JP3077657B2 - 露光シミュレーション方法 - Google Patents
露光シミュレーション方法Info
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- JP3077657B2 JP3077657B2 JP09364339A JP36433997A JP3077657B2 JP 3077657 B2 JP3077657 B2 JP 3077657B2 JP 09364339 A JP09364339 A JP 09364339A JP 36433997 A JP36433997 A JP 36433997A JP 3077657 B2 JP3077657 B2 JP 3077657B2
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置のリ
ソグラフィー工程における露光シミュレーション方法に
関する。
ソグラフィー工程における露光シミュレーション方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の露光シミュレーション方
法としてはIEEE Transaction on Electron Devices誌、
第ED-22番、第７号、２月、1975年、第445頁〜第452頁
に開示されている光の垂直入射モデルを用いたDillの方
法が広くもちいられてきた。
法としてはIEEE Transaction on Electron Devices誌、
第ED-22番、第７号、２月、1975年、第445頁〜第452頁
に開示されている光の垂直入射モデルを用いたDillの方
法が広くもちいられてきた。
【０００３】レジストの深さ方向ｚとして光強度の変化
とインヒビタ濃度Ｍが次式であらわせるとする。
とインヒビタ濃度Ｍが次式であらわせるとする。
【０００４】
【数１】
【０００５】
【数２】
【０００６】ここでＡ，Ｂ，Ｃはレジストパラメータ
で、光吸収係数α(z,t)＝AM(z,t)+Bとなる。このときレ
ジストの複屈折率は次式であらわされる。
で、光吸収係数α(z,t)＝AM(z,t)+Bとなる。このときレ
ジストの複屈折率は次式であらわされる。
【数３】
【０００７】レジスト内露光分布はレジストを垂直方向
へ等分割して各層を薄膜として扱うことによつて計算す
る。レジストを垂直方向にｍ等分し、第ｊ番目の厚さを
Δzjとする。各層でのインヒビタ濃度が一定と近似する
と第ｊ層での光強度変化ΔIjは次式であらわせる。
へ等分割して各層を薄膜として扱うことによつて計算す
る。レジストを垂直方向にｍ等分し、第ｊ番目の厚さを
Δzjとする。各層でのインヒビタ濃度が一定と近似する
と第ｊ層での光強度変化ΔIjは次式であらわせる。
【数４】
【０００８】このとき時刻t+Δtでの第ｊ層のインヒビ
タ濃度分布Mj(t+Δt)は次式であらわされる。
タ濃度分布Mj(t+Δt)は次式であらわされる。
【数５】
【０００９】ここで△Tは露光時間である。
【０００１０】レジスト内の深さ方向の光強度分布Ijに
デフォーカスの効果を考慮する方法としてC.A.Mack, "U
nderstanding focus effects in submicrometer optica
l lithography", Optical Engineering誌27号，No.12，
1988年の1093頁〜1100頁に開示されている方法が広く用
いられている。
デフォーカスの効果を考慮する方法としてC.A.Mack, "U
nderstanding focus effects in submicrometer optica
l lithography", Optical Engineering誌27号，No.12，
1988年の1093頁〜1100頁に開示されている方法が広く用
いられている。
【００１１】レジスト内の深さz'を光学距離を考慮して
真空中での等価距離ｚを次のようにおく。
真空中での等価距離ｚを次のようにおく。
【数６】
【００１２】ここで第ｊ層での深さzj'は各層の厚さを
δzjとすると次式であらわされる。
δzjとすると次式であらわされる。
【数７】
【００１３】多層膜の薄膜近似によって得られる深さ方
向第ｊ層の定在波効果Is(zj)と、第ｊ層上面での初期光
強度I0(zj)とすると式(4)のΔIjは次式であらわされ
る。
向第ｊ層の定在波効果Is(zj)と、第ｊ層上面での初期光
強度I0(zj)とすると式(4)のΔIjは次式であらわされ
る。
【数８】
【００１４】ここでI0(zj)はデフォーカスzjでの光強度
である。
である。
【００１５】式(8)のΔIjを使って式(4)，(5)を計算す
ることによって露光後のレジスト内インヒビタ濃度分布
を得る。
ることによって露光後のレジスト内インヒビタ濃度分布
を得る。
【００１６】従来のリソグラフィーシミュレーションで
はSemiconductor World誌、４月号，1996年，第76頁〜
第79頁に開示されている露光パラメータを振って繰り返
し計算を行うバラメトリック解析が広く行われている。
レジストのフォーカスｆおよび露光時間△Tの条件振り
を行って露光計算と現像計算を行いプロセスウィンドウ
特性図を得る。
はSemiconductor World誌、４月号，1996年，第76頁〜
第79頁に開示されている露光パラメータを振って繰り返
し計算を行うバラメトリック解析が広く行われている。
レジストのフォーカスｆおよび露光時間△Tの条件振り
を行って露光計算と現像計算を行いプロセスウィンドウ
特性図を得る。
【００１７】図４を用いて従来方法による露光シミュレ
ーション方法について説明する。フォーカス、レジスト
膜厚およびレジスト屈折率の条件振り範囲設定をする
（ステップ２９）。
ーション方法について説明する。フォーカス、レジスト
膜厚およびレジスト屈折率の条件振り範囲設定をする
（ステップ２９）。
【００１８】フォーカス、レジスト膜厚およびレジスト
屈折率の条件振り値を設定する（ステップ３０〜３
２）。定在波効果Is(z)を計算する（ステップ３３）。
初期光強度分布I0(z)を計算する（ステップ３４）。前
記Is(z)およびI0(z)から露光強度分布を計算して、レジ
スト内インヒビタ濃度分布Ｍを計算する（ステップ３
５，３６）。
屈折率の条件振り値を設定する（ステップ３０〜３
２）。定在波効果Is(z)を計算する（ステップ３３）。
初期光強度分布I0(z)を計算する（ステップ３４）。前
記Is(z)およびI0(z)から露光強度分布を計算して、レジ
スト内インヒビタ濃度分布Ｍを計算する（ステップ３
５，３６）。
【００１９】フォーカス、レジスト膜厚およびレジスト
屈折率の条件振りを行い（ステップ３７，３８，３
９）、すべての条件振りが終わるまでステップ３０〜３
９を繰り返す。
屈折率の条件振りを行い（ステップ３７，３８，３
９）、すべての条件振りが終わるまでステップ３０〜３
９を繰り返す。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
露光シミュレーション方法ではフォーカス、レジスト膜
厚およびレジスト屈折率の各パラメータについてそれぞ
れ設定範囲内でパラメータを変化させてバラメトリック
解析を行っていたので、解析全体にかかる計算時間が長
くなるという問題点を有していた。
露光シミュレーション方法ではフォーカス、レジスト膜
厚およびレジスト屈折率の各パラメータについてそれぞ
れ設定範囲内でパラメータを変化させてバラメトリック
解析を行っていたので、解析全体にかかる計算時間が長
くなるという問題点を有していた。
【００２１】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、半導体製造装置の
リソグラフィー工程における露光シミュレーションを高
速に計算することの可能な露光シミュレーション方法を
提供する点にある。
のであり、その目的とするところは、半導体製造装置の
リソグラフィー工程における露光シミュレーションを高
速に計算することの可能な露光シミュレーション方法を
提供する点にある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】請求１記載の発明の要旨
は、半導体製造装置に用いるリソグラフィー工程の露光
シミュレーション方法において、フォーカス、レジスト
膜厚およびレジスト屈折率の各パラメータの設定条件範
囲からデフォーカス範囲を計算する工程と、前記計算さ
れたデフォーカス範囲から光強度分布を計算する工程
と、前記光強度分布から初期光強度分布を計算する工程
と、前記初期光強度分布から露光強度分布を計算する工
程とを備え、前記光強度分布から一次補間によって初期
光強度分布を計算することを特徴とする露光シミュレー
ション方法に存する。請求項２記載の発明の要旨は、請
求項１に記載の露光シミュレーション方法において、前
記光強度分布をテーブル化する工程を備えることを特徴
とする露光シミュレーション方法に存する。請求項３記
載の発明の要旨は、請求項１又は２のいずれかに記載の
露光シミュレーション方法において、前記露光強度分布
からレジスト内インヒビタ濃度分布を求める工程を備え
ることを特徴とする露光シミュレーション方法に存す
る。請求項４記載の発明の要旨は、請求項２に記載の工
程により作成された光強度分布テーブルを使って計算
後、露光時間の条件を設定することを特徴とする請求項
２乃至３のいずれかに記載の露光シミュレーション方法
に存する。
は、半導体製造装置に用いるリソグラフィー工程の露光
シミュレーション方法において、フォーカス、レジスト
膜厚およびレジスト屈折率の各パラメータの設定条件範
囲からデフォーカス範囲を計算する工程と、前記計算さ
れたデフォーカス範囲から光強度分布を計算する工程
と、前記光強度分布から初期光強度分布を計算する工程
と、前記初期光強度分布から露光強度分布を計算する工
程とを備え、前記光強度分布から一次補間によって初期
光強度分布を計算することを特徴とする露光シミュレー
ション方法に存する。請求項２記載の発明の要旨は、請
求項１に記載の露光シミュレーション方法において、前
記光強度分布をテーブル化する工程を備えることを特徴
とする露光シミュレーション方法に存する。請求項３記
載の発明の要旨は、請求項１又は２のいずれかに記載の
露光シミュレーション方法において、前記露光強度分布
からレジスト内インヒビタ濃度分布を求める工程を備え
ることを特徴とする露光シミュレーション方法に存す
る。請求項４記載の発明の要旨は、請求項２に記載の工
程により作成された光強度分布テーブルを使って計算
後、露光時間の条件を設定することを特徴とする請求項
２乃至３のいずれかに記載の露光シミュレーション方法
に存する。
【００２３】ここに、式(3)，(6)および(7)から、光強
度分布を計算するデフォーカス範囲は、フォーカス、レ
ジストの屈折率およびレジストの膜厚に依存している。
よって、、これら３つのパラメータの条件振りに際し
て、フォーカス条件振りの範囲をf0〜f1(f0＜f1)、レジ
スト屈折率条件振りの範囲をn0〜n1(n0＜n1)およびレジ
スト膜厚条件振りをt0〜t1(t0＜t1)とすると、光強度分
布の必要なデフォーカス範囲は次式であらわされる。
度分布を計算するデフォーカス範囲は、フォーカス、レ
ジストの屈折率およびレジストの膜厚に依存している。
よって、、これら３つのパラメータの条件振りに際し
て、フォーカス条件振りの範囲をf0〜f1(f0＜f1)、レジ
スト屈折率条件振りの範囲をn0〜n1(n0＜n1)およびレジ
スト膜厚条件振りをt0〜t1(t0＜t1)とすると、光強度分
布の必要なデフォーカス範囲は次式であらわされる。
【数９】
【００２４】あらかじめ式(9)のＤ0〜Ｄ1の範囲で光強
度分布を計算しておき、露光計算時に再利用することに
よって計算時間を短縮する。特に、式(9)のＤ0〜Ｄ1の
範囲で計算した光強度分布をテーブルに格納しておくと
よい。
度分布を計算しておき、露光計算時に再利用することに
よって計算時間を短縮する。特に、式(9)のＤ0〜Ｄ1の
範囲で計算した光強度分布をテーブルに格納しておくと
よい。
【００２５】このとき光強度分布のデフォーカス依存性
は露光計算時の深さ方向にあらわれる定在波効果に比較
して小さい。よって光強度分布計算のデフォーカスきぎ
みδdは式(7)の各層の厚さδzよりも大きくてよく、式
(8)のI0(zj)の計算の際には、上述の光強度分布テーブ
ルを一次補間することによって光強度分布計算の回数を
減らして計算時間を短縮することができる。
は露光計算時の深さ方向にあらわれる定在波効果に比較
して小さい。よって光強度分布計算のデフォーカスきぎ
みδdは式(7)の各層の厚さδzよりも大きくてよく、式
(8)のI0(zj)の計算の際には、上述の光強度分布テーブ
ルを一次補間することによって光強度分布計算の回数を
減らして計算時間を短縮することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００２７】［第１の実施形態］本発明の第一の実施形
態を図１に示すフローチャートを用いて詳細に説明す
る。フォーカス、レジスト膜厚およびレジスト屈折率の
条件振り範囲設定をする（ステップ１）。デフォーカス
振り範囲の計算をする（ステップ２）。前記で求めた範
囲のデフォーカスで光強度分布を計算してテーブルを作
成する（ステップ３）。
態を図１に示すフローチャートを用いて詳細に説明す
る。フォーカス、レジスト膜厚およびレジスト屈折率の
条件振り範囲設定をする（ステップ１）。デフォーカス
振り範囲の計算をする（ステップ２）。前記で求めた範
囲のデフォーカスで光強度分布を計算してテーブルを作
成する（ステップ３）。
【００２８】フォーカス、レジスト膜厚およびレジスト
屈折率の条件振り値を設定する（ステップ４〜６）。定
在波効果Is(z)を計算する（ステップ７）。光強度分布
テーブルから一次補間により初期光強度分布I0(z)を計
算する（ステップ８）。前記Is(z)および前記I0(z)から
露光強度分布I(z)を計算してレジスト内インヒビタ濃度
分布Ｍを計算する（ステップ９，１０）。
屈折率の条件振り値を設定する（ステップ４〜６）。定
在波効果Is(z)を計算する（ステップ７）。光強度分布
テーブルから一次補間により初期光強度分布I0(z)を計
算する（ステップ８）。前記Is(z)および前記I0(z)から
露光強度分布I(z)を計算してレジスト内インヒビタ濃度
分布Ｍを計算する（ステップ９，１０）。
【００２９】フォーカス、レジスト膜厚およびレジスト
屈折率の条件振りを行い（ステップ１１，１２，１
３）、すべての条件振りが終わるまでステップ４〜１３
を繰り返す。
屈折率の条件振りを行い（ステップ１１，１２，１
３）、すべての条件振りが終わるまでステップ４〜１３
を繰り返す。
【００３０】従って、本実施形態では光強度分布計算の
繰り返し計算が不要なので従来例に比較して計算時間を
短縮できる。
繰り返し計算が不要なので従来例に比較して計算時間を
短縮できる。
【００３１】［第二の実施形態］本発明の第二の実施形
態のフローチャートを図３に示す。基本均には図１に示
した第一の実施形態と同じであるため相違点のみを説明
する。
態のフローチャートを図３に示す。基本均には図１に示
した第一の実施形態と同じであるため相違点のみを説明
する。
【００３２】第二の実施形態では更に露光時間ΔTをパ
ラメータとして振ったときに、前記光強度分布テーブル
を使うことによって計算する。露光強度分布I(z)を光強
度分布テーブルを使って計算後（ステップ２２）露光時
間ΔT条件設定をする（ステップ２３）。前記I(z)およ
ぴ前記ΔTからレジスト内インヒビタ濃度分布Ｍを計算
（ステップ２４）。すべての露光時間条件振りが終了す
るまでステップ２３〜２５を繰り返す。
ラメータとして振ったときに、前記光強度分布テーブル
を使うことによって計算する。露光強度分布I(z)を光強
度分布テーブルを使って計算後（ステップ２２）露光時
間ΔT条件設定をする（ステップ２３）。前記I(z)およ
ぴ前記ΔTからレジスト内インヒビタ濃度分布Ｍを計算
（ステップ２４）。すべての露光時間条件振りが終了す
るまでステップ２３〜２５を繰り返す。
【００３３】本発明の第二の実施形態では初期光強度分
布I(z)と定在波効果Is(z)の計算を繰り返さないので第
一の実施形態よりも計算時間を短縮できる。本発明者の
実験結果によれば、10％の短縮効果があった。
布I(z)と定在波効果Is(z)の計算を繰り返さないので第
一の実施形態よりも計算時間を短縮できる。本発明者の
実験結果によれば、10％の短縮効果があった。
【００３４】なお、本実施の形態においてはリソグラフ
ィー工程のシミュレーションに適用したが、本発明はそ
れに限定されず、本発明を適用する上で好適なシミュレ
ーションに適用することができる。なお、各図におい
て、同一構成要素には同一符号を付している。
ィー工程のシミュレーションに適用したが、本発明はそ
れに限定されず、本発明を適用する上で好適なシミュレ
ーションに適用することができる。なお、各図におい
て、同一構成要素には同一符号を付している。
【００３５】
【実施例】図２は上述の第一の実施形態において、波長
0.365μｍで0.70μｍピッチパターンの２次元露光シミ
ュレーションでフォーカスを-1.0〜1.0まで変えて行っ
たときの計算時間のパラメータ条件振り数に対する特性
図である。本実施例では光強度分布計算の繰り返し計算
が不要なので従来例に比較して計算時間を10条件で40％
短縮できる。
0.365μｍで0.70μｍピッチパターンの２次元露光シミ
ュレーションでフォーカスを-1.0〜1.0まで変えて行っ
たときの計算時間のパラメータ条件振り数に対する特性
図である。本実施例では光強度分布計算の繰り返し計算
が不要なので従来例に比較して計算時間を10条件で40％
短縮できる。
【００３６】
【発明の効果】上述したように本発明では、半導体製造
工程の特にリソグラフィー工程のシミュレーションを行
う方法において、露光計算のパラメトリック解析時間を
従来の方法と比較して短縮することができる。
工程の特にリソグラフィー工程のシミュレーションを行
う方法において、露光計算のパラメトリック解析時間を
従来の方法と比較して短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態である露光シミュレー
ション方法の手順を示すフローチャートである。
ション方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】第一の実施形態においてフォーカス条件振り回
数を変えたときの計算時間の特性図である。
数を変えたときの計算時間の特性図である。
【図３】本発明の第二の実施形態である露光シミュレー
ション方法の手順を示すフローチャート図である。
ション方法の手順を示すフローチャート図である。
【図４】従来の露光シミュレーション方法の手順を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体製造装置に用いるリソグラフィー
工程の露光シミュレーション方法において、 フォーカス、レジスト膜厚およびレジスト屈折率の各パ
ラメータの設定条件範囲からデフォーカス範囲を計算す
る工程と、 前記計算されたデフォーカス範囲から光強度分布を計算
する工程と、 前記光強度分布から初期光強度分布を計算する工程と、 前記初期光強度分布から露光強度分布を計算する工程と
を備え、前記光強度分布から一次補間によって初期光強度分布を
計算することを特徴とする露光シミュレーション方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の露光シミュレーション
方法において、前記光強度分布をテーブル化する工程を
備えることを特徴とする露光シミュレーション方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２のいずれかに記載の露光
シミュレーション方法において、前記露光強度分布から
レジスト内インヒビタ濃度分布を求める工程を備えるこ
とを特徴とする露光シミュレーション方法。 - 【請求項４】 請求項２に記載の工程により作成された
光強度分布テーブルを使って計算後、露光時間の条件を
設定することを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに
記載の露光シミュレーション方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09364339A JP3077657B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 露光シミュレーション方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09364339A JP3077657B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 露光シミュレーション方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11186152A JPH11186152A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3077657B2 true JP3077657B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=18481579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09364339A Expired - Lifetime JP3077657B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 露光シミュレーション方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3077657B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9606452B2 (en) | 2014-09-19 | 2017-03-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Lithography metrology method for determining best focus and best dose and lithography monitoring method using the same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002190443A (ja) | 2000-12-20 | 2002-07-05 | Hitachi Ltd | 露光方法およびその露光システム |
| JP5833437B2 (ja) | 2011-12-29 | 2015-12-16 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | シミュレーション装置およびシミュレーションプログラム |
-
1997
- 1997-12-19 JP JP09364339A patent/JP3077657B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9606452B2 (en) | 2014-09-19 | 2017-03-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Lithography metrology method for determining best focus and best dose and lithography monitoring method using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11186152A (ja) | 1999-07-09 |
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