JP2010156849A - Generation method, method for making original plate, exposure method, method for producing device and program - Google Patents

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JP2010156849A JP2008335224A JP2008335224A JP2010156849A JP 2010156849 A JP2010156849 A JP 2010156849A JP 2008335224 A JP2008335224 A JP 2008335224A JP 2008335224 A JP2008335224 A JP 2008335224A JP 2010156849 A JP2010156849 A JP 2010156849A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for generating data on a pattern of an original plate in order to form the minute pattern, with high accuracy. <P>SOLUTION: The method for generating data on the pattern of the original plate includes: a division step of dividing an effective light source to be formed on a pupil plane of a projection optical system into a plurality of zones; a first decision step of deciding the incident angle of a plane wave entering each of the plurality of divided zones; a first calculation step of calculating the transmitted light distributions to be formed on the pupil plane by electromagnetic field numerical computations, by using a plurality of plane waves entering the plurality of divided zones respectively at the decided incident angles; a second calculation step of calculating approximate aerial images to be formed on the pupil plane of the projection optical system by the plurality of plane waves, on the basis of the plurality of calculated transmitted light distributions; a generation step of summing up a plurality of calculated approximate aerial images to generate an aerial image map; and a second decision step of deciding the pattern of the original plate, on the basis of the aerial image map generated. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、生成方法、原版の作成方法、露光方法、デバイスの製造方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a generation method, an original creation method, an exposure method, a device manufacturing method, and a program.

フォトリソグラフィー(焼き付け)技術を用いて半導体メモリや論理回路などの半導体デバイスを製造する際に、露光装置が使用されている。露光装置は、原版(マスク又はレチクル)に形成されたパターンを投影光学系によってウエハ等の基板に投影してパターンを転写する。近年では、半導体デバイスの微細化が進み、露光装置においては、露光波長(露光光の波長)よりも小さい寸法を有するパターンの形成が必要となってきている。   An exposure apparatus is used when a semiconductor device such as a semiconductor memory or a logic circuit is manufactured by using a photolithography technique. The exposure apparatus projects a pattern formed on an original plate (mask or reticle) onto a substrate such as a wafer by a projection optical system and transfers the pattern. In recent years, miniaturization of semiconductor devices has progressed, and in an exposure apparatus, it is necessary to form a pattern having a dimension smaller than the exposure wavelength (exposure light wavelength).

露光波長よりも小さい寸法を有するパターンに対しては、光の回折の影響が顕著に現れてしまうため、パターンの輪郭(パターン形状)がそのままウエハに形成されない。具体的には、パターンの角部が丸くなったり、パターンの長さが短くなったりするなどして、ウエハに形成されるパターンの形状精度が大幅に劣化してしまう。そこで、ウエハに形成されるパターンの形状精度の劣化を低減するために、ウエハに形成すべき(即ち、解像すべき)主パターンに対して、解像しない寸法を有する補助パターンを挿入する技術が提案されている(特許文献1乃至3参照)。   For a pattern having a dimension smaller than the exposure wavelength, the influence of light diffraction appears remarkably, so that the pattern outline (pattern shape) is not formed on the wafer as it is. Specifically, the shape accuracy of the pattern formed on the wafer is greatly deteriorated due to the corners of the pattern being rounded or the length of the pattern being shortened. Therefore, in order to reduce the deterioration of the shape accuracy of the pattern formed on the wafer, a technique for inserting an auxiliary pattern having a dimension that is not resolved with respect to the main pattern that is to be formed (that is, to be resolved) on the wafer. Has been proposed (see Patent Documents 1 to 3).

特許文献1及び2には、補助パターンの挿入位置を数値計算で導出する技術が開示されている。かかる技術では、インターフェレンスマップ(Interference map、以下、「干渉マップ」と称する)を数値計算で求め、マスク上で互いに干渉する位置(領域)と干渉を打ち消し合う位置(領域)とを導出する。そして、干渉マップにおいて干渉する位置には、主パターンを通過した光の位相と補助パターンを通過した光の位相が等しくなるような補助パターンを挿入する。その結果、主パターンを通過した光と補助パターンを通過した光とが強く干渉し、ウエハ上に目標のパターンを精度よく形成することができる。なお、マスク面とウエハ面とは結像関係にあるため、干渉マップは像面での振幅を求めているとみなすこともできる。ここで、目標のパターンとは、マスク上に存在する要素であって、ウエハに転写される要素である。また、特許文献3においても、数値的に補助パターンの情報を得る方法が開示されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose techniques for deriving the insertion position of the auxiliary pattern by numerical calculation. In such a technique, an interference map (hereinafter referred to as “interference map”) is obtained by numerical calculation, and a position (region) that interferes with each other on the mask and a position (region) that cancels interference are derived. . Then, an auxiliary pattern is inserted at a position where interference occurs in the interference map so that the phase of light passing through the main pattern and the phase of light passing through the auxiliary pattern are equal. As a result, the light passing through the main pattern and the light passing through the auxiliary pattern strongly interfere with each other, and the target pattern can be accurately formed on the wafer. Since the mask surface and the wafer surface are in an imaging relationship, the interference map can be regarded as obtaining the amplitude on the image surface. Here, the target pattern is an element existing on the mask and transferred to the wafer. Also, Patent Document 3 discloses a method for obtaining auxiliary pattern information numerically.

露光装置におけるマスクパターンとウエハパターンとの関係は、部分コヒーレント結像の関係にある。部分コヒーレント結像では、有効光源の情報からマスク面での可干渉性を求め、マスクパターンのスペクトル分布(回折光分布)と投影光学系の瞳の情報とから空中像を算出することができる。ここで、可干渉性とは、マスク面上の距離に応じた干渉の度合いである。また、有効光源とは、マスク面での可干渉性の分布のフーリエ変換であり、マスクがないときに、投影光学系の瞳面に形成される光強度分布である。   The relationship between the mask pattern and the wafer pattern in the exposure apparatus is a partial coherent imaging relationship. In partial coherent imaging, coherence on the mask surface can be obtained from information on the effective light source, and an aerial image can be calculated from the spectrum distribution (diffracted light distribution) of the mask pattern and the pupil information of the projection optical system. Here, coherence is the degree of interference according to the distance on the mask surface. The effective light source is a Fourier transform of the coherent distribution on the mask surface, and is a light intensity distribution formed on the pupil plane of the projection optical system when there is no mask.

有効光源の可干渉性は、相互透過係数(TCC:Transmission Cross Coefficient)を用いて考慮することができる。TCCは投影光学系の瞳面で定義され、有効光源、投影光学系の瞳関数、そして、投影光学系の瞳関数の複素共役の重なり部分である。特許文献3では、投影光学系の瞳関数と有効光源の位置を固定し、投影光学系の瞳関数の複素共役の位置だけを可変とすることでTCC関数を2次元的に表し、近似した空中像(以下、「近似空中像」と称する)を求めている。そして、近似空中像の目標パターン以外のピーク位置付近に補助パターンを挿入することで、ウエハ上に目標のパターンを精度よく形成するためのマスクパターンを得ることができる。   The coherence of an effective light source can be considered using a mutual transmission coefficient (TCC). TCC is defined by the pupil plane of the projection optical system, and is an overlapping portion of the effective light source, the pupil function of the projection optical system, and the complex conjugate of the pupil function of the projection optical system. In Patent Document 3, the pupil function of the projection optical system and the position of the effective light source are fixed, and only the position of the complex conjugate of the pupil function of the projection optical system is made variable to represent the TCC function two-dimensionally and approximated in the air. An image (hereinafter referred to as “approximate aerial image”) is obtained. Then, by inserting an auxiliary pattern near the peak position other than the target pattern of the approximate aerial image, a mask pattern for accurately forming the target pattern on the wafer can be obtained.

一方、マスクを透過した光を正確に求める方法として、マスクウェル方程式に基づいた厳密な電磁場数値計算手法(例えば、FDTD法やRCWA法)が一般的に知られている。
特開2004−221594号公報 特開2005−183981号公報 特開2008−40470号公報
On the other hand, as a method for accurately obtaining light transmitted through a mask, a strict electromagnetic field numerical calculation method (for example, FDTD method or RCWA method) based on a mask well equation is generally known.
JP 2004-221594 A JP 2005-183981 A JP 2008-40470 A

しかしながら、従来技術では、マスクを透過した光の分布(透過光分布)を近似的に求めているため、急速な微細化が進むパターンに対して、目標のパターンを十分な精度でウエハ上に形成するマスクパターンを得ることができなくなってきている。   However, in the prior art, since the distribution of light transmitted through the mask (transmitted light distribution) is approximately obtained, the target pattern is formed on the wafer with sufficient accuracy against the pattern that is rapidly miniaturized. It has become impossible to obtain a mask pattern.

そこで、本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、微細なパターンを精度よく形成する原版のパターンのデータを生成する技術を提供することを例示的目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a technique for generating original pattern data for accurately forming a fine pattern.

上記目的を達成するために、本発明の第1の側面としての生成方法は、光源からの光を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に用いられる原版のパターンのデータをコンピュータによって生成する生成方法であって、前記原版が前記投影光学系の物体面に配置されていない場合に前記投影光学系の瞳面に形成される有効光源を複数の領域に分割する分割ステップと、前記分割ステップで分割された複数の領域のそれぞれに入射する平面波の入射角を決定する第1の決定ステップと、前記第1の決定ステップで決定された入射角で前記複数の領域のそれぞれに入射する複数の平面波のそれぞれについて、前記光源からの光が前記投影光学系の物体面に配置されたパターンを通過して前記投影光学系の瞳面に形成する透過光分布を、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出する第1の算出ステップと、前記第1の算出ステップで算出された複数の透過光分布のそれぞれに基づいて、前記複数の平面波のそれぞれが前記投影光学系の像面に形成する近似空中像を算出する第2の算出ステップと、前記第2の算出ステップで算出された複数の近似空中像を足し合わせて空中像マップを生成する生成ステップと、前記生成ステップで生成された空中像マップに基づいて、前記原版のパターンを決定する第2の決定ステップと、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a generation method according to a first aspect of the present invention includes an illumination optical system that illuminates an original using light from a light source, and a projection optical system that projects a pattern of the original onto a substrate. A pattern generation method for generating pattern data of an original plate used in an exposure apparatus provided with a computer, wherein the pattern data is formed on a pupil plane of the projection optical system when the original plate is not arranged on the object plane of the projection optical system. A dividing step of dividing the effective light source into a plurality of regions, a first determining step of determining an incident angle of a plane wave incident on each of the plurality of regions divided in the dividing step, and the first determining step For each of the plurality of plane waves incident on each of the plurality of regions at the determined incident angle, the light from the light source passes through a pattern arranged on the object plane of the projection optical system. A first calculation step of calculating a transmitted light distribution formed on the pupil plane of the projection optical system by an electromagnetic field numerical calculation based on a Maxwell equation, and a plurality of transmitted light distributions calculated in the first calculation step. Based on each, a second calculation step of calculating an approximate aerial image formed on the image plane of the projection optical system by each of the plurality of plane waves, and a plurality of approximate aerial images calculated in the second calculation step Are added to each other to generate an aerial image map, and based on the aerial image map generated in the generation step, a second determination step is performed to determine the pattern of the original plate.

本発明の第2の側面としての生成方法は、光源からの光を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に用いられる原版のパターンのデータをコンピュータによって生成する生成方法であって、前記光源からの光が前記投影光学系の物体面に配置されたパターンを通過して前記投影光学系の瞳面に形成する透過光分布を、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出する第1の算出ステップと、前記第1の算出ステップで算出された透過光分布に基づいて、前記投影光学系の像面に形成される近似空中像を算出する第2の算出ステップと、前記第2の算出ステップで算出された近似空中像に基づいて、前記原版のパターンを決定する決定ステップと、を有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a generation method in which an original is used in an exposure apparatus including an illumination optical system that illuminates an original using light from a light source and a projection optical system that projects a pattern of the original onto a substrate. A method of generating the pattern data of the above by a computer, wherein the light from the light source passes through the pattern arranged on the object plane of the projection optical system and forms on the pupil plane of the projection optical system Is calculated by an electromagnetic field numerical calculation based on the Maxwell equation, and an approximate aerial image formed on the image plane of the projection optical system based on the transmitted light distribution calculated in the first calculation step. And a determination step of determining a pattern of the original plate based on the approximate aerial image calculated in the second calculation step. And butterflies.

本発明の第3の側面としての原版の作成方法は、上述の生成方法で生成されたデータに基づいて原版を作成することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for creating an original, which is characterized by creating an original based on data generated by the above-described generation method.

本発明の第4の側面としての露光方法は、上述の原版の作成方法で作成された原版を照明するステップと、投影光学系を介して前記原版のパターンの像を基板に投影するステップと、を有することを特徴とする。   An exposure method according to a fourth aspect of the present invention includes a step of illuminating an original produced by the above-described original production method, a step of projecting an image of the original pattern onto a substrate via a projection optical system, It is characterized by having.

本発明の第5の側面としてのデバイスの製造方法は、上述の露光方法を用いて基板を露光するステップと、露光された前記基板を現像するステップと、を有することを特徴とする。   A device manufacturing method according to a fifth aspect of the present invention includes a step of exposing a substrate using the exposure method described above, and a step of developing the exposed substrate.

本発明の第6の側面としてのプログラムは、光源からの光を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に用いられる原版のパターンのデータを生成する生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記コンピュータに、前記原版が前記投影光学系の物体面に配置されていない場合に前記投影光学系の瞳面に形成される有効光源を複数の領域に分割する分割ステップと、前記分割ステップで分割された複数の領域のそれぞれに入射する平面波の入射角を決定する第1の決定ステップと、前記第1の決定ステップで決定された入射角で前記複数の領域のそれぞれに入射する複数の平面波のそれぞれについて、前記光源からの光が前記投影光学系の物体面に配置されたパターンを通過して前記投影光学系の瞳面に形成する透過光分布を、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出する第1の算出ステップと、前記第1の算出ステップで算出された複数の透過光分布のそれぞれに基づいて、前記複数の平面波のそれぞれが前記投影光学系の像面に形成する近似空中像を算出する第2の算出ステップと、前記第2の算出ステップで算出された複数の近似空中像を足し合わせて空中像マップを生成する生成ステップと、前記生成ステップで生成された空中像マップに基づいて、前記原版のパターンを決定する第2の決定ステップと、を実行させることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a program for an original used in an exposure apparatus including an illumination optical system that illuminates an original using light from a light source and a projection optical system that projects a pattern of the original onto a substrate. A program for causing a computer to execute a generation method for generating pattern data, which is formed on the pupil plane of the projection optical system when the original is not disposed on the object plane of the projection optical system. A dividing step for dividing the effective light source to be divided into a plurality of regions, a first determining step for determining an incident angle of a plane wave incident on each of the plurality of regions divided in the dividing step, and the first determining step The light from the light source is arranged on the object plane of the projection optical system for each of a plurality of plane waves incident on each of the plurality of regions at an incident angle determined in A first calculation step of calculating a transmitted light distribution that passes through the pattern and forms on the pupil plane of the projection optical system by an electromagnetic field numerical calculation based on a Maxwell equation, and a plurality of calculations calculated in the first calculation step Calculated in the second calculation step and the second calculation step for calculating an approximate aerial image that each of the plurality of plane waves forms on the image plane of the projection optical system based on each of the transmitted light distributions of A generation step of adding a plurality of approximate aerial images to generate an aerial image map; and a second determination step of determining a pattern of the original based on the aerial image map generated in the generation step. It is characterized by that.

本発明の第7の側面としてのプログラムは、光源からの光を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に用いられる原版のパターンのデータを生成する生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記コンピュータに、前記光源からの光が前記投影光学系の物体面に配置されたパターンを通過して前記投影光学系の瞳面に形成する透過光分布を、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出する第1の算出ステップと、前記第1の算出ステップで算出された透過光分布に基づいて、前記投影光学系の像面に形成される近似空中像を算出する第2の算出ステップと、前記第2の算出ステップで算出された近似空中像に基づいて、前記原版のパターンを決定する決定ステップと、を実行させることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a program for an original used in an exposure apparatus including an illumination optical system that illuminates an original using light from a light source and a projection optical system that projects a pattern of the original onto a substrate. A program for causing a computer to execute a generation method for generating pattern data, wherein the projection optical system allows the light from the light source to pass through a pattern arranged on an object plane of the projection optical system. A transmission light distribution formed on the pupil plane of the projection optical system based on a first calculation step of calculating by electromagnetic field numerical calculation based on Maxwell's equations and the transmission light distribution calculated in the first calculation step. A second calculation step of calculating an approximate aerial image formed on the image plane; and a pattern of the original based on the approximate aerial image calculated in the second calculation step. Characterized in that to execute a determination step of determining a down, a.

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。   Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、例えば、微細なパターンを精度よく形成する原版のパターンのデータを生成する技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which produces | generates the data of the pattern of the original plate which forms a fine pattern accurately can be provided, for example.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本発明は、IC、LSIなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、CCDなどの撮像素子といった各種デバイスの製造やマイクロメカニクスで用いられる原版のパターンのデータを生成する際に適用することができる。ここで、マイクロメカニクスとは、半導体集積回路製造技術を微細構造体の製作に応用して高度な機能を有するミクロン単位の機械システムを作成する技術やかかる機械システム自体をいう。本発明は、例えば、開口数(NA)の大きな投影光学系を備える露光装置や投影光学系とウエハとの間を液体で満たす液浸露光装置に用いられる有効光源及び原版のデータに好適である。   The present invention generates original pattern data used in the manufacture of various devices such as semiconductor chips such as IC and LSI, display elements such as liquid crystal panels, detection elements such as magnetic heads, imaging elements such as CCDs, and micromechanics. Can be applied when. Here, the micromechanics refers to a technique for creating a micron-scale mechanical system having advanced functions by applying a semiconductor integrated circuit manufacturing technique to the manufacture of a fine structure, or the mechanical system itself. The present invention is suitable for, for example, an effective light source and original plate data used in an exposure apparatus having a projection optical system having a large numerical aperture (NA) or an immersion exposure apparatus that fills a space between the projection optical system and the wafer with a liquid. .

本発明で開示される概念は、数学的にモデル化することができる。従って、コンピュータ・システムのソフトウエア機能として実装することができる。コンピュータ・システムのソフトウエア機能は、実行可能なソフトウエア・コードを有するプログラミングを含み、本実施形態では、微細なパターンを精度よく形成するマスクパターンを決定して原版のデータを生成することができる。ソフトウエア・コードは、コンピュータ・システムのプロセッサによって実行される。ソフトウエア・コード動作中において、コード又は関連データ記録は、コンピュータ・プラットフォームに格納される。但し、ソフトウエア・コードは、他の場所に格納される、或いは、適切なコンピュータ・システムにロードされることもある。従って、ソフトウエア・コードは、1つ又は複数のモジュールとして、コンピュータで読み取り可能な記録媒体で保持することができる。本発明は、上述したコードという形式で記述することが可能であり、1つ又は複数のソフトウエア製品として機能させることができる。   The concepts disclosed in the present invention can be modeled mathematically. Therefore, it can be implemented as a software function of a computer system. The software function of the computer system includes programming having executable software code, and in this embodiment, a mask pattern that accurately forms a fine pattern can be determined to generate original data. . The software code is executed by the processor of the computer system. During software code operation, the code or associated data record is stored on a computer platform. However, the software code may be stored elsewhere or loaded into a suitable computer system. Thus, the software code can be held on a computer readable recording medium as one or more modules. The present invention can be described in the form of the above-described code, and can function as one or more software products.

図1は、本発明の一側面としての生成方法を実行する処理装置1の構成を示す概略ブロック図である。かかる生成方法は、光源からの光を用いて原版(マスク)を照明する照明光学系と、原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に用いられる原版のパターンのデータ(マスクデータ)を生成する。   FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a processing apparatus 1 that executes a generation method according to one aspect of the present invention. Such a generation method includes data of an original pattern (mask) used in an exposure apparatus including an illumination optical system that illuminates an original (mask) using light from a light source and a projection optical system that projects the original pattern onto a substrate. Data).

処理装置1は、例えば、汎用のコンピュータで構成され、図1に示すように、バス配線10と、制御部20と、表示部30と、記憶部40と、入力部50と、媒体インターフェース60とを有する。   The processing device 1 is configured by, for example, a general-purpose computer, and as illustrated in FIG. 1, a bus wiring 10, a control unit 20, a display unit 30, a storage unit 40, an input unit 50, a medium interface 60, and the like. Have

バス配線10は、制御部20、表示部30、記憶部40、入力部50及び媒体インターフェース60を相互に接続する。   The bus wiring 10 connects the control unit 20, the display unit 30, the storage unit 40, the input unit 50, and the medium interface 60 to each other.

制御部20は、CPU、GPU、DSP又はマイコンで構成され、一時記憶のためのキャッシュメモリなどを含む。制御部20は、入力部50を介してユーザから入力されるマスクデータ生成プログラム401の起動命令に基づいて、記憶部40に記憶されたマスクデータ生成プログラム401を起動して実行する。制御部20は、記憶部40に記憶されたデータを用いて、マスクデータの生成に関連する演算を実行する。   The control unit 20 includes a CPU, GPU, DSP, or microcomputer, and includes a cache memory for temporary storage. The control unit 20 activates and executes the mask data generation program 401 stored in the storage unit 40 based on the activation command of the mask data generation program 401 input from the user via the input unit 50. The control unit 20 uses the data stored in the storage unit 40 to execute calculations related to the generation of mask data.

表示部30は、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示デバイスで構成される。表示部30は、例えば、マスクデータ生成プログラム401の実行に関連する情報(例えば、後述する近似空中像の2次元像412やマスクデータ408など)を表示する。   The display unit 30 is configured by a display device such as a CRT display or a liquid crystal display, for example. The display unit 30 displays, for example, information related to execution of the mask data generation program 401 (for example, a two-dimensional image 412 of an approximate aerial image and mask data 408 described later).

記憶部40は、例えば、メモリやハードディスクで構成される。記憶部40は、媒体インターフェース60に接続された記憶媒体70から提供されるマスクデータ生成プログラム401を記憶する。   The storage unit 40 is configured by, for example, a memory or a hard disk. The storage unit 40 stores a mask data generation program 401 provided from the storage medium 70 connected to the medium interface 60.

記憶部40は、マスクデータ生成プログラム401を実行する際の入力情報として、パターンデータ402と、有効光源情報403と、NA情報404と、λ情報405と、収差情報406と、レジスト情報407とを記憶する。また、記憶部40は、マスクデータ生成プログラム401を実行した後の出力情報として、マスクデータ(マスクパターン)408を記憶する。更に、記憶部40は、マスクデータ生成プログラム401の実行中の一時記憶情報として、透過光分布409と、近似空中像410と、空中像マップ411と、2次元像412と、変形パターンデータ(主パターンと補助パターン)413とを記憶する。   The storage unit 40 includes pattern data 402, effective light source information 403, NA information 404, λ information 405, aberration information 406, and registration information 407 as input information when executing the mask data generation program 401. Remember. The storage unit 40 stores mask data (mask pattern) 408 as output information after the mask data generation program 401 is executed. Further, the storage unit 40 temporarily transmits transmitted light distribution 409, an approximate aerial image 410, an aerial image map 411, a two-dimensional image 412, and deformation pattern data (mainly) as temporarily stored information during execution of the mask data generation program 401. Pattern and auxiliary pattern) 413 are stored.

マスクデータ生成プログラム401は、露光装置に用いられるマスクのパターンや空間光変調器(SLM)のパターン形成部で形成されるパターンなどのデータを示すマスクデータ408を生成するプログラムである。ここで、パターンは閉じた図形で形成され、それらの集合体でマスク全体のパターンが構成される。   The mask data generation program 401 is a program for generating mask data 408 indicating data such as a mask pattern used in an exposure apparatus and a pattern formed by a pattern forming unit of a spatial light modulator (SLM). Here, the pattern is formed by a closed figure, and the pattern of the entire mask is composed of the aggregate.

パターンデータ402は、集積回路などの設計において、レイアウト設計されたパターン(ウエハに形成する解像パターンであり、レイアウトパターン又は目標パターンと呼ばれる)のデータである。   The pattern data 402 is data of a layout designed pattern (a resolution pattern formed on a wafer and called a layout pattern or a target pattern) in designing an integrated circuit or the like.

有効光源情報403は、投影光学系に収差、複屈折及び透過ムラがなく、投影光学系の物体面にマスクが配置されていない場合に投影光学系の瞳面に形成される光強度分布(有効光源)及び偏光に関する情報である。   The effective light source information 403 is a light intensity distribution (effective) formed on the pupil plane of the projection optical system when there is no aberration, birefringence and transmission unevenness in the projection optical system and no mask is arranged on the object plane of the projection optical system. Light source) and polarization information.

NA情報404は、投影光学系の像面側の開口数(NA)に関する情報である。   The NA information 404 is information related to the numerical aperture (NA) on the image plane side of the projection optical system.

λ情報405は、光源から射出される光(露光光)の波長λに関する情報である。   The λ information 405 is information regarding the wavelength λ of light (exposure light) emitted from the light source.

収差情報406は、投影光学系の収差に関する情報である。投影光学系に複屈折がある場合には、複屈折に応じて位相ズレが発生するが、かかる位相ズレも収差の一種として考えることができる。   The aberration information 406 is information regarding the aberration of the projection optical system. When the projection optical system has birefringence, a phase shift occurs according to the birefringence. Such phase shift can also be considered as a kind of aberration.

レジスト情報407は、ウエハに塗布されるレジストに関する情報である。   The resist information 407 is information regarding the resist applied to the wafer.

マスクデータ408は、マスクデータ生成プログラム401を実行することによって生成される実際の原版であるマスクのパターンを示すデータである。   The mask data 408 is data indicating a mask pattern which is an actual original generated by executing the mask data generation program 401.

透過光分布409は、マスクデータ生成プログラム401の実行中に生成され、光源からの光が投影光学系の物体面に配置されたマスクのパターンを通過して投影光学系の瞳面に形成する透過光分布を示したものである。   The transmitted light distribution 409 is generated during execution of the mask data generation program 401, and the light from the light source passes through the mask pattern arranged on the object plane of the projection optical system and is formed on the pupil plane of the projection optical system. The light distribution is shown.

近似空中像410は、マスクデータ生成プログラム401の実行中に生成され、ウエハ面において、主要な回折光との干渉で形成される近似的な空中像の分布を示したものである。   The approximate aerial image 410 is generated during execution of the mask data generation program 401, and shows an approximate aerial image distribution formed by interference with main diffracted light on the wafer surface.

空中像マップ411は、マスクデータ生成プログラム401の実行中に生成され、複数の近似空中像410を足し合わせたものである。なお、空中像マップ411は、近似空中像410そのものであることもある。   The aerial image map 411 is generated during execution of the mask data generation program 401 and is obtained by adding a plurality of approximate aerial images 410. Note that the aerial image map 411 may be the approximate aerial image 410 itself.

2次元像412は、マスクデータ生成プログラム401の実行中に生成され、近似空中像410を基準スライス値で切断した際の2次元像である。   A two-dimensional image 412 is generated during execution of the mask data generation program 401, and is a two-dimensional image when the approximate aerial image 410 is cut with a reference slice value.

変形パターンデータ413は、マスクデータ生成プログラム401を実行することで変形される主パターンと、マスクデータ生成プログラム401を実行することで挿入される補助パターンとを含むデータである。   The deformation pattern data 413 is data including a main pattern that is deformed by executing the mask data generation program 401 and an auxiliary pattern that is inserted by executing the mask data generation program 401.

なお、パターンデータ402、マスクデータ408及び変形パターンデータ413は、主パターン及び補助パターンの位置、大きさ、形状、透過率、位相情報などを含む。また、パターンデータ402、マスクデータ408及び変形パターンデータ413は、主パターン及び補助パターンの存在しない領域(背景)の透過率や位相情報なども含む。   Note that the pattern data 402, the mask data 408, and the deformation pattern data 413 include the position, size, shape, transmittance, phase information, and the like of the main pattern and the auxiliary pattern. Further, the pattern data 402, the mask data 408, and the deformation pattern data 413 include transmittance and phase information of a region (background) where the main pattern and the auxiliary pattern do not exist.

入力部50は、例えば、キーボードやマウスなどを含む。ユーザは、入力部50を介して、マスクデータ生成プログラム401の入力情報などを入力することが可能である。   The input unit 50 includes, for example, a keyboard and a mouse. The user can input input information of the mask data generation program 401 through the input unit 50.

媒体インターフェース60は、例えば、フレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ、DVD−ROMドライブ、USBインターフェースなどを含み、記憶媒体70と接続可能に構成される。なお、記憶媒体70は、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、USBメモリなどであり、マスクデータ生成プログラム401や処理装置1が実行するその他のプログラムを提供する。   The medium interface 60 includes, for example, a flexible disk drive, a CD-ROM drive, a DVD-ROM drive, a USB interface, and the like, and is configured to be connectable to the storage medium 70. The storage medium 70 is a flexible disk, CD-ROM, DVD-ROM, USB memory, or the like, and provides a mask data generation program 401 and other programs executed by the processing device 1.

以下、図2を参照して、処理装置1の制御部20がマスクデータ生成プログラム401を実行してマスクデータ408を生成する処理について説明する。なお、パターンデータ402、有効光源情報403、NA情報404、λ情報405、収差情報406及びレジスト情報407を含む入力情報は、ユーザによって予め決定されているものとする。ユーザは、入力部50を介して、記憶部40に記憶された入力情報を選択することも可能であるし、入力情報を直接入力することも可能である。   Hereinafter, a process in which the control unit 20 of the processing apparatus 1 executes the mask data generation program 401 to generate the mask data 408 will be described with reference to FIG. It is assumed that input information including pattern data 402, effective light source information 403, NA information 404, λ information 405, aberration information 406, and registration information 407 is determined in advance by the user. The user can select the input information stored in the storage unit 40 via the input unit 50, or can directly input the input information.

ステップS202では、制御部20は、有効光源情報403に基づいて、有効光源を複数の領域に分割するかどうかを判定する。本実施形態では、有効光源上の各点に入射する平面波を考えた場合に、それらの入射角が一定条件を満たす場合には、有効光源を複数の領域に分割する。なお、有効光源上の各点は、互いに異なる入射角の平面波に1対1で対応するものとする。例えば、図3に示すように、平面波の入射方向ベクトルとマスクの基板の法線とのなす角(入射角)をθ、平面波の入射方向ベクトルの基板への射影とx軸(基板上の1つの方向)とのなす角(射影角)をφと定義する。そして、有効光源上の点に対して入射角θが10°を超えるものがある、或いは、入射角θと射影角φとの間の差が90°を超えるものがある場合には、有効光源を複数の領域に分割する。但し、有効光源を分割する条件は、これに限定されるものではない。一方、有効光源上の各点に入射する平面波の入射角が有効光源上のいかなる点でも同じとみなせる(即ち、有効光源上のいかなる点からの光もマスクを通過して同じ透過光分布を形成するとみなせる)場合には、有効光源を複数の領域に分割する必要はない。このようにして、有効光源を複数の領域に分割すると判定した場合には、ステップS204に進み、有効光源を複数の領域に分割しないと判定した場合には、ステップS208に進む。ここで、図3は、マスクとマスクに入射する平面波との関係を模式的に示す図である。   In step S202, the control unit 20 determines whether to divide the effective light source into a plurality of regions based on the effective light source information 403. In the present embodiment, when plane waves incident on each point on the effective light source are considered and the incident angles satisfy a certain condition, the effective light source is divided into a plurality of regions. Each point on the effective light source corresponds to a plane wave having a different incident angle on a one-to-one basis. For example, as shown in FIG. 3, the angle (incident angle) formed by the plane wave incident direction vector and the normal of the mask substrate is θ, the projection of the plane wave incident direction vector onto the substrate, and the x-axis (1 on the substrate). The angle (projection angle) formed by two directions) is defined as φ. If there is an incident angle θ exceeding 10 ° with respect to a point on the effective light source, or if there is a difference between the incident angle θ and the projection angle φ exceeding 90 °, the effective light source Is divided into a plurality of regions. However, the condition for dividing the effective light source is not limited to this. On the other hand, the incident angle of the plane wave incident on each point on the effective light source can be regarded as the same at any point on the effective light source (that is, light from any point on the effective light source passes through the mask and forms the same transmitted light distribution). In this case, it is not necessary to divide the effective light source into a plurality of regions. In this way, when it is determined that the effective light source is divided into a plurality of areas, the process proceeds to step S204, and when it is determined that the effective light source is not divided into a plurality of areas, the process proceeds to step S208. Here, FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the mask and the plane wave incident on the mask.

ステップS204では、制御部20は、有効光源を複数の領域に分割する。具体的には、制御部20は、有効光源を、入射する平面波の入射角が同じとみなせる領域に分割する。換言すれば、分割された領域のそれぞれにおいて、かかる領域上の各点からの光がマスクを通過して同じ透過光分布を形成するとみなせるように、有効光源を分割する。   In step S204, the control unit 20 divides the effective light source into a plurality of regions. Specifically, the control unit 20 divides the effective light source into regions where the incident angles of the incident plane waves can be regarded as the same. In other words, in each of the divided regions, the effective light source is divided so that the light from each point on the region can be regarded as forming the same transmitted light distribution through the mask.

ステップS206では、制御部20は、ステップS204で分割された複数の領域のそれぞれに入射する平面波の入射角を決定する(第1の決定ステップ)。上述したように、有効光源は、ステップS204において、入射する平面波の入射角が同じとみなせる領域に分割されているため、複数の領域のそれぞれに入射する平面波の入射角を一意的に決定することができる。   In step S206, the control unit 20 determines the incident angle of the plane wave incident on each of the plurality of regions divided in step S204 (first determination step). As described above, since the effective light source is divided into regions in step S204 where the incident angles of the incident plane waves can be regarded as the same, the incident angles of the plane waves incident on each of the plurality of regions are uniquely determined. Can do.

ステップS208では、制御部20は、光源からの光がマスクのパターンを通過して投影光学系の瞳面に形成する透過光分布409を、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出する。ここで、有効光源が複数の領域に分割されている場合には、ステップS206で決定された入射角で複数の領域のそれぞれに入射する複数の平面波のそれぞれについて、透過光分布を算出する(第1の算出ステップ)。一方、有効光源が複数の領域に分割されていない場合には、有効光源情報403に基づいて、1つの透過光分布を算出する。なお、マスクデータ生成プログラム401を実行して最初に透過光分布を算出する場合には、マスクのパターンとして、パターンデータ402を用いる。また、ステップS208では、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算を用いているため、厳密な透過光分布を算出することができる。   In step S208, the control unit 20 calculates a transmitted light distribution 409 formed on the pupil plane of the projection optical system by the light from the light source passing through the mask pattern by electromagnetic field numerical calculation based on the Maxwell equation. Here, when the effective light source is divided into a plurality of regions, the transmitted light distribution is calculated for each of the plurality of plane waves incident on each of the plurality of regions at the incident angle determined in step S206 (first step). 1 calculation step). On the other hand, when the effective light source is not divided into a plurality of regions, one transmitted light distribution is calculated based on the effective light source information 403. Note that when the transmitted light distribution is first calculated by executing the mask data generation program 401, the pattern data 402 is used as a mask pattern. In step S208, since the electromagnetic field numerical calculation based on the Maxwell equation is used, a strict transmitted light distribution can be calculated.

ここで、ステップS208において、厳密な透過光分布を算出する理由について説明する。従来、透過光分布を算出する方法として、透過部直後の電場振幅を1、遮光部直後の電場振幅を0として階段関数型の分布を与えるキルヒホッフ近似と呼ばれる方法が知られている。但し、キルヒホッフ近似から算出される透過光分布は、近似的な透過光分布であって、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算(厳密計算)から算出される厳密な透過光分布とは異なる。例えば、図4に示すような遮光型の孤立ラインパターンに対して短手方向からy偏光(y方向の直線偏光)の平面波を斜入射させた場合に、キルヒホッフ近似及び厳密計算のそれぞれから算出される電場(y成分)の分布を図5に示す。また、図4に示すような透過型の孤立ラインパターンに対して短手方向からy偏光の平面波を斜入射させた場合に、キルヒホッフ近似及び厳密計算のそれぞれから算出される電場(y成分)の分布を図6に示す。なお、図5及び図6では、縦軸にy方向の電場の振幅を採用し、横軸にx方向の位置を採用している。図5及び図6を参照するに、キルヒホッフ近似から算出される電場と厳密計算から算出される電場とが大きく異なっていることがわかる。そこで、本実施形態では、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算(例えば、FDTD法やRCWA法)によって厳密な透過光分布を算出している。   Here, the reason why the strict transmitted light distribution is calculated in step S208 will be described. Conventionally, as a method for calculating the transmitted light distribution, a method called Kirchhoff approximation is known which gives a step function type distribution with the electric field amplitude immediately after the transmission part being 1 and the electric field amplitude immediately after the light shielding part being 0. However, the transmitted light distribution calculated from the Kirchhoff approximation is an approximate transmitted light distribution, and is different from the strict transmitted light distribution calculated from the electromagnetic field numerical calculation (exact calculation) based on the Maxwell equation. For example, when a plane wave of y-polarized light (linearly polarized light in the y direction) is obliquely incident on the light-shielded isolated line pattern as shown in FIG. 4 from the short direction, it is calculated from each of the Kirchhoff approximation and the exact calculation. The distribution of the electric field (y component) is shown in FIG. In addition, when a y-polarized plane wave is obliquely incident from a short direction to a transmission-type isolated line pattern as shown in FIG. 4, the electric field (y component) calculated from each of Kirchhoff approximation and exact calculation is used. The distribution is shown in FIG. 5 and 6, the vertical axis employs the y-direction electric field amplitude, and the horizontal axis employs the x-direction position. 5 and 6, it can be seen that the electric field calculated from the Kirchhoff approximation is greatly different from the electric field calculated from the exact calculation. Therefore, in the present embodiment, a strict transmitted light distribution is calculated by electromagnetic field numerical calculation (for example, FDTD method or RCWA method) based on Maxwell's equations.

ステップS210では、制御部20は、ステップS208で算出された透過光分布に基づいて、かかる透過光分布が投影光学系の像面に形成する近似空中像410を算出する。ここで、有効光源が複数の領域に分割されている場合には、ステップS208で算出された複数の平面波のそれぞれが形成する複数の透過光分布のそれぞれに基づいて、複数の平面波のそれぞれが形成する近似空中像を算出する(第2の算出ステップ)。一方、有効光源が複数の領域に分割されていない場合には、ステップS208で算出された1つの透過光分布に基づいて、1つの近似空中像を算出する。   In step S210, the control unit 20 calculates the approximate aerial image 410 that the transmitted light distribution forms on the image plane of the projection optical system based on the transmitted light distribution calculated in step S208. Here, when the effective light source is divided into a plurality of regions, each of the plurality of plane waves is formed based on each of the plurality of transmitted light distributions formed by each of the plurality of plane waves calculated in step S208. The approximate aerial image to be calculated is calculated (second calculation step). On the other hand, when the effective light source is not divided into a plurality of regions, one approximate aerial image is calculated based on one transmitted light distribution calculated in step S208.

ステップS210において、厳密な空中像を算出しないで近似空中像を算出する理由は2つある。1つ目の理由は、近似空中像を算出する時間が厳密な空中像を算出する時間よりも圧倒的に少ないからである。2つ目の理由は、近似空中像においてはパターンの干渉性が強調され、光近接効果の様子がわかりやすいからである。   In step S210, there are two reasons for calculating the approximate aerial image without calculating the exact aerial image. The first reason is that the time for calculating the approximate aerial image is far less than the time for calculating the exact aerial image. The second reason is that the coherence of the pattern is emphasized in the approximate aerial image, and the state of the optical proximity effect is easy to understand.

近似空中像を算出する方法は従来から種々開示されているが、例えば、特許文献1における干渉マップを変形することで、近似空中像を算出することができる。相互透過係数(TCC:Transmission Cross Coefficient)を特異値分解し、第i番目の固有値をλ、第i番目の固有関数をΦ(f、g)とする。但し、(f、g)は、投影光学系の瞳面の座標である。なお、TCCは、有効光源の可干渉性(マスク面上の距離に応じた干渉の度合い)を示す。特許文献1によれば、干渉マップe(x、y)は、複数の固有関数の足し合わせであるとされており、以下の式1で表すことができる。 Various methods for calculating an approximate aerial image have been disclosed in the past. For example, an approximate aerial image can be calculated by modifying the interference map in Patent Document 1. A singular value decomposition is performed on a transmission cross coefficient (TCC), and the i-th eigenvalue is set to λ i and the i-th eigenfunction is set to Φ i (f, g). However, (f, g) are the coordinates of the pupil plane of the projection optical system. TCC indicates the coherence of the effective light source (the degree of interference according to the distance on the mask surface). According to Patent Document 1, the interference map e (x, y) is assumed to be a sum of a plurality of eigenfunctions, and can be expressed by the following Expression 1.

式1において、FTはフーリエ変換を表す。また、通常、N’は1である。   In Equation 1, FT represents a Fourier transform. In general, N ′ is 1.

特許文献1では、マスクのパターンを点や線に置換し、干渉マップとコンボリューションをとることでマスク全体の干渉マップを導出している。従って、干渉マップe(x、y)は単純な干渉性を示している。   In Patent Document 1, the mask pattern is replaced with dots and lines, and the interference map of the entire mask is derived by convolution with the interference map. Therefore, the interference map e (x, y) shows simple coherence.

但し、干渉マップe(x、y)はマスクのパターン(外形形状等)を考慮していないため、近似空中像の算出に用いる場合には、マスクのパターンを考慮した干渉マップe’(x、y)を導出しなければならない。   However, since the interference map e (x, y) does not consider the mask pattern (outer shape, etc.), when used for calculating the approximate aerial image, the interference map e ′ (x, y taking into account the mask pattern). y) must be derived.

そこで、TCCを特異値分解し、第i番目の固有値をλ、第i番目の固有関数をΦ(f、g)、マスクのパターンの回折光分布をa(f、g)とする。この場合、以下の数式2から、マスクのパターンを考慮した干渉マップe’(x、y)を導出することができる。なお、回折光分布は、透過光分布をフーリエ変換したものである。 Therefore, TCC is subjected to singular value decomposition, the i-th eigenvalue is λ i , the i-th eigenfunction is Φ i (f, g), and the diffracted light distribution of the mask pattern is a (f, g). In this case, an interference map e ′ (x, y) in consideration of the mask pattern can be derived from Equation 2 below. The diffracted light distribution is a Fourier transform of the transmitted light distribution.

式2に示す干渉マップe’(x、y)を用いることで、近似空中像を算出することができる。また、干渉マップe’(x、y)を近似空中像としてもよい。   By using the interference map e ′ (x, y) shown in Equation 2, an approximate aerial image can be calculated. Alternatively, the interference map e ′ (x, y) may be an approximate aerial image.

ステップS212では、制御部20は、空中像マップ411を生成する。具体的には、有効光源が複数の領域に分割されている場合には、制御部20は、ステップS210で算出された複数の平面波のそれぞれが形成する複数の近似空中像を足し合わせて空中像マップを生成する。従って、有効光源が複数の領域に分割されていない場合には、ステップS210で算出された近似空中像がそのまま空中像マップとなる。   In step S212, the control unit 20 generates an aerial image map 411. Specifically, when the effective light source is divided into a plurality of regions, the control unit 20 adds a plurality of approximate aerial images formed by each of the plurality of plane waves calculated in step S210 to obtain an aerial image. Generate a map. Therefore, when the effective light source is not divided into a plurality of regions, the approximate aerial image calculated in step S210 becomes an aerial image map as it is.

ステップS214では、制御部20は、主パターンを変形するかどうかを判定する。なお、本実施形態では、主パターンを変形するかどうかは、ユーザによって入力されていているものとする。但し、ステップS212で生成された空中像マップと基準となる空中像マップとの差分が、許容範囲内である場合には主パターンを変形しないと判定し、許容範囲外である場合には主パターンを変形させると判定するようにしてもよい。主パターンを変形すると判定した場合には、ステップS216に進み、主パターンを変形しないと判定した場合には、ステップS222に進む。   In step S214, the control unit 20 determines whether to deform the main pattern. In the present embodiment, it is assumed that whether or not to deform the main pattern is input by the user. However, if the difference between the aerial image map generated in step S212 and the reference aerial image map is within the allowable range, it is determined that the main pattern is not deformed. If the difference is outside the allowable range, the main pattern is determined. You may make it determine with changing. If it is determined that the main pattern is to be deformed, the process proceeds to step S216. If it is determined that the main pattern is not to be deformed, the process proceeds to step S222.

ステップS216では、制御部20は、ステップS212で生成された空中像マップから2次元像を抽出する。具体的には、基準スライス値(Io)を設定して、空中像マップの断面での2次元像を抽出する。例えば、マスクのパターンが透過パターンである場合には、空中像マップの強度値が所定値(任意に設定されうる閾値)以上の部分を2次元像として抽出する。また、マスクのパターンが遮光パターンである場合には、近似空中像の強度値が所定値(任意に設定されうる閾値)以下の部分を2次元像として抽出する。   In step S216, the control unit 20 extracts a two-dimensional image from the aerial image map generated in step S212. Specifically, a reference slice value (Io) is set, and a two-dimensional image at the cross section of the aerial image map is extracted. For example, when the mask pattern is a transmission pattern, a portion where the intensity value of the aerial image map is equal to or greater than a predetermined value (a threshold value that can be arbitrarily set) is extracted as a two-dimensional image. Further, when the mask pattern is a light shielding pattern, a portion where the intensity value of the approximate aerial image is a predetermined value (a threshold value that can be arbitrarily set) or less is extracted as a two-dimensional image.

ステップS218では、制御部20は、ステップS216で抽出された2次元像に基づいて、主パターンを変形する。具体的には、ステップS216で抽出された2次元像と目標パターンとを比較して、2次元像と目標パターンとの差分が許容範囲内になるように、主パターンを変形する。ここで、2次元像と目標パターンとを比較する際のパラメータ(評価値)は、線幅やパターンの長さなどであってもよいし、NILS(Normalized Image Log Slope)や強度ピーク値であってもよい。なお、ステップS218で変形された主パターンは、変形パターンデータ413となる。   In step S218, the control unit 20 deforms the main pattern based on the two-dimensional image extracted in step S216. Specifically, the two-dimensional image extracted in step S216 is compared with the target pattern, and the main pattern is deformed so that the difference between the two-dimensional image and the target pattern is within an allowable range. Here, the parameter (evaluation value) when comparing the two-dimensional image with the target pattern may be a line width, a pattern length, or the like, or a NILS (Normalized Image Log Slope) or intensity peak value. May be. Note that the main pattern deformed in step S218 is the deformation pattern data 413.

ステップS220では、制御部20は、ステップS218で変形された主パターンに基づいて、近似空中像を再度算出するかどうかを判定する。なお、本実施形態では、近似空中像を再度算出するかどうかは、ユーザによって入力されていているものとする。近似空中像を再度算出すると判定した場合には、ステップS208に戻り、透過光分布を算出する。なお、この際には、マスクのパターンとして、変形パターンデータ413を用いる。また、近似空中像を再度算出しないと判定した場合には、ステップS222に進む。   In step S220, the control unit 20 determines whether or not to calculate the approximate aerial image again based on the main pattern deformed in step S218. In the present embodiment, it is assumed that whether or not the approximate aerial image is calculated again is input by the user. If it is determined that the approximate aerial image is calculated again, the process returns to step S208, and the transmitted light distribution is calculated. In this case, the deformation pattern data 413 is used as a mask pattern. If it is determined not to calculate the approximate aerial image again, the process proceeds to step S222.

ステップS222では、制御部20は、ステップS214で生成された空中像マップに基づいて、主パターン(ステップS218を経た場合には、変形された主パターン)に対して補助パターンを挿入する。具体的には、まず、空中像マップから補助パターンを挿入する位置(補助パターン挿入位置)を抽出する。補助パターン挿入位置は、基準スライス値(Io)を超えず、且つ、主パターンと重ならない領域(即ち、目標パターンが投影される領域を除く領域)において光強度がピーク(極大値または極小値)となるピーク部分である。なお、実際には、補助パターン挿入位置は、ピーク部分に対応するマスク上の部分であることに注意されたい。そして、かかるピーク部分の光強度に基づいて補助パターンの大きさを決定し、かかる大きさの補助パターンを補助パターン挿入位置に挿入する。なお、ステップS222で挿入された補助パターンは、変形パターンデータ413となる。   In step S222, the control unit 20 inserts an auxiliary pattern into the main pattern (the modified main pattern when step S218 is performed) based on the aerial image map generated in step S214. Specifically, first, the position (auxiliary pattern insertion position) for inserting the auxiliary pattern is extracted from the aerial image map. The auxiliary pattern insertion position has a light intensity peak (maximum value or minimum value) in a region that does not exceed the reference slice value (Io) and does not overlap the main pattern (that is, a region other than the region where the target pattern is projected). This is the peak part. It should be noted that the auxiliary pattern insertion position is actually a portion on the mask corresponding to the peak portion. Then, the size of the auxiliary pattern is determined based on the light intensity of the peak portion, and the auxiliary pattern having such a size is inserted at the auxiliary pattern insertion position. Note that the auxiliary pattern inserted in step S222 is the deformation pattern data 413.

ステップS224では、制御部20は、ステップS214乃至S222(第2の決定ステップ)で決定された主パターンと補助パターンとを含むデータ(変形パターンデータ413)をマスクデータ408として生成する。   In step S224, the control unit 20 generates data (deformed pattern data 413) including the main pattern and the auxiliary pattern determined in steps S214 to S222 (second determination step) as mask data 408.

このように、本実施形態では、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出される厳密な透過光分布からマスクのパターンを決定しているため、微細なパターンを精度よく形成するマスクデータ(マスクパターン)を生成することができる。また、有効光源を入射する平面波の入射角が同じとみなせる領域に分割し、かかる領域のそれぞれについて、厳密な透過光分布を算出しているため、微細なパターンを更に精度よく形成するマスクデータを生成することが可能である。   Thus, in this embodiment, since the mask pattern is determined from the exact transmitted light distribution calculated by the electromagnetic field numerical calculation based on the Maxwell equation, mask data (mask pattern) for forming a fine pattern with high accuracy. Can be generated. In addition, the effective light source is divided into regions where the incident angle of the plane wave incident is the same, and the strict transmitted light distribution is calculated for each of these regions, so that mask data for forming a fine pattern with higher accuracy can be obtained. It is possible to generate.

また、処理装置1で生成されたマスクデータは、例えば、電子ビーム(EB)描画装置にGDSファイルとして与えられ、マスクデータに応じたCr等のパターンを基板に描画することでマスクが作成される。なお、作成されるマスクのパターンには、上述のマスクデータ作成プログラムによって生成されたマスクデータ以外のパターンを含んでいてもよい。   The mask data generated by the processing apparatus 1 is given as a GDS file to an electron beam (EB) drawing apparatus, for example, and a mask is created by drawing a pattern such as Cr corresponding to the mask data on the substrate. . Note that the mask pattern to be created may include patterns other than the mask data generated by the above-described mask data creation program.

以下、実施例1及び実施例2において、マスクデータ生成プログラムを実行して生成されるマスクデータ(マスクパターン)について具体的に説明する。なお、露光光の波長をλとし、投影光学系の像側の開口数をNAとする。また、照明光学系からマスク面に入射する照明光の開口数と投影光学系の物体側の開口数との比をσとする。   Hereinafter, in the first and second embodiments, mask data (mask pattern) generated by executing the mask data generation program will be described in detail. Note that the wavelength of the exposure light is λ, and the numerical aperture on the image side of the projection optical system is NA. Also, let σ be the ratio of the numerical aperture of the illumination light incident on the mask surface from the illumination optical system and the numerical aperture on the object side of the projection optical system.

また、露光装置では、露光光の波長λ及び投影光学系の開口数NAに様々な値を設定することができるため、マスクのパターンサイズを(λ/NA)で規格化することが好ましい。例えば、λが193nm、NAが1.35の場合、45nmのパターンは、上述した規格化によって、0.31となる。このような規格化をk1換算と称する。   In the exposure apparatus, since various values can be set for the wavelength λ of the exposure light and the numerical aperture NA of the projection optical system, it is preferable to normalize the mask pattern size by (λ / NA). For example, when λ is 193 nm and NA is 1.35, the 45 nm pattern becomes 0.31 by the above-described normalization. Such normalization is referred to as k1 conversion.

マスク面上のパターンの大きさとウエハ面上のパターンの大きさとは、投影光学系の倍率だけ異なる。但し、以下では、説明を簡単にするために、マスク面上のパターンの大きさに投影光学系の倍率(1/4倍)をかけて、マスク面上のパターンの大きさとウエハ面上のパターンの大きさを1:1で対応させる。   The pattern size on the mask surface and the pattern size on the wafer surface differ by the magnification of the projection optical system. However, in the following, in order to simplify the explanation, the size of the pattern on the mask surface and the pattern on the wafer surface are obtained by multiplying the size of the pattern on the mask surface by the magnification (1/4) of the projection optical system. Is made to correspond to 1: 1.

実施例1では、露光装置として、投影光学系のNAが1.35であり(NA情報に相当)、露光光の波長が193nmであり(λ情報に相当)である場合を考える。また、投影光学系は無収差(収差情報に相当)、ウエハに塗布されるレジストは考慮しない(レジスト情報に相当)ものとし、屈折率1.44の水を液浸液として用いる。   In the first embodiment, the case where the NA of the projection optical system is 1.35 (corresponding to NA information) and the wavelength of the exposure light is 193 nm (corresponding to λ information) is considered as the exposure apparatus. The projection optical system has no aberration (corresponding to aberration information), does not consider the resist applied to the wafer (corresponding to resist information), and uses water having a refractive index of 1.44 as the immersion liquid.

目標パターン(パターンデータ)は、図4に示すような孤立ラインパターンで、線幅が180nm、長さが1800nmであるとする。図4において、孤立ラインパターンは遮光パターン(即ち、透過率が0)であるとし、かかる孤立ラインパターンの存在しない領域(背景)の透過率は1とする。また、位相は全て0°とした。なお、孤立ラインパターンの重心を原点とし、短辺方向にx軸、長辺方向にy軸を定義する。   The target pattern (pattern data) is an isolated line pattern as shown in FIG. 4 and has a line width of 180 nm and a length of 1800 nm. In FIG. 4, it is assumed that the isolated line pattern is a light-shielding pattern (that is, the transmittance is 0), and the transmittance of a region (background) where such an isolated line pattern does not exist is 1. The phases were all 0 °. Note that the center of gravity of the isolated line pattern is the origin, and the x axis is defined in the short side direction and the y axis is defined in the long side direction.

有効光源は、図7に示すように、σ(半径)が0.7〜0.9、開き角30°のタンジェルシャル(接線方向)偏光の四重極照明(有効光源情報に相当)を用いる。なお、σの中心値をσ0と表し、本実施形態では、0.8である。また、図7において、白線の円はσ=1を表しており、4つの白色領域は光照射部を表している。   As shown in FIG. 7, the effective light source is tangential (tangential direction) polarized quadrupole illumination (corresponding to effective light source information) having a σ (radius) of 0.7 to 0.9 and an opening angle of 30 °. Use. The central value of σ is represented as σ0, and is 0.8 in this embodiment. In FIG. 7, the white circle represents σ = 1, and the four white areas represent the light irradiation unit.

まず、図4に示す孤立ラインパターン(遮光パターン)及び図7に示す有効光源に対して、キルヒホッフ近似(従来技術)で求めた透過光分布から近似空中像を算出すると、図8に示す近似空中像が得られる。なお、図8においては、目標パターンを白線で重ねて示している。   First, when the approximate aerial image is calculated from the transmitted light distribution obtained by the Kirchhoff approximation (conventional technology) for the isolated line pattern (light-shielding pattern) shown in FIG. 4 and the effective light source shown in FIG. 7, the approximate aerial image shown in FIG. An image is obtained. In FIG. 8, the target pattern is shown by being overlaid with white lines.

次に、上述したマスクデータ生成プログラムを実行することで算出される、即ち、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算(厳密計算)で求めた透過光分布から得られる近似空中像について説明する。   Next, an approximate aerial image calculated by executing the above-described mask data generation program, that is, an approximate aerial image obtained from a transmitted light distribution obtained by numerical calculation (exact calculation) based on the Maxwell equation will be described.

有効光源の各点には、互いに異なる入射角の平面波が入射していると考えると、図7に示す有効光源は、図9乃至図12に示すように、4つの領域(有効光源)に分割される。換言すれば、図9乃至図12に示す有効光源間においては、平面波の入射角が大きく異なる。但し、図9乃至図12に示す有効光源内においては、平面波の入射角は大きく異ならないため、1つの入射角に近似しても問題ない。   If it is considered that plane waves having different incident angles are incident on each point of the effective light source, the effective light source shown in FIG. 7 is divided into four regions (effective light sources) as shown in FIGS. Is done. In other words, the incident angle of the plane wave is greatly different between the effective light sources shown in FIGS. However, in the effective light source shown in FIG. 9 to FIG. 12, the incident angle of the plane wave does not greatly differ, and there is no problem even if it approximates one incident angle.

図4に示す孤立ラインパターンに対して、図9に示す有効光源の中心点(u=0.8、v=0)に対応する角度(θ=9.9667663°、φ=0°)からy偏光の平面波を入射した場合、厳密計算から算出される電場(透過光分布)は、図5に示した通りである。なお、図10乃至図12に示す有効光源の中心点に対応する角度からy偏光の平面波を入射した場合に、厳密計算から算出される電場も同様である。ここで、厳密計算としては、FDTD法を用いた。マスクの構造については、基板(ガラス基板)の屈折率を1.56とし、基板側遮光体の厚さ、屈折率及び消衰係数のそれぞれを55nm、1.477、1.762とした。また、上部遮光体の厚さ、屈折率及び消衰係数のそれぞれを18nm、1.965、1.204とした。更に、電場抽出位置を遮光体最上面から10nmの距離とし、入射角は、空気中で基板の法線に対してσ0×NA/4の逆正接となるように、基板内部で9.9667663°とした。   From the isolated line pattern shown in FIG. 4, y is determined from an angle (θ = 9.9666663 °, φ = 0 °) corresponding to the center point (u = 0.8, v = 0) of the effective light source shown in FIG. When a polarized plane wave is incident, the electric field (transmitted light distribution) calculated from the exact calculation is as shown in FIG. The same applies to the electric field calculated from the strict calculation when a y-polarized plane wave is incident from an angle corresponding to the center point of the effective light source shown in FIGS. Here, FDTD method was used as exact calculation. Regarding the structure of the mask, the refractive index of the substrate (glass substrate) was 1.56, and the thickness, refractive index, and extinction coefficient of the substrate-side light-shielding body were 55 nm, 1.477, and 1.762, respectively. In addition, the thickness, refractive index, and extinction coefficient of the upper light shield were set to 18 nm, 1.965, and 1.204, respectively. Furthermore, the electric field extraction position is set to a distance of 10 nm from the uppermost surface of the light shielding body, and the incident angle is 9.96666763 ° inside the substrate so that it is an arctangent of σ0 × NA / 4 with respect to the normal of the substrate in the air. It was.

また、厳密計算から求めた厳密な透過光分布と図9乃至図12に示す有効光源のそれぞれとから近似空中像を算出すると、図13乃至図16に示す近似空中像が得られる。なお、一般的に、厳密計算から求められる透過光分布は、x、y及びzの3つの成分を有することを考慮して近似空中像を算出する必要がある。   Further, when the approximate aerial image is calculated from the exact transmitted light distribution obtained from the exact calculation and each of the effective light sources shown in FIGS. 9 to 12, the approximate aerial image shown in FIGS. 13 to 16 is obtained. In general, it is necessary to calculate an approximate aerial image in consideration of the transmitted light distribution obtained from exact calculation having three components of x, y, and z.

また、図13乃至図16に示す近似空中像を足し合わせることで、図17に示すように、図7に示す有効光源(タンジェルシャル偏光の四重極照明)に対する近似空中像(空中像マップ)が得られる。   Further, by adding the approximate aerial images shown in FIGS. 13 to 16, as shown in FIG. 17, the approximate aerial image (aerial image map) for the effective light source (tangentially polarized quadrupole illumination) shown in FIG. ) Is obtained.

そして、図17に示す近似空中像に基づいて、補助パターンの挿入位置を決定して補助パターンを挿入する。但し、図17に示す近似空中像から直接補助パターンの挿入位置を決定することが難しい場合がある。図17に示す近似空中像においては、値の高低差が非常に小さいため、ピーク位置を補助パターンの挿入位置として決定すると、不安定な配置になってしまうからである。このような場合には、図17に示す近似空中像にラプラシアン演算を施して、図18に示すような微分近似空中像を求める。なお、ピーク位置を求める際には、目標パターンがラインパターンであれば、少なくとも長手方向とそれに直交する方向の2方向に対してピーク位置を求める必要がある。   Then, based on the approximate aerial image shown in FIG. 17, the insertion position of the auxiliary pattern is determined and the auxiliary pattern is inserted. However, it may be difficult to determine the insertion position of the auxiliary pattern directly from the approximate aerial image shown in FIG. In the approximate aerial image shown in FIG. 17, since the difference in value is very small, if the peak position is determined as the insertion position of the auxiliary pattern, the arrangement becomes unstable. In such a case, a Laplacian operation is performed on the approximate aerial image shown in FIG. 17 to obtain a differential approximate aerial image as shown in FIG. When obtaining the peak position, if the target pattern is a line pattern, it is necessary to obtain the peak position in at least two directions, ie, the longitudinal direction and the direction orthogonal thereto.

図18に示す微分近似空中像において、ピーク位置を補助パターンの挿入位置として決定すると、図19に示すように、目標パターンに対して対称性を有する補助パターンを挿入することができる。なお、補助パターンの大きさは、解像せず、且つ、目標パターンの解像の向上に最適な大きさとするべきである。ここでは、補助パターンは全て1辺20nmの正方形とし、透過率を0、位相を0°とした。なお、図19では、厳密計算を適用して挿入された補助パターンを太線で示し、キルヒホッフ近似(従来技術)を適用して挿入された補助パターンを細線で示している。また、補助パターンは、目標パターンを囲む2周目まで挿入した。図19を参照するに、目標パターンを囲む1周目及び2周目の補助パターンとも厳密計算を適用して挿入された方が若干内側にずれている。   When the peak position is determined as the auxiliary pattern insertion position in the differential approximate aerial image shown in FIG. 18, an auxiliary pattern having symmetry with respect to the target pattern can be inserted as shown in FIG. It should be noted that the size of the auxiliary pattern should not be resolved and should be optimal for improving the resolution of the target pattern. Here, all the auxiliary patterns were squares with a side of 20 nm, the transmittance was 0, and the phase was 0 °. In FIG. 19, the auxiliary pattern inserted by applying strict calculation is indicated by a thick line, and the auxiliary pattern inserted by applying Kirchhoff approximation (conventional technology) is indicated by a thin line. The auxiliary pattern was inserted up to the second round surrounding the target pattern. Referring to FIG. 19, the first and second auxiliary patterns surrounding the target pattern are slightly shifted inward when inserted by applying strict calculation.

図19に示すマスクパターン(厳密計算を適用して補助パターンを挿入したマスクパターン及びキルヒホッフ近似を適用して補助パターンを挿入したマスクパターンのそれぞれ)に対して空中像を算出して像特性を評価した結果を図20及び図21に示す。図20は、y=0(位置1)におけるCDのデフォーカス特性を示し、図20は、y=0(位置1)におけるNILSのデフォーカス特性を示している。図20及び図21を参照するに、厳密計算を適用して補助パターンを挿入したマスクパターンの方が、キルヒホッフ近似を適用して補助パターンを挿入したマスクパターンよりも像特性が向上していることがわかる。   Image characteristics are evaluated by calculating aerial images for the mask patterns shown in FIG. 19 (a mask pattern in which an auxiliary pattern is inserted by applying strict calculation and a mask pattern in which an auxiliary pattern is inserted by applying Kirchhoff approximation). The results obtained are shown in FIGS. FIG. 20 shows the CD defocus characteristic at y = 0 (position 1), and FIG. 20 shows the NILS defocus characteristic at y = 0 (position 1). Referring to FIGS. 20 and 21, image characteristics are improved in the mask pattern in which the auxiliary pattern is inserted by applying strict calculation, compared to the mask pattern in which the auxiliary pattern is inserted by applying Kirchhoff approximation. I understand.

実施例2では、実施例1と同様に、露光装置として、投影光学系のNAが1.35であり(NA情報に相当)、露光光の波長が193nmであり(λ情報に相当)である場合を考える。また、投影光学系は無収差(収差情報に相当)、ウエハに塗布されるレジストは考慮しない(レジスト情報に相当)ものとし、屈折率1.44の水を液浸液として用いる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, as an exposure apparatus, the NA of the projection optical system is 1.35 (corresponding to NA information), and the wavelength of the exposure light is 193 nm (corresponding to λ information). Think about the case. The projection optical system has no aberration (corresponding to aberration information), does not consider the resist applied to the wafer (corresponding to resist information), and uses water having a refractive index of 1.44 as the immersion liquid.

目標パターン(パターンデータ)は、図4に示すような孤立ラインパターンで、線幅が180nm、長さが1800nmであるとする。図4において、孤立ラインパターンは透過パターン(即ち、透過率が1)であるとし、かかる孤立ラインパターンの存在しない領域(背景)の透過率は0とする。また、位相は全て0°とした。   The target pattern (pattern data) is an isolated line pattern as shown in FIG. 4 and has a line width of 180 nm and a length of 1800 nm. In FIG. 4, it is assumed that the isolated line pattern is a transmissive pattern (that is, the transmittance is 1), and the transmittance of a region (background) where such an isolated line pattern does not exist is 0. The phases were all 0 °.

有効光源は、実施例1と同様に、図7に示すタンジェルシャル偏光の四重極照明を用いる。   As in the first embodiment, the effective light source uses the tangentially polarized quadrupole illumination shown in FIG.

図4に示す孤立ラインパターン(透過パターン)及び図7に示す有効光源に対して、キルヒホッフ近似(従来技術)で求めた透過光分布から近似空中像を算出すると、図22に示す近似空中像が得られる。なお、図22においては、目標パターンを黒線で重ねて示している。   When the approximate aerial image is calculated from the transmitted light distribution obtained by the Kirchhoff approximation (conventional technology) for the isolated line pattern (transmission pattern) shown in FIG. 4 and the effective light source shown in FIG. 7, the approximate aerial image shown in FIG. can get. In FIG. 22, the target pattern is shown superimposed with a black line.

図4に示す孤立ラインパターンに対して、図9に示す有効光源の中心点(u=0.8、v=0)に対応する角度(θ=9.9667663°、φ=0°)からy偏光の平面波を入射した場合、厳密計算から算出される電場(透過光分布)は、図6に示した通りである。   From the isolated line pattern shown in FIG. 4, y is determined from an angle (θ = 9.9666663 °, φ = 0 °) corresponding to the center point (u = 0.8, v = 0) of the effective light source shown in FIG. When a polarized plane wave is incident, the electric field (transmitted light distribution) calculated from the exact calculation is as shown in FIG.

実施例1と同様に、厳密計算から求めた厳密な透過光分布と図9乃至図12に示す有効光源のそれぞれとから近似空中像を算出し、かかる近似空中像を足し合わせることで、図23に示す近似空中像(空中像マップ)が得られる。また、図23に示す近似空中像にラプラシアン演算を施すことで、図24に示すような微分近似空中像が得られる。   As in the first embodiment, an approximate aerial image is calculated from the exact transmitted light distribution obtained from the exact calculation and each of the effective light sources shown in FIGS. 9 to 12, and the approximate aerial images are added together to obtain FIG. An approximate aerial image (aerial image map) shown in FIG. Also, a differential approximate aerial image as shown in FIG. 24 is obtained by performing a Laplacian operation on the approximate aerial image shown in FIG.

図24に示す微分近似空中像において、ピーク位置を補助パターンの挿入位置として決定すると、図25に示すように、目標パターンに対して対称性を有する補助パターンを挿入することができる。ここでは、補助パターンは全て1辺20nmの正方形とし、透過率を1、位相を0°とした。なお、図25では、厳密計算を適用して挿入された補助パターンを太線で示し、キルヒホッフ近似(従来技術)を適用して挿入された補助パターンを細線で示している。また、補助パターンは、目標パターンを囲む2周目まで挿入した。図25を参照するに、実施例1と比較して、厳密計算を適用した場合とキルヒホッフ近似した場合との差が大きくなっている。   When the peak position is determined as the auxiliary pattern insertion position in the differential approximate aerial image shown in FIG. 24, an auxiliary pattern having symmetry with respect to the target pattern can be inserted as shown in FIG. Here, all the auxiliary patterns were squares with a side of 20 nm, the transmittance was 1, and the phase was 0 °. In FIG. 25, auxiliary patterns inserted by applying strict calculation are indicated by thick lines, and auxiliary patterns inserted by applying Kirchhoff approximation (prior art) are indicated by thin lines. The auxiliary pattern was inserted up to the second round surrounding the target pattern. Referring to FIG. 25, the difference between the case where the exact calculation is applied and the case where the Kirchhoff approximation is performed is larger than that in the first embodiment.

図25に示すマスクパターン(厳密計算を適用して補助パターンを挿入したマスクパターン及びキルヒホッフ近似を適用して補助パターンを挿入したマスクパターンのそれぞれ)に対して空中像を算出して像特性を評価した結果を図26及び図27に示す。図26は、y=0(位置1)におけるCDのデフォーカス特性を示し、図27は、y=0(位置1)におけるNILSのデフォーカス特性を示している。図26及び図27を参照するに、厳密計算を適用して補助パターンを挿入したマスクパターンの方が、キルヒホッフ近似を適用して補助パターンを挿入したマスクパターンよりも像特性が向上していることがわかる。   Image characteristics are evaluated by calculating aerial images for the mask patterns shown in FIG. 25 (a mask pattern in which an auxiliary pattern is inserted by applying strict calculation and a mask pattern in which an auxiliary pattern is inserted by applying Kirchhoff approximation). The results are shown in FIG. 26 and FIG. FIG. 26 shows the CD defocus characteristic at y = 0 (position 1), and FIG. 27 shows the NILS defocus characteristic at y = 0 (position 1). 26 and 27, the mask pattern in which the auxiliary pattern is inserted by applying strict calculation has improved image characteristics than the mask pattern in which the auxiliary pattern is inserted by applying Kirchhoff approximation. I understand.

次に、図28を参照して、露光装置100について説明する。図28は、露光装置100の構成を示す概略ブロック図である。ここで、マスクとして、上述のマスクデータ生成プログラムを実行して生成されたマスクデータに基づいて、作成されたマスク130を使用する。   Next, the exposure apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 28 is a schematic block diagram showing the configuration of the exposure apparatus 100. Here, as the mask, the mask 130 created based on the mask data generated by executing the above-described mask data generation program is used.

露光装置100は、投影光学系140とウエハ150との間に供給される液体LWを介して、マスク130のパターンをウエハ150に露光する液浸露光装置である。露光装置100は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式を適用するが、ステップ・アンド・リピート方式やその他の露光方式も適用することができる。   The exposure apparatus 100 is an immersion exposure apparatus that exposes the pattern of the mask 130 onto the wafer 150 via the liquid LW supplied between the projection optical system 140 and the wafer 150. In this embodiment, the exposure apparatus 100 applies the step-and-scan method, but a step-and-repeat method and other exposure methods can also be applied.

露光装置100は、図28に示すように、照明光学系120と、マスク130を載置するマスクステージ135と、投影光学系140と、ウエハ150を載置するウエハステージ155と、液体供給回収部160と、主制御システム170とを備える。なお、光源110及び照明光学系120は、転写用の回路パターンが形成されたマスク130を照明する照明装置を構成する。   As shown in FIG. 28, the exposure apparatus 100 includes an illumination optical system 120, a mask stage 135 on which a mask 130 is placed, a projection optical system 140, a wafer stage 155 on which a wafer 150 is placed, and a liquid supply / recovery unit. 160 and a main control system 170. The light source 110 and the illumination optical system 120 constitute an illumination device that illuminates the mask 130 on which a transfer circuit pattern is formed.

光源110は、波長約248nmのKrFエキシマレーザー、波長約193nmのArFエキシマレーザーなどのエキシマレーザーを使用する。但し、光源110の種類及び個数は限定されず、例えば、波長約157nmのFレーザーを光源110として使用することもできる。 The light source 110 uses an excimer laser such as a KrF excimer laser having a wavelength of about 248 nm or an ArF excimer laser having a wavelength of about 193 nm. However, the type and number of the light sources 110 are not limited. For example, an F 2 laser having a wavelength of about 157 nm can be used as the light source 110.

照明光学系120は、光源110からの光を用いてマスク130を照明する光学系である。照明光学系120は、従来の照明や変形照明(例えば、四重極照明)など様々な照明モードを実現することができる。照明光学系120は、本実施形態では、ビーム整形光学系121と、集光光学系122と、偏光制御部123と、オプティカルインテグレーター124と、開口絞り125とを含む。更に、照明光学系120は、集光レンズ126と、折り曲げミラー127と、マスキングブレード128と、結像レンズ129とを含む。   The illumination optical system 120 is an optical system that illuminates the mask 130 using light from the light source 110. The illumination optical system 120 can realize various illumination modes such as conventional illumination and modified illumination (for example, quadrupole illumination). In this embodiment, the illumination optical system 120 includes a beam shaping optical system 121, a condensing optical system 122, a polarization controller 123, an optical integrator 124, and an aperture stop 125. Furthermore, the illumination optical system 120 includes a condenser lens 126, a bending mirror 127, a masking blade 128, and an imaging lens 129.

ビーム整形光学系121は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを含むビームエクスパンダ等を使用する。ビーム整形光学系121は、光源110からの平行光の断面形状の縦横比率を所定の値に変換する(例えば、断面形状を長方形から正方形にする)。ビーム整形光学系121は、本実施形態では、光源110からの光を、オプティカルインテグレーター124を照明するために必要な大きさ及び発散角を有する光に整形する。   The beam shaping optical system 121 uses, for example, a beam expander including a plurality of cylindrical lenses. The beam shaping optical system 121 converts the aspect ratio of the cross-sectional shape of the parallel light from the light source 110 into a predetermined value (for example, the cross-sectional shape is changed from a rectangle to a square). In this embodiment, the beam shaping optical system 121 shapes the light from the light source 110 into light having a size and a divergence angle necessary for illuminating the optical integrator 124.

集光光学系122は、複数の光学素子を含み、ビーム整形光学系121で整形された光をオプティカルインテグレーター124に効率よく導光する。集光光学系122は、例えば、ズームレンズシステムを含み、オプティカルインテグレーター124に入射する光の形状及び角度の分配を調整する。   The condensing optical system 122 includes a plurality of optical elements, and efficiently guides the light shaped by the beam shaping optical system 121 to the optical integrator 124. The condensing optical system 122 includes, for example, a zoom lens system, and adjusts the distribution of the shape and angle of light incident on the optical integrator 124.

偏光制御部123は、例えば、偏光素子を含み、投影光学系140の瞳面142と略共役な位置に配置される。偏光制御部123は、投影光学系140の瞳面142に形成される有効光源の所定領域の偏光状態を制御する。   The polarization controller 123 includes, for example, a polarizing element, and is disposed at a position substantially conjugate with the pupil plane 142 of the projection optical system 140. The polarization controller 123 controls the polarization state of a predetermined area of the effective light source formed on the pupil plane 142 of the projection optical system 140.

オプティカルインテグレーター124は、マスク130を照明する照明光を均一化し、入射光の角度分布を位置分布に変換して射出する機能を有する。オプティカルインテグレーター124は、例えば、入射面と射出面とがフーリエ変換の関係に維持されたハエの目レンズを使用する。なお、ハエの目レンズは、複数のロッドレンズ(即ち、微小レンズ素子)を組み合わせることによって構成される。但し、オプティカルインテグレーター124は、ハエの目レンズに限定されず、光学ロッド、回折格子、各組が直交するように配置されたシリンドリカルレンズアレイ板などを使用してもよい。   The optical integrator 124 has a function of making the illumination light that illuminates the mask 130 uniform, converting the angle distribution of the incident light into a position distribution, and emitting it. The optical integrator 124 uses, for example, a fly-eye lens in which the entrance surface and the exit surface are maintained in a Fourier transform relationship. The fly-eye lens is configured by combining a plurality of rod lenses (that is, micro lens elements). However, the optical integrator 124 is not limited to the fly-eye lens, and may use an optical rod, a diffraction grating, a cylindrical lens array plate arranged so that each set is orthogonal, or the like.

開口絞り125は、オプティカルインテグレーター124の射出面の直後の位置であって、投影光学系140の瞳面142に形成される有効光源と略共役な位置に配置される。開口絞り125の開口形状は、投影光学系140の瞳面142に形成される有効光源の光強度分布(即ち、有効光源形状)に相当する。換言すれば、開口絞り125は、有効光源の光強度分布を制御する。開口絞り125は、照明モードに応じて切り替え可能に構成される。なお、開口絞りを使用せずに、あるいは、併用して、オプティカルインテグレーター124よりも光源側に回折光学素子(CGH)やプリズムを配置して有効光源の形状を調整してもよい。   The aperture stop 125 is disposed at a position immediately after the exit surface of the optical integrator 124 and at a position substantially conjugate with an effective light source formed on the pupil plane 142 of the projection optical system 140. The aperture shape of the aperture stop 125 corresponds to the light intensity distribution (that is, the effective light source shape) of the effective light source formed on the pupil plane 142 of the projection optical system 140. In other words, the aperture stop 125 controls the light intensity distribution of the effective light source. The aperture stop 125 is configured to be switchable according to the illumination mode. The shape of the effective light source may be adjusted by arranging a diffractive optical element (CGH) or a prism on the light source side of the optical integrator 124 without using the aperture stop or in combination.

集光レンズ126は、オプティカルインテグレーター124の射出面近傍に形成される2次光源から射出して開口絞り125を通過した光を集光し、折り曲げミラー127を介して、マスキングブレード128を均一に照明する。   The condensing lens 126 condenses the light emitted from the secondary light source formed near the exit surface of the optical integrator 124 and passed through the aperture stop 125, and uniformly illuminates the masking blade 128 via the bending mirror 127. To do.

マスキングブレード128は、マスク130と略共役な位置に配置され、複数の可動遮光板で構成される。マスキングブレード128は、投影光学系140の有効面積に対応する略矩形形状の開口を形成する。マスキングブレード128を通過した光は、マスク130を照明する照明光として使用される。   The masking blade 128 is disposed at a position substantially conjugate with the mask 130, and includes a plurality of movable light shielding plates. The masking blade 128 forms a substantially rectangular opening corresponding to the effective area of the projection optical system 140. The light that has passed through the masking blade 128 is used as illumination light that illuminates the mask 130.

結像レンズ129は、マスキングブレード128の開口を通過した光をマスク130に結像させる。   The imaging lens 129 images the light that has passed through the opening of the masking blade 128 on the mask 130.

マスク130は、上述した処理装置1によって生成されたマスクデータに基づいて製作され、転写すべき回路パターン(主パターン)と補助パターンとを有する。マスク130は、マスクステージ135に支持及び駆動される。マスク130から発せられた回折光は、投影光学系140を介して、ウエハ150に投影される。マスク130とウエハ150とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置100はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、マスク130とウエハ150とを同期走査することによって、マスク130の転写すべき回路パターンをウエハ150に転写する。なお、露光装置100がステップ・アンド・リピート方式の露光装置であれば、マスク130とウエハ150とを静止させた状態で露光する。   The mask 130 is manufactured based on the mask data generated by the processing apparatus 1 described above, and has a circuit pattern (main pattern) to be transferred and an auxiliary pattern. The mask 130 is supported and driven by the mask stage 135. Diffracted light emitted from the mask 130 is projected onto the wafer 150 via the projection optical system 140. The mask 130 and the wafer 150 are arranged in an optically conjugate relationship. Since the exposure apparatus 100 is a step-and-scan exposure apparatus, the circuit pattern to be transferred from the mask 130 is transferred to the wafer 150 by synchronously scanning the mask 130 and the wafer 150. If exposure apparatus 100 is a step-and-repeat exposure apparatus, exposure is performed with mask 130 and wafer 150 being stationary.

マスクステージ135は、マスクチャックを介してマスク130を支持し、図示しない駆動機構に接続されている。図示しない駆動機構は、例えば、リニアモーターなどで構成され、X軸方向、Y軸方向、X軸方向及び各軸の回転方向にマスクステージ135を駆動する。なお、マスク130又はウエハ150の面内で走査方向をY軸、それに垂直な方向をX軸、マスク130又はウエハ150の面に垂直な方向をZ軸とする。   The mask stage 135 supports the mask 130 via a mask chuck and is connected to a driving mechanism (not shown). A drive mechanism (not shown) is configured by, for example, a linear motor, and drives the mask stage 135 in the X-axis direction, the Y-axis direction, the X-axis direction, and the rotation direction of each axis. In the plane of the mask 130 or the wafer 150, the scanning direction is the Y axis, the direction perpendicular to the Y axis is the X axis, and the direction perpendicular to the mask 130 or the wafer 150 is the Z axis.

投影光学系140は、マスク130の回路パターンをウエハ150に投影する光学系である。投影光学系140は、屈折系、反射屈折系、或いは、反射系を使用することができる。投影光学系140の最終レンズ(最終面)には、液体供給回収部160から供給される液体LWによる影響を低減(保護)するためのコーティングが施されている。   The projection optical system 140 is an optical system that projects the circuit pattern of the mask 130 onto the wafer 150. The projection optical system 140 can use a refractive system, a catadioptric system, or a reflective system. The final lens (final surface) of the projection optical system 140 is coated to reduce (protect) the influence of the liquid LW supplied from the liquid supply / recovery unit 160.

ウエハ150は、マスク130の回路パターンが投影(転写)される基板である。但し、ウエハ150は、ガラスプレートやその他の基板に置換することもできる。ウエハ150には、レジストが塗布されている。   The wafer 150 is a substrate onto which the circuit pattern of the mask 130 is projected (transferred). However, the wafer 150 can be replaced with a glass plate or other substrate. A resist is applied to the wafer 150.

ウエハステージ155は、ウエハ150を支持し、マスクステージ135と同様に、リニアモーターを利用して、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及び各軸の回転方向にウエハ150を移動させる。   The wafer stage 155 supports the wafer 150 and moves the wafer 150 in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and the rotation directions of the respective axes using a linear motor, similarly to the mask stage 135.

液体供給回収部160は、投影光学系140の最終レンズ(最終面)とウエハ150との間の空間に液体LWを供給する機能を有する。また、液体供給回収部160は、投影光学系140の最終レンズとウエハ150との間の空間に供給された液体LWを回収する機能を有する。液体LWには、露光光に対して高い透過率を有し、投影光学系140(の最終レンズ)に汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングがよい物質を選択する。   The liquid supply / recovery unit 160 has a function of supplying the liquid LW to the space between the final lens (final surface) of the projection optical system 140 and the wafer 150. The liquid supply / recovery unit 160 has a function of recovering the liquid LW supplied to the space between the final lens of the projection optical system 140 and the wafer 150. For the liquid LW, a substance that has a high transmittance with respect to the exposure light, does not attach dirt to the projection optical system 140 (the final lens thereof), and has a good matching with the resist process is selected.

主制御システム170は、CPUやメモリを有し、露光装置100の動作を制御する。例えば、主制御システム170は、マスクステージ135、ウエハステージ155及び液体供給回収部160と電気的に接続し、マスクステージ135とウエハステージ155との同期走査を制御する。また、主制御システム170は、露光時のウエハステージ155の走査方向及び速度などに基づいて、液体LWの供給と回収、或いは、停止の切り替えを制御する。   The main control system 170 has a CPU and a memory, and controls the operation of the exposure apparatus 100. For example, the main control system 170 is electrically connected to the mask stage 135, the wafer stage 155, and the liquid supply / recovery unit 160, and controls synchronous scanning of the mask stage 135 and the wafer stage 155. In addition, the main control system 170 controls supply and recovery of the liquid LW or switching of the stop based on the scanning direction and speed of the wafer stage 155 at the time of exposure.

露光において、光源110から発せられた光束は、照明光学系120によりマスク130を照明する。マスク130を通過して回路パターンを反映する光束は、投影光学系140により、液体LWを介してウエハ150に結像される。露光装置100が使用するマスク130は、上述したように、従来技術で作成されたマスクよりも像特性が向上しており、微細なパターンを精度よく形成することが可能である。従って、露光装置100は、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。かかるデバイスは、露光装置100を用いてフォトレジスト(感光剤)が塗布された基板(ウエハ、ガラスプレート等)を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることによって製造される。   In the exposure, the light beam emitted from the light source 110 illuminates the mask 130 by the illumination optical system 120. The light flux that passes through the mask 130 and reflects the circuit pattern is imaged on the wafer 150 by the projection optical system 140 via the liquid LW. As described above, the mask 130 used by the exposure apparatus 100 has improved image characteristics as compared with the mask created by the conventional technique, and can form a fine pattern with high accuracy. Therefore, the exposure apparatus 100 can provide a high-quality device (semiconductor element, LCD element, imaging element (CCD, etc.), thin film magnetic head, etc.) with high throughput and high economic efficiency. Such a device includes a step of exposing a substrate (wafer, glass plate, etc.) coated with a photoresist (photosensitive agent) using the exposure apparatus 100, a step of developing the exposed substrate, and other known steps. , Manufactured by going through.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

本発明の一側面としての生成方法を実行する処理装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the processing apparatus which performs the production | generation method as 1 side of this invention. 図1に示す処理装置の制御部がマスクデータ生成プログラムを実行してマスクデータを生成する処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process which the control part of the processing apparatus shown in FIG. 1 performs a mask data generation program, and produces | generates mask data. マスクとマスクに入射する平面波との関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the relationship between a mask and the plane wave which injects into a mask. マスクのパターンの一例としての孤立ラインパターンを示す図である。It is a figure which shows the isolated line pattern as an example of the pattern of a mask. 図4に示す孤立ラインパターン(遮光型)に対して短手方向からy偏光の平面波を斜入射させた場合に、キルヒホッフ近似及び厳密計算のそれぞれから算出される電場の分布を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing electric field distributions calculated from Kirchhoff approximation and exact calculation when y-polarized plane waves are obliquely incident from the short direction to the isolated line pattern (light-shielding type) shown in FIG. 4. 図4に示す孤立ラインパターン(透過型)に対して短手方向からy偏光の平面波を斜入射させた場合に、キルヒホッフ近似及び厳密計算のそれぞれから算出される電場(y成分)の分布を示す図である。4 shows distributions of electric fields (y-components) calculated from Kirchhoff approximation and exact calculation when y-polarized plane waves are obliquely incident from the short direction to the isolated line pattern (transmission type) shown in FIG. FIG. 有効光源の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an effective light source. 図4に示す孤立ラインパターン及び図7に示す有効光源に対して、キルヒホッフ近似(従来技術)から算出される近似空中像を示す図である。It is a figure which shows the approximate aerial image calculated from Kirchhoff approximation (prior art) with respect to the isolated line pattern shown in FIG. 4, and the effective light source shown in FIG. 図7に示す有効光源を4つの領域に分割した際の1つの領域(有効光源)を示す図である。It is a figure which shows one area | region (effective light source) at the time of dividing the effective light source shown in FIG. 7 into four areas. 図7に示す有効光源を4つの領域に分割した際の1つの領域(有効光源)を示す図である。It is a figure which shows one area | region (effective light source) at the time of dividing the effective light source shown in FIG. 7 into four areas. 図7に示す有効光源を4つの領域に分割した際の1つの領域(有効光源)を示す図である。It is a figure which shows one area | region (effective light source) at the time of dividing the effective light source shown in FIG. 7 into four areas. 図7に示す有効光源を4つの領域に分割した際の1つの領域(有効光源)を示す図である。It is a figure which shows one area | region (effective light source) at the time of dividing the effective light source shown in FIG. 7 into four areas. マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算から求めた厳密な透過光分布と図9に示す有効光源から算出される近似空中像を示す図である。It is a figure which shows the approximate aerial image calculated from the exact transmitted light distribution calculated | required from the electromagnetic field numerical calculation based on a Maxwell equation, and the effective light source shown in FIG. マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算から求めた厳密な透過光分布と図10に示す有効光源から算出される近似空中像を示す図である。It is a figure which shows the approximate aerial image calculated from the exact transmitted light distribution calculated | required from the electromagnetic field numerical calculation based on a Maxwell equation, and the effective light source shown in FIG. マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算から求めた厳密な透過光分布と図11に示す有効光源から算出される近似空中像を示す図である。It is a figure which shows the approximate aerial image calculated from the exact transmitted light distribution calculated | required from the electromagnetic field numerical calculation based on a Maxwell equation, and the effective light source shown in FIG. マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算から求めた厳密な透過光分布と図12に示す有効光源から算出される近似空中像を示す図である。It is a figure which shows the approximate aerial image calculated from the exact transmitted light distribution calculated | required from the electromagnetic field numerical calculation based on a Maxwell equation, and the effective light source shown in FIG. 図13乃至図16に示す近似空中像を足し合わせた近似空中像(空中像マップ)を示す図である。It is a figure which shows the approximate aerial image (aerial image map) which added the approximate aerial image shown in FIG. 13 thru | or FIG. 図17に示す近似空中像にラプラシアン演算を施して得られる微分近似空中像を示す図である。It is a figure which shows the differential approximate aerial image obtained by performing a Laplacian operation to the approximate aerial image shown in FIG. 目標パターンと、キルヒホッフ近似及び厳密計算のそれぞれを適用して挿入された補助パターンとを含むマスクパターンを示す図である。It is a figure which shows the mask pattern containing a target pattern and the auxiliary pattern inserted by applying each of Kirchhoff approximation and exact calculation. 図19に示すマスクパターンに対して空中像を算出して像特性を評価した結果(CDのデフォーカス特性)を示す図である。It is a figure which shows the result (CD defocus characteristic) which computed the aerial image with respect to the mask pattern shown in FIG. 19, and evaluated the image characteristic. 図19に示すマスクパターンに対して空中像を算出して像特性を評価した結果(NILSのデフォーカス特性)を示す図である。It is a figure which shows the result (NILS defocus characteristic) which calculated the aerial image with respect to the mask pattern shown in FIG. 19, and evaluated the image characteristic. 図4に示す孤立ラインパターン及び図7に示す有効光源に対して、キルヒホッフ近似(従来技術)から算出される近似空中像を示す図である。It is a figure which shows the approximate aerial image calculated from Kirchhoff approximation (prior art) with respect to the isolated line pattern shown in FIG. 4, and the effective light source shown in FIG. 厳密計算から求めた厳密な透過光分布と図9乃至図12に示す有効光源のそれぞれとから算出される近似空中像を足し合わせた近似空中像(空中像マップ)を示す図である。It is a figure which shows the approximate aerial image (aerial image map) which added together the approximate aerial image calculated from the exact transmitted light distribution calculated | required from exact calculation, and each of the effective light source shown in FIG. 9 thru | or FIG. 図24に示す近似空中像にラプラシアン演算を施して得られる微分近似空中像を示す図である。It is a figure which shows the differential approximate aerial image obtained by performing a Laplacian operation to the approximate aerial image shown in FIG. 目標パターンと、キルヒホッフ近似及び厳密計算のそれぞれを適用して挿入された補助パターンとを含むマスクパターンを示す図である。It is a figure which shows the mask pattern containing a target pattern and the auxiliary pattern inserted by applying each of Kirchhoff approximation and exact calculation. 図25に示すマスクパターンに対して空中像を算出して像特性を評価した結果(CDのデフォーカス特性)を示す図である。It is a figure which shows the result (CD defocus characteristic) which computed the aerial image with respect to the mask pattern shown in FIG. 25, and evaluated the image characteristic. 図25に示すマスクパターンに対して空中像を算出して像特性を評価した結果(NILSのデフォーカス特性)を示す図である。It is a figure which shows the result (NILS defocus characteristic) which computed the aerial image with respect to the mask pattern shown in FIG. 25, and evaluated the image characteristic. 露光装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of exposure apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 処理装置
20 制御部
40 記憶部
401 マスクデータ生成プログラム
402 パターンデータ
403 有効光源情報
408 マスクデータ
409 透過光分布
410 近似空中像
411 空中像マップ
412 2次元像
413 変形パターンデータ
70 記憶媒体
100 露光装置
110 光源
120 照明光学系
130 マスク
140 投影光学系
150 ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing apparatus 20 Control part 40 Memory | storage part 401 Mask data generation program 402 Pattern data 403 Effective light source information 408 Mask data 409 Transmission light distribution 410 Approximate aerial image 411 Aerial image map 412 Two-dimensional image 413 Deformation pattern data 70 Storage medium 100 Exposure apparatus 110 Light source 120 Illumination optical system 130 Mask 140 Projection optical system 150 Wafer

Claims (9)

光源からの光を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に用いられる原版のパターンのデータをコンピュータによって生成する生成方法であって、
前記原版が前記投影光学系の物体面に配置されていない場合に前記投影光学系の瞳面に形成される有効光源を複数の領域に分割する分割ステップと、
前記分割ステップで分割された複数の領域のそれぞれに入射する平面波の入射角を決定する第1の決定ステップと、
前記第1の決定ステップで決定された入射角で前記複数の領域のそれぞれに入射する複数の平面波のそれぞれについて、前記光源からの光が前記投影光学系の物体面に配置されたパターンを通過して前記投影光学系の瞳面に形成する透過光分布を、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出する第1の算出ステップと、
前記第1の算出ステップで算出された複数の透過光分布のそれぞれに基づいて、前記複数の平面波のそれぞれが前記投影光学系の像面に形成する近似空中像を算出する第2の算出ステップと、
前記第2の算出ステップで算出された複数の近似空中像を足し合わせて空中像マップを生成する生成ステップと、
前記生成ステップで生成された空中像マップに基づいて、前記原版のパターンを決定する第2の決定ステップと、
を有することを特徴とする生成方法。
A generation method for generating data of a pattern of an original by a computer used in an exposure apparatus that includes an illumination optical system that illuminates the original using light from a light source and a projection optical system that projects the pattern of the original on a substrate. And
A dividing step of dividing the effective light source formed on the pupil plane of the projection optical system into a plurality of regions when the original is not disposed on the object plane of the projection optical system;
A first determining step of determining an incident angle of a plane wave incident on each of the plurality of regions divided in the dividing step;
For each of the plurality of plane waves incident on each of the plurality of regions at the incident angle determined in the first determination step, light from the light source passes through a pattern disposed on the object plane of the projection optical system. A first calculation step of calculating a transmitted light distribution formed on the pupil plane of the projection optical system by an electromagnetic field numerical calculation based on a Maxwell equation;
A second calculating step of calculating an approximate aerial image formed by each of the plurality of plane waves on the image plane of the projection optical system based on each of the plurality of transmitted light distributions calculated in the first calculating step; ,
A generating step of adding a plurality of approximate aerial images calculated in the second calculating step to generate an aerial image map;
A second determining step of determining a pattern of the original based on the aerial image map generated in the generating step;
A generation method characterized by comprising:
前記原版のパターンは、主パターンと、補助パターンとを含み、
前記第2の決定ステップでは、前記主パターンに対して前記補助パターンを挿入することを特徴とする請求項1に記載の生成方法。
The pattern of the original plate includes a main pattern and an auxiliary pattern,
The generation method according to claim 1, wherein in the second determination step, the auxiliary pattern is inserted into the main pattern.
前記生成ステップで生成された空中像マップから2次元像を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出された2次元像と前記基板に形成すべき目標パターンとの差分が許容範囲内になるように、前記主パターンを変形する変形ステップと、
を更に有することを特徴とする請求項2に記載の生成方法。
An extraction step of extracting a two-dimensional image from the aerial image map generated in the generation step;
A deformation step of deforming the main pattern such that a difference between the two-dimensional image extracted in the extraction step and a target pattern to be formed on the substrate is within an allowable range;
The generation method according to claim 2, further comprising:
光源からの光を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に用いられる原版のパターンのデータをコンピュータによって生成する生成方法であって、
前記光源からの光が前記投影光学系の物体面に配置されたパターンを通過して前記投影光学系の瞳面に形成する透過光分布を、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出する第1の算出ステップと、
前記第1の算出ステップで算出された透過光分布に基づいて、前記投影光学系の像面に形成される近似空中像を算出する第2の算出ステップと、
前記第2の算出ステップで算出された近似空中像に基づいて、前記原版のパターンを決定する決定ステップと、
を有することを特徴とする生成方法。
A generation method for generating data of a pattern of an original by a computer used in an exposure apparatus that includes an illumination optical system that illuminates the original using light from a light source and a projection optical system that projects the pattern of the original on a substrate. And
A transmitted light distribution formed on the pupil plane of the projection optical system by passing light from the light source through a pattern disposed on the object plane of the projection optical system is calculated by first calculating an electromagnetic field based on Maxwell's equations A calculation step;
A second calculation step of calculating an approximate aerial image formed on the image plane of the projection optical system based on the transmitted light distribution calculated in the first calculation step;
A determining step for determining a pattern of the original based on the approximate aerial image calculated in the second calculating step;
A generation method characterized by comprising:
請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の生成方法で生成されたデータに基づいて原版を作成することを特徴とする原版の作成方法。   5. A method for creating an original plate, wherein the original plate is created based on data generated by the generation method according to claim 1. 請求項5に記載の原版の作成方法で作成された原版を照明するステップと、
投影光学系を介して前記原版のパターンの像を基板に投影するステップと、
を有することを特徴とする露光方法。
Illuminating the original produced by the original production method according to claim 5;
Projecting an image of the original pattern onto a substrate via a projection optical system;
An exposure method comprising:
請求項6に記載の露光方法を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
Exposing the substrate using the exposure method according to claim 6;
Developing the exposed substrate;
A device manufacturing method characterized by comprising:
光源からの光を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に用いられる原版のパターンのデータを生成する生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記原版が前記投影光学系の物体面に配置されていない場合に前記投影光学系の瞳面に形成される有効光源を複数の領域に分割する分割ステップと、
前記分割ステップで分割された複数の領域のそれぞれに入射する平面波の入射角を決定する第1の決定ステップと、
前記第1の決定ステップで決定された入射角で前記複数の領域のそれぞれに入射する複数の平面波のそれぞれについて、前記光源からの光が前記投影光学系の物体面に配置されたパターンを通過して前記投影光学系の瞳面に形成する透過光分布を、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出する第1の算出ステップと、
前記第1の算出ステップで算出された複数の透過光分布のそれぞれに基づいて、前記複数の平面波のそれぞれが前記投影光学系の像面に形成する近似空中像を算出する第2の算出ステップと、
前記第2の算出ステップで算出された複数の近似空中像を足し合わせて空中像マップを生成する生成ステップと、
前記生成ステップで生成された空中像マップに基づいて、前記原版のパターンを決定する第2の決定ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
A generation method for generating original pattern data used in an exposure apparatus including an illumination optical system that illuminates an original using light from a light source and a projection optical system that projects the original pattern onto a substrate is executed on a computer A program for
In the computer,
A dividing step of dividing the effective light source formed on the pupil plane of the projection optical system into a plurality of regions when the original is not disposed on the object plane of the projection optical system;
A first determining step of determining an incident angle of a plane wave incident on each of the plurality of regions divided in the dividing step;
For each of the plurality of plane waves incident on each of the plurality of regions at the incident angle determined in the first determination step, light from the light source passes through a pattern disposed on the object plane of the projection optical system. A first calculation step of calculating a transmitted light distribution formed on the pupil plane of the projection optical system by an electromagnetic field numerical calculation based on a Maxwell equation;
A second calculating step of calculating an approximate aerial image formed by each of the plurality of plane waves on the image plane of the projection optical system based on each of the plurality of transmitted light distributions calculated in the first calculating step; ,
A generating step of adding a plurality of approximate aerial images calculated in the second calculating step to generate an aerial image map;
A second determining step of determining a pattern of the original based on the aerial image map generated in the generating step;
A program characterized by having executed.
光源からの光を用いて原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に用いられる原版のパターンのデータを生成する生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記光源からの光が前記投影光学系の物体面に配置されたパターンを通過して前記投影光学系の瞳面に形成する透過光分布を、マクスウェル方程式に基づく電磁場数値計算によって算出する第1の算出ステップと、
前記第1の算出ステップで算出された透過光分布に基づいて、前記投影光学系の像面に形成される近似空中像を算出する第2の算出ステップと、
前記第2の算出ステップで算出された近似空中像に基づいて、前記原版のパターンを決定する決定ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
A generation method for generating original pattern data used in an exposure apparatus including an illumination optical system that illuminates an original using light from a light source and a projection optical system that projects the original pattern onto a substrate is executed on a computer A program for
In the computer,
A transmitted light distribution formed on the pupil plane of the projection optical system by passing light from the light source through a pattern disposed on the object plane of the projection optical system is calculated by electromagnetic field numerical calculation based on Maxwell's equations A calculation step;
A second calculation step of calculating an approximate aerial image formed on the image plane of the projection optical system based on the transmitted light distribution calculated in the first calculation step;
A determining step for determining a pattern of the original based on the approximate aerial image calculated in the second calculating step;
A program characterized by having executed.
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