜の上面位置（高さ）
なお、酸の蒸発は、PEB時のみならず、露光時に光吸収によってレジスト膜が加熱され、それにより露光装置内でレジスト膜上面からも起こり得る。蒸発した酸は、露光装置のウェハステージ上の気流によって拡散し、蒸発位置から離れた別の場所に付着する可能性がある。その場合、t<0における酸の蒸発および付着も考慮した状態で、（式２）〜（式４）の初期条件（PEB開始時（t=0））を変更すればよい。
【００２３】
（３）現像
【数６】
2005172920.tif 000008
（式６）に示すように、現像レートは、現像段階における規格化保護率［P］に依存する。この規格化保護率［P］は、露光段階の（式１）を計算した結果得られる規格化酸濃度[A]ともに初期の規格化塩基濃度[B0]、規格化保護率[P](t=0)=1（初期値）、レジスト膜上面の境界条件（式５）を用いてPEB段階の（式２）〜（式４）を解くことによって算出される。
【００２４】
従って、（式６）を用いて算出される現像後における着目するレジスト膜の膜厚は、（式５）中に含まれるレジスト膜上の中間層の酸濃度[A]0に依存する。
【００２５】
例えば、着目位置のレジスト膜のパターンが同じであっても、周囲位置のパターンが異なるなどの原因により、着目するレジスト膜上の中間層の酸濃度[A]0が異なれば、現像後における着目するレジスト膜の形状（現像後の寸法、レジスト膜厚等）も異なる。逆に言えば、着目するレジスト膜上の中間層の酸濃度[A]0を適正に算出することで、着目位置のレジスト膜の形状を高精度に予測できる。
【００２６】
また、（式５）に示すように、レジスト膜上の中間層の酸濃度[A]0は、後述するように、着目位置のレジスト膜の周囲から蒸発する酸量（プロセス発生量）、特に気流の上流側から蒸発する酸量に依存し、着目するレジスト膜の膜厚に影響を与える。
【００２７】
ここで、着目するレジスト膜（着目位置におけるレジスト膜）上における酸濃度[A]0と、着目位置から所定範囲（周辺範囲）内の参照位置（x, y）におけるレジスト膜から蒸発する酸量との相関について述べる。境界条件(式５)から明らかであるが、参照位置(x,y)から蒸発する酸量は、前記参照位置の酸の発生量に対して、一次線形を示す。特に、[A]0=0である場合には、蒸発酸量は酸の発生量に比例する。図１４に一例を示す。
【００２８】
レジスト膜中に添加された塩基量B0を考慮し、露光による酸の発生直後に酸と塩基の中和反応が起きると近似する。このとき、参照位置(x,y)における微小面積ΔxΔyのレジスト膜から蒸発する酸の蒸発量AvapΔxΔyは、レジスト膜の膜厚方向における光の吸収量が均一であると仮定すれば、係数h’を導入し、（式７）で記述できる。
【００２９】
【数７】
2005172920.tif 000009
ここで、参照位置(x,y)におけるレジスト膜から蒸発した酸が、参照位置から距離rに位置するレジスト膜に移動する際の分布関数をF(r)とする。例えば、蒸発した酸の移動がランダムと仮定すれば、F(r)を正規分布として仮定できる。分布関数F(r)を用いることで、着目位置(x0, y0)におけるレジスト膜上の中間層の酸濃度[A]0(x0,y0)は、参照位置(x,y)におけるレジスト膜における酸の蒸発量と、参照位置(x,y)及び着目位置(x0,y0)間の距離ｒ（（式８）参照）とによる演算として以下の（式９）のように記述できる。
【００３０】
【数８】
2005172920.tif 000010
【数９】
2005172920.tif 000011
この（式９）における分布関数F(r)、及び上述した（式７）における係数h’は、実験的または解析的に、あるいはこれらの両方で決定する。
【００３１】
ここで、マスクデータに開口部が多く、かつ、マスクデータに大規模な残しパターンが非常に少ない場合には、光発生酸量が塩基量よりも少ないレジスト膜の領域は非常に小さいことと同じである。この場合、（式７）の下段を無視でき、従って、（式９）は、以下の（式１０）の形に近似できる。
【００３２】
【数１０】
2005172920.tif 000012
この（式１０）における係数h’、分布関数F(r)は、上述した（式９）と同様、実験的または解析的に、あるいはこれらの両方で決定する。
【００３３】
上述の（式９）及び（式１０）において、分布関数F(r)の積分範囲、すなわち酸の蒸発量を参照すべき範囲は、着目位置（x0,y0）を中心とした半径Lmaxの円内である。半径Lmaxは、酸の分布がほぼ０となる、着目位置（x0,y0）からの距離であり、あらかじめ実験的或いは解析的に決定する。ここで、計算時間の短縮のために、厳密な意味での面積分ではなく、積分範囲を有限のセルに分割した区分求積で行っても良い。また、計算時間の短縮と予測精度とのトレードオフになるが、前記積分範囲もしくはその部分集合において分布関数F(r)=1と近似しても良い。
【００３４】
以上の（式９）あるいは（式１０）を用いて、着目位置毎にレジスト膜上の中間層の酸濃度[A]0を求め、この中間層の酸濃度[A]0を用いて、後述のようにシミュレーションすることで、各着目位置におけるレジスト膜の形状を適正に推定できる。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態に従った危険パターン抽出手順（レジストプロセスシミュレーション）について説明する。この危険パターン抽出手順は、予め決定した、（式１）〜（式６）のレジストプロセスパラメータ（光学定数、PhotoSpeed、PEB中の反応係数、拡散定数、現像記述式の係数）、分布関数F(r)及び定数h’、並びに、算出した着目位置におけるレジスト膜上の中間層の酸濃度[A]0等を用いて、現像後の着目位置におけるレジスト膜の膜厚を算出する。そして、このレジスト膜の膜厚を所定の閾値と比較して、着目位置に対応するマスクデータ部分が危険パターンに該当するか否かの判定を行う。以下、このレジストプロセスシミュレーションについて詳述する。
【００３６】
図１は、本実施の形態に従った危険パターン抽出手順を実現する危険パターン抽出システムの構成を示すブロック図である。
【００３７】
この危険パターン抽出システムは、大きく６つの部分（第１機能部１〜第６機能部６）から構成される。
【００３８】
まず、第１機能部１は、与えられたマスクデータ上の着目位置(x0,y0)を、あらかじめ周知の方法により作成したマスクデータから抽出する。また、第１機能部１は、この着目位置（x0,y0）を中心にした半径Lmaxの円内（周辺範囲Ｓ）を定め、周辺範囲Ｓにおける参照位置(x,y)を特定し、参照位置（x,y）のマスクデータを抽出する。ここで、周辺範囲Sの特定についてもう少し詳しく説明する。なお、周辺範囲Sの形状は、円形に限るものではない。また、必要とされる危険パターン抽出精度と、計算時間との兼ね合いから、マスクデータ中の領域によって、周辺範囲Sの形状を変えても良い。
【００３９】
図１３は、第１機能部１が解析対象とするマスクデータの一例を示す図である。
【００４０】
マスクデータ３１には、３つのマスクデータ３２〜３４が含まれる。各マスクデータ３２〜３４はそれぞれ異なる層（レイヤ）にレジストパターンを作成するものである。つまり、マスクデータ３１に対応するフォトマスクを用いた露光時には、マスクデータ３２〜３４のいずれかに対応する部分のみが用いられ、他のマスクデータに対応する部分は、用いられない。
【００４１】
ここで、例えば、第１機能部１がマスクデータ３２を解析対象にしているとする。マスクデータ３２において、着目位置を３５、周辺範囲を半径３６による円内とした場合、図中の２点鎖線３７で示すように、この円はマスクデータ３２からはみ出る。
【００４２】
このような場合は、円がはみ出たマスクデータ３２の境界３９と、これに対向するマスクデータ３２の境界４０は連続しているものとして扱い、上述の２点鎖線３７に対応する図中の点線３８による範囲を、周辺範囲の一部とする。
【００４３】
ここでは、マスクデータ３２を解析対象として説明したが、マスクデータ３３、３４を解析対象とした場合も同様である。
【００４４】
図１に戻って、第２機能部２は、参照位置(x,y)に対応するレジスト膜からの酸の蒸発量Avap（x,y）を計算する。この際、x,y座標を、マスクデータ上の座標から、ウェハ上の座標に変換する。また、着目位置（x0,y0）と参照位置(x,y)とのレジスト膜上における距離ｒを算出する。そして、第２機能部２は、算出した酸の蒸発量Avap（x,y）及び距離ｒを用いて、第１の演算（Avap（x,y）×Ｆ(r)）（（式９）（式１０）参照）を行う。
【００４５】
第３機能部３は、参照位置(x,y)を移動して、周辺範囲Ｓ内の全ての参照位置(x,y)について第１の演算を行う。第３機能部３は、周辺範囲Ｓ内の全ての参照位置(x,y)について第１の演算を行ったら、（式９）あるいは（式１０）を適用して、着目位置(x0,y0)に対応するレジスト膜上の中間層の酸濃度[A]0(x0,y0)を算出する。（式９）あるいは（式１０）の積分範囲は、周辺範囲Ｓである。
【００４６】
第４機能部４は、第１機能部１によって算出された着目位置（x0、y0）のマスクデータ、あらかじめ決定したプロセスパラメータ、及び第３機能部３によって算出された中間層の酸濃度[A]0(x0,y0)を、（式１）〜（式６）に適用して、着目位置（x0,y0）に対応するレジスト膜の形状（レジスト膜の膜厚Tr(x0,y0)を含む）を算出する。
【００４７】
即ち、まず、露光工程の（式１）を解き、次いで、PEB工程の（式２）〜（式５）を解いて規格化保護率［P］を算出する。次いで、現像段階の（式６）に示した規格化保護率［P］と現像速度の関係式とから、所定時間の現像後におけるレジスト膜の形状（レジスト膜の膜厚Tr(x0,y0)を含む）を算出する。
【００４８】
第５機能部５は、着目位置（x0、y0）に対応するレジスト膜の膜厚Tr(x0,y0)を所定の閾値（必要レジスト膜厚）Tr_thと比較し、レジスト膜の膜厚Tr(x0,y0)が所定の閾値Tr_thより小さい場合は、マスクデータ上の着目位置（x0,y0）は危険パターンであると判定する。この際、レジスト膜の膜厚のみならず、レジスト膜のパターン寸法も、判定基準に加えてもよい。
【００４９】
第６機能部６は、着目位置（x0,ｙ0）を移動させて、第１機能部１〜第５機能部５による処理を再度行う。
【００５０】
上述した危険パターン抽出システムをより一般化したシステムを図２に示す。一般化の例として、図１のシステムでは、プロセス発生量を、マスクデータ上の参照位置に対応するレジスト膜からの酸の蒸発量としたが、図２のシステムではこのような限定はしていない。
【００５１】
図２のシステムの構成は、図１に示すシステムの構成と基本的に同様であり、図２の第１機能部１１〜第５機能部１５は、それぞれ、図１に示す第１機能部１〜第５機能部に対応する。但し、図２の第４機能部１４は、図１の第４機能部４と少し異なる。
【００５２】
具体的には、図１の第４機能部４は、第3機能部３で算出される第２の演算値が着目点上の中間層の酸濃度[A]0(x0,y0)）と等しいことから、これをパラメータの一つとして直接的に用いてシミュレーションを行う。一方、図２の第４機能部１４は、第3機能部１３において算出される第２の演算値から、前記第2の演算値に応じて変化するパラメータ値を算出する処理が追加される。前記第2の演算値に応じて変化するパラメータ値の算出方法としては、予め作成した関係式あるいはテーブルを用いる方法がある。
【００５３】
以上のように、本実施の形態によれば、着目するレジスト膜上の中間層の酸濃度を用いて、現像後におけるこのレジスト膜の減少量をシミュレーションするようにしたので、レジスト膜の膜厚方向も考慮しつつ、フォトマスクデータ中に含まれる危険パターンを抽出できる。この効果についてもう少し具体的に説明すると以下の通りである。
【００５４】
従来から、パターン微細化に伴う、レジストパターンのパターン密度の増大や、レジストパターンのレイアウトの複雑化により、危険パターンの増加が顕在化していた。
【００５５】
しかし、従来の危険パターンの抽出は、主にレジスト膜のウェハ面内方向の形状すなわち寸法に着目したものにすぎなかった。即ち、従来では、レジスト膜の膜厚方向を考慮した危険パターンの抽出については何ら対応されていなかった。例えば、レジスト膜の膜厚が場所によって異なる現象の問題に対応されていなかった。また、レジスト膜の膜厚が不足する場合に、たとえレジスト膜の寸法が許容範囲内であっても、被加工膜の寸法が許容値を外れる問題、あるいは被加工膜の寸法は許容範囲内であっても被加工膜のパターン側壁形状が許容範囲外である問題等について何ら対応されていなかった。このため、危険パターンを適正に抽出できず、上述したパターンの微細化に伴い、危険パターンが増加し、延いては、半導体装置の歩留りが低下していた。
【００５６】
これに対し、本実施の形態では、上述のようにして、膜厚方向も考慮して、高精度に危険パターンを抽出できるので、歩留りの改善を図ることが可能となる。この結果、フォトマスクの作り直しが減ることによるコスト削減、半導体装置の開発期間の短縮も期待できる。
【００５７】
また、本実施の形態によれば、有効なマスクデータ領域（パターン形成に関わらないマスクデータの部分を除いた部分）の各境界を、各境界に対向する境界と連続するものとして周辺部分を特定するようにしたので、当該有効なマスクデータ領域に対応するレジスト膜における境界付近についても、着目点におけるプロセス影響因子量を適切に見積もることができる。よって、有効なマスクデータ領域の端付近であっても、危険パターン判定を高精度に行うことができる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態において、塩基濃度B0が十分に小さい場合、（式１０）におけるB0の項を分離して、（式１１）のように変形できる。ここで、Gは定数である。
【００５９】
【数１１】
2005172920.tif 000013
この（式１１）において、h’、F(r)、Gは、実験的または解析的に、あるいはこれらの両方で求めればよい。
【００６０】
（式１１）は、（式９）よりも簡易な形を有しており、従って、第１の実施の形態よりも、計算時間を短縮できる。
【００６１】
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態において、レジスト膜上の位置(x,y,z)に対する露光によるPAGからの酸の発生量[A](t=0)（（式１）参照）は、C×E×Ｉ(x,y,z)<<1の領域において、（式１２）の如く、近似できる。
【００６２】
【数１２】
2005172920.tif 000014
この（式１２）の近似を（式１１）に適用し、さらに、レジスト膜の膜厚方向における電場強度が均一である(I(x,y,z)=I(x,y))と仮定すると、以下の（式１３）が導かれる。
【００６３】
【数１３】
2005172920.tif 000015
この（式１３）から分かるように、着目位置(x0,y0)におけるレジスト膜上の酸濃度[A]0(x0,y0)は、参照位置(x,y)におけるレジスト膜中の光吸収量（Ei×I(x,y)）あるいは電場強度（I(x,y)）に比例する。従って、着目位置(x0,y0)におけるレジスト膜の厚さを算出するのに、酸濃度[A]0(x0,y0)の代表値として、各参照位置におけるレジスト膜の光吸収量あるいは電場強度を用いることができる。
【００６４】
また（式１３）に示すように、着目位置(x0,y0)におけるレジスト膜上の酸濃度[A]0(x0,y0)は、参照位置(x,y)における実効的な光照射量Eiに比例する。従って、着目位置(x0,y0)におけるレジスト膜の厚さを算出するのに、酸濃度[A]0(x0,y0)の代表値として、各参照位置におけるレジスト膜への光照射量を用いることができる。定数h’、G、分布関数F(r)は、実験的または解析的に、あるいはこれらの両方で、決定する
以上の（式１３）は、第１及び第２の実施の形態に示した各式よりも簡易な形を有しており、従って、第１及び第２の実施の形態よりも、さらに計算時間を短縮できる。
【００６５】
但し、（式１３）は、近似が多いため、計算精度が第１及び第２の実施の形態よりも低下する可能性がある。そこで、危険パターンとして判定されるべきマスクデータ部分を、誤って危険パターンでないとする確率を減らすため、上述した所定の閾値（必要レジスト膜厚）を若干厚めにシフトさせることが好ましい。
【００６６】
（第４の実施の形態）
本実施の形態では、マスクデータが、セルパターンの集合などからなるパターン密度が高い周期パターン部分と、周辺回路パターンなどからなるパターン密度が低い部分とに明確に分かれたDRAMなどを想定する。
【００６７】
ここで、マスクデータにおける周期パターン部分中から着目位置を選択する場合、各着目位置におけるプロセス条件は同じになるため、危険パターンの判定は容易になる。
【００６８】
すなわち、周期パターン部分中から着目位置を選択する場合、前述した第４機能部４（図１参照）によるシミュレーション条件（各種パラメータ等）は、酸濃度以外は、実質的に同一であるといえる。よって、あらかじめレジスト膜厚が閾値を下回る前記中間層の酸濃度[A]0_thを算出しておき、着目位置(x0,y0)に対応するレジスト膜上の中間層の酸濃度[A]0(x0,y0)をこの閾値と比較することで、この着目位置(x0,y0)が危険パターンであるか否かを判定できる。つまり、第４機能部４（図１参照）による（式１）〜（式６）を用いたシミュレーションを行うことなしに、着目点における中間層の酸濃度[A]0(x0,y0)を直接用いて、危険パターンの判定をできる。
【００６９】
なお、周期パターン部分の規模や、周期パターン部分と周辺回路部分の境界から着目位置までの距離等に応じて、着目位置(x0,y0)に対応するレジスト膜直上の中間層の酸濃度[A]0(x0,y0)が変化することはいうまでもない。
【００７０】
（第５の実施の形態）
本実施の形態では、レジスト膜への実効的な照射量或はその変調量と、それに対応したレジスト膜の溶解速度あるいは膜厚減少量との相関を用いた簡便なモデルに基づくシミュレーションについて説明する。前記変調量とは、特許第3297791号に記されるレジスト膜への実効的な照射量の畳み込み積分値、あるいはそれを拡張した２種の平均拡散長に相当する値によるレジスト膜への実効的な照射量の畳み込み積分値が代表する、実効的な照射量分布に対する任意のZ変換によって得られる分布量のことを示す。
【００７１】
本実施の形態においては、レジスト膜への実効的な照射量或はその変調量と、それに対応したレジスト膜の溶解速度あるいは膜厚減少量との関係を示すテーブル或は関係式の作成が重要となる。
【００７２】
以下、本実施の形態について詳述するに先立ち、オープン露光（Open露光）について説明しておく。
【００７３】
オープン露光は、光近接効果の作用する距離に比べて十分に広い範囲の開口パターンを有するマスクを介した、あるいはマスクなしによる露光を意味する。ただし、露光装置の機構にもよるが露光装置のブラインド機構によって露光エリアを制限する場合にはブラインド端における回折光の発生によって、前記オープン露光エリア以外にも露光光が照射されたり、前記露光エリアへの照射露光量に誤差が生じたりする。マスクを使用しない場合には、光路にマスクがないことによってフレアが生じ、これによりOpen露光エリアへの照射露光量に誤差が生じる場合がある。このため、オープン露光としては、十分に広い範囲の開口部を有し、その周囲が遮光膜によって遮光されたマスクを介した露光が好ましい。
【００７４】
オープン露光と同様の効果は、グレートーンマスクによっても得られる。ここでいうグレートーンマスクとは、光照射部の材質あるいは膜厚によって光透過率を変化させたものに限らず、解像限界以下の微細パターンを配置したマスクを用い、０次回折光のみを照射する構造よっても得られる。この場合、マスクへの露光量に対して０次回折光として実際にウェハ上に照射される露光量の割合を算出し、マスクへの露光量に対してこの割合を乗ずることで実際のウェハ上への露光量を算出する必要がある。
【００７５】
露光装置の照射露光量は規定の有効数字による離散データとして入力するため、設定値が小さい場合には照射露光量の相対的なデータ密度が低くなる。また、非常に露光量が少ない場合には、露光装置内で透過率を調整するフィルタを用いる場合があるが、フィルタを通過した実効的な露光量と設定上の露光量との差異が存在する危険性がある。
【００７６】
これに対し、グレートーンマスクを用いることで、必要な露光量が増加するため、前記露光量入力における有効数字の問題が緩和され、照射露光量のデータ密度を高めて、データの信頼性を上げることが可能となる。
【００７７】
以上、オープン露光について説明した。
【００７８】
以下、このオープン露光を用いた本実施の形態について詳しく説明する。
【００７９】
本実施の形態では、着目位置の周辺におけるレジスト膜から蒸発して、着目位置におけるレジスト膜に付着した酸と、着目位置における膜厚減少量との関係に基づいて危険パターンを抽出する。
【００８０】
このために、まず、着目位置におけるレジスト膜への照射露光量と、着目位置におけるレジスト膜へ付着する酸量と、着目位置におけるレジスト膜の膜厚減少量との関係を表す式或いはテーブルを作成する。式或いはテーブルの作成は、大きく６つの段階からなる。
【００８１】
まず、第１段階では、あるレジスト膜から蒸発した酸が移動して付着する実効的な最大距離Lmaxを推定する。
【００８２】
図３は、複数の位置においてレジスト膜の膜厚を測定する状態を示す図である。
【００８３】
具体的には、レジスト膜のオープン露光エリア１に対して露光量Eiでオープン露光し、さらにPEB及び現像を行った後、オープン露光エリア１の端からの距離Lを変えて、レジスト膜厚を測定する。この測定を、露光量Eiを変えて行う。膜厚減少の検出感度を上げるため、レジスト膜中の光酸発生剤の大半が酸となる高露光量でオープン露光することが好ましい。オープン露光のエリアサイズを大きくしても同様の効果が得られる。
【００８４】
図４は、図３の測定結果を示す図である。
【００８５】
図４に示すように、２つの露光量E1、E2について、オープン露光エリア１の端からの距離と、膜厚減少量との関係が示されている。
【００８６】
この図４を用いて、蒸発した酸が付着する最大距離Ｌmaxを推定する。より詳しくは、各露光量E1、E2での膜厚減少量に差が生じなくなる距離を最大距離Lmaxとして見積もる。なお、この最大距離Lmaxが既に把握できていれば、第1段階は省略してもよい。
【００８７】
次に、第２段階では、オープン露光エリア１の端からの最大距離Lmaxの範囲内で、オープン露光エリア１の中心からの距離Lと、膜厚減少量との相関を詳細に取得する。
【００８８】
図５は、ある露光量Eiでオープン露光エリア１にオープン露光を行った後、オープン露光エリア１の中心からｘ軸方向の距離Lと膜厚減少量との相関を取得する状態を示す模式図である。測定範囲は、上述のように、オープン露光エリア１の端からx軸方向に最大距離Lmaxまで、つまり、オープン露光エリア１の中心からx軸方向に、H（オープン露光エリア１の中心からオープン露光エリア１の端までの距離）＋最大距離Lmaxまでである。
【００８９】
上述では、距離Lの原点をオープン露光エリア１の中心としているが、距離Lの原点は特にオープン露光エリア１の中心に限定されるものではない。ただ、レジスト膜中の酸の拡散などによってオープン露光エリア１の大きさが実質的に変化することを考慮し、オープン露光エリア１の中心を原点として定義することが望ましい。
【００９０】
ここで、同一ウェハ上に複数のオープン露光エリアを作成する場合、つまり、同一ウェハ上の複数箇所で本段階の測定を行う場合、オープン露光エリア同士が互いの測定に影響を及ぼさないように、第１段階で得た最大距離Lmaxの２倍以上の未露光領域を空けてオープン露光エリアを配置する。
【００９１】
また、実験データの精度を上げるためには、同一或または異なるウェハ上の異なる位置に、同一の露光量Eiによるオープン露光を行い、PEBユニットの昇温特性、現像液の流れ方向などのウェハ上の位置に由来する誤差を吸収した状態で、それぞれ測定を行うことが望ましい。また、x軸方向のみでなく、ｙ軸方向にも膜厚測定を行ってもよい。
【００９２】
次に、第３段階では、オープン露光エリア１への露光量Eiを変化させて、第２段階と同様の操作を行う。これにより、図６に示す、各露光量Ei （i=1, 2, ・・・, n）において、オープン露光エリア１の中心からの距離Ｌと膜厚減少量との関係を示すグラフを取得する。
【００９３】
本段階において、露光量Eiは、露光装置に入力する設定上の適正露光量の範囲で変化させることが望ましい。適正露光量とは、形成されるレジストパターンが所望寸法範囲内に収まる露光量の範囲であり、マスク加工寸法の誤差、露光時の露光量ばらつき等を考慮して算出されたものである。本段階では、あるパターンについて所望される寸法範囲の中央値、再頻値等、最も望ましい値でレジスト膜を形成可能な露光量を算出し、その値の1.2倍程度までの露光量を適正露光量とすることが現実的である。
【００９４】
次に、第4段階では、第３段階で得られた、各露光量Ei （i=1, 2, ・・・, n）、オープン露光エリア１の中心からの距離Ｌによる膜厚減少量の関数ΔTr(L, Ei, Dj=0)に関する実験データ（図６参照）を解析して、未露光部（オープン露光エリア１の中心から距離Lmax+Hまでの範囲におけるレジスト膜）における、膜厚減少量と酸の付着量との関係を求める。より詳しくは以下の通りである。
【００９５】
まず、着目位置におけるレジスト膜直上の気相中の酸濃度[A]0と、着目位置におけるレジスト膜への酸の付着量Aaddとの間には、強い相関があることが知られている。シミュレーション的には、これらの関係は、ほぼ一次の線形性を有する。また、オープン露光という条件の下では、電場強度I(x,y)を定数と近似できるため、（式１１）における、電場強度I(x,y)と、PhotoSpeed  Cとを一つの定数Hとして表すことができる。以上の条件の下、（式１１）から以下の（式１４）が誘導される。
【００９６】
【数１４】
2005172920.tif 000016
ここで、H、G’は定数であり、F(r)はオープン露光エリア１内のある位置で蒸発した酸が、以下の（式１５）に示す距離r（図５参照）だけ離れた位置に付着する割合を示す分布関数である。
【００９７】
【数１５】
2005172920.tif 000017
また、（式１４）において、積分範囲Sは、オープン露光エリア１の全領域である。
【００９８】
上述した第２、第３段階で測定した、オープン露光エリア１への露光量Eiと同エリアからの距離Lとによる膜厚減少量の関数△Tr(L,Ei,Di=0)を、酸の付着量Aaddによる膜厚減少量の関数Ｔ（Dj=0、Aadd）に変換すると、一般式として（式１６）の形で記述できる。
【００９９】
【数１６】
2005172920.tif 000018
この（式１６）において、分布関数F(r)および定数H、G’を決定するに当たっては、酸の付着量Aaddが同じならば膜厚減少量が同じであると仮定するものとする。実際には、F(r)の関数系を仮定した上で定数H、G’を求めることになる。
【０１００】
この（式１６）の導出において、（式１３）と同様に、単純な形になるまで近似したが、（式１０）や（式１１）などのように、近似をより少なくしてもよい。
【０１０１】
以上により、図７に示す、未露光部における酸の付着量と膜厚減少量の関係を得る。
【０１０２】
次に、第５段階に進む。図８は、第５段階を説明する図である。第５段階では、オープン露光エリア１に露光量Eiのオープン露光、オープン露光エリア１の中心から距離Lだけ離れたオープン露光エリア２に露光量Djのオープン露光を行い、さらに、PEB、現像を行った後、オープン露光エリア２におけるレジスト膜の膜厚を測定する。ここで、距離Lは、２つのオープン露光エリア１、２の中心間距離である。
【０１０３】
オープン露光エリア２への酸の付着量が、オープン露光エリア２への露光量Djによって変化し得るため、オープン露光エリア２は、膜厚測定機の許容限度内でなるべく狭くする。
【０１０４】
オープン露光エリア２の大きさが十分に小さい場合、つまり、オープン露光エリア２自身から蒸発した酸が測定位置に付着することを無視できる場合、オープン露光エリア２における膜厚測定位置への酸の付着量として、第4段階の解析の結果を用いることができる。これにより、例えば、酸の付着量をAadd1及び膜厚測定位置への照射露光量をD1としたときの、膜厚減少量T（D1、Aadd1）を求めることができる。
【０１０５】
次に、第６段階では、第５段階と同様の操作を、オープン露光エリア２への露光量Djと、２つのオープン露光エリア１、２間の中心間距離Lを変えて行う。これにより、オープン露光エリア１への露光量を特定の露光量とした場合において、各露光量Djについての、中心間距離Lと膜厚減少量との相関データが得られる。相関データの一例を図９に示す。
【０１０６】
さらに、距離L及び露光量Eiの少なくとも一方を制御して、測定位置への酸の付着量Aaddを変える測定を行う。これにより、図１０に示すように、膜厚測定位置へのある照射露光量Dj、膜厚測定位置へのある酸の付着量Aaddにおける膜厚減少量T（Dj、Aadd）を得ることができる。すなわち、膜厚測定位置への照射露光量と、膜厚測定位置へ付着する酸量と、膜厚測定位置における膜厚減少量との関係を表す式を得ることができる。
【０１０７】
次に、以上の第１〜第６段階の手順で算出した膜厚減少量の関係式を用いた危険パターンの抽出について説明する。
【０１０８】
図１１は、この危険パターンの抽出を実現する危険パターン抽出システムの構成を示す図である。
【０１０９】
この危険パターン抽出システムは、第１機能部２１〜第７機能部２７から構成される。
【０１１０】
第１機能部２１は、周知の方法により取得されたマスクデータから、着目位置（x0,y0）のマスクデータを抽出する。また、第１機能部２１は、着目位置（x0,y0）を中心にした半径Lmaxの円内部（周辺範囲Ｓ）を特定する。そして、周辺範囲Ｓに含まれる参照位置（x,y）を特定し、特定された参照位置（x,y）のマスクデータを抽出する。
【０１１１】
第２機能部２２は、参照位置(x,y)のマスクデータを用いて、参照位置(x,y)に対応するレジスト膜への実効的な照射露光量E（x,y）を計算する。このとき、座標系を、マスクデータ上の座標系から、ウェハ上の座標系に変換する。E(x、y)に代えて、所定の演算結果、例えば、E(x,y)に対して所定の平均拡散長を用いた畳み込み積分の結果を用いてもよい。次いで、第２機能部２２は、着目位置（x0,y0）と参照位置(x,y)とのレジスト膜上における距離ｒを算出し、分布関数F(r)を用いた所定の演算（E(x,y)*F(r)）を行う。
【０１１２】
第３機能部２３は、周辺範囲Ｓ内の全ての参照位置(x,y)について所定の演算（E(x,y)*F(r)）を行ったら、（式１４）を適用して、着目位置(x0,y0)に対応するレジスト膜への酸の付着量Aadd(x0,y0)を算出する。（式１４）の積分範囲は、周辺範囲Ｓである。
【０１１３】
第４機能部２４は、着目位置(x0,y0)のマスクデータを用いて、着目位置（x0,y0）に対応するレジスト膜への実効的な照射露光量D(x0,y0)を算出する。このとき、座標系を、マスクデータ上の座標系から、ウェハ上の座標系に変換する。着目位置（x0、y0）に対応するレジスト膜への照射露光量D(x0,y0)として、第２機能部２２による演算結果、つまり、参照位置(x,y)に対応するレジスト膜への照射露光量E(x,y)を用いてもよい。
【０１１４】
第５機能部２５は、上で述べたようにしてあらかじめ算出した膜厚減少量の関係式あるいはテーブルに対して、着目位置(x0,y0)に対応するレジスト膜への実効的な照射露光量D(x0,y0)と、着目位置(x0,y0)に対応するレジスト膜への酸の付着量Aadd(x0,y0)とを適用して、着目位置（x0,y0）に対応するレジスト膜における膜厚減少量T(D(x0,y0),Aadd(x0,y0))を求める。
【０１１５】
第６機能部２６は、この膜厚減少量T(D(x0,y0),Aadd(x0,y0))と、レジスト膜厚の膜厚減少量の閾値Tthとを比較し、膜厚減少量T(D(x0,y0),Aadd(x0,y0))の方が大きい場合には、着目位置（x0,y0）は危険パターンであると判定する。この際、併せて、パターン寸法も判定基準に加えてよい。
【０１１６】
第７機能部２７は、着目位置を移動させて、第１機能部２１〜第６機能部２６による処理を再度行う。
【０１１７】
なお、上述の処理においては、例えば、ウェハへの実効的な照射露光量の算出の際に、途中の計算結果を記憶し、これを繰り返し用いることにより、同一計算を省略するなどして、計算時間の効率化を図ることが望ましい。
【０１１８】
以上のように、本実施の形態によれば、あらかじめ作成した膜厚減少量の関係式あるいはテーブル対して、マスクデータ上の着目位置に対応するレジスト膜への酸の付着量及び露光量を用いることによって、着目位置に対応するレジスト膜の膜厚減少量を算出できるようにしたので、第１の実施の形態よりも、簡易に危険パターンの判定を行うことができる。
【０１１９】
（第６の実施の形態）
本実施の形態では、プロセス発生量が現像工程の初期における展開中の現像液に対する展開経路下のレジスト膜の溶解量、周辺環境からのプロセス影響因子量が、前記レジスト膜の溶解による現像液の規定度の変化（あるいは前記着目位置へ展開される現像液中へのレジスト膜の溶解量）である場合について説明する。
【０１２０】
すなわち、リソグラフィ工程において、着目位置におけるレジスト膜に現像液が展開までに溶解したレジスト膜によって現像液の規定度が低下し、これにより、着目位置におけるパターン形状（寸法、膜厚）が、本来の形状と異なって形成される問題がある。主に、KrFレジストにおいて問題となる。
【０１２１】
具体的な現象としては、現像液の展開方向の上流側にレジスト膜の溶解部位が大規模に存在すると、その下流側のレジスト膜ではレジスト寸法が太くなる、あるいはレジスト膜がT-top形状になる、などの問題が発生する。
【０１２２】
そこで、本実施の形態では、レジスト膜の溶解による現像液の規定度の低下をも考慮して、危険パターンの抽出を行う。
【０１２３】
予め、レジスト膜の溶解量による現像液の規定度の変化を取得する。また、溶解速度（（式６）参照）の規格化保護率に対する依存性を、規定度を変化させて取得する。つまり、現像液の規定度を一定にした上で、溶解速度と規格化保護率の関係を取得し、この作業を、規定度を変えて行う。これらの結果に基づき、溶解速度のレジスト溶解量及び規格化保護率に対する依存性を決定する。つまり、レジスト溶解量と規格化保護率とから溶解速度を算出する関数を決定し、以下のシミュレーションにおいて利用可能な形式にする。
【０１２４】
以下、PEB中の反応素過程を考慮した市販のレジストプロセスシミュレータに、本実施の形態に従った危険パターンの抽出手順を適用して、危険パターンの抽出を行う。ここでは、図１５に示すフロー図を元に記述を行う。
【０１２５】
第1段階として、まず、第１機能部３１は、与えられたマスクデータ上の着目位置(x0,y0)を、あらかじめ周知の方法により作成したマスクデータから抽出する。また、第１機能部３１においては、この着目位置（x0,y0）を中心にした所定の周辺範囲Ｓを定め、周辺範囲Ｓに含まれる参照位置(x,y)を特定し、参照位置（x,y）のマスクデータを抽出する。
【０１２６】
第2段階において、第２機能部３２は、着目位置と前記参照点位置との距離を算出する。一方、前記参照位置と現像液ノズルの開口部との距離と、現像液の展開速度、現像液の平均的な展開方向から、参照位置を通過した現像液中への、前記参照位置のレジストの溶解量を算出する。この溶解量と、上記距離とを用いて第１の演算を行う。周辺範囲Ｓ内の全ての参照位置について第１の演算を行う。
【０１２７】
ここで、前記第1、第2段階で記述した周辺範囲Sの特定についてもう少し詳しく説明する。周辺範囲Sの形状は、現像液ノズルから着目位置に対して現像液が展開する範囲である。
【０１２８】
実際には、現像液の展開速度、ノズルの種類によってはノズルの移動方向およびウェハの回転方向、ノズルの開口部の配置等による複雑な図形である。また、一部のスリット現像を除いて、ウェハも回転することから、露光ショットのウェハ上の位置によって、着目位置に対する現像液の展開方向が異なる。
【０１２９】
上記問題を厳密に考慮することは非常に困難である。以下の手段をもって近似的に処理することが可能である。
【０１３０】
（１）着目位置と現像液ノズルとの平均距離、ウェハ上における現像液の平均的な流速から、考慮すべき周辺範囲Sの形状を決定する。
【０１３１】
（２）着目位置を原点として直交な２軸におけるそれぞれ正負の方向について、前記周辺範囲Sを対象に設定する。さらに異なる方向を考慮しても良い。
【０１３２】
（３）前記着目位置に対する前記複数の周辺範囲について、以下の第３段階までの処理を行い、最大のプロセス影響因子量あるいは第2の演算値を採用する。
【０１３３】
（４）前記最大のプロセス影響因子量を用いて、以下の第４、第5段階の処理を行い、前記着目が危険パターンであることの判定を行う。
【０１３４】
次に、第３段階として、第３機能部３３は、上述の第１の演算結果を用いて、着目位置におけるプロセス影響因子量として、着目点における現像液へ溶解したレジスト量、あるいは現像液の規定度を算出する。
【０１３５】
第4段階として、第４機能部３４は、前記プロセス影響因子量であるレジストの溶解量あるいは規定度に依存した現像パラメータのテーブルあるいは関係式から、前記着目点における現像パラメータを算出する。さらに、予め算出しておく前記プロセス影響因子に依存しないパラメータをも利用して、着目点におけるレジスト形状をシミュレートし、レジスト形状を得る。
【０１３６】
第５段階として、第５機能部３５は、着目位置におけるレジスト膜の膜厚が所定の閾値以上であるか否かを判定する。つまり、着目位置におけるレジスト溶解速度が、所定の閾値以上であるか否かを判断し、所定の閾値以上であれば、着目位置に対応するマスクデータは、危険パターンでないと判定し、所定の閾値未満であれば、危険パターンであると判定する。
【０１３７】
第６段階として、第６機能部３６は、着目位置を移動して、他の着目位置についても判断する。
【０１３８】
以上のように、本実施の形態によれば、レジスト膜の溶解による現像液の規定度の低下に起因するレジスト膜の溶解速度の変化を考慮して危険パターンの抽出を行うようにしたので、レジスト膜の膜厚も考慮しつつ、危険パターンの抽出を行うことができる。
【０１３９】
つまり、従来では、レジスト膜の面内方向における寸法のみを考慮した危険パターンの抽出を行っていたため、危険パターンでないパターンを、危険パターンとして抽出していた可能性が高かった。これに対し、本実施の形態では、溶解速度の変化、すなわち、レジスト膜の膜厚方向をも考慮して危険パターン抽出を行うので、正常なパターンを危険パターンとして抽出する可能性を大きく減少させることができる。
【０１４０】
（第７の実施の形態）
本実施の形態は、第６の実施の形態におけるシミュレートモデルを簡易にしたものである。
【０１４１】
以下に、変更点のみを記述する。
【０１４２】
予め、プロセス影響因子量に依存する現像パラメータを取得するのに替えて、プロセス影響因子量に依存するレジスト膜への実効的な照射量（或はその変調量）とレジスト膜の膜厚減少量（あるいは溶解速度）との相関を取得する。
【０１４３】
第1段階〜第３段階は同一である。
【０１４４】
第4段階において、前記予め取得したプロセス影響因子量である規定度（あるいは現像液の溶解量）に対して依存性を有する実効的な照射量と膜厚減少量との相関関係、前記着目位置のプロセス影響因子量から、着目位置における実効的な照射量と膜厚減少量との相関関係を算出する。前記相関関係と、着目位置の実効的な照射量分布から、着目位置の膜厚減少量を算出する。
【０１４５】
第5段階において、第4段階で算出されたレジスト膜厚の計算値について閾値との比較による判定を行う。
【０１４６】
以上、本実施の形態によれば、第６の実施の形態と比べて、シミュレートモデルが簡易であるため、計算時間が短縮される効果を有する。
【０１４７】
（第８の実施の形態）
第１〜第７の実施の形態で述べた処理ステップを実現するプログラムをコンピュータに実行させることによっても、第１〜第７の実施の形態で述べた処理を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】第１の実施の形態に従った危険パターン抽出手順を実現する危険パターン抽出システムの構成を示すブロック図である。
【図２】危険パターンの抽出機能を有するシステムの典型的な構成例を示す図である。
【図３】オープン露光エリア１の端からの距離Lを変えて、レジスト膜の膜厚を測定する状態を示す模式図である。
【図４】図３に示す測定の結果に基づき、蒸発した酸が再付着する最大距離Lmaxを推定する状態を示す図である。
【図５】オープン露光エリア１の端から最大距離Lmaxまでの範囲内で、オープン露光エリア１の中心から種々の距離Ｌにおいて膜厚減少量を取得する状態を示す図である。
【図６】各露光量Ei （i=1, 2, ・・・, n）において、オープン露光エリア１の中心からの距離Ｌとレジスト膜厚減少量との関係を示すグラフ図である。
【図７】未露光部における酸の付着量と膜厚減少量の関係を示すグラフ図である。
【図８】第５の実施の形態に従った危険パターン抽出手順の第５段階を説明する図である。
【図９】各露光量Ｄ１〜Ｄ４において、中心間距離と膜厚減少量との関係を示すグラフ図である。
【図１０】膜厚測定位置（着目位置）への照射露光量Djと、酸の付着量Aaddと、膜厚減少量T（Dj、Aadd）との関係を表すグラフ図である。
【図１１】第５の実施の形態に従った危険パターン抽出手順を実現する危険パターン抽出システムの構成を示す図である。
【図１２】現像液へのレジスト膜の溶解量と、着目位置への照射量と、膜厚減少量との関係を示すグラフ図である。
【図１３】マスクデータ例を示す図である。
【図１４】蒸発酸量と酸の発生量との関係を示す図である。
【図１５】第６の実施の形態に従った危険パターン抽出手順を実現する危険パターン抽出システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１、１１、２１、３１  第１機能部
２、１２、２２、３２  第２機能部
３、１３、２３、３３  第３機能部
４、１４、２４、３４  第４機能部
５、１５、２５、３５  第５機能部
６、２６、３６  第６機能部
２７  第７機能部
【図１】
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【図２】
2005172920.tif 000020
【図３】
2005172920.tif 000021
【図４】
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【図５】
2005172920.tif 000023
【図６】
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【図７】
2005172920.tif 000025
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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