JP3376178B2 - 形状シミュレーション方法とマスク設計方法 - Google Patents
形状シミュレーション方法とマスク設計方法Info
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
- G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、現像やエッチング
等による加工形状を予測する形状シミュレーション方法
と、このシミュレーション方法を用いて露光用マスクを
設計するためのマスク設計方法に関する。
等による加工形状を予測する形状シミュレーション方法
と、このシミュレーション方法を用いて露光用マスクを
設計するためのマスク設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子等をリソグラフィ工程で製造
する場合には、レジストが塗布されたウェハ上にマスク
パターンの像を投影した後、そのウェハを現像すること
によりレジストパターンが形成される。例えば、ポジ型
レジストであれば、露光量の多い部分のレジストが現像
液により溶解し、レジストパターンが形成される。
する場合には、レジストが塗布されたウェハ上にマスク
パターンの像を投影した後、そのウェハを現像すること
によりレジストパターンが形成される。例えば、ポジ型
レジストであれば、露光量の多い部分のレジストが現像
液により溶解し、レジストパターンが形成される。
【０００３】この現像後のレジストパターンは、マスク
パターンの像を投影する際のウェハのデフォーカス状
態、露光条件（開口絞り，コヒーレンスファクタ，光源
形状，瞳フィルタ等）、現像時間、さらにはマスクパタ
ーンそのものによって種々に変化する。
パターンの像を投影する際のウェハのデフォーカス状
態、露光条件（開口絞り，コヒーレンスファクタ，光源
形状，瞳フィルタ等）、現像時間、さらにはマスクパタ
ーンそのものによって種々に変化する。
【０００４】従って、所定の焦点深度を持つように所望
パターンを仕上げるための投影光学系の条件及びマスク
パターンを実験で求めるには、膨大な数の露光実験を行
わなければならない。そこで、コンピュータによるシミ
ュレーションによって、現像後のレジスト形状が最良の
状態となる条件を予め求めておくことが望ましい。
パターンを仕上げるための投影光学系の条件及びマスク
パターンを実験で求めるには、膨大な数の露光実験を行
わなければならない。そこで、コンピュータによるシミ
ュレーションによって、現像後のレジスト形状が最良の
状態となる条件を予め求めておくことが望ましい。
【０００５】このように現像後のレジスト形状を予測す
る手法は、レジスト形状シミュレーションとして知られ
ている。従来のレジスト形状シミュレーションの方法と
しては、種々の方法が提案されている。以下に、これら
を簡単に説明する。
る手法は、レジスト形状シミュレーションとして知られ
ている。従来のレジスト形状シミュレーションの方法と
しては、種々の方法が提案されている。以下に、これら
を簡単に説明する。
【０００６】２次元的な形状のみを扱う場合にはレジス
トの形状を微小線分の連なりで、３次元的な形状を扱う
場合にはレジストの形状を微小面素の連なりで表現し、
微小線分又は微小面素の移動する方向は表面に垂直な方
向とするストリング・モデルがある。これに対して、移
動方向を光線の微分方程式で同様な微分方程式を解いて
求める手法はレイ・トレーシング・モデルと呼ばれる。
トの形状を微小線分の連なりで、３次元的な形状を扱う
場合にはレジストの形状を微小面素の連なりで表現し、
微小線分又は微小面素の移動する方向は表面に垂直な方
向とするストリング・モデルがある。これに対して、移
動方向を光線の微分方程式で同様な微分方程式を解いて
求める手法はレイ・トレーシング・モデルと呼ばれる。
【０００７】物体を微小なセルの集合体に分割し、物体
表面におけるセルの消失又は付着により形状変化を表現
する手法であるセル・モデルも知られている。また、特
開平６−１７６９９７号公報に示されているように、物
体形状を分布関数の等値面で表わし、形状の時間変化を
拡散方程式に類似した微分方程式を解くことによって求
める分布関数法もある。
表面におけるセルの消失又は付着により形状変化を表現
する手法であるセル・モデルも知られている。また、特
開平６−１７６９９７号公報に示されているように、物
体形状を分布関数の等値面で表わし、形状の時間変化を
拡散方程式に類似した微分方程式を解くことによって求
める分布関数法もある。
【０００８】また、簡易的な方法であるが、現像のプロ
セスをレジスト表面の最も溶解速度の速い点を始点とし
て、基板に垂直な方向に現像が進み、ある距離進んだ点
から基板に水平な方向に現像が進み、現像方向を切り替
える点を基板に垂直な全ての点で起こるとして、終点の
集合を現像後の形状とする簡易現像モデルも知られてい
る。さらに、特願平６−２７３５３４号には、これを改
良したモデルも提案されている。
セスをレジスト表面の最も溶解速度の速い点を始点とし
て、基板に垂直な方向に現像が進み、ある距離進んだ点
から基板に水平な方向に現像が進み、現像方向を切り替
える点を基板に垂直な全ての点で起こるとして、終点の
集合を現像後の形状とする簡易現像モデルも知られてい
る。さらに、特願平６−２７３５３４号には、これを改
良したモデルも提案されている。
【０００９】しかしながら、この種の方法にあっては次
のような問題があった。即ち、上記のような従来の技術
においては、いずれもレジストの溶解速度は溶解部での
形状によらず、露光及びレジストの感光特性及びプロセ
ス条件のみに依存するとしている。
のような問題があった。即ち、上記のような従来の技術
においては、いずれもレジストの溶解速度は溶解部での
形状によらず、露光及びレジストの感光特性及びプロセ
ス条件のみに依存するとしている。
【００１０】例えば、ホールパターンの現像において
は、ホール内での単位体積当たりの現像液が溶解すべき
レジストの量が多く、溶解速度は極端に減少するにも拘
らず、全面露光のような平坦なレジスト形状における溶
解速度と同一の溶解速度を用いてシミュレーションを行
ってきた。このため、ホールパターンにおいては、実際
に得られるレジスト形状とシミュレーション結果とが異
なったものとなってしまう。
は、ホール内での単位体積当たりの現像液が溶解すべき
レジストの量が多く、溶解速度は極端に減少するにも拘
らず、全面露光のような平坦なレジスト形状における溶
解速度と同一の溶解速度を用いてシミュレーションを行
ってきた。このため、ホールパターンにおいては、実際
に得られるレジスト形状とシミュレーション結果とが異
なったものとなってしまう。
【００１１】また、ホールパターン以外に同一の溶解速
度を用いた場合に問題となるのが、パターンの端やパタ
ーンの折れ曲がり部分である。この部分は他の部分より
も、単位体積当たりの現像液が溶解すべきレジストの量
が多く又は少なく、これに応じて溶解速度が異なってお
り、従って露光結果と異なったシミュレーション結果が
得られてしまうという不都合があった。
度を用いた場合に問題となるのが、パターンの端やパタ
ーンの折れ曲がり部分である。この部分は他の部分より
も、単位体積当たりの現像液が溶解すべきレジストの量
が多く又は少なく、これに応じて溶解速度が異なってお
り、従って露光結果と異なったシミュレーション結果が
得られてしまうという不都合があった。
【００１２】一方、マスクの設計に際しては、マスクパ
ターンと実際に仕上がるレジストパターンとが完全には
一致しないため、所望のレジストパターンを得るにはこ
れを見越してマスクを設計する必要がある。このとき、
上記のようなシミュレーションを行っても、実際の形状
とシミュレーション結果が異なるのでは、精度良いマス
ク設計を行うことはではない。従って、実際の露光を行
い、現像して仕上がったレジストパターンを電子顕微鏡
で観察し、その結果に応じてマスクパターンを補正し、
所望のパターンになるまで実験を繰り返す必要があり、
非常に面倒であった。
ターンと実際に仕上がるレジストパターンとが完全には
一致しないため、所望のレジストパターンを得るにはこ
れを見越してマスクを設計する必要がある。このとき、
上記のようなシミュレーションを行っても、実際の形状
とシミュレーション結果が異なるのでは、精度良いマス
ク設計を行うことはではない。従って、実際の露光を行
い、現像して仕上がったレジストパターンを電子顕微鏡
で観察し、その結果に応じてマスクパターンを補正し、
所望のパターンになるまで実験を繰り返す必要があり、
非常に面倒であった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の形
状シミュレーション方法においては、パターンの端や折
れ曲り部分において、実際に得られるパターンとシミュ
レーション結果とが異なってしまう問題があった。ま
た、精度良いマスク設計を行うには、露光→現像→観察
→補正という実験を繰り返す必要があり、そのための操
作が面倒になるという問題があった。
状シミュレーション方法においては、パターンの端や折
れ曲り部分において、実際に得られるパターンとシミュ
レーション結果とが異なってしまう問題があった。ま
た、精度良いマスク設計を行うには、露光→現像→観察
→補正という実験を繰り返す必要があり、そのための操
作が面倒になるという問題があった。
【００１４】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、任意の加工形状を正確
に予測できる形状シミュレーション方法を提供すること
にある。
ので、その目的とするところは、任意の加工形状を正確
に予測できる形状シミュレーション方法を提供すること
にある。
【００１５】また、本発明の別の目的は、基板上の感光
性膜を所望パターンに露光するために用いられるマスク
を設計する際に、上記の形状シミュレーション方法を用
いることにより、所望のレジストパターンを得るための
マスクを容易に設計し得るマスク設計方法を提供するこ
とにある。
性膜を所望パターンに露光するために用いられるマスク
を設計する際に、上記の形状シミュレーション方法を用
いることにより、所望のレジストパターンを得るための
マスクを容易に設計し得るマスク設計方法を提供するこ
とにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】（概要）
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を
採用している。即ち、本発明（請求項１）は、基板上の
被加工膜を物理的又は化学的に加工することにより変化
する基板表面の加工形状を予測する形状シミュレーショ
ン方法において、被加工面の基板表面方向に対する凹凸
に応じて、加工速度を変化させることを特徴とする。具
体的には、 ｆ（ｒ）＝１＋α／ｒ：凸面の場合 ｆ（ｒ）＝１ ：平面の場合 ｆ（ｒ）＝１−α／ｒ：凹面の場合 ここで、ｒは曲率半径、αはパラメータ、 に従って、加工速度を変化させるようにしている。
採用している。即ち、本発明（請求項１）は、基板上の
被加工膜を物理的又は化学的に加工することにより変化
する基板表面の加工形状を予測する形状シミュレーショ
ン方法において、被加工面の基板表面方向に対する凹凸
に応じて、加工速度を変化させることを特徴とする。具
体的には、 ｆ（ｒ）＝１＋α／ｒ：凸面の場合 ｆ（ｒ）＝１ ：平面の場合 ｆ（ｒ）＝１−α／ｒ：凹面の場合 ここで、ｒは曲率半径、αはパラメータ、 に従って、加工速度を変化させるようにしている。
【００１７】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 被加工面の基板表面に対する凹凸に応じて変化す
る、単位体積当たりの加工物が加工すべき被加工面の面
積に応じて、加工速度を変化させること。 (2) 加工物は、現像液であること。 (3) 加工物は、エッチング液又はエッチングガスである
こと。 (4) 被加工膜として感光性膜を用い、任意の加工時間で
の形状を感光性膜内における潜像強度又は感光剤濃度の
等値面で代表させること。
は、次のものがあげられる。 (1) 被加工面の基板表面に対する凹凸に応じて変化す
る、単位体積当たりの加工物が加工すべき被加工面の面
積に応じて、加工速度を変化させること。 (2) 加工物は、現像液であること。 (3) 加工物は、エッチング液又はエッチングガスである
こと。 (4) 被加工膜として感光性膜を用い、任意の加工時間で
の形状を感光性膜内における潜像強度又は感光剤濃度の
等値面で代表させること。
【００１８】また、本発明（請求項５）は、基板上の感
光性膜を所望パターンに露光するために用いられるマス
クを設計するマスク設計方法において、上記に示した形
状シミュレーション方法により、所定パターンのマスク
を用いて被加工膜としての感光性膜を露光・現像した際
の加工形状を求め、求めた加工形状と要求する形状との
ずれに応じてマスクのパターン形状を補正することを特
徴とする。なお、本発明はマスクの設計方法のみなら
ず、本発明の方法が適用されるマスク設計装置にも適用
可能である（請求項６） （作用） 本発明によれば、基板上の被加工膜の形状をシミュレー
ションする際に、被加工面の形状、特に基板表面方向に
対する凹凸に応じて加工速度を変化させているので、パ
ターンの端や折れ曲り部分においても、加工後の仕上が
り形状を精度良く予測することができる。そして、この
方法をマスク設計に用いることにより、実際の露光・現
像等の実験を繰り返すこともなく、所望パターンを得る
ためのマスクを容易に設計することが可能となる。
光性膜を所望パターンに露光するために用いられるマス
クを設計するマスク設計方法において、上記に示した形
状シミュレーション方法により、所定パターンのマスク
を用いて被加工膜としての感光性膜を露光・現像した際
の加工形状を求め、求めた加工形状と要求する形状との
ずれに応じてマスクのパターン形状を補正することを特
徴とする。なお、本発明はマスクの設計方法のみなら
ず、本発明の方法が適用されるマスク設計装置にも適用
可能である（請求項６） （作用） 本発明によれば、基板上の被加工膜の形状をシミュレー
ションする際に、被加工面の形状、特に基板表面方向に
対する凹凸に応じて加工速度を変化させているので、パ
ターンの端や折れ曲り部分においても、加工後の仕上が
り形状を精度良く予測することができる。そして、この
方法をマスク設計に用いることにより、実際の露光・現
像等の実験を繰り返すこともなく、所望パターンを得る
ためのマスクを容易に設計することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。 （実施形態１）図１〜図６を用いて、本発明の第１の実
施形態に係わるレジスト形状シミュレーション方法につ
いて説明する。
参照して説明する。 （実施形態１）図１〜図６を用いて、本発明の第１の実
施形態に係わるレジスト形状シミュレーション方法につ
いて説明する。
【００２０】図１に示すように、基板上に形成されたレ
ジストにおいて、基板表面方向に対するレジスト形状の
凹凸を微小表面積Ｓの球面又は円柱で近似し、その半径
をｒとする。図１（ａ）はｒ＝∞の場合であり、全面露
光のような平坦な露光又はラインアンドスペースのよう
な直線パターンの場合である。図１（ｂ）はレジスト溶
解部が凸の場合である。図１（ｃ）はレジスト溶解部が
凹の場合である。
ジストにおいて、基板表面方向に対するレジスト形状の
凹凸を微小表面積Ｓの球面又は円柱で近似し、その半径
をｒとする。図１（ａ）はｒ＝∞の場合であり、全面露
光のような平坦な露光又はラインアンドスペースのよう
な直線パターンの場合である。図１（ｂ）はレジスト溶
解部が凸の場合である。図１（ｃ）はレジスト溶解部が
凹の場合である。
【００２１】ここで、図中の１１はレジスト、１２は現
像液、１３はレジストの単位表面積当りに接している現
像液、１４は溶解方向を示している。また、基板表面方
向の凹凸とは、例えばパターンの折れ曲り部分の外側を
凸、内側を凹としている。より具体的には、図２に示す
ようなパターンで、Ａ部分が図１（ａ）、Ｂ部分が凸で
図１（ｂ）、Ｃ部分が凹で図１（ｃ）に相当している。
像液、１３はレジストの単位表面積当りに接している現
像液、１４は溶解方向を示している。また、基板表面方
向の凹凸とは、例えばパターンの折れ曲り部分の外側を
凸、内側を凹としている。より具体的には、図２に示す
ようなパターンで、Ａ部分が図１（ａ）、Ｂ部分が凸で
図１（ｂ）、Ｃ部分が凹で図１（ｃ）に相当している。
【００２２】レジストの溶解部の溶解速度は、単位現像
液量が接しているレジストの表面積に反比例する。言い
換えると、単位レジスト表面積に接している現像液量に
比例する。従って、図１の３つの場合の溶解速度は、 Ｒ×ｆ（ｒ） …（１） となる。ここで、ｆ（ｒ）は、レジストの溶解部の形状
に応じて変化し、 となる。ここで、Ｒは露光条件、レジストの感光特性及
びプロセス条件によって決まる溶解速度である。また、
αは調整パラメータである。溶解部が凸の場合を正の曲
率、凹の場合を負の曲率とすればｆ（ｒ）は、 ｆ（ｒ）＝１＋α／ｒ …（３） となる。マスクパターンによっては半径ｒが極端に小さ
い場合があり、ｆ（ｒ）は負になることがあるために、
ｒのある値でカットオフを行う。カットオフ半径をｒmi
n とすると、 ｆ(r) = 1+α／ｒ （｜ｒ｜＞ｒmin ）… (4-1) ｆ(r) = 1+α／ｒmin （｜ｒ｜＜ｒmin ）… (4-2) となる。
液量が接しているレジストの表面積に反比例する。言い
換えると、単位レジスト表面積に接している現像液量に
比例する。従って、図１の３つの場合の溶解速度は、 Ｒ×ｆ（ｒ） …（１） となる。ここで、ｆ（ｒ）は、レジストの溶解部の形状
に応じて変化し、 となる。ここで、Ｒは露光条件、レジストの感光特性及
びプロセス条件によって決まる溶解速度である。また、
αは調整パラメータである。溶解部が凸の場合を正の曲
率、凹の場合を負の曲率とすればｆ（ｒ）は、 ｆ（ｒ）＝１＋α／ｒ …（３） となる。マスクパターンによっては半径ｒが極端に小さ
い場合があり、ｆ（ｒ）は負になることがあるために、
ｒのある値でカットオフを行う。カットオフ半径をｒmi
n とすると、 ｆ(r) = 1+α／ｒ （｜ｒ｜＞ｒmin ）… (4-1) ｆ(r) = 1+α／ｒmin （｜ｒ｜＜ｒmin ）… (4-2) となる。
【００２３】図２に示すマスクパターンで露光した場合
のレジスト膜中での潜像分布を膜方向で平均したものを
等高線で表わした結果を、図３に示す。露光条件はλ＝
２４８ｎｍ，ＮＡ＝０．５，σ＝０．５，ε＝０．６７
で、ジャストフォーカス位置でのものである。なお、図
２中の２１はマスク透過部、２２はマスク遮光部を示
し、図３中の３１は最も高い等高線、３２は最も低い等
高線、３３は平坦部、３４，３６は凸部、３５は凹部を
示している。遮光部２２には強度透過率６％のハーフト
ーン位相シフタを用いている。図３の３３付近ではｒ＝
∞、３４及び３６付近ではｒ＞０、３５付近ではｒ＜０
となっている。
のレジスト膜中での潜像分布を膜方向で平均したものを
等高線で表わした結果を、図３に示す。露光条件はλ＝
２４８ｎｍ，ＮＡ＝０．５，σ＝０．５，ε＝０．６７
で、ジャストフォーカス位置でのものである。なお、図
２中の２１はマスク透過部、２２はマスク遮光部を示
し、図３中の３１は最も高い等高線、３２は最も低い等
高線、３３は平坦部、３４，３６は凸部、３５は凹部を
示している。遮光部２２には強度透過率６％のハーフト
ーン位相シフタを用いている。図３の３３付近ではｒ＝
∞、３４及び３６付近ではｒ＞０、３５付近ではｒ＜０
となっている。
【００２４】現像後のレジスト形状を図４に示す。図３
の光学像で得られた等高線の曲率半径を（４）式でのｒ
として用いて現像後のレジスト形状の計算を行った。従
来の方法で求めた結果も重ねて示してある。図中の４１
はレジストの溶解した部分、４２はレジストの残し部
分、４３は本発明と従来法の結果が重なっている部分、
４４，４６，４８は従来法による結果、４５，４７，４
９は本発明による結果を示している。図４の４３付近で
は、光学像の曲率がゼロであることに対応して従来法と
一致しているが、４４及び４８ではｒ＞０に対応して、
本発明での結果の方が残し部分が小さくなっている。反
対に４６ではｒ＜０に対応して残し部分が大きくなって
いる。
の光学像で得られた等高線の曲率半径を（４）式でのｒ
として用いて現像後のレジスト形状の計算を行った。従
来の方法で求めた結果も重ねて示してある。図中の４１
はレジストの溶解した部分、４２はレジストの残し部
分、４３は本発明と従来法の結果が重なっている部分、
４４，４６，４８は従来法による結果、４５，４７，４
９は本発明による結果を示している。図４の４３付近で
は、光学像の曲率がゼロであることに対応して従来法と
一致しているが、４４及び４８ではｒ＞０に対応して、
本発明での結果の方が残し部分が小さくなっている。反
対に４６ではｒ＜０に対応して残し部分が大きくなって
いる。
【００２５】また、図５及び図６を用いて、本実施形態
に係わるレジスト形状算出法における効果を説明する。
図５のマスクパターンで露光した場合の計算結果と実験
結果との比較結果を、図６に示す。図５中の５１はマス
ク遮光部、５２はマスク透過部を示している。図６
（ａ）〜（ｃ）は、マスクにおける矩形状の透過部５２
の長辺Ｍｂを一定（１．１μｍ）とし、短辺をＭａを
（ａ）０．４４μｍ，（ｂ）０．５０μｍ，（ｃ）０．
５４μｍと変えた場合の実験結果である。それぞれにお
いて、Ａが短辺、Ｂが長辺に対応している。
に係わるレジスト形状算出法における効果を説明する。
図５のマスクパターンで露光した場合の計算結果と実験
結果との比較結果を、図６に示す。図５中の５１はマス
ク遮光部、５２はマスク透過部を示している。図６
（ａ）〜（ｃ）は、マスクにおける矩形状の透過部５２
の長辺Ｍｂを一定（１．１μｍ）とし、短辺をＭａを
（ａ）０．４４μｍ，（ｂ）０．５０μｍ，（ｃ）０．
５４μｍと変えた場合の実験結果である。それぞれにお
いて、Ａが短辺、Ｂが長辺に対応している。
【００２６】この図から、従来方法では抜きパターン寸
法の大きい部分で実験結果と大きなずれが生じている
が、本実施形態方法ではいずれの部分においても実験結
果に非常に良く一致しているのが分かる。
法の大きい部分で実験結果と大きなずれが生じている
が、本実施形態方法ではいずれの部分においても実験結
果に非常に良く一致しているのが分かる。
【００２７】このように本実施形態方法によれば、基板
上のレジスト形状をシミュレーションする際に、レジス
ト溶解面の基板表面方向に対する凹凸を考慮し、単位レ
ジスト表面積に接している現像液量に応じて仮想的な溶
解速度を変化させている。このため、実際に得られる形
状とシミュレーション結果との不一致を避けることがで
き、パターンの端や折れ曲り部分においても、現像後の
仕上がり形状を精度良く予測することができる。 （実施形態２）図７を用いて、本発明の第２の実施形態
に係わるマスク設計方法について説明する。
上のレジスト形状をシミュレーションする際に、レジス
ト溶解面の基板表面方向に対する凹凸を考慮し、単位レ
ジスト表面積に接している現像液量に応じて仮想的な溶
解速度を変化させている。このため、実際に得られる形
状とシミュレーション結果との不一致を避けることがで
き、パターンの端や折れ曲り部分においても、現像後の
仕上がり形状を精度良く予測することができる。 （実施形態２）図７を用いて、本発明の第２の実施形態
に係わるマスク設計方法について説明する。
【００２８】所望のマスクパターンの中で、デバイス形
成上で制限される箇所を着目箇所とする。この着目箇所
を所望寸法に仕上げるためのマスクバイアス、補助パタ
ーン、マスクの種類（クロムマスク，ハーフトーン位相
シフトマスク，レベンソン型位相シフトマスク）等のマ
スク条件、さらに開口数ＮＡ、コヒーレンスファクタ
σ、光源形状εなどの露光条件の最適値を求める。着目
箇所の所望寸法をｗ0 、その裕度をδとする。
成上で制限される箇所を着目箇所とする。この着目箇所
を所望寸法に仕上げるためのマスクバイアス、補助パタ
ーン、マスクの種類（クロムマスク，ハーフトーン位相
シフトマスク，レベンソン型位相シフトマスク）等のマ
スク条件、さらに開口数ＮＡ、コヒーレンスファクタ
σ、光源形状εなどの露光条件の最適値を求める。着目
箇所の所望寸法をｗ0 、その裕度をδとする。
【００２９】適当なマスク条件及び露光条件の初期値を
設定し（Ｓ１）、その条件下でのレジスト膜中での光学
像分布Ｉ（ｘ，ｙ，ｚ）を計算する（Ｓ２）。そして、
全面露光での溶解速度特性Ｒ（Ｅ）から溶解速度分布Ｒ
（ｘ，ｙ，ｚ）を求め、さらに光学像の等値面の曲率に
従って溶解速度を変調させる（Ｓ３）。
設定し（Ｓ１）、その条件下でのレジスト膜中での光学
像分布Ｉ（ｘ，ｙ，ｚ）を計算する（Ｓ２）。そして、
全面露光での溶解速度特性Ｒ（Ｅ）から溶解速度分布Ｒ
（ｘ，ｙ，ｚ）を求め、さらに光学像の等値面の曲率に
従って溶解速度を変調させる（Ｓ３）。
【００３０】次に、変調された溶解速度Ｒ′（ｘ，ｙ，
ｚ）を用いて、現像後のレジストの形状を計算する（Ｓ
４）。着目箇所の仕上がり寸法ｗを求め（Ｓ５）、所望
寸法と比較を行う（Ｓ６）。所望寸法との差が寸法裕度
以内になれば計算を終了し、そうでなければマスク条件
及び露光条件を変えて（Ｓ７）、上記の計算プロセスを
繰り返し行う。
ｚ）を用いて、現像後のレジストの形状を計算する（Ｓ
４）。着目箇所の仕上がり寸法ｗを求め（Ｓ５）、所望
寸法と比較を行う（Ｓ６）。所望寸法との差が寸法裕度
以内になれば計算を終了し、そうでなければマスク条件
及び露光条件を変えて（Ｓ７）、上記の計算プロセスを
繰り返し行う。
【００３１】このようにして本実施形態では、所定のレ
ジストパターンを仕上げるためのマスク条件及び露光条
件を正確に求めることができた。そしてこの場合、従来
のように実際の露光を行い、仕上がったレジストパター
ンを電子顕微鏡で観察し、所定のパターンになるまで実
験を繰り返す必要がないため、所望パターンを得るため
のマスクを容易に設計することが可能となる。
ジストパターンを仕上げるためのマスク条件及び露光条
件を正確に求めることができた。そしてこの場合、従来
のように実際の露光を行い、仕上がったレジストパター
ンを電子顕微鏡で観察し、所定のパターンになるまで実
験を繰り返す必要がないため、所望パターンを得るため
のマスクを容易に設計することが可能となる。
【００３２】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。実施形態では、光リソグラフィに
おけるレジストの溶解現像を示したが、本発明は光リソ
グラフィに限定されるものではなく、電子線リソグラフ
ィ又はＸ線リソグラフィ等での、ビーム強度と溶解速度
との関係の知られているレジストの溶解現像にも適用で
きる。また、実施形態ではレジストパターンの形成にお
いて加工物は現像液として説明したが、本発明はレジス
トパターンの形成に限らず選択エッチングによるパター
ン形成にも適用可能である。この場合、加工物はエッチ
ング液或いはエッチングガスとなる。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが
できる。
されるものではない。実施形態では、光リソグラフィに
おけるレジストの溶解現像を示したが、本発明は光リソ
グラフィに限定されるものではなく、電子線リソグラフ
ィ又はＸ線リソグラフィ等での、ビーム強度と溶解速度
との関係の知られているレジストの溶解現像にも適用で
きる。また、実施形態ではレジストパターンの形成にお
いて加工物は現像液として説明したが、本発明はレジス
トパターンの形成に限らず選択エッチングによるパター
ン形成にも適用可能である。この場合、加工物はエッチ
ング液或いはエッチングガスとなる。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが
できる。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の形状シミュ
レーション方法により、非常に精度良く現像後のレジス
ト形状を計算することが可能になり、所定のプロセス裕
度を持つような所望パターンを仕上げるための露光条件
及びマスクパターンを容易に求めることが可能となっ
た。
レーション方法により、非常に精度良く現像後のレジス
ト形状を計算することが可能になり、所定のプロセス裕
度を持つような所望パターンを仕上げるための露光条件
及びマスクパターンを容易に求めることが可能となっ
た。
【図１】第１の実施形態に係わるレジスト形状シミュレ
ーション方法を説明するためのもので、レジストの凹凸
を微小表面積Ｓの球面又は円柱で近似して示す図。
ーション方法を説明するためのもので、レジストの凹凸
を微小表面積Ｓの球面又は円柱で近似して示す図。
【図２】第１の実施形態で用いるマスクパターンの例を
示す図。
示す図。
【図３】第１の実施形態で用いるマスクパターンによる
光学像を示す図。
光学像を示す図。
【図４】第１の実施形態における現像後のレジスト形状
を示す図。
を示す図。
【図５】第１の実施形態におけるマスクパターンの例を
示す図。
示す図。
【図６】図５のマスクパターンを用いてパターン形成し
たときの計算結果と実験結果とを比較して示す図。
たときの計算結果と実験結果とを比較して示す図。
【図７】第２の実施形態に係わるマスク設計方法を説明
するためのフローチャート。
するためのフローチャート。
１１…レジスト
１２…現像液
１３…レジストの単位表面積当たりに接している現像液
１４…溶解方向
２１，５２…マスク透過部
２２，５１…マスク遮光部
３１…最も高い等高線
３２…最も低い等高線
３３…平坦部
３４，３６…凸部
３５…凹部
４１…レジストの溶解した部分
４２…レジストの残し部分
４３…本発明と従来法との結果が重なっている部分
４４，４６，４８…従来法による結果
４５，４７，４９…実施形態による結果
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−188859（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−58234（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−37116（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−150218（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−76348（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−248614（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03F 1/08
C23F 1/00
G01B 21/20
H01L 21/027
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上の被加工膜を物理的又は化学的に
加工することにより変化する基板表面の加工形状を予測
する形状シミュレーション方法において、ｆ（ｒ）＝１＋α／ｒ：凸面の場合 ｆ（ｒ）＝１ ：平面の場合 ｆ（ｒ）＝１−α／ｒ：凹面の場合 ここで、ｒは曲率半径、αはパラメータ、 に従い処理面の曲率 に応じて、加工速度ｆ（ｒ）を変化
させることを特徴とする形状シミュレーション方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の形状シミュレーション方
法において、単位体積当たりの加工物が加工すべき被加
工面の面積に応じて、前記被加工膜の凹凸に対する加工
速度を変化させることを特徴とする形状シミュレーショ
ン方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の形状シミュ
レーション方法において、前記加工物は、現像液、エッ
チング液、エッチングガスのいずれかであることを特徴
とする形状シミュレーション方法。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の形状シミュ
レーション方法において、前記被加工膜は感光性膜であ
り、任意の加工時間での前記被加工膜の加工形状が、前
記感光性膜内における潜像強度又は感光剤濃度のいずれ
かの等値面で代表されることを特徴とする形状シミュレ
ーション方法。 - 【請求項５】 基板上の感光性膜を所望パターンに露光
するために用いられるマスクを設計するマスク設計方法
において、 請求項１から請求項４のいずれかに記載の形状シミュレ
ーション方法により、所定パターンを有する前記マスク
を用いて前記感光性膜を露光し、現像した際の加工形状
を求めるステップと、 前記ステップで求めた加工形状と要求する形状とのずれ
に応じてマスクのパターン形状を補正するステップと、
を具備することを特徴とするマスク設計方法。 - 【請求項６】 基板上の感光性膜を所望パターンに露光
するために用いられるマスクを設計するマスク設計装置
において、 所定パターンを有するマスクを記憶する記憶手段と、 請求項１から請求項４のいずれかに記載の形状シミュレ
ーション方法に従って、所定パターンを有する前記マス
クを用いて前記感光性膜を露光し、現像した際の加工形
状を求める加工形状推定部と、 前記加工形状推定部で求めた加工形状と要求する形状と
のずれに応じて、マスクのパターン形状を補正する補正
部と、を具備することを特徴とするマスク設計装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19012495A JP3376178B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 形状シミュレーション方法とマスク設計方法 |
| US08/686,703 US5876885A (en) | 1995-07-26 | 1996-07-25 | Profile simulation method, dependent on curvature of processed surface, and mask design method utilizing simulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19012495A JP3376178B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 形状シミュレーション方法とマスク設計方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943828A JPH0943828A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3376178B2 true JP3376178B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=16252800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19012495A Expired - Fee Related JP3376178B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 形状シミュレーション方法とマスク設計方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5876885A (ja) |
| JP (1) | JP3376178B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6373071B1 (en) | 1999-06-30 | 2002-04-16 | Applied Materials, Inc. | Real-time prediction of proximity resist heating and correction of raster scan electron beam lithography |
| JP4843241B2 (ja) | 2005-03-28 | 2011-12-21 | 株式会社東芝 | 光強度分布シミュレーションシステム、光強度分布シミュレーション方法、マスクパターン補正方法、及び光強度分布シミュレーションプログラム |
| JP4700672B2 (ja) * | 2006-11-08 | 2011-06-15 | エーエスエムエル マスクツールズ ビー．ブイ． | ライン幅粗さおよびレジストパターン不良を予測する方法、プログラム、および装置、ならびにそのリソグラフィシミュレーションプロセスでの使用 |
| CN110361927B (zh) * | 2018-04-11 | 2023-02-10 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻模型生成方法以及opc修正方法 |
| WO2023088649A1 (en) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | Asml Netherlands B.V. | Determining an etch effect based on an etch bias direction |
-
1995
- 1995-07-26 JP JP19012495A patent/JP3376178B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-07-25 US US08/686,703 patent/US5876885A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5876885A (en) | 1999-03-02 |
| JPH0943828A (ja) | 1997-02-14 |
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