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結像パターンシミュレーションシステム、結像パターンシミュレーション方法、結像パターンシミュレーションプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体

国内特許コード P150011292
整理番号 S2014-1240-N0
掲載日 2015年2月9日
出願番号 特願2014-217379
公開番号 特開2016-086060
出願日 平成26年10月24日(2014.10.24)
公開日 平成28年5月19日(2016.5.19)
発明者
  • 杉坂 純一郎
  • 安井 崇
  • 平山 浩一
出願人
  • 国立大学法人北見工業大学
発明の名称 結像パターンシミュレーションシステム、結像パターンシミュレーション方法、結像パターンシミュレーションプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体
発明の概要 【課題】コンピュータのメモリを大量消費することなく、マスクパターンの一部の形状を変更した場合にも極めて短い時間でシミュレーションできる結像パターンシミュレーションシステム、結像パターンシミュレーション方法を提供する。
【解決手段】結像パターンシミュレーションシステムは、マスクのマスクパターンを複数の小パターンに分割する分割手段と、各小パターンの透過光が形成する結像パターンを計算しライブラリを作成して保存するライブラリ作成保存手段と、ライブラリに基づいて小パターンに対応する結像パターンを貼り合わせることにより、第1の結像パターンを作成する第1の結像パターン作成手段と、第1の結像パターンにおける接合面付近を境界要素に分割し、積分方程式を解いて綴合波を求める綴合波計算手段と、求めた綴合波と第1の結像パターンとからマスクによる第2の結像パターンを作成する第2の結像パターン作成手段とを備えている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


フォトリソグラフィは、フォトマスク上に加工形成した配線パターンを、半導体基板上に縮小投影露光し、エッチング技術を用いて微細な回路パターンを形成する技術である。近年、パターンの極端な微細化と露光に用いる光の短波長化のために、マスクのパターンと露光されるパターンとが一致しなくなってきている。このため、露光されるパターンが目的とするパターンに一致するように、マスクパターンを最適化する必要がある。



マスクパターンを最適化する従来技術として、あらゆるマスクパターンに対して露光されるパターンをシミュレーションする以下のような手法が既に開発されている。
(1)時間領域有限差分(FDTD)法:マクスウェル方程式を有限差分方程式の組に置き換えて数値解析する手法であり、完全導体による電磁パルスの散乱解析に利用できる(例えば、非特許文献1参照)。
(2)マルチステップ差分界境界要素法:フォトマスクの基板に、全体が目的のマスクパターンに一致するまで配線パターンを1本ずつ追加しながら、フォトマスクの透過光を差分界境界要素法により逐次更新して行く手法である(例えば、非特許文献2、特許文献1参照)。
(3)リソグラフィシミュレーション法:大面積のマスクを分割し、マスク表面上で光近接効果の及ぶ範囲毎にパターンを分割し、分割した小面積のパターンに対してFDTD法によりシミュレーションを行い、得られた露光パターンを合成する手法である(例えば、特許文献2参照)。

産業上の利用分野


本発明は、フォトリソグラフィにおいてマスクが形成する結像パターン(露光像)をシミュレーションする結像パターンシミュレーションシステム、結像パターンシミュレーション方法、結像パターンシミュレーションプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
マスクの透過光が形成する結像パターンをシミュレーションする結像パターンシミュレーションシステムであって、前記マスクのマスクパターンを複数の小パターンに分割する分割手段と、該分割された各小パターンの透過光が形成する結像パターンを計算することによりライブラリを作成して保存するライブラリ作成保存手段と、該作成保存されているライブラリに基づいて、前記小パターンに対応する前記結像パターンを貼り合わせることにより、前記マスクの第1の結像パターンを作成する第1の結像パターン作成手段と、該作成した第1の結像パターンにおける接合面付近を境界要素に分割し、積分方程式を解いて綴合波を求める綴合波計算手段と、該求めた綴合波と前記第1の結像パターンとから前記マスクによる第2の結像パターンを作成する第2の結像パターン作成手段とを備えていることを特徴とする結像パターンシミュレーションシステム。

【請求項2】
前記分割手段が、同じ形状の小パターンが多く得られるように前記マスクパターンを分割する手段であることを特徴とする請求項1に記載の結像パターンシミュレーションシステム。

【請求項3】
前記ライブラリ作成保存手段が、時間領域有限差分法により前記小パターンへの入射波に対するマスク表面の電磁界を計算する手段と、該計算したマスク表面の電磁界をフーリエ変換して結像光学系の瞳面上の電磁界を計算する手段と、該計算した瞳面上の電磁界をフーリエ変換して結像パターンを計算する手段と、前記計算した電磁界及び前記計算した結像パターンを保存する手段とを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の結像パターンシミュレーションシステム。

【請求項4】
前記ライブラリ作成保存手段が、差分界境界要素法により前記小パターンへの入射波に対する結像光学系の瞳面上の電磁界を計算する手段と、該計算した瞳面上の電磁界をフーリエ変換して結像パターンを計算する手段と、前記計算した電磁界及び前記計算した結像パターンを保存する手段とを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の結像パターンシミュレーションシステム。

【請求項5】
前記第1の結像パターン作成手段が、前記作成保存されている各ライブラリを分割前の前記マスクパターンの対応する位置に移動する手段と、前記作成保存されている各ライブラリの電磁界を前記移動に対応して修正する手段とを備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の結像パターンシミュレーションシステム。

【請求項6】
前記綴合波計算手段が、前記移動に対応して修正された各ライブラリの電磁界に基づく前記積分方程式を解いて綴合波を求める手段を備えていることを特徴とする請求項5に記載の結像パターンシミュレーションシステム。

【請求項7】
前記第2の結像パターン作成手段が、前記第1の結像パターンと前記求めた綴合波をフーリエ変換して計算した結像パターンとを加算して前記第2の結像パターンを作成する手段を備えていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の結像パターンシミュレーションシステム。

【請求項8】
マスクの透過光が形成する結像パターンをシミュレーションする結像パターンシミュレーション方法であって、前記マスクのマスクパターンを複数の小パターンに分割する分割工程と、該分割された各小パターンの透過光が形成する結像パターンを計算することによりライブラリを作成して保存するライブラリ作成保存工程と、該作成保存されているライブラリに基づいて、前記小パターンに対応する前記結像パターンを貼り合わせることにより、前記マスクの第1の結像パターンを作成する第1の結像パターン作成工程と、該作成した第1の結像パターンにおける接合面付近を境界要素に分割し、積分方程式を解いて綴合波を求める綴合波計算工程と、該求めた綴合波と前記第1の結像パターンとから前記マスクによる第2の結像パターンを作成する第2の結像パターン作成工程とを備えていることを特徴とする結像パターンシミュレーション方法。

【請求項9】
前記分割工程が、同じ形状の小パターンが多く得られるように前記マスクパターンを分割する工程であることを特徴とする請求項8に記載の結像パターンシミュレーション方法。

【請求項10】
前記ライブラリ作成保存工程が、時間領域有限差分法により前記小パターンへの入射波に対するマスク表面の電磁界を計算する工程と、該計算したマスク表面の電磁界をフーリエ変換して結像光学系の瞳面上の電磁界を計算する工程と、該計算した瞳面上の電磁界をフーリエ変換して結像パターンを計算する工程と、前記計算した電磁界及び前記計算した結像パターンを保存する工程とを備えていることを特徴とする請求項8又は9に記載の結像パターンシミュレーション方法。

【請求項11】
前記ライブラリ作成保存工程が、差分界境界要素法により前記小パターンへの入射波に対する結像光学系の瞳面上の電磁界を計算する工程と、該計算した瞳面上の電磁界をフーリエ変換して結像パターンを計算する工程と、前記計算した電磁界及び前記計算した結像パターンを保存する工程とを備えていることを特徴とする請求項8又は9に記載の結像パターンシミュレーション方法。

【請求項12】
前記第1の結像パターン作成工程が、前記作成保存されている各ライブラリを分割前の前記マスクパターンの対応する位置に移動する工程と、前記作成保存されている各ライブラリの電磁界を前記移動に対応して修正する工程とを備えていることを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の結像パターンシミュレーション方法。

【請求項13】
前記綴合波計算工程が、前記移動に対応して修正された各ライブラリの電磁界に基づく前記積分方程式を解いて綴合波を求める工程を備えていることを特徴とする請求項12に記載の結像パターンシミュレーション方法。

【請求項14】
前記第2の結像パターン作成工程が、前記第1の結像パターンと前記求めた綴合波をフーリエ変換して計算した結像パターンとを加算して前記第2の結像パターンを作成する工程を備えていることを特徴とする請求項8から13のいずれか1項に記載の結像パターンシミュレーション方法。

【請求項15】
マスクの透過光が形成する結像パターンをシミュレーションする結像パターンシミュレーションプログラムであって、前記マスクのマスクパターンを複数の小パターンに分割する分割手順と、該分割された各小パターンの透過光が形成する結像パターンを計算することによりライブラリを作成して保存するライブラリ作成保存手順と、該作成保存されているライブラリに基づいて、前記小パターンに対応する前記結像パターンを貼り合わせることにより、前記マスクの第1の結像パターンを作成する第1の結像パターン作成手順と、該作成した第1の結像パターンにおける接合面付近を境界要素に分割し、積分方程式を解いて綴合波を求める綴合波計算手順と、該求めた綴合波と前記第1の結像パターンとから前記マスクによる第2の結像パターンを作成する第2の結像パターン作成手順とを備えていることを特徴とする結像パターンシミュレーションプログラム。

【請求項16】
マスクの透過光が形成する結像パターンをシミュレーションする結像パターンシミュレーションプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記マスクのマスクパターンを複数の小パターンに分割する分割手順と、該分割された各小パターンの透過光が形成する結像パターンを計算することによりライブラリを作成して保存するライブラリ作成保存手順と、該作成保存されているライブラリに基づいて、前記小パターンに対応する前記結像パターンを貼り合わせることにより、前記マスクの第1の結像パターンを作成する第1の結像パターン作成手順と、該作成した第1の結像パターンにおける接合面付近を境界要素に分割し、積分方程式を解いて綴合波を求める綴合波計算手順と、該求めた綴合波と前記第1の結像パターンとから前記マスクによる第2の結像パターンを作成する第2の結像パターン作成手順とをコンピュータで実行させるように構成されている結像パターンシミュレーションプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 公開


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