专利名称：危险图形抽出方法、程序和半导体器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及从在半导体器件、磁性器件等的制造工序中的光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法、危险图形抽出程序和半导体器件的制造方法。
背景技术：
在光刻工序中使用的抗蚀剂膜的膜厚，为了对抗因电路图形的微细化而产生的分辨率的劣化或图形倾倒以确保曝光工序宽余量，一般要使用横纵比约3或3以下的膜厚。例如，在光刻工序中的最小线条宽度为90nm的情况下，抗蚀剂膜可以使用300nm左右的膜厚。抗蚀剂膜是用来对位于其下层的膜，最后变成为半导体器件的一部分剩下来的膜进行加工的牺牲膜。该抗蚀剂膜的膜厚形成得比设计值更薄，是与下层膜的加工中的工序上的宽余量减小连在一起的。在图形规则粗的半导体器件的制造工序中不成为问题的那种程度的抗蚀剂膜的膜厚不足，在图形规则微细化后的半导体器件的制造工序中，在下层膜的加工中，就变成了问题。
以前一直对掩模数据施行被叫做OPC(光邻近效应修正)或PPC(工序邻近效应修正)(以下，统一为PPC)的修正，由此，进行使光刻后的抗蚀剂膜或加工后的下层膜形成为所希望的形状的处理。一般地说，在PPC中，为了要处理庞大的掩模数据，故重视处理的高速化，修正的精度，就要某种程度地被牺牲。为此，一般的是使用由PPC进行的修正后的掩模数据，在与由PPC进行的修正同一条件或不同的条件下进行模拟，如果修正是不充分的，则对于嫌疑掩模数据(危险图形)的部分集合，判定修正是否充分，在不足的情况下则要再次进行修正。
但是，伴随着图形微细化，即便是照射到抗蚀剂膜上的曝光光的光强度分布相同，仍存在着会与晶片上边的抗蚀剂膜的3维形状(特别是抗蚀剂头部形状)互不相同的现象。就是说，存在着会与设计值不同地得到抗蚀剂图形的膜厚的现象。光掩模的尺寸可以利用AIMS(空间像测量系统)等测定。光邻近效应所影响的范围顶多也就数微米。在上述光邻近效应的影响范围内，光掩模的尺寸是同一尺寸的情况下，虽然光强度分布相等是可以期待的，但是，现实是仍然存在着抗蚀剂膜的形状和抗蚀剂图形的膜厚不同的情况。
如果抗蚀剂膜的膜厚与设计值不同，则在晶片上边，下层膜的尺寸就要变化，在严重的情况下，还会存在着因加工时的抗蚀剂膜的膜厚不足引起的边缘粗糙度增加的现象。尺寸的变化以及边缘粗糙度的增加中的至少任何一者，例如在栅结构中，就会成为半导体元件的工作速度的下降和必要功率的增加等性能劣化的原因。此外，元件隔离图形中的边缘粗糙度与起因于绝缘膜的埋入不良的漏电流增加连在一起。
这一点，例如在特开2002-148779号公报中，公开了着眼于掩模数据中的图形布局的修正，具体地说，根据周边的图形密度对掩模数据进行修正的技术。但是，该技术的大半是由来于表面性的数据处理技术的技术，若使用该技术，则从根本上说，不可能提高掩模数据的修正精度。
发明内容
根据本发明的一个形态的危险图形抽出方法，是一种从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法，其特征在于至少包括以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从上述掩模数据中抽出处于规定的范围内的周边部分的掩模数据，把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量，用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行规定的运算，进行在上述规定的运算中所得到的运算值在上述规定的范围内的面积分或与之等同的运算，计算工序影响因子量，使上述工序影响因子量与规定的阈值进行比较。
根据本发明的一个形态的危险图形抽出方法，是一种从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法，其特征在于至少包括以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从上述掩模数据中抽出处于规定的范围内的周边部分的掩模数据，把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量，用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行规定的运算，进行在上述规定的运算中所得到的运算值在上述规定的范围内的面积分或与之同等的运算，计算工序影响因子量，使用上述着眼部分的掩模数据、上述工序影响因子量及依赖于上述工序影响因子量而变化的模拟参数，对上述着眼部分再次进行规定的运算，将用上述再次进行的规定的运算计算出来的运算值与规定的阈值进行比较。
根据本发明的一个形态的危险图形抽出程序，是一种使计算机执行从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法的危险图形抽出程序，其特征在于至少要使计算机执行如下步骤以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从上述掩模数据中抽出处于规定的范围内的周边部分的掩模数据的第1步骤；把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量的第2步骤；用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行规定的运算的第3步骤；进行在上述第3步骤中所得到的运算值在上述规定的范围内的面积分或与之同等的运算的计算工序影响因子量的第4步骤；使上述工序影响因子量与规定的阈值进行比较的第5步骤。
根据本发明的一个形态的危险图形抽出程序，是一种使计算机执行从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法的危险图形抽出程序，其特征在于至少要使计算机执行如下步骤以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从上述掩模数据中抽出处于规定的范围内的周边部分的掩模数据的第1步骤；把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量的第2步骤；用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行规定的运算的第3步骤；进行在上述第3步骤中所得到的运算值在上述规定的范围内的面积分或与之同等的运算，计算工序影响因子量的第4步骤；使用上述着眼部分的掩模数据、上述工序影响因子量及依赖于上述工序影响因子量而变化的模拟参数，对上述着眼部分进行规定的运算的第5步骤；将在上述第5步骤中计算出来的运算值与规定的阈值进行比较的第6步骤。
根据本发明的一个形态的半导体器件的制造方法，至少要进行以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从用来制作在光刻工序中使用的光掩膜的上述掩模数据中抽出处于规定的范围内的周边部分的掩模数据，把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量，用上述工序发生量和上述着眼部分体积上述参照部分间的距离进行规定的运算，进行在上述规定的运算中所得到的运算值在上述规定的范围内的面积分或与之同等的运算，计算工序影响因子量，使上述工序影响因子量与规定的阈值进行比较，从用来制作上述光掩模的掩模数据中抽出危险图形，准备根据使用上述所抽出的危险图形的信息进行了修正的掩模数据制作的光掩模，使用上述光掩模使晶片上边的抗蚀剂膜曝光。
根据本发明的一个形态的半导体器件的制造方法，至少要进行以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的上述掩模数据中抽出处于规定的范围内的周边部分的掩模数据，把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量，用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行规定的运算，进行在上述规定的运算中所得到的运算值在上述规定的范围内的面积分或与之同等的运算，计算工序影响因子量，使用上述着眼部分的掩模数据、上述工序影响因子量及依赖于上述工序影响因子量而变化的模拟参数，对上述着眼部分再次进行规定的运算，将用上述再次进行的规定的运算计算出来的运算值与规定的阈值进行比较，从用来制作上述光掩模的掩模数据中抽出危险图形，准备根据使用上述所抽出的危险图形的信息进行了修正的掩模数据制作的光掩模，使用上述光掩模使晶片上边的抗蚀剂膜曝光。
图1的框图示出了实现根据实施形态1的危险图形抽出步骤的危险图形抽出系统的构成。
图2的框图示出了具有危险图形抽出功能的系统的典型构成例。
图3的模式图示出了改变从开口曝光区的边缘算起的距离，测定抗蚀剂膜的膜厚的情况。
图4示出了根据图3所示的测定的结果推测蒸发后的酸再次附着的最大距离Lmax的状态。
图5示出了在从开口曝光区的边缘到最大距离的范围内在从开口曝光区的中心算起在种种的距离中取得膜厚减少量的情况。
图6的曲线图示出了对于各个曝光量从开口曝光区的中心算起的距离与抗蚀剂膜减少量之间的关系。
图7的曲线图示出了未曝光区上的酸附着量与膜厚减少量之间的关系。
图8是说明危险图形抽出步骤的第5阶段的说明图。
图9的曲线图示出了对于各个曝光量中心间距离与膜厚减少量之间的关系。
图10的曲线图示出了向膜厚测定位置(着眼位置)进行照射的照射曝光量与酸的附着量与膜厚减少量之间的关系。
图11示出了实现根据实施形态5的危险图形抽出步骤的危险图形抽出系统的构成。
图12的曲线图示出了抗蚀剂膜溶解到显影液的溶解量与向着眼位置进行照射的照射量与膜厚减少量之间的关系。
图13示出了掩模数据的例子。
图14示出了蒸发酸量与酸的发生量之间的关系。
图15的框图示出了实现根据实施形态6的危险图形抽出步骤的危险图形抽出系统的构成。
具体实施例方式
本发明人等致力于找出在现有技术中抗蚀剂膜的膜厚与设计值不同问题的原因。其结果是发现主要是在PEB(曝光后烘烤)中，从抗蚀剂膜的表面上蒸发出来的酸借助于PEB单元中的气流附着在周边上，使附着部分上的抗蚀剂膜的特性变化的模型(E.Shiobara，et.Al.，Proc.SPIE，4345，pp.628-637，河村大辅等，2001年春季应物28a-ZD-5，松永健太郎等，2001年春季应物28a-ZD-6)，以及在显影工序的初期归因于正在展开的显影液溶入抗蚀剂膜而降低显影液的当量浓度，借助于此，使抗蚀剂膜的溶解特性变化的模型。
以下要详述的本实施形态，就是立足于上述的模型而完成的实施形态，是从掩模数据中高精度地抽出存在着不能形成所希望的抗蚀剂图形形状的可能性的危险图形的实施形态。
以下，边参看图面边对本发明的实施形态进行说明。
实施形态1本实施形态的特征在于，用在PEB中从所着眼的位置抗蚀剂膜的周边蒸发出来的酸量，借助于模拟，计算所着眼的抗蚀剂膜正上边的气相中的酸浓度或代表它的值。然后，用计算出来的酸浓度进行模拟，计算显影后的所着眼的抗蚀剂膜的膜厚减少量，并使计算出来的膜厚减少量与规定的阈值进行比较。借助于此，判定与所着眼的抗蚀剂膜对应的掩模数据部分是否相当于危险图形。
在这里，所说的危险图形，就是在半导体器件发挥所期望的功能上将成为障碍的，即，存在着诱发电路异常的危险的掩模数据中的图形。从该意义上说，危险图形，不仅仅是抗蚀剂图形的晶片面内方向(平面方向)的尺寸或边缘粗糙度或者这两方不满足基准的图形，还包括把抗蚀剂膜作为牺牲膜进行加工后的下层膜所参与的半导体器件的电学特性不满足基准的图形。总之，危险图形，意味着包括作为牺牲膜的抗蚀剂膜的膜厚方向在内的3维形状不满足基准的图形。
在光刻工序中的规定的工序中，作为抗蚀剂膜的状态变化的一环，有时候会从抗蚀剂膜中产生物质。该物质在上述物质产生的工序(工序A)或/和工序A以后的工序(工序B)中常常会对上述物质的发生部位的周边的抗蚀剂膜的状态造成影响。把这样的物质的量(物质量)或对上述物质量具有强的相关的量定义为工序发生量。
作为工序发生量的一个例子，有在PEB工序中从抗蚀剂膜表面蒸发的酸。蒸发出来的酸的一部分，借助于PEB单元内的气流的流动，会再次附着到与发生部位不同的位置的抗蚀剂膜上边。这种附着，会给附着位置的PEB工序中的脱保护反应造成影响，此外，由于会使抗蚀剂膜表面状态变化，故还会给显影工序带来影响。在正型化学放大型抗蚀剂的情况下，酸所附着的部位的抗蚀剂图形，由于将增促进抗蚀剂树脂的脱保护反应的进行，故抗蚀剂图形的表面的膜厚减少，上部就变成圆角化的形状。在负型化学放大型抗蚀剂的情况下，抗蚀剂图形的上部，将变成为顶部T形(T-top)形状。
归因于上述酸的蒸发，位于该蒸发部位的周围的着眼点上的抗蚀剂膜的形状就要受到影响。作为给上述着眼点上的抗蚀剂膜带来影响的量的直接的物质量，是规定附着到上述着眼点上的酸的量的着眼点上边的中间层的酸浓度。就着眼点上的酸的附着量来说，人们认为从其周边环境产生蒸发出来的酸，与其发生部位和着眼点之间的距离相对应地以一定的概率到达。就是说，酸的附着量，可以说就是在从着眼点周边产生的蒸发出来的酸量之中那些实际上作用到着眼点上的量。
如上所述，在工序发生量之中，把实际上对着眼点的抗蚀剂膜造成影响的量，或者对之表现出强的相关的量，定义为工序影响因子量。
从上述着眼点周边蒸发出来的酸，给着眼点的抗蚀剂膜的形状造成影响的距离，波及百微米到数毫米。另一方面，光邻近效应的作用距离，在KrF光刻中则是1.5到2微米左右。如上所述，在本实施形态中，所谓要在工序影响因子量的计算中考虑的上述着眼点的周边环境，也包括对于着眼点超过了光邻近效应的作用距离的范围。
以下，对于把工序发生量当作曝光中或PEB中或者在这些两方中的周边环境内的酸的蒸发量的情况下的危险图形的抽出(抗蚀剂工序模拟)进行说明。该抗蚀剂工序模拟，如后所述，至少要考虑到来自抗蚀剂膜中的光酸发生剂的酸的发生率以及PEB中的扩散反应和化学反应地进行危险图形的抽出。
首先，对用从周边的抗蚀剂膜蒸发出来的酸量，计算所要着眼的抗蚀剂膜上边的酸浓度的方法进行说明，然后，详细地对本抗蚀剂工序模拟进行说明。
使用化学放大型抗蚀剂的工序的各个阶段(曝光、PEB、显影)的反应，如果着眼于抗蚀剂膜中的酸、碱、以及溶解抑制基所形成的基底树脂的保护率，则可用下述式(式1)到(式6)表示。此外，虽然也存在着再加上反应次数或高次反应的模型，但是在该情况下与本实施例同样的思考方法也可以应用。此外，为了简化数式，通常，要借助于把酸量和碱量用PAG(PhotoAcid Generator，光酸发生器)进行了归一化后的归一化酸量和归一化碱量记述，保护率则借助于将未曝光状态的保护率归一化后的归一化保护率进行记述。
(1)曝光[A](t＝0)＝(1-exp(-C×Ei×I(x，y，z))))(式1)[A]归一化酸浓度，CDill的参数中的PhotoSpeed，Ei设定曝光量，I电场强度(2)PEB
∂[A]∂t=▿(DAcid▿[A])-kneutral[A][B]-kAcidLoss[A]-ksub-react[A][P]]]>(式2)∂[B]∂t=▿(DBase▿[B])-kneutral[A][B]-kBaseLoss[B]]]>(式3)∂[P]∂t=-kdcprotection[A][P]-kthermal[P]]]>(式4)t＝0[A]＝(1-exp(-C×Ei×I(x，y，z))))[B]＝B0[P]＝1B.C.(边界条件)Z=T,DAcid∂[A]∂z=h([A]-[A]0)]]>(式5)[B]归一化碱浓度，[P]归一化保护率B0未曝光状态的归一化碱浓度[A]0抗蚀剂表面的中间层的酸浓度Kneutral酸和碱的中和反应的反应系数，DAcid酸的扩散常数KAcidLoss酸的消失反应的反应系数Ksub-react消耗酸的副反应的反应系数KBaseLoss碱的消失反应的反应系数，DBase碱的扩散常数Kdeprotection由酸引起的脱保护反应的反应系数Kthermal保护基的热分解反应的反应系数Tr抗蚀剂膜的上表面位置(高度)另外，酸的蒸发，不仅在PEB时，在曝光时也归因于光吸收而加热抗蚀剂膜，借助于此，即便是在曝光装置内在抗蚀剂膜上边也会产生。所蒸发出来的酸，有可能借助于曝光装置的晶片载置台上边的气流而扩散，附着在从蒸发位置离开的别的部位上。在该情况下，在也考虑到t＜0时的酸的蒸发和附着的状态下，变更(式2)到(式4)的初始条件(PEB开始时(t＝0))即可。
(3)显影溶解速率＝速率([P]) (式6)如(式6)所示，显影速率，依赖于显影阶段中的归一化保护率[P]。该归一化保护率[P]，可采用使用对曝光阶段的(式1)进行计算的结果所得到的归一化酸浓度[A]、初始的归一化碱浓度[B0]、归一化保护率[P](t＝0)＝1(初始值)以及抗蚀剂膜上表面的边界条件(式5)求解PEB阶段的(式2)到(式4)的办法计算。
因此，通过(式6)计算出的显影后的所着眼抗蚀剂膜的膜厚取决于(式5)中所包含的抗蚀剂膜上的中间层的酸浓度[A]。
例如，即便是着眼位置的抗蚀剂膜的图形是相同的，只要归因于周围位置的图形不同等的原因，所着眼的抗蚀剂膜上边的中间层的酸浓度[A]0不同的话，显影后的所着眼的抗蚀剂膜的形状(显影后的尺寸、抗蚀剂膜厚等)也会不同。反过来说，采用正确地计算所着眼的抗蚀剂膜上边的中间层的酸浓度[A]0的办法，就可以高精度地预测着眼位置的抗蚀剂膜的形状。
此外，如(式5)所示，抗蚀剂膜上边的中间层的酸浓度[A]0，如后所述，依赖于从着眼位置的抗蚀剂膜的周围蒸发的酸量(工序发生量)，特别是依赖于从气流的上游一侧蒸发的酸量，会给所着眼的抗蚀剂膜的膜厚造成影响。
在这里，对所着眼的抗蚀剂膜(着眼位置上的抗蚀剂膜)上边的酸浓度[A]0，和从着眼位置算起的规定范围(周边范围)内的参照位置(x，y)上的抗蚀剂膜蒸发的酸量之间的关系进行说明。由边界条件(式5)可知，从参照位置(x，y)蒸发的酸量，对于上述参照位置的酸的发生量呈现出1次线性。特别是在[A]0＝0的情况下，蒸发酸量与酸的发生量成正比。图14示出了一个例子。
考虑已添加到抗蚀剂膜中的碱量B0，与在因曝光而产生的的酸刚刚产生之后酸与碱的中和反应的发生近似。这时，从参照位置(x，y)上的微小面积ΔxΔy的抗蚀剂膜蒸发的酸的蒸发量AvapΔxΔy，如果假定抗蚀剂膜的膜厚方向上的光的吸收量是均一的，则可导入系数h’，用(式7)记述。
(式7)在这里，设从参照位置(x，y)的抗蚀剂膜上蒸发出来的酸从参照位置向位于距离r的抗蚀剂膜移动时的分布函数为F(r)。例如，若假定蒸发出来的酸的移动是随机的，则可把F(r)假定为正态分布。归因于使用分布函数F(r)，着眼位置(x0，y0)处的抗蚀剂膜上边的中间层的酸浓度[A]0(x0，y0)，作为由参照位置(x，y)处的抗蚀剂膜上的酸的蒸发量，和参照位置(x，y)与着眼位置(x0，y0)之间的距离r(参看(式8))进行的运算，可像以下的(式9)那样地记述。
r=(x-x0)2+(y-y0)2]]>(式8)[A]0(x0，y0)＝∫∫Avap(x，y)·F(r)dxdy (式9)该(式9)中的分布函数F(r)和上边所说的(式7)中的系数h’，要实验性地或解析性地或者用这两方决定。
在这里，在掩模数据中开口部分多而且在掩模数据中大规模的残留图形非常少的情况下，这种情况，与光产生酸量比碱量更少的抗蚀剂膜的区域非常小的情况是相同的。在该情况下，就可以忽略(式7)的第2种情况，因此，(式9)就可以近似于以下的(式10)。
0(x0，y0)≈h′∫∫[exp{1-C×Ei×I(x，y))}-B0]·F(r)dxdy(式10)该(式10)中的系数h’和分布函数F(r)，与上边所说的(式9)同样，要实验性地或解析性地或者用这两方决定。
在上述的(式9)和(式10)中，分布函数F(r)的积分范围，就是说，要参照酸的蒸发量的范围，是以着眼位置(x0，y0)为中心的半径Lmax的圆内。半径Lmax是将酸的分布变成为大体上为0的距着眼位置(x0，y0)的距离，可预先实验性地或解析性地决定下来。在这里，为了缩短计算时间，也可以借助于把积分范围分割成有限的单元的分区求积而不是严密的意义上的面积分进行计算。此外，虽然要变成为计算时间与预测精度之间的妥协，但是，在上述积分范围或其部分集合中也可以与分布函数F(r)＝1近似。
采用用以上的(式9)或(式10)，对每一个着眼位置都求抗蚀剂膜上边的中间层的酸浓度[A]0，用该中间层的酸浓度[A]0，如后所述，进行模拟的办法，就可以正确地推测各个着眼位置上的抗蚀剂膜的形状。
其次，对根据本发明的实施形态的危险图形抽出步骤(抗蚀剂工序模拟)进行说明。该危险图形抽出步骤，要使用预先决定好的(式1)到(式6)的抗蚀剂工序参数(光学常数、PhotoSpeed、PEB中的反应系数、扩散常数、显影记述式的系数)、分布函数F(r)和常数h’，以及所计算出来的着眼位置上的抗蚀剂膜上边的中间层的酸浓度[A]0等，计算显影后的着眼位置上的抗蚀剂膜的膜厚。然后，使该抗蚀剂膜的膜厚与规定的阈值进行比较，以进行与着眼位置对应的掩模数据部分是否相当于危险图形的判定。以下，详细地对该抗蚀剂工序模拟进行说明。
图1的框图示出了实现根据实施形态1的危险图形抽出步骤的危险图形抽出系统的构成。
该危险图形抽出系统，具备6个功能部分(第1功能部分到第6功能部分)。
第1功能部分1，从预先用已知的方法制作的掩模数据中抽出着眼位置(x0，y0)的掩模数据。此外，第1功能部分1，决定以该着眼位置(x0，y0)为中心的半径Lmax的圆内(周边范围S)，特定周边范围S中的参照位置(x，y)，抽出参照位置(x，y)的掩模数据。在这里，稍微详细一点地对周边范围S的特定进行说明。另外，周边范围S的平面形状并不限于圆形。此外，也可以从兼顾被认为必要的危险图形抽出精度和计算时间的目的出发，与掩模数据中的区域相对应地改变周边范围S的形状。
图13示出了将第1功能部分1作为解析对象的掩模数据的一个例子。
在掩模数据31中含有3个图形32到34。图形32到34，是在不同的层(布局)中分别制作抗蚀剂图形的图形。即，在用图形32进行曝光时，就不能使用别的图形33、34。
在这里，例如决定第1功能部分1把图形32当作解析对象。在图形32中，在把着眼位置定为35，把周边范围定为由半径36形成的圆内的情况下，就如用图中的两点划线37所示的那样，该圆从图形32中伸出来。
在这样的情况下，把圆伸了出来的图形32的边界39，和与之对向的图形32的边界40当作连续起来的边界处理，把与上述的两点划线37对应的图中的虚线38形成的范围当作周边范围的一部分。
在这里，虽然是把图形32当作解析对象进行说明的，但是即便是在把图形33、34当作解析对象的情况下也是同样的。
返回到图1，第2功能部分2，计算来自与参照位置(x，y)对应的抗蚀剂膜的酸的蒸发量Avap(x，y)。这时，要把x，y坐标从掩模数据上边的坐标变换成晶片上的坐标。此外，还要计算着眼位置(x0，y0)和参照位置(x，y)在抗蚀剂膜上的距离r。然后，第2功能部分2，用计算出来的酸的蒸发量Avap(x，y)和距离r，进行第1运算(Avap(x，y)×F(r))(参看(式9)、(式10))。
第3功能部分3，使参照位置(x，y)移动，对周边范围S内的所有的参照位置(x，y)都进行第1运算。第3功能部分3，在对周边范围S内的所有的参照位置(x，y)都进行了第1运算后，使用(式9)或(式10)，计算与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜上边的中间层的酸浓度[A]0(x0，y0)(第2运算值)(第2运算)。(式9)或(式10)的积分范围，就是周边范围S。
第4功能部分4，把用第1功能部分1计算出来的着眼位置(x0，y0)的掩模数据、预先决定的工序参数(不依赖于第2运算值的参数)(例如，反应系数、扩散常数、显影参数等)以及借助于第3功能部分3计算出来的中间层的酸浓度[A]0(x0，y0)应用于(式1)到(式6)，计算与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜的形状(包括抗蚀剂膜的膜厚Tr(x0，y0))。
就是说，首先，求解曝光工序的(式1)，接着，求解PEB工序的(式2)到(式5)计算归一化保护率[P]。接着，根据显影阶段的(式6)所示的归一化保护率[P]与显影速度的关系式，计算规定时间的显影后的抗蚀剂膜的形状(包括抗蚀剂膜的膜厚Tr(x0，y0))。
第5功能部分5，使与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜的膜厚Tr(x0，y0)与规定的阈值(必要的抗蚀剂膜膜厚)Tr_th进行比较，在抗蚀剂膜的膜厚Tr(x0，y0)比规定的阈值Tr_th小的情况下，就判定为掩模数据上的着眼位置(x0，y0)是危险图形。这时，不仅抗蚀剂膜的膜厚，就连抗蚀剂膜的图形的尺寸，也可以加到判定基准中去。
第6功能部分6，使着眼位置(x0，y0)移动，再度进行第1功能部分1到第5功能部分5的处理。
图2示出了使上边所说的危险图形抽出系统进一步一般化后的系统。作为一般化的例子，在图1的系统中，虽然把工序发生量定为来自与掩模数据上边的参照位置对应的抗蚀剂膜的酸的蒸发量，但是，在图2的系统中却没有这样的限定。
图2的系统构成，与图1所示的系统构成基本上是同样的，图2的第1功能部分11到第5功能部分15，分别与图1所示的第1功能部分1到第5功能部分对应。但是，图2的第4功能部分14，与图1的第4功能部分4稍有不同。
具体地说，图1的第4功能部分4，直接把在第3功能部分3中计算的着眼点上边的中间层的酸浓度[A]0(x0，y0)(第2运算值)用做参数之一进行模拟。另一方面，图2的第4功能部分14则要追加根据在第3功能部分136中计算的第2运算值，计算与上述第2运算值相对应地变化的参数的值的处理。作为与上述第2运算值相对应地变化的参数的值的计算方法，有使用预先作成的关系式或表的方法。
如上所述，倘采用本实施形态，由于做成为使用所着眼的抗蚀剂膜上边的中间层的酸浓度模拟显影后的该抗蚀剂膜的减少量，故可以在也考虑抗蚀剂膜的厚度方向的同时，抽出含于光掩模数据中的危险图形。以下，对于该效果也稍具体地进行说明。
以往，归因于伴随着图形微细化的、抗蚀剂图形的图形密度的增大，或抗蚀剂图形的布局的复杂化，危险图形的增加，一直都是很突出的。
但是，以往的危险图形，只不过主要着眼于抗蚀剂膜的晶片面内方向的形状就是说尺寸。就是说，在以往的情况下，对于考虑到抗蚀剂膜的膜厚方向的危险图形的抽出来说没有任何应对举措。例如，在现有技术中，就没有应对显影后的抗蚀剂膜的膜厚因部位而不同的问题的方法。此外，在现有技术中，在抗蚀剂膜的膜厚不足的情况下，对于即便是抗蚀剂膜的尺寸在允许范围内，被加工膜的尺寸在允许范围之外的问题，或者是即使被加工膜的尺寸在允许范围内。被加工膜的图形侧壁形状在允许范围外的问题等没有任何应对举措。为此，就不能正确地抽出危险图形，伴随着上边所说的图形的微细化，危险图形就会增加，进而会降低半导体器件的成品率。
相对于此，在本实施形态中，如上所述，由于也可以考虑到膜厚方向地高精度地抽出危险图形，故可以实现成品率的提高。其结果是也可以期待归因于光掩模的重新制作的减少所带来的成本的削减和半导体器件的开发期间的缩短。
此外，倘采用本实施形态，由于把有效的掩模数据区域(从掩模数据中除去了与图形的形成无关的掩模数据部分后的部分)的边界当作和与边界相向的边界进行连续的边界对待，故即便是对于该有效掩模数据区域的边界附近的着眼点也可以正确地估算工序影响因子量。因此，即便是在有效掩模数据区域的边缘附近，也可以高精度地进行危险图形的判定。
实施形态2在实施形态1中，在碱浓度B0足够小的情况下，可采用分离(式10)中的B0那一项的办法变形为(式11)。在此，G为常数。
0(x0，y0)≈ h′∫∫exp{1-C×Ei×I(x，y))}·F(r)dxdy-G(式11)在该(式11)中，h’、F(r)、G，可实验性地或解析性地或者用这两方决定。
(式11)具有比(式9)更简单的形式，因此，可比实施形态1进一步缩短计算时间。
实施形态3在实施形态1中，因向抗蚀剂膜上边的位置(x，y，z)进行的曝光而产生的来自PAG的酸的发生量[A](t＝0)(参看(式1))，在C×E×I(x，y，z)＜＜1的区域中，可如(式12)所示地近似。
(t＝0)≈C×Ei×I(x，y，z) (式12)若把该(式12)的近似应用于(式11)，此外，还假定抗蚀剂膜的膜厚方向的电场强度是均一的(I(x，y，z)＝I(x，y))，则可导出以下的(式13)。
0(x0，y0)≈h′∫∫C×Ei×I(x，y)·F(r)dxdy-G (式13)由该(式13)可知着眼位置(x0，y0)的抗蚀剂膜上的酸浓度[A]。(x0，y0)与参照位置(x，y)的抗蚀剂膜中的光吸收量(EiXI(x，y))或电场强度(I(x，y)成正比。因此，为了计算着眼位置(x0，y0)处的抗蚀剂膜的膜厚，可把各参照位置的抗蚀剂膜的光或电场强度用作酸浓度[A]。(x0，y0)的代表值。
由该(式13)可知，着眼位置(x0，y0)处的抗蚀剂膜上边的酸浓度[A]0(x0，y0)，与参照位置(x，y)处的实效的光照射量Ei成正比。因此，为了计算着眼位置(x0，y0)处的抗蚀剂膜的膜厚，可把向各个参照位置处的抗蚀剂膜的进行照射的光照射量用做酸浓度[A]0(x0，y0)的代表值。常数h’、G和分布函数F(r)，要实验性地或解析性地或者用这两方决定。
以上的(式13)具有比实施形态1、2所示的各式更简单的形式，因此，计算时间可缩短得比实施形态1、2更多。
但是，(式13)由于近似多，故存在着计算精度比实施形态1、2低的可能性。于是，为了减少错误地把应判定为危险图形的掩模数据部分当作是非危险图形的概率，理想的是使上边所说的规定的阈值变得稍微大一点(使必要的抗蚀剂膜厚形成得厚一点)。
实施形态4
在本实施形态中，设想的是掩模数据是包括单元图形的集合等的图形密度高的周期图形部分，和外围电路图形等的图形密度低的部分的DRAM等。
在这里，在从掩模数据中的周期图形部分选择着眼位置的情况下，由于各个着眼位置的工序条件是相同的，故危险图形的判定就变得容易起来。
就是说，在从周期图形部分选择着眼位置的情况下，上边所说的第4功能部分4(参看图1)的模拟条件(各种参数等)可以说除去酸浓度之外实质上是相同的。因此，可以采用预先计算出抗蚀剂膜厚度低于阈值的上述中间层的酸浓度[A]0_th，并通过使与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜上边的中间层的酸浓度[A]0(x0，y0)与该阈值进行比较的办法，判定该着眼位置(x0，y0)是否是危险图形。即，根据着眼点处的中间层的酸浓度[A]0(x0，y0)，就可以进行危险图形的判定而无须进行使用第4功能部分4(参看图1)的(式1)到(式6)的模拟。
另外，当然，与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜正上边的中间层的酸浓度[A]0(x0，y0)，与周期图形部分的规模及从周期图形部分与周边电路部分的边界到着眼位置为止的距离等相对应地变化。
实施形态5在本实施形态中，对以使用向抗蚀剂膜照射的实效照射量或其调制量、和与之对应的抗蚀剂膜的溶解速度或膜厚减少量之间的关系的简便模型为基础的模拟进行说明。所谓上述调制量，指的是在特许第3297791号中所述的向抗蚀剂膜照射的照射量的卷积积分值所代表的、或者相当于使之进行扩展后的2种平均扩散长度的值的向抗蚀剂膜照射的实效照射量的卷积积分值所代表的、可借助于对实效的照射分布量的任意的Z变换得到的分布量。
在本实施形态中，得到表示向抗蚀剂膜照射的实效照射量或其调制量和与之对应的抗蚀剂膜的溶解速度或膜厚减少量之间的关系的表或关系式是重要的。
以下，在对本实施形态进行详述之前，先对开口曝光(Open曝光)进行说明。
开口曝光，意味着通过具有与光邻近效应的作用距离比充分宽的范围的开口图形的掩模的曝光，或没有掩模的曝光。但是，虽然取决于曝光装置的机构而不同，但是，在曝光区域受曝光装置的光阑机构限制的情况下，归因于光阑边缘处的衍射光的发生，就会出现曝光光也要向上述开口曝光区域以外照射，或者，在向上述曝光区域照射的照射曝光量上产生误差的情况。在不使用掩模的情况下，由于在光路上没有掩模而产生杂光，因此，常常会在向开口曝光区域照射的照射曝光量上产生误差。为此，作为开口曝光来说，通过具有充分的宽的范围的开口部分，且其周围被遮光膜遮光的掩模的曝光是理想的。
与开口曝光同样的效果，也可以借助于灰度(gray tone)掩模得到。在这里所说的灰度掩模，并不限于光透射率归因于光照射部分的材质或膜厚而变化的掩模，也包括用配置有析像分辨极限以下的微细图形的掩模仅仅照射0次衍射光的结构。在该情况下，必须采用计算作为0次衍射光实际上向晶片上边照射的曝光量对于向掩模的曝光量的比率，使向该掩模的曝光量乘上该比率的办法，计算实际的向晶片上边曝光的曝光量。
一般地说，曝光装置的照射曝光量，由于要变成为根据规定的有效数字的离散数据后输入，故在设定值小的情况下，照射曝光量的相对的数据密度就会降低。此外，在曝光量非常小的情况下，虽然常常采用在曝光装置内调整透射率的滤光片，但是还存在着通过了滤光片后的实效的曝光量与设定上的曝光量之间存在差异的危险性。
相对于此，在使用灰度掩模的情况下，由于必要的曝光量增加，故可以缓和上述曝光量输入中的有效数字的问题，可以提高照射曝光量的数据密度，可以提高数据的可靠性。
以上，对开口曝光进行了说明。
以下，详细地对使用该开口曝光的本实施形态进行说明。
在本实施形态中，根据从着眼位置的周边的抗蚀剂膜中蒸发出来后附着到着眼位置上的抗蚀剂膜上的酸与着眼位置上的膜厚减少量之间的关系，抽出危险图形。
为此，首先，要制作表示向着眼位置处的抗蚀剂膜上照射的照射曝光量、附着到着眼位置上的抗蚀剂膜上的酸量与着眼位置上的抗蚀剂膜的膜厚减少量之间的关系的公式或表。公式或表的制作粗分起来由6个阶段构成。
首先，在第1阶段中，推测从某一抗蚀剂膜蒸发出来的酸移动而附着的实效最大距离Lmax。
图3示出了在多个位置中测定抗蚀剂膜的膜厚的状态。
具体地说，对于抗蚀剂膜的开口曝光区域1以曝光量Ei进行开口曝光，然后，在进行了PEB和显影后，改变从开口曝光区域1的边缘算起的距离L，测定抗蚀剂膜厚度。该测定，采用改变曝光量Ei的办法进行。为了提高膜厚减少量的检测灵敏度，理想的是以使抗蚀剂膜中光酸发生剂的大半变成为酸的高曝光量进行开口曝光。即便是增大开口曝光的区域尺寸也可以得到同样的效果。
图4示出了图3的测定结果。
如图4所示，对于2个曝光量E1、E2，示出了从开口曝光区域1的边缘算起的距离与膜厚减少量之间的关系。
用该图4，推测蒸发出来的酸附着的最大距离Lmax。说得更详细点，把在各个曝光量E1、E2下的膜厚减少量中不再产生差的距离估算为最大距离Lmax。另外，如果已经掌握了该最大距离Lmax，则也可以省略第1阶段。
其次，在第2阶段中，在从开口曝光区域1的边缘算起的最大距离Lmax的范围内，详细地取得从开口曝光区域1的中心算起的距离L和膜厚减少量之间的关系。
图5示出了在某一曝光量Ei下对开口曝光区域1进行了曝光后，取得从开口曝光区域1的中心算起的沿X轴方向的距离L和膜厚减少量之间的关系的情况。测定范围，如上所述，是从开口曝光区域1的边缘到x轴方向上最大距离Lmax为止，即，从开口曝光区域1的中心到X轴方向上H(从开口曝光区域1的中心到开口曝光区域1的边缘为止的距离)+最大距离Lmax为止。
在上述说明中，虽然是把距离L的原点当作了开口曝光区域1的中心，但是距离L的原点并不限于开口曝光区域1的中心。但是，理想的是要考虑开口曝光区域1的大小实质上归因于抗蚀剂膜中的酸的扩散等而变化的情况，把开口曝光区域1的中心定义为原点。
在这里，在要在同一晶片上边制作多个开口曝光区域的情况下，即要在同一晶片上边的多个部位上进行本阶段的测定的情况下，把在第1阶段中得到的最大距离Lmax的2倍或2倍以上的未曝光区域空出来配置开口曝光区域，使得开口曝光区域彼此间不会给相互的测定造成影响。
此外，为了提高实验数据的精度，理想的是对同一或不同的晶片的不同的位置，进行用同一曝光量Ei进行的开口曝光，在已吸收了PEB单元的升温特性、显影液的液流方向等的起因于晶片上边的位置的误差的状态下，分别进行测定。此外，不仅x轴方向，在y轴方向上也可以进行测定。
其次，在第3阶段中，使向开口曝光区域1照射的曝光量Ei变化，进行与第2阶段同样的操作。借助于此，如图6所示，对于各个曝光量Ei(i＝1、2、…、n)取得表示从开口曝光区域1的中心算起的距离L和膜厚减少量之间的关系的曲线。
在本阶段中，曝光量Ei，理想的是使之在向曝光装置输入的设定上的合适的曝光量的范围内变化。所谓合适的曝光量，就是使形成的抗蚀剂图形收纳于所希望的尺寸范围内的曝光量的范围，是考虑到掩模加工尺寸的误差、曝光时的曝光量的波动等计算出来的曝光量。在本阶段中，实际上是计算可以形成具有所希望的尺寸范围的中央值或最频值等的值的抗蚀剂膜的曝光量，并把该值的1.2倍左右的曝光量当作合适的曝光量。
其次，在第4阶段中，对于在第3阶段中得到的、与通过各个曝光量Ei(i＝1、2、…、n)和从开口曝光区域1的中心算起的距离L得到的膜厚减少量的函数ΔTr(L，Ei，Dj＝0)有关的实验数据(参照图6)进行解析，求规定区域(从开口曝光区域1的中心到距离Lmax+H为止的范围内的抗蚀剂膜)上的膜厚减少量与酸的附着量之间的关系。更为详细的情况如下。
首先，人们知道在着眼位置的抗蚀剂膜正上边的气相中的酸浓度[A]0和向着眼位置处的抗蚀剂膜进行附着的酸附着量Aadd之间，存在着密切的关联。从模拟上说，这些关系，具有大体上1次的直线性。此外，在开口曝光这样的条件下，由于可以把电场强度I(x，y)近似作为常数，故可把(式11)中的电场强度I(x，y)、PhotoSpeed C表示为1个常数H。在以上的条件下，可从(式11)导出以下的(式14)。
Aadd(x0,y0)≈HEi∫∫SF(r)dxdy-G′]]>(式14)在这里，H、G’是常数，F(r)是表示在和曝光区域1内的某一位置处蒸发出来的酸，附着在恰好离开以下的(式15)所示的距离r(参看图5)的位置上的比率的分布函数。
r=L2+y2]]>(式15)此外，在(式14)中，积分范围S，是开口曝光区域1的整个区域。
如果把在上边所说的第2、第3阶段中测定的、通过对开口曝光区域1进行曝光的曝光量Ei和从同一区域算起的距离L得到的膜厚减少量的函数ΔTr(L，Ei，Dj＝0)，变换为由酸的附着量Aadd得到的膜厚减少量的函数T(Dj＝0，Aadd)，则作为一般式，可用(式16)的形式记述。
ΔTr(L,Ei,Dj=0)=T(Dj=0,HEi∫∫SF(r)dxdy-G′)]]>(式16)在该(式16)中，假定在决定分布函数F(r)和常数H、G’时，如果酸的附着量Aadd是相同的，则膜厚减少量是相同的。实际上，结果变成为要在先假定了F(r)的函数系后再求常数H、G’。
在该(式16)的导出中，与(式13)的情况下同样，虽然要近似到公式变成为单纯的形式为止，但是，如(式10)或(式11)的情况等那样地，也可以更少地进行近似。
借助于以上，如图7所示，就会得到未曝光部分的酸的附着量与膜厚减少量的关系。
其次，进入到第5阶段。图8是说明第5阶段的说明图。在第5阶段中，对开口曝光区域1进行曝光量Ei的开口曝光，对从开口曝光区域1的中心恰好离开距离L的开口曝光区域2进行曝光量Dj的开口曝光，在进行了PEB和显影后，测定开口曝光区域2上的抗蚀剂膜的膜厚。在这里，距离L是2个开口曝光区域1、2的中心间距离。
由于酸向开口曝光区域2上附着的附着量，可随着对开口曝光区域2曝光的曝光量Dj的变化而变化，故开口曝光区域2，在膜厚测定机的允许范围内应尽可能地窄。
在开口曝光区域2的大小充分地小的情况下，即，在可以忽略从开口曝光区域2本身蒸发出来的酸向测定位置的附着的情况下，可以把第4阶段的解析的结果用做酸向开口曝光区域2中的膜厚测定位置上附着的附着量。借助于此，就可以求把酸的附着量定为Aadd1和把对膜厚测定位置进行照射的照射曝光量定为D1时的膜厚减少量T(D1，Aadd1)。
其次，在第6阶段，改变对开口曝光区域2进行曝光的曝光量Dj和2个开口曝光区域1、2间的中心间距离L地进行与第5阶段同样的操作。借助于此，就可以得到在把对开口曝光区域1进行曝光的曝光量当作特定的曝光量的情况下，对于各个曝光量Dj的中心间距离L与膜厚减少量之间的相关数据，图9示出了相关数据的一个例子。
然后，控制距离L和曝光量Ei中的至少一方，进行改变酸向测定位置上附着的附着量Aadd的测定。借助于此，如图10所示，就可以得到在向膜厚测定位置上照射的照射曝光量Dj和酸向膜厚测定位置上附着的附着量Aadd的情况下的膜厚减少量T(Dj，Aadd)。就是说，可以得到表示向膜厚测定位置上照射的照射曝光量与酸向膜厚测定位置上附着的酸量与膜厚测定位置上的膜厚减少量之间的关系的公式。
其次，对使用按照以上的第1到第6阶段的顺序所计算出来的膜厚减少量的关系式的危险图形的抽出进行说明。
图11示出了实现该危险图形抽出的危险图形抽出系统的构成。
该危险图形抽出系统具备第1功能部分21到第7功能部分27。
第1功能部分21，从借助于已知的方法取得的掩模数据中抽出着眼位置(x0，y0)的掩模数据。此外，第1功能部分21还指定以着眼位置(x0，y0)为中心的半径Lmax的圆内部分(周边范围S)。然后，第1功能部分21，特定含于周边范围S内的参照位置(x，y)，抽出所特定的参照位置(x，y)的掩模数据。
第2功能部分22，使用参照位置(x，y)的掩模数据，计算向与参照位置(x，y)对应的抗蚀剂膜上照射的实效照射曝光量E(x，y)。这时，把坐标系从掩模数据上边的坐标系变换成晶片上边的坐标系。也可以不使用E(x，y)而代之以使用规定的运算结果，例如使用对E(x，y)进行使用规定的平均扩散长度的卷积分后的结果。接着，第2功能部分22，计算着眼位置(x0，y0)与参照位置(x，y)之间的在抗蚀剂膜上边的距离r，进行使用分布函数F(r)的规定的运算(E(x，y)*F(r))。
第3功能部分23，在对于周边范围S内的所有的参照位置(x，y)都进行了规定的运算(E(x，y)*F(r))之后，应用(式14)，计算酸向与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜上附着的附着量Aadd(x0，y0)。(式14)的积分范围，就是周边范围S。
第4功能部分24，使用着眼位置(x0，y0)的掩模数据，计算向与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜上照射的实效照射曝光量D(x0，y0)。这时，把坐标系从掩模数据上边的坐标系变换成晶片上边的坐标系。作为向与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜上照射的照射曝光量D(x0，y0)，也可以使用第2功能部分22的运算结果，即使用向与参照位置(x，y)对应的抗蚀剂膜上照射的照射曝光量E(x，y)。
第5功能部分25，对于如上所述地预先计算出来的膜厚减少量的关系式或表，用向与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜上照射的实效照射曝光量D(x0，y0)和与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜上附着的酸的附着量Aadd(x0，y0)，求与着眼位置(x0，y0)对应的抗蚀剂膜的膜厚减少量T(D(x0，y0)，Aadd(x0，y0))。
第6功能部分26，对该膜厚减少量T(D(x0，y0)，Aadd(x0，y0))和抗蚀剂膜膜厚的膜厚减少量的阈值Tth进行比较，在膜厚减少量T(D(x0，y0)，Aadd(x0，y0))这一方大的情况下，就判定着眼位置(x0，y0)是危险图形。这时，也可以同时把图形尺寸加到判定基准中去。
第7功能部分27，使着眼位置移动，再次进行第1功能部分21到第6功能部分26的处理。
另外，在上述的处理中，例如，在计算对晶片的实效照射曝光量时，理想的是存储途中的计算结果，并采用反复使用该结果的办法，省略相同的计算等，以实现计算时间的高效率化。
如上所述，倘采用本实施形态，对于预先制作成的膜厚减少量的关系式或表，使用酸向与掩模数据上边的着眼位置对应的抗蚀剂膜上附着的附着量和曝光量，可以简单地计算与着眼位置对应的抗蚀剂膜的膜厚减少量。即，可以比实施形态1更为简单地进行危险图形的判定。
实施形态6在本实施形态中，对工序发生量是在显影工序的初期中展开路径下边的抗蚀剂膜对展开中的显影液的溶解量，工序影响因子量是由上述抗蚀剂膜的溶解所产生的显影液的当量浓度的变化量(或向上述着眼位置进行展开的显影液中溶解的抗蚀剂膜的溶解量)的情况，进行说明。
一般地说，在光刻工序中，存在着这样的问题显影液的当量浓度会因显影液展开到着眼位置上之前溶解了的抗蚀剂膜而降低，因此，着眼位置上的抗蚀剂膜的形状(尺寸、膜厚)就被形成为与本来的形状不同。主要是KrF抗蚀剂中成为问题。
当作为具体的现象，在进行展开的显影液的上游一侧大规模地存在着抗蚀剂膜的溶解部位时，就要出现在下游一侧的抗蚀剂膜中的抗蚀剂尺寸变粗或者抗蚀剂膜变成为T-top形状等的问题。
于是，在本实施形态中，也考虑因抗蚀剂膜的溶解而产生的显影液的当量浓度降低的问题，进行危险图形的抽出。
要预先取得对抗蚀剂膜的溶解量的显影液当量浓度的变化。此外，要采用使当量浓度变化的办法取得溶解速度(参看(式6))对归一化保护率的依赖性。即，在使显影液的当量浓度变成为恒定之后，取得溶解速度与归一化保护率之间的关系，改变当量浓度地进行该操作。根据这些结果，决定溶解速度对抗蚀剂溶解量和归一化保护率的依赖性。即决定根据抗蚀剂溶解量和归一化保护率计算溶解速度的函数，变成为在以下的模拟中可以利用的形式。
以下，把根据本实施形态的危险图形的抽出步骤应用于已考虑到PEB中反应基本过程的市售的抗蚀剂工序模拟器中，进行危险图形的抽出。以下，根据图15所示的流程图进行说明。
作为第1阶段，首先，第1功能部分31，从用已知的方法预先制作成的掩模数据中抽出着眼位置(x0，y0)的掩模数据。此外，第1功能部分31，还决定以着眼位置(x0，y0)为中心的规定的周边范围S，特定含于周边范围S内的参照位置(x，y)，抽出参照位置(x，y)的掩模数据。
在第2阶段中，第2功能部分32，计算着眼位置与参照位置之间的距离。另一方面，还要根据上述参照位置与显影液喷嘴的开口部分之间的距离以及显影液的展开速度、显影液的平均展开方向，计算参照位置处的抗蚀剂刻胶膜向通过了参照位置后的显影液中溶解的溶解量。使用该溶解量和上述的着眼位置与参照点位置之间的距离进行第1运算。对于周边范围S内的所有的参照位置进行第1运算。
在这里，稍微详细一点地对在上述第1、第2阶段中所述的周边范围S的特定进行说明。周边范围S的形状，是显影液从显影液喷嘴对着眼位置进行展开的范围。
实际上，周边范围S的形状，是取决于显影液的展开速度、喷嘴的种类而依赖于喷嘴的移动方向和晶片的旋转方向、喷嘴的开口部分的配置等的复杂的形状。此外，除去一部分的缝隙显影之外，由于晶片也要旋转，故显影液对着眼位置的展开方向因曝光闪光在晶片上的位置而不同。
严密地考虑上述问题是非常困难的。可以用以下的方法近似地进行处理。
(1)根据着眼位置与显影液喷嘴之间的平均距离、晶片上边的显影液的平均流速，决定要考虑的周边范围S的形状。
(2)对上述周边范围S的对象，分别设定为以着眼位置为原点进行垂直的2轴上的正负方向。此外也可以考虑不同的方向。
(3)对于对着眼位置的上述多个周边范围，进行到以下的第3阶段为止的处理，采用最大的工序影响因子量或第2运算值。
(4)使用上述最大工序影响因子量，进行以下的第4、第5阶段的处理，进行上述着眼位置是否是危险图形的判断。
其次，作为第3阶段，第3功能部分33，使用上述的第1运算结果，作为着眼位置上的工序影响因子量，计算已溶解到向着眼点进行展开的显影液内的抗蚀剂量或显影液的当量浓度，作为着眼位置的工序影响因子量。
作为第4阶段，第4功能部分34，根据本身为上述工序影响因子的刻胶的溶解量或依赖于当量浓度的显影参数的表或关系式，计算对上述着眼点的显影参数。此外，也利用不依赖于上述工序影响因子量的要预先决定的参数(反应系数、扩散常数等)，对着眼点处的抗蚀剂膜的膜厚进行模拟。
作为第5阶段，第5功能部分35，判定着眼位置上的抗蚀剂膜的膜厚是否大于等于规定的阈值。即，判断着眼位置处的抗蚀剂膜的溶解速度是否大于等于规定的阈值，如果大于等于规定的阈值，则判定与着眼位置对应的掩模数据不是危险图形，如果小于规定的阈值，则判定为是危险图形。
作为第6阶段，第6功能部分36，使着眼位置移动，对于别的着眼位置也进行判断。
如上所述，倘采用本实施形态，由于考虑到起因于抗蚀剂膜的溶解所产生的显影液的当量浓度的降低的抗蚀剂膜的溶解速度的变化地进行危险图形的抽出，故可在也考虑抗蚀剂膜的膜厚的同时进行危险图形的抽出。
在以往，由于一直进行仅仅考虑到抗蚀剂膜的面内方向的尺寸的危险图形的抽出，故把非危险图形的图形当作危险图形抽出来的可能性高。相对于此，在本实施形态中，由于也考虑到溶解速度的变化，即考虑到抗蚀剂膜的膜厚方向地进行危险图形的抽出，故可以大大减少把正常的图形当作危险图形抽出来的可能性。
实施形态7本实施形态，是使实施形态6的模拟模型变得简单起来的实施形态。
以下，仅仅对变更点进行说明。
可以取得向依赖于工序影响因子量的抗蚀剂膜照射的实效照射量(或其调制量)与抗蚀剂膜的膜厚减少量(或溶解速度)之间的关系而不必取得依赖于工序影响因子量的显影参数。
第1到第3阶段是相同的。
在第4阶段中，根据对表示为上述工序影响因子量的当量浓度(或显影液的溶解量)具有依赖性的实效照射量与膜厚减少量之间的相关关系，和上述着眼位置的工序影响因子量，计算着眼位置处的实效照射量与膜厚减少量之间的相关关系。根据上述相关关系和着眼位置的实效照射量分布，计算着眼位置的膜厚减少量。
在第5阶段中，对在第4阶段中计算出来的抗蚀剂膜厚度的计算值进行由与阈值进行比较施行的判定。
以上，倘采用本实施形态，与实施形态6比较，由于模拟模型是简易的，故具有可缩短计算时间的效果。
实施形态8也可以采用使计算机执行用通常的编程技法编制的程序的办法，实现要用在第1到第7实施形态中所述的危险图形抽出系统实现的功能，就是说执行在第1到第7实施形态中所述的危险图形抽出步骤的功能。该程序，也可以存储在规定的存储媒体中。
实施形态9在根据在第1到第7实施形态中所述的危险图形抽出步骤抽出了危险图形后，用该危险图形的信息修正掩模数据。准备根据修正后的掩模数据制作成的光掩模，借助于曝光，把在该光掩模上形成的图形复制到晶片上边的抗蚀剂膜上。如上所述，采用使用根据修正后的掩模数据制作成的光掩模进行曝光的办法，就可以制造具有所希望的性能的半导体器件。
权利要求
1.一种从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法，其特征在于至少包括以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从上述掩模数据中抽出处于预定的范围内的周边部分的掩模数据，把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量，用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行预定的运算，进行在上述规定的运算中所得到的运算值在上述预定的范围内的面积分或与之等同的运算，计算工序影响因子量，将上述工序影响因子量与预定的阈值进行比较。
2.一种从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法，其特征在于至少包括以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从上述掩模数据中抽出处于预定的范围内的周边部分的掩模数据，把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量，用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行预定的运算，进行在上述预定的运算中所得到的运算值在上述预定的范围内的面积分或与之等同的运算，计算工序影响因子量，使用上述着眼部分的掩模数据、上述工序影响因子量和依赖于上述工序影响因子量而变化的模拟参数，对上述着眼部分再次进行预定的运算，将用上述再次进行的预定的运算计算出来的运算值与预定的阈值进行比较。
3.根据权利要求2所述的危险图形抽出方法，其特征在于用上述再次进行的预定的运算计算出来的运算值，是上述着眼部分上的上述抗蚀剂膜的膜厚。
4.根据权利要求2所述的危险图形抽出方法，其特征在于在上述周边部分的掩模数据的抽出以及从上述着眼部分到上述参照部分的距离的计算中，实际上在晶片上边形成图形的有效掩模数据的区域的边界，被当作与和上述边界对向的上述掩模数据区域的边界相连续的边界进行处理。
5.根据权利要求2所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述工序发生量，是来自曝光工序或PEB工序或者它们双方的抗蚀剂膜的酸的蒸发量或其代表值。
6.根据权利要求5所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述酸的蒸发量的代表值，是对与上述参照部分对应的上述抗蚀剂膜的实效的光照射量。
7.根据权利要求5所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述酸的蒸发量的代表值，是与上述参照部分对应的上述抗蚀剂膜的电场强度或光吸收量。
8.根据权利要求5所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述酸的蒸发量的代表值，是与上述参照部分对应的上述抗蚀剂膜上的酸发生量。
9.根据权利要求5所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述酸的蒸发量的代表值，是与上述参照部分对应的上述抗蚀剂膜上的酸发生量与上述抗蚀剂膜中的碱物质量之差。
10.根据权利要求1所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述工序发生量，是来自曝光工序或PEB工序或者它们双方的抗蚀剂膜的酸的蒸发量或其代表值。
11.根据权利要求10所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述酸的蒸发量的代表值，是对与上述参照部分对应的上述抗蚀剂膜的实效的光照射量。
12.根据权利要求10所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述酸的蒸发量的代表值，是与上述参照部分对应的上述抗蚀剂膜的电场强度或光吸收量。
13.根据权利要求10所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述酸的蒸发量的代表值，是与上述参照部分对应的上述抗蚀剂膜上的酸发生量。
14.根据权利要求10所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述酸的蒸发量的代表值，是与上述参照部分对应的上述抗蚀剂膜上的酸发生量与上述抗蚀剂膜中的碱物质量之差。
15.根据权利要求1所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述工序发生量，是在显影工序的规定期间内对显影液溶出的抗蚀剂膜的量。
16.根据权利要求2所述的危险图形抽出方法，其特征在于上述工序发生量，是在显影工序的规定期间内对显影液溶出的抗蚀剂膜的量。
17.一种使计算机执行从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法的危险图形抽出程序，其特征在于至少要使计算机执行如下步骤以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从上述掩模数据中抽出处于预定的范围内的周边部分的掩模数据的第1步骤；把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量的第2步骤；用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行预定的运算的第3步骤；进行在上述第3步骤中所得到的运算值在上述预定的范围内的面积分或与之等同的运算计算工序影响因子量的第4步骤；将上述工序影响因子量与预定的阈值进行比较的第5步骤。
18.一种使计算机执行从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法的危险图形抽出程序，其特征在于至少要使计算机执行如下步骤以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从上述掩模数据中抽出处于预定的范围内的周边部分的掩模数据的第1步骤；把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量的第2步骤；用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行预定的运算的第3步骤；进行在上述第3步骤中所得到的运算值在上述预定的范围内的面积分或与之等同的运算，计算工序影响因子量的第4步骤；使用上述着眼部分的掩模数据、上述工序影响因子量、依赖于上述工序影响因子量而变化的模拟参数，对上述着眼部分进行预定的运算的第5步骤；将在上述第5步骤中计算出来的运算值与预定的阈值进行比较的第6步骤。
19.一种半导体器件的制造方法，至少要进行以在掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的上述掩模数据中抽出处于预定的范围内的周边部分的掩模数据，把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量，用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行预定的运算，进行在上述预定的运算中所得到的运算值在上述预定的范围内的面积分或与之等同的运算，计算工序影响因子量，将上述工序影响因子量与预定的阈值进行比较，以从用来制作上述光掩模的掩模数据中抽出危险图形，准备根据使用上述所抽出的危险图形的信息进行了修正的掩模数据制作的光掩模，使用上述光掩模使晶片上边的抗蚀剂膜曝光。
20.一种半导体器件的制造方法，至少要进行以在掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的上述掩模数据中抽出处于预定的范围内的周边部分的掩模数据，把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量，用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行预定的运算，进行在上述预定的运算中所得到的运算值在上述预定的范围内的面积分或与之等同的运算，计算工序影响因子量，使用上述着眼部分的掩模数据、上述工序影响因子量、依赖于上述工序影响因子量而变化的模拟参数，对上述着眼部分再次进行预定的运算，将用上述再次进行的预定的运算得到的运算值与预定的阈值进行比较，以从用来制作上述光掩模的掩模数据中抽出危险图形，准备根据使用上述所抽出的危险图形的信息进行了修正的掩模数据制作的光掩模，使用上述光掩模使晶片上边的抗蚀剂膜曝光。
全文摘要
本发明提供一种从用来制作在光刻工序中使用的光掩模的掩模数据中抽出危险图形的危险图形抽出方法，至少包括以在上述掩模数据中作为判定对象的着眼部分为基准从上述掩模数据中抽出处于预定的范围内的周边部分的掩模数据，把构成上述周边部分的各个部分定义为参照部分，在上述光刻工序中，借助于模拟计算从上述各个参照部分发生的工序发生量，用上述工序发生量和上述着眼部分与上述参照部分间的距离进行预定的运算，进行在上述预定的运算中所得到的运算值在上述预定的范围内的面积分或与之等同的运算，计算工序影响因子量，上述工序影响因子量与预定的阈值进行比较。
文档编号G03F1/68GK1627187SQ20041009700
公开日2005年6月15日 申请日期2004年12月8日 优先权日2003年12月8日
发明者河村大辅, 野岛茂树, 三本木省次 申请人:株式会社东芝