(57)【要約】【課題】 多層構造に起因する精度劣化の要因を考慮して、露光データを作成するための技術を提供する。【解決手段】 入力部１１は、レイアウトデータや露光実験データを外部から入力し、記憶部１２に格納する。パラメータ抽出部１３は、露光実験データからのパラメータの値の抽出を行う。近接効果補正部１４は、そのパラメータの値を用いて近接効果補正を行い、露光データを作成する。露光検証部１５は、作成された露光データに対し、そのパラメータを用いた露光検証を行い、エラー箇所を抽出する。エラー箇所を抽出した場合、パラメータ抽出部１３、近接効果補正部１４に処理の再度の実行を指示する。それにより、適正とする範囲内で、エラー箇所が無くなるようにパラメータの値を更新させ、更新後のパラメータの値を用いて近接効果補正を行った露光データを再作成させる。【選択図】図１
2007220748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを作成するための方法であって、
前記レジスト膜に形成すべきパターンを示すレイアウトデータから生成された、前記荷電粒子ビームにより露光すべきパターンを示す露光データを取得し、
１つ以上の変更可能な係数を用いて、前記露光データの露光検証を行い、
前記露光検証によって前記露光データにおけるエラー箇所を抽出した場合に、前記係数の値の変更を行い、
前記値を変更した後の係数を考慮して前記露光データを再作成する、
ことを特徴とする露光データ作成方法。
【請求項２】
前記露光検証は、レジスト層が形成された露光対象層より下に位置する層による荷電粒子ビームの後方散乱を考慮して行う、
ことを特徴とする請求項１記載の露光データ作成方法。
【請求項３】
前記露光検証は、前記係数を用いて行う第１の露光検証と、該第１の露光検証の結果により行う第２の露光検証と、の２段階で行う、
ことを特徴とする請求項１記載の露光データ作成方法。
【請求項４】
前記第１の露光検証は、後方散乱強度の大きさを近似する危険度を算出して行う、
ことを特徴とする請求項３記載の露光データ作成方法。
【請求項５】
前記露光検証として、前記半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮した膜厚マージン検証、及び該層に形成されるパターンの寸法上の誤差を考慮した面積密度マージン検証のうちの少なくとも一つを行う、
ことを特徴とする請求項１記載の露光データ作成方法。
【請求項６】
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを検証するための方法であって、
前記半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮して、前記レジスト膜に得られる露光量を複数、計算し、
該計算した複数の露光量を基に、前記露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する、
ことを特徴とする露光データ検証方法。
【請求項７】
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを検証するための方法であって、
前記半導体基板を構成する層に形成されるパターンの寸法上の誤差を考慮して、前記レジスト膜に得られる露光量を複数、計算し、
該計算した複数の露光量を基に、前記露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する、
ことを特徴とする露光データ検証方法。
【請求項８】
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを作成する装置であって、
前記レジスト膜に形成すべきパターンを示すレイアウトデータから生成された、前記荷電粒子ビームにより露光すべきパターンを示す露光データを取得するデータ取得手段と、
１つ以上の変更可能な係数を用いて、前記露光データの露光検証を行う露光検証手段と、
前記露光検証手段が露光検証によって前記露光データにおけるエラー箇所を抽出した場合に、前記係数の値の変更を行う係数値変更手段と、
前記係数値変更手段が値を変更した後の係数を考慮して前記露光データを再作成するデータ作成手段と、
を具備することを特徴とする露光データ作成装置。
【請求項９】
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを検証する装置であって、
前記半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮して、前記レジスト膜に得られる露光量を複数、計算する計算手段と、
前記計算手段が計算した複数の露光量を基に、前記露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する露光検証を行う露光検証手段と、
を具備することを特徴とする露光データ検証装置。
【請求項１０】
コンピュータに実行させるプログラムであって、
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜に形成すべきパターンを示すレイアウトデータから生成された、荷電粒子ビームにより露光すべきパターンを示す露光データを取得する取得機能と、
１つ以上の変更可能な係数を用いて、前記露光データの露光検証を行う検証機能と、
前記行う機能による露光検証によって前記露光データにおけるエラー箇所を抽出した場合に、前記係数の値の変更を行う変更機能と、
前記変更機能により値を変更した後の係数を考慮して前記露光データを再作成する作成機能と、
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを作成するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）などの半導体デバイスの製造では非常に微細なパターンの形成が求められている。それにより現在では普通、パターンの形成のための露光に荷電粒子ビームが用いられている。荷電粒子としては電子を用いるのが普通である。
【０００３】
荷電粒子ビーム露光では、レジスト膜に入射した荷電粒子の一部が前方散乱され、レジスト膜を透過した荷電粒子の一部が後方散乱されて再びレジスト膜に入射する。このため、たとえ荷電粒子ビームをレジスト膜上の一点に入射させても、荷電粒子によって露光される領域はその一点だけでなく、その周囲にも及ぶ（近接効果）。それにより、荷電粒子ビームの露光パターンを示す露光データは、レジスト膜に形成すべきパターンを示すレイアウトデータに対し、露光パターンの露光量あるいは寸法を最適化する近接効果補正を行って作成するのが普通となっている（特許文献１〜３）。
【０００４】
近年の半導体デバイスの微細化に伴い、半導体基板を露光するための露光パターンの形状も微細になり、また多層構造も複雑となっている。そのような半導体基板への露光による後方散乱強度は、物理モデルに基づくシミュレーション（例えばモンテカルロ法によるシミュレーション）によって高精度に計算することが可能である。しかし、その計算には非常に長い時間がかかるのが実情である。そのため、より高い精度を実現しつつ、より短い時間で強度を計算することが求められている。
【０００５】
周知のように、荷電粒子の散乱は材料によって異なる。特許文献１に記載された従来技術では、距離に依存した散乱分布を係数ａとして用意し、面積密度法により各エリアの後方散乱強度を求めるようにしている。エリア（ｉ，ｊ）における強度をＦｂi,jと表記すると、その強度Ｆｂi,jは最終的に以下のようにして計算される。
【０００６】
【数１】
2007220748.tif 000003
【０００７】
ここで、αi+l,j+mはエリア（ｉ＋ｌ，ｊ＋ｍ）におけるパターン密度、Ｑi+l,j+mはエリア（ｉ＋ｌ，ｊ＋ｍ）に照射された露光量、Ｅn-1（ｉ＋ｌ，ｊ＋ｍ；ｉ，ｊ）はエリア（ｉ，ｊ）に照射された露光量がエリア（ｉ＋ｌ，ｊ＋ｍ）に影響する程度を示す荷電粒子強度係数を表している。
【０００８】
上記荷電粒子強度係数Ｅn-1は、上記係数ａに対応するものである。その係数ａは、材料別に用意した、荷電粒子の層での反射を示す比率である反射係数Ｒ、及びその層を透過する比率を示す透過係数Ｔを用いて計算される値である。それにより、各層の材料を考慮した後方散乱強度Ｆｂi,jを計算できるようにして、高い精度を実現させている。これは、露光データも高い精度で適切に作成できることを意味する。
【０００９】
半導体デバイスの製造では、多層構造に起因する精度劣化の要因、例えば化学的機械研磨（ＣＭＰ）の不均一による下層の膜厚のばらつきや、下層のパターン寸法精度誤差が生じることがある。そのような要因によって、レジスト膜への蓄積エネルギー分布が変動する。上記係数Ｒ、Ｔとすべき各値は、そのような要因の発生や程度によって変化するため、これは式（１）により計算される後方散乱強度Ｆｂi,jに誤差が生じることに相当する。半導体デバイスの微細化によって、その誤差の影響が大きい傾向にある。それにより、全てが適切な露光データであっても、露光検証によって不適切と見なす箇所（解像不良箇所）が生じやすい。このようなことから、露光検証を含む露光データの作成では、精度劣化の要因を考慮することも重要であると考えられる。
【００１０】
特許文献２、３に記載された従来技術では、後方散乱強度を含む蓄積エネルギーを計算するポイントを評価点として予め限定することにより、計算量を低減させている。
【特許文献１】特開２００５−１０１５０１号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９７８４号公報
【特許文献３】特開平１１−８１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、多層構造に起因する精度劣化の要因を考慮して、露光データを作成するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の露光データ作成方法は、多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを作成するための方法であって、レジスト膜に形成すべきパターンを示すレイアウトデータから生成された、荷電粒子ビームにより露光すべきパターンを示す露光データを取得し、１つ以上の変更可能な係数を用いて、露光データの露光検証を行い、露光検証によって露光データにおけるエラー箇所を抽出した場合に、係数の値の変更を行い、値を変更した後の係数を考慮して露光データを再作成する。
【００１３】
なお、上記露光検証は、レジスト層が形成された露光対象層より下に位置する層による荷電粒子ビームの後方散乱を考慮して行う、ことが望ましい。また、係数を用いて行う第１の露光検証と、該第１の露光検証の結果により行う第２の露光検証と、の２段階で行う、ことが望ましい。その第１の露光検証は、後方散乱強度の大きさを近似する危険度を算出して行っても良い。また、露光検証として、半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮した膜厚マージン検証、及び該層に形成されるパターンの寸法上の誤差を考慮した面積密度マージン検証のうちの少なくとも一つを行う、ことが望ましい。
【００１４】
本発明の第１、及び第２の態様の露光データ検証方法は共に、多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを検証するための方法であって、それぞれ以下のように露光検証を行う。
【００１５】
第１の態様の露光データ検証方法は、半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮して、レジスト膜に得られる露光量を複数、計算し、計算した複数の露光量を基に、露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する。
【００１６】
第２の態様の露光データ検証方法は、半導体基板を構成する層に形成されるパターンの寸法上の誤差を考慮して、レジスト膜に得られる露光量を複数、計算し、計算した複数の露光量を基に、露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、荷電粒子ビームにより露光すべきパターンを示す露光データに対し、１つ以上の変更可能な係数を用いた露光検証を行い、その露光検証によって露光データにおけるエラー箇所を抽出した場合に、係数の値の変更を行い、値を変更した後の係数を考慮して露光データを再作成する。
【００１８】
係数によっては、多層構造に起因する精度劣化の要因を考慮して、適正とする範囲が存在するものがある。そのような係数を用いた露光検証では、露光検証に採用した値によってエラー箇所が変化する可能性がある。その可能性により、実際にはエラーとならない箇所をエラー箇所と見なしてしまう場合がある。しかし、適正とする範囲内で係数値を変化させ、露光データの再作成を行う場合、エラー箇所と見なすべきでない箇所をエラー箇所と見なしてしまうのを回避、或いは抑えることができる。そのため、本来、対応すべきエラー箇所への対応がより容易に行えることとなる。その結果、多層構造に起因する精度劣化の要因を考慮した露光データの作成もより容易に行えることとなる。
【００１９】
本発明では、半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮して、レジスト膜に得られる露光量を複数、計算し、計算した複数の露光量を基に、露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する。このため、膜厚の誤差によってエラー箇所となる部分を確実に抽出することができる。
【００２０】
本発明では、半導体基板を構成する層に形成されるパターンの寸法上の誤差を考慮して、レジスト膜に得られる露光量を複数、計算し、計算した複数の露光量を基に、露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する。このため、形成されるパターンの寸法上の誤差によってエラー箇所となる部分を確実に抽出することができる。
【００２１】
それらは何れも、多層構造に起因する精度劣化の要因への対応をより容易とさせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施の形態による露光データ作成装置の構成を説明する図である。
その作成装置は、各層のレイアウトデータを入力して露光データを作成し、露光検証を行って、不良とみなすべき箇所（エラー箇所）が見つかった場合に、その箇所が無くなるように露光データを再作成するものである。
【００２３】
入力部１１は、レイアウトデータや露光実験データを外部から入力するためのものである。本実施の形態では、特許文献１に記載された方法を用いた露光検出を行うようにしている。露光実験データは、その露光検出用に必要な係数を抽出するためのデータである。その係数の値は多層構造に起因する精度劣化の要因を考慮して変更（更新）することから、以降「パラメータ」と呼ぶ。そのパラメータは複数、存在する。
【００２４】
記憶部１２は、入力部１１が入力した各種データを格納するためのものである。パラメータ抽出部１３は、露光実験データからのパラメータの値の抽出、或いはその変更を行うものである。近接効果補正部１４は、パラメータ抽出部１３から入力したパラメータの値を用いて近接効果補正を行い、露光データを作成するものである。
【００２５】
露光検証部１５は、作成された露光データに対して露光検証を行い、エラー箇所を抽出するものである。特許文献１に記載された方法を用いた露光検出（簡易露光検出）を行う簡易露光検出部１５ａ、及び例えばモンテカルロ法による露光検出を行う詳細露光検出部１５ｂを備えている。
【００２６】
簡易露光検出は、露光データ全体に対して行い、詳細露光検出は、その管理露光検出によって抽出されたエラー箇所を対象に行うようになっている。それにより、計算時間がかかる露光検出は必要最小限で行うようにして、高い精度を実現しつつ、より迅速に露光データの作成を行えるようにさせている。
【００２７】
簡易露光検出によって抽出されたエラー箇所が詳細露光検出によってもエラー箇所として確認できた場合、露光検出部１５は、そのエラー箇所を記憶部１２に格納し、パラメータ抽出部１３、近接効果補正部１４に処理の再度の実行を指示する。それにより、パラメータ抽出部１３は、多層構造に起因する精度劣化の要因を考慮して定められた適正とする範囲内で、エラー箇所が無くなる方向でパラメータの値の更新を行い、近接効果補正部１４は、更新後のパラメータの値を用いて近接効果補正を行った露光データを再作成する。
【００２８】
露光検出部１５は、再作成された露光データに対する露光検証を再度、行う。その露光検出によって再度エラー箇所を抽出した場合には、パラメータ抽出部１３、近接効果補正部１４には再度、処理の実行を指示する。それにより、多層構造に起因する精度劣化の要因を考慮すればエラー箇所と見なせないものが存在しない露光データを作成させる。そのような露光データが出力部１６により出力される。
【００２９】
図１１は、上記作成装置を実現できるコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。図１についての詳細な説明の前に、作成装置を実現できるコンピュータの構成について具体的に説明する。混乱を避けるために以降、作成装置は図１１に構成を示す１台のコンピュータによって実現されていることを前提として説明することとする。
【００３０】
図１１に示すコンピュータは、ＣＰＵ６１、メモリ６２、入力装置６３、出力装置６４、外部記憶装置６５、媒体駆動装置６６、及びネットワーク接続装置６７を有し、これらがバス６８によって互いに接続された構成となっている。同図に示す構成は一例であり、これに限定されるものではない。
【００３１】
ＣＰＵ６１は、当該コンピュータ全体を制御する中央処理装置である。
メモリ６２は、プログラム実行、データ更新等の際に、外部記憶装置６５（あるいは可搬型の記録媒体ＭＤ）に記憶されているプログラムあるいはデータを一時的に格納するＲＡＭ等のメモリである。ＣＰＵ６１は、プログラムをメモリ６２に読み出して実行することにより、全体の制御を行う。
【００３２】
入力装置６３は、例えば、キーボード、マウス等の入力装置と接続されているか、或いはそれらを有するものである。そのような入力装置に対するユーザの操作を検出し、その検出結果をＣＰＵ６１に通知する。
【００３３】
出力装置６４は、例えばディスプレイと接続されているか、或いはそれを有するものである。ＣＰＵ６１の制御によって送られてくるデータをディスプレイ上に出力させる。
ネットワーク接続装置６７は、例えばイントラネットやインターネット等のネットワークを介して、他の装置と通信を行うためのものである。外部記憶装置６５は、例えばハードディスク装置である。主に各種データやプログラムの保存に用いられる。
【００３４】
記憶媒体駆動装置６６は、光ディスクや光磁気ディスク等の可搬型の記録媒体ＭＤにアクセスするものである。
上記レイアウトデータや露光実験データは、ネットワーク接続装置６７、或いは媒体駆動部６６を介して取得され、例えば外部記憶装置６５に格納される。このため、入力部１１は、例えばＣＰＵ６１、メモリ６２、外部記憶装置６５、ネットワーク接続装置６７、媒体駆動部６６、及びバス６８によって実現され、記憶部１２は、例えば外部記憶装置６５、或いはメモリ６２によって実現される。作成された露光データは、ネットワーク接続装置６７、或いは媒体駆動部６６を介して出力される。このため、出力部１６は、例えばＣＰＵ６１、メモリ６２、外部記憶装置６５、ネットワーク接続装置６７、媒体駆動部６６、及びバス６８によって実現される。それら以外は、例えばＣＰＵ６１、メモリ６２、外部記憶装置６５、及びバス６８によって実現される。
【００３５】
本実施の形態による露光データ作成装置（露光データ検証装置）は、それに必要な機能を搭載したプログラムをＣＰＵ６１が実行することで実現される。そのプログラムは、記録媒体ＭＤに記録して配布しても良く、或いはネットワーク接続装置６７により取得しても良い。
【００３６】
図２は、露光検証におけるエラー箇所の検出方法を説明する図である。図中「目的図形」はレイアウトデータが示すパターンに相当し、「評価点」は目的図形のエッジ上に定めた検証を行う点、「解像位置」は実際に形成されるパターン上の評価点に相当する点である。本実施の形態では基本的に、解像位置と評価点間の位置のずれに着目してエラー箇所の抽出を行っている。
【００３７】
図３は、補正パラメータ抽出データ管理テーブルを説明する図である。そのデータ管理テーブルは記憶部１２に格納される。これは、図４に示す検証エラー管理テーブルも同様である。以降、補正パラメータ抽出データ管理テーブルは「データ管理テーブル」、検証エラー管理テーブルは「エラー管理テーブル」とそれぞれ略記する。
【００３８】
データ管理テーブルは、パラメータ抽出用のデータを管理・保存するために用意したものである。そのテーブルには、データの種類毎に、評価点、解像位置の各座標が格納される。図３中に表記の「レイアウトデータ識別名」は近接効果補正を行ったレイアウトデータ、つまり露光データの識別用の名称である。
【００３９】
パラメータ抽出部１３は、データ管理テーブルに格納されたデータを参照して、パラメータの値を決定する。例えば最初は、露光実験データから、評価点と解像位置が一致するようなパラメータの値を抽出して決定し、それ以降は、新たに格納されたデータからパラメータの値を抽出し、各抽出したパラメータの値を考慮して最適なものを決定する。最適なパラメータの値の決定は、例えば最初に決定した値を初期値として、最小二乗法を用いて行う。パラメータの値の抽出方法としては、出願人が平成１７年７月２１日に出願した特願２００５−２１１０４２号に記載された技術を用いることができる。
【００４０】
ところで、パラメータの値にはそれぞれ適正な範囲が存在する。パラメータの値の決定は、その範囲を考慮して行う必要がある。このことから、実際には以下のようにしてパラメータの値を決定している。
【００４１】
特許文献１に記載された後方散乱強度の計算方法では、各層の材料毎の透過係数Ｔ、反射係数Ｒ、ガウス分布の１／ｅ半径を示す拡散長σには、物理的に考えられる範囲が存在する。各層が１種類だけの材料で構成される半導体基板の０〜∞の膜厚に対して各パラメータの値が取り得る範囲はそれぞれ以下のようなものとなる。
【００４２】
０≦Ｔ≦１                    ・・・  （２）
０≦Ｒ≦η（後方錯乱係数）    ・・・  （３）
０≦σ≦βｂ（後方散乱長）    ・・・  （４）
上記各パラメータの値の範囲は固定された膜厚に対するものなので、シミュレーション等によりその膜厚での各パラメータの値を抽出しておくことにより、その範囲は或る程度、絞ることができる。
【００４３】
モンテカルロ法によるシミュレーションを用いる場合、真空中に目的の材料の膜を置いて、その表面の１点に多数の荷電粒子（以降「電子」と表記）を入射したときの散乱をシミュレートするのが普通である。その場合、入射電子の総エネルギーに対して膜の表面から出ていった電子の総エネルギーの比率が反射係数Ｒ、膜の表面から出ていった電子のエネルギー分布をガウス分布で近似したときの広がり（１／ｅ半径）が拡散長σに相当する。入射電子の総エネルギーに対して膜の裏面から出ていった電子の総エネルギーの比率が透過係数Ｔに相当する。厳密には、電子のエネルギー量とレジストへの蓄積エネルギー量は一致しないので、求めた各パラメータの値Ｔ0、Ｒ0、σ0を基準に、或る程度の幅を持たせる必要がある。そのために、幅の割合を表す定数ｑを外部から指定し、次式に従って各パラメータＴ、Ｒ、σの値の範囲を設定する。
【００４４】
（１−ｑ）Ｔ0≦Ｔ≦ｑ＋（１−ｑ）Ｔ0        ・・・  （５）
（１−ｑ）Ｒ0≦Ｒ≦ｑη＋（１−ｑ）Ｒ0      ・・・  （６）
（１−ｑ）σ0≦σ≦ｑβｂ＋（１−ｑ）σ0    ・・・  （７）
ｑ＝１であれば式（５）〜（７）は式（２）〜（５）とそれぞれ一致し、ｑ＝０であればシミュレーションで求めた値と一致する。以降、各パラメータの値の下限値をそれぞれＴmin、Ｒmin、σmin、上限値をそれぞれＴmax、Ｒmax、σmaxと表記する。
【００４５】
最初は、式（５）〜（７）で示す範囲を適正な範囲として、各パラメータの値を決定する。２回目以降は、データ管理テーブルに新たに格納されたデータを考慮して、前回、得られた値を初期値として補正する形で行う。このため、前回、得られた値の近傍にある最適な値をパラメータとして決定することができる。
【００４６】
このときの各パラメータの値の範囲は式（５）〜（７）で示す範囲に制限する。しかし、新たにデータ管理テーブルに追加したデータが少なければ各パラメータの値の変動は小さいと期待できるので、初期値を中心に、新たに追加したデータの全体に占める割合に応じて、前回、適用した範囲を更に狭めても良い。その場合、初期値をそれぞれＴk-1、Ｒk-1、σk-1とし、新たに追加したデータが全データに占める割合をｐとしたとき、今回の各パラメータの値Ｔk、Ｒk、σkの取り得る範囲は以下のように制限しても良い。
【００４７】
ｐＴmin,k-1＋（１−ｐ）Ｔk-1≦Ｔk≦ｐＴmax,k-1＋（１−ｐ）Ｔk-1
・・・  （８）
ｐＲmin,k-1＋（１−ｐ）Ｒk-1≦Ｒk≦ｐＲmax,k-1＋（１−ｐ）Ｒk-1
・・・  （９）
ｐσmin,k-1＋（１−ｐ）σk-1≦σk≦ｐσmax,k-1＋（１−ｐ）σk-1
・・・  （１０）
各パラメータの値を定めた範囲内で補正する方法として最小二乗法を用いる場合、値が範囲外のパラメータの存在によって、２乗和χ2が最小とならないことがありうる。最小二乗法は、２乗和χ2をパラメータ値の組みの関数として、それが最小となるパラメータ値の組みを求めることに相当する。そこで、説明を簡単にするためにαというパラメータ値を１個のみとして、その値の範囲をα１≦α≦α２とし、２乗和χ2（α）を以下のように、境界より外では境界から単調に増加する式で求めるようにすると、範囲内に必ず最小値を持たせることができる。
【００４８】
χ2（α）        （α１≦α≦α２）    ・・・  （１１）
χ2（α）＋ｋα×（α１−α）        （α＜α１）    ・・・  （１２）
χ2（α）＋ｋα×（α−α２）        （α２＜α）    ・・・  （１３）
ここでｋαはαの差分を或る程度、大きな値にして最小値探索でαの外れ値からの戻りを速くするための定数（＞０）である。その値は１としても良い。
【００４９】
上述した方法は、パラメータ値が複数であっても同じように拡張することができる。このため、この方法を採用することにより、各パラメータはそれぞれ定められた範囲内で値の補正（決定）を行わせることができる。そのような補正により、実際にエラーとなる箇所、或いはその可能性が高い箇所のみが露光データに残るようになる。その結果、開発者にとっては対応が必要な箇所のみ、対応すれば良くなることから、作業効率、利便性がより向上することとなる。
【００５０】
図４は、検証エラー管理テーブルを説明する図である。
このエラー管理テーブルは、露光検証によって抽出されたエラー箇所の管理・保存のために用意したものである。エラー箇所毎に、評価点の座標、評価方向外向きベクトル、解像位置誤差、及びエラー内容を保存するようになっている。
【００５１】
評価点は、目的図形のエッジ上に設けている。このことから、評価方向外向きベクトル（以下「外向きベクトル」と略記）は、目的図形内部から評価点を通って外に向かうベクトルを単位ベクトルで表している。それにより、例えば図２において、評価点、解像位置がＸ軸上に存在し、解像位置が評価点よりもＸ軸上の座標位置が小さい位置に存在していれば、外向きベクトルは（１，０）となる。Ｘ軸上、逆の関係であれば（−１，０）となる。
【００５２】
解像位置誤差は、外向きベクトル方向上における評価点と解像位置の誤差を表している。そのため、例えば同様に図２において、評価点、解像位置がＸ軸上に存在し、解像位置が評価点よりもＸ軸上の座標位置が小さい位置に存在していれば、解像位置誤差は負の値で表現される。それにより、目的図形が太くなる方向に誤差が生じていれば解像位置誤差は正の値で表現され、その逆方向に誤差が生じていれば負の値で表現される。
【００５３】
本実施の形態では、複種類の露光検証を行うようにしている。図４中のＥ１〜Ｅ３はそれぞれ、エラーが抽出された露光検証の種類を表している。ここで図５〜図９を参照して、本実施の形態で行う露光検証について具体的に説明する。
【００５４】
図５は、パターンエッジ解像位置誤差検証法を説明する図である。同図（ａ）は当該検証法によってエラーが検出された場合の表示方法を示し、同図（ｂ）は当該検証法におけるエラー検出方法を示している。
【００５５】
図５（ａ）では、解像位置Δは評価点の左側に位置している。以降は便宜的に図６〜図９でも、解像位置Δ、評価点が並ぶ方向をＸ軸方向と想定する。解像位置Δから評価点に向かう方向はＸ軸上の位置が大きくなる方向とする。層が重なる方向については上下方向と呼ぶことにする。
【００５６】
図５（ｂ）中のグラフは、縦軸が露光強度（露光量）、横軸はＸ軸上の位置を表している。表記したＥthはパターンが形成されると見なす露光強度の閾値を表している。Δmaxは、評価点を基準にして、外向きベクトル方向（ここではＸ軸方向）上の許容範囲の最大値を表している。それにより、解像位置Δが−Δmax≦Δ≦Δmaxの範囲を誤差許容範囲として、その範囲内であればエラーとは見なさないようにしている。
【００５７】
図５（ａ）では、解像位置Δは−Δmaxよりも離れた位置となっている。図５（ａ）中のエラー図形は、それによるエラーが発生していることを通知するための図形であり、評価点にカバーさせているエッジ（ここではＹ軸）上の幅と、評価点と解像位置ΔのＸ軸上の幅（誤差）を持つ矩形として表示できるようにしている。そのエラー図形を表示させるためのデータは、例えばレイアウトデータ、或いは露光データと同じファイル形式で出力させれば良い。
【００５８】
図６は、露光強度コントラスト検証法を説明する図である。図５と同様に、同図（ａ）は当該検証法によってエラーが検出された場合の表示方法を示し、同図（ｂ）は当該検証法におけるエラー検出方法を示している。
【００５９】
このコントラスト検証法では、目的図形内における最大の露光強度Ｅmaxと、その外部の近傍における最小の露光強度Ｅminを用いてコントラスト値Ｃ（＝（Ｅmax−Ｅmin）／（Ｅmax＋Ｅmin））を算出する。その算出した値Ｃが許容可能な最小値として定めた閾値Ｃmin以上か否かにより、エラーが発生しているか否か確認する。そのエラーが発生した場合のエラー図形のＸ軸上の幅は、対応する評価点を持つ目的図形と隣接させて、Ｘ軸方向で隣り合う目的図形間の幅に１００−Ｃの値を掛けた幅としている。
【００６０】
図７は、露光量マージン検証法を説明する図である。図５と同様に、同図（ａ）は当該検証法によってエラーが検出された場合の表示方法を示し、同図（ｂ）は当該検証法におけるエラー検出方法を示している。
【００６１】
パターンが形成可能な露光強度はレジスト膜として採用するものによって異なる。これは、レジスト膜によって実際にエッジとなる位置が変化することを意味する。このことから、このマージン検証法では、図７（ｂ）に示すように、露光強度（露光量）の許容できる範囲を設定するための最大変動率ｋmaxを用意し、露光強度の閾値Ｅthの（１−ｋmax）分の１、その（１＋ｋmax）分の１となる２つの解像位置Δ1、Δ2を求め、それらの位置Δ1、Δ2が共に誤差許容範囲内か否か確認するようにしている。エラー図形のＸ軸上の幅は、それら解像位置Δ1、Δ2の幅としている。
【００６２】
図８は、下層膜厚マージン検証法を説明する図である。図５と同様に、同図（ａ）は当該検証法によってエラーが検出された場合の表示方法を示し、同図（ｂ）は当該検証法におけるエラー検出方法を示している。
【００６３】
後方散乱強度は材料だけでなく、層の膜厚によっても変動する。上記パラメータの各値をＴ、Ｒ、σとし、その膜厚がｎ倍になったときの各値をＴn、Ｒn、σnとすると、それら各値の間には以下の関係がある。このため、露光強度は膜厚によって変動する。
【００６４】
Ｔn＝Ｔn          ・・・  （１４）
Ｒn＝Ｒ（１−Ｔn2）／（１−Ｔ2）＝Ｒ（１−Ｔ2n）／（１−Ｔ2）
・・・  （１５）
σn＝ｎ1/2σ          ・・・  （１６）
その膜厚は、化学的機械研磨（ＣＭＰ）の不均一によってばらつく。また、半導体基板上の位置や製造プロセス等によっても変動する。このことから、このマージン検証法では、図８（ｂ）に示すように、下層の膜厚として考えられる最大変動量ｄを考慮し、膜厚が最大変動量ｄだけ厚い場合、その最大変動量ｄだけ薄い場合のそれぞれにおいて、露光強度が閾値Ｅthとなる解像位置Δ1、Δ2を求め、それらの位置Δ1、Δ2が共に誤差許容範囲内か否か確認するようにしている。それらの位置Δ1、Δ2の間に実際の解像位置が存在すると考えられることから、膜厚の誤差によって生じるエラーを確実に検出できることになる。エラー図形のＸ軸上の幅は、評価点と解像位置Δ2の幅としている。
【００６５】
図９は、下層面積密度マージン検証法を説明する図である。図５と同様に、同図（ａ）は当該検証法によってエラーが検出された場合の表示方法を示し、同図（ｂ）は当該検証法におけるエラー検出方法を示している。
【００６６】
後方散乱強度は材料によって変動する。面積密度法におけるエリアの面積密度は、パターン形成上の誤差によって変動する。例えば図９（ｂ）に示すように、層を上から見た図で矩形で示すものがコンタクトホールであった場合、そのコンタクトホールの幅（寸法）に最大変動量ｄが存在することが考えられる。そのような変動量ｄが考えられるとすると、露光強度は最大変動量ｄだけ寸法が太い場合と、最大変動量ｄだけ細い場合との間で変動することになる。このことから、このマージン検証法では、図９（ｂ）に示すように、下層に形成されたパターンの寸法として考えられる最大変動量ｄを考慮し、その寸法が最大変動量ｄだけ太い場合、その最大変動量ｄだけ細い場合のそれぞれにおいて、露光強度が閾値Ｅthとなる解像位置Δ1、Δ2を求め、それらの位置Δ1、Δ2が共に誤差許容範囲内か否か確認するようにしている。それらの位置Δ1、Δ2の間に実際の解像位置が存在すると考えられることから、形成されるパターンの寸法に生じた誤差によって生じるエラーを確実に検出できることになる。エラー図形のＸ軸上の幅は、評価点と解像位置Δ2の幅としている。
【００６７】
図４に表記のＥ１〜３はそれぞれ、パターンエッジ解像位置誤差検証法、露光強度コントラスト検証法、露光量マージン検証法によって検出されたエラーであることを表している。括弧内には、シンボル「Ｅ１」では解像位置Δの評価点からの誤差、シンボル「Ｅ２」ではコントラスト値Ｃ、シンボル「Ｅ３」では２つの解像位置Δ1、Δ2の評価点からの誤差、がそれぞれ表記されている。
【００６８】
露光検証部１５は、簡易露光検証部１５ａ、及び詳細露光検証部１５ｂそれぞれで、上述した各種検証法を用いた露光検証を行う。それにより、実際にエラーが発生するのを高精度に回避しつつ、パラメータ値を変更しての露光データの作成を行うようにさせている。
【００６９】
図１０は、露光データ作成処理のフローチャートである。次に図１０を参照して、露光データを作成するうえで実行する処理、及びその流れについて詳細に説明する。その作成処理は、例えば図１１に示すＣＰＵ６１が、外部記憶装置６５、或いは記録媒体ＭＤに記憶されているプログラムを実行することで実現される。それにより、本実施の形態による露光データ作成装置は、そのプログラムを図１１に示す構成のコンピュータに実行させることで実現される。ここでは、外部記憶装置６５（記憶部１２）にレイアウトデータＤ１、及び露光実験データが格納されていることを想定して説明を行う。
【００７０】
先ず、ステップＳ１では、外部記憶装置６５からレイアウトデータＤ１を読み出し、露光対象層、及びその下層のレイアウトデータを抽出する。次のステップＳ２では、例えばＲＡＭ６２に確保した領域に補正パラメータ抽出データ管理デーブル（図３）を格納し、外部記憶装置６５から露光実験データＤ２を読み出してそのテーブルに登録する。その後はステップＳ３に移行する。
【００７１】
ステップＳ３では、データ管理テーブルに登録したデータからパラメータの値を抽出する。続くステップＳ４では、抽出したパラメータ値を用いた近接効果補正を露光対象層のレイアウトデータに対して行い、露光データを作成する。その次のステップＳ５では、露光検証領域（露光データ）全体を対象に、設計上の重要箇所を抽出するためのウィンドウ処理を実行する。ステップＳ６にはその後に移行する。
【００７２】
このウィンドウ処理では、デザイン・ルール・チェックが行われ、高い精度が要求される箇所は設計上の重要箇所として抽出されることになる。
ステップＳ６では、管理露光検証を行い、エラー箇所を抽出して検証エラー管理テーブル（図４）に登録する。次のステップＳ７では、エラー管理テーブルに登録されたエラー箇所を対象に詳細露光検証を行い、その検証によってエラーとならなかった箇所はエラー管理テーブルから削除する。その後、ステップＳ８に移行する。
【００７３】
ステップＳ８では、処理終了基準を満たすか否か判定する。エラー管理テーブルに登録されたエラー箇所がない、登録されたエラー箇所が変わらない、或いは定めた範囲内でのパラメータ値の更新が行えないような場合、処理終了基準を満たすとして、判定はＹＥＳとなり、最後にステップＳ４を実行した際に作成した露光データＤ３をステップＳ９で出力した後、一連の処理を終了する。そうでない場合には、判定はＮＯとなってステップＳ１０に移行し、エラー管理テーブルに登録されていたエラー箇所をデータ管理テーブルに登録した後、上記ステップＳ３に戻る。
【００７４】
そのステップＳ３では、データ管理テーブルに追加されたデータ（エラー箇所）を考慮したパラメータ値の更新（補正）が行われ、次のステップＳ４では、露光データの再作成が行われる。ステップＳ５でのウィンドウ処理は、エラー管理テーブルに登録されたエラー箇所のみを対象に行い、その後に管理テーブルはクリア（初期設定）する。このように、２回目以降は、ステップＳ３〜Ｓ５では１回目とは異なる内容の処理が行われる。ステップＳ６での簡易露光検証は、高速に行えることから、露光検証領域全体を対象にしているが、ウィンドウ処理によって抽出した箇所のみを対象にさせても良い。
【００７５】
多層構造の半導体デバイスでは、上述した露光データ作成処理が層別に実行される。それにより、各層の適切な露光データをそれぞれ得ることができる。
なお、本実施の形態では、簡易露光検証法として（後方散乱強度の計算用に）特許文献１に記載された方法を採用しているが、別の方法を採用しても良い。例えば後方散乱の影響が大きい箇所は、非露光部分の露光強度が高くなることから、露光部分の露光量を下げる必要がある。その結果、解像性（コントラスト）が悪くなりやすい。それにより、そのような箇所を簡易的に評価する指標として危険度と呼ぶものがある。その危険度は、後方散乱強度の大きさに相当する、つまりその大きさを近似するようなものであり、エリア（ｉ，ｊ）の危険度（ｉ，ｊ）は以下によって計算される。「αk（ｉ，ｊ）」「（１−αk（ｉ，ｊ））」はそれぞれｋ層における重い方の材料、軽い方の材料のパターン面積密度である。
【００７６】
【数２】
2007220748.tif 000004
【００７７】
その後方散乱強度の大きさは、基板の表面が十分広い範囲で同じ場合、
１．重い材料の割合（パターン面積密度に相当）が高いほど大きい
２．重い材料の厚さが厚いほど大きい
といった傾向にある。αk（ｉ，ｊ）、（１−αk（ｉ，ｊ））にそれぞれ乗算する係数Ｃk、Ｄkの間には、１の傾向からＣk＞Ｄkの関係がある。従って、重い方の材料が存在する層が多い程、危険度は大きくなるため、２の傾向も考慮されている。例えば２層構造の半導体基板では、１層目に１００％重い方の材料、２層目に１００％軽い材料が存在するとき、危険度はＣ1×Ｄ2となる。２層目にも１００％重い材料が存在するとき、危険度はＣ1×Ｃ2となる。Ｃ2＞Ｄ2なので、この例では後者の法が危険度は大きくなる。このようなことから、計算される危険度は１、２の傾向を共に考慮したものとなる。従って、エラー箇所、或いはその可能性のある箇所の特定に用いることができる。
【００７８】
係数Ｃk、Ｄkの各適正値は上記パラメータＴ、Ｒ、σと同様に、膜厚や面積密度（パターンの寸法、等）によって変動し、適正な範囲が存在する。このことから、危険度を露光検証に用いたとしても、全体的には図１０に示すような流れで各処理を実行すれば良いことになる。
【００７９】
（付記１）
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを作成するための方法であって、
前記レジスト膜に形成すべきパターンを示すレイアウトデータから生成された、前記荷電粒子ビームにより露光すべきパターンを示す露光データを取得し、
１つ以上の変更可能な係数を用いて、前記露光データの露光検証を行い、
前記露光検証によって前記露光データにおけるエラー箇所を抽出した場合に、前記係数の値の変更を行い、
前記値を変更した後の係数を考慮して前記露光データを再作成する、
ことを特徴とする露光データ作成方法。
【００８０】
（付記２）
前記露光検証は、レジスト層が形成された露光対象層より下に位置する層による荷電粒子ビームの後方散乱を考慮して行う、
ことを特徴とする付記１記載の露光データ作成方法。
【００８１】
（付記３）
前記露光検証は、前記係数を用いて行う第１の露光検証と、該第１の露光検証の結果により行う第２の露光検証と、の２段階で行う、
ことを特徴とする付記１記載の露光データ作成方法。
【００８２】
（付記４）
前記第１の露光検証は、後方散乱強度の大きさを近似する危険度を算出して行う、
ことを特徴とする付記３記載の露光データ作成方法。
【００８３】
（付記５）
前記露光検証として、前記半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮した膜厚マージン検証、及び該層に形成されるパターンの寸法上の誤差を考慮した面積密度マージン検証のうちの少なくとも一つを行う、
ことを特徴とする付記１記載の露光データ作成方法。
【００８４】
（付記６）
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを検証するための方法であって、
前記半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮して、前記レジスト膜に得られる露光量を複数、計算し、
該計算した複数の露光量を基に、前記露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する、
ことを特徴とする露光データ検証方法。
【００８５】
（付記７）
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを検証するための方法であって、
前記半導体基板を構成する層に形成されるパターンの寸法上の誤差を考慮して、前記レジスト膜に得られる露光量を複数、計算し、
該計算した複数の露光量を基に、前記露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する、
ことを特徴とする露光データ検証方法。
【００８６】
（付記８）
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを作成する装置であって、
前記レジスト膜に形成すべきパターンを示すレイアウトデータから生成された、前記荷電粒子ビームにより露光すべきパターンを示す露光データを取得するデータ取得手段と、
１つ以上の変更可能な係数を用いて、前記露光データの露光検証を行う露光検証手段と、
前記露光検証手段が露光検証によって前記露光データにおけるエラー箇所を抽出した場合に、前記係数の値の変更を行う係数値変更手段と、
前記係数値変更手段が値を変更した後の係数を考慮して前記露光データを再作成するデータ作成手段と、
を具備することを特徴とする露光データ作成装置。
【００８７】
（付記９）
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを検証する装置であって、
前記半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮して、前記レジスト膜に得られる露光量を複数、計算する計算手段と、
前記計算手段が計算した複数の露光量を基に、前記露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する露光検証を行う露光検証手段と、
を具備することを特徴とする露光データ検証装置。
【００８８】
（付記１０）
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜を荷電粒子ビームにより露光するための露光データを検証する装置であって、
前記半導体基板を構成する層に形成されるパターンの寸法上の誤差を考慮して、前記レジスト膜に得られる露光量を複数、計算する計算手段と、
前記計算手段が計算した複数の露光量を基に、前記露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する露光検証を行う露光検証手段と、
を具備することを特徴とする露光データ検証装置。
【００８９】
（付記１１）
コンピュータに実行させるプログラムであって、
多層構造の半導体基板上に形成されたレジスト膜に形成すべきパターンを示すレイアウトデータから生成された、荷電粒子ビームにより露光すべきパターンを示す露光データを取得する取得機能と、
１つ以上の変更可能な係数を用いて、前記露光データの露光検証を行う検証機能と、
前記行う機能による露光検証によって前記露光データにおけるエラー箇所を抽出した場合に、前記係数の値の変更を行う変更機能と、
前記変更機能により値を変更した後の係数を考慮して前記露光データを再作成する作成機能と、
を実現させるためのプログラム。
【００９０】
（付記１２）
コンピュータに実行させるプログラムであって、
多層構造の半導体基板を構成する層の膜厚に生じる誤差を考慮して、荷電粒子ビームによる露光によって該半導体基板上に形成されたレジスト膜に得られる露光量を複数、計算する計算機能と、
前記計算機能により計算した複数の露光量を基に、前記露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する露光検証を行う検証機能と、
を実現させるためのプログラム。
【００９１】
（付記１３）
コンピュータに実行させるプログラムであって、
多層構造の半導体基板を構成する層に形成されるパターンの寸法上の誤差を考慮して、荷電粒子ビームによる露光によって該半導体基板上に形成されたレジスト膜に得られる露光量を複数、計算する計算機能と、
前記計算機能により計算した複数の露光量を基に、前記露光データにおける不適切と見なすべき箇所を抽出する露光検証を行う検証機能と、
を実現させるためのプログラム。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本実施の形態による露光データ作成装置の構成を説明する図である。
【図２】露光検証におけるエラー箇所の検出方法を説明する図である。
【図３】補正パラメータ抽出データ管理テーブルを説明する図である。
【図４】検証エラー管理テーブルを説明する図である。
【図５】パターンエッジ解像位置誤差検証法を説明する図である。
【図６】露光強度コントラスト検証法を説明する図である。
【図７】露光量マージン検証法を説明する図である。
【図８】下層膜厚マージン検証法を説明する図である。
【図９】下層面積密度マージン検証法を説明する図である。
【図１０】露光データ作成処理のフローチャートである。
【図１１】本実施の形態による露光データ作成装置を実現できるコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１１    入力部
１２    記憶部
１３    パラメータ抽出部
１４    近接効果補正部
１５    露光検証部
１５ａ    簡易露光検証部
１５ｂ    詳細露光検証部
１６    出力部
【図１】
2007220748.tif 000005
【図３】
2007220748.tif 000006
【図４】
2007220748.tif 000007
【図１０】
2007220748.tif 000008
【図１１】
2007220748.tif 000009
【図２】
2007220748.tif 000010
【図５】
2007220748.tif 000011
【図６】
2007220748.tif 000012
【図７】
2007220748.tif 000013
【図８】
2007220748.tif 000014
【図９】
2007220748.tif 000015