(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストおよび基板を含む試料をメッシュに分割してモンテカルロシミュレーションを施して各メッシュ毎の電子ビームによる蓄積エネルギーを求めてテーブル化する過程と、
所望の露光パターンを複数の小領域に分割する過程と、
前記所望の露光パターンの電子ビームの照射結果として、前記分割された各小領域に対する電子ビームによる蓄積エネルギー計算を前記テーブル化したデータを用いて行なう過程と、
上記計算された蓄積エネルギーの値を少なくとも２つ以上の小領域の位置を変化させて加算し、この加算パターンの蓄積エネルギーを計算する過程と、
前記計算されたパターンの蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、
この現像計算結果のパターンの任意の部分を指定して寸法測定を行なう過程と、
を備えることを特徴とする計算機を用いたパターン評価方法。
【請求項２】
所望の露光パターンを複数の小領域に分割する過程と、
前記所望の露光パターンの電子ビームの照射結果として、前記分割された各小領域に対する電子ビームによる蓄積エネルギー計算をＥＩＤ関数を用いて行なう過程と、
上記計算された蓄積エネルギーの値を少なくとも２つ以上の小領域の位置を変化させて加算し、この加算パターンの蓄積エネルギーを計算する過程と、
前記計算されたパターンの蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、
この現像計算結果からパターンの任意の部分を指定して寸法測定を行なう過程と、
を備えることを特徴とする計算機を用いたパターン評価方法。
【請求項３】
前記ＥＩＤ関数は、前記レジストを含む試料をメッシュに分割してモンテカルロシミュレーションを施して各メッシュ毎の電子ビームによる蓄積エネルギーを求めてテーブル化したデータに基いて作成したことを特徴とする請求項２記載のパターン評価方法。
【請求項４】
前記電子ビームの照射量を変化させると共に、前記少なくとも２つ以上の小領域のずらし量を変化させることにより、前記照射量に対して２つの小領域のずれ量の許容範囲を評価することを特徴とする請求項１又は２記載の計算機を用いたパターン評価方法。
【請求項５】
試料をメッシュに分割してモンテカルロシミュレーションを施して各メッシュ毎の電子ビームによる蓄積エネルギーを求めてテーブル化する過程と、
所望の露光パターンを電子ビーム露光部と光露光部に分割する過程と、
前記分割された電子ビーム露光部に対して電子ビームの蓄積エネルギー計算を前記テーブル化データを用いて行なう過程と、
前記分割された光露光部に対して光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、
前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果を設定量ずらして加算する過程と、
前記加算された蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、
前記現像計算結果のパターンの任意の部分を指定して寸法測定を行なう過程とを含むことを特徴とする計算機を用いたパターン評価方法。
【請求項６】
所望の露光パターンを電子ビーム露光部と光露光部に分割する過程と、
前記分割された電子ビーム露光部に対して電子ビームの蓄積エネルギー計算をＥＩＤ関数を用いて行なう過程と、
前記分割された光露光部に対して光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、
前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果をずらして加算する過程と、
前記加算された蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、
前記現像計算結果のパターンの任意の部分を指定して寸法測定を行なう過程とを含むことを特徴とする計算機を用いたパターン評価方法。
【請求項７】
前記電子ビームの照射量および前記光露光の露光量を変化させると共に、前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果のずらし量を変化させることにより、前記電子ビーム照射量および前記光露光の露光量に対して前記電子ビーム露光部と光露光部の許容されるずれ量の範囲を評価することを特徴とする請求項５又は６記載の計算機を用いたパターン評価方法。
【請求項８】
試料をメッシュに分割してモンテカルロシミュレーションを施して各メッシュ毎の電子ビームによる蓄積エネルギーを求めてテーブル化する過程と、
所望の露光パターンを電子ビーム露光部と光露光部に分割する過程と、
前記分割された電子ビーム露光部に対して電子ビームの蓄積エネルギー計算を前記テーブル化データを用いて行なう過程と、
前記分割された光露光部に対して光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、
前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果を加算する過程と、
前記加算された蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、
前記現像計算結果の光露光部の所望寸法からのずれを測定する過程と
を備えたことを特徴とする計算機を用いたパターン評価方法。
【請求項９】
所望の露光パターンを電子ビーム露光部と光露光部に分割する過程と、
前記分割された電子ビーム露光部に対して電子ビームの蓄積エネルギー計算をＥＩＤ関数を用いて行なう過程と、
前記分割された光露光部に対して光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、
前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果を加算する過程と、
前記加算された蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、
前記現像計算結果の光露光部の所望寸法からのずれを測定する過程とを備えたことを特徴とする計算機を用いたパターン評価方法。
【請求項１０】
前記請求項８および９で求められた現像計算結果の光露光パターンの所望寸法からのずれに基いて光露光用のマスクの寸法補正を行なう過程と、該寸法補正後のマスクを用いた光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、該光露光による蓄積エネルギー計算結果と前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果を加算する過程と、該加算結果の現像計算から得られた光露光部の所望寸法からのずれが所定範囲に収まるまで、前記光露光用のマスクの寸法補正を繰り返し行なう過程とを含むことを特徴とする計算機を用いたパターン生成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームリソグラフィ技術を用いた際のショット位置のずれやフィールドつなぎ、同一レジスト層に電子ビーム露光と光露光を用いてパターンを形成する際の、合わせずれや電子ビームによる光露光パターンへの近接効果を評価するための計算機を用いたパターン評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子ビームシミュレータでは、例えば（株）富士総合研究所製の２次元形状シミュレータＶＳ−Ｍ／ＥＢの場合、
１．多層基板に対する電子飛跡のモンテカルロシミュレーション
２．ビーム分解能を考慮した露光パターンに対するレジストの潜像（蓄積エネルギー密度分布）計算
３．上記２の結果に基づく現像計算
４．現像後のレジストパターンの形状とその寸法測定
のような機能を備えている。
【０００３】
他の例としては、Ａ．Ｍｏｎｉｗａ．Ｈ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ．Ｓ．Ｏｋａｚａｋｉの“Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ  ｒｅｓｉｓｔ  ｐｒｏｆｉｌｅ  ｓｉｍｕｌａｔｏｒ”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ，ｖ０１．１０  Ｎｏ．６（１９９２）ｐｐ．２７７１−２７７５  に開発されているような３次元機能を持ったものがある。これらは、解像性の解析や、電子ビーム露光特有の問題である近接効果の影響をその計算結果から評価することしかできなかった。
【０００４】
一方、電子ビーム露光では露光パターンを複数のビーム偏向領域に分割して露光を行うという特徴があり、
１．電子ビーム露光装置でのビームのショットつなぎ、
２．フィールドつなぎ、
などの解析を行なう必要があった。実際のデバイスプロセスにおいては、これらのつなぎ部分での解像性評価などが重要となる。
【０００５】
例えばネガレジストで考えた場合、図２７（ａ）で示したビームのショット位置１が重なってずれた場合はつなぎ部分のレジストパターン２は太くなる。また、同図（ｂ）のように、ビームのショット位置１が逆方向にずれた場合、レジストパターン２は細くなる。この現象はフィールドつなぎでも同様に起こり問題になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子ビームシミュレーション技術では、ビームのつなぎに関しては考慮されておらず、実際の露光の際に問題となるパターンのつなぎに関する解析は行なうことができなかった。
【０００７】
また、従来より使用されているＰＭＭＡといったレジストや、近年多く使用されているＫｒＦ露光用の化学増幅型レジストは、電子ビームおよびＫｒＦ光で感光する特性を持つため、同一レジスト層内にＫｒＦ露光と電子ビーム露光でパターンを形成することが可能である。
【０００８】
例えば、比較的大きなパターンをＫｒＦで露光し、微細なパターンを電子ビーム露光で形成すれば、電子ビーム露光の欠点である露光スループットを向上できる上、ＫｒＦ露光では形成できない微細なパターンを形成することができる。
【０００９】
このように、同一レジスト層内において光露光と電子ビーム露光でパターンを形成する場合、光と電子ビームの両者による露光の効果、特に電子ビーム露光の際の近接効果が光露光を行なったレジストに与える効果、及び光露光パターンと電子ビーム露光パターンのずれ量の評価等を事前に計算機上でのシミュレーションにより確認することが求められている。しかし、従来より、計算機上で露光シミュレーションを行なう場合には、電子ビーム露光と光露光はそれぞれ個別に計算を行なっていた。このため、従来の露光シミュレータには、同一レジスト層に光露光と電子ビーム露光でパターンを形成する際の評価ができなかった。
【００１０】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電子ビームのビームつなぎやフィールドつなぎを考慮した高精度のパターンを設計するための計算機を用いたパターン評価方法を提供することである。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、同一レジスト層に電子ビーム露光と光露光を用いてパターンを形成する際に、光露光と電子ビーム露光のパターン位置のずれや、電子ビームによる光パターンへの近接効果の影響を評価して精度の高いパターンを得ることができる計算機を用いたパターン評価方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の特徴は、レジストおよび基板を含む試料をメッシュに分割してモンテカルロシミュレーションを施して各メッシュ毎の電子ビームによる蓄積エネルギーを求めてテーブル化する過程と、所望の露光パターンを複数の小領域に分割する過程と、前記所望の露光パターンの電子ビームの照射結果として、前記分割された各小領域に対する電子ビームによる蓄積エネルギー計算を前記テーブル化したデータを用いて行なう過程と、上記計算された蓄積エネルギーの値を少なくとも２つ以上の小領域の位置を変化させて加算し、この加算パターンの蓄積エネルギーを計算する過程と、前記計算されたパターンの蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、この現像計算結果のパターンの任意の部分を指定して寸法測定を行なう過程とを備えたことにある。
【００１３】
この第１の発明によれば、前記少なくとも２つ以上の近接する小領域が位置ずれにより一部重なったり、あるいは間が空いたりした場合、これら小領域の加算パターンの蓄積エネルギー分布から現像計算して求めた現像パターンの寸法測定を行なうことにより、前記小領域の位置ずれが現像パターンにどのような影響を与えて、その形を所望の形からどの程度変形させるかが分かり、電子ビーム露光による現像パターンの精度を高めるための評価を得ることができる。
【００１４】
第２の発明の特徴は、所望の露光パターンを複数の小領域に分割する過程と、前記所望の露光パターンの電子ビームの照射結果として、前記分割された各小領域に対する電子ビームによる蓄積エネルギー計算をＥＩＤ関数を用いて行なう過程と、上記計算された蓄積エネルギーの値を少なくとも２つ以上の小領域の位置を変化させて加算し、この加算パターンの蓄積エネルギーを計算する過程と、前記計算されたパターンの蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、この現像計算結果からパターンの任意の部分を指定して寸法測定を行なう過程とを備えたことにある。
【００１５】
この第２の発明によれば、各小領域に対する電子ビームによる蓄積エネルギー計算をＥＩＤ関数を用いて行っているため、モンテカルロシミュレーションを一々行う必要がなくなり、シミュレーションをより簡単に行うことができる。
【００１６】
第３の発明の特徴は、前記ＥＩＤ関数は、前記試料をメッシュに分割してモンテカルロシミュレーションを施して各メッシュ毎の電子ビームによる蓄積エネルギーを求めてテーブル化したデータに基いて作成したことにある。
【００１７】
第４の発明の特徴は、前記電子ビームの照射量を変化させると共に、前記少なくとも２つ以上の小領域のずらし量を変化させることにより、前記照射量に対して２つの小領域のずれ量の許容範囲を評価することにある。
【００１８】
この第４の発明によれば、前記電子ビームの照射量毎に、現像パターンの許容される変形の範囲内にある２つの小領域のずれを求めて評価することができ、この評価に基いて、精度の高い現像パターンを得ることができる。
【００１９】
第５の発明の特徴は、試料をメッシュに分割してモンテカルロシミュレーションを施して各メッシュ毎の電子ビームによる蓄積エネルギーを求めてテーブル化する過程と、所望の露光パターンを電子ビーム露光部と光露光部に分割する過程と、前記分割された電子ビーム露光部に対して電子ビームの蓄積エネルギー計算を前記テーブル化データを用いて行なう過程と、前記分割された光露光部に対して光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果を設定量ずらして加算する過程と、前記加算された両蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、前記現像計算結果のパターンの任意の部分を指定して寸法測定を行なう過程とを含むことにある。
【００２０】
この第５の発明によれば、前記２つの近接する電子ビーム露光部と光露光部が位置ずれにより一部重なったり、あるいは間が空いたりした場合、これら電子ビーム露光部と光露光部の加算パターンの蓄積エネルギー分布から現像計算して求めた現像パターンの寸法測定を行なうことにより、電子ビーム露光部と光露光部の位置ずれが現像パターンにどのような影響を与えて、その形を所望の形からどの程度変形させるかが分かり、電子ビーム露光と光露光を同一レジスト層で併用した場合の現像パターンの精度を高めるための評価を得ることができる。
【００２１】
第６の発明の特徴は、所望の露光パターンを電子ビーム露光部と光露光部に分割する過程と、前記分割された電子ビーム露光部に対して電子ビームの蓄積エネルギー計算をＥＩＤ関数を用いて行なう過程と、前記分割された光露光部に対して光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果をずらして加算する過程と、前記加算された両蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、前記現像計算結果のパターンの任意の部分を指定して寸法測定を行なう過程とを含むことにある。
【００２２】
この第６の発明によれば、電子ビーム露光部に対する電子ビームによる蓄積エネルギー計算をＥＩＤ関数を用いているため、モンテカルロシミュレーションを一々行う必要がなくなり、シミュレーションをより簡単に行うことができる。
【００２３】
第７の発明の特徴は、前記電子ビームの照射量および前記光露光の露光量を変化させると共に、前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果のずらし量を変化させることにより、前記電子ビーム照射量および光露光の露光量に対して前記電子ビーム露光部と光露光部の許容されるずれ量の範囲を評価することにある。
【００２４】
この第７の発明によれば、前記電子ビームの照射量および前記光露光量の露光量毎に、現像パターンの許容される変形の範囲内にある電子ビーム露光部と光露光部のずれを求めて評価することができ、この評価に基いて、精度の高い現像パターンを得ることができる。
【００２５】
第８の発明の特徴は、試料をメッシュに分割してモンテカルロシミュレーションを施して各メッシュ毎の電子ビームによる蓄積エネルギーを求めてテーブル化する過程と、所望の露光パターンを電子ビーム露光部と光露光部に分割する過程と、前記分割された電子ビーム露光部に対して電子ビームの蓄積エネルギー計算を前記テーブル化データを用いて行なう過程と、前記分割された光露光部に対して光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果を加算する過程と、前記加算された両蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、前記現像計算結果の光露光部の所望寸法からのずれを測定する過程とを備えたことにある。
【００２６】
この第８の発明によれば、電子ビーム露光による蓄積エネルギーと光露光による蓄積エネルギーとを加算して、この加算結果から現像計算を行って得た現像パターンの光露光部は、電子ビーム露光による近接効果の影響によって、所望の現像パターンから変形している。従って、光露光部の所望寸法からのずれを測定することにより、電子ビームによる近接効果を評価することができる。
【００２７】
第９の発明の特徴は、所望の露光パターンを電子ビーム露光部と光露光部に分割する過程と、前記分割された電子ビーム露光部に対して電子ビームの蓄積エネルギー計算をＥＩＤ関数を用いて行なう過程と、前記分割された光露光部に対して光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果と前記光露光による蓄積エネルギー計算結果を加算する過程と、前記加算された蓄積エネルギー分布から現像計算を行なう過程と、前記現像計算結果の光露光部の所望寸法からのずれを測定する過程とを備えたことにある。
【００２８】
この第９の発明によれば、電子ビーム露光部に対する電子ビームによる蓄積エネルギー計算をＥＩＤ関数を用いているため、モンテカルロシミュレーションを一々行う必要がなくなり、シミュレーションをより簡単に行うことができる。
【００２９】
第１０の発明の特徴は、前記第８および第９の発明で求められて現像計算結果の光露光パターンの所望寸法からのずれに基いて光露光用のマスクの寸法補正を行なう過程と、この寸法補正後のマスクを用いた光露光による蓄積エネルギー計算を行なう過程と、この光露光による蓄積エネルギー計算結果と前記電子ビーム露光による蓄積エネルギー計算結果を加算する過程と、その加算結果の現像計算から得られた光露光部の所望寸法からのずれが所定範囲に収まるまで、前記光露光用のマスクの寸法補正を繰り返し行なう過程を備えたことにある。
【００３０】
この第１０の発明によれば、電子ビームの近接効果による光露光部の所望寸法からのずれが所定範囲に収まるように前記光露光用のマスクの寸法補正を行うことにより、電子ビームの近接効果の影響を考慮に入れた光露光用のマスクパターンを生成でき、これを用いて、電子ビーム露光と光露光を同一レジスト層で併用した場合の現像パターンの精度が向上される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本例では、加速電圧が５０ｋＶ、ビーム電流密度２０Ａ／ｃｍ２  、キャラクタプロジェクション（ＣＰ）方式の電子ビーム露光装置についてのプロセスマージンの評価を実施した。
【００３２】
ここで、ＣＰ方式とは、電子ビーム露光技術において重大な問題となるスループットが小さい点を改善するもので、露光するパターンの中から適当なパターンを抜き出し、予めそのパターンを型どったアパーチャ（ＣＰアパーチャ）を作成し、電子ビーム露光の際に電子ビームをＣＰアパーチャにより整形して一括露光する方法である。
【００３３】
この装置のビーム分解能は約７５ｎｍで、ＣＰの大きさは１μｍ角である。この露光方法ではＣＰつなぎが重要となるため、以下に、計算機上でＣＰつなぎのずれに対する露光マージンの評価方法について説明を行なう。
【００３４】
図１は本発明の計算機を用いたパターン評価方法の第１の実施の形態を説明するフローチャートである。
【００３５】
ここでは、シリコン基板上に厚さ０．５μｍのレジストが塗布されている場合について評価を実施した。レジストには化学増幅型ポジレジストを用い、そのベース樹脂、酸発生剤、反応抑止基、およびそれらの物性値は図２、図３の表図に示した通りである。また、図２８にこのレジストのドーズ量（図中３０）と溶解速度（図中３１）の関係を示した。このレジストの５０ｋＶの電子ビーム露光に対する標準的な露光量は２０μγ／ｃｍ２である。
【００３６】
まず、ステップ１にて、図４に示すようなレジスト（４）およびシリコン基板（５）から成る試料をｘｙｚ方向に３次元で５ｎｍのメッシュに分割した。
【００３７】
ステップ２にて、入射電子１０万個とし、モンテカルロシミュレーションを実施した。
【００３８】
ここで、モンテカルロシミュレーションで用いた散乱過程のモデルは以下に述べる如くである。
【００３９】
・部分波展開法による弾性散乱
・非弾性散乱−内殼電子励起．価電子励起．プラズモン励起
また、モンテカルロシミュレーションを行なう際の入力パラメータとして、以下のパラメータを入力した。
【００４０】
・電子ビームの加速電圧：５０ｋＶ
・散乱計算の範囲およびメッシュの大きさ：３０μｍ角、メッシュ５ｎｍ
・１次および２次電子の散乱計算打ち切りエネルギー：２００ｅＶ、５０ｅＶ
・レジストおよび基板の材質
・各材質の密度：レジスト１．４０ｇ／ｃｍ３、シリコン基板２．３２８ｇ／ｃｍ３
・構成原子の重量分率（図２の表図参照）
・原子に関するデータ（図３の表図参照）
・レジストの厚さ：０．５μｍ
【００４１】
次にステップ３にて、レジスト中の各メッシュに蓄積されるエネルギー（エネルギー０も含む）をテーブルとして保存する。
【００４２】
ステップ４にて、ＣＰパターンとして０．１５μｍのライン＆スペース（０．１５μｍ−Ｌ／Ｓ）を考え、これに対して、図５に示すような１μｍ角のＣＰパターン６を抜き出した。ここで、図５の７が電子線露光部である。ＣＰパターンの露光には、ｘ方向には０．９μｍピッチで、ｙ方向には１．０μｍピッチで行なうことになる。
【００４３】
ステップ５にて、図５に示したＣＰパターン６を、レジストの表面のメッシュに対応した５ｎｍ角のメッシュに分割して、照射電子ビームの分解能と照射量（ドーズ量）を考慮した図６のようなビームプロファイルを形成した。
【００４４】
ステップ６ではステップ５で形成した照射ビームプロファイルに基づいて、レジスト中のすべてのメッシュに対する蓄積エネルギーを計算した。
【００４５】
図６はＣＰパターンのＸ方向に対する照射ビーム量を示しており、図中９が照射する電子ビームのピーク値であり、図中１０はその５０％の値である。この５０％の部分のビームの幅が所望とするパターンの幅に対応し、今回は０．１５μｍである。従って、図中８はビームの分解能を示し、ここでの分解能は７５ｎｍである。
【００４６】
上記したステップ５のような電子ビームの照射結果として、図７に示したようなーつのＣＰパターンに対するレジスト中の蓄積エネルギー分布潜像が得られる。
【００４７】
ステップにて、ステップ７にて計算したＣＰパターン６と隣接するＣＰパターン１２とのつなぎを考慮するため、図８に示すように、ＣＰパターンのずらし量１３の値を１０ｎｍとし、２つのＣＰパターンをずらした場合の潜像を図７の潜像の重ね合わせから求めた。但し、ずれ量１３は、重なった場合を正の数に、逆に離れた場合を負の数とした。
【００４８】
ステップ８にて、図８に示した潜像分布から、閾値モデルを使った現像計算を行ない、図９のようなレジストプロファイル１４を得た。図中１５は２つのＣＰパターンのつなぎ部分のレジストパターンの幅であり、ステップ９にて、レジストパターンの寸法を測定する。
【００４９】
ステップ１０にて、重なり量１３を−５０ｎｍから＋５０ｎｍの間で変化させて、ステップ７〜ステップ９を繰り返し、更にステップ１１にて、ドーズ量を１０μＣ／ｃｍ２  から３０μＣ／ｃｍ２  の間で変化させて、ステップ５〜ステップ１０を繰り返す。その結果として、ステップ１２にて、図１０に示したようなＣＰのずれに対する露光マージンの評価を行う。即ち、ある照射量３２に対する許容されるずれ量の範囲３３（図中上、下の曲線の間）が露光マージンとして求まる。
【００５０】
本実施の形態によれば。上述のような手法による評価を行なうことにより、露光量とＣＰパターンのずれとの関係を明確にすることができ、実際の電子ビーム露光装置での露光に対する照射量などのパラメータの設定が容易になり、実験に費やされる時間を短縮することができる。また、計算結果と比較することにより、描画パターン中のＣＰショットのずれ量の値を相対的に見積もることができるようになり、露光装置の開発や改良に対する指針を与えることができる。
【００５１】
図１１は本発明の計算機を用いたパターン評価方法の第２の実施の形態を説明するフローチャートである。本例は、電子ビーム露光によるレジスト中の蓄積エネルギー分布を第１の実施の形態と異なる別の方法で求めている。
【００５２】
この方法では、モンテカルロシミュレーションによる電子の一点入射によるエネルギー分布の結果を各座標ごとにテーブルとして使用するのではなく、レジスト表面からのそれぞれの深さにおける蓄積エネルギーの平面分布を図１２に示すようなＥＩＤ関数と呼ばれる２つのガウス分布（２１と２２）の和（２０ょにフィッティングし、そのパラメータの値を各深さに対して求めている。
【００５３】
ＥＩＤ関数で用いられるパラメータは３つあり、２つのガウス分布の標準偏差はそれぞれ前方散乱径、後方散乱径と呼ばれ、２つの分布によるエネルギーの比は後方散乱係数と呼ばれている。この方法を用いるためには、モンテカルロシミュレーションを行なった後で、レジスト中にいくつかの深さの平面を設定する必要がある。
【００５４】
まず、図１１のステップ１１１にて、試料をメッシュに分割した後、ステップ１１２にてモンテカルロシミュレーションを行なった。ステップ１１３にて、ＣＰパターンの露光および現像計算を行なう時に考えるレジスト深さの平面を１０層とした。つまり、厚さ０．５μｍのレジストに対して、５０ｎｍに一つの面の割合で計算を行なうことにして、それぞれの平面における一点入射による蓄積エネルギー分布をステップ１１２の結果から抜き出した。
【００５５】
次にステップ１１４にて、上記ステップ１１３で抜き出した１０層の面それぞれに対して、エネルギー分布を図１２に示すようなＥＩＤ関数にフィッティングし、それぞれの前方散乱径、後方散乱径、および後方散乱係数を求めた。
【００５６】
ステップ１１５にて、露光するＣＰパターンに対して、上記したステップ１１３で抜き出したそれぞれの面に対して、ステップ１１４で求めたパラメータを用いて蓄積エネルギー分布を計算した。ステップ１１６にて、２つのＣＰパターンをずらして、１０層の面に対する潜像の重ね合わせを行なった。
【００５７】
ステップ１１７にて、レジストの深さ方向に対して計算した１０層分のエネルギー分布を１００層分に補間し、閾値モデルによる現像計算を行なった。
【００５８】
ステップ１１８にて、第１の実施の形態と同様に、ＣＰパターンのつなぎ部分のレジストパターンの寸法を測定し、ＣＰのずらし量及び電子ビームの照射量を変えて、ステップ１１５以降の作業を繰り返し行ない、ＣＰのずれに対する露光マージンの評価を行なった。
【００５９】
本実施の形態によれば、ＣＰパターンの蓄積エネルギー分布をＥＩＤ関数により求めており、このＥＩＤ関数は一度モンテカルロシミュレーションを行って、オフラインで求めておけばよいため、ＣＰパターンの蓄積エネルギー分布を容易且つ短時間に求めることができる。他の効果は図１に示した第１の実施の形態と同様である。
【００６０】
図１３は本発明の計算機を用いたパターン評価方法の第３の実施の形態を説明するフローチャートである。本例では、同一レジスト層に電子線とＫｒＦ光を用いて露光することにより所望のパターンを形成する場合について評価を行なった。ここでは、以下に示す方法により、光露光パターンと電子ビーム露光パターンとの位置のずれと電子ビームの露光量をパラメータとして評価を行なった。
【００６１】
この例でも、第１の実施の形態と同様に、シリコン基板上に０．５μｍのレジストが塗布されている場合を考え、このレジストは第１の実施の形態と同じ物を用いた。電子ビーム露光装置は第１の実施の形態と同じ物を、光露光には光源がＫｒＦエキシマレーザーで、ＮＡは０．６、σが０．７の装置を想定して計算を行なった。
【００６２】
まず、ステップ１３１にて、露光パターンのうち、電子ビームと光露光のパターンの位置のずれによる影響を調べたい部分を抜き出した。このパターンは図１４のようになっており、大きな四角形（０．５μｍ角）と細い線（幅０．１μｍ、長さ０．３μｍ）からなっている。
【００６３】
ステップ１３２にて、抜き出したパターンのうち、細い線の部分を電子ビーム露光、大きな四角形の部分を光露光で行なうとし、図１５のように２つのパターンに分割した。
【００６４】
ステップ１３３にて、図１５（ａ）の電子ビーム露光用のパターン２３に対し、試料を第１の実施の形態の図４と同様にメッシュに分割し、第１の実施の形態と同様（第１の実施の形態のステップ２及びステップ３）に、モンテカルロシミュレーションを行なった。
【００６５】
ステップ１３４にて、電子ビーム露光による蓄積エネルギー分布の計算を第１の実施の形態と同様（第１の実施の形態のステップ６にして行なった。
【００６６】
ステップ１３５にて、ステップ１３２にて分割した図１５（ｂ）の光露光用のパターン２４についても、試料を図４に示したようなメッシュに分割した後、光露光による潜像計算を市販の光学像計算ソフトウェアのを用いて行なった。この時の光による露光量は２０ｍＪ／ｃｍ２  で一定とした。
【００６７】
ステップ１３６にて、電子ビーム露光と光露光による潜像の重ね合わせを行なう時のずれ量を図１６の２５に示すように１０ｎｍと設定し、ステップ１３４及びステップ１３５で計算した２つのエネルギー分布を設定されたずれ量だけずらして足し合わせ、図１７に示すような分布２６が得られた。
【００６８】
ステップ１３７にて、ステップ１３６で計算したエネルギー分布を持つレジストに対して、第１の実施の形態と同様に閾値モデルを使った現像計算を行ない、図１８に示すようなレジスト形状２８を得た。
【００６９】
ステップ１３８にて、図１８のパターンのつなぎ部分２７のパターンの幅を測定した。
【００７０】
ステップ１３９にて、ずれ量を−５０ｎｍから＋５０ｎｍの間で、１０ｎｍずつ変化させ、ステップ１３６からステップ１３８を繰り返した。更に、ステップ１４０にて、電子ビームの照射量を１０μＣ／ｃｍ２  から３０μＣ／ｃｍ２  まで順次変化させて、ステップ１３４からステップ１３９を繰り返した。
【００７１】
その結果、本実施の形態によれば、ステップ１４１にて、第１の実施の形態で示した図１０と同様の結果が得られ、光露光と電子ビーム露光のパターンのずれ量に関する露光マージンの評価を行なうことができる。
【００７２】
また、ここでは電子ビームの照射量のみ変化させたが、光露光量あるいは両者を変化させても同様の評価を行なうことができる。
【００７３】
図１９は本発明の計算機を用いたパターン生成方法の第４の実施の形態を説明するフローチャートである。本例は、光露光によるパターンに近接するパターンが電子ビーム露光で形成された時に、光露光により形成されるレジストパターンのサイズが電子ビームを照射した時の後方散乱の影響を受けて変動する現象を、計算機上でのシミュレーションにより確認し、そのパターンサイズの変化から、所望の光露光パターンを得るために必要なマスクの寸法補正を計算により行なうものである。
【００７４】
まず、ステップ１７１にて、図２０のような同一レジスト層において、光露光による部分と電子ビーム露光による部分からなる露光パターンを抜き出し、ステップ１７２にて、このパターンを図２１（ａ）と図２１（ｂ）のように電子ビーム露光用パターンと光露光用パターンとに分割した。
【００７５】
次にステップ１７３にて、図２１（ａ）の電子ビーム露光によるパターンに対して、第１の実施の形態と同様にしてモンテカルロシミュレーションを行ない、ステップ１１４にて、照射電子ビームに対する潜像の計算を行なった。この時の電子ビーム照射量は２８μＣ／ｃｍ２  一定とした。その結果、図２２（ａ）のような蓄積エネルギー分布が計算された。
【００７６】
ステップ１７５にて、図２１（ｂ）のようなレジストパターンを得るために、同一の形状の光露光用マスクを用いたとして、第３の実施の形態のステップ１３４及び１３５と同じ条件でのレジスト中の潜像分布を計算し、図２２（ｂ）のような光露光による蓄積エネルギー分布を計算した。この時の光照射量は２０ｍＪ／ｃｍ２  とした。
【００７７】
ステップ１７６にて、上記したステップ１７４および１７５で計算された電子ビーム露光によるものと、光露光によるものの２つの蓄積エネルギー分布を足し合わせた。この時は両者のずれは考えず、設計通りの位置に電子ビームの照射が行なえたものとした。その結果、図２３に示すレジスト中の蓄積エネルギー分布を計算することができた。ステップ１７７にて、閾値モデルによる現像計算を行なって、図２４のようなレジストパターンを得た。
【００７８】
ステップ１７８にて、図２４のレジストパターンのうち、図２５（ａ）のように光露光による部分を縦方向に１０分割し、それぞれの位置（Ａ，Ｂ，…Ｊ）でのパターンの幅を測定したところ、図２５（ｂ）のような電子ビーム露光パターンからの距離に対する光露光パターンの所望寸法からのずれの関係を得ることができた。
【００７９】
ステップ１７９にて、ステップ１７８で測定された１０個所すべての寸法が、所望の寸法の±１０％以内であれば、ステップ１７５で用いた光露光用マスクの寸法が適切なものとして得られる。
【００８０】
ステップ１８０にて、図２５（ｂ）の結果をもとに、測定したそれぞれの位置のマスクパターンの幅を増減し、図２６のような寸法補正された光露光用マスクを得ることができた。
【００８１】
ステップ１７５から１８０を繰り返して計算し、電子ビーム露光の影響を考慮した光露光用マスク寸法の補正を行なうことができた。
【００８２】
本実施の形態によれば、これまでマスク寸法の補正は光学像の計算結果からのみ行われていたが、近接する電子ビーム露光の影響を考えた寸法補正を行なうことができるようになり、電子ビーム露光と光露光とを同一レジスト層で行なう場合に最適なマスクパターンを生成することができる。
【００８３】
尚、上記第１及び第２の実施の形態によれば、ＣＰショットつなぎについて説明したが、本発明は他のビームつなぎ、例えばフィールドつなぎやショットつなぎの解析にも用いることができ、同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、上記実施の形態では、ＣＰ型電子ビーム露光装置を用いたが、本発明を他の電子ビーム露光装置、例えば、可変成形型電子ビーム露光装置や丸ビーム型露光装置に適用して同様の効果を得ることができる。
【００８５】
更に、上記第３、第４の実施の形態では、光露光装置として、ＫｒＦ露光装置を用いたが、その他、ＡｒＦ、ｉ線、ｇ線露光装置でもよく、同様の効果がある。
【００８６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１から請求項４の発明によれば、電子ビームのつなぎを考慮したパターンを設計するための高精度のパータン評価方法を得ることができる。
【００８７】
請求項５から請求項７の発明によれば、同一レジスト層に電子ビーム露光と光露光を用いてパターンを形成する際に、光露光と電子ビーム露光のパターン位置のずれの影響を評価することができ、この評価を用いて高精度のパターンを得ることができる。
【００８８】
請求項８から請求項１０の発明によれば、電子ビームによるＫｒＦパターンへの近接効果の影響を評価することができ、この評価を用いて精度の高いパターンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパターン評価方法の第１の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図２】化学増幅型ポジレジストの構成物質及びそれらの物性値を示した表図である。
【図３】原子に関するデータを一覧とした表図である。
【図４】リソグラフィー対象のレジストおよび基板から成る試料の分割を説明する斜視図である。
【図５】第１の実施例で計算を行ったＣＰパターン例を示した図である。
【図６】図５のＣＰパターンの照射時の電子ビームプロファイルを示す図である。
【図７】レジスト層表面の蓄積エネルギーの平面分布を示した図である。
【図８】隣接するＣＰパターン分布の蓄積エネルギーの平面分布を示した図である。
【図９】重ね合わせた２つのＣＰパターン領域における現像計算後のレジスト表面の形状を示した平面図である。
【図１０】電子ビームの照射量に対する許容されるずれ量の範囲を示した特性図である。
【図１１】本発明のパターン評価方法の第２の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図１２】第２の実施の形態を用いるＥＩＤ関数の概念を示した模式図である。
【図１３】本発明のパターン評価方法の第３の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図１４】電子ビーム露光部と光露光部から構成されている照射パターン例を示した平面図である。
【図１５】図１４で示した照射パターン例を露光ビーム露光部と光露光部に分割したパターン例を示した平面図である。
【図１６】図１５に示した分割パターンをショットのずれ量を考慮して足し合わせた例を示した平面図である。
【図１７】図１６のように重ね合わせたパターンの蓄積エネルギー分布を示した平面図である。
【図１８】図１７に示した蓄積エネルギー分布に対して現像結果を行なったときのレジストパターンを示した平面図である。
【図１９】本発明のパターン評価方法の第４の実施の形態を説明するフローチャートである。
【図２０】第４の実施の形態で用いる光及び電子ビームの照射パターン例を示した平面図である。
【図２１】図２０に示した照射パターンを電子ビーム露光部と光露光部に分割した例を示した平面図である。
【図２２】図２１に示した２つのパターン例のレジスト中の蓄積エネルギー分布を示した平面図である。
【図２３】図２２に示した２つの蓄積エネルギー分布を足し合わせて合成した蓄積エネルギー分布を示した平面図である。
【図２４】図２３で示した蓄積エネルギー分布から閾値モデルを用いて現像計算してレジストパターン例を示した平面図である。
【図２５】図２４に示したレジストパターンのレジストパターン幅の測定及び測定したパターン幅と測定位置との関係を示した図である。
【図２６】光露光部に用いるマスク形状の補正パターン例を示した平面図である。
【図２７】従来の電子ビーム露光におけるショットの重なりによる現像後のレジストパターンの形状への影響を示した模式図である。
【図２８】第１の実施例で用いたレジストのドーズ量に対する溶解速度を示す図である。
【符号の説明】
１  電子ビーム露光パターン
２  現像後のレジストパターン
３  分割したーつのメッシュ（一辺５ｎｍの立方体）
４  レジスト（厚さ０．５μｍ）
５  シリコン基板
６  ＣＰエリア（１μｍ角）
７  電子ビーム照射部
８  照射ビームの分解能
９  照射ビームのピーク値
１０  照射ビームパターンの幅をきめるピーク値の５０％の照射量
１１  電子線露光による蓄積エネルギーの等高線
１２  隣接するＣＰエリア
１３  ＣＰのずれ量（重なる方向に＋にとり、離れるとーにとる）
１４  現像後のレジストパターン
１５  ２つのＣＰエリアの中央の部において測定するレジストパターンの幅
２０  レジスト中ある深さの平面における蓄積エネルギーの分布（ＥＩＤ関数）
２１  ＥＩＤ関数に対する前方散乱の影響
２２  ＥＩＤ関数に対する後方散乱の影響
２３  電子ビーム露光パターン
２４  光露光パターン
２５  電子ビーム露光パターンと光露光パターンのずれ量
２６  電子ビーム露光及び光露光を重ね合わせたレジスト中のエネルギー分布の等高線
２７  現像後のレジストパターンの幅の測定位置
２８  現像後のレジストパターン
２９  光露光部を縦方向に１０分割した位置で測定するレジストパターンの幅
３０  ドーズ量（電子ビーム照射量）
３１  溶解速度
３２  本実施例で用いたレジストの標準的なドーズ量
３３  上記３２の電子ビーム照射量におけるずれ量の許容範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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