JP4992930B2 - Method for generating backscattering intensity based on underlying structure in charged particle beam exposure and method for manufacturing semiconductor device using the method - Google Patents
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Description
本発明は、荷電粒子ビーム露光における下層構造に基づく後方散乱強度の生成方法及びその方法を利用した半導体装置の製造方法に関し、特に、複数層を有する下層構造において荷電粒子が周囲に及ぼす影響を考慮して、より正確な後方散乱強度を求める方法を提供し、より高精度の近接効果補正を可能にする半導体装置の製造方法を提供する。 The present invention relates to a method for generating backscattering intensity based on a lower layer structure in charged particle beam exposure and a method for manufacturing a semiconductor device using the method, and in particular, considers the influence of charged particles on the surrounding in a lower layer structure having a plurality of layers. Thus, a method for obtaining a more accurate backscattering intensity is provided, and a method for manufacturing a semiconductor device that enables more accurate proximity effect correction is provided.
近年、半導体装置の集積度の向上に伴い、要求されるパターンサイズが微細化され、従来の光による露光方法では解像度が不十分であり、微細パターンの形成が困難になりつつある。そこで荷電粒子線、特に、電子線(電子ビーム)を用いた露光方法が使用されるようになっている。電子ビーム露光方法には、高解像だがスループットが低いポイントビーム露光法と、パターンを小さな矩形単位で露光することによりスループットを向上させた可変成形露光法と、チップ内に繰り返し出てくるパターンをステンシルマスクを用いて一括転写する部分一括露光方法(ブロック露光方法)と、光露光と同じように全てのパターンのマスクを作成し,大面積を一括転写するプロジェクションタイプの露光方法などがある。部分一括露光方法やプロジェクションタイプの露光方法では、電子ビームのショット数を減らすことができるので、スループットを向上させることができるものの、露光パターンに応じて露光量を変更することができず露光精度の低下を招きやすくなっている。 In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has been improved, the required pattern size has been miniaturized, and the resolution by conventional exposure methods using light is insufficient, making it difficult to form fine patterns. Therefore, an exposure method using a charged particle beam, particularly an electron beam (electron beam) has been used. The electron beam exposure method includes a point beam exposure method with high resolution but low throughput, a variable shaping exposure method that improves the throughput by exposing the pattern in small rectangular units, and a pattern that repeatedly appears in the chip. There are a partial batch exposure method (block exposure method) in which batch transfer is performed using a stencil mask, a projection type exposure method in which masks of all patterns are created, and a large area is collectively transferred, as in light exposure. In the partial batch exposure method and the projection type exposure method, the number of electron beam shots can be reduced, so that the throughput can be improved, but the exposure amount cannot be changed according to the exposure pattern, and the exposure accuracy can be improved. It tends to cause a decline.
こういった荷電粒子ビーム露光方法(以下、簡単に電子ビーム露光方法)に共通する1つの問題は、近接効果によりレジスト寸法が変動することである。レジストを通り抜けた電子は、基板を構成する物質に散乱されてレジスト中に戻り、レジストを再感光する。このレジストに戻る電子の量はパターンの粗密に比例するため、パターンレイアウトに応じて近接効果によるレジスト寸法の変動幅も異なってしまう。 One problem common to such charged particle beam exposure methods (hereinafter simply referred to as electron beam exposure methods) is that the resist dimensions vary due to proximity effects. Electrons that have passed through the resist are scattered by the substance constituting the substrate and returned to the resist, and the resist is re-exposed. Since the amount of electrons returning to the resist is proportional to the density of the pattern, the variation width of the resist dimension due to the proximity effect varies depending on the pattern layout.
この近接効果を補正するための方法として、1点から入射した電子がレジストに与えるエネルギー分布(EID:Exposure Intensity Distribution)関数にもとづき、それぞれの領域において基板から戻る電子の影響を見積もり、それに応じてその領域での露光量を適正化したり、パターン寸法を変更したりすることが提案されている。例えば、後述する特許文献1、2などに記載されている。 As a method for correcting this proximity effect, the influence of electrons returning from the substrate in each region is estimated based on the energy distribution (EID: Exposure Intensity Distribution) function given to the resist by electrons incident from one point, and accordingly, It has been proposed to optimize the exposure amount in the region or change the pattern dimension. For example, it is described in Patent Documents 1 and 2 described later.
このEID関数は、基板が一種類の物質で構成されている場合には、下式のような、に2つのガウス分布の和で表されることが一般的に知られている。 It is generally known that this EID function is represented by the sum of two Gaussian distributions as shown in the following equation when the substrate is made of one kind of substance.
ここで、βf:前方散乱長、βb:後方散乱長、η:前方・後方散乱比率であり、1項目は入射電子がレジストに与えるエネルギー、2項目は基板から反射する電子がレジストに与えるエネルギーを表しており、それぞれ前方散乱項、後方散乱項と呼ばれている。 Here, βf: forward scattering length, βb: backscattering length, η: forward / backscattering ratio, 1 item is energy given to resist by incident electrons, 2 item is energy given to resist by electrons reflected from substrate These are called forward scattering terms and backscattering terms, respectively.
半導体集積回路(LSI)の製造過程で電子ビーム露光を行う場合、レジストの下層には配線、コンタクトプラグなどの構造が既に作成されており、基板は複数の物質で構成されている。下層を構成する物質が異なれば後方散乱項のパラメータが異なるため、上記式(1)に示したような単純なガウス分布関数では露光強度分布への影響を見積もることはできない。これを解決するために、レジストの1層下の構造を考慮して近接効果補正をおこなう手法が提案されている(例えば、後述する非特許文献1)。この手法では、例えば一層下がタングステン(W)のコンタクトプラグと、Wプラグの間を埋めるシリコン酸化膜(SiO2)で構成されている場合において、面積密度法で後方散乱強度を求める際、露光パターン密度がα、下層のWの密度がαwの領域から返ってくる後方散乱電子の影響を、下記の式で求める。 In the case of performing electron beam exposure in the process of manufacturing a semiconductor integrated circuit (LSI), structures such as wirings and contact plugs are already formed under the resist, and the substrate is composed of a plurality of substances. Since the parameter of the backscattering term differs depending on the material constituting the lower layer, the influence on the exposure intensity distribution cannot be estimated with a simple Gaussian distribution function as shown in the above formula (1). In order to solve this problem, a technique for correcting the proximity effect in consideration of the structure one layer below the resist has been proposed (for example, Non-Patent Document 1 described later). In this method, for example, in the case where the lower layer is composed of a tungsten (W) contact plug and a silicon oxide film (SiO 2 ) filling the space between the W plugs, exposure is performed when the backscattering intensity is obtained by the area density method. The influence of backscattered electrons returning from the region where the pattern density is α and the density of the lower layer W is α w is obtained by the following equation.
ηw、ηSiO2は全面がWまたはSiO2の状態で求めた前方・後方散乱比率である。 η w and η SiO2 are forward / backward scattering ratios obtained when the entire surface is W or SiO 2 .
しかし、配線やコンタクトホールを構成している物質は通常1um以下(μを便宜上uで表記する)と薄いため、電子はさらに下層へ到達する。1つの層を通り抜けた電子がレジストに戻る場合、その過程で電子は配線やコンタクトホールの影響を受けるため、後方散乱強度は上式(2)で単純に求めることはできない。例えば、露光後のパターンニング対象のAl層の一層下が、Wのコンタクトホールとその間を埋めるSiO2で構成されている場合、Wは電子を散乱しやすいため、下層に抜ける電子は少なく、一方、SiO2に入射した電子は比較的深くまで入射する。しかし、SiO2に深く入射した電子は、レジストまで戻る過程でWのコンタクトホールで散乱されるため、後方散乱されて帰ってくる電子の数は、下層が全面SiO2場合と比べると減少する。また、LSIの配線構造は2層どころか何重にも重なっているため、一層下を抜けた電子は、2層下、3層下の影響も受ける。 However, since the material composing the wiring or contact hole is usually as thin as 1 μm or less (μ is expressed by u for convenience), the electrons further reach the lower layer. When electrons that have passed through one layer return to the resist, the electrons are affected by wiring and contact holes in the process, and therefore the backscattering intensity cannot be obtained simply by the above equation (2). For example, if the lower layer of the Al layer to be patterned after exposure is composed of a W contact hole and SiO 2 filling the space between them, W easily scatters electrons, so there are few electrons that escape to the lower layer. , The electrons incident on SiO 2 enter relatively deeply. However, since electrons that have entered deeply into SiO 2 are scattered in the W contact hole in the process of returning to the resist, the number of electrons that are back-scattered and returned is reduced compared to the case where the lower layer is entirely SiO 2 . Further, since the wiring structure of the LSI overlaps rather than two layers, the electrons that have passed through the lower layer are also affected by the lower layer and the lower layer.
そこで、レジスト層の下層の複数層構造を考慮して後方散乱強度を求めることが提案されている(例えば、後述の非特許文献2)。この先行文献に記載の手法では、下層の複数層構造を考慮するため、下層構造に応じて領域を分類する。例えば、下層にWが存在しない領域、一層下のみにWが存在する領域、2層下のみにWが存在する領域、1層下、2層下共にWが存在する領域、などである。その後、領域毎に異なる前方・後方散乱比率、後方散乱長を用いて、面積密度法による後方散乱計算を行う。 Thus, it has been proposed to obtain the backscattering intensity in consideration of the multilayer structure below the resist layer (for example, Non-Patent Document 2 described later). In the method described in this prior document, the region is classified according to the lower layer structure in order to consider the lower layer multiple layer structure. For example, a region where W is not present in a lower layer, a region where W is present only under one layer, a region where W is present only under two layers, a region where W is present under both one layer and two layers, and the like. Thereafter, the backscattering calculation by the area density method is performed using the forward / backscattering ratio and the backscattering length which are different for each region.
更に、レジスト層の下層に存在する複数の配線層構造を考慮して、後方散乱強度が一様になるように副露光を追加することも提案されている(例えば、後述の特許文献3)。この先行文献には、下層の複数配線層それぞれのパターン密度に応じた副露光を発生させて、後方散乱強度が下層の配線層構造に依存せず一様になるようにしている。 Furthermore, it has also been proposed to add subexposure so that the backscattering intensity is uniform in consideration of a plurality of wiring layer structures existing below the resist layer (for example, Patent Document 3 described later). In this prior document, the subexposure is generated according to the pattern density of each of the plurality of lower wiring layers so that the backscattering intensity is uniform without depending on the lower wiring layer structure.
しかしながら、上記の先行文献は下層の複数層構造を考慮して後方散乱の問題を取り扱ってはいるものの、いずれも簡易的な方法に止まっている。特に、レジスト層の下の複数層における電子の散乱による隣接領域への影響が考慮されていない。従って、複数層構造の影響を考慮した正確な後方散乱強度を求めることができない。 However, although the above-mentioned prior art documents deal with the problem of backscattering in consideration of the multi-layer structure of the lower layer, all of them are only simple methods. In particular, the influence on adjacent regions due to electron scattering in a plurality of layers under the resist layer is not taken into consideration. Therefore, it is not possible to obtain an accurate backscattering intensity considering the influence of the multi-layer structure.
そこで、本発明は、レジスト層の下の複雑な多層構造の影響を考慮して正確に後方散乱強度を求めることができる方法と、その方法を利用して近接効果補正を行う露光方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention provides a method capable of accurately obtaining the backscattering intensity in consideration of the influence of a complex multilayer structure under the resist layer, and an exposure method and a semiconductor device that perform proximity effect correction using the method. It is in providing the manufacturing method of.
更に、本発明は、レジスト層の下の複雑な多層構造の影響を考慮して、正確に且つ計算時間を短縮できる後方散乱強度を求めることができる方法と、その方法を利用して近接効果補正を行う露光方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。 Furthermore, the present invention provides a method capable of accurately obtaining a backscattering intensity capable of reducing the calculation time in consideration of the influence of a complex multilayer structure under the resist layer, and a proximity effect correction using the method. It is an object to provide an exposure method and a method for manufacturing a semiconductor device.
上記の目的を達成するために、本発明の第1の側面は、各層が1つの物質または複数の物質のパターンをそれぞれ含む複数層上に形成されたレジスト層に荷電粒子ビームを照射した場合に、前記レジスト層への前記荷電粒子の後方散乱強度を生成する方法において、
前記複数層のうち前記レジスト層からn番目の層に対して、n−1番目の層を透過した荷電粒子が当該n番目の層で反射する粒子数に対応する反射係数rnと、前記n番目の層に達した荷電粒子が当該n番目の層を透過する粒子数に対応する透過係数tnと、前記n番目の層内を荷電粒子が散乱する拡散分布とが、前記n番目の層に含まれる前記物質毎に与えられ、
前記生成方法は、
前記反射係数rnと、前記透過係数tnと、前記拡散分布とを用いて、前記後方散乱強度を生成する第1の工程を有する
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a method in which a charged particle beam is applied to a resist layer formed on a plurality of layers each including a single material or a pattern of a plurality of materials. In the method for generating the backscattering intensity of the charged particles to the resist layer,
A reflection coefficient rn corresponding to the number of particles reflected by the n-th layer from the n-1th layer with respect to the n-th layer from the resist layer among the plurality of layers, and the n-th layer The nth layer includes a transmission coefficient tn corresponding to the number of particles through which the charged particles that have passed through the nth layer pass, and a diffusion distribution in which the charged particles scatter within the nth layer. Given for each substance
The generation method is:
The method includes a first step of generating the backscattering intensity using the reflection coefficient rn, the transmission coefficient tn, and the diffusion distribution.
上記の発明の側面におけるより好ましい実施例によれば、前記第1の工程では、前記複数層の各層に対して、前記反射係数rnと、前記透過係数tnと、前記拡散分布とを用いて、前記後方散乱強度の要因となる荷電粒子散乱強度を生成することを特徴とする。 According to a more preferred embodiment of the above aspect of the invention, in the first step, the reflection coefficient rn, the transmission coefficient tn, and the diffusion distribution are used for each of the plurality of layers. A charged particle scattering intensity that causes the backscattering intensity is generated.
更に、上記の発明の側面におけるより好ましい実施例によれば、前記第1の工程にて、前記n番目の層の所定の着目領域に対して、前記着目領域を含む周囲の領域からの荷電粒子散乱強度を、当該n番目の層内の前記物質の面積密度αnと、前記周囲の領域と着目領域間の距離に対応し散乱分布から求められる距離係数anとに応じて、面積分することを特徴とする。 Furthermore, according to a more preferred embodiment of the above aspect of the invention, in the first step, charged particles from a surrounding region including the region of interest with respect to a predetermined region of interest of the nth layer. The scattering intensity is divided into areas according to the area density αn of the substance in the n-th layer and the distance coefficient an corresponding to the distance between the surrounding region and the region of interest and obtained from the scattering distribution. Features.
更に、上記の発明の側面におけるより好ましい実施例によれば、前記第1の工程における前記荷電粒子散乱強度は、(1)前記n−1番目の層を透過した第1の荷電粒子強度に前記透過係数tnを乗算して求めた下方透過荷電粒子強度と、(2)前記第1の荷電粒子強度に前記反射係数rnを乗算して求めた反射荷電粒子強度、及び、n+1番目の層から戻る第2の荷電粒子強度に前記透過係数tnを乗算して求めた上方透過荷電粒子強度を加算して求められる第3の荷電粒子強度とを有することを特徴とする。 Furthermore, according to a more preferred embodiment of the above aspect of the present invention, the charged particle scattering intensity in the first step is (1) the first charged particle intensity transmitted through the n−1th layer is Lower transmitted charged particle intensity obtained by multiplying the transmission coefficient tn, (2) reflected charged particle intensity obtained by multiplying the first charged particle intensity by the reflection coefficient rn, and returning from the (n + 1) th layer. And a third charged particle intensity obtained by adding an upper transmitted charged particle intensity obtained by multiplying the second charged particle intensity by the transmission coefficient tn.
更に、上記の発明の側面におけるより好ましい実施例によれば、前記n番目の層に対する前記第1の工程を、前記複数層の1番目の層から最下層まで再帰的に行い、前記レジスト層の下の1番目の層で求められた前記第3の荷電粒子強度を前記後方散乱強度とすることを特徴とする。 Furthermore, according to a more preferred embodiment of the above aspect of the invention, the first step for the nth layer is recursively performed from the first layer to the lowest layer of the plurality of layers, The third charged particle intensity obtained in the lower first layer is the backscattering intensity.
上記の目的を達成するために、本発明の第2の側面は、上記の荷電粒子の後方散乱強度を生成する手順をコンピュータに実行させるプログラムである。 In order to achieve the above object, a second aspect of the present invention is a program for causing a computer to execute a procedure for generating the backscattering intensity of the charged particle.
更に、上記の目的を達成するために、本発明の第3の側面は、上記の荷電粒子の後方散乱強度を生成する工程を含む近接効果補正工程により生成された露光データにより、露光が行われる工程を有する半導体装置の製造方法である。 Further, in order to achieve the above object, in the third aspect of the present invention, the exposure is performed by the exposure data generated by the proximity effect correction step including the step of generating the backscattering intensity of the charged particle. A method of manufacturing a semiconductor device having a process.
上記第1の側面によれば、レジスト層の下層の多層構造における荷電粒子の反射係数と透過係数と散乱とを考慮してレジスト層への後方散乱強度を求めているので、各層での荷電粒子の散乱による周囲への影響も考慮しており、より高精度に後方散乱強度を求めることができる。また、各層において、荷電粒子の透過数と反射数とを考慮して、下方透過荷電粒子強度と、反射透過荷電粒子強度と、上方透過荷電粒子強度の分布を求めるだけで良いので、コンピュータによる演算工程を単純化することができ、演算時間を短くすることができる。 According to the first aspect, since the backscattering intensity to the resist layer is obtained in consideration of the reflection coefficient, transmission coefficient, and scattering of the charged particles in the multilayer structure below the resist layer, the charged particles in each layer are obtained. The backscattering intensity can be obtained with higher accuracy by taking into consideration the influence on the surroundings due to the scattering of. In addition, it is only necessary to obtain the distribution of the lower transmitted charged particle intensity, the reflected transmitted charged particle intensity, and the upper transmitted charged particle intensity in consideration of the charged particle transmission number and reflection number in each layer. The process can be simplified and the calculation time can be shortened.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲はかかる実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物に及ぶものである。本発明は、荷電粒子ビーム露光に適用されるが、以下、その一例である電子ビーム露光を例にして説明する。従って、荷電粒子として電子が、荷電粒子ビームとして電子ビームがそれぞれ例示的に示される。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. However, the technical scope of the present invention is not limited to such embodiments, but covers the matters described in the claims and equivalents thereof. The present invention is applied to charged particle beam exposure. Hereinafter, an example of electron beam exposure will be described. Therefore, an electron is illustrated as a charged particle, and an electron beam is illustrated as a charged particle beam.
[本実施の形態の全体工程]
図1は、本実施の形態における半導体装置の製造方法の露光現像工程のフローチャート図である。集積回路設計ツールにより生成された設計パターンデータD1は、加工すべき物質または材料とそのパターンデータとを含み、露光パターンと露光量を有する露光データD2に変換される(S10)。即ち、露光データは、電子ビーム露光における各ショットの露光量と、各ショットのパターンデータとを有する。この電子ビーム露光は、前述したポイントビーム露光法と、可変成形露光法と、部分一括露光方法と、プロジェクションタイプの露光方法のいずれであっても良い。ただし、プロジェクションタイプの露光方法を用いる場合には、露光量はパターンによらず一定である。
[Whole process of this embodiment]
FIG. 1 is a flowchart of the exposure and development process of the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment. The design pattern data D1 generated by the integrated circuit design tool includes a substance or material to be processed and its pattern data, and is converted into exposure data D2 having an exposure pattern and an exposure amount (S10). That is, the exposure data includes the exposure amount of each shot in electron beam exposure and the pattern data of each shot. This electron beam exposure may be any of the above-described point beam exposure method, variable shaping exposure method, partial batch exposure method, and projection type exposure method. However, when a projection type exposure method is used, the exposure amount is constant regardless of the pattern.
設計値通りのパターンを設計値通りの露光量で露光すると、前述の通り、近接効果により現像パターンに変動を招く。従って、近接効果を考慮して露光パターンと露光量のいずれか一方または両方を補正する近接効果補正工程により、近接効果補正された露光データD3が生成される(S12)。この近接効果補正工程S12には、後方散乱強度を高精度に生成する工程が含まれる。そして、補正された露光データD3にしたがって、露光装置により半導体ウエハまたはマスクに電子ビーム露光が行われ(S14)、露光されたレジストが現像され、レジスト層の下の層がパターニングされる(S16)。このパターニングの対象膜には、例えば、AlやCuなどの配線層、WやCuなどのビアホール層などが含まれる。 When a pattern according to a design value is exposed with an exposure amount according to a design value, as described above, the development pattern varies due to the proximity effect. Therefore, the proximity effect corrected exposure data D3 is generated by the proximity effect correction step of correcting one or both of the exposure pattern and the exposure amount in consideration of the proximity effect (S12). This proximity effect correction step S12 includes a step of generating the backscattering intensity with high accuracy. Then, in accordance with the corrected exposure data D3, the exposure apparatus performs electron beam exposure on the semiconductor wafer or mask (S14), the exposed resist is developed, and the layer below the resist layer is patterned (S16). . The patterning target film includes, for example, a wiring layer such as Al and Cu, and a via hole layer such as W and Cu.
図1に示されるとおり、近接効果補正工程S12において、電子の後方散乱強度を求める工程が実行される。図1に示した露光、現像、パターニング工程を利用して、所望の半導体装置が製造される。 As shown in FIG. 1, in the proximity effect correction step S12, a step of obtaining electron backscattering intensity is performed. A desired semiconductor device is manufactured using the exposure, development, and patterning steps shown in FIG.
[本実施の形態における後方散乱強度を求める方法の原理]
図2は、本実施の形態における後方散乱強度を求める方法の説明図である。この例では、シリコン基板10上に、SiO2膜内にパターン密度αのWのコンタクトホールを有するW/SiO2層層12が形成され、その上に形成されたパターンニングされていないAl層13上にレジスト層14が形成されている。つまり、図2のモデルは、露光、現像対象のレジスト層14の下に、Al層13とW/SiO2層12とシリコン基板10の多層構造が存在するモデルである。このような構造において、レジスト層14に電子ビームを照射した場合の後方散乱強度の求め方について説明する。簡単のために、レジスト層14に入射した電子は、均一なレジスト層、配線用のAl層に散乱されて広がり、W/SiO2層に到達し、レジスト層とAl層で電子が散乱されても、ほとんどの電子は方向を変えるだけで下に抜けると仮定する。
[Principle of method for obtaining backscattering intensity in this embodiment]
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for obtaining the backscattering intensity in the present embodiment. In this example, a W / SiO 2 layer layer 12 having a W contact hole with a pattern density α in a SiO 2 film is formed on a silicon substrate 10, and an unpatterned Al layer 13 formed thereon is formed. A resist layer 14 is formed thereon. That is, the model of FIG. 2 is a model in which a multilayer structure of the Al layer 13, the W / SiO 2 layer 12, and the silicon substrate 10 exists under the resist layer 14 to be exposed and developed. A method for obtaining the backscattering intensity when the resist layer 14 is irradiated with an electron beam in such a structure will be described. For simplicity, the electrons incident on the resist layer 14 are scattered and spread on the uniform resist layer and the Al layer for wiring, reach the W / SiO 2 layer, and the electrons are scattered on the resist layer and the Al layer. However, suppose that most of the electrons fall down just by changing the direction.
このように、コンタクトホールが形成されたW/SiO2層12の上にAl層13が形成され、その上のレジスト層14に対して配線用の露光を行う場合、電子の後方散乱としてありうるのは、(1)Al層13に反射されて戻る、(2)Al層13を透過しW/SiO2層12に反射されて戻る、(3)Al層13とW/SiO2層12とを透過し、その下のSi基板10で反射されてレジストに戻る、の3通りである。そこで、ある層に対して、1個の電子が入射したとき、その膜から帰ってくる比率rと、その膜を透過して裏面に達する比率tとを定義する。つまり、Al層13の反射比率rw、透過比率tal、W/SiO2層12のWの反射比率rw 、透過比率tw、SiO2の反射比率rsio2、透過比率tsio2、シリコン基板10の反射比率rsiをそれぞれ定義する。そして、W/SiO2層12のWコンタクトホールのパターン密度をαwと、SiO2のパターン密度を(1−αw)とする。更に、簡単化のために、前述の仮定のように、W/SiO2層12のパターン密度が全面一様であると仮定する。その場合、上記3つのケースの電子数は次の通りである。 As described above, when the Al layer 13 is formed on the W / SiO 2 layer 12 in which the contact hole is formed and the resist layer 14 on the Al layer 13 is exposed for wiring, it may be backscattering of electrons. (1) Reflected back to the Al layer 13 (2) Transmitted through the Al layer 13 and reflected back to the W / SiO 2 layer 12 (3) Al layers 13 and W / SiO 2 layers 12 , And reflected by the Si substrate 10 thereunder to return to the resist. Therefore, a ratio r returning from the film when one electron is incident on a certain layer and a ratio t reaching the back surface through the film are defined. That is, the reflection ratio r w of Al layer 13, the transmittance t al, W / reflection ratio r w of W of the SiO 2 layer 12, the transmittance t w, reflection of SiO 2 ratio r sio2, the transmittance t sio2, silicon substrate A reflection ratio r si of 10 is defined respectively. The pattern density of the W contact holes in the W / SiO 2 layer 12 is α w and the pattern density of SiO 2 is (1−α w ). Further, for the sake of simplicity, it is assumed that the pattern density of the W / SiO 2 layer 12 is uniform over the entire surface as in the above assumption. In that case, the number of electrons in the above three cases is as follows.
ケース(1)の場合、電子数(電子強度)は単純にralで与えられる。ケース(2)の場合、Al層13を透過し、W/SiO2層12で散乱されて再びAl層13を透過するので、最終的にレジストに戻る電子数は、tal×[rwαw + rSiO2(1 - αw)]×talと求まる。ケース(3)の場合は、Al層13を通過した後、WかSiO2の通り抜けてSi基板10に反射され、再びWかSiO2と、Al層13を抜けてレジスト層に戻る。従って、その数はtal×[ twαw + tSiO2(1 - αw)]×rsi×[ twαw + tSiO2(1 - αw)]×talである。そこで、Alは比重が軽く膜厚も薄いので、ral = 0、tal = 1と仮定すると、最終的な後方散乱強度は、上記の3つのケースの電子数を合計して、 In case (1), the number of electrons (electron intensity) is simply given by r al . In the case (2), the light passes through the Al layer 13, is scattered by the W / SiO 2 layer 12, and passes through the Al layer 13 again. Therefore, the number of electrons finally returning to the resist is t al × [r w α w + r SiO2 (1-α w )] × t al . In the case (3), after passing through the Al layer 13, it passes through W or SiO 2 and is reflected by the Si substrate 10, and again passes through the W or SiO 2 and Al layer 13 to return to the resist layer. Therefore, the number is t al × [t w α w + t SiO2 (1 −α w )] × r si × [t w α w + t SiO 2 (1 −α w )] × t al . Therefore, since Al has a low specific gravity and a thin film thickness, assuming that r al = 0 and t al = 1, the final backscattering intensity is the sum of the number of electrons in the above three cases.
のように求まる。 It is obtained like this.
次に、上記では露光パターンとコンタクトホールの面積密度は一様であることを前提にしているが、実際のモデルではそれらの面積密度は領域により異なり、それに伴って、電子の散乱による周囲への影響も異なる。そこで、これらの領域により異なる面積密度を考慮して、後方散乱強度を求めるためには、前述の非特許文献1に記載されている面積密度法を用いて電子数の分布を求める必要がある。 Next, in the above, it is assumed that the area density of the exposure pattern and the contact hole is uniform. However, in the actual model, the area density varies depending on the region, and accordingly, the area density due to the scattering of electrons is reduced. The impact is also different. Therefore, in order to obtain the backscattering intensity in consideration of the area density that varies depending on these regions, it is necessary to obtain the distribution of the number of electrons using the area density method described in Non-Patent Document 1 described above.
図3は、面積密度法を説明する図である。面積密度法では、各層をメッシュ状に分割して複数のエリアにし、注目エリア(i,j)に対して、電子の散乱長で画定される領域20内の周囲のエリア(i+l,j+m)から散乱される電子数を累積して、当該注目エリア(i,j)での電子数を求める。その場合、電子の散乱により拡がる分布は、例えばガウス分布のように、散乱距離が長くなるほど影響する電子数が減少する。従って、その距離に依存した散乱分布を距離係数al,mと定義しておく。その場合、エリア(i,j)の電子数P'i,jは、周囲のエリア(i+l,j+m)に到達する電子数Pi+l,j+mによる散乱の影響を受けて、図3中に示した FIG. 3 is a diagram for explaining the area density method. In the area density method, each layer is divided into a mesh shape into a plurality of areas, and the surrounding area (i + l, j) in the region 20 defined by the electron scattering length with respect to the area of interest (i, j). Accumulate the number of electrons scattered from (+ m) to obtain the number of electrons in the area of interest (i, j). In this case, the distribution that spreads due to the scattering of electrons decreases as the scattering distance becomes longer, such as a Gaussian distribution. Therefore, the scattering distribution depending on the distance is defined as the distance coefficient a l, m . In that case, the number of electrons P ′ i, j in the area (i, j) is affected by scattering by the number of electrons P i + l, j + m reaching the surrounding area (i + l, j + m). As shown in FIG.
の足し算により求められる。これにより実質的に面積分が行われる。 It is obtained by adding. Thereby, an area is substantially performed.
そこで、本実施の形態では、それぞれの層中での電子の散乱長を、σAl、σW、σSiO2と定義する。そして、これらの散乱長に対応する距離の重み付け係数を、aAl、aW、aSiO2と定義する。最初に、Al層13に入射した電子は、Al層中で散乱されながらAl層の下面に到達するので、Al層下面での電子分布は、入射電子分布を長さレンジがσAlのガウス分布内で面積分した分布となる。従って、上述した面積密度法を用いて、エリアごとにAl層下面における電子分布P0i,jを求める。 Therefore, in the present embodiment, the electron scattering length in each layer is defined as σ Al , σ W , and σ SiO 2 . The distance weighting coefficients corresponding to these scattering lengths are defined as a Al , a W , and a SiO 2 . First, the electrons incident on the Al layer 13 reach the lower surface of the Al layer while being scattered in the Al layer. Therefore, the electron distribution on the lower surface of the Al layer is the Gaussian distribution whose length range is σ Al . The distribution is divided by the area. Therefore, using the above-described area density method, the electron distribution P 0i, j on the lower surface of the Al layer is obtained for each area.
図2で説明したとおり、このAl層下面の電子分布P0i,jのうち、rWαWi,j + rSiO2(1 - αWi,j)はW/ SiO2層12で反射されて上に戻り、tWαWi,j + tSiO2(1 - αWi,j)はWとSiO2に散乱されながらさらに下面に達する。従って、W/SiO2層12の下面に到達する電子分布P1i,jは、同様に面積密度法により、 As described with reference to FIG. 2, of the electron distribution P 0i, j on the lower surface of the Al layer, r W α Wi, j + r SiO2 (1 −α Wi, j ) is reflected by the W / SiO 2 layer 12 and is Then, t W α Wi, j + t SiO2 (1 − α Wi, j ) reaches the lower surface while being scattered by W and SiO 2 . Accordingly, the electron distribution P 1i, j reaching the lower surface of the W / SiO 2 layer 12 is similarly determined by the area density method.
と求められる。ここで物質毎に電子の散乱長が異なるので、距離の係数aWl,m、aSiO2l,mも物質毎に異なる。 Is required. Here since scattering length of electrons in each material is different, the coefficient of the distance a Wl, m, a SiO2l, m are different for each material.
さらに、W/SiO2層の下面に達した電子は、バルクのSi基板10に散乱されて広がり、再びW/SiO2膜下面に到達する。このときの電子分布P1i,j'は下式で与えられる。 Further, the electrons reaching the lower surface of the W / SiO 2 layer are scattered and spread on the bulk Si substrate 10 and reach the lower surface of the W / SiO 2 film again. The electron distribution P 1i, j ' at this time is given by the following equation.
さらに、このW/SiO2層下面に到達した電子P1i,j'のうち、Al層とW/SiO2層の界面に戻ってくる電子P2i,j'は、W/SiO2層中を散乱長σWとσSiO2で広がりながら透過した電子と、前記のW/SiO2膜内で散乱して反射した電子とを足し合わせた電子となるので、その電子数は、P2i,j' Furthermore, electronic P 1i which reaches this W / SiO 2 layer lower surface, j ' of the electronic P 2i returning the interface between the Al layer and the W / SiO 2 layer, j ' is, W / SiO 2 layer and electrons medium passed through while spreading in scattering length sigma W and sigma SiO2 and so the combined electrons plus the electrons reflected scattered within said W / SiO 2 film, the number of electrons, P 2i, j '
となる。 It becomes.
そして、Al層の上面に到達する電子分布は、式(7)の電子数P2i,j'が散乱長σAlで広がったものとなるので、面積密度法でAl層中の散乱を取り込み、その電子強度の分布Intensityi,jは、 The distribution of electrons reaching the upper surface of the Al layer is obtained by spreading the number of electrons P 2i, j ' in the equation (7) by the scattering length σ Al , so that the scattering in the Al layer is taken in by the area density method. The electron intensity distribution Intensity i, j
と求まる。再度繰り返すが、上記の例では前提条件としてAl層内では全ての電子が透過し、反射することはないと仮定している。 It is obtained. Again, in the above example, it is assumed that all electrons are transmitted and reflected in the Al layer as a precondition.
上記の原理によるレジスト層14に戻ってくる電子強度の分布について、別の観点から検証することができる。図4は、後方散乱電子の種類を示す図である。図2と同じ多層構造において、W/SiO2混合層12に入射した電子のうち、レジストに戻る電子の軌道は、ごく単純化すれば図4に示す以下の6つに分類できる。 The distribution of the intensity of electrons returning to the resist layer 14 based on the above principle can be verified from another viewpoint. FIG. 4 is a diagram showing the types of backscattered electrons. In the same multilayer structure as in FIG. 2, the trajectories of electrons returning to the resist among the electrons incident on the W / SiO 2 mixed layer 12 can be classified into the following six shown in FIG.
(1)Wに反射されて出てくる電子E1。(2)Wを通り抜けてWから出てくる電子E2。(3)Wを通り抜けてSiO2から出てくる電子E3。(4)SiO2に入射してWから出てくる電子E4。(5)SiO2に入射してSiO2から出てくる電子E5。(6)SiO2に反射されて出てくる電子E6。 (1) An electron E1 that is reflected by W and comes out. (2) An electron E2 that passes through W and comes out of W. (3) Electrons E3 that pass through W and emerge from SiO 2 . (4) An electron E4 incident on SiO 2 and coming out of W. (5) electrons incident on the SiO 2 coming out of the SiO 2 E5. (6) Electron E6 that is reflected by SiO 2 and emerges.
E1〜E6の電子数は以下のような考え方で求められる。 The number of electrons from E1 to E6 is determined by the following concept.
もし入射電子が、レジスト膜14およびAl層13で十分に散乱されて広がれば、W/SiO2層12の上面の電子分布はほぼ一様になり、電子がWに入射するか、SiO2に入射するかはWとSiO2の面積比に依存すると考えられる。WやSiO2に入射した電子は、それぞれの透過率にしたがって一部は反射され、一部は透過する。W膜、SiO2膜の透過率をそれぞれTw、TSiO2、面積比をαw、1-αwとすると、例えばWに入射して反射されて戻る電子数はαw(1-Tw)のように求められる。一方、電子が戻る場合も同様に、電子数はWとSiO2の面積比と透過率で求めることができる。結果的にWとSiO2の上面に戻る電子数は、入射電子の数を1と仮定すると、下記の式で表される。
(1)Wに反射されて出てくる確率:αw(1 - Tw)
(2)Wを通り抜けてWから出てくる確率:αwTw × αwTw
(3)Wを通り抜けてSiO2から出てくる確率:αwTw × (1 - αw) TSiO2
(4)SiO2に入射してWから出てくる確率:(1 - αw)TSiO2 × αwTW
(5)SiO2に入射してSiO2から出てくる確率:(1 - αw) TSiO2 × (1 - αw) TSiO2
(6)SiO2に反射されて出てくる確率:(1 - αw)(1 - TSiO2)
上記6つの過程をとった電子E1〜E6がレジストに与えるエネルギーは、散乱過程によって異なることが考えられる。その理由は、散乱によって電子の平均エネルギーが変わり、実効的なレジスト感度(電子のエネルギーに対するレジストの露光感度)が変わるかもしれないからである。そこで、それぞれの過程を経た電子がレジストに与えるエネルギーをe1〜e6と定義し、密度αのAl配線を形成するために露光した場合のレジスト層が受ける後方散乱の総和を求めると、次の通りである。
If the incident electrons are sufficiently scattered and spread by the resist film 14 and the Al layer 13, the electron distribution on the upper surface of the W / SiO 2 layer 12 becomes almost uniform, and the electrons are incident on W or on the SiO 2 . It is considered that the incidence depends on the area ratio of W and SiO 2 . Some of the electrons incident on W or SiO 2 are reflected and partially transmitted according to their respective transmittances. If the transmittances of the W film and SiO 2 film are T w and T SiO2 , respectively, and the area ratios are α w and 1−α w , for example, the number of electrons incident upon W and reflected and returned is α w (1-T w ). On the other hand, when electrons return, similarly, the number of electrons can be obtained from the area ratio and transmittance of W and SiO 2 . As a result, the number of electrons returning to the upper surface of W and SiO 2 is expressed by the following equation, assuming that the number of incident electrons is 1.
(1) Probability of being reflected by W: α w (1-T w )
(2) Probability of passing through W and coming out of W: α w T w × α w T w
(3) Probability of coming out of SiO 2 through W: α w T w × (1-α w ) T SiO2
(4) Probability of entering SiO 2 and coming out of W: (1-α w ) T SiO2 × α w T W
(5) the probability is incident on the SiO 2 coming out of the SiO 2: (1 - α w ) T SiO2 × (1 - α w) T SiO2
(6) Probability of being reflected by SiO 2 : (1-α w ) (1-T SiO2 )
It is considered that the energy given to the resist by the electrons E1 to E6 taking the above six processes varies depending on the scattering process. This is because the average energy of electrons changes due to scattering, and the effective resist sensitivity (resist exposure sensitivity with respect to electron energy) may change. Therefore, the energy given to the resist by the electrons through each process is defined as e 1 to e 6 and the sum of the back scattering received by the resist layer when exposed to form an Al wiring of density α is It is as follows.
上記式(9)を単純化するために、(1 - TW)e1 =η1、TW 2e2 = η2、TWTSiO2e3 = η3、TSiO2Twew= η4、TSiO2 2e5= η5、(1 - TsiO2)e6= η6とすると、式(9)は、次のとおりとなる。 In order to simplify the above equation (9), (1 − T W ) e 1 = η 1 , T W 2 e 2 = η 2 , T W T SiO2 e 3 = η 3 , T SiO2 T w w = If η 4 , T SiO2 2 e 5 = η 5 , (1−T siO2 ) e 6 = η 6 , the equation (9) is as follows.
これらη1からη6は、経路ごとに、W膜、SiO2膜内での電子数の減少とレジスト感度を掛け合わせた式となっており、その経路を1個の電子が通ったときにレジストに与えられるエネルギーを表している。 These η 1 to η 6 are obtained by multiplying the decrease in the number of electrons in the W film and the SiO 2 film by the resist sensitivity for each path, and when one electron passes through the path. It represents the energy given to the resist.
なお、上記式(9)(10)は、Al配線の密度αやWコンタクトホールの密度αWが一様であることを前提にしているので、図2のモデルと同様に面積密度法により密度を考慮して周辺領域からの電子の散乱による影響を考慮して注目領域でのエネルギーを求めることができる。しかしながら、式(10)を2層以上の構造に適用するとやや複雑になり実用性に劣る。 Density The above formula (9) (10), the density alpha and W contact holes density alpha W of Al wiring is based on the assumption that a uniform, the area density method similar to the model of Figure 2 The energy in the region of interest can be obtained in consideration of the influence of scattering of electrons from the surrounding region. However, when Formula (10) is applied to a structure of two or more layers, it becomes somewhat complicated and inferior in practicality.
(3)式と(10)式とを比較すると、面積比αw、1-αwに関して全く同じ形になっている。両者は当然等しくあるべきなので、それぞれにかかるパラメータは、以下の関係を有する。 Comparing the equations (3) and (10), the area ratios α w and 1-α w are exactly the same. Since both should naturally be equal, the parameters according to each have the following relationship:
これをみると、図4のモデルでは、パラメータが、電子数とその電子がレジストに与えるエネルギーとの積で表されていたのに対して、図2のモデルでは、入射電子に対する反射電子数rと、透過電子数tという、電子数に関するパラメータのみで表されていることがわかる。これはつまり、図4のモデルにおいて散乱電子の経路によって実効的なレジスト感度が変わることが、図2のモデルにおいては、電子の数が変わったとして考えることを意味する。なお、反射率rや透過率tは単純な電子数を表しているわけではないので、r + t は必ずしも 1になるとは限らない。 In the model of FIG. 4, the parameter is expressed by the product of the number of electrons and the energy that the electron gives to the resist, whereas in the model of FIG. 2, the number r of reflected electrons with respect to the incident electrons is r. It can be seen that this is expressed only by a parameter relating to the number of electrons, that is, the number of transmitted electrons t. This means that in the model of FIG. 4, the effective resist sensitivity changes depending on the path of scattered electrons, and in the model of FIG. 2, it is considered that the number of electrons has changed. Note that the reflectivity r and the transmittance t do not represent a simple number of electrons, so r + t is not always 1.
以上のとおり、図2のモデルは、図4のモデルと実質的に同じであることが検証された。 As described above, it was verified that the model in FIG. 2 is substantially the same as the model in FIG.
[複数種類の層構造に適用した例]
次に、図2のモデルを更に拡張した複数種類の層構造に本実施の形態を適用した例について説明する。図5は、本実施の形態における複数種類の層構造を示す断面図である。図6は、図5の各層の展開図である。さらに、図7は、各層のパラメータを示す図表である。
[Example applied to multiple types of layer structures]
Next, an example in which the present embodiment is applied to a plurality of types of layer structures obtained by further extending the model of FIG. 2 will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a plurality of types of layer structures in the present embodiment. FIG. 6 is a development view of each layer of FIG. Further, FIG. 7 is a chart showing parameters of each layer.
図5の層構造は、上からレジスト層14、配線Al層13、W/SiO2層16、Al/SiO2配線層15、W/SiO2層12、Si基板10である。前述したとおり、各層における物質に対して、反射係数r、透過係数t、散乱長σに対する距離係数aがそれぞれ与えられ、各層に入射する電子の一部が散乱しながら反射し、一部が散乱しながら透過するという考えにより、最終的にレジスト層14に戻ってくる電子の分布が求められる。 The layer structure of FIG. 5 is a resist layer 14, a wiring Al layer 13, a W / SiO 2 layer 16, an Al / SiO 2 wiring layer 15, a W / SiO 2 layer 12, and a Si substrate 10 from the top. As described above, the reflection coefficient r, the transmission coefficient t, and the distance coefficient a with respect to the scattering length σ are given to the substances in each layer, and a part of electrons incident on each layer are reflected while being scattered, and a part is scattered. However, the distribution of electrons that finally return to the resist layer 14 is required because of the idea of transmission.
図8は、図5の複数層構造に対する入射電子の散乱の概略を示す図である。レジスト層14に入射した電子は、一部前方散乱し、レジスト層とAl層の界面に到達する。この電子数P0が、Al層13内で、一部は反射し一部は透過して、電子数P1がAl層13とW/SiO2層16の界面に到達する。この電子数P1についても、W/SiO2層16内で一部反射し一部透過し、電子数P2がW/SiO2層16とAl/SiO2層15との界面に到達する。この電子数P2は、Al/SiO2層15内で一部反射し一部透過し、電子数P3がW/SiO2層12の界面に到達する。この電子数P3も、W/SiO2層12内で一部反射し一部透過し、電子数P4がシリコンバルク10に到達する。この電子数P4は、シリコンバルク10内で一部反射して、電子数P'4がW/SiO2層12の下面に到達する。電子数P'4は、W/SiO2層12を一部透過する。それにより、Al/SiO2層15の下面には、当該層15を反射した電子と透過した電子の合計P'3が到達することになる。同様に、W/SiO2層16の下面には、その層16を反射した電子と透過した電子の合計P'2が到達し、Al層13の下面には、その層13を反射した電子と透過した電子の合計P'1が到達し、レジスト層14の下面には、その層14を反射した電子と透過した電子の合計P'0が到達する。以上のように、上から又は下から各層に到達した電子は一部反射し一部透過をし、シリコンバルク10に達した電子も一部反射されて、各層を上昇し、最終的にレジスト層14に到達する。そして、この電子数P'0が、レジスト層14への後方散乱強度である。 FIG. 8 is a diagram showing an outline of scattering of incident electrons with respect to the multi-layer structure of FIG. Some of the electrons incident on the resist layer 14 are scattered forward and reach the interface between the resist layer and the Al layer. This number of electrons P0 is partially reflected and partially transmitted within the Al layer 13, and the number of electrons P1 reaches the interface between the Al layer 13 and the W / SiO 2 layer 16. This number of electrons P1 is also partially reflected and partially transmitted within the W / SiO 2 layer 16, and the number of electrons P2 reaches the interface between the W / SiO 2 layer 16 and the Al / SiO 2 layer 15. This number of electrons P2 is partially reflected and partially transmitted within the Al / SiO 2 layer 15, and the number of electrons P3 reaches the interface of the W / SiO 2 layer 12. This number of electrons P3 is also partially reflected and partially transmitted within the W / SiO 2 layer 12, and the number of electrons P4 reaches the silicon bulk 10. This number of electrons P4 is partially reflected in the silicon bulk 10, and the number of electrons P′4 reaches the lower surface of the W / SiO 2 layer 12. The number of electrons P′4 partially transmits through the W / SiO 2 layer 12. As a result, the total P′3 of the electrons reflected and transmitted through the layer 15 reaches the lower surface of the Al / SiO 2 layer 15. Similarly, the lower surface of the W / SiO 2 layer 16 reaches a total P′2 of electrons reflected and transmitted through the layer 16, and the lower surface of the Al layer 13 includes electrons reflected from the layer 13. A total P′1 of transmitted electrons reaches, and a total P′0 of electrons reflected and transmitted through the layer 14 reaches the lower surface of the resist layer 14. As described above, electrons that have reached each layer from the top or bottom are partially reflected and partially transmitted, and electrons that have reached the silicon bulk 10 are also partially reflected to rise up each layer, and finally the resist layer 14 is reached. This number of electrons P′0 is the backscattering intensity to the resist layer 14.
さらに、上記の電子は、各層内で散乱するので、散乱長の範囲で周囲のエリアに広がる。したがって、それらの散乱の影響を考慮するために、図3で説明した面積密度法を適用して、注目エリアでの電子量を求める必要がある。この面積密度法を適用するために、図6の展開図に波線で示されるように、各層のパターンをA×Aの大きさの補正エリア18に分割する。そして、注目している補正エリアに対してその周囲の領域内の複数のエリアからの電子の散乱量を面積分して、当該注目補正エリアの電子の量を求める。以下、具体的に各層の電子分布について求める。 Furthermore, since the above electrons are scattered in each layer, they spread to the surrounding area within the range of the scattering length. Therefore, in order to consider the influence of such scattering, it is necessary to obtain the amount of electrons in the area of interest by applying the area density method described in FIG. In order to apply this area density method, the pattern of each layer is divided into correction areas 18 having a size of A × A, as indicated by the wavy lines in the development view of FIG. Then, the amount of electrons in the target correction area is obtained by dividing the amount of electron scattering from a plurality of areas in the surrounding area with respect to the target correction area. Hereinafter, the electron distribution of each layer is specifically obtained.
最初に、補正エリア(i,j)に照射される電子量P0i,jを求める。補正エリア(i,j)に照射される電子量P0i,jは、Al層13のAlパターンが補正エリア内に占める密度に基づいて決定される。その場合、最も後方散乱強度が大きい大面積パターンの最適露光量を1とした場合、周囲のパターン密度が低いパターンには、そのd倍の露光量を与えるという露光量補正を前提に考える。露光量補正については、前述の特許文献1に記載されており、更に後述する適用例においても説明される。この露光量補正を考慮し、各露光パターンに対して露光量がd倍されていることにする。その結果、ある補正エリア(i,j)において、複数のパターンが存在し、k番目のパターンが面積密度αkで補正露光量がdkとした場合、そのエリアに照射される実効的な電子数(電子強度)は First, the amount of electrons P 0i, j irradiated to the correction area (i, j) is obtained. The amount of electrons P 0i, j irradiated to the correction area (i, j) is determined based on the density occupied by the Al pattern of the Al layer 13 in the correction area. In this case, assuming that the optimum exposure amount for a large area pattern with the highest backscattering intensity is 1, the exposure amount correction for giving an exposure amount that is d times as large as the surrounding pattern with a low pattern density is considered. The exposure amount correction is described in the above-mentioned Patent Document 1, and will be described in an application example described later. Considering this exposure amount correction, the exposure amount is multiplied by d for each exposure pattern. As a result, when there are a plurality of patterns in a certain correction area (i, j), the kth pattern has an area density α k and the correction exposure amount is d k , effective electrons irradiated to the area The number (electron intensity) is
のように求められる。但し、上記の電子数は、各パターン毎に露光量の補正ができないプロジェクション露光法の場合には、dk=1となる。 It is required as follows. However, the number of electrons is d k = 1 in the case of the projection exposure method in which the exposure amount cannot be corrected for each pattern.
次に、各層の界面に達する電子を面積密度法により順に求める。図9は、本実施の形態における面積密度法を説明するための図である。図9は、2層目のW/SiO2層16の上面に達した電子が、W/SiO2層16とAl/SiO2層15との界面に到達する電子分布を求める場合を例にして示している。すなわち、(i+l、j+m)番目の補正エリアに到達した電子P1 i+l,j+mは、W/SiO2層16のWとSiO2の面積比αW、(1−αW)に応じた量の電子がそれぞれに入射し、WとSiO2内で散乱されて注目している(i,j)番目の補正エリアに広がる。また、その広がり方はWに入射した電子とSiO2に入射した電子とで異なる。したがって、W/SiO2層16とAl/SiO2層15の界面での電子分布は、Wに入射した電子とSiO2に入射した電子の散乱による広がりの程度を考慮し、電子分布P1 i+l,j+mに異なる距離係数aAL、aSiO2を掛けて影響を足し合わせて求める。つまり、(i+l、j+m)番目の補正エリアに到達した電子P1 i+l,j+mは、面積比αW i+l,j+m、(1−αWi+l,j+m)に応じてWとSiO2に入射し、距離係数aAl l,m、aSiO2 l,mに応じて注目している(i,j)番目の補正エリアに拡がる。 Next, electrons reaching the interface of each layer are obtained in order by the area density method. FIG. 9 is a diagram for explaining the area density method in the present embodiment. 9, electrons that have reached the upper surface of the second layer of W / SiO 2 layer 16, a case of obtaining the electronic distribution reaching the interface between the W / SiO 2 layer 16 and the Al / SiO 2 layer 15 as an example Show. That, (i + l, j + m) th reaches the correction area electron P 1 i + l, j + m is, W / SiO 2 layer 16 W and SiO 2 in the area ratio alpha W, (1- An amount of electrons corresponding to α W ) is incident on each of the electrons and scattered in W and SiO 2 and spreads to the (i, j) th correction area of interest. Further, the spreading method differs between electrons incident on W and electrons incident on SiO 2 . Therefore, the electron distribution P 1 i at the interface between the W / SiO 2 layer 16 and the Al / SiO 2 layer 15 takes into account the extent of spread due to scattering of electrons incident on W and electrons incident on SiO 2. Multiply the effects by multiplying + l, j + m by different distance coefficients a AL and a SiO 2 . That is, the electrons P 1 i + l, j + m that have reached the (i + l, j + m) -th correction area have an area ratio α W i + l, j + m , (1−α Wi + l, j + m ) is incident on W and SiO 2 and expands to the (i, j) -th correction area of interest according to the distance coefficients a Al l, m and a SiO2 l, m .
以上の考えによって、各界面に到達する電子分布を求めると、次のとおりである。
Al層13とW/SiO2層16との界面に到達する電子分布P1 i,j
Based on the above idea, the electron distribution reaching each interface is obtained as follows.
Electron distribution P 1 i, j reaching the interface between the Al layer 13 and the W / SiO 2 layer 16
W/SiO2層16とAl/SiO2層15との界面に到達する電子分布P2 i,j Electron distribution P 2 i, j reaching the interface between the W / SiO 2 layer 16 and the Al / SiO 2 layer 15
Al/SiO2層15とW/SiO2層12との界面に達する電子分布P3 i,j Electron distribution P 3 i, j reaching the interface between the Al / SiO 2 layer 15 and the W / SiO 2 layer 12
W/SiO2層12とSi基板10との界面に達する電子分布P4 i,j Electron distribution P 4 i, j reaching the interface between the W / SiO 2 layer 12 and the Si substrate 10
Si基板10に入射し、そのSi基板10とW/SiO2層12と界面に戻ってくる電子分布P4 i,j' An electron distribution P 4 i, j ' which enters the Si substrate 10 and returns to the interface between the Si substrate 10 and the W / SiO 2 layer 12.
W/SiO2層12とAl/SiO2層15との界面に戻ってくる電子分布P3 i,j' Electron distribution P 3 i, j ' returning to the interface between the W / SiO 2 layer 12 and the Al / SiO 2 layer 15
Al/SiO2層15とW/SiO2層16との界面に戻ってくる電子分布P2 i,j' Electron distribution P 2 i, j ' returning to the interface between the Al / SiO 2 layer 15 and the W / SiO 2 layer 16
W/SiO2層16とAl層13との界面に戻ってくる電子分布P1 i,j' Electron distribution P 1 i, j ' returning to the interface between the W / SiO 2 layer 16 and the Al layer 13
Al層13とレジスト層14との界面に戻ってくる電子分布P0 i,j' Electron distribution P 0 i, j ' returning to the interface between the Al layer 13 and the resist layer 14
つまり、最終的にレジスト層14に戻る後方散乱強度は、式(25)のP0 i,j'となる。 That is, the backscattering intensity finally returning to the resist layer 14 is P 0 i, j ' in the equation (25).
以上の通り、図5,6の多層構造モデルにおいて、あらかじめ実験などで求めておいた各層のパラメータ(図7参照)を与えられれば、到達した電子数を、各層の面積比と散乱長に対応する距離係数に応じて面積分することで、レジスト層に戻る後方散乱強度を、補正エリア毎に求めることができ、後方散乱強度分布を得ることができる。上記の求め方によれば、多層構造の層の数や各層を構成する物質、材料が異なっても、同様にして後方散乱強度を求めることができる。 As described above, in the multilayer structure model shown in FIGS. 5 and 6, if the parameters of each layer (see FIG. 7) obtained in advance by experiments are given, the number of electrons reached corresponds to the area ratio and scattering length of each layer. By dividing the area according to the distance coefficient, the backscattering intensity returning to the resist layer can be obtained for each correction area, and a backscattering intensity distribution can be obtained. According to the above method, the backscattering intensity can be determined in the same manner even if the number of layers of the multilayer structure and the substances and materials constituting each layer are different.
[一般化した後方散乱強度を求める方法]
図10は、本実施の形態における一般化した後方散乱強度の生成方法を説明する図である。図10は、N+1層目のシリコンバルクのような基板の上に、N層からなる多層構造が形成され、その上にレジストが形成されているモデルである。そして、一般化するためにn層目についての演算を説明すると、n-1層目を透過してn層目との界面に到達した電子強度(又は電子数)Pn-1のうち、反射率rnに対応する電子強度rn*Pn-1が反射し、透過率tnに対応する電子強度tn*Pn-1が透過して、n+1層目に到達する。従って、n+1層目に到達する電子強度Pnは、Pn=tn*Pn-1となる。また、下層側からn層目に到達する電子強度P'nのうち、透過率tnに対応する電子強度tn*P'nが透過し、n層目で反射した電子強度rn*Pn-1との和が、上層のn-1層目に到達する電子強度P'n-1=tn*P'n+rn*Pn-1になる。そして、前述したとおり、n層目を構成する物質の面積比αと電子の散乱長に対応する距離係数aとが、面積密度法の面積分のパラメータとして利用される。
[Method for obtaining generalized backscattering intensity]
FIG. 10 is a diagram for explaining a generalized method of generating backscattering intensity in the present embodiment. FIG. 10 is a model in which a multilayer structure composed of N layers is formed on a substrate such as a silicon bulk of the (N + 1) th layer, and a resist is formed thereon. For the sake of generalization, the calculation for the n-th layer will be described. Among the electron intensities (or the number of electrons) Pn−1 transmitted through the n−1th layer and reaching the interface with the nth layer, the reflectance Electron intensity rn * Pn-1 corresponding to rn is reflected, and electron intensity tn * Pn-1 corresponding to transmittance tn is transmitted to reach the (n + 1) th layer. Therefore, the electron intensity Pn reaching the n + 1 layer is Pn = tn * Pn-1. Also, among the electron intensities P'n reaching the nth layer from the lower layer side, the electron intensity tn * P'n corresponding to the transmittance tn is transmitted and reflected by the nth layer rn * Pn-1 Is the electron intensity P′n−1 = tn * P′n + rn * Pn−1 reaching the n−1th layer of the upper layer. As described above, the area ratio α of the substance constituting the n-th layer and the distance coefficient a corresponding to the electron scattering length are used as parameters for the area of the area density method.
但し、下層側からn層目に到達する電子強度P'nは、n+1層目の演算を行わないと求めることができない。従って、n層目の上記演算を、1層目からN層目まで、回帰的または再帰的に行うことにより、n層目からn-1層目との界面に戻る電子強度P'n-1を求めることができる。この再帰的処理は、コンピュータにより実行されるプログラムにおいて、容易に対応可能な処理方法である。 However, the electron intensity P′n reaching the nth layer from the lower layer side cannot be obtained unless the calculation of the (n + 1) th layer is performed. Accordingly, the electron intensity P′n−1 that returns to the interface between the nth layer and the (n−1) th layer by performing the above calculation of the nth layer recursively or recursively from the first layer to the Nth layer. Can be requested. This recursive processing is a processing method that can be easily handled in a program executed by a computer.
図11は、後方散乱強度の生成工程のフローチャート図である。また、図12は、後方散乱強度生成サブルーチン工程のフローチャート図である。このフローチャート図には、面積密度法による積分演算の表記は省略している。 FIG. 11 is a flowchart of the backscattering intensity generation process. FIG. 12 is a flowchart of the backscattering intensity generation subroutine process. In this flowchart, the notation of integration calculation by the area density method is omitted.
本実施の形態において、後方散乱強度は、汎用コンピュータにインストールされるプログラムによる演算により求めることができる。このプログラムによれば、最初に、求めようとしているモデルの初期値が入力される(S20)。具体的には、初期値は、モデルの層構造、各層の反射率、透過率、距離係数などのパラメータ(図7参照)、レジストに照射される電子ビームショット毎の露光強度、層数の初期値n=0などである。そして、後方散乱強度生成サブルーチン工程S22が実行される。 In the present embodiment, the backscattering intensity can be obtained by calculation using a program installed in a general-purpose computer. According to this program, first, the initial value of the model to be obtained is input (S20). Specifically, the initial values are the layer structure of the model, parameters such as reflectance, transmittance, and distance coefficient of each layer (see FIG. 7), the exposure intensity for each electron beam shot irradiated to the resist, and the initial number of layers. The value n = 0 or the like. Then, the backscattering intensity generation subroutine step S22 is executed.
図12のサブルーチンに移り、層数nをインクリメントし(S30)、そのn番目の層に上層から到達する電子強度Pn-1と透過率tn、反射率rnとから、n番目の層とn+1番目の層との界面に到達する透過電子強度Pn=tn*Pn-1と、反射電子強度rn*Pn-1とを求める(S32)。最初は最下層ではないので、工程S34はNOとなる。更に、下層から到達する電子強度Pn'が求まっていないので、n番目の層からn-1番目の層との界面に到達する電子強度Pn-1'を求めることはできない。従って、工程S36はNOとなり、更に後方散乱強度生成サブルーチンS22を実行する。これが再帰的処理である。 Moving on to the subroutine of FIG. 12, the number n of layers is incremented (S30). From the electron intensity Pn-1 reaching the nth layer from the upper layer, the transmittance tn, and the reflectance rn, the nth layer and n + The transmitted electron intensity Pn = tn * Pn-1 reaching the interface with the first layer and the reflected electron intensity rn * Pn-1 are obtained (S32). Since it is not the lowest layer at first, step S34 is NO. Furthermore, since the electron intensity Pn ′ reaching from the lower layer has not been determined, the electron intensity Pn−1 ′ reaching the interface between the nth layer and the n−1th layer cannot be determined. Accordingly, step S36 is NO, and the backscattering intensity generation subroutine S22 is further executed. This is a recursive process.
各サブルーチン工程S22に入るたびに、層番号nがインクリメントされる(S30)。そして、やがて最下層(n=N+1)に達すると、N+1層目のシリコンバルクでの反射率rN+1に応じた電子強度P'N=rN+1*PNが求められ(S40)、そのサブルーチンはリターンとなり、当該サブルーチンをコールしたサブルーチンの工程S42に戻る。工程S42にて、N層目とN-1層目との界面に戻る電子強度P N-1'=tN*P N '+rN*PN-1が求められ、サブルーチンはリターンとなる。従って、n層目のサブルーチンでは、n層目とn-1層目との界面に戻る電子強度Pn-1’=tn*Pn'+rn*Pn-1が求められる。全てのサブルーチンがリターンされると、最終的に、レジスト層に戻る後方散乱強度P0'=r1*P0+t1*P1'が求められる。 Each time each subroutine step S22 is entered, the layer number n is incremented (S30). Then, when it finally reaches the lowest layer (n = N + 1), the electron intensity P ′ N = r N + 1 * P N corresponding to the reflectance r N + 1 at the silicon bulk of the (N + 1) th layer is obtained (S40). The subroutine is returned, and the process returns to step S42 of the subroutine that called the subroutine. In step S42, the electron intensity P N-1 & p = ' N N * P N ' + r N * P N-1 that returns to the interface between the Nth layer and the N-1th layer is obtained, and the subroutine returns. . Therefore, in the nth layer subroutine, the electron intensity Pn-1 ′ = tn * Pn ′ + rn * Pn−1 that returns to the interface between the nth layer and the n−1th layer is obtained. When all the subroutines are returned, finally, the backscattering intensity P 0 ' = r1 * P 0 + t1 * P 1 ' returning to the resist layer is obtained.
[本実施の形態の後方散乱強度生成方法の適用例]
図13は、本実施の形態における後方散乱強度生成方法を適用した近接効果補正のフローチャート図である。この近接効果補正は、前述の特許文献1に開示されていて、本明細書に引用による含まれるものとする。特許文献1に開示されている近接効果補正は、可変成形露光法に適用されるものであり、前方散乱分布に基づいて露光のパターンサイズを変更し、前方及び後方散乱分布に基づいて各ビームショットの露光量を補正し、更に、補助露光を追加する工程を有する。
[Application example of the backscattering intensity generation method of the present embodiment]
FIG. 13 is a flowchart of proximity effect correction to which the backscattering intensity generation method according to the present embodiment is applied. This proximity effect correction is disclosed in Patent Document 1 described above, and is included in this specification by reference. The proximity effect correction disclosed in Patent Document 1 is applied to the variable shaping exposure method, and changes the exposure pattern size based on the forward scattering distribution, and each beam shot based on the forward and back scattering distributions. And a step of adding auxiliary exposure.
この適用例では、最初に前方散乱による電子強度分布を求める(S50)。これは、前述の式(1)の前方散乱項により求められる。前方散乱分布によれば電子が横方向に拡がるため、例えば、前方散乱分布の半値幅(最大強度の50%における分布の幅)は、露光パターン幅よりも広くなる。そこで、例えば、前方散乱分布の半値幅が設計値通りの幅になるように、露光パターン幅を狭くする図形変更が行われる(S52)。具体的には、露光ビームサイズを前方散乱分布に応じて小さくする補正が行われる。 In this application example, first, an electron intensity distribution by forward scattering is obtained (S50). This is obtained from the forward scattering term of the aforementioned equation (1). According to the forward scattering distribution, electrons spread in the lateral direction. For example, the half width of the forward scattering distribution (the width of the distribution at 50% of the maximum intensity) is wider than the exposure pattern width. Therefore, for example, a graphic change is performed to narrow the exposure pattern width so that the half-value width of the forward scattering distribution becomes the width as designed (S52). Specifically, correction is performed to reduce the exposure beam size according to the forward scattering distribution.
次に、補正したビームサイズに対して、前方散乱と後方散乱による分布を求める(S54)。この演算は、前方散乱強度については、前述の式(1)の前方散乱項に基づき行われ、後方散乱強度については、本発明の手法を用いて計算する。図14(A)に、補正前の露光強度(電子強度)の分布例が示されている。この例では、ショット領域i、i+1、i+2で強度が徐々に低くなっている。これは、主に、ショット領域の周囲のパターン密度に依存する周囲からの後方散乱電子強度の影響が原因である。そこで、各ショット領域の露光量が適正値epになるように、ショット領域i+1とi+2において、補正値di+1、di+2が追加される。つまり、ビームショット毎の露光量がそれぞれ補正される。補正値を加えた露光量が補正露光量である(S56)。その結果、図14(B)に示されるとおり、各ショット領域の露光量はほぼ同じになる。 Next, for the corrected beam size, a distribution due to forward scattering and back scattering is obtained (S54). This calculation is performed based on the forward scattering term of the above-described formula (1) for the forward scattering intensity, and the backward scattering intensity is calculated using the method of the present invention. FIG. 14A shows an example of distribution of exposure intensity (electron intensity) before correction. In this example, the intensity gradually decreases in the shot areas i, i + 1, i + 2. This is mainly due to the influence of backscattered electron intensity from the periphery depending on the pattern density around the shot region. Accordingly, correction values di + 1 and di + 2 are added in the shot areas i + 1 and i + 2 so that the exposure amount of each shot area becomes the appropriate value ep. That is, the exposure amount for each beam shot is corrected. The exposure amount to which the correction value is added is the corrected exposure amount (S56). As a result, as shown in FIG. 14B, the exposure amount of each shot area is substantially the same.
しかしながら、各補正ショット内においても、周囲のパターン密度に依存して、露光強度に差が生じるので、露光パターンに対応する電子ビームショットに加えて、微少な露光量の電子ビームショットを補助露光として追加する(S58)。その結果、図14(C)に示されるように、補正エリア内においても、露光強度が一定に補正される。 However, even within each correction shot, there is a difference in exposure intensity depending on the surrounding pattern density, so in addition to the electron beam shot corresponding to the exposure pattern, an electron beam shot with a small exposure amount is used as auxiliary exposure. Add (S58). As a result, as shown in FIG. 14C, the exposure intensity is corrected to be constant even in the correction area.
露光量補正と補助露光を追加したことによる後方散乱の変化を考慮して、露光量補正及び補助露光を再度見直す必要がある。そこで、適切に補正されていることが確認されるまで、工程S54,S56,S58が繰り返される。これらの工程を数回繰り返すことにより、露光強度は最適化される。 It is necessary to review the exposure correction and the auxiliary exposure again in consideration of the change in backscattering due to the addition of the exposure correction and the auxiliary exposure. Therefore, steps S54, S56, and S58 are repeated until it is confirmed that the correction is appropriately performed. By repeating these steps several times, the exposure intensity is optimized.
以上の近接効果補正工程において、工程S54にて、後方散乱による電子強度(露光強度)を求める必要がある。本実施の形態における後方散乱電子強度の生成工程は、この工程S54にて実行される。 In the above proximity effect correction process, it is necessary to obtain the electron intensity (exposure intensity) due to backscattering in step S54. The production | generation process of the backscattered electron intensity in this Embodiment is performed in this process S54.
図15は、本実施の形態の効果を示す図である。この実験では、露光対象のAl層の下に、W/SiO2のコンタクトホールが1層のみ形成される例と、2層形成される例と、3層形成される例とについて、従来手法によりAl層の下の1つのコンタクトホール層のみを取り込んで求めた補正露光量100と、本実施の形態によるAl層の下の全てのコンタクトホールを考慮して求めた補正露光量1002とが示されている。横軸はコンタクトホール層の数、縦軸は実験で求めた最適露光量を1とした場合の補正計算によって与えられる露光量の割合を示す。また、この実験は、線幅240nm、ピッチ540nmのラインアンドスペースのパターンを、W / SiO2層がそれぞれ1層、2層、3層形成された上に露光した場合の結果であり、Wの面積密度は3層とも16.2%、厚さは0.75umである。 FIG. 15 is a diagram illustrating the effect of the present embodiment. In this experiment, an example in which only one W / SiO 2 contact hole is formed under an Al layer to be exposed, an example in which two layers are formed, and an example in which three layers are formed are formed by a conventional method. A corrected exposure amount 100 obtained by taking in only one contact hole layer under the Al layer and a corrected exposure amount 1002 obtained in consideration of all contact holes under the Al layer according to the present embodiment are shown. ing. The horizontal axis represents the number of contact hole layers, and the vertical axis represents the ratio of the exposure amount given by the correction calculation when the optimum exposure amount obtained by experiment is 1. In addition, this experiment is a result when a line-and-space pattern having a line width of 240 nm and a pitch of 540 nm is exposed on one, two, and three layers of W / SiO 2 layers, respectively. The area density of all three layers is 16.2%, and the thickness is 0.75um.
従来の方法により求めた露光量100は、コンタクトホールの層数が増すにしたがい最適露光量1よりずれている。それに対して、本実施の形態により求めた露光量102は、コンタクトホールの層数が増加しても、最適露光量1とほぼ一致している。 The exposure amount 100 obtained by the conventional method is deviated from the optimum exposure amount 1 as the number of contact hole layers is increased. On the other hand, the exposure amount 102 obtained by the present embodiment substantially matches the optimum exposure amount 1 even when the number of contact hole layers is increased.
本実施の形態における後方散乱電子強度の生成方法は、前述の特許文献2の近接効果補正においても適用可能である。特許文献2の近接効果補正は、大面積を一括転写するプロジェクションタイプの露光方法に関するものであり、前方散乱による分布と後方散乱による分布を考慮して、一括転写のためのマスクパターン幅をそれぞれ補正して、設計寸法位置における露光強度が、全てのパターンで等しくなるようにすることが特徴である。具体的には、設計幅(狙い幅)をW0、基準となるパターンの露光強度をε0とすると、補正後のパターン幅Wは下記の式を解くことにより求めることが出来る。 The method of generating the backscattered electron intensity in the present embodiment can also be applied in the proximity effect correction of Patent Document 2 described above. The proximity effect correction of Patent Document 2 relates to a projection type exposure method that batch-transfers a large area, and corrects the mask pattern width for batch transfer in consideration of the distribution by forward scattering and the distribution by backscattering. The feature is that the exposure intensity at the design dimension position is made equal in all patterns. Specifically, if the design width (target width) is W 0 and the exposure intensity of the reference pattern is ε 0 , the corrected pattern width W can be obtained by solving the following equation.
この式の2項目が後方散乱電子強度であり、この後方散乱電子強度が本実施の形態の方法により求められる。この式を実際のパターンに適用し、補正後データを作成した後、マスク描画用電子ビーム露光装置で、マスク基板への露光を行う。その後、現像、パターンニングすることで、補正されたパターン幅を有するマスクが生成される。そして、このマスクを介して半導体ウエハーに電子ビームを照射して一括転写が行われる。 Two items of this formula are the backscattered electron intensity, and this backscattered electron intensity is obtained by the method of the present embodiment. This formula is applied to an actual pattern to create corrected data, and then the mask substrate is exposed by an electron beam exposure apparatus for mask drawing. Thereafter, development and patterning are performed to generate a mask having a corrected pattern width. Then, batch transfer is performed by irradiating the semiconductor wafer with an electron beam through this mask.
[変形例]
上記の実施の形態では、多層構造の全ての層において同じサイズの補正エリアを利用して、面積密度法を適用している。しかしながら、電子は散乱を繰り返すうちにその分布はなだらかになり、分布の変化はなだらかになる。従って、この変形例では、下の層に行くほど大きなサイズの補正エリアを用いて面積密度法を適用する。これにより、コンピュータの計算時間を短縮することができる。すなわち、レジスト層に近い上層での補正エリアのサイズよりも、レジスト層からより遠い下層での補正エリアのサイズが小さくなる。これにより、計算精度を高く保ちつつ、計算時間を短くすることができる。
[Modification]
In the above embodiment, the area density method is applied using correction areas having the same size in all layers of the multilayer structure. However, as the electrons repeat scattering, the distribution becomes gentle and the change in the distribution becomes gentle. Therefore, in this modified example, the area density method is applied using a correction area having a size that increases toward the lower layer. Thereby, the calculation time of a computer can be shortened. That is, the size of the correction area in the lower layer farther from the resist layer is smaller than the size of the correction area in the upper layer close to the resist layer. Thereby, calculation time can be shortened, keeping calculation accuracy high.
更に、上記の実施の形態では、1層目と3層目のAl配線層と2層目と4層目のコンタクトホール層とは、膜厚が等しいため、同じパラメータr、t、σを用いている。しかし、いずれかの膜厚が厚い(薄い)場合は、反射率rは大きく(小さく)、透過率tは小さく(大きく)、拡散長σは長く(短く)なる。そこで、例えば、膜厚がTの時のパラメータがr、t、σであれば、膜厚2Tのパラメータは、r'= r(1 + t2) 、t'= t2、 Furthermore, in the above embodiment, since the first and third Al wiring layers and the second and fourth contact hole layers have the same film thickness, the same parameters r, t, and σ are used. ing. However, when any film thickness is thick (thin), the reflectance r is large (small), the transmittance t is small (large), and the diffusion length σ is long (short). Therefore, for example, if the parameters when the film thickness is T are r, t, and σ, the parameters of the film thickness 2T are r ′ = r (1 + t 2 ), t ′ = t 2 ,
とする。理想的な値と実際の値が若干ずれる場合は、実験的に求めたパラメータ値を用いることで、正しい後方散乱強度を求めることができる。 And When the ideal value and the actual value are slightly different from each other, the correct backscattering intensity can be obtained by using experimentally obtained parameter values.
更に、上記の実施の形態では、最下層をシリコン基板としているが、多層構造において、所定の層数まで電子の透過散乱と反射散乱とを考慮し、所定の層数の最下層においては、反射散乱のみを適用してもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the lowermost layer is a silicon substrate, but in a multilayer structure, the transmission and reflection scattering of electrons are considered up to a predetermined number of layers, and the lowermost layer having a predetermined number of layers is reflected. Only scattering may be applied.
また、上記の実施の形態では、異なるW/SiO2層12,16に対して同じパラメータを使用しているが、これらの層が全く同じ厚さであっても、それぞれに異なるパラメータを使用しても良い。更に、上方透過電子と下方透過電子とでは異なる透過係数tnを用いても良い。 In the above embodiment, the same parameter is used for the different W / SiO 2 layers 12 and 16, but even if these layers have the same thickness, different parameters are used. May be. Further, different transmission coefficients tn may be used for the upper transmission electrons and the lower transmission electrons.
上記実施の形態では、Al配線層13上にレジスト層14を形成し、レジスト層14を電子ビーム露光する場合について説明したが、上記実施の形態にかかわらず、以下の場合にも本発明が適用される。 In the above embodiment, the case where the resist layer 14 is formed on the Al wiring layer 13 and the resist layer 14 is exposed to the electron beam has been described. However, the present invention is applied to the following cases regardless of the above embodiment. Is done.
例えば、Al/SiO2層15上にSiO2膜を形成し、そのSiO2膜上にレジスト層を形成し、レジスト層を電子ビーム露光にて露光し、現像等により形成したレジストパターンを用いてSiO2層をドライエッチングし、Wを埋込むためのコンタクトホールを形成し、次いで、全面にW層を形成し、ダマシン法によりWプラグを形成して、W/ SiO2 層15を形成する場合である。 For example, a SiO 2 film is formed on the Al / SiO 2 layer 15, a resist layer is formed on the SiO 2 film, the resist layer is exposed by electron beam exposure, and a resist pattern formed by development or the like is used. When the SiO 2 layer is dry-etched to form a contact hole for embedding W, then the W layer is formed on the entire surface, W plugs are formed by the damascene method, and the W / SiO 2 layer 15 is formed It is.
すなわち、SiO2膜等の絶縁膜にコンタクトホールや配線溝を形成し、そこにWや銅等の導電膜を埋込む場合であって、絶縁膜上に形成するレジスト層を露光する際、絶縁膜の下層にある配線層により影響を受ける後方散乱強度を求める場合にも、本発明を適用できることはいうまでもない。 That is, when a contact hole or a wiring groove is formed in an insulating film such as SiO 2 film and a conductive film such as W or copper is embedded therein, the resist layer formed on the insulating film is exposed when exposed. Needless to say, the present invention can also be applied to the case where the backscattering intensity affected by the wiring layer under the film is obtained.
[第2の実施の形態]
前述した第1の実施の形態における後方散乱の影響の計算手順によれば、各層において、構成される材料ごとに反射係数、透過係数、拡散分布を定義し、各材料が存在する面積密度(占有率)で重み付けをして、層内での電子数の流れを計算している。つまり、図10に示したように、電子数Pの流れを層ごとに組み合わせて、最上層から最下層まで再帰的に計算している。そして、最終的にレジストに戻ってきた電子数P0'を後方散乱によってレジストに吸収されたエネルギーとしている。この手法によれば、各層の各材料による電子の反射や透過、遮蔽効果などが表現されているため、正確に後方散乱強度を計算することができる。
[Second Embodiment]
According to the calculation procedure of the influence of backscattering in the first embodiment described above, in each layer, the reflection coefficient, the transmission coefficient, and the diffusion distribution are defined for each configured material, and the area density (occupation) where each material exists The flow of the number of electrons in the layer is calculated. That is, as shown in FIG. 10, the flow of the number of electrons P is combined for each layer, and recursively calculated from the top layer to the bottom layer. The number of electrons P0 ′ finally returned to the resist is the energy absorbed by the resist by backscattering. According to this method, since the reflection, transmission, shielding effect, etc. of electrons by each material of each layer are expressed, the backscattering intensity can be accurately calculated.
図16は、第1の実施の形態における各層の露光データを生成する手順を説明する図である。この図では、図10とは逆にシリコン基板側から最上層に向かって、層の番号が1,2...nとなっている。シリコン基板の直ぐ上の第1層について近接効果補正を行うためには、第1層の設計段階でのパターンデータである設計データIN1に基づいてエリア内の物質の面積密度αを求め、反射係数r、透過係数t、拡散分布係数aなどにより後方散乱強度を求めて、その影響による近接効果を考慮した補正が設計データに対して行われる。この近接効果補正の結果、第1層の露光データOUT1が求められる。 FIG. 16 is a diagram for explaining a procedure for generating exposure data of each layer in the first embodiment. In this figure, the layer numbers are 1, 2,... . . n. In order to perform the proximity effect correction for the first layer immediately above the silicon substrate, the area density α of the substance in the area is obtained based on the design data IN1 which is the pattern data at the design stage of the first layer, and the reflection coefficient is calculated. The backscattering intensity is obtained from r, the transmission coefficient t, the diffusion distribution coefficient a, etc., and the design data is corrected in consideration of the proximity effect due to the influence. As a result of the proximity effect correction, exposure data OUT1 of the first layer is obtained.
次に、第2層の露光データOUT2を求めるためには、第2及び第1層の設計データIN2,IN1に基づいて、各層のエリア内の物質の面積密度を求め、各層の反射係数、透過係数、拡散分布などにより、再帰的方法により第2層への後方散乱強度を求め、近接効果補正を行う。 Next, in order to obtain the exposure data OUT2 of the second layer, the area density of the substance in the area of each layer is obtained based on the design data IN2 and IN1 of the second and first layers, and the reflection coefficient and transmission of each layer. The backscattering intensity to the second layer is obtained by a recursive method based on the coefficient, diffusion distribution, etc., and proximity effect correction is performed.
同様に、第n層の露光データOUTnを求めるためには、第1層〜第n層の設計データIN1〜INnを利用して、再帰的方法により第n層への後方散乱強度を求めて近接効果補正を行い、露光データOUTnを求めている。 Similarly, in order to obtain the exposure data OUTn of the nth layer, the backscattering intensity to the nth layer is obtained by a recursive method using the design data IN1 to INn of the first layer to the nth layer. Effect correction is performed to obtain exposure data OUTn.
このように、第1の実施の形態によれば、第n層での後方散乱強度を求めるには、影響のあるすべての下層に対して電子(荷電粒子)の流れを順次計算していかなければならず、多層構造の上位の層に行くほど近接効果補正処理に長時間を要するという問題がある。さらに、最上層から開始して最下層に至り再び最上層に戻るという再帰的処理に伴って、下層のデータをすべて残さなければならず、上層に行くほど再帰的処理において保持しておくデータ量が増加するという問題がある。 As described above, according to the first embodiment, in order to obtain the backscattering intensity in the nth layer, the flow of electrons (charged particles) must be sequentially calculated for all affected lower layers. In other words, there is a problem that the proximity effect correction processing takes a longer time as it goes to the upper layer of the multilayer structure. Furthermore, with the recursive process of starting from the top layer, going to the bottom layer, and returning to the top layer again, all the data in the lower layer must remain, and the amount of data retained in the recursive process as it goes to the upper layer There is a problem that increases.
そこで、第2の実施の形態では、第1の実施の形態のような再帰的処理を必要としないで、下層から順番に後方散乱強度を求めて近接効果補正を行うことができるようにする。 Therefore, in the second embodiment, it is possible to perform the proximity effect correction by obtaining the backscattering intensity in order from the lower layer without requiring the recursive processing as in the first embodiment.
図17は、第2の実施の形態の原理図である。また、図18は、第2の実施の形態における露光データを生成する手順のフローチャート図である。図17に示されるように、シリコン基板を0番目の層とし、それより上の層を順に1,2〜N-1,N番目の層と定義する。そして、1番目の層から上層に向かって順に、各層における荷電粒子強度係数マップM0〜Mn-1を求め、n番目の層において、n-1番目の層における荷電粒子強度係数マップMn-1とn番目の層の設計データINnとから後方散乱強度を求め、当該後方散乱強度に基づいて近接効果補正を行う。この荷電粒子強度係数マップMnは、n番目の層の任意の位置(i1,j1)に入射される荷電粒子がn番目の層内で反射し、またn番目の層を透過後にn−1番目の層以下の層で反射して戻り、位置(i1,j1)を含む周囲の位置(i2,j2)に戻ってくる荷電粒子の割合を示す係数データである。つまり、荷電粒子強度係数マップMnは、第1の実施の形態において図3等で示した距離係数aに対応するものである。但し、荷電粒子強度係数マップMnは、ある位置(i1,j1)に入射した荷電粒子が別の位置(i2,j2)に戻る割合であるので、入射位置と後方散乱位置に依存した係数であるのに対して、距離係数は位置に依存することなく単に距離に依存する係数であり、その点で両係数は異なる。 FIG. 17 is a principle diagram of the second embodiment. FIG. 18 is a flowchart of a procedure for generating exposure data in the second embodiment. As shown in FIG. 17, the silicon substrate is defined as the 0th layer, and the layers above it are defined as 1, 2 to N-1, and the Nth layer in order. Then, in order from the first layer to the upper layer, charged particle intensity coefficient maps M 0 to M n-1 in each layer are obtained, and in the nth layer, the charged particle intensity coefficient map M n in the n−1th layer. -1 and the nth layer design data INn are used to determine the backscattering intensity, and proximity effect correction is performed based on the backscattering intensity. In this charged particle intensity coefficient map M n , the charged particles incident on an arbitrary position (i1, j1) of the nth layer are reflected in the nth layer, and after passing through the nth layer, n−1. This is coefficient data indicating the ratio of charged particles that are reflected by the layers below the first layer and return to the surrounding positions (i2, j2) including the position (i1, j1). That is, the charged particle intensity coefficient map M n corresponds to the distance coefficient a shown in FIG. 3 and the like in the first embodiment. However, the charged particle intensity coefficient map M n is a ratio depending on the incident position and the backscattering position because the charged particle incident at one position (i1, j1) returns to another position (i2, j2). On the other hand, the distance coefficient is a coefficient depending on the distance without depending on the position, and the two coefficients are different in that respect.
第1の実施の形態では、最上層に照射される露光量に対応する荷電粒子強度(または荷電粒子数)に基づき、各層の荷電粒子の流れを計算している。そのため、各層において入射される荷電粒子強度が散乱により分布した結果、荷電粒子強度がどのように分布するかを面積分しながら求めている。それに対して、第2の実施の形態では、各層において、任意の位置(i1,j1)に入射される荷電粒子がその周囲の位置(i2,j2)にどの程度後方散乱するかの割合を示す係数を、荷電粒子強度係数マップとして求めている。この荷電粒子強度係数マップMnは、照射される露光量とは無関係に、n番目の層の材料のパターンデータ(設計データINn)とその直下の下層の荷電粒子強度係数マップMn-1とから求めることができる。そして、直下の下層の荷電粒子強度係数マップMn-1が求められていれば、n番目の層における後方散乱強度は、n番目の層に入射される荷電粒子強度Pと、n番目の層のパターン面積密度αと、n−1番目の層の荷電粒子強度係数マップMn-1とから求めることができる。 In the first embodiment, the flow of charged particles in each layer is calculated based on the charged particle intensity (or the number of charged particles) corresponding to the amount of exposure with which the uppermost layer is irradiated. For this reason, as a result of the distribution of the charged particle intensity incident on each layer due to scattering, how the charged particle intensity is distributed is obtained while dividing the area. On the other hand, in the second embodiment, in each layer, the ratio of how much the charged particles incident on an arbitrary position (i1, j1) are backscattered to the surrounding position (i2, j2) is shown. The coefficient is obtained as a charged particle intensity coefficient map. This charged particle intensity coefficient map M n is independent of the exposure dose, and the pattern data (design data INn) of the material of the nth layer and the charged particle intensity coefficient map M n-1 of the lower layer immediately below the pattern data Can be obtained from Then, if the charged particle intensity coefficient map M n−1 of the lower layer immediately below is obtained, the backscattering intensity in the n th layer is the charged particle intensity P incident on the n th layer and the n th layer. And the charged particle intensity coefficient map M n−1 of the (n−1) th layer can be obtained.
したがって、図18に示されるように、集積回路の下層から順番に近接効果補正工程S72,S76,S80により露光データOUTを求めるようにし、各層の荷電粒子強度係数マップM1〜Mnも同時に求めておけば(S70,S74,S78)良い。つまり、n番目の層の露光データOUTを近接効果補正により求める場合は、n番目の層の設計データINnと直下のn−1番目の層の荷電粒子強度マップMn-1とにより、n番目の層への後方散乱強度を求めることができ、第1の実施の形態のように再帰的処理を行う必要はない。 Therefore, as shown in FIG. 18, the exposure data OUT is obtained in the proximity effect correction steps S72, S76, and S80 in order from the lower layer of the integrated circuit, and the charged particle intensity coefficient maps M 1 to M n of each layer are also obtained at the same time. (S70, S74, S78). That is, when determined by the proximity effect correction exposure data OUT of the n-th layer, the n-th charged particle intensity map M n-1 of the (n-1) th layer immediately below the design data IN n layer, n The backscattering intensity to the second layer can be obtained, and there is no need to perform recursive processing as in the first embodiment.
図19は、荷電粒子強度係数マップMnの原理を説明するための図である。ここでは、任意の位置(i1,j1)入射した荷電粒子がその位置(i1,j1)を含む周囲の位置(i2,j2)に影響を及ぼす荷電粒子強度係数を求める。まず、図19(A)に示されるように、n番目の層の任意の位置(i1,j1)に入射される荷電粒子は、n番目の層内で反射して位置(i2,j2)に到達する。n番目の層内で散乱するため、位置(i2,j2)では分布E1を有する。この分布は例えばガウシャン分布である。 FIG. 19 is a diagram for explaining the principle of the charged particle intensity coefficient map M n . Here, the charged particle intensity coefficient that affects the surrounding position (i2, j2) including the position (i1, j1) of the charged particle incident at an arbitrary position (i1, j1) is obtained. First, as shown in FIG. 19A, charged particles incident on an arbitrary position (i1, j1) of the n-th layer are reflected in the n-th layer and are moved to the position (i2, j2). To reach. Since it scatters in the nth layer, it has a distribution E1 at position (i2, j2). This distribution is, for example, a Gaussian distribution.
次に、図19(B)に示されるように、位置(i1,j1)に入射した荷電粒子が、n番目の層内を散乱しながら透過して、n−1番目の層との界面の位置(i3,j3)に到達する。この場合も位置(i3,j3)において分布E2で広がる。この分布E2は、透過係数Tとn番目の層の材料の面積密度αと分布を示す距離係数Aにより求めることができる。更に、位置(i3,j3)に到達した荷電粒子は、n−1番目の層以下の下層で散乱しながら反射して、界面の位置(i4,j4)に分布E3で到達する。この到達する割合は、n−1番目の層の荷電粒子強度係数マップMn-1に示されている。したがって、E3=Mn-1*E2により分布E3を求めることができる。但し、E2は分布を持っているので、分布E3を求めるためには、分布E2について面積分する必要がある。そして、位置(i4,j4)に到達した荷電粒子は、n番目の層内を散乱しながら透過して、位置(i2,j2)に分布E4の広がりをもって到達する。この分布E4は、透過係数Tとn番目の層の材料の面積密度αと分布を示す距離係数Aにより求めることができる。しかも、分布E3について面積分する必要がある。 Next, as shown in FIG. 19B, the charged particles incident on the position (i1, j1) are transmitted through the n-th layer while being scattered, and the interface with the (n−1) -th layer is transmitted. The position (i3, j3) is reached. Also in this case, the distribution spreads at the position (i3, j3) with the distribution E2. This distribution E2 can be obtained from the transmission coefficient T, the area density α of the material of the nth layer, and the distance coefficient A indicating the distribution. Further, the charged particles that have reached the position (i3, j3) are reflected while being scattered in the lower layer below the (n−1) th layer, and arrive at the interface position (i4, j4) with the distribution E3. This reaching ratio is shown in the charged particle intensity coefficient map M n−1 of the (n−1) th layer. Therefore, the distribution E3 can be obtained by E3 = M n-1 * E2. However, since E2 has a distribution, it is necessary to divide the area of the distribution E2 in order to obtain the distribution E3. The charged particles that have reached the position (i4, j4) are transmitted through the n-th layer while being scattered, and reach the position (i2, j2) with the spread of the distribution E4. This distribution E4 can be obtained from the transmission coefficient T, the area density α of the material of the nth layer, and the distance coefficient A indicating the distribution. In addition, the distribution E3 needs to be divided into areas.
結局、n番目の層の位置(i1,j1)に到達した荷電粒子が位置(i2,j2)に与える影響を示す荷電粒子強度マップMnは、上記の分布E1とE4の和である。そして、荷電粒子強度係数マップMnは、n番目の層の全ての位置(i1,j1)に対応してその周囲の全ての位置(i2,j2)に対して荷電粒子強度係数を有する。 Eventually, the charged particle intensity map M n indicating the influence of the charged particles that have reached the position (i1, j1) of the nth layer on the position (i2, j2) is the sum of the distributions E1 and E4. The charged particle intensity coefficient map M n has charged particle intensity coefficients corresponding to all positions (i1, j1) of the nth layer for all positions (i2, j2) around it.
図20、図21は、荷電粒子強度係数マップの構成を示す図である。荷電粒子強度係数マップは、分割された複数のエリアを利用して構成される。つまり、荷電粒子強度係数マップは、任意のエリア(位置)(i1,j1)に入射してその近傍のエリア(i2,j2)に到達する荷電粒子強度係数を要素に持つデータ構造である。そのデータ構造は、図20に示されるように、M×Nのエリアの二次元配列からなるテーブル30と、テーブル30の各エリアに対応して設けられるL×Lの二次元配列のテーブル40とで構成される。例えば、任意のエリア(i1,j1)に入射してその近傍のL×Lのエリア(i2-i1,j2-j1)に到達する荷電粒子強度係数が、テーブル40の各要素となる。ここで、テーブル40のエリア(i2-i1,j2-j1)は、エリア(i1,j1)を中心(0,0)とする周囲のエリアに対応し、それぞれローカル座標(i2-i1,j2-j1)で特定されている。そして、このテーブル40は、テーブル30の各エリアそれぞれに対応し、テーブル30の要素は、テーブル40への参照番号(インデックス)である。 20 and 21 are diagrams showing the configuration of a charged particle intensity coefficient map. The charged particle intensity coefficient map is configured using a plurality of divided areas. That is, the charged particle intensity coefficient map is a data structure having as an element a charged particle intensity coefficient that enters an arbitrary area (position) (i1, j1) and reaches an area (i2, j2) in the vicinity thereof. As shown in FIG. 20, the data structure includes a table 30 composed of a two-dimensional array of M × N areas, and a table 40 of an L × L two-dimensional array provided corresponding to each area of the table 30. Consists of. For example, charged particle intensity coefficients that enter an arbitrary area (i1, j1) and reach an L × L area (i2-i1, j2-j1) in the vicinity thereof are each element of the table 40. Here, the area (i2-i1, j2-j1) of the table 40 corresponds to the surrounding area centered at the area (i1, j1) (0, 0), and each of the local coordinates (i2-i1, j2-). It is specified in j1). The table 40 corresponds to each area of the table 30, and an element of the table 30 is a reference number (index) to the table 40.
図21には、より具体的なデータ構造が示されている。3×3の二次元配列からなるテーブル30の各要素には、参照番号A00〜A22が格納されている。そして、参照番号A00にて参照されるテーブル40の各要素に、荷電粒子強度係数M-1-1〜M00〜M11が格納されている。テーブル30が9つのエリアからなるので、テーブル40もそれぞれ9つで構成される。但し、同じパターン構造の場合は、対応するテーブル40の荷電粒子強度係数も同じになる場合がある。その場合は、テーブル30の要素は、同じテーブル40を参照することができ、データ量を減らすことができる。 FIG. 21 shows a more specific data structure. Reference numbers A00 to A22 are stored in each element of the table 30 composed of a 3 × 3 two-dimensional array. The charged particle intensity coefficients M-1-1 to M00 to M11 are stored in each element of the table 40 referred to by the reference number A00. Since the table 30 consists of nine areas, the table 40 is also composed of nine each. However, in the case of the same pattern structure, the charged particle intensity coefficient of the corresponding table 40 may be the same. In that case, the elements of the table 30 can refer to the same table 40, and the amount of data can be reduced.
このように、本実施の形態における荷電粒子強度係数マップは、以下に示す2種類のテーブルで構成される。 Thus, the charged particle intensity coefficient map in the present embodiment is composed of the following two types of tables.
(1)第1に、あるエリア(i1, j1)を中心として、その近傍の任意の相対エリア(i2-i1, j2-j1)に到達する荷電粒子の荷電粒子強度係数をデータとして持つL×Lの2次元配列のテーブル40である。ここで、Lはエリア(i1, j1)を中心として荷電粒子が到達する領域内に配置できるエリアの数である。 (1) First, L × having a charged particle intensity coefficient of charged particles that reach an arbitrary relative area (i2-i1, j2-j1) around an area (i1, j1) as data. It is a table 40 of a two-dimensional array of L. Here, L is the number of areas that can be arranged in a region where charged particles reach with the area (i1, j1) as the center.
(2)第2に、対応する2次元配列40への参照データを持つM×Nの2次元配列のテーブル30である。M、Nはそれぞれ集積回路チップ領域の横方向、縦方向のエリア数である。 (2) Second, there is an M × N two-dimensional array table 30 having reference data to the corresponding two-dimensional array 40. M and N are the numbers of areas in the horizontal and vertical directions of the integrated circuit chip area, respectively.
したがって、荷電粒子強度係数マップMn-1を利用してn番目の層の分布E3を求める場合において、エリア(i1, j1)に入射してエリア(i2, j2)に到達する電子の荷電粒子強度係数は、テーブル30のエリア(i1, j1)に対応する要素を参照し、そこから参照されているテーブル40の相対エリア(i2-i1, j2-j1)に対応する要素を取り出すことによって得られる。そして、複数のエリアにおいて、その周囲の構造が同じであれば、それらのエリアに対するテーブル40も同じになるので、同じテーブル40を参照することができ、その場合はデータ量を減らすことができる。 Therefore, when the distribution E3 of the nth layer is obtained using the charged particle intensity coefficient map M n−1 , charged particles of electrons that enter the area (i1, j1) and reach the area (i2, j2) The intensity coefficient is obtained by referring to the element corresponding to the area (i1, j1) of the table 30 and extracting the element corresponding to the relative area (i2-i1, j2-j1) of the table 40 referenced therefrom. It is done. If the surrounding structures are the same in a plurality of areas, the tables 40 for those areas are also the same, so the same table 40 can be referred to, and in this case, the amount of data can be reduced.
図22は、n番目の層の設計データとn−1番目の荷電粒子強度係数マップMn-1とから、n番目の層の荷電粒子強度係数マップMnを生成するための手順を示すフローチャート図である。図19を参照しながら荷電粒子強度係数マップの生成方法について具体的に説明する。 FIG. 22 is a flowchart showing a procedure for generating the n-th layer charged particle intensity coefficient map M n from the n-th layer design data and the n−1th charged particle intensity coefficient map M n−1. FIG. A method of generating a charged particle intensity coefficient map will be specifically described with reference to FIG.
まず、前処理として、n番目の層の設計データINnに対して、パターンが存在する領域をメッシュ状に分割し、分割された各エリアのパターン面積密度を計算し、パターン面積密度マップαを生成する(S90)。その際、コンタクトホール層のホールパターンは、設計データ上は矩形であっても、実際には角が取れて円形になる。したがって、設計データのパターンをリサイズするか、あるいは、パターン面積密度に比率を掛けるという処理を施して、実測のパターン面積密度に近付けておくことが望ましい。 First, as a pre-process, the area where the pattern exists is divided into meshes for the design data INn of the nth layer, the pattern area density of each divided area is calculated, and a pattern area density map α is generated. (S90). At that time, even if the hole pattern of the contact hole layer is rectangular on the design data, the hole pattern is actually rounded and rounded. Therefore, it is desirable to resize the design data pattern or perform a process of multiplying the pattern area density by a ratio to bring it close to the actually measured pattern area density.
更に、n番目の層に含まれる材料ごとに、n番目の層に入射した電子が層を透過する比率Tk(透過係数)、層内で反射される比率Rk(反射係数)、層内での拡散分布(散乱長:σk)を定義する。ここで、kは各材料の名前であり、反射係数Rkと透過係数Tkは、第1の実施の形態における反射係数r、透過係数tと同じである。例えば、n番目の層がWとSiO2で形成されている場合には、各材料の透過係数、反射係数、散乱長はTW、RW、σW、TSiO2、RSiO2、σSiO2になる。また、拡散分布はガウス分布を仮定する。以下では、説明を簡単にするために、基板がSi、1〜n番目の層がWとSiO2で形成される場合を扱う。 Furthermore, for each material contained in the nth layer, the ratio Tk (transmission coefficient) of electrons incident on the nth layer through the layer, the ratio Rk (reflection coefficient) of reflection in the layer, Define the diffusion distribution (scattering length: σ k ). Here, k is the name of each material, and the reflection coefficient R k and the transmission coefficient T k are the same as the reflection coefficient r and the transmission coefficient t in the first embodiment. For example, when the n-th layer is formed by W and SiO 2, the transmission coefficient of each material, the reflection coefficient, the scattering length is T W, R W, σ W , T SiO2, R SiO2, the sigma SiO2 Become. The diffusion distribution is assumed to be Gaussian. In the following, in order to simplify the explanation, the case where the substrate is formed of Si and the 1st to nth layers are formed of W and SiO 2 will be treated.
次に、エリア(i1, j1)を固定し、そのエリアに入射した荷電粒子(例えば電子)が隣接エリアに及ぼす荷電粒子強度係数を求める。図19にて説明したように、隣接エリア(i2, j2)に到達する荷電粒子強度係数は、以下の2通りの経路で計算された荷電粒子強度係数の和になる。 Next, the area (i1, j1) is fixed, and the charged particle intensity coefficient exerted on the adjacent area by charged particles (for example, electrons) incident on the area is obtained. As described in FIG. 19, the charged particle intensity coefficient reaching the adjacent area (i2, j2) is the sum of the charged particle intensity coefficients calculated by the following two paths.
(1)E1:エリア(i1, j1)に入射した荷電粒子がn番目の層内で反射されて、エリア(i2, j2)に到達する経路(図19(A))
(2)E2,E3,E4:エリア(i1, j1)に入射した荷電粒子がn番目の層を透過し、n−1番以下の層で反射されて、さらにn番目の層を透過して、エリア(i2, j2)に到達する経路(図19(B))
上記(1)の経路については、各材料の反射係数Rを用いて、各材料の面積密度αで重み付けされた以下の式により求める(S93)。
(1) E1: Path through which charged particles incident on the area (i1, j1) are reflected in the nth layer and reach the area (i2, j2) (FIG. 19A)
(2) E2, E3, E4: Charged particles incident on the area (i1, j1) are transmitted through the nth layer, reflected by the n−1 and lower layers, and further transmitted through the nth layer. , Route to area (i2, j2) (Fig. 19B)
The path of (1) is obtained by the following equation weighted by the area density α of each material using the reflection coefficient R of each material (S93).
ここで、AW,i2-i1,j2-j1、ASiO2,i2-i1,j2-j1は、それぞれW、SiO2におけるエリア(i1, j1)からエリア(i2, j2)への拡散強度係数であり、第1の実施の形態における距離係数aと同じである。拡散強度係数Aはそれぞれエリアのサフィックス(i2-i1,j2-j1)を有するが、実際には距離のみに応じた距離係数である。上記式(26)に示されるように、(1)の経路における荷電粒子強度係数E1は、エリア(i1,j1)における各材料の面積密度αW,i1,j1、(1−αW,i1,j1)と反射係数RW、RSiO2と拡散強度係数AW,i2-i1,j2-j1、ASiO2,i2-i1,j2-j1の積により求められる。 Here, A W, i2-i1, j2-j1 and A SiO2, i2-i1, j2-j1 are diffusion intensity coefficients from area (i1, j1) to area (i2, j2) in W and SiO 2 respectively. It is the same as the distance coefficient a in the first embodiment. The diffusion intensity coefficient A has an area suffix (i2-i1, j2-j1), but is actually a distance coefficient corresponding to only the distance. As shown in the above equation (26), the charged particle intensity coefficient E1 in the path of (1) is the area density α W, i1, j1 , (1-α W, i1 ) of each material in the area (i1, j1). , j1 ), reflection coefficient R W , R SiO2 and diffusion intensity coefficient A W, i2-i1, j2-j1 , A SiO2, i2-i1, j2-j1 .
上記(2)の経路については、3つの経路(E2,E3,E4)のつながりで表わされている。まず、エリア(i1, j1)からn番目の層を透過及び拡散してエリア(i3, j3)に到達する電子の荷電粒子強度係数E2は、式(26)と同様に、以下の通りである(S94)。 The route (2) is represented by a connection of three routes (E2, E3, E4). First, the charged particle intensity coefficient E2 of electrons reaching the area (i3, j3) through the nth layer from the area (i1, j1) and reaching the area (i3, j3) is as follows, similarly to the equation (26). (S94).
ここで、AW,i3-i1,j3-j1、ASiO2,i3-i1,j3-j1は、それぞれW、SiO2におけるエリア(i1, j1)からエリア(i3, j3)への拡散強度係数(距離係数)である。 Here, A W, i3-i1, j3-j1 and A SiO2, i3-i1, j3-j1 are diffusion intensity coefficients from area (i1, j1) to area (i3, j3) in W and SiO 2 respectively. (Distance coefficient).
次に、エリア(i3, j3)からn−1番目以下の層で反射及び拡散されてエリア(i4, j4)に到達する電子の荷電粒子強度係数E3は、式(27)で求めたE2i3,j3とn−1番目の荷電粒子強度係数マップMn-1の要素係数En-1(i3,j3; i4,j4)を用いて以下のように表される。 Next, the charged particle intensity coefficient E3 of electrons that reach the area (i4, j4) after being reflected and diffused by the (n−1) th and lower layers from the area (i3, j3) is E2 i3 obtained by the equation (27). , j3 and the element coefficient E n-1 (i3, j3; i4, j4) of the n−1th charged particle intensity coefficient map M n−1 is expressed as follows.
上記のとおり、En-1(i3,j3; i4,j4)は、n−1番目の荷電粒子強度係数マップMn-1におけるエリア(i3, j3)に入射してエリア(i4, j4)に戻ってきた電子の荷電粒子強度係数である。そして、E2は分布を有するので、エリア(i1, j1)に入射して各エリア(i4, j4)に到達する荷電粒子の荷電粒子強度係数E3は、上記式(28)を分布E2についてエリア(i3,j3)で累積することで求められる。つまり、荷電粒子強度係数E3は、分布E2内の複数エリア(i3, j3)についての式(28)の累積値になり、以下のように表される(S95)。 As described above, E n-1 (i3, j3; i4, j4) enters the area (i3, j3) in the ( n−1 ) th charged particle intensity coefficient map M n-1 and enters the area (i4, j4). This is the charged particle intensity coefficient of the electrons returned to. Since E2 has a distribution, the charged particle intensity coefficient E3 of the charged particles that enter the area (i1, j1) and reach each area (i4, j4) can be expressed by the above equation (28) for the distribution E2 ( It is obtained by accumulating with i3, j3). That is, the charged particle intensity coefficient E3 is a cumulative value of the equation (28) for a plurality of areas (i3, j3) in the distribution E2, and is expressed as follows (S95).
最後に、エリア(i4, j4)からn番目の層を下から透過してエリア(i2, j2)に到達する電子の荷電粒子強度係数は、式(29)で求めたE3i4,j4を使って、式(27)と同様に、以下で与えられる。 Finally, the charged particle intensity coefficient of electrons that reach the area (i2, j2) from the bottom through the nth layer from the area (i4, j4) uses E3 i4, j4 obtained by the equation (29) As in the equation (27), the following is given.
ここで、AW,i2-i4,j2-j4、ASiO2,i2-i4,j2-j4は、それぞれW、SiO2におけるエリア(i4, j4)からエリア(i2, j2)への拡散強度係数(距離係数)である。したがって、エリア(i1, j1)からエリア(i2, j2)に到達する電子の荷電粒子強度係数E4は、E3が複数エリア(i4,j4)を含む分布であるので、エリア(i2, j2)の周辺のエリア(i4, j4)に対する式(30)の累積値になり、以下のように表される(S96)。 Here, A W, i2-i4, j2-j4 and A SiO2, i2-i4, j2-j4 are diffusion intensity coefficients from area (i4, j4) to area (i2, j2) in W and SiO 2 respectively. (Distance coefficient). Therefore, the charged particle intensity coefficient E4 of electrons reaching the area (i2, j2) from the area (i1, j1) is a distribution in which E3 includes a plurality of areas (i4, j4). This is the cumulative value of equation (30) for the surrounding area (i4, j4) and is expressed as follows (S96).
以上から、エリア(i1, j1)に入射してエリア(i2, j2)に到達する電子の荷電粒子強度係数Enは、次の通り、式(26)と(31)の和E1+E4で与えられる(S97)。 From the above, the charged particle intensity coefficient En of the electrons that enter the area (i1, j1) and reach the area (i2, j2) is expressed by the sum E1 + E4 of the equations (26) and (31) as follows: Given (S97).
そして、n番目の層の荷電粒子強度係数マップMnは、全てのエリア(i1, j1)とその近傍のエリア(i2, j2)のすべての組み合わせに対して、荷電粒子強度係数Enを式(32)で求めることによって生成される。つまり、M×Nのテーブル30の各要素(i1, j1)全てに対するL×Lのテーブル40の要素(i2-i1,j2-j1)として、式(32)で求められる荷電粒子強度係数Enが与えられて、荷電粒子強度係数マップMnとなる(S91,S92)。荷電粒子強度係数マップMnのデータ構造は、図20、図21に示される通りである。 Then, the charged particle intensity coefficient map of n th layer M n is, for all combinations of all the areas (i1, j1) and its neighboring area (i2, j2), wherein the charged particle intensity coefficient E n It is generated by obtaining in (32). That is, the charged particle intensity coefficient E n obtained by the equation (32) as the elements (i2-i1, j2-j1) of the L × L table 40 for all the elements (i1, j1) of the M × N table 30. Is given to become a charged particle intensity coefficient map Mn (S91, S92). The data structure of the charged particle intensity coefficient map M n is as shown in FIGS.
次に、図18の近接効果補正工程S72,S76,S80について説明する。この近接補正工程では、後方散乱強度を求めることが必要であり、上記の荷n−1番目の層の電粒子強度係数マップMn-1とn番目の層の設計データINnとからn番目の層における後方散乱強度Fbを求める方法について説明する。 Next, the proximity effect correction steps S72, S76, S80 in FIG. 18 will be described. In this proximity correction step, it is necessary to obtain the backscattering intensity, and the nth from the above-described particle intensity coefficient map Mn-1 of the ( n-1 ) th layer and the design data INn of the nth layer. A method for obtaining the backscattering intensity Fb in each layer will be described.
荷電粒子強度マップMn-1は、あるエリアに入射した電子が別のエリアに戻ってくる割合(荷電粒子強度係数)を表わすので、エリア(i+l, j+m)に照射した露光量Qがエリア(i, j)に与える後方散乱強度は、以下の式で与えられる。 Since the charged particle intensity map M n-1 represents the ratio (charged particle intensity coefficient) of electrons incident on one area returning to another area, the exposure dose irradiated to the area (i + l, j + m) The backscattering intensity that Q gives to area (i, j) is given by the following equation.
ここで、αi+l,j+mはエリア(i+l, j+m)におけるパターン面積密度、Qi+l,j+mはエリア(i+l, j+m)に照射した露光量(荷電粒子量、荷電粒子強度)である。したがって、エリア(i, j)に対してその周辺のエリアから与えられる後方散乱強度Fbi,jは、図3の面積密度法により式(33)を面積分して、以下のようになる。 Where α i + l, j + m is the pattern area density in area (i + l, j + m), and Q i + l, j + m is the exposure irradiated to area (i + l, j + m). Amount (charged particle amount, charged particle intensity). Therefore, the backscattering intensity Fb i, j given from the surrounding area to the area (i, j) is as follows by dividing the equation (33) by the area density method of FIG.
この式(34)は、第1の実施の形態の図3の式(4)と対比させると、式(4)の電子数Pが、式(34)の露光量Qとパターン面積密度αとの積に対応し、式(4)の距離係数aが、式(34)の荷電粒子強度係数En-1に対応する。 When this equation (34) is compared with the equation (4) in FIG. 3 of the first embodiment, the number of electrons P in the equation (4) becomes the exposure amount Q and the pattern area density α in the equation (34). The distance coefficient a in the equation (4) corresponds to the charged particle intensity coefficient En -1 in the equation (34).
さて、近接効果補正工程S72,S76,S80では、式(34)で与えられる後方散乱強度分布を用いて、露光量補正、図形変更、あるいは図形変更+露光量補正を行う。特許文献1に示された近接効果補正の方法は、図13にて詳述した通りであり、図形変更と、露光量補正と、補助露光の追加を行うにあたり、式(34)で求められる後方散乱強度が利用される。また、特許文献2に示された近接効果補正の方法では、一括転写であるため露光量補正や補助露光を追加せず、図形変更だけにより補正を行う。この図形変更においても、式(34)で求められる後方散乱強度が利用される。 In the proximity effect correction steps S72, S76, and S80, exposure amount correction, figure change, or figure change + exposure amount correction is performed using the backscattering intensity distribution given by Expression (34). The proximity effect correction method disclosed in Patent Document 1 is as described in detail with reference to FIG. 13, and is calculated by the formula (34) when performing graphic change, exposure amount correction, and addition of auxiliary exposure. Scattering intensity is used. Further, in the proximity effect correction method disclosed in Patent Document 2, since the transfer is batch transfer, correction is performed only by changing the figure without adding exposure amount correction or auxiliary exposure. Also in this graphic change, the backscattering intensity calculated | required by Formula (34) is utilized.
最後に、図18に戻り、第2の実施の形態を利用した多層配線構造を有する集積回路装置の露光データ生成工程は次の通りである。シリコン基板の上に形成された1番目の層から上層に向かって、各層毎に、設計データと下層の荷電粒子強度係数マップとから近接効果補正により露光データOUTを生成すると共に、設計データと下層の荷電粒子強度係数マップとからその層における荷電粒子強度係数マップを生成する。 Finally, returning to FIG. 18, the exposure data generation process of the integrated circuit device having the multilayer wiring structure using the second embodiment is as follows. From the first layer formed on the silicon substrate to the upper layer, for each layer, the exposure data OUT is generated by proximity effect correction from the design data and the lower layer charged particle intensity coefficient map, and the design data and the lower layer are generated. A charged particle intensity coefficient map in the layer is generated from the charged particle intensity coefficient map.
最初は、1番目の層の設計データIN1とシリコン基板の荷電粒子強度係数M0とから式(34)により後方散乱強度を求め、近接効果補正により露光データOUT1を求める。同時に、設計データIN1と荷電粒子強度係数マップM0とから式(32)により1番目の層の荷電粒子強度係数マップM1を求める。このとき、設計データIN1からエリア毎且つ材料毎の面積密度マップαを生成し、あらかじめ与えられたパラメータ(図7参照)を利用する。なお、シリコン基板の荷電粒子強度係数マップM0は、シリコン基板がシリコン材料のみからなるので、全てのエリアに対するテーブル40は同じとなり、位置に依存しない距離係数aと同じになる。つまり、1番目の層を透過した荷電粒子は、シリコン基板内の距離係数a(拡散分布パラメータ)に応じて散乱しながら反射して1番目の層に戻るので、距離係数aを使用することで、式(29)によって荷電粒子強度係数E31(図17参照)を求めることができる。 First, the backscattering intensity is obtained from the design data IN1 of the first layer and the charged particle intensity coefficient M0 of the silicon substrate by the equation (34), and the exposure data OUT1 is obtained by proximity effect correction. At the same time, the charged particle intensity coefficient map M1 of the first layer is obtained from the design data IN1 and the charged particle intensity coefficient map M0 by Expression (32). At this time, an area density map α for each area and for each material is generated from the design data IN1, and parameters given in advance (see FIG. 7) are used. Note that the charged particle intensity coefficient map M0 of the silicon substrate is the same as the distance coefficient a independent of position because the silicon substrate is made of only a silicon material and the table 40 for all areas is the same. That is, the charged particles that have passed through the first layer are reflected while being scattered according to the distance coefficient a (diffusion distribution parameter) in the silicon substrate and returned to the first layer. The charged particle intensity coefficient E3 1 (see FIG. 17) can be obtained from the equation (29).
次に、2番目の層の設計データIN2と1番目の層の荷電粒子強度係数マップM1とから、後方散乱強度を求めて近接効果補正(S76)により、露光データOUT2を求める。同時に、設計データIN2と荷電粒子強度係数マップM1とから、2番目の層の荷電粒子強度係数マップM2を生成する。 Next, the backscattering intensity is obtained from the design data IN2 of the second layer and the charged particle intensity coefficient map M1 of the first layer, and the exposure data OUT2 is obtained by proximity effect correction (S76). At the same time, a charged particle intensity coefficient map M2 of the second layer is generated from the design data IN2 and the charged particle intensity coefficient map M1.
上記の近接効果補正と荷電粒子強度係数マップの生成とを繰り返すことで、全ての層における露光データOUTと荷電粒子強度係数マップMとを生成することができる。そして、n番目の層において後方散乱強度を求めるには、n−1番目の層の荷電粒子強度係数マップMn-1とn番目の層の設計データとがあればよく、それ以下の下層の状態やデータを参照する必要はない。同様に、第1の実施の形態のように、再帰的に演算する必要もない。 By repeating the proximity effect correction and the generation of the charged particle intensity coefficient map, the exposure data OUT and the charged particle intensity coefficient map M for all layers can be generated. In order to obtain the backscattering intensity in the nth layer, it suffices if there is a charged particle intensity coefficient map Mn-1 of the ( n-1 ) th layer and design data of the nth layer. There is no need to refer to state or data. Similarly, it is not necessary to calculate recursively as in the first embodiment.
以上の実施の形態をまとめると以下の付記の通りである。 The above embodiment is summarized as follows.
(付記1)
各層が1つの物質または複数の物質のパターンをそれぞれ含む複数層上に形成されたレジスト層に荷電粒子ビームを照射した場合に、前記レジスト層への前記荷電粒子の後方散乱強度を生成する方法において、
前記複数層のうち前記レジスト層からn番目の層に対して、n−1番目の層を透過した荷電粒子が当該n番目の層で反射する粒子数に対応する反射係数rnと、前記n番目の層に達した荷電粒子が当該n番目の層を透過する粒子数に対応する透過係数tnと、前記n番目の層内を荷電粒子が散乱する拡散分布とが、前記n番目の層に含まれる前記物質毎に与えられ、
前記生成方法は、
前記反射係数rnと、前記透過係数tnと、前記拡散分布とを用いて、前記後方散乱強度を生成する第1の工程を有する
ことを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 1)
In a method for generating a backscattering intensity of the charged particles to the resist layer when each layer is irradiated with a charged particle beam on a resist layer formed on a plurality of layers each including a pattern of one substance or a plurality of substances ,
A reflection coefficient rn corresponding to the number of particles reflected by the n-th layer from the n-1th layer with respect to the n-th layer from the resist layer among the plurality of layers, and the n-th layer The nth layer includes a transmission coefficient tn corresponding to the number of particles through which the charged particles that have passed through the nth layer pass, and a diffusion distribution in which the charged particles scatter within the nth layer. Given for each substance
The generation method is:
A method for generating a backscattering intensity of charged particles, comprising: a first step of generating the backscattering intensity using the reflection coefficient rn, the transmission coefficient tn, and the diffusion distribution.
(付記2)
付記1において、
前記第1の工程では、前記複数層の各層に対して、前記反射係数rnと、前記透過係数tnと、前記拡散分布とを用いて、前記後方散乱強度の要因となる荷電粒子散乱強度を生成することを特徴とする後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 2)
In Appendix 1,
In the first step, a charged particle scattering intensity that causes the backscattering intensity is generated for each of the plurality of layers by using the reflection coefficient rn, the transmission coefficient tn, and the diffusion distribution. A method for generating backscattering intensity, comprising:
(付記3)
付記2において、
前記第1の工程にて、
前記n番目の層の所定の着目領域に対して、前記着目領域を含む周囲の領域からの荷電粒子散乱強度を、当該n番目の層内の前記物質の面積密度αnと、前記周囲の領域と着目領域間の距離に対応し散乱分布から求められる距離係数anとに応じて、面積分する
ことを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 3)
In Appendix 2,
In the first step,
With respect to a predetermined region of interest in the nth layer, the charged particle scattering intensity from the surrounding region including the region of interest is expressed by the area density αn of the substance in the nth layer, the surrounding region, and A method for generating a backscattering intensity of charged particles, characterized in that the area is divided according to a distance coefficient an obtained from a scattering distribution corresponding to a distance between regions of interest.
(付記4)
付記3において、
前記第1の工程における前記荷電粒子散乱強度は、(1)前記n−1番目の層を透過した第1の荷電粒子強度に前記透過係数tnを乗算して求めた下方透過荷電粒子強度と、(2)前記第1の荷電粒子強度に前記反射係数rnを乗算して求めた反射荷電粒子強度、及び、n+1番目の層から戻る第2の荷電粒子強度に前記透過係数tnを乗算して求めた上方透過荷電粒子強度を加算して求められる第3の荷電粒子強度とを有する
ことを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 4)
In Appendix 3,
The charged particle scattering intensity in the first step is (1) a downward transmitted charged particle intensity obtained by multiplying the first charged particle intensity transmitted through the n−1th layer by the transmission coefficient tn, (2) The reflected charged particle intensity obtained by multiplying the first charged particle intensity by the reflection coefficient rn and the second charged particle intensity returned from the (n + 1) th layer are multiplied by the transmission coefficient tn. And a third charged particle intensity obtained by adding the upward transmitted charged particle intensity. A method for generating the backscattered intensity of charged particles.
(付記5)
付記4において、
前記n番目の層に対する前記第1の工程を、前記複数層の1番目の層から最下層まで再帰的に行う
ことを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 5)
In Appendix 4,
The method for generating a backscattering intensity of charged particles, wherein the first step for the nth layer is recursively performed from the first layer to the lowest layer of the plurality of layers.
(付記6)
付記5において、
前記レジスト層の下の1番目の層で求められた前記第3の荷電粒子強度を前記後方散乱強度とすることを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 6)
In Appendix 5,
A method for generating a backscattering intensity of charged particles, wherein the third charged particle intensity obtained in the first layer below the resist layer is set as the backscattering intensity.
(付記7)
付記4乃至6のいずれかにおいて、
前記複数層の1番目の層に対して前記第1の工程を実行する場合、前記第1の荷電粒子強度を、前記レジスト層に照射される荷電粒子強度から露光パターン密度に応じて求めることを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 7)
In any of Supplementary Notes 4 to 6,
When performing the first step on the first layer of the plurality of layers, the first charged particle intensity is obtained according to an exposure pattern density from the charged particle intensity irradiated on the resist layer. A method for generating a characteristic backscattering intensity of charged particles.
(付記8)
付記4乃至6のいずれかにおいて、
前記第1の工程の面積分において、前記n番目の層を細分化した複数のエリアに分割し、各エリアにおいて、前記第1の荷電粒子強度、下方透過荷電粒子強度、反射荷電粒子強度、上方透過荷電粒子強度、及び第3の荷電粒子強度を求めることを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 8)
In any of Supplementary Notes 4 to 6,
In the area of the first step, the nth layer is divided into a plurality of subdivided areas, and in each area, the first charged particle intensity, the lower transmitted charged particle intensity, the reflected charged particle intensity, the upper A method for generating a backscattering intensity of a charged particle, characterized in that a transmitted charged particle intensity and a third charged particle intensity are obtained.
(付記9)
付記8において、
前記エリアのサイズが、前記レジスト層に近い上層よりも前記レジスト層により遠い下層のほうが大きいことを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 9)
In Appendix 8,
The method for generating a backscattering intensity of charged particles, wherein the size of the area is larger in a lower layer farther from the resist layer than in an upper layer near the resist layer.
(付記10)
付記1乃至9のいずれかにおいて、
前記各層に含まれる物質は、導電材料、絶縁材料、半導体材料の少なくとも1つまたは両方を含むことを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 10)
In any one of appendices 1 to 9,
The substance contained in each layer includes at least one or both of a conductive material, an insulating material, and a semiconductor material.
(付記11)
各層が1つの物質または複数の物質のパターンをそれぞれ含む複数層上に形成されたレジスト層に荷電粒子ビームを照射した場合における、前記レジスト層への前記荷電粒子の後方散乱強度を生成する手順をコンピュータに実行させる後方散乱強度生成プログラムにおいて、
前記複数層のうち前記レジスト層からn番目の層に対して、n−1番目の層を透過した荷電粒子が当該n番目の層で反射する粒子数に対応する反射係数rnと、前記n番目の層に達した荷電粒子が当該n番目の層を透過する粒子数に対応する透過係数tnと、前記n番目の層内を荷電粒子が散乱する散乱分布とが、前記n番目の層に含まれる前記物質毎に与えられ、
前記生成手順は、
前記反射係数rnと、前記透過係数tnと、前記拡散分布とを用いて、前記後方散乱強度を生成する手順を有する
ことを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度生成プログラム。
(Appendix 11)
A step of generating a backscattering intensity of the charged particles on the resist layer when a charged particle beam is irradiated on a resist layer formed on a plurality of layers each including a pattern of one substance or a plurality of substances. In a backscatter intensity generation program to be executed by a computer,
A reflection coefficient rn corresponding to the number of particles reflected by the n-th layer from the n-1th layer with respect to the n-th layer from the resist layer among the plurality of layers, and the n-th layer The nth layer includes a transmission coefficient tn corresponding to the number of particles through which the charged particles have reached the nth layer and a scattering distribution in which the charged particles scatter within the nth layer. Given for each substance
The generation procedure is as follows:
A charged particle backscattering intensity generation program, comprising: a step of generating the backscattering intensity using the reflection coefficient rn, the transmission coefficient tn, and the diffusion distribution.
(付記12)
各層が1つの物質または複数の物質のパターンをそれぞれ含む複数層を有する半導体装置の製造方法において、
前記複数層の少なくとも1つの層上に形成されたレジスト層に荷電粒子ビームを照射した場合に、前記レジスト層への前記荷電粒子の後方散乱強度を生成する工程と、
露光パターンを有する露光データを、前記後方散乱強度に応じて近接効果補正を行って補正露光データを生成する工程と、
前記補正露光データにより露光、現像、パターンニングを行う工程とを有し、
前記後方散乱強度の生成工程において、前記複数層のうち前記レジスト層からn番目の層に対して、n−1番目の層を透過した荷電粒子が当該n番目の層で反射する粒子数に対応する反射係数rnと、前記n番目の層に達した荷電粒子が当該n番目の層を透過する粒子数に対応する透過係数tnと、前記n番目の層内を荷電粒子が散乱する散乱分布とが、前記n番目の層に含まれる前記物質毎に与えられ、
前記反射係数rnと、前記透過係数tnと、前記拡散分布とを用いて、前記後方散乱強度を求める第1の工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 12)
In a method for manufacturing a semiconductor device, each layer having a plurality of layers each including a pattern of one substance or a plurality of substances,
Generating a backscattering intensity of the charged particles to the resist layer when the resist layer formed on at least one of the plurality of layers is irradiated with a charged particle beam;
Exposure data having an exposure pattern, performing proximity effect correction according to the backscattering intensity to generate corrected exposure data;
A step of performing exposure, development, and patterning with the corrected exposure data,
In the step of generating the backscattering intensity, the charged particles that have passed through the (n-1) th layer correspond to the number of particles reflected by the nth layer with respect to the nth layer from the resist layer among the plurality of layers. A reflection coefficient rn, a transmission coefficient tn corresponding to the number of particles through which the charged particles that have reached the n-th layer pass through the n-th layer, and a scattering distribution in which charged particles scatter within the n-th layer. Is provided for each of the substances contained in the nth layer,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a first step of obtaining the backscattering intensity using the reflection coefficient rn, the transmission coefficient tn, and the diffusion distribution.
(付記13)
付記12において、
前記第1の工程にて、
前記n番目の層の所定の着目領域に対して、前記着目領域を含む周囲の領域からの荷電粒子散乱強度を、当該n番目の層内の前記物質の面積密度αnと、前記周囲の領域と着目領域間の距離に対応し前記散乱分布から求められる距離係数anとに応じて、面積分する第1の工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 13)
In Appendix 12,
In the first step,
With respect to a predetermined region of interest in the nth layer, the charged particle scattering intensity from the surrounding region including the region of interest is expressed by the area density αn of the substance in the nth layer, the surrounding region, and A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a first step of dividing an area according to a distance coefficient an obtained from the scattering distribution corresponding to a distance between regions of interest.
(付記14)
付記13において、
前記第1の工程における前記荷電粒子散乱強度は、(1)前記n−1番目の層を透過した第1の荷電粒子強度に前記透過係数tnを乗算して求めた下方透過荷電粒子強度と、(2)前記第1の荷電粒子強度に前記反射係数rnを乗算して求めた反射荷電粒子強度、及び、n+1番目の層から戻る第2の荷電粒子強度に前記透過係数tnを乗算して求めた上方透過荷電粒子強度を加算して求められる第3の荷電粒子強度とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 14)
In Appendix 13,
The charged particle scattering intensity in the first step is (1) a downward transmitted charged particle intensity obtained by multiplying the first charged particle intensity transmitted through the n−1th layer by the transmission coefficient tn, (2) The reflected charged particle intensity obtained by multiplying the first charged particle intensity by the reflection coefficient rn and the second charged particle intensity returned from the (n + 1) th layer are multiplied by the transmission coefficient tn. And a third charged particle intensity obtained by adding the upward transmitted charged particle intensity. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
(付記15)
付記14において、
前記n番目の層に対する前記第1の工程を、前記複数層の1番目の層から最下層まで再帰的に行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 15)
In Appendix 14,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first step for the nth layer is recursively performed from the first layer to the lowest layer of the plurality of layers.
(付記16)
付記15において、
前記レジスト層の下の1番目の層で求められた前記第3の荷電粒子強度を前記後方散乱強度とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 16)
In Appendix 15,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the intensity of the third charged particle obtained in the first layer below the resist layer is set as the backscattering intensity.
(付記17)
付記14乃至16のいずれかにおいて、
前記複数層の1番目の層に対して前記第1の工程を実行する場合、前記第1の荷電粒子強度を、前記レジスト層に照射される荷電粒子強度を露光パターン密度に応じて求めることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 17)
In any one of appendixes 14 to 16,
When the first step is performed on the first layer of the plurality of layers, the first charged particle intensity is obtained in accordance with an exposure pattern density. A method of manufacturing a semiconductor device.
(付記18)
付記14乃至16のいずれかにおいて、
前記第1の工程の面積分において、前記n番目の層を細分化した複数のエリアに分割し、各エリアにおいて、前記第1の荷電粒子強度、下方透過荷電粒子強度、反射荷電粒子強度、上方透過荷電粒子強度、及び第3の荷電粒子強度を求めることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 18)
In any one of appendixes 14 to 16,
In the area of the first step, the nth layer is divided into a plurality of subdivided areas, and in each area, the first charged particle intensity, the lower transmitted charged particle intensity, the reflected charged particle intensity, the upper A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: obtaining a transmitted charged particle intensity and a third charged particle intensity.
(付記19)
付記18において、
前記エリアのサイズが、前記レジスト層に近い上層よりも前記レジスト層により遠い下層のほうが大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 19)
In Appendix 18,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the size of the area is larger in a lower layer farther from the resist layer than in an upper layer near the resist layer.
(付記20)
付記12乃至19のいずれかにおいて、
前記複数層の最下層が半導体基板であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 20)
In any one of appendices 12 to 19,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the lowermost layer of the plurality of layers is a semiconductor substrate.
(付記21)
付記12乃至20のいずれかにおいて、
前記各層に含まれる物質は、導電材料、絶縁材料、半導体材料の少なくとも1つまたは両方を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 21)
In any one of appendixes 12 to 20,
The substance contained in each layer includes at least one or both of a conductive material, an insulating material, and a semiconductor material.
(付記22)
各層が1つの物質または複数の物質のパターンをそれぞれ含む複数層上に形成されたレジスト層に荷電粒子ビームを照射した場合における、前記レジスト層への前記荷電粒子の後方散乱強度を生成する方法であって、基板から上層に向かってn番目のレジスト層における後方散乱強度を生成する方法において、
複数の微少領域に分割されたエリアのうち、第1のエリアに入射した荷電粒子が前記n番目の層より下のn−1番目の層以下の層において反射されて第2のエリアに戻る割合からなる荷電粒子強度係数を、全ての第1及び第2のエリアに対応して求めた荷電粒子強度マップ(Mn-1)と、前記n番目の前記パターンデータを含む設計データ(INn)とから、前記後方散乱強度を求める工程を有することを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 22)
A method for generating a backscattering intensity of the charged particles to the resist layer when each layer is irradiated with a charged particle beam on a resist layer formed on a plurality of layers each including a pattern of one substance or a plurality of substances. In the method for generating the backscattering intensity in the nth resist layer from the substrate toward the upper layer,
Of the area divided into a plurality of minute regions, the ratio of the charged particles incident on the first area being reflected by the layers below the n−1th layer below the nth layer and returning to the second area A charged particle intensity map (M n-1 ) obtained for the first and second areas, and design data (IN n ) including the nth pattern data The method for generating the backscattering intensity of the charged particles, further comprising the step of obtaining the backscattering intensity.
(付記23)
付記22において、
前記n番目の層の各材料に、当該n番目の層に入射した荷電粒子が当該n番目の層を透過する比率に対応する透過係数(Tn)と、当該n番目の層を反射する比率に対応する反射係数(Rn)と、当該n番目の層内での拡散分布係数(An)とが与えられ、
前記後方散乱強度の生成方法は、
更に、前記n番目の層以下の層における前記荷電粒子強度係数マップ(Mn)を求める工程を有し、
当該荷電粒子強度係数マップ(Mn)を求める工程は、
前記n番目の層の前記設計データ(INn)から求められる当該n番目の層に含まれる各材料のパターン面積密度(αn)と、前記反射係数と、前記拡散分布係数とを用いて、前記n番目の層内を反射する荷電粒子の割合を示す第1の反射荷電粒子強度係数(E1)を求める工程と、
前記パターン面積密度と、前記透過係数と、前記拡散分布係数と、n−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(Mn-1)とを用いて、前記n−1番目の層以下の層から反射される荷電粒子の割合を示す第2の反射荷電粒子強度係数(E4)を求める工程と、
前記第1及び第2の反射電化粒子強度係数の和(E1+E4)を求める工程とを有することを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 23)
In Appendix 22,
Each material of the nth layer has a transmission coefficient ( Tn ) corresponding to a ratio of charged particles incident on the nth layer through the nth layer and a ratio of reflecting the nth layer. Is given a reflection coefficient (R n ) corresponding to, and a diffusion distribution coefficient (A n ) in the n th layer,
The method of generating the backscattering intensity is:
Furthermore, the method includes a step of obtaining the charged particle intensity coefficient map (M n ) in a layer below the nth layer,
The step of obtaining the charged particle intensity coefficient map (M n )
Using the pattern area density (α n ) of each material included in the n-th layer obtained from the design data (IN n ) of the n-th layer, the reflection coefficient, and the diffusion distribution coefficient, Obtaining a first reflected charged particle intensity coefficient (E1) indicative of a proportion of charged particles reflecting in the nth layer;
Using the pattern area density, the transmission coefficient, the diffusion distribution coefficient, and the charged particle intensity coefficient map (M n-1 ) in the layers below the n-1 th layer, the n-1 th layer Obtaining a second reflected charged particle intensity coefficient (E4) indicating the proportion of charged particles reflected from the following layers;
And a step of obtaining the sum (E1 + E4) of the first and second reflected electrified particle intensity coefficients.
(付記24)
付記23において、
前記荷電粒子強度係数マップを求める工程は、
前記第1のエリア全てに対応する第2のエリア群に対して、それぞれ前記反射荷電粒子強度係数の和(E1+E4)を求めることを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 24)
In Appendix 23,
The step of obtaining the charged particle intensity coefficient map includes:
A method of generating a backscattered intensity of charged particles, wherein the sum (E1 + E4) of the reflected charged particle intensity coefficients is obtained for each second area group corresponding to all of the first areas.
(付記25)
付記22において、
前記後方散乱強度を求める工程は、
前記n番目の層に入射される露光量(Q)に、前記n番目の層の設計データから求めたパターンの面積密度(α)と、前記n−1番目の層の前記荷電粒子強度係数マップ(Mn-1)に含まれる荷電粒子強度係数(En-1)とを乗算して、当該後方散乱強度を求める工程を有することを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。
(Appendix 25)
In Appendix 22,
The step of obtaining the backscattering intensity includes
The exposure dose (Q) incident on the nth layer, the pattern area density (α) obtained from the design data of the nth layer, and the charged particle intensity coefficient map of the n−1th layer A method of generating a backscattered intensity of charged particles, comprising a step of multiplying a charged particle intensity coefficient (E n-1 ) included in (M n-1 ) to obtain the backscattered intensity.
(付記26)
各層が1つの物質または複数の物質のパターンをそれぞれ含む複数層上に形成されたレジスト層に荷電粒子ビームを照射した場合における、前記レジスト層への前記荷電粒子の後方散乱強度を生成する手順であって、基板から上層に向かってn番目のレジスト層における後方散乱強度を生成する手順をコンピュータに実行させる後方散乱強度生成プログラムにおいて、
前記生成手順は、
複数の微少領域に分割されたエリアのうち、第1のエリアに入射した荷電粒子が前記n番目の層より下のn−1番目の層以下の層において反射されて第2のエリアに戻る割合からなる荷電粒子強度係数を、全ての第1及び第2のエリアに対応して求めた荷電粒子強度マップ(Mn-1)と、前記n番目の前記パターンデータを含む設計データ(INn)とから、前記後方散乱強度を求める手順を有することを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成プログラム。
(Appendix 26)
A procedure for generating a backscattering intensity of the charged particles to the resist layer when a charged particle beam is irradiated onto a resist layer formed on a plurality of layers each including a pattern of one substance or a plurality of substances. A backscattering intensity generation program for causing a computer to execute a procedure for generating the backscattering intensity in the nth resist layer from the substrate toward the upper layer.
The generation procedure is as follows:
Of the area divided into a plurality of minute regions, the ratio of the charged particles incident on the first area being reflected by the layers below the n−1th layer below the nth layer and returning to the second area A charged particle intensity map (M n-1 ) obtained for the first and second areas, and design data (IN n ) including the nth pattern data A program for generating the backscattering intensity of the charged particles, characterized in that a program for obtaining the backscattering intensity is obtained.
(付記27)
各層が1つの物質または複数の物質のパターンをそれぞれ含む複数層を有する半導体装置の製造方法において、
前記複数層の少なくとも1つの層上に形成されたレジスト層に荷電粒子ビームを照射した場合に、前記レジスト層への前記荷電粒子の後方散乱強度を生成する工程と、
露光パターンを有する露光データを、前記後方散乱強度に応じて近接効果補正を行って補正露光データを生成する工程と、
前記補正露光データにより露光、現像、パターンニングを行う工程とを有し、
前記後方散乱強度の生成工程は、
複数の微少領域に分割されたエリアのうち、第1のエリアに入射した荷電粒子が前記n番目の層より下のn−1番目の層以下の層において反射されて第2のエリアに戻る割合からなる荷電粒子強度係数を、全ての第1及び第2のエリアに対応して求めた荷電粒子強度マップ(Mn-1)と、前記n番目の前記パターンデータを含む設計データ(INn)とから、前記後方散乱強度を求める工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 27)
In a method for manufacturing a semiconductor device, each layer having a plurality of layers each including a pattern of one substance or a plurality of substances,
Generating a backscattering intensity of the charged particles to the resist layer when the resist layer formed on at least one of the plurality of layers is irradiated with a charged particle beam;
Exposure data having an exposure pattern, performing proximity effect correction according to the backscattering intensity to generate corrected exposure data;
A step of performing exposure, development, and patterning with the corrected exposure data,
The step of generating the backscattering intensity includes:
Of the area divided into a plurality of minute regions, the ratio of the charged particles incident on the first area being reflected by the layers below the n−1th layer below the nth layer and returning to the second area A charged particle intensity map (M n-1 ) obtained for the first and second areas, and design data (IN n ) including the nth pattern data And a step of obtaining the backscattering intensity.
(付記28)
付記27において、
前記n番目の層の各材料に、当該n番目の層に入射した荷電粒子が当該n番目の層を透過する比率に対応する透過係数(Tn)と、当該n番目の層を反射する比率に対応する反射係数(Rn)と、当該n番目の層内での拡散分布係数(An)とが与えられ、
前記後方散乱強度の生成工程は、
更に、前記n番目の層以下の層における前記荷電粒子強度係数マップ(Mn)を求める工程を有し、
当該荷電粒子強度係数マップ(Mn)を求める工程は、
前記n番目の層の前記設計データ(INn)から求められる当該n番目の層に含まれる各材料のパターン面積密度(αn)と、前記反射係数と、前記拡散分布係数とを用いて、前記n番目の層内を反射する荷電粒子の割合を示す第1の反射荷電粒子強度係数(E1)を求める工程と、
前記パターン面積密度と、前記透過係数と、前記拡散分布係数と、n−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(Mn-1)とを用いて、前記n−1番目の層以下の層から反射される荷電粒子の割合を示す第2の反射荷電粒子強度係数(E4)を求める工程と、
前記第1及び第2の反射電化粒子強度係数の和(E1+E4)を求める工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 28)
In Appendix 27,
Each material of the nth layer has a transmission coefficient ( Tn ) corresponding to a ratio of charged particles incident on the nth layer through the nth layer and a ratio of reflecting the nth layer. Is given a reflection coefficient (R n ) corresponding to, and a diffusion distribution coefficient (A n ) in the n th layer,
The step of generating the backscattering intensity includes:
Furthermore, the method includes a step of obtaining the charged particle intensity coefficient map (M n ) in a layer below the nth layer,
The step of obtaining the charged particle intensity coefficient map (M n )
Using the pattern area density (α n ) of each material included in the n-th layer obtained from the design data (IN n ) of the n-th layer, the reflection coefficient, and the diffusion distribution coefficient, Obtaining a first reflected charged particle intensity coefficient (E1) indicative of a proportion of charged particles reflecting in the nth layer;
Using the pattern area density, the transmission coefficient, the diffusion distribution coefficient, and the charged particle intensity coefficient map (M n-1 ) in the layers below the n-1 th layer, the n-1 th layer Obtaining a second reflected charged particle intensity coefficient (E4) indicating the proportion of charged particles reflected from the following layers;
And a step of obtaining a sum (E1 + E4) of the first and second reflected electrified particle strength coefficients.
(付記29)
付記27において、
前記補正露光データを生成する工程と、前記荷電粒子強度係数マップを求める工程とが、前記基板側から上層に向かって各層毎に行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 29)
In Appendix 27,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the step of generating the corrected exposure data and the step of obtaining the charged particle intensity coefficient map are performed for each layer from the substrate side toward the upper layer.
上記の発明によれば、半導体装置の製造方法の露光方法において使用される露光データの生成において、レジスト層における荷電粒子の後方散乱強度をレジスト層の下の複数層を考慮して正確に求める工程に利用可能である。 According to the above invention, in the generation of exposure data used in the exposure method of the semiconductor device manufacturing method, the step of accurately obtaining the backscattering intensity of the charged particles in the resist layer in consideration of the plurality of layers under the resist layer Is available.
10:シリコン基板、12:W/SiO2層、13:Al層、14:レジスト層
P0:電子数、電子強度
10: Silicon substrate, 12: W / SiO 2 layer, 13: Al layer, 14: Resist layer
P0: Number of electrons, electron intensity
Claims (8)
複数の微少領域に分割されたエリアのうち、第1のエリアに入射した荷電粒子がi(i<n)番目の層より下のi−1番目の層以下の層において反射されて第2のエリアに戻る割合からなる荷電粒子強度係数を、全ての第1及び第2のエリアに対応して求めた荷電粒子強度係数マップ(M i-1 )と、前記i番目の層の前記パターンデータを含む設計データ(IN i )とから、前記i番目の層の荷電粒子強度係数マップ(M i )を求める工程を、i=1番目の層からi=n−1番目の層まで繰り返して、n−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(M n-1 )を求める工程と、
前記n−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(Mn-1)と、前記n番目の前記パターンデータを含む設計データ(INn)とから、前記後方散乱強度を求める工程を有することを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。 A method for generating a backscattering intensity of the charged particles to the resist layer when each layer is irradiated with a charged particle beam on a resist layer formed on a plurality of layers each including a pattern of one substance or a plurality of substances. In the method for generating the backscattering intensity in the nth resist layer from the substrate toward the upper layer,
Among the areas divided into a plurality of minute regions, the charged particles incident on the first area are reflected by the layers below the i-1th layer below the i (i <n) th layer and reflected by the second The charged particle intensity coefficient map (M i-1 ) obtained by calculating the charged particle intensity coefficient composed of the ratio of returning to the area corresponding to all the first and second areas, and the pattern data of the i-th layer The step of obtaining the charged particle intensity coefficient map (M i ) of the i-th layer from the design data (IN i ) included is repeated from the i = 1th layer to the i = n−1th layer, and n A step of obtaining a charged particle intensity coefficient map (M n-1 ) in a layer below the first layer ,
A step of obtaining the backscattering intensity from a charged particle intensity coefficient map (M n-1 ) in a layer below the n−1 th layer and design data (IN n ) including the n th pattern data; A method for generating a backscattering intensity of a charged particle, comprising:
前記i番目の層の各材料に、当該i番目の層に入射した荷電粒子が当該i番目の層を透過する比率に対応する透過係数(T i )と、当該i番目の層を反射する比率に対応する反射係数(R i )と、当該i番目の層内での拡散分布係数(A i )とが与えられ、
前記i番目の層の荷電粒子強度係数マップ(M i )を求める工程は、
前記i番目の層の前記設計データ(IN i )から求められる当該i番目の層に含まれる各材料のパターン面積密度(α i )と、前記反射係数と、前記拡散分布係数とを用いて、前記i番目の層内を反射する荷電粒子の割合を示す第1の反射荷電粒子強度係数(E1)を求める工程と、
前記パターン面積密度と、前記透過係数と、前記拡散分布係数と、i−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(M i-1)とを用いて、前記i−1番目の層以下の層から反射される荷電粒子の割合を示す第2の反射荷電粒子強度係数(E4)を求める工程と、
前記第1及び第2の反射電化粒子強度係数の和(E1+E4)を求める工程とを有することを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。 In claim 1,
Each material of the i-th layer, the ratio of the charged particles incident on the i-th layer permeability coefficient corresponding to the ratio of transmitted through the i-th layer and (T i), reflects the i-th layer And a reflection distribution coefficient ( A i ) in the i- th layer, given by the reflection coefficient ( R i ) corresponding to
The step of obtaining the charged particle intensity coefficient map ( M i ) of the i-th layer includes:
Using the pattern area density of each material (alpha i) included in the i th layer obtained from the design data of the i-th layer (IN i), wherein the reflection coefficient, and the diffusion distribution coefficient, Obtaining a first reflected charged particle intensity coefficient (E1) indicative of a proportion of charged particles reflecting in the i- th layer;
And the pattern area density, and the transmission coefficient, the diffusion and distribution coefficient, i -1-th layer below charged in layer particle intensity coefficient map (M i -1) and by using the i -1-th layer Obtaining a second reflected charged particle intensity coefficient (E4) indicating the proportion of charged particles reflected from the following layers;
And a step of obtaining the sum (E1 + E4) of the first and second reflected electrified particle intensity coefficients.
前記荷電粒子強度係数マップを求める工程は、
前記第1のエリア全てに対応する第2のエリア群に対して、それぞれ前記反射荷電粒子強度係数の和(E1+E4)を求めることを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。 In claim 2,
The step of obtaining the charged particle intensity coefficient map includes:
A method of generating a backscattered intensity of charged particles, wherein the sum (E1 + E4) of the reflected charged particle intensity coefficients is obtained for each second area group corresponding to all of the first areas.
前記後方散乱強度を求める工程は、
前記n番目の層に入射される露光量(Q)に、前記n番目の層の設計データから求めたパターンの面積密度(α)と、前記n−1番目の層の前記荷電粒子強度係数マップ(Mn-1)に含まれる荷電粒子強度係数(En-1)とを乗算して、当該後方散乱強度を求める工程を有することを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成方法。 In claim 1,
The step of obtaining the backscattering intensity includes
The exposure dose (Q) incident on the nth layer, the pattern area density (α) obtained from the design data of the nth layer, and the charged particle intensity coefficient map of the n−1th layer A method of generating a backscattered intensity of charged particles, comprising a step of multiplying a charged particle intensity coefficient (E n-1 ) included in (M n-1 ) to obtain the backscattered intensity.
前記生成手順は、
複数の微少領域に分割されたエリアのうち、第1のエリアに入射した荷電粒子がi(i<n)番目の層より下のi−1番目の層以下の層において反射されて第2のエリアに戻る割合からなる荷電粒子強度係数を、全ての第1及び第2のエリアに対応して求めた荷電粒子強度係数マップ(M i-1 )と、前記i番目の層の前記パターンデータを含む設計データ(IN i )とから、前記i番目の層の荷電粒子強度係数マップ(M i )を求める工程を、i=1番目の層からi=n−1番目の層まで繰り返して、n−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(M n-1 )を求める工程と、
前記n−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(Mn-1)と、前記n番目の前記パターンデータを含む設計データ(INn)とから、前記後方散乱強度を求める手順を有することを特徴とする荷電粒子の後方散乱強度の生成プログラム。 A procedure for generating a backscattering intensity of the charged particles to the resist layer when a charged particle beam is irradiated onto a resist layer formed on a plurality of layers each including a pattern of one substance or a plurality of substances. A backscattering intensity generation program for causing a computer to execute a procedure for generating the backscattering intensity in the nth resist layer from the substrate toward the upper layer.
The generation procedure is as follows:
Among the areas divided into a plurality of minute regions, the charged particles incident on the first area are reflected by the layers below the i-1th layer below the i (i <n) th layer and reflected by the second The charged particle intensity coefficient map (M i-1 ) obtained by calculating the charged particle intensity coefficient composed of the ratio of returning to the area corresponding to all the first and second areas, and the pattern data of the i-th layer The step of obtaining the charged particle intensity coefficient map (M i ) of the i-th layer from the design data (IN i ) included is repeated from the i = 1th layer to the i = n−1th layer, and n A step of obtaining a charged particle intensity coefficient map (M n-1 ) in a layer below the first layer ,
A procedure for obtaining the backscattering intensity from a charged particle intensity coefficient map (M n-1 ) in a layer below the n−1 th layer and design data (IN n ) including the n th pattern data. A program for generating a backscattering intensity of a charged particle, comprising:
前記複数層の少なくとも1つの層上に形成されたレジスト層に荷電粒子ビームを照射した場合に、前記レジスト層への前記荷電粒子の後方散乱強度を生成する工程と、
露光パターンを有する露光データを、前記後方散乱強度に応じて近接効果補正を行って補正露光データを生成する工程と、
前記補正露光データにより露光、現像、パターンニングを行う工程とを有し、
前記後方散乱強度の生成工程は、
複数の微少領域に分割されたエリアのうち、第1のエリアに入射した荷電粒子がi(i<n)番目の層より下のi−1番目の層以下の層において反射されて第2のエリアに戻る割合からなる荷電粒子強度係数を、全ての第1及び第2のエリアに対応して求めた荷電粒子強度係数マップ(M i-1 )と、前記i番目の層の前記パターンデータを含む設計データ(IN i )とから、前記i番目の層の荷電粒子強度係数マップ(M i )を求める工程を、i=1番目の層からi=n−1番目の層まで繰り返して、n−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(M n-1 )を求める工程と、
前記n−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(Mn-1)と、前記n番目の前記パターンデータを含む設計データ(INn)とから、前記後方散乱強度を求める工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method for manufacturing a semiconductor device, each layer having a plurality of layers each including a pattern of one substance or a plurality of substances,
Generating a backscattering intensity of the charged particles to the resist layer when the resist layer formed on at least one of the plurality of layers is irradiated with a charged particle beam;
Exposure data having an exposure pattern, performing proximity effect correction according to the backscattering intensity to generate corrected exposure data;
A step of performing exposure, development, and patterning with the corrected exposure data,
The step of generating the backscattering intensity includes:
Among the areas divided into a plurality of minute regions, the charged particles incident on the first area are reflected by the layers below the i-1th layer below the i (i <n) th layer and reflected by the second The charged particle intensity coefficient map (M i-1 ) obtained by calculating the charged particle intensity coefficient composed of the ratio of returning to the area corresponding to all the first and second areas, and the pattern data of the i-th layer The step of obtaining the charged particle intensity coefficient map (M i ) of the i-th layer from the design data (IN i ) included is repeated from the i = 1th layer to the i = n−1th layer, and n A step of obtaining a charged particle intensity coefficient map (M n-1 ) in a layer below the first layer ,
A step of obtaining the backscattering intensity from a charged particle intensity coefficient map (M n-1 ) in a layer below the n−1 th layer and design data (IN n ) including the n th pattern data; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記i番目の層の各材料に、当該i番目の層に入射した荷電粒子が当該i番目の層を透過する比率に対応する透過係数(T i )と、当該i番目の層を反射する比率に対応する反射係数(R i )と、当該i番目の層内での拡散分布係数(A i )とが与えられ、
前記i番目の層の荷電粒子強度係数マップ(M i )を求める工程は、
前記i番目の層の前記設計データ(IN i )から求められる当該i番目の層に含まれる各材料のパターン面積密度(α i )と、前記反射係数と、前記拡散分布係数とを用いて、前記i番目の層内を反射する荷電粒子の割合を示す第1の反射荷電粒子強度係数(E1)を求める工程と、
前記パターン面積密度と、前記透過係数と、前記拡散分布係数と、i−1番目の層以下の層における荷電粒子強度係数マップ(M i-1)とを用いて、前記i−1番目の層以下の層から反射される荷電粒子の割合を示す第2の反射荷電粒子強度係数(E4)を求める工程と、
前記第1及び第2の反射電化粒子強度係数の和(E1+E4)を求める工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 6,
Each material of the i-th layer, the ratio of the charged particles incident on the i-th layer permeability coefficient corresponding to the ratio of transmitted through the i-th layer and (T i), reflects the i-th layer And a reflection distribution coefficient ( A i ) in the i- th layer, given by the reflection coefficient ( R i ) corresponding to
The step of obtaining the charged particle intensity coefficient map ( M i ) of the i-th layer includes:
Using the pattern area density of each material (alpha i) included in the i th layer obtained from the design data of the i-th layer (IN i), wherein the reflection coefficient, and the diffusion distribution coefficient, Obtaining a first reflected charged particle intensity coefficient (E1) indicative of a proportion of charged particles reflecting in the i- th layer;
And the pattern area density, and the transmission coefficient, the diffusion and distribution coefficient, i -1-th layer below charged in layer particle intensity coefficient map (M i -1) and by using the i -1-th layer Obtaining a second reflected charged particle intensity coefficient (E4) indicating the proportion of charged particles reflected from the following layers;
And a step of obtaining a sum (E1 + E4) of the first and second reflected electrified particle strength coefficients.
前記補正露光データを生成する工程と、前記荷電粒子強度係数マップを求める工程とが、前記基板側から上層に向かって各層毎に行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。 In claim 6,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the step of generating the corrected exposure data and the step of obtaining the charged particle intensity coefficient map are performed for each layer from the substrate side toward the upper layer.
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