(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が平坦な媒体の断面方向に微細加工処理（プロセス処理）を施す際の、媒体の加工形状をシミュレートする、微細加工形状のシミュレーション方法であって、（ａ）準備された、描画領域を決める複数の閉図形部を含む、Ｘ、Ｙ２次元の描画データ内の指定された領城に対して、微細加工を施す最小単位である複数の画素に分割する、領域ラスター変換ステップと、（ｂ）分割された各画素に対し、少なくとも各画素が描画領域と重複するか否かの属性を持たせ、各画素を中心として、所定の近傍距離内に存在する画素の前記属性の分布状態を示す、近傍画素分布をそれぞれ求め、求められたそれぞれの近傍画素分布に対して、あらかじめ準備された定型画素分布集合から類似した定型画素分布を抽出し、定型画素分布に対応する画素分布コードを、全ての画素に与える近傍画素分布コード化ステップと、（ｃ）前記定型画素分布集合内の全ての定型画素分布について、それぞれ、所定の処理条件に基づいて所定の形状シミュレーションを行い、全ての画素分布コードに対して、それぞれ、画素断面方向（Ｚ方向）の画素断面データを算出しておく画素断面データ算出ステップと、（ｄ）指定された領域内の全ての画素に対して、各画素に与えられた画素分布コードに基づいて、算出された画素断面データを配置し、これより、微細加工処理における予測形状データを得て、予測形状を構築する予測形状構築ステップとを有することを特徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項２】
請求項１に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、画素断面データ算出ステップは、定型画素分布集合内の各定型画素分布に対して、予め、所定のプロセス条件に基づいて所定の形状シミュレーションを行い、全ての定型画素分布にそれぞれ対応する、全ての画素分布コードについて、微細加工処理（プロセス処理）に対する画素断面方向（Ｚ方向）の画素断面データを算出しておくものであることを特微とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項３】
請求項ｌないし２のいずれか１項に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、画素断面データ算出ステップは、複数の微細加工処理（プロセス処理）時間に対応する複数の画素断面データを算出するもので、これに対応して、予測形状構築ステップは、微細加工処理（プロセス処理）時間に対応する複数の予測形状を構築するものであることを特徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項４】
請求項ｌないし３のいずれか１項に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、近傍画素分布が、近傍画素の個数を中心画素との距離別にカウントした一次元のヒストグラムになっており、定型画素分布集合、定型画素分布、画素分布コードが、それぞれ、定型ヒストグラム集合、定型ヒストグラム、およびヒストグラムコードであり、近傍画素コード化ステップは、近傍画素コード化段階において、あらかじめ準備された定型ヒストグラム集合から最も類似した定型ヒストグラムを抽出し、前記定型ヒストグラムに対応するヒストグラムコードを全ての画素に対して与えるものであることを特徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項５】
請求項ｌないし４のいずれか１項に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、閉図形部に、微細加工処理に対し重み情報が付加されているとき、重みの高い閉図形部と交差する画素に対しては、近傍画素分布を調整することを特徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項６】
請求項ｌないし５のいずれか１項に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、前記画素断面データは画素が貫通しているか、塞がっているかの二値であり、前記予測形状が２次元形状データであることを特徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項７】
請求項６に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、
画素断面データ算出ステップが、（Ａ）媒体に照射されたエネルギービームにより単一画素の断面方向（Ｚ方向）に蓄積されたエネルギー量の総和、及び与えられた定型画素分布に基づき、単一画素の近傍に位置する画素から回り込んだエネルギー量の総和との合算値を算出するエネルギー蓄積量算出ステップと、（Ｂ）算出されたエネルギー蓄積量に基づいて各画素が化学的な溶解処理により欠損されるか否かを判定する、あるいは各画素の近傍画素における欠損状態に基づいて前記化学的な溶解処理を加速させるような制御を行う、形状欠損判定ステップとからなることを待徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項８】
請求項ｌないし５のいずれか１項に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、画素断面データは断面方向の一次元形状分布（Ｚ方向分布）であり、予測形状データが３次元形状データであることを特徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項９】
請求項８に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、画素断面データ算出ステップが、（Ｃ）媒体に照射されたエネルギービームにより単一画素の断面方向に蓄積されたエネルギー量の分布、及び与えられた定型画素分布に基づき前記単一画素の近傍に位置する画素から回り込んだエネルギー量の分布との合算値を算出するエネルギー蓄積分布算出ステップと、（Ｄ）算出されたエネルギー蓄積量に基づいて、各画素の断面方向（Ｚ方向）に進行する化学的な溶解処理により形成される物理的な欠損分布を算出する、あるいは各画素の近傍画素における断面方向の欠損分布に基づいて化学的な溶解処理を加速させるような制御を行う、形状欠損算出ステップとからなることを特徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項１０】
請求項８ないし９のいずれか１項に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、媒体が電子線レジストであり、エネルギービームが電子ビームであり、モンテ・カルロ法（Ｍｏｎｔｅ  Ｃａｒｌｏ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）によりエネルギー蓄積分布を算出し、化学的な溶解処理が電子線レジストの現像処理であり、Ｄｉｌｌの式を用いてエネルギー蓄積分布を現像速度分布に変換し、セルリムーバル法（Ｃｅｌｌ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｍｅｔｈｏｄ）に基づいて物理的な欠損分布を算出するものであることを特徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【請求項１１】
請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の微細加工形状のシミュレーション方法であって、微細加工処理の加工強度が電子線のビーム電流（ｄｏｓｅ量）であり、閉図形部に設定されているビーム電流の大小により、得られるヒストグラムのカウント値を上下させるような調整を行うことを特徴とする微細加工形状のシミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細加工形状のシミュレーション方法に関し、特に、電子ビーム描画法によるフォトマスク製造における、微細加工形状のシミュレーション方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子（チップ）の高密度化は激しく、０. ３５μｍ設計ルールの６４ＭＤＲＡＭの量産もすでに始められ、０．２５μｍ設計ルールの２５６ＭＤＲＡＭの時代へと移ろうとしている。
更に、最近では、コスト低減を目指したチップ縮小が著しく、６４ＭＤＲＡＭを０．２５設計ルールまで微細化して、あるいは、２５６ＭＤＲＡＭを０．１８設計ルールまで微細化してチップ縮小化を行っている。
０．１８μｍ設計ルールは開発完了し、２０００年には０．１５μｍ設計ルールが開発完了予定とされている。
このため、ウエハへ直接縮小投影するためのレチクル等、フォトマスクについても、ますますその精度が求められるようになってきた。
【０００３】
レチクル等のフォトマスクは、通常、石英ガラス基板等の透明基板の一面に遮光性の金属薄膜を設けた基板（ブランクスとも言う）の金属薄膜上に塗布、乾燥され、形成された感光性のレジスト上に、描画装置により電離放射線を所定の領域のみに照射して潜像を形成し、これを現像して、電離放射線の照射領域に対応した、所望の形状のレジストパターン得た後、更に、レジストパターンを耐エッチングレジストとして、金属薄膜をレジストパターン形状に加工することにより得られる。
描画装置としては、ＥＢ描画装置、エキシマレーザ描画装置等が用いられ、それぞれに対応したプロセス処理が行われている。
【０００４】
特に、ＥＢ描画装置を用い電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスにおいては、上記のように、フォトマスクの高精度化が求められる中、以下のような目的で、予め、処理条件に対応したレジストの解像性、断面形状等の情報を精確に得ることが必要になってきて、電子線リソグラフィーシミュレーションも開発されるようになってきた。
▲１▼実製造前での品質把握
▲２▼所望の精度および歩留まりを得るためのプロセス条件の確立
▲３▼新型レジスト材料の開発
▲４▼電子線近接効果補正およびその効果の確認
▲５▼電子ビーム描画装置の設計・改良
【０００５】
ＥＢ描画装置（電子線露光装置）を用いた電子線描画又は露光の場合、以下のように、電子の散乱の問題、特に後方散乱の問題がある。
このような後方散乱の影響（近接効果）を補正するため、特開平１１一３１６５８のようにビームの照射量を図形ごとに変化させたり、特開平９−２６０２４２のように非描画領域にぼけた電子ビームで補助露光する（ゴースト露光）方法などが提案されているが、補正を的確に行うためには、電子線リソグラフィーシミュレータの使用が不可欠であり、前記公報の発明者も使用していることがうかがい知ることができる。
尚、以下、ＥＢ描画装置（電子線露光装置）を用いた電子線描画または露光の場合の電子線の散乱について、簡単に述べておく。
電子線は光と異なり回折など波動的効果は無視してよい反面、負電荷をもつためクーロン斥力によるビームの広がりと、光に比べ質量が無視できないため試料の原子核や電子との衝突による散乱を考慮する必要がある。
照射する電子の加速電圧を上げるとクーロン斥力によるビームのぼけや、前方散乱による広がりが小さくなるが、加速された電子がレジスト層を突き抜け基板の中に入り込み、ユーターンしてレジスト層に舞い戻る後方散乱が増えるという問題がある。
更に悪いことに、この後方散乱電子はかなりの行程をたどってレジスト層に到達するため自由度が大きく、広がりの幅が前方散乱に比べ大きい。
【０００６】
電子線シミュレーションの理論自体は文献１（Ｓ. Ｍ. ＳＺＥ：「ＶＬＳＩＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、ＭａｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、１９８８）にみられるように約２０年前に確立していたが、最近のコンピュータ性能の向上により文献２（ＣｈｒｉｓＡ. Ｍａｃｋ：”ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｗａｍＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ＦｏｒＭａｓｋＭａｋｉｎｇ”、Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ４６、ＥｌｓｅｖｉｅｒＳｉｅｎｃｅ、ｐａｇｅ２８３−２８６、１９９９）のような商用版がやっと実用の域に到達した。
しかしながら現状の計算機能力においても、シミュレーションが扱える描画形状は、メモリ容量と計算時間の制約から単純なテストパターンに限定され、製造部門で扱うような描画パターンとは程遠いものである。
現状のシミュレーション問題点としては以下３つが挙げられる。
（１）計算、負荷が大きい（電子線の近接効果計算など）
モンテカルロ法により１本の電子ビームが３次元的に分布する様をシミュレーションし、与えられた描画データに沿ってスキャニングする。
電子ビームのエネルギー蓄積分布データはＤｘ×Ｄｙ×Ｚのボクセルデータとして得られ、塗りつぶす図形を描画単位画素に分割しＸ×Ｙ個の画素になった時、データとしてはＸ×Ｙ×Ｄｘ×Ｄｙ×Ｚ回の計算が必要である。
（２）必要とするメモリ容量が膨大
３次元シミュレーション処理においては上記の結果でＸ×Ｙ×Ｚ個のボクセルデータができる。
以後このデータに対して現像処理などを行う必要がある。
（３）シミュレーション条件部分変更に対する再計算負荷
実用品の描画データを全面シミュレーションすることは不可能であるから、小さい領域ごとに処理する方法をとることになるが、描画データを差し替える場合、同じプロセス条件でもシミュレーションはすべて再計算となり計算負荷は変化しない。
２次元で計算して、引き続き詳細を３次元でみたい場合においても、完全に再計算となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ＥＢ描画装置を用いて電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスの、レジストの解像性、断面形状等の情報を得るための電子線リソグラフィーシミュレーションにおいては、（１）計算、負荷が大きい、（２）必要とするメモリ容量が膨大となる、（３）シミュレーション条件部分変更に対する再計算負荷がかかる、等の問題があり、その対応が求められていた。
本発明は、これらに対応するもので、ＥＢ描画装置を用いて電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスの、レジストの解像性、断面形状等の情報を得るための微細加工形状のシミュレーション方法であって、計算負荷を減少させることができ、必要とするメモリ容量を滅少させることができ、シミュレーンョン条件部分変更に対する再計算の量を減らすことができるシミュレーション方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の微細加工形状のシミュレーション方法は、表面が平坦な媒体の断面方向に微細加工処理（プロセス処理）を施す際の、媒体の加工形状をシミュレートする、微細加工形状のシミュレーション方法であって、（ａ）準備された、描画領域を決める複数の閉図形部を含む、Ｘ、Ｙ２次元の描画データ内の指定された領城に対して、微細加工を施す最小単位である複数の画素に分割する、領域ラスター変換ステップと、（ｂ）分割された各画素に対し、少なくとも各画素が描画領域と重複するか否かの属性を持たせ、各画素を中心として、所定の近傍距離内に存在する画素の前記属性の分布状態を示す、近傍画素分布をそれぞれ求め、求められたそれぞれの近傍画素分布に対して、あらかじめ準備された定型画素分布集合から類似した定型画素分布を抽出し、定型画素分布に対応する画素分布コードを、全ての画素に与える近傍画素分布コード化ステップと、（ｃ）前記定型画素分布集合内の全ての定型画素分布について、それぞれ、所定の処理条件に基づいて所定の形状シミュレーションを行い、全ての画素分布コードに対して、それぞれ、画素断面方向（Ｚ方向）の画素断面データを算出しておく画素断面データ算出ステップと、（ｄ）指定された領域内の全ての画素に対して、各画素に与えられた画素分布コードに基づいて、算出された画素断面データを配置し、これより、微細加工処理における予測形状データを得て、予測形状を構築する予測形状構築ステップとを有することを特徴とするものである。
そして、上記の微細加工形状のシミュレーション方法であって、画素断面データ算出ステップは、定型画素分布集合内の各定型画素分布に対して、予め、所定のプロセス条件に基づいて所定の形状シミュレーションを行い、全ての定型画素分布にそれぞれ対応する、全ての画素分布コードについて、微細加工処理（プロセス処理）に対する画素断面方向（Ｚ方向）の画素断面データを算出しておくものであることを特微とするものである。
【０００９】
また、上記いずれかの微細加工形状のシミュレーション方法であって、画素断面データ算出ステップは、複数の微細加工処理（プロセス処理）時間に対応する複数の画素断面データを算出するもので、これに対応して、予測形状構築ステップは、微細加工処理（プロセス処理）時間に対応する複数の予測形状を構築するものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの微細加工形状のシミュレーション方法であって、近傍画素分布が、近傍画素の個数を中心画素との距離別にカウントした一次元のヒストグラムになっており、定型画素分布集合、定型画素分布、画素分布コードが、それぞれ、定型ヒストグラム集合、定型ヒストグラム、およびヒストグラムコードであり、近傍画素コード化ステップは、近傍画素コード化段階において、あらかじめ準備された定型ヒストグラム集合から最も類似した定型ヒストグラムを抽出し、前記定型ヒストグラムに対応するヒストグラムコードを全ての画素に対して与えるものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの微細加工形状のシミュレーション方法であって、閉図形部に、微細加工処理に対し重み情報が付加されているとき、重みの高い閉図形部と交差する画素に対しては、近傍画素分布を調整することを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記いずれかの微細加工形状のシミュレーション方法であって、前記画素断面データは画素が貫通しているか、塞がっているかの二値であり、前記予測形状が２次元形状データであることを特徴とするものであり、画素断面データ算出ステップが、（Ａ）媒体に照射されたエネルギービームにより単一画素の断面方向（Ｚ方向）に蓄積されたエネルギー量の総和、及び与えられた定型画素分布に基づき、単一画素の近傍に位置する画素から回り込んだエネルギー量の総和との合算値を算出するエネルギー蓄積量算出ステップと、（Ｂ）算出されたエネルギー蓄積量に基づいて各画素が化学的な溶解処理により欠損されるか否かを判定する、あるいは各画素の近傍画素における欠損状態に基づいて前記化学的な溶解処理を加速させるような制御を行う、形状欠損判定ステップとからなることを待徴とするものである。
【００１１】
あるいはまた、上記いずれかの微細加工形状のシミュレーション方法であって、画素断面データは断面方向の一次元形状分布（Ｚ方向分布）であり、予測形状データが３次元形状データであることを特徴とするものであり、画素断面データ算出ステップが、（Ｃ）媒体に照射されたエネルギービームにより単一画素の断面方向に蓄積されたエネルギー量の分布、及び与えられた定型画素分布に基づき前記単一画素の近傍に位置する画素から回り込んだエネルギー量の分布との合算値を算出するエネルギー蓄積分布算出ステップと、（Ｄ）算出されたエネルギー蓄積量に基づいて、各画素の断面方向（Ｚ方向）に進行する化学的な溶解処理により形成される物理的な欠損分布を算出する、あるいは各画素の近傍画素における断面方向の欠損分布に基づいて化学的な溶解処理を加速させるような制御を行う、形状欠損算出ステップとからなることを特徴とするものである。
そして、上記いずれかの微細加工形状のシミュレーション方法であって、媒体が電子線レジストであり、エネルギービームが電子ビームであり、モンテ・カルロ法（Ｍｏｎｔｅ  Ｃａｒｌｏ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）によりエネルギー蓄積分布を算出し、化学的な溶解処理が電子線レジストの現像処理であり、Ｄｉｌｌの式を用いてエネルギー蓄積分布を現像速度分布に変換し、セルリムーバル法（Ｃｅｌｌ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｍｅｔｈｏｄ）に基づいて物理的な欠損分布を算出するものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの微細加工形状のシミュレーション方法であって、微細加工処理の加工強度が電子線のビーム電流（ｄｏｓｅ量）であり、閉図形部に設定されているビーム電流の大小により、得られるヒストグラムのカウント値を上下させるような調整を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】
本発明の微細加工形状のシミュレーション方法は、このような構成にすることにより、ＥＢ描画装置を用いて電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスの、レジストの解像性、断面形状等の情報を得るための微細加工形状のシミュレーション方法で、計算負荷を減少させることができ、必要とするメモリ容量を滅少させることができ、シミュレーンョン条件部分変更に対する再計算の量を減らすことができるシミュレーション方法の提供を可能とするものである。
これにより、実製造前の品質保証、所望の精度および歩留まりを得るためのプロセス条件の確立、新型レジスト材料の開発、電子線近接効果補正およびその効果の確認、電子ビーム描画装置の設計・改良を、効率的に行うことを可能としている。
具体的には、表面が平坦な媒体の断面方向に微細加工処理（プロセス処理）を施す際の、媒体の加工形状をシミュレートする、微細加工形状のシミュレーション方法であって、（ａ）準備された、描画領域を決める複数の閉図形部を含む、Ｘ、Ｙ２次元の描画データ内の指定された領城に対して、微細加工を施す最小単位である複数の画素に分割する、領域ラスター変換ステップと、（ｂ）分割された各画素に対し、少なくとも各画素が描画領域と重複するか否かの属性を持たせ、各画素を中心として、所定の近傍距離内に存在する画素の前記属性の分布状態を示す、近傍画素分布をそれぞれ求め、求められたそれぞれの近傍画素分布に対して、あらかじめ準備された定型画素分布集合から類似した定型画素分布を抽出し、定型画素分布に対応する画素分布コードを、全ての画素に与える近傍画素分布コード化ステップと、（ｃ）前記定型画素分布集合内の全ての定型画素分布について、それぞれ、所定の処理条件に基づいて所定の形状シミュレーションを行い、全ての画素分布コードに対して、それぞれ、画素断面方向（Ｚ方向）の画素断面データを算出しておく画素断面データ算出ステップと、（ｄ）指定された領域内の全ての画素に対して、各画素に与えられた画素分布コードに基づいて、算出された画素断面データを配置し、これより、微細加工処理における予測形状データを得て、予測形状を構築する予測形状構築ステップとを有することにより、これを達成している。
即ち、電子ビームのエネルギー蓄積分布データを直接図形データに沿ってスキャニングせず、図形どうしの近接関係の計算をあらかじめ行うことにより、計算回数を減らし、計算負荷を減少させており、３次元シミュレーション処理においては、ボクセルデータでもたず２次元データから別に用意した断面方向データを参照させるような形式にすることにより、必要とするメモリ容量を滅少させることができ、一部の条件変更の場合も、再計算する量を極力減らした簡易再計算により、シミュレーションができるものとしている。
特に、ＥＢ描画装置を用いて電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスの、レジストの解像性、断面形状等の情報を得るための微細加工形状のシミュレーション方法においては、近接画素分布ヒストグラムに定型パターンの概念を導入することにより、描画データと断面方向データの作成を独立させることができ、一方側が変更になった場合、他方は再計算する必要がない。
【００１３】
本発明は、ＥＢ描画装置を用いて電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスの、レジストの解像性、断面形状等の情報を得るための微細加工形状のシミュレーション方法として開発されたが、下記のようにレジストを用いた微細加工技術・リソグラフィー一般に適用できる。
媒体としてはフォトマスク以外にも適用でき、例えばシリコンウエハへの、ＥＢ描画装置を用いた直接描画による半導体製造プロセス、電子線マスクを用いた電子線露光によるウエハ転写プロセスにも適用できる。
また、本発明は、電子ビーム以外のレーザビーム、Ｘ線ビーム、イオンビームを描画線源とした場合にも適用できる。
また、本発明は、ＥＢ描画装置を用いて電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスの、レジストのベーキング（特にＰＥＢ）を考慮したプロセスや、エッチングプロセスにも適用できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の１例を挙げ、図に基づいて説明する。
図１は本発明の微細加工形状のシミュレーション方法の実施の形態の１例の概略工程図で、図２は図１に示す１例を模式的に示した工程図で、図３は近接画素分布ヒストグラム計算を説明するための図で、図６は電子線描画による試料への３次元エネルギー蓄積分布と、現像プロセスを説明するための概略図、図７はセル・リムーバル法を説明するための図、図８は散乱シミュレーション（モンテカルロ法）と非弾性散乱損失エネルギー等を説明するための概略図である。
尚、図１中のＳ１１０〜Ｓ２３０、図５中のＳ５０５〜Ｓ５６０、図８中のＳ８１０〜Ｓ８９０は、処理ステップを示す。
【００１５】
本例の微細加工形状のシミュレーション方法は、ＥＢ描画装置を用いて電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスにおける、表面部を選択的に電子線描画されたポジティブレジストの現像形状のシミュレーション方法である。
図１、図２を基に説明する。
先ず、ＥＢ描画装置用の、Ｘ、Ｙ２次元描画データ（Ｓ１１、図２（ａ））に対し、電子線照射の領域（描画領域）を決める複数の閉図形部を含む、描画データ内の指定された領城に対して、微細加工を施す最小単位である複数の画素に分割する、領域ラスター変換ステップを行う。（Ｓ１２０）
これにより、画素分割されたデータが得られる。（Ｓ１３０，図２（ｂ））
本例では、描画される画素毎のｄｏｓｅ量（照射量）を一定としているため、画素Ｆ（ｘ，ｙ）が描画される画素である場合、その値を１とし、描画されない画素で有る場合、その値を０としているが、描画される画素毎のｄｏｓｅ量（照射量）を２種以上に設定する場合には、これに対応してＦ（ｘ，ｙ）の値を多値とし、オン画素に重み付けをしても良い。
ｘ，ｙは、それぞれ、現像処理を行う最小単位のＸ、Ｙ方向ピッチの整数倍であり、電子線描画装置の最小ステップ値程度になる。
【００１６】
次いで、分割された各画素を中心として、所定の近傍距離内に存在する画素と描画領域とが重複するオン画素数の分布状態を示す近傍画素分布を得る。
近傍画素分布を得る方法の１例を、図３に基づいて説明しておく。
図３（ａ）は描画データと画素分割の状態を示したもので、図３（ａ）において、３１０は描画される領域（閉図形部でもある）、３２０は画素、３２５は注目する画素で、注目する画素３２５に対する近傍画素分布を求める。
注目する画素３２５に対し、画素中心間の距離をパラメータとして、オン画素の数を頻度としてカウントすると、図３（ｂ）のようになる。
尚、最大数はその距離での画素数を示しており、割合はその距離での最大に対する頻度の割合を％で示している。
そして、Ｘ方向ないしＹ方向の１画素ピッチを距離１としている。
また、説明を分かり易くするため、ここでは、画素中心間距離が５画素ピッチまでを近傍とし、更にデータの圧縮を図り、図３（ｃ）のようにして、オン画素の分布を得て、これを、近傍画素分布としている。
実用レベルから、所定の画素中心間距離までを近傍とし、近傍画素分布を得る範囲を、この範囲に限定する。
このようにして、近傍画素分布は得られるが、全ての画素について、同様に、それぞれの近傍画素分布を求めておく。（Ｓ１４１）
画素Ｆ（ｘ，ｙ）について、図２（ｃ）▲１▼に示すような、ヒストグラムパターンＨ（ｘ，ｙ，ｚ）が得られる。
ここで、
Ｈ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Σj Σi Ｆ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）
但し、ｒ＝（ｉ2 ＋ｊ2 ）1/2 
である。
尚、ｘ，ｙ、ｚは、それぞれ、現像処理を行う最小単位（以下セルとも言う）のＸ、Ｙ、Ｚ方向ピッチの整数倍である。
また、電子線照射の領域（描画領域）を決める閉図形部に、微細加工処理に対し重み情報が付加されているとき、重みの高い閉図形部と重複する（交差するとも言う）画素に対しては、ヒストグラムのカウント値を高くして、近傍画素分布を調整することもできる。
【００１７】
一方、予め、注目する画素を中心として、画素中心間距離が所定の範囲において、注目する画素に対し、画素中心間の距離をパラメータとして、描画データ状態とは別に、考えられる（可能性のある）オン画素の状態、全てを、それぞれ、ヒストグラムパターンデータとして、得ておき（図２（ｅ）の▲１▼）、且つ、各ヒストグラムパターンデータ毎に、それぞれ、ヒストグラムＩＤ（ｉｄとする）を付与して、これらをデータベースとして保管しておく。（Ｓ２１０，図２（ｅ）の▲２▼）
Ｈ（ｘ，ｙ，ｒ）＝Ｃ（ｒ，ＩＤ（ｘ，ｙ））
のように表し、ヒストグラムパターンＨ（ｘ，ｙ，ｚ）をコード化しておく。
このようにして、ヒストグラムパターンデータ群（定型画素分布集合とも言う）、ヒストグラムコード群（画素分布コード群とも言う）が、データベースとして保管される。
【００１８】
描画データの全ての画素に対し、それぞれ得られたヒストグラムパターン（図２（ｃ）▲１▼）に対し、それぞれ、データベース（Ｓ２１０）のどのヒストグラムパターンと対応するかを決め、決められたヒストグラムパターンのＩＤ（ｉｄ）を、それぞれ、その画素に対応するヒストグラムＩＤとして決める。（Ｓ１４２，図２（ｃ）の▲２▼）
このようにして、描画データの全ての画素に対し、それぞれ、ヒストグラムＩＤが決められ、描画データに対応したヒストグラムコード群２（画素分布コード２）が得られる。（Ｓ１５０）
【００１９】
次に、電子線散乱計算（モンテカルロ法）（Ｓ２２１，図２（ｆ）の▲１▼）に基づき、電子線照射による蓄積エネルギーＥ（ｚ，ｒ）を３次元的に求めて、全てのヒストグラムＩＤに対し、断面方向（Ｚ軸方向）、所定ピッチ（現像処理の際の最小単位（セルとも以下言う）の幅に相当）毎に、ＩＤ（ＩＤパターンとも言う）別の蓄積エネルギーＺ軸分布Ｕ（ｚ，ｉｄ）を得る。（Ｓ２２２、図２（ｆ）の▲２▼）
ここで、
Ｕ（ｚ，ｉｄ）＝Σr Ｃ（ｒ，ｉｄ）Ｅ（ｚ，ｒ）
と表される。
次いで、ｉｄパターン別に、各セル毎に蓄積されたエネルギーから各セルのＺ方向のみの現像スピードＲ（ｚ，ｉｄ）を換算し（S ２２３）、現像処理を実行し（Ｓ２２４，図２（ｆ）▲３▼）、ｉｄパターン別の、現像時間毎のＺ軸方向現像状態（現像パターンとも言う）Ｖ（ｚ，ｉｄ，ｔ）、即ち断面データを得る。（Ｓ２３０，図２（ｆ））の▲４▼）
ここで、
Ｒ（ｚ，ｉｄ）＝Ｇ（Ｕ（ｚ，ｉｄ））
Ｖ（ｚ，ｉｄ，ｔ）＝Ｓ（Ｒ（ｚ，ｉｄ），ｔ）
と表される。
これより、描画データの全画素に対応する断面データＶ（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ）が得られたこととなる。
ここで、
Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ）＝Ｖ（ＩＤ（ｘ，ｙ），ｔ）
と表される。
【００２０】
次いで、描画データの全ての画素に対し、それぞれ、ヒストグラムＩＤが決められ得られた、描画データに対応したヒストグラムコード群２（Ｓ１５０、図２（ｄ）））と、ＩＤ別の画素断面データ（Ｓ２３０、図２（ｆ）））から、描画データの各画素毎に、その位置に対し、断面方向に、ＩＤ別の画素断面データを配置することにより、シミュレーションを実行し、予測形状を得る。（Ｓ１６０、図２（ｇ）））
尚、図２（ｇ）▲１▼は指定領域全体に対する予測形状を示し、図２（ｇ）▲２▼はその一割断面を示したものである。
【００２１】
次に、電子線描画による試料への３次元エネルギー蓄積分布と、現像プロセスを、図６に基づいて更に説明しておく。
先ず、描画する電子ビーム（電子線とも言う）の形状が設定されると（Ｓ５０５）、これと電子ビームの設定ｄｏｓｅ量より、電子ビーム（電子線とも言う）の形状に対応し、照射される単位の電子ビームの粒子分布が計算にて得ることができる。（Ｓ５１０）
尚、ビーム形状は、アパーチャを通るビームの投影像で、通常、ラスター型ＥＢ描画装置、ベクター型ＥＢ描画装置では、それぞれ、円形、四角形である。
次いで、試料（媒体とも言うが、本例ではフォトマスクである）の物理的仕様が設定されると（Ｓ５１５）、公知のモンテカルロ法による電子飛跡計算を行い、単体電子ビームの散乱をシミュレートし、これより、試料の各部に蓄積されるエネルギーを算出し、単体電子による試料内部での蓄積分布を得る。（Ｓ５２１）
尚、モンテカルロ法による電子飛跡計算（散乱シミュレーション）と、これより得られる、媒体内に３次元的に蓄積される蓄積エネルギー（非弾性散乱損失エネルギー）量の計算は、既に公知で、ここでは、そのフロー図８に挙げるに止め、説明を省く。
透明基板上にクロム層を遮光膜とし設け、さらにその上にレジストを設けたフォトマスク用基板で有る場合には、レジスト層、クロム層、透明基板、それぞれの分子構成、密度、厚さが、物理的仕様である。
尚、モンテカルロ法による電子飛跡の追跡対象の設定については、一次電子の前方散乱、一次電子の後方散乱、二次電子、オージェ電子、フォノン（振動、熱量）等、設定できる。
次いで、得られた電子ビームの粒子分布（Ｓ５１１）と、単位電子エネエルギー蓄積分布（Ｓ５２１）をデータとして用い、描画データに基づく形状に沿ってスキャニングして（Ｓ５３０）、試料内のおける３次元蓄積エネルギー分布を得る。（Ｓ５４０）
詳しくは、現像処理の最小単位であるセル毎に畳み込み演算して、試料内のおける３次元蓄積エネルギー分布を得る。
【００２２】
このようにして、レジスト内の３次元蓄積エネルギー分布が得られるが、現像条件を設定し（Ｓ５４５）、Ｄｉｌｌの式、Ｍａｃｋの式を用い、レジスト内の各セル毎に、それぞれ、現像速度を計算し、全体の現像速度分布を求める。（Ｓ５５０）
ここで言う現像条件とは、レジスト仕様、現像液濃度、温度等である。
【００２３】
Ｄｉｌｌの式は、セルｆ（ｘ，ｙ，ｚ）に蓄積されるエネルギーをＵ（ｘ，ｙ，ｚ）とした場合の、セルｆ（ｘ，ｙ，ｚ）の現像速度Ｒ（ｘ，ｙ，ｚ）を（１）式のように表すものである。
0004459363.tif 000002
但し、Ａ、Ｂ、ｎ、α、Ｃ、εは定数であるが、実験による経験値である。
【００２４】
Ｍａｃｋの式は、セルｆ（ｘ，ｙ，ｚ）に蓄積されるエネルギーをＵ（ｘ，ｙ，ｚ）とした場合の、セルｆ（ｘ，ｙ，ｚ）の現像速度Ｒ（ｘ，ｙ，ｚ）を（２）式のように表すものである。
Ｒ（ｘ，ｙ，ｚ）＝［Ｒｍａｘ｛（ａ＋１）（１−ｍ）n ｝／｛ａ＋（１−ｍ）n ｝］＋Ｒｍｉｎ                （２）
ここで、
ｍ＝ｅ−CU(x,y,z)                                   （３）
但し、Ｒｍａｘは完全に露光されたレジスト部の現像速度、Ｒｍｉｎは完全に露光されていないレジスト部の現像速度を表し、Ｃは定数で、ｎは溶解選択性を示しもので、ａは（４）式で表される定数である。
ａ＝［（ｎ＋１）／（ｎ−１）］（１−ｍTH）n         （４）
（４）式中、ｍTHはｍの閾値である。
Ｍａｃｋの式の場合も、各定数は、実験による経験値である。
【００２５】
次いで、現像条件を設定して、セル・リムーバル法により、レジストの表面に沿ってレジスト溶解像を計算する。（Ｓ５６０）
ここで言う現像条件とは、現像液流体条件、現像時間等である。
セル・リムーバル法は、Ｄｉｌｌの式、Ｍａｃｋの式等を用い、各セルの現像速度を決めた後、設定時間までの時間を細かいステップ時間に分割し、各セルに対して、ステップ時間の経過分だけ指定の速度で現像を進め、その分だけセル体積値を減少させるもので、現像処理経過毎の、即ち、ステップ時間毎の最表層部セルを登録するリスト（これをセルリストとも言う）を作成し、最表層部セルのみを現像処理の対象とする。
現像されていないセルの体積値（容積とも言う）を１００として、セルの体積値が０または負値になったセルを、セルリストより削除し、これに代え、削除されたセルの背後（Ｚ方向下層）に位置する内部のセルを最表層部セルとして、セルリストに追加し、これを処理対象セルとする。
以下、図７に基づいて、セル・リムーバル法による、レジストの溶解像の計算例を、簡単に説明しておく。
現像処理が始まる前は、処理対象のセルの集合は、図７（ａ）に示すようになっており、図７（ｄ）に示すセルリストにセルＩＤとして記載されるように、処理対象となる最表層部セルは、それぞれ体積値１００であり、各セルはそれぞれの現像速度を持つ。
現像を開始し、ステップ時間Ｔ１時間後の、図７（ｄ）に示す各セルの体積値（容積）は、図７（ｅ）に示すようになる。
各セルの容積は、ステップ時間Ｔ１の経過分だけ指定の速度で現像を進め、その分だけセル体積値を元の１００から減少させたものである。
この場合、セル［２，２，１］、セル［３，２，１］、セル［２，３，１］、セル［３，３，１］の容積が０となっている。
したがって、次のステップ時間Ｔ１の現像に先たち、図７（ｅ）に示すセルリストから、セル［２，２，１］、セル［３，２，１］、セル［２，３，１］、セル［３，３，１］を削除し、削除するセルに代え、これらのセルの背後（（Ｚ方向下層）に位置する内部のセル、セル［２，２，２］、セル［３，２，２］、セル［２，３，２］、セル［３，３，２］を最表層部セルとして、セルリストに追加し、これを処理対象セルとする。（図７（ｆ））
図７（ｆ）は、図７（ａ）に示す現像処理が始まる前の処理対象のセルの集合から、セル［２，２，１］、セル［３，２，１］、セル［２，３，１］、セル［３，３，１］を削除した状態を示したものである。
このように、ステップ時間Ｔ１毎に、セルリストを管理しながら、更に、所定の現像を進めていき、図７（ｃ）に示すような最終的な形状を得る。
【００２６】
本例の場合、データベース（Ｓ２１０）、画素断面データ（Ｓ２３０）は、描画データ（Ｓ１１０）には、影響されない独立のものである。
このため、処理ステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２２３を、予め、行っておき、これらをデータベースとして保存しておくことにより、種々の異なる描画データ（Ｓ１１０）にも、描画データ毎に処理ステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２２３を、行う必要はなく、簡単に対応できる。
即ち、処理ステップＳ１１０からＳ１５０を行う際に、保存されているデータベース（Ｓ２１０）、画素断面データ（Ｓ２３０）を参照、利用すれば良いのである。
これより、従来に比ベ、計算負荷が減少し、処理途上で必要なメモリ容量が減少する。
また、シミュレーションする領域を変更するなど描画図形データのみの変更など部分変更の際、全てを再計算する必要がなく、迅速な切り替えが行える。
また、２次元でシミュレーションしている状態から、必要に応じて３次元に切り替える際、再計算する割合が少なくて済む。
【００２７】
尚、従来は、図４、あるいは図５に示すような工程で、予測形状を構築していた。
尚、図５は、図４の工程を模式的に示した工程図である。
即ち、本例と同様に、描画領域ラスター変換（Ｓ４２０）を行い、分割して得られた各画素Ｆ（ｘ，ｙ）について、それぞれ、描画する画素の場合値１、描画しない画素の場合値０としておき、これと、モンテカルロ法による電子線飛跡計算から得られた、単体電子線による媒体内への蓄積エネルギー分布Ｅ（ｚ，ｒ）から（Ｓ４４０）、対象とする描画データ毎に、その都度、３次元の蓄積エネルギーＵ（ｘ，ｙ，ｚ）を求めていた。（Ｓ４５０）
そして、現像処理の最小単位である各セルに蓄積される蓄積エネルギーＵ（ｘ，ｙ，ｚ）に対応して、各セル毎に現像速度を、本例と同様にして決めた後、本例と同様に、セル・リムーバル法により、予測形状を構築していた。
【００２８】
本例の変形例としては、媒体をフォトマスクに代え、シリコンウエハとし、ＥＢ描画装置で直描を行った場合、あるいは電子線マスクを用いて電子線露光を行った場合の、レジストの現像シミュレーション、あるいは、電子ビーム以外のレーザビーム、Ｘ線ビーム、イオンビームを描画線源とした場合の、レジストのシミュレーションを挙げることができる。
基本的には、同様にして、予測形状を得ることができる。
また、本例のようなＥＢ描画装置を用いて電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスにおいて、レジストのベーキング（特にＰＥＢ）を考慮したシミュレーションを行うこともできる。
【００２９】
また、本例のようにして得られた、現像形状に基づいた、クロム層のエッチング処理を、更にシミュレートする、シミュレーションが挙げられる。
この場合は、エッチング条件を設定し、ストリングモデル法等により、エッチング処理による予測形状を得るものである。
エッチング条件としては、エッチングガスの濃度、温度、エッチング時間、エッチング流体条件等が挙げられる。
尚、ストリングモデル法は公知で、ここでは説明を省略する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、ＥＢ描画装置を用いて電子線描画を行うフォトマスク作製プロセスの、レジストの解像性、断面形状等の情報を得るため等の、微細加工形状のシミュレーション方法で、計算負荷を減少させることができ、必要とするメモリ容量を滅少させることができ、シミュレーンョン条件部分変更に対する再計算の量を減らすことができるシミュレーション方法の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微細加工形状のシミュレーション方法の実施の形態の１例の概略工程図
【図２】図１に示す１例を模式的に示した工程図
【図３】近接画素分布ヒストグラム計算を説明するための図
【図４】従来の微細加工形状のシミュレーション方法の１例の概略工程図
【図５】図４に示す１例を模式的に示した工程図
【図６】電子線描画による試料への３次元エネルギー蓄積分布と、現像プロセスを説明するための概略図
【図７】セル・リムーバル法を説明するための図
【図８】散乱シミュレーション（モンテカルロ法）と非弾性散乱損失エネルギー等を説明するための概略図
【符号の説明】
３１０        描画される領域（閉図形部でもある）
３２０        画素
３２５        注目する画素
Ｓ４１０〜Ｓ４６０      処理ステップ
【図１】
0004459363.tif 000003
【図２】
0004459363.tif 000004
【図３】
0004459363.tif 000005
【図４】
0004459363.tif 000006
【図５】
0004459363.tif 000007
【図６】
0004459363.tif 000008
【図７】
0004459363.tif 000009
【図８】
0004459363.tif 000010