JP3297791B2 - 露光方法およびレジストパターン算出方法 - Google Patents
露光方法およびレジストパターン算出方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置などの製造
過程で行われるフォトリソグラフィプロセスにおいて用
いられる露光方法およびレジストパターン算出方法に関
する。
過程で行われるフォトリソグラフィプロセスにおいて用
いられる露光方法およびレジストパターン算出方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置などの製造過程では、数μｍ
の微小パターンを形成するフォトリソグラフィプロセス
が行われる。このフォトリソグラフィプロセスでは、所
定の設計パターンを描いたマスクパターンを通して光を
半導体ウェハー上に形成されたレジスト材料に転写して
露光を行い、レジストパターンを形成している。近年、
製造する半導体装置の微細化に伴って、フォトリソグラ
フィプロセスにおいても解像度の向上が必須となってき
た。すなわち、半導体装置製造の歩留りを高くするため
には、プロセスマージンを拡大できるような最適な露光
条件を求める必要がある。また、設計ルールが光の波長
付近の大きさまで微細化したことから、フォトリソグラ
フィプロセスにおける解像度が不十分になり、マスクパ
ターンと転写されたレジストパターンとの乖離が問題と
なってきている。そのため、フォトリソグラフィプロセ
スを行う最適な条件を決定するために、条件に応じて、
どのようなレジストパターンが形成されるかを正確に知
る必要がある。
の微小パターンを形成するフォトリソグラフィプロセス
が行われる。このフォトリソグラフィプロセスでは、所
定の設計パターンを描いたマスクパターンを通して光を
半導体ウェハー上に形成されたレジスト材料に転写して
露光を行い、レジストパターンを形成している。近年、
製造する半導体装置の微細化に伴って、フォトリソグラ
フィプロセスにおいても解像度の向上が必須となってき
た。すなわち、半導体装置製造の歩留りを高くするため
には、プロセスマージンを拡大できるような最適な露光
条件を求める必要がある。また、設計ルールが光の波長
付近の大きさまで微細化したことから、フォトリソグラ
フィプロセスにおける解像度が不十分になり、マスクパ
ターンと転写されたレジストパターンとの乖離が問題と
なってきている。そのため、フォトリソグラフィプロセ
スを行う最適な条件を決定するために、条件に応じて、
どのようなレジストパターンが形成されるかを正確に知
る必要がある。
【０００３】この場合に、最も正確な方法は、転写実験
を行うことである。しかしながら、種々の条件で転写実
験を何度か行い、そのなかで最適な条件を見つけようと
すると膨大な時間と価格コストとが必要となり、転写実
験のみで最適条件を見つけるのは現実的でない。また、
現在、例えば、設備などが不十分であるために、転写実
験を行えないが、将来、実現が予測されるフォトリソグ
ラフィプロセスの評価を行うことができない。このよう
な理由で、従来から、レジストパターンを求める方法と
して、転写実験と共に、光強度シュミレータ、光強度測
定装置あるいは現像シュミレータなどが用いられてい
た。図１１，１２は、従来のレジストパターンを求める
方法を説明するためのフローチャートである。第１の方
法では、図１１（Ａ）に示すように、光強度シュミレー
タ３にマスクパタン１と転写条件２とが入力され、光強
度シュミレータ３から光強度分布４が出力される。光強
度分布４は現像シュミレータ５に入力され、現像シュミ
レータ５からレジストパターン６が出力される。現像シ
ュミレータでは、時間を追ってレジスト形状を計算する
有限要素法的な計算を行ってレジストパターンを算出し
ている。
を行うことである。しかしながら、種々の条件で転写実
験を何度か行い、そのなかで最適な条件を見つけようと
すると膨大な時間と価格コストとが必要となり、転写実
験のみで最適条件を見つけるのは現実的でない。また、
現在、例えば、設備などが不十分であるために、転写実
験を行えないが、将来、実現が予測されるフォトリソグ
ラフィプロセスの評価を行うことができない。このよう
な理由で、従来から、レジストパターンを求める方法と
して、転写実験と共に、光強度シュミレータ、光強度測
定装置あるいは現像シュミレータなどが用いられてい
た。図１１，１２は、従来のレジストパターンを求める
方法を説明するためのフローチャートである。第１の方
法では、図１１（Ａ）に示すように、光強度シュミレー
タ３にマスクパタン１と転写条件２とが入力され、光強
度シュミレータ３から光強度分布４が出力される。光強
度分布４は現像シュミレータ５に入力され、現像シュミ
レータ５からレジストパターン６が出力される。現像シ
ュミレータでは、時間を追ってレジスト形状を計算する
有限要素法的な計算を行ってレジストパターンを算出し
ている。
【０００４】第２の方法では、図１１（Ｂ）に示すよう
に、光強度測定装置７にマスクパタン１と転写条件２と
が入力され、光強度測定装置７から光強度分布８が出力
される。光強度分布８は現像シュミレータ５に入力さ
れ、現像シュミレータ５からレジストパターン１０が出
力される。
に、光強度測定装置７にマスクパタン１と転写条件２と
が入力され、光強度測定装置７から光強度分布８が出力
される。光強度分布８は現像シュミレータ５に入力さ
れ、現像シュミレータ５からレジストパターン１０が出
力される。
【０００５】第３の方法では、図１２（Ｃ）に示すよう
に、光強度シュミレータ３にマスクパタン１と転写条件
２とが入力され、光強度シュミレータ３から光強度分布
４が出力される。光強度分布４においてしきい値での等
高線が求められ（図中「１１」）、この等高線に基づい
てレジストパターン１２が作成される。
に、光強度シュミレータ３にマスクパタン１と転写条件
２とが入力され、光強度シュミレータ３から光強度分布
４が出力される。光強度分布４においてしきい値での等
高線が求められ（図中「１１」）、この等高線に基づい
てレジストパターン１２が作成される。
【０００６】第４の方法では、図１２（Ｄ）に示すよう
に、光強度測定装置７にマスクパタン１と転写条件２と
が入力され、光強度測定装置７から光強度分布８が出力
される。光強度分布４においてしきい値での等高線が求
められ（図中「１１」）、この等高線に基づいてレジス
トパターン１３が作成される。
に、光強度測定装置７にマスクパタン１と転写条件２と
が入力され、光強度測定装置７から光強度分布８が出力
される。光強度分布４においてしきい値での等高線が求
められ（図中「１１」）、この等高線に基づいてレジス
トパターン１３が作成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第１の方法および第２の方法では、現像シュミレータ
５において有限要素法的な計算を行っていることから、
現像シュミレータ５における計算時間が著しく長いとい
う問題があった。従って、条件を変化させて多数回の計
算を行うと、膨大な時間および価格が必要になる。その
ため、第１の方法および第２の方法は、マスクパターン
や露光条件の最適化を図るために、多数回の計算が必要
な場合には不適当であった。
た第１の方法および第２の方法では、現像シュミレータ
５において有限要素法的な計算を行っていることから、
現像シュミレータ５における計算時間が著しく長いとい
う問題があった。従って、条件を変化させて多数回の計
算を行うと、膨大な時間および価格が必要になる。その
ため、第１の方法および第２の方法は、マスクパターン
や露光条件の最適化を図るために、多数回の計算が必要
な場合には不適当であった。
【０００８】また、第３の方法および第４の方法では、
光強度分布８においてしきい値での等高線を求める（図
１２（Ｄ）における「１１」）際に、レジストの厚さ
や、レジストの現像特性を無視しているために、シュミ
レータを用いて求めたレジストパターンと実際に作成さ
れるレジストパターンとの乖離が大きいという問題があ
る。例えば、図４に示すようなマスクパターンを用いて
露光を行った場合には、従来のレジストパターン算出方
法では図１３に示すレジストパターンが求められるが、
実際には図６に示すレジストパターンが作成される。図
１３に示すレジストパターンと図６に示すレジストパタ
ーンとを比べると、パターン５０とパターン５２とは形
状が一致せず、パターン５１とパターン５３とは線幅が
異なっている。
光強度分布８においてしきい値での等高線を求める（図
１２（Ｄ）における「１１」）際に、レジストの厚さ
や、レジストの現像特性を無視しているために、シュミ
レータを用いて求めたレジストパターンと実際に作成さ
れるレジストパターンとの乖離が大きいという問題があ
る。例えば、図４に示すようなマスクパターンを用いて
露光を行った場合には、従来のレジストパターン算出方
法では図１３に示すレジストパターンが求められるが、
実際には図６に示すレジストパターンが作成される。図
１３に示すレジストパターンと図６に示すレジストパタ
ーンとを比べると、パターン５０とパターン５２とは形
状が一致せず、パターン５１とパターン５３とは線幅が
異なっている。
【０００９】ここで、第３の手法および第４の手法で
は、図１４（Ａ）に示すように光強度分布のピークが高
いときには、しきい値Ｅｔｈによって規定されるシュミ
レーションによる線幅ｌに比べて、実際に形成されるレ
ジストパターンの線幅Ｌは太くなり、逆に図１４（Ｂ）
に示すように光強度分布のピークが低いときには、実際
に形成されるレジストパターンの線幅Ｌは細くなる傾向
があった。
は、図１４（Ａ）に示すように光強度分布のピークが高
いときには、しきい値Ｅｔｈによって規定されるシュミ
レーションによる線幅ｌに比べて、実際に形成されるレ
ジストパターンの線幅Ｌは太くなり、逆に図１４（Ｂ）
に示すように光強度分布のピークが低いときには、実際
に形成されるレジストパターンの線幅Ｌは細くなる傾向
があった。
【００１０】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされ、高速かつ低価格で、高精度なレジストパタ
ーンの算出を行うことができる露光方法およびレジスト
パターン算出方法を提供することを目的とする。
みてなされ、高速かつ低価格で、高精度なレジストパタ
ーンの算出を行うことができる露光方法およびレジスト
パターン算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段および作用】本発明者は、
高精度でありながら、高速かつ低価格なレジストパター
ンの算出方法について検討した結果、下記に示す新たな
知見を得て、本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明者は、図１４に示す結果を考察し、従来のレジスト
パターン算出方法によるしきい値Ｅｔｈを用いたレジス
トパターンにおける線幅ｌが、図１４（Ａ）に示すよう
に光強度分布のピークが高いときには実際に得られるレ
ジストパターンの線幅Ｌに比べて小さく、逆に、図１４
（Ｂ）に示すように光強度分布のピークが低いときには
実際に得られるレジストパターンの線幅ｌに比べて小さ
いことに着目した。そして、本発明者は、この点に鑑み
て、着目する点におけるレジストパターン形成に寄与す
る要素がその着目する任意の点の光強度のみならず、そ
の着目する任意の点の周囲の点の光強度も含まれるとい
う知見を得た。
高精度でありながら、高速かつ低価格なレジストパター
ンの算出方法について検討した結果、下記に示す新たな
知見を得て、本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明者は、図１４に示す結果を考察し、従来のレジスト
パターン算出方法によるしきい値Ｅｔｈを用いたレジス
トパターンにおける線幅ｌが、図１４（Ａ）に示すよう
に光強度分布のピークが高いときには実際に得られるレ
ジストパターンの線幅Ｌに比べて小さく、逆に、図１４
（Ｂ）に示すように光強度分布のピークが低いときには
実際に得られるレジストパターンの線幅ｌに比べて小さ
いことに着目した。そして、本発明者は、この点に鑑み
て、着目する点におけるレジストパターン形成に寄与す
る要素がその着目する任意の点の光強度のみならず、そ
の着目する任意の点の周囲の点の光強度も含まれるとい
う知見を得た。
【００１１】そこで、本発明者は、上述した知見に基づ
き、新たに、潜像形成強度という概念を創出し、かかる
潜像形成強度の分布を求め、しきい値を設定してレジス
トパターンを算出した結果、この結果が実際に得られる
レジストパターンと非常に一致することを見い出した。
ここで、潜像形成強度は、着目した任意位置の光強度の
みならず、着目した任意の点の露光エネルギに対するそ
の周辺位置の光強度の影響をも考慮して決定された概念
である。
き、新たに、潜像形成強度という概念を創出し、かかる
潜像形成強度の分布を求め、しきい値を設定してレジス
トパターンを算出した結果、この結果が実際に得られる
レジストパターンと非常に一致することを見い出した。
ここで、潜像形成強度は、着目した任意位置の光強度の
みならず、着目した任意の点の露光エネルギに対するそ
の周辺位置の光強度の影響をも考慮して決定された概念
である。
【００１２】すなわち、本発明の第１の観点のレジスト
パターン算出方法は、マスクパターンおよび露光条件に
基づいて、ウェハー上の２次元光強度を算出し、前記ウ
ェハーの２次元平面上の任意の着目した位置の周辺位置
における光強度と、前記着目した位置と周辺位置との距
離とに基づいて、前記着目した任意の位置の露光エネル
ギへの複数の前記周辺位置における光強度による影響を
算出して累積することにより、前記着目した任意の位置
での潜像形成強度を前記ウェハーの２次元平面で算出
し、前記ウェハーの２次元平面における前記潜像形成強
度の分布を求め、露光量および現像条件に対応した潜像
形成強度のしきい値を決定し、前記潜像形成強度の分布
について、前記しきい値での等高線を求め、前記等高線
によって規定されるパターンをレジストパターンとして
算出する。ここで、光強度を求める手法は、例えば、光
強度シュミレータおよび光強度測定装置のいずれを用い
る手法であってもよい。
パターン算出方法は、マスクパターンおよび露光条件に
基づいて、ウェハー上の２次元光強度を算出し、前記ウ
ェハーの２次元平面上の任意の着目した位置の周辺位置
における光強度と、前記着目した位置と周辺位置との距
離とに基づいて、前記着目した任意の位置の露光エネル
ギへの複数の前記周辺位置における光強度による影響を
算出して累積することにより、前記着目した任意の位置
での潜像形成強度を前記ウェハーの２次元平面で算出
し、前記ウェハーの２次元平面における前記潜像形成強
度の分布を求め、露光量および現像条件に対応した潜像
形成強度のしきい値を決定し、前記潜像形成強度の分布
について、前記しきい値での等高線を求め、前記等高線
によって規定されるパターンをレジストパターンとして
算出する。ここで、光強度を求める手法は、例えば、光
強度シュミレータおよび光強度測定装置のいずれを用い
る手法であってもよい。
【００１３】また、本発明の第１の観点のレジストパタ
ーン算出方法は、好ましくは、前記周辺位置からの前記
着目した任意の位置の露光エネルギへの影響を算出して
累積する方法が、前記周辺位置における光強度と、前記
着目した任意の位置と周辺位置との距離を引数とし、前
記距離が０のときに最大になり、前記距離が無限大のと
きに０になる関数との積によって複数の前記周辺位置に
おける光強度による影響を算出して累積する。
ーン算出方法は、好ましくは、前記周辺位置からの前記
着目した任意の位置の露光エネルギへの影響を算出して
累積する方法が、前記周辺位置における光強度と、前記
着目した任意の位置と周辺位置との距離を引数とし、前
記距離が０のときに最大になり、前記距離が無限大のと
きに０になる関数との積によって複数の前記周辺位置に
おける光強度による影響を算出して累積する。
【００１４】また、本発明の第１の観点のレジストパタ
ーン算出方法は、好ましくは、前記周辺位置からの前記
着目した任意の位置の露光エネルギへの影響を算出して
累積する方法が、前記周辺位置における光強度の累乗
と、前記着目した任意の位置と周辺位置との距離を引数
とし、前記距離が０のときに最大になり、前記距離が無
限大のときに０になる関数との積によって複数の前記周
辺位置における光強度による影響を算出して累積する。
ーン算出方法は、好ましくは、前記周辺位置からの前記
着目した任意の位置の露光エネルギへの影響を算出して
累積する方法が、前記周辺位置における光強度の累乗
と、前記着目した任意の位置と周辺位置との距離を引数
とし、前記距離が０のときに最大になり、前記距離が無
限大のときに０になる関数との積によって複数の前記周
辺位置における光強度による影響を算出して累積する。
【００１５】また、本発明の第１の観点のレジストパタ
ーン算出方法は、好ましくは、前記関数は、ガウス関数
である。
ーン算出方法は、好ましくは、前記関数は、ガウス関数
である。
【００１６】また、本発明の露光方法は、前述した第１
の観点のレジストパターン算出方法によって算出された
レジストパターンが所望のレジストパターンになるよう
に、マスクパターンおよび露光条件の少なくとも一方を
決定し、前記決定されたマスクパターンおよび前記露光
条件の少なくとも一方に基づいて、露光を行う。
の観点のレジストパターン算出方法によって算出された
レジストパターンが所望のレジストパターンになるよう
に、マスクパターンおよび露光条件の少なくとも一方を
決定し、前記決定されたマスクパターンおよび前記露光
条件の少なくとも一方に基づいて、露光を行う。
【００１７】また、本発明の第２の観点のレジストパタ
ーン算出方法は、前述した第１の観点のレジストパター
ン算出方法によって算出されたレジストパターンと実験
によって求めた実際のレジストパターンとが一致するよ
うに前記関数を決定し、前記決定した関数に基づいて、
再びレジストパターン算出を行い、レジストパターンを
算出する。
ーン算出方法は、前述した第１の観点のレジストパター
ン算出方法によって算出されたレジストパターンと実験
によって求めた実際のレジストパターンとが一致するよ
うに前記関数を決定し、前記決定した関数に基づいて、
再びレジストパターン算出を行い、レジストパターンを
算出する。
【００１８】また、本発明の第２の観点のレジストパタ
ーン算出方法は、好ましくは、複数の対応する位置にお
ける線幅について、前記算出されたレジストパターンと
前記実験により求めたレジストパターンとの差分の２乗
を求めて足し合わせ、これが最も小さくなる前記関数を
決定する。
ーン算出方法は、好ましくは、複数の対応する位置にお
ける線幅について、前記算出されたレジストパターンと
前記実験により求めたレジストパターンとの差分の２乗
を求めて足し合わせ、これが最も小さくなる前記関数を
決定する。
【００１９】さらに、本発明の第２の観点のレジストパ
ターン算出方法は、好ましくは、複数の対応する位置に
おける線幅について、前記算出されたレジストパターン
と前記実験により求めたレジストパターンとの差分の最
大値が最小になるように、前記関数を決定する。
ターン算出方法は、好ましくは、複数の対応する位置に
おける線幅について、前記算出されたレジストパターン
と前記実験により求めたレジストパターンとの差分の最
大値が最小になるように、前記関数を決定する。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施態様に係わる露光方法お
よびレジストパターン算出方法について説明する。第１実施態様 図１は、本実施態様に係わるレジストパターン算出方法
の概念を説明するためのフローである。図１に示すよう
に、マスクパターン１および転写条件２に関する情報が
光強度シュミレーション３に入力され、光強度シュミレ
ーション３から光強度分布４が出力される。尚、光強度
分布４は、光強度測定装置を用いて求めてもよい。転写
条件２は、例えば、露光に用いられる光の波長λ、開口
数ＮＡ、光源のみかけの大きさσ（Partial coherence)
若しくは光源の透過率分布、射出瞳の位相・透過率分布
およびデフォーカスなどに関する条件である。光強度分
布４は、ウェハー平面における２次元の光強度を示して
いる。
よびレジストパターン算出方法について説明する。第１実施態様 図１は、本実施態様に係わるレジストパターン算出方法
の概念を説明するためのフローである。図１に示すよう
に、マスクパターン１および転写条件２に関する情報が
光強度シュミレーション３に入力され、光強度シュミレ
ーション３から光強度分布４が出力される。尚、光強度
分布４は、光強度測定装置を用いて求めてもよい。転写
条件２は、例えば、露光に用いられる光の波長λ、開口
数ＮＡ、光源のみかけの大きさσ（Partial coherence)
若しくは光源の透過率分布、射出瞳の位相・透過率分布
およびデフォーカスなどに関する条件である。光強度分
布４は、ウェハー平面における２次元の光強度を示して
いる。
【００２１】光強度分布４は、潜像形成強度計算４０に
入力され、潜像形成強度計算４０から潜像形成強度分布
４１が出力される。以下、潜像形成強度計算４０におけ
る処理について詳細に説明する。潜像形成強度計算４０
では、例えば、図２に示すウェハー平面におけるｊ0 点
の潜像形成強度Ｍｊ0 を、ｊ0 点およびｊ0 点の周辺に
位置する点である点ｊn（ｎは０≦ｎ≦２４を満たす整
数）点における光強度による影響を考慮して決定する。
ここで、ｊn 点における光強度の影響Ｍｊ0 ｊn を下記
式（１）のように定義する。
入力され、潜像形成強度計算４０から潜像形成強度分布
４１が出力される。以下、潜像形成強度計算４０におけ
る処理について詳細に説明する。潜像形成強度計算４０
では、例えば、図２に示すウェハー平面におけるｊ0 点
の潜像形成強度Ｍｊ0 を、ｊ0 点およびｊ0 点の周辺に
位置する点である点ｊn（ｎは０≦ｎ≦２４を満たす整
数）点における光強度による影響を考慮して決定する。
ここで、ｊn 点における光強度の影響Ｍｊ0 ｊn を下記
式（１）のように定義する。
【００２２】
【数１】
【００２３】上記式（１）において、ｒn はｊ0 点とｊ
n 点との間の距離を示し、ｆ（ｒn）は下記式（２）で
示される。
n 点との間の距離を示し、ｆ（ｒn）は下記式（２）で
示される。
【００２４】
【数２】
【００２５】但し、式（２）において下記式（３）が満
たされる。すなわち、式（２）はガウス関数を用いて定
義される。
たされる。すなわち、式（２）はガウス関数を用いて定
義される。
【００２６】
【数３】
【００２７】また、式（１）において、ｇ（Ｉ
（ｊn ））は下記式（４）で定義される。
（ｊn ））は下記式（４）で定義される。
【００２８】
【数４】
【００２９】すなわち、ｊn 点における光強度の影響Ｍ
ｊ0 ｊn は、ｊ0 点とｊn 点との間の距離ｒn に、ｊn
点の光強度Ｉ（ｊn ）を乗算した値である。潜像形成強
度計算４０では、例えば、図２に示す場合には、潜像形
成強度Ｍｊ0 を、ｊ0 点における露光エネルギに対する
ｊn 点における光強度の影響Ｍｊ0ｊn を累積して求め
る。
ｊ0 ｊn は、ｊ0 点とｊn 点との間の距離ｒn に、ｊn
点の光強度Ｉ（ｊn ）を乗算した値である。潜像形成強
度計算４０では、例えば、図２に示す場合には、潜像形
成強度Ｍｊ0 を、ｊ0 点における露光エネルギに対する
ｊn 点における光強度の影響Ｍｊ0ｊn を累積して求め
る。
【００３０】このとき、例えば、ウェハーの大きさが２
次元方向に無限大であり、それに応じて、所定のパター
ンで配置された無限個のｊn （−∞≦ｎ≦∞）点からの
光強度の影響を考慮すると、Ｍｊ0 は、下記式（５）で
示される。
次元方向に無限大であり、それに応じて、所定のパター
ンで配置された無限個のｊn （−∞≦ｎ≦∞）点からの
光強度の影響を考慮すると、Ｍｊ0 は、下記式（５）で
示される。
【００３１】
【数５】
【００３２】ここで、式（２），（４）を式（５）に代
入すると、Ｍｊ0 は式（６）で規定される。
入すると、Ｍｊ0 は式（６）で規定される。
【００３３】
【数６】
【００３４】潜像形成強度計算４０は、上述した要領
で、ウェハー上の２次元平面に所定のパターンで配置さ
れた点におけるＭｊ0 を算出し、その算出結果に基づい
て、２次元平面における潜像形成強度分布４１を求め
る。
で、ウェハー上の２次元平面に所定のパターンで配置さ
れた点におけるＭｊ0 を算出し、その算出結果に基づい
て、２次元平面における潜像形成強度分布４１を求め
る。
【００３５】次に、上述した要領で求められた潜像形成
強度分布４１において、潜像形成強度がしきい値となる
等高線を求め、この等高線で規定されるパターンをレジ
ストパタン４３とする。このとき、しきい値は、例え
ば、露光量および現像条件に応じて決定される。
強度分布４１において、潜像形成強度がしきい値となる
等高線を求め、この等高線で規定されるパターンをレジ
ストパタン４３とする。このとき、しきい値は、例え
ば、露光量および現像条件に応じて決定される。
【００３６】そして、本実施態様では、上述した図１に
示すフローに沿って繰り返し計算を行い、その計算によ
って得られるレジストパターンが所望のレジストパター
ンになる最適なマスクパターンおよび露光条件を決定す
る。その後、この決定されたマスクパターンおよび露光
条件に基づいて、露光を行う。
示すフローに沿って繰り返し計算を行い、その計算によ
って得られるレジストパターンが所望のレジストパター
ンになる最適なマスクパターンおよび露光条件を決定す
る。その後、この決定されたマスクパターンおよび露光
条件に基づいて、露光を行う。
【００３７】このとき、マスクパターンおよび露光条件
の決定は、例えば、初期値として所定の定数αおよびし
いき値Ｅｔｈを用いて図１に示す計算を行い、前回求め
た計算結果と今回求めた計算結果との例えば線幅に関し
ての差分を求める。そして、この差分を小さくするよう
に、次に用いるマスクパターンおよび露光条件を決定
し、この決定したマスクパターンおよび露光条件を用い
て計算を行う。この手順を繰り返し、上記差分が所定の
値以下になったときのマスクパターンおよび露光条件を
最適なマスクパターンおよび露光条件として決定する。
このとき露光条件としては、露光に用いられる光の波長
λ、開口数ＮＡ、光源のみかけの大きさσおよびレジス
ト材料などに関する条件がある。
の決定は、例えば、初期値として所定の定数αおよびし
いき値Ｅｔｈを用いて図１に示す計算を行い、前回求め
た計算結果と今回求めた計算結果との例えば線幅に関し
ての差分を求める。そして、この差分を小さくするよう
に、次に用いるマスクパターンおよび露光条件を決定
し、この決定したマスクパターンおよび露光条件を用い
て計算を行う。この手順を繰り返し、上記差分が所定の
値以下になったときのマスクパターンおよび露光条件を
最適なマスクパターンおよび露光条件として決定する。
このとき露光条件としては、露光に用いられる光の波長
λ、開口数ＮＡ、光源のみかけの大きさσおよびレジス
ト材料などに関する条件がある。
【００３８】この手順において、次に用いるマスクパタ
ーンは、例えば、前回求めたマスクパターンに修飾パタ
ーンを加えたり、線幅を修正したり、サブレゾルーショ
ンパターンを追加したり、位相シフトマスクの透過率お
よび位相を修正するなどして求める。
ーンは、例えば、前回求めたマスクパターンに修飾パタ
ーンを加えたり、線幅を修正したり、サブレゾルーショ
ンパターンを追加したり、位相シフトマスクの透過率お
よび位相を修正するなどして求める。
【００３９】上述した第１実施態様のレジストパターン
算出方法および露光方法によれば、等高線を用いてレジ
ストパターンを算出するため、前述した従来の第３およ
び第４の手法に比べて、処理を高速に行うことができる
と共に、低価格化が図れる。
算出方法および露光方法によれば、等高線を用いてレジ
ストパターンを算出するため、前述した従来の第３およ
び第４の手法に比べて、処理を高速に行うことができる
と共に、低価格化が図れる。
【００４０】また、上述した第１実施態様の露光方法お
よびレジストパターン算出方法によれば、レジストパタ
ーンを求める際に用いられる潜像形成強度分布を、着目
する点の光強度のみならず、周辺の点の光強度による影
響をも考慮して決定するため、より正確なレジストパタ
ーンの算出を行うことができる。
よびレジストパターン算出方法によれば、レジストパタ
ーンを求める際に用いられる潜像形成強度分布を、着目
する点の光強度のみならず、周辺の点の光強度による影
響をも考慮して決定するため、より正確なレジストパタ
ーンの算出を行うことができる。
【００４１】第２実施態様 図３は、本実施態様に係わるレジストパターン算出方法
の概念を説明するためのフローチャートである。本実施
態様では、前述した第１実施態様に示す方法によって、
例えば、種々の露光時間およびデフォーカス（Defocus)
条件を基に、複数のレジストパターンを算出し、この算
出したレジストパターンを用いて図３に示す処理を行
う。ここで、図１に示す潜像形成強度分布４１における
潜像形成強度Ｒ（ｘ，ｙ）は、例えば、下記式（７）で
定義される。式（７）においてαは定数である。
の概念を説明するためのフローチャートである。本実施
態様では、前述した第１実施態様に示す方法によって、
例えば、種々の露光時間およびデフォーカス（Defocus)
条件を基に、複数のレジストパターンを算出し、この算
出したレジストパターンを用いて図３に示す処理を行
う。ここで、図１に示す潜像形成強度分布４１における
潜像形成強度Ｒ（ｘ，ｙ）は、例えば、下記式（７）で
定義される。式（７）においてαは定数である。
【００４２】
【数７】
【００４３】ステップＳ１：第１実施態様のレジストパ
ターン算出方法によって算出したレジストパターンにお
いて、複数の箇所における線幅を求める。このとき、対
象とする線は、広範囲な線幅を持つようにする。
ターン算出方法によって算出したレジストパターンにお
いて、複数の箇所における線幅を求める。このとき、対
象とする線は、広範囲な線幅を持つようにする。
【００４４】ステップＳ２：第１実施態様のレジストパ
ターン算出方法と同じマスクパターンおよび露光条件を
用いて、転写実験を行い、ステップＳ１において対象と
した線と対応する線の線幅を求める。
ターン算出方法と同じマスクパターンおよび露光条件を
用いて、転写実験を行い、ステップＳ１において対象と
した線と対応する線の線幅を求める。
【００４５】ステップＳ３：ステップＳ１，２において
求めた複数の線の線幅について、レジストパターン算出
方法と転写実験とで、差分を求める。
求めた複数の線の線幅について、レジストパターン算出
方法と転写実験とで、差分を求める。
【００４６】ステップＳ４：ステップＳ３において求め
た差分の２乗値を求め、この２乗値を複数の線について
累積し、累積値を求める。
た差分の２乗値を求め、この２乗値を複数の線について
累積し、累積値を求める。
【００４７】ステップＳ５：ステップＳ４で求めた累積
値を最小にする定数αおよびしきい値Ｅｔｈを算出す
る。このとき、定数αおよびしきい値Ｅｔｈの決定は、
例えば、初期値として所定の定数αおよびしいき値Ｅｔ
ｈを用いて図１に示すレジストパターン算出および図３
のステップＳ１〜４の処理を行い、前回の処理における
図３に示すステップＳ４の累積値と、今回の処理におけ
るステップＳ４の累積値とを比較し、この累積値の差分
を小さくするように次に行う処理に用いる定数αおよび
しきい値Ｅｔｈを決定する。そして、この定数αおよび
しきい値Ｅｔｈを用いて図１および図３のステップＳ１
〜４の処理を再び行う。そして、この手順を繰り返し、
上記累積値の差分が最小になるときの定数αおよびしき
い値Ｅｔｈを求める。
値を最小にする定数αおよびしきい値Ｅｔｈを算出す
る。このとき、定数αおよびしきい値Ｅｔｈの決定は、
例えば、初期値として所定の定数αおよびしいき値Ｅｔ
ｈを用いて図１に示すレジストパターン算出および図３
のステップＳ１〜４の処理を行い、前回の処理における
図３に示すステップＳ４の累積値と、今回の処理におけ
るステップＳ４の累積値とを比較し、この累積値の差分
を小さくするように次に行う処理に用いる定数αおよび
しきい値Ｅｔｈを決定する。そして、この定数αおよび
しきい値Ｅｔｈを用いて図１および図３のステップＳ１
〜４の処理を再び行う。そして、この手順を繰り返し、
上記累積値の差分が最小になるときの定数αおよびしき
い値Ｅｔｈを求める。
【００４８】ステップＳ６：定数αおよびＥｔｈをステ
ップＳ５において算出した値とした式（７）を用いて、
前述した図１に示す第１実施態様のレジストパターン算
出を行う。
ップＳ５において算出した値とした式（７）を用いて、
前述した図１に示す第１実施態様のレジストパターン算
出を行う。
【００４９】上述した第２実施態様のレジストパターン
算出方法および露光方法によれば、潜像形成強度を算出
する際に用いられる上記式（７）における定数αおよび
Ｅｔｈを、適切に設定できる。そのため、レジストパタ
ーン算出の正確性を向上できる。
算出方法および露光方法によれば、潜像形成強度を算出
する際に用いられる上記式（７）における定数αおよび
Ｅｔｈを、適切に設定できる。そのため、レジストパタ
ーン算出の正確性を向上できる。
【００５０】本発明は、上述した実施態様には限定され
ない。例えば、上述した第２実施態様において、複数の
対応する位置における線幅について、レジストパターン
算出方法によって得られたレジストパターンと前記実験
により求めたレジストパターンとの線幅の差分の最大値
が最小になるように、定数αおよびＥｔｈを算出するよ
うにしてもよい。
ない。例えば、上述した第２実施態様において、複数の
対応する位置における線幅について、レジストパターン
算出方法によって得られたレジストパターンと前記実験
により求めたレジストパターンとの線幅の差分の最大値
が最小になるように、定数αおよびＥｔｈを算出するよ
うにしてもよい。
【００５１】また、上述した第１実施態様では、図１に
示す潜像形成強度計算４０において用いられる式
（２），（３）においてガウス関数を用いた場合を例示
したが、この関数は、距離ｒ距離が０のときに最大にな
り、前記距離が無限大のときに０になる関数であれば、
特に限定されない。
示す潜像形成強度計算４０において用いられる式
（２），（３）においてガウス関数を用いた場合を例示
したが、この関数は、距離ｒ距離が０のときに最大にな
り、前記距離が無限大のときに０になる関数であれば、
特に限定されない。
【００５２】また、上述した第１実施態様では、図１に
示す潜像形成強度計算４０において、潜像形成強度を光
強度と距離との積を用いて定義したが、潜像形成強度を
光強度の累乗と距離との積によってい定義してもよい。
この場合には、潜像形成強度Ｍjoは、例えば、下記式
（８）で定義される。
示す潜像形成強度計算４０において、潜像形成強度を光
強度と距離との積を用いて定義したが、潜像形成強度を
光強度の累乗と距離との積によってい定義してもよい。
この場合には、潜像形成強度Ｍjoは、例えば、下記式
（８）で定義される。
【００５３】
【数８】
【００５４】また、上述した実施例では、ｉ線を用いて
露光を行う場合について例示したが、本発明は、例え
ば、Ｘ線や、ＥＢ（電子ビーム）用いてパターン形成を
行う場合にも適用できる。
露光を行う場合について例示したが、本発明は、例え
ば、Ｘ線や、ＥＢ（電子ビーム）用いてパターン形成を
行う場合にも適用できる。
【００５５】以下、本発明を、さらに具体化した実施例
に基づき説明するが、本発明はこれらの実施例には限定
されない。実施例１ 本実施例では、図４に示すマスクパターンと、波長３６
５ｎｍのｉ線を用い、ＮＡが０．５７、σが０．６の露
光条件とを用いて、、スカラー回折理論を用いた光強度
シュミレーションによって、２次元の相対光強度Ｉ
（ｘ，ｙ）を求めた。次に、この相対光強度Ｉ（ｘ，
ｙ）に露光量Ｄを乗算することで、実際にウェハー上で
得られる２次元の光強度分布Ｅ（ｘ，ｙ）＝Ｄ×Ｉ
（ｘ，ｙ）を求めた。次に、下記式（９）に基づいて、
潜像形成強度分布を求めた。
に基づき説明するが、本発明はこれらの実施例には限定
されない。実施例１ 本実施例では、図４に示すマスクパターンと、波長３６
５ｎｍのｉ線を用い、ＮＡが０．５７、σが０．６の露
光条件とを用いて、、スカラー回折理論を用いた光強度
シュミレーションによって、２次元の相対光強度Ｉ
（ｘ，ｙ）を求めた。次に、この相対光強度Ｉ（ｘ，
ｙ）に露光量Ｄを乗算することで、実際にウェハー上で
得られる２次元の光強度分布Ｅ（ｘ，ｙ）＝Ｄ×Ｉ
（ｘ，ｙ）を求めた。次に、下記式（９）に基づいて、
潜像形成強度分布を求めた。
【００５６】
【数９】
【００５７】次に、上記式（９）で規定される潜像形成
強度分布において、潜像形成強度が７０ｍＪ／ｃｍ2 と
なる等高線Ｒ（ｘ，ｙ）＝７０を求め、これをレジスト
パターンとした。図５は、本実施例によって求められた
レジストパターンを示す図である。図５に示すレジスト
パターンは、図６に示す転写実験によって得られたレジ
ストパターンと非常に近似している。
強度分布において、潜像形成強度が７０ｍＪ／ｃｍ2 と
なる等高線Ｒ（ｘ，ｙ）＝７０を求め、これをレジスト
パターンとした。図５は、本実施例によって求められた
レジストパターンを示す図である。図５に示すレジスト
パターンは、図６に示す転写実験によって得られたレジ
ストパターンと非常に近似している。
【００５８】実施例２ 本実施例では、波長３６５ｎｍのｉ線を用い、ＮＡが
０．５７、σが０．６の露光条件の下、所定の径のコン
タクトホールパターンについて、所定の露光時間で、所
定のデフォーカスにおいて転写実験を行った。
０．５７、σが０．６の露光条件の下、所定の径のコン
タクトホールパターンについて、所定の露光時間で、所
定のデフォーカスにおいて転写実験を行った。
【００５９】このとき、径が０．４０，０．４５，０．
５０，０．５５μｍのコンタクトホールパターンについ
て、露光時間を４００，６００，８００，１２００ｍ秒
にし、デフォーカスを０．０，０．２，０．４，０．
６，０．８，１．０，１．２μｍにした場合についてそ
れぞれ転写実験を行い、ＳＥＭにより転写コンタクトホ
ールの径を測定した。
５０，０．５５μｍのコンタクトホールパターンについ
て、露光時間を４００，６００，８００，１２００ｍ秒
にし、デフォーカスを０．０，０．２，０．４，０．
６，０．８，１．０，１．２μｍにした場合についてそ
れぞれ転写実験を行い、ＳＥＭにより転写コンタクトホ
ールの径を測定した。
【００６０】次に、上述した転写実験を行った径のコン
タクトホールについて、上述した露光条件およびデフォ
カースを用いて、それぞれスカラー回折理論を用いた光
強度シュミレーションによって、２次元の相対光強度Ｉ
（ｘ，ｙ）を求めた。そして、この相対光強度Ｉ（ｘ，
ｙ）に露光時間ｔと単位時間当たりの露光量Ｄｆとを乗
算することで、実際にウェハー上で得られる２次元の光
強度分布Ｅ（ｘ，ｙ）＝Ｄｆ×ｔ×Ｉ（ｘ，ｙ）を求め
た。次に、上記式（７）に基づいて、潜像形成強度分布
を求めた。
タクトホールについて、上述した露光条件およびデフォ
カースを用いて、それぞれスカラー回折理論を用いた光
強度シュミレーションによって、２次元の相対光強度Ｉ
（ｘ，ｙ）を求めた。そして、この相対光強度Ｉ（ｘ，
ｙ）に露光時間ｔと単位時間当たりの露光量Ｄｆとを乗
算することで、実際にウェハー上で得られる２次元の光
強度分布Ｅ（ｘ，ｙ）＝Ｄｆ×ｔ×Ｉ（ｘ，ｙ）を求め
た。次に、上記式（７）に基づいて、潜像形成強度分布
を求めた。
【００６１】そして、Ｅｔｈを変数として、潜像形成強
度分布において、潜像形成強度がＥｔｈとなる等高線Ｒ
（ｘ，ｙ）＝Ｅｔｈをレジストパターンとした。そし
て、上述したコンタクトホールパターンの径、露光時間
およびデフォーカスを上述した条件にして、全ての条件
において、レジストパターン算出方法によって得られた
レジストパターンと転写実験によって得られたレジスト
パターンとについて、コンタクトホールの径の差分を求
めた。この差分を２乗し、この２乗値を全ての条件につ
いて累積した累積値が最小になるように繰り返し処理を
行い、定数αおよびＥｔｈを決定した。このとき、定数
α＝０．１８およびＥｔｈ＝７０ｍＪ／ｃｍ2 と決定さ
れた。
度分布において、潜像形成強度がＥｔｈとなる等高線Ｒ
（ｘ，ｙ）＝Ｅｔｈをレジストパターンとした。そし
て、上述したコンタクトホールパターンの径、露光時間
およびデフォーカスを上述した条件にして、全ての条件
において、レジストパターン算出方法によって得られた
レジストパターンと転写実験によって得られたレジスト
パターンとについて、コンタクトホールの径の差分を求
めた。この差分を２乗し、この２乗値を全ての条件につ
いて累積した累積値が最小になるように繰り返し処理を
行い、定数αおよびＥｔｈを決定した。このとき、定数
α＝０．１８およびＥｔｈ＝７０ｍＪ／ｃｍ2 と決定さ
れた。
【００６２】このようにして決定された定数αおよびＥ
ｔｈの値を持つ上記式（７）を用いて、レジストパター
ンを算出したところ、レジストパターン算出の正確性が
向上した。また、この場合に、０．４μｍ径のコンタク
トホールのプロセス裕度の算出を行い、最も裕度が大き
くなる露光条件を求めたところ、従来の手法によれば焦
点深度ＤＯＦが１．６μｍであったのが、本実施例によ
ればＤＯＦが２．６μｍとなり、ＤＯＦが従来に比べて
拡大した。そのため、従来のコンタクトホールチェイン
におけるコンタクトホールの歩留りが６２％であったの
が、本実施例によれば、歩留りが９８％になり、高い歩
留りで半導体デバイスを製造できた。
ｔｈの値を持つ上記式（７）を用いて、レジストパター
ンを算出したところ、レジストパターン算出の正確性が
向上した。また、この場合に、０．４μｍ径のコンタク
トホールのプロセス裕度の算出を行い、最も裕度が大き
くなる露光条件を求めたところ、従来の手法によれば焦
点深度ＤＯＦが１．６μｍであったのが、本実施例によ
ればＤＯＦが２．６μｍとなり、ＤＯＦが従来に比べて
拡大した。そのため、従来のコンタクトホールチェイン
におけるコンタクトホールの歩留りが６２％であったの
が、本実施例によれば、歩留りが９８％になり、高い歩
留りで半導体デバイスを製造できた。
【００６３】実施例３ 本実施例では、上述した第１実施態様のレジストパター
ン算出方法を用いて、レジストパターンを作成した。こ
のとき、式（６）における定数αを０．１３１とし、Ｅ
ｔｈを１９７．０１とした。また、本実施例では、Ｌ／
Ｓ転写実験において、波長３６５ｎｍのｉ線を用い、Ｎ
Ａが０．５０、σが０．６８の露光条件の下、デフォー
カスおよび露光時間を変えて、Ａ社のｉ線用ポジレジス
トについて露光を行った。図７（Ａ）は、各デフォカー
スおよび露光時間におけるＬ／Ｓ転写実験において求め
た線幅（ＳＥＭ）と、実施例３のレジストパターン算出
方法を用いて求めた線幅（本手法）と、線幅（本手法）
と線幅（ＳＥＭ）との差分との対応表である。図７
（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す線幅（本手法）および線幅
（ＳＥＭ）を縦軸、露光時間を横軸に表してプロットし
たグラフである。図７（Ａ）に示す実験結果から、本実
施例では、３σ＝０．０１５３となった。
ン算出方法を用いて、レジストパターンを作成した。こ
のとき、式（６）における定数αを０．１３１とし、Ｅ
ｔｈを１９７．０１とした。また、本実施例では、Ｌ／
Ｓ転写実験において、波長３６５ｎｍのｉ線を用い、Ｎ
Ａが０．５０、σが０．６８の露光条件の下、デフォー
カスおよび露光時間を変えて、Ａ社のｉ線用ポジレジス
トについて露光を行った。図７（Ａ）は、各デフォカー
スおよび露光時間におけるＬ／Ｓ転写実験において求め
た線幅（ＳＥＭ）と、実施例３のレジストパターン算出
方法を用いて求めた線幅（本手法）と、線幅（本手法）
と線幅（ＳＥＭ）との差分との対応表である。図７
（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す線幅（本手法）および線幅
（ＳＥＭ）を縦軸、露光時間を横軸に表してプロットし
たグラフである。図７（Ａ）に示す実験結果から、本実
施例では、３σ＝０．０１５３となった。
【００６４】実施例４ 本実施例では、上述した第１実施態様のレジストパター
ン算出方法を用いて、レジストパターンを作成した。こ
のとき、式（６）における定数αを０．１３１とし、Ｅ
ｔｈを１９７．０１とした。また、本実施例では、Ｌ／
Ｓ転写実験において、波長３６５ｎｍのｉ線を用い、Ｎ
Ａが０．５０、σが０．６８の露光条件の下、デフォー
カスおよび露光時間を変えて、Ｂ社のｉ線用ポジレジス
トについて露光を行った。図８（Ａ）は、各デフォカー
スおよび露光時間におけるＬ／Ｓ転写実験において求め
た線幅（ＳＥＭ）と、実施例４のレジストパターン算出
方法を用いて求めた線幅（本手法）と、線幅（本手法）
と線幅（ＳＥＭ）との差分との対応表である。図８
（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す線幅（本手法）および線幅
（ＳＥＭ）を縦軸、露光時間を横軸に表してプロットし
たグラフである。図８（Ａ）に示す実験結果から、本実
施例では、３σ＝０．０３５２となった。
ン算出方法を用いて、レジストパターンを作成した。こ
のとき、式（６）における定数αを０．１３１とし、Ｅ
ｔｈを１９７．０１とした。また、本実施例では、Ｌ／
Ｓ転写実験において、波長３６５ｎｍのｉ線を用い、Ｎ
Ａが０．５０、σが０．６８の露光条件の下、デフォー
カスおよび露光時間を変えて、Ｂ社のｉ線用ポジレジス
トについて露光を行った。図８（Ａ）は、各デフォカー
スおよび露光時間におけるＬ／Ｓ転写実験において求め
た線幅（ＳＥＭ）と、実施例４のレジストパターン算出
方法を用いて求めた線幅（本手法）と、線幅（本手法）
と線幅（ＳＥＭ）との差分との対応表である。図８
（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す線幅（本手法）および線幅
（ＳＥＭ）を縦軸、露光時間を横軸に表してプロットし
たグラフである。図８（Ａ）に示す実験結果から、本実
施例では、３σ＝０．０３５２となった。
【００６５】比較例１ 本比較例では、潜像形成強度を用いない従来のレジスト
パターン算出方法を用いて、レジストパターンを作成し
た。このとき、光強度分布からレジストパターンを求め
る際に、しきい値Ｅｔｈを１９３．５４とした。また、
本比較例では、Ｌ／Ｓ転写実験において、波長３６５ｎ
ｍのｉ線を用い、ＮＡが０．５０、σが０．６８の露光
条件の下、デフォーカスおよび露光時間を変えて、Ａ社
のｉ線用ポジレジストについて露光を行った。図９
（Ａ）は、各デフォカースおよび露光時間におけるＬ／
Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、本比較例
のレジストパターン算出方法を用いて求めた線幅（従来
手法）と、線幅（従来手法）と線幅（ＳＥＭ）との差分
との対応表である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す線
幅（従来手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光時間
を横軸に表してプロットしたグラフである。図９（Ａ）
に示す実験結果から、本比較例では、３σ＝０．０３１
３となった。
パターン算出方法を用いて、レジストパターンを作成し
た。このとき、光強度分布からレジストパターンを求め
る際に、しきい値Ｅｔｈを１９３．５４とした。また、
本比較例では、Ｌ／Ｓ転写実験において、波長３６５ｎ
ｍのｉ線を用い、ＮＡが０．５０、σが０．６８の露光
条件の下、デフォーカスおよび露光時間を変えて、Ａ社
のｉ線用ポジレジストについて露光を行った。図９
（Ａ）は、各デフォカースおよび露光時間におけるＬ／
Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、本比較例
のレジストパターン算出方法を用いて求めた線幅（従来
手法）と、線幅（従来手法）と線幅（ＳＥＭ）との差分
との対応表である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す線
幅（従来手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光時間
を横軸に表してプロットしたグラフである。図９（Ａ）
に示す実験結果から、本比較例では、３σ＝０．０３１
３となった。
【００６６】比較例２ 本比較例では、潜像形成強度を用いない従来のレジスト
パターン算出方法を用いて、レジストパターンを作成し
た。このとき、光強度分布からレジストパターンを求め
る際に、Ｅｔｈを１３０．４５とした。また、本比較例
では、Ｌ／Ｓ転写実験において、波長３６５ｎｍのｉ線
を用い、ＮＡが０．５０、σが０．６８の露光条件の
下、デフォーカスおよび露光時間を変えて、Ｂ社のｉ線
用ポジレジストについて露光を行った。図１０（Ａ）
は、各デフォカースおよび露光時間におけるＬ／Ｓ転写
実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、本比較例のレジ
ストパターン算出方法を用いて求めた線幅（従来手法）
と、線幅（従来手法）と線幅（ＳＥＭ）との差分との対
応表である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す線幅
（従来手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光時間を
横軸に表してプロットしたグラフである。図１０（Ａ）
に示す実験結果から、本比較例では、３σ＝０．０７３
８となった。
パターン算出方法を用いて、レジストパターンを作成し
た。このとき、光強度分布からレジストパターンを求め
る際に、Ｅｔｈを１３０．４５とした。また、本比較例
では、Ｌ／Ｓ転写実験において、波長３６５ｎｍのｉ線
を用い、ＮＡが０．５０、σが０．６８の露光条件の
下、デフォーカスおよび露光時間を変えて、Ｂ社のｉ線
用ポジレジストについて露光を行った。図１０（Ａ）
は、各デフォカースおよび露光時間におけるＬ／Ｓ転写
実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、本比較例のレジ
ストパターン算出方法を用いて求めた線幅（従来手法）
と、線幅（従来手法）と線幅（ＳＥＭ）との差分との対
応表である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す線幅
（従来手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光時間を
横軸に表してプロットしたグラフである。図１０（Ａ）
に示す実験結果から、本比較例では、３σ＝０．０７３
８となった。
【００６７】評価 実施例３では、比較例１に比べて、３σを低下させるこ
とができた。また、実施例４では、比較例２に比べて、
３σを低下させることができた。すなわち、実施例３，
４によれば、比較例１，２に比べて、レジストパターン
算出方法による結果とＳＥＭによる結果との差分が小さ
く、微細なレジストパターンについても高精度なレジス
トパターン算出が可能となる。
とができた。また、実施例４では、比較例２に比べて、
３σを低下させることができた。すなわち、実施例３，
４によれば、比較例１，２に比べて、レジストパターン
算出方法による結果とＳＥＭによる結果との差分が小さ
く、微細なレジストパターンについても高精度なレジス
トパターン算出が可能となる。
【００６８】図９（Ｂ），図１０（Ｂ）に示すように、
比較例１，２では、露光時間によって、短い露光時間で
は線幅がＳＥＭの方が比較例１，２のレジストパターン
算出結果に比べて大きく、長い露光時間では線幅がＳＥ
Ｍの方が比較例１，２のレジストパターン算出結果に比
べて小さくなる傾向があった。これに対し、図７
（Ｂ），図８（Ｂ）に示すように、実施例３，４では、
このような傾向を抑制できている。また、実施例３，４
によれば、比較例１，２に比べて、デフォーカスが生じ
た場合にも、線幅に関してＳＥＭとの間の差分を全体的
に小さくできる。そのため、ウェハー表面上の段差によ
るレジストパターン算出結果の影響を低減できる。
比較例１，２では、露光時間によって、短い露光時間で
は線幅がＳＥＭの方が比較例１，２のレジストパターン
算出結果に比べて大きく、長い露光時間では線幅がＳＥ
Ｍの方が比較例１，２のレジストパターン算出結果に比
べて小さくなる傾向があった。これに対し、図７
（Ｂ），図８（Ｂ）に示すように、実施例３，４では、
このような傾向を抑制できている。また、実施例３，４
によれば、比較例１，２に比べて、デフォーカスが生じ
た場合にも、線幅に関してＳＥＭとの間の差分を全体的
に小さくできる。そのため、ウェハー表面上の段差によ
るレジストパターン算出結果の影響を低減できる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレジスト
パターン算出方法および露光方法によれば、レジストパ
ターンを求める際に用いられる潜像形成強度分布を、着
目する点の光強度のみならず、着目する点の露光エネル
ギに対する周辺の点の光強度からの影響をも考慮して決
定するため、より正確なレジストパターンの算出を行う
ことができる。また、発明のレジストパターン算出方法
および露光方法によれば、等高線を用いてレジストパタ
ーンを算出するため、処理を高速に行うことができると
共に、低価格化が図れる。
パターン算出方法および露光方法によれば、レジストパ
ターンを求める際に用いられる潜像形成強度分布を、着
目する点の光強度のみならず、着目する点の露光エネル
ギに対する周辺の点の光強度からの影響をも考慮して決
定するため、より正確なレジストパターンの算出を行う
ことができる。また、発明のレジストパターン算出方法
および露光方法によれば、等高線を用いてレジストパタ
ーンを算出するため、処理を高速に行うことができると
共に、低価格化が図れる。
【図１】本発明の第１実施態様に係わるレジストパター
ン算出方法の概念を説明するためのフローである。
ン算出方法の概念を説明するためのフローである。
【図２】図１に示すレジストパターン算出方法における
潜像形成強度を算出する手法を説明するための図であ
る。
潜像形成強度を算出する手法を説明するための図であ
る。
【図３】本発明の第２実施態様に係わるレジストパター
ン算出方法の概念を説明するためのフローチャートであ
る。
ン算出方法の概念を説明するためのフローチャートであ
る。
【図４】マスクパターンを説明するための図である。
【図５】第１実施態様に係わるレジストパターン算出方
法によって得られたレジストパターンを説明するための
図である。
法によって得られたレジストパターンを説明するための
図である。
【図６】実験により得られたレジストパターンを説明す
るための図である。
るための図である。
【図７】（Ａ）は、各デフォカースおよび露光時間にお
けるＬ／Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、
第３実施例のレジストパターン算出方法を用いて求めた
線幅（本手法）と、線幅（本手法）と線幅（ＳＥＭ）と
の差分との対応を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示
す線幅（本手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光時
間を横軸に表してプロットしたグラフの図である。
けるＬ／Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、
第３実施例のレジストパターン算出方法を用いて求めた
線幅（本手法）と、線幅（本手法）と線幅（ＳＥＭ）と
の差分との対応を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示
す線幅（本手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光時
間を横軸に表してプロットしたグラフの図である。
【図８】（Ａ）は、各デフォカースおよび露光時間にお
けるＬ／Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、
第４実施例のレジストパターン算出方法を用いて求めた
線幅（本手法）と、線幅（本手法）と線幅（ＳＥＭ）と
の差分との対応を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示
す線幅（本手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光時
間を横軸に表してプロットしたグラフの図である。
けるＬ／Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、
第４実施例のレジストパターン算出方法を用いて求めた
線幅（本手法）と、線幅（本手法）と線幅（ＳＥＭ）と
の差分との対応を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示
す線幅（本手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光時
間を横軸に表してプロットしたグラフの図である。
【図９】（Ａ）は、各デフォカースおよび露光時間にお
けるＬ／Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、
比較例１レジストパターン算出方法を用いて求めた線幅
（従来手法）と、線幅（従来手法）と線幅（ＳＥＭ）と
の差分との対応を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示
す線幅（従来手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光
時間を横軸に表してプロットしたグラフの図である。
けるＬ／Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）と、
比較例１レジストパターン算出方法を用いて求めた線幅
（従来手法）と、線幅（従来手法）と線幅（ＳＥＭ）と
の差分との対応を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示
す線幅（従来手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、露光
時間を横軸に表してプロットしたグラフの図である。
【図１０】（Ａ）は、各デフォカースおよび露光時間に
おけるＬ／Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）
と、比較例２のレジストパターン算出方法を用いて求め
た線幅（従来手法）と、線幅（従来手法）と線幅（ＳＥ
Ｍ）との差分との対応を示す図であり、Ｂ）は、（Ａ）
に示す線幅（従来手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、
露光時間を横軸に表してプロットしたグラフの図であ
る。
おけるＬ／Ｓ転写実験において求めた線幅（ＳＥＭ）
と、比較例２のレジストパターン算出方法を用いて求め
た線幅（従来手法）と、線幅（従来手法）と線幅（ＳＥ
Ｍ）との差分との対応を示す図であり、Ｂ）は、（Ａ）
に示す線幅（従来手法）および線幅（ＳＥＭ）を縦軸、
露光時間を横軸に表してプロットしたグラフの図であ
る。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は、従来のレジストパターン
を求める方法を説明するためのフローチャートである。
を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】（Ｃ），（Ｄ）は、従来のレジストパターン
を求める方法を説明するためのフローチャートである。
を求める方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】従来のレジストパターン算出方法によって得
られたレジストパターンを説明するための図である。
られたレジストパターンを説明するための図である。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は、従来のレジストパターン
算出方法における問題点を説明するための図である。
算出方法における問題点を説明するための図である。
１・・・マスクパターン ２・・・転写条件 ３・・・光強度シュミレーション ４・・・光強度分布 ４０・・・潜像形成強度計算 ４１・・・潜像形成強度分布 ４３・・・レジストパターン
Claims (13)
- 【請求項１】フォトリソグラフィ工程において形成され
るレジストパターンを算出するレジストパターン算出方
法において、 マスクパターンおよび露光条件に基づいて、ウェハー上
の２次元光強度を算出し、 前記ウェハーの２次元平面上の任意の着目した位置の周
辺位置における光強度と、前記着目した位置と周辺位置
との距離とに基づいて、前記着目した任意の位置の露光
エネルギへの複数の前記周辺位置における光強度による
影響を算出して累積することにより、前記着目した任意
の位置での潜像形成強度を前記ウェハーの２次元平面で
算出し、 前記ウェハーの２次元平面における前記潜像形成強度の
分布を求め、 露光量および現像条件に対応した潜像形成強度のしきい
値を決定し、 前記潜像形成強度の分布について、前記しきい値での等
高線を求め、 前記等高線によって規定されるパターンをレジストパタ
ーンとして算出するレジストパターン算出方法。 - 【請求項２】前記周辺位置からの前記着目した任意の位
置の露光エネルギへの影響を算出して累積する方法が、
前記周辺位置における光強度と、前記着目した任意の位
置と周辺位置との距離を引数とし、前記距離が０のとき
に最大になり、前記距離が無限大のときに０になる関数
との積によって複数の前記周辺位置における光強度によ
る影響を算出して累積する請求項１に記載のレジストパ
ターン算出方法。 - 【請求項３】前記周辺位置からの前記着目した任意の位
置の露光エネルギへの影響を算出して累積する方法が、
前記周辺位置における光強度の累乗と、前記着目した任
意の位置と周辺位置との距離を引数とし、前記距離が０
のときに最大になり、前記距離が無限大のときに０にな
る関数との積によって複数の前記周辺位置における光強
度による影響を算出して累積する請求項１に記載のレジ
ストパターン算出方法。 - 【請求項４】前記関数は、ガウス関数である請求項２ま
たは３に記載のレジストパターン算出方法。 - 【請求項５】請求項１〜４に記載のレジストパターン算
出方法によって算出されたレジストパターンが所望のレ
ジストパターンになるように、マスクパターンおよび露
光条件の少なくとも一方を決定し、 前記決定されたマスクパターンおよび前記露光条件の少
なくとも一方に基づいて、露光を行う露光方法。 - 【請求項６】前記決定されたマスクパターンは、設計マ
スクパターンに対して、所定の修飾パターンの付加、線
幅の修正およびサブレゾルーションパターン追加の少な
くとも一つを行った請求項５に記載の露光方法。 - 【請求項７】前記決定された露光条件は、露光波長λ、
部分可干渉性σおよび開口数ＮＡの少なくとも１つであ
る請求項５に記載の露光方法。 - 【請求項８】前記周辺位置からの前記着目した任意の位
置の露光エネルギへの影響を算出して累積する方法が、
前記周辺位置における光強度と、前記着目した任意の位
置と周辺位置との距離を引数とし、前記距離が０のとき
に最大になり、前記距離が無限大のときに０になる関数
との積によって複数の前記周辺位置における光強度によ
る影響を算出して累積する請求項５〜７のいずれかに記
載の露光方法。 - 【請求項９】前記周辺位置からの前記着目した任意の位
置の露光エネルギへの影響を算出して累積する方法が、
前記周辺位置における光強度の累乗と、前記着目した任
意の位置と周辺位置との距離を引数とし、前記距離が０
のときに最大になり、前記距離が無限大のときに０にな
る関数との積によって複数の前記周辺位置における光強
度による影響を算出して累積する請求項５〜７のいずれ
かに記載の露光方法。 - 【請求項１０】前記関数は、ガウス関数である請求項８
または９に記載の露光方法。 - 【請求項１１】請求項１〜４のいずれかに記載のレジス
トパターン算出方法によって算出されたレジストパター
ンと実験によって求めた実際のレジストパターンとが一
致するように前記関数を決定し、 前記決定した関数に基づいて、再びレジストパターン算
出を行い、レジストパターンを算出するレジストパター
ン算出方法。 - 【請求項１２】複数の対応する位置における線幅につい
て、前記算出されたレジストパターンと前記実験により
求めたレジストパターンとの差分の２乗を求めて足し合
わせ、これが最も小さくなる前記関数を決定する請求項
１１に記載のレジストパターン算出方法。 - 【請求項１３】複数の対応する位置における線幅につい
て、前記算出されたレジストパターンと前記実験により
求めたレジストパターンとの差分の最大値が最小になる
ように、前記関数を決定する請求項１１に記載のレジス
トパターン算出方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28174994A JP3297791B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 露光方法およびレジストパターン算出方法 |
| KR1019950041428A KR100395292B1 (ko) | 1994-11-16 | 1995-11-15 | 노광방법및레지스트패턴산출방법 |
| US08/558,676 US5736280A (en) | 1994-11-16 | 1995-11-16 | Method of estimation of resist pattern and method of exposure based on same |
| DE19542818A DE19542818B4 (de) | 1994-11-16 | 1995-11-16 | Verfahren zum Abschätzen des Aussehens eines Resistmusters und darauf beruhendes Verfahren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28174994A JP3297791B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 露光方法およびレジストパターン算出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08148404A JPH08148404A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3297791B2 true JP3297791B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=17643448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28174994A Expired - Lifetime JP3297791B2 (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 露光方法およびレジストパターン算出方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5736280A (ja) |
| JP (1) | JP3297791B2 (ja) |
| KR (1) | KR100395292B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3409493B2 (ja) * | 1995-03-13 | 2003-05-26 | ソニー株式会社 | マスクパターンの補正方法および補正装置 |
| JP3331822B2 (ja) * | 1995-07-17 | 2002-10-07 | ソニー株式会社 | マスクパターン補正方法とそれを用いたマスク、露光方法および半導体装置 |
| JP3431387B2 (ja) * | 1996-03-14 | 2003-07-28 | 株式会社東芝 | 露光強度分布表示方法とマスクパターン編集装置 |
| US6091845A (en) * | 1998-02-24 | 2000-07-18 | Micron Technology, Inc. | Inspection technique of photomask |
| US6040119A (en) * | 1998-03-27 | 2000-03-21 | Industrial Technology Research Institute | Elimination of proximity effect in photoresist |
| JP2000112112A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | パターン図形の解像性検証方法および半導体パターン形成方法 |
| JP4166166B2 (ja) | 2004-02-02 | 2008-10-15 | 株式会社東芝 | 露光投影像予測システム及び露光投影像予測方法 |
| JP4351928B2 (ja) | 2004-02-23 | 2009-10-28 | 株式会社東芝 | マスクデータの補正方法、フォトマスクの製造方法及びマスクデータの補正プログラム |
| US7313781B2 (en) * | 2004-05-28 | 2007-12-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image data correction method, lithography simulation method, image data correction system, program, mask and method of manufacturing a semiconductor device |
| JP5038743B2 (ja) * | 2007-03-05 | 2012-10-03 | 株式会社東芝 | リソグラフィシミュレーション方法及びプログラム |
| JP5686567B2 (ja) * | 2010-10-19 | 2015-03-18 | キヤノン株式会社 | 露光条件及びマスクパターンを決定するプログラム及び方法 |
| JP5539148B2 (ja) * | 2010-10-19 | 2014-07-02 | キヤノン株式会社 | レジストパターンの算出方法及び算出プログラム |
| KR101862015B1 (ko) * | 2011-03-25 | 2018-07-04 | 삼성전자주식회사 | 노광 장치에서 노광 에너지 측정 방법 |
| WO2017144379A1 (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | Asml Netherlands B.V. | Separation of contributions to metrology data |
| KR20200052487A (ko) | 2018-11-06 | 2020-05-15 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자의 제조 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008553A (en) * | 1988-04-22 | 1991-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electron beam lithography method and apparatus |
| JPH03155112A (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-03 | Nikon Corp | 露光条件測定方法 |
| JP3245882B2 (ja) * | 1990-10-24 | 2002-01-15 | 株式会社日立製作所 | パターン形成方法、および投影露光装置 |
| US5254438A (en) * | 1990-11-29 | 1993-10-19 | Hewlett-Packard Company | Single pass compensation for electron beam proximity effect |
| US5415952A (en) * | 1992-10-05 | 1995-05-16 | Fujitsu Limited | Fine pattern lithography with positive use of interference |
-
1994
- 1994-11-16 JP JP28174994A patent/JP3297791B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-11-15 KR KR1019950041428A patent/KR100395292B1/ko active IP Right Grant
- 1995-11-16 US US08/558,676 patent/US5736280A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-16 DE DE19542818A patent/DE19542818B4/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US5736280A (en) | 1998-04-07 |
| JPH08148404A (ja) | 1996-06-07 |
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| DE19542818A1 (de) | 1996-05-23 |
| KR100395292B1 (ko) | 2003-11-01 |
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