【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程中
のフォトリソグラフィ工程において主として研究開発用
途に用いられる、露光工程のシミュレーションを行うた
めの光強度シミュレーション装置および光強度シミュレ
ーション方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light intensity simulation apparatus and a light intensity simulation method for simulating an exposure process, which are mainly used for research and development in a photolithography process in a semiconductor manufacturing process.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体工程の研究開発、あるい
は、開発試作段階においては、そのプロセスや製造物の
特性を把握し、製造条件に対する特性の予測や評価を仮
想的に実験するための技術としてコンピュータシミュレ
ーション技術があり、現在盛んに利用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in the research and development of a semiconductor process or the development and trial production stage, as a technology for grasping the characteristics of a process or a product and virtually predicting and evaluating the characteristics with respect to manufacturing conditions, it is a technology. There is a computer simulation technology, which is currently being actively used.
【０００３】特に半導体製造技術の中で中心となる微細
加工技術であるフォトリソグラフィ工程のシミュレーシ
ョン技術は理論的にも確立しており、研究開発において
欠かせない技術となっている。フォトリソグラフィのシ
ミュレーションの中で特に露光工程のシミュレーション
は光強度シミュレーションと称され、投影露光装置（ス
テッパーとも称する）を用いてフォトマスクパターン
（以降マスクパターンと呼ぶ）をウェハ上に露光転写し
た場合の投影光学像の光強度分布を計算により求めるも
のである。In particular, a simulation technology of a photolithography process, which is a microfabrication technology that is the main semiconductor manufacturing technology, has been theoretically established and is an indispensable technology in research and development. In the photolithography simulation, the simulation of the exposure process in particular is called a light intensity simulation, and is performed when a photomask pattern (hereinafter, referred to as a mask pattern) is exposed and transferred onto a wafer using a projection exposure apparatus (also referred to as a stepper). The light intensity distribution of the projection optical image is obtained by calculation.
【０００４】光強度シミュレーション技術の基礎となる
理論は、物理理論としてはＨ．Ｈｏｐｋｉｎｓらによっ
て確立された結像光学理論（参考文献：Born, Wolf著
「光学の原理II・III」(1975)、あるいは、H. Hopkins;
J. Opt. Soc. Am. Vol. 47, No. 6 (1957), p.508- ）
があり、コンピュータ計算モデルとしては、Ｌｉｎまた
はＹｅｕｎｇによるモデル等がある。また、コンピュー
タシミュレーションを行うソフトウェアをシュミレータ
とも呼び、ソフトウェアとハードウェアを含めたシステ
ム全体をシミュレーション装置と呼ぶことがある。[0004] The theory underlying light intensity simulation technology is H. H. as a physical theory. Imaging optics theory established by Hopkins et al. (Reference: Born, Wolf, "Principles of Optics II, III" (1975), or H. Hopkins;
J. Opt. Soc. Am. Vol. 47, No. 6 (1957), p.508-)
There is a computer calculation model such as a model by Lin or Young. Also, software for performing computer simulation may be called a simulator, and the entire system including software and hardware may be called a simulation device.
【０００５】図２に従来の光強度シミュレーション装置
の構成を示す。この図に示す光強度シミュレーション装
置では、まず光強度シミュレーションに必要な条件の入
力から始まる。すなわち、パターンデータ入力部２０に
対し、マスクパターンを模擬したパターンデータを入力
する。この際のパターンデータは、一般的にはマスクパ
ターンの寸法座標値と、光源から輻射される光の強度透
過率（以下、単に透過率という）、および、透過する光
の位相をシフトさせる量の値のみであるが、シミュレー
ション計算は数値積分を基にしたものであるため、２次
元パターン図形を任意のインクリメントで区分し、その
インクリメントを単位として離散化して数値計算を行っ
ている。そのためパターンデータ入力部２０において
は、最初から離散化したパターンデータを入力するか、
あるいは、データ変換ルーチンを設けて寸法座標値を離
散化しパターンデータとする処理を行う。FIG. 2 shows a configuration of a conventional light intensity simulation apparatus. In the light intensity simulation apparatus shown in this figure, first, the conditions required for the light intensity simulation are input. That is, pattern data simulating a mask pattern is input to the pattern data input unit 20. The pattern data at this time generally includes the dimension coordinate value of the mask pattern, the intensity transmittance of light emitted from the light source (hereinafter simply referred to as transmittance), and the amount of phase shift of the transmitted light. Although only the values are used, the simulation calculation is based on the numerical integration, so that the two-dimensional pattern figure is divided into arbitrary increments, and the numerical calculation is performed by discretizing the increments as a unit. Therefore, in the pattern data input unit 20, whether the pattern data discretized from the beginning is input,
Alternatively, a data conversion routine is provided to perform processing for discretizing the dimension coordinate values and forming pattern data.
【０００６】また、光学条件入力部２１では、露光光学
系のパラメータ、すなわち、開口数（ＮＡ）や可干渉
度、光源波長、焦点誤差等を入力する。そして、これら
露光光学系のパラメータ、および、パターンデータ入力
部２０に入力されたパターンデータに基づいて、光強度
計算部２２においてシミュレーション計算が行われ、そ
の結果が、出力部（例えば、ディスプレイやプリンタ
等）２３へ出力される。The optical condition input unit 21 inputs parameters of the exposure optical system, that is, numerical aperture (NA), coherence, light source wavelength, focus error, and the like. The light intensity calculator 22 performs a simulation calculation based on the parameters of the exposure optical system and the pattern data input to the pattern data input unit 20, and outputs the result to an output unit (for example, a display or a printer). Etc.) 23.
【０００７】この際、例えばいずれかの光学条件を少し
ずつ変化させて計算したい場合には、何回繰り返し計算
を行うかを、シミュレーションの実行条件として光強度
計算部２２に予め設定しておき、各種パラメータを変化
させながら計算を繰り返し実行する。ただし、この時の
繰り返し計算は、前のデータを参照したり、計算結果を
判断して処理方法を決めるものではなく、単純な工程の
繰り返しを行い、計算結果を蓄積するだけのものであ
る。そして、解析処理部２４で、すべての計算結果をま
とめ、各種パラメータに対する特性の変化等の解析を行
った後、その解析結果を出力部２３へ出力する。At this time, for example, when it is desired to perform a calculation while gradually changing one of the optical conditions, the number of times of the repetition of the calculation is set in advance in the light intensity calculation unit 22 as a simulation execution condition. The calculation is repeatedly executed while changing various parameters. However, the repetitive calculation at this time does not refer to the previous data or determine the processing method by judging the calculation result, but merely repeats the simple process and accumulates the calculation result. Then, the analysis processing unit 24 collects all the calculation results, analyzes the change of the characteristics with respect to various parameters, and outputs the analysis results to the output unit 23.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来、光強度シミュレ
ーションを行う際に、実際の露光工程において最適な露
光条件を得ようとした場合には、種々の露光条件のパラ
メータを変化させ、最適値を求める作業が必要であっ
た。すなわち、最適値を求めるには、パラメータを一つ
一つ変化させながら繰り返しシミュレーション計算を行
い、最適な特性値となる場合を探索すればよい。Conventionally, when light intensity simulation is performed, if it is attempted to obtain optimum exposure conditions in an actual exposure step, parameters of various exposure conditions are changed to optimize the optimum values. The work required was necessary. That is, in order to obtain the optimum value, the simulation calculation is repeatedly performed while changing the parameters one by one, and the case where the optimum characteristic value is obtained may be searched.
【０００９】従来の光強度シミュレーションにおいて主
な最適化の目的としては、露光光学系の開発における解
像性能の最適化、あるいは露光後のレジスト現像プロセ
スのシミュレーションのための光強度分布最適化などで
あった。これらの目的では、実際には投影露光装置の光
学条件（開口数、可干渉度、光源波長等）のいずれかを
変化させて繰り返し計算し、最適な光学条件を求めれば
よかった。この際、マスクパターンは、ほとんどの場合
特性値の数値化に都合のよい、ごく単純なライン＆スペ
ースパターンまたは孤立ホールパターンが用いられてい
た。[0009] The main purpose of optimization in the conventional light intensity simulation is to optimize the resolution performance in the development of an exposure optical system or to optimize the light intensity distribution for simulation of a resist development process after exposure. there were. For these purposes, in practice, it is sufficient to repeatedly calculate by changing any of the optical conditions (numerical aperture, coherence, light source wavelength, etc.) of the projection exposure apparatus to find the optimal optical conditions. At this time, as the mask pattern, a very simple line & space pattern or an isolated hole pattern, which is convenient for digitizing the characteristic value in most cases, has been used.
【００１０】しかしながら、近年では、位相シフトマス
クや光近接効果補正パターン等、マスクパターンの改質
により露光状態を改善しようとする、いわゆる超解像技
術が隆盛となってきた。それに伴い、光強度シミュレー
ションの目的も変化してきており、前述した位相シフト
マスクパターン等において、最適なマスクパターンを得
ることを目的としたシミュレーションが必要となってき
ている。However, in recent years, the so-called super-resolution technique for improving an exposure state by modifying a mask pattern such as a phase shift mask and an optical proximity effect correction pattern has become popular. Accordingly, the purpose of the light intensity simulation has also changed, and a simulation aiming at obtaining an optimum mask pattern in the above-described phase shift mask pattern and the like has become necessary.
【００１１】マスクパターン最適化を目的とするシミュ
レーションでは、露光装置の条件を固定としてマスクパ
ターンの寸法や配置を変化させていく必要がある。マス
クパターンは２次元平面上で配置されているため、これ
を変化させる条件は実際にはかなりの数になる。例え
ば、パターン寸法をＸ方向およびＹ方向に変化させた
り、パターン間隔を変化させたりするだけでも、組み合
わせの数は数十通りになる。このようなシミュレーショ
ンを行う場合は、数十通りのマスクパターンデータを作
成しておき、計算する度にデータを変えなければならな
かった。またマスクパターン自体も実際のマスクパター
ンに近い複雑なパターンを用意する必要があった。In the simulation for optimizing the mask pattern, it is necessary to change the dimensions and arrangement of the mask pattern while fixing the conditions of the exposure apparatus. Since the mask pattern is arranged on a two-dimensional plane, the conditions for changing the mask pattern are actually quite large. For example, changing the pattern dimensions in the X and Y directions or changing the pattern interval alone results in several tens of combinations. When performing such a simulation, dozens of types of mask pattern data must be created, and the data must be changed each time calculation is performed. Further, it was necessary to prepare a complicated pattern close to the actual mask pattern itself.
【００１２】位相シフトマスクや光近接効果補正パター
ンのシミュレーションにおける目的は、マスクパターン
に関わる特性を解析することである。したがって、これ
らのシミュレーションにおいて、パターンは重要な要素
となり、前述した光学条件の解析のように、単純なパタ
ーンのみを用いるだけでは不充分であった。このため、
この種のシミュレーションにおいては、実用的なパター
ン、例えば論理回路パターンのように２次元的に図形が
不規則に配列されたパターンを取り扱う必要がある。The purpose of the simulation of the phase shift mask and the optical proximity effect correction pattern is to analyze characteristics relating to the mask pattern. Therefore, in these simulations, the pattern becomes an important element, and it is not sufficient to use only a simple pattern as in the analysis of the optical conditions described above. For this reason,
In this type of simulation, it is necessary to handle a practical pattern, for example, a pattern in which figures are irregularly arranged two-dimensionally, such as a logic circuit pattern.
【００１３】そのために、従来よりも多数の図形、大き
な記憶領域を必要とし、また、実際に即したパターンが
必要であることから、シミュレーションを行う際にパタ
ーンを設計してデータを作成するのではなく、実用パタ
ーンのデータ、すなわち、一般的にはＣＡＤデータを用
いる必要があった。[0013] For this reason, a larger number of figures and a larger storage area are required than in the past, and a pattern that matches the actual condition is required. Instead, it was necessary to use practical pattern data, that is, generally CAD data.
【００１４】このように、実用パターンに対してシミュ
レーションを行うためには、本来マスク作成用であるＣ
ＡＤデータを取り込み、シミュレーションに使える形に
データ変換しなければならない。しかし、一般にＣＡＤ
データは、パターンの輪郭、座標値、パターンの内側か
外側かを示す情報等からなっているのに対し、光強度シ
ミュレーション用のパターンデータは、前述した通り、
数値計算のために任意に区分されたインクリメントを単
位として離散化されており、マスク作製用のＣＡＤによ
るデータとは持っている情報が質的に異なるため、デー
タの変換が非常に煩雑となっていた。As described above, in order to simulate a practical pattern, it is necessary to use a C that is originally intended for creating a mask.
AD data must be imported and converted into a form that can be used for simulation. However, in general, CAD
The data is composed of the contour of the pattern, coordinate values, information indicating whether the pattern is inside or outside, etc., whereas the pattern data for the light intensity simulation is, as described above,
Discretization is performed in increments arbitrarily divided for numerical calculation, and since the information possessed by the data for mask production is qualitatively different, the data conversion is very complicated. Was.
【００１５】ここで、マスク作製用ＣＡＤデータ（以
下、ＣＡＤデータという）と、光強度シミュレーション
用パターンデータ（以下、シミュレーションデータとい
う）との違いについて、図３を参照して説明する。図３
（ａ）は一般的なＣＡＤデータの構成について説明した
図である。ここで、図中、Ｘ，Ｙは、ＣＡＤデータに含
まれる座標値の座標軸を示す。ＣＡＤデータによりＬ字
型のパターンを表す場合、この図のような多角形の各頂
点 ａ1〜ａ7を定める。この場合、ａ1を始点として反時
計廻りにａ2，ａ3，…とし、ａ7 を終点として始点と重
なって閉じた図形が定義される。Here, the difference between the mask manufacturing CAD data (hereinafter referred to as CAD data) and the light intensity simulation pattern data (hereinafter referred to as simulation data) will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 3A is a diagram illustrating a configuration of general CAD data. Here, in the figure, X and Y indicate coordinate axes of coordinate values included in the CAD data. If the CAD data representing the L-shaped pattern, defining the vertices a1 ~a7 polygonal, such as the FIG. In this case, a1 a2 counterclockwise as starting, a3, and ... and closed figure overlaps the start point a7 as the end point is defined.
【００１６】そして、ＣＡＤデータにおいてパターンの
データは、２次元平面座標における各頂点ａ1〜ａ7の座
標値、および、パターン要素型としてポリゴン（多角
形）を表す記号からなっている。ここで、要素型とは、
図形を表現するデータの種類を示すものであり、要素型
がポリゴン（多角形）の場合は、上述した各頂点の座標
値を一筆書きでつなげて、パターンの図形を表すことに
なる。The pattern data in the CAD data is composed of coordinate values of the vertices a1 to a7 in two-dimensional plane coordinates and a symbol representing a polygon as a pattern element type. Here, the element type is
It indicates the type of data representing a figure. When the element type is a polygon (polygon), the coordinate values of the vertices described above are connected by one stroke to represent the figure of the pattern.
【００１７】また、例えばＣＡＤデータにより長方形の
パターンを表す場合、ＣＡＤデータは、２つの座標値
と、要素型として長方形を表す記号とからなり、２つの
座標点を結ぶ線を対角線と見なして長方形のパターンを
表すことになる。さらに、円形のパターンを表す場合
は、ＣＡＤデータは１つの座標値と数値、および、要素
型として円形を表す記号とからなり、上述した１つの座
標値と数値をそれぞれ円の中心点および半径と見なして
円形のパターンを表すことになる。For example, when a rectangular pattern is represented by CAD data, the CAD data is composed of two coordinate values and a symbol representing a rectangle as an element type. Will be represented. Furthermore, when representing a circular pattern, the CAD data is composed of one coordinate value and a numerical value, and a symbol representing a circle as an element type. Considering this, it represents a circular pattern.
【００１８】また、ＣＡＤデータには、マスクパターン
の透過率および位相シフト量等のデータは含まれていな
い。実際には、この他にレイヤ数，描画インクリメン
ト，倍率，データ名等の管理情報が入る場合も多いが、
パターン自体を表す情報ではないので本質的なものでは
ない。The CAD data does not include data such as the transmittance of the mask pattern and the amount of phase shift. Actually, in many cases, management information such as the number of layers, drawing increment, magnification, data name, and the like is also included.
It is not essential because it is not information representing the pattern itself.
【００１９】これに対し、図３（ｂ）は、シミュレーシ
ョンデータの構成を示すものである。この図では、図３
（ａ）に相当するパターンを表すため、例として、８×
８の区画に等分した領域内に、「ｐ」と表したメッシュ
でＬ字型のパターン領域を定義した。ここで、図３
（ｂ）中、Ｆ，Ｇは、図３（ａ）内のＸ，Ｙ軸に対応さ
せるために、単に便宜上設けた座標軸であり、その方向
や長さ等は定義されていない。On the other hand, FIG. 3B shows the structure of the simulation data. In this figure, FIG.
To represent a pattern corresponding to (a), for example, 8 ×
An L-shaped pattern area was defined by a mesh represented by “p” in the area equally divided into eight sections. Here, FIG.
In FIG. 3B, F and G are simply coordinate axes provided for convenience in order to correspond to the X and Y axes in FIG. 3A, and their directions and lengths are not defined.
【００２０】この図におけるデータ構成は、８×８のメ
ッシュの１個ずつが情報単位であり、各メッシュ座標そ
れぞれについて、パターン部であれば「ｐ」、非パター
ン部であれば「ｓ」と表している。したがって、シミュ
レーションデータの場合は、各メッシュ毎にパターンの
情報を持つ。パターン情報は、従来はマスクパターンの
透過率および透過光の位相のシフト量という２つの数値
を入力していた。The data configuration in this figure is such that one 8 × 8 mesh is an information unit, and for each mesh coordinate, “p” for a pattern portion and “s” for a non-pattern portion. Represents. Therefore, in the case of simulation data, each mesh has pattern information. Conventionally, two numerical values, that is, the transmittance of the mask pattern and the amount of phase shift of the transmitted light have been input as the pattern information.
【００２１】ちなみに、透過率と位相シフト量は、光の
振幅透過率を計算することにより、複素数表示によって
１つの値で表すことができる。すなわち、振幅透過率
は、 ｔ＝√Ｔ・ｅｘｐ（ｉ・π・Φ／１８０） ……（１） によって求まり、一般に複素数となる。なお、（１）式
において、ｔは振幅透過率、Ｔは透過率、ｉは虚数単
位、Φは位相シフト量である。また、この数値計算は精
度保持のため、一般に１６桁の数値で計算される。By the way, the transmittance and the amount of phase shift can be represented by one value in complex notation by calculating the amplitude transmittance of light. That is, the amplitude transmittance is obtained by t = √T · exp (i · π · Φ / 180) (1) and is generally a complex number. In the equation (1), t is an amplitude transmittance, T is a transmittance, i is an imaginary unit, and Φ is a phase shift amount. This numerical calculation is generally performed using a 16-digit numerical value in order to maintain accuracy.
【００２２】したがって、例えば、非パターン部の透過
率が８％、位相シフト量が１８０゜だとすると、振幅透
過率は、（１）式に基づいて複素数表示で示すと、-0.2
82842712474619＋０ｉとなり、また、透過率が８％、位
相シフト量が１７０゜だったとすると、-0.27854569612
80075＋0.04911512158758924ｉとなる。そして、このよ
うにして求められた値が、非パターン部に該当するメッ
シュ全てに入力される。このように、複素数によって表
された数値が、区分したメッシュ全てに入力されるた
め、全体的には大きなメモリ容量となる。実際には、区
分するメッシュの数は、２００×２００以上にするのが
普通であるため、１つのシミュレーションデータが要す
るメモリ容量は膨大となる。Therefore, for example, if the transmittance of the non-pattern portion is 8% and the phase shift amount is 180 °, the amplitude transmittance can be expressed by a complex number based on the equation (1) as -0.2
82842712474619 + 0i, and if the transmittance is 8% and the phase shift amount is 170 °, -0.27854569612
80075 + 0.04911512158758924i. Then, the value obtained in this way is input to all the meshes corresponding to the non-pattern portions. As described above, since a numerical value represented by a complex number is input to all the divided meshes, a large memory capacity is obtained as a whole. In practice, the number of meshes to be divided is usually 200 × 200 or more, so that the memory capacity required for one simulation data becomes enormous.
【００２３】以上のように、ＣＡＤデータと、シミュレ
ーションデータとでは、前者がパターン単位の情報を持
ち、後者が区分されたインクリメント単位の離散化され
た情報を持つという本質的な違いがある。しかも、デー
タ量としては、シミュレーションデータの方が一般的に
はかなり大きく、また、ＣＡＤデータではマスクの透過
率や位相シフト量等の情報は通常含まれない。As described above, there is an essential difference between the CAD data and the simulation data in that the former has information in units of patterns and the latter has discretized information in increments of division. In addition, simulation data is generally much larger in data amount, and CAD data does not usually include information such as the transmittance of the mask and the amount of phase shift.
【００２４】また、ＣＡＤパターンは、マスク全面のパ
ターンデータを有するものであるが、シミュレーション
ではごく一部のパターンを対象として選択して用いると
いう違いがあった。マスク全面のパターンデータは面積
が広いため、そのデータ容量は膨大なものとなり、デー
タの読み込み、表示、変換等すべてに亘り処理時間が大
きい。それに比べシミュレーション対象とするパターン
は、範囲を限定（通常は１０μｍ角以下で充分）しても
よく、データ容量はごく小さい。The CAD pattern has pattern data of the entire surface of the mask, but there is a difference in that only a part of the pattern is selected and used in the simulation. Since the pattern data on the entire surface of the mask is large, the data capacity is enormous, and the processing time is long for all of reading, displaying, and converting data. On the other hand, the pattern to be simulated may have a limited range (usually 10 μm square or less is sufficient), and the data capacity is extremely small.
【００２５】したがって、マスクパターンを最適化する
目的でシミュレーションを実施したい場合、従来はシミ
ュレーション用パターンデータをその都度最初から作成
するか、あるいは、ＣＡＤデータから対象パターン部分
を取り出してきてデータ変換する必要があった。しかし
ながら、前述したように、最適値を求めるために繰り返
し計算により解析処理を行う場合、数十通りのパターン
データが必要となるため、ＣＡＤパターンデータだけで
はこの解析処理を行うことはできなかった。このため、
シミュレーション用パターンデータを最初にすべて作成
することでこの処理を行うことができるが、複雑なパタ
ーンデータを数十通りも作る必要が生じ、極めて効率が
悪いという問題点があった。Therefore, when performing simulation for the purpose of optimizing a mask pattern, conventionally, it is necessary to generate simulation pattern data from the beginning each time, or to extract a target pattern portion from CAD data and convert the data. was there. However, as described above, in the case where analysis processing is performed by iterative calculation in order to obtain an optimum value, several tens of pattern data are required, and therefore, this analysis processing cannot be performed only with CAD pattern data. For this reason,
This processing can be performed by first creating all the simulation pattern data. However, it is necessary to create dozens of complicated pattern data, which is extremely inefficient.
【００２６】そこで、本発明は上記のような問題点を鑑
み、ＣＡＤデータからシミュレーション用パターンデー
タへの変換が容易となり、極めて小さいメモリ容量で、
かつ、短時間でパターンデータの変更が可能な光強度シ
ミュレーション装置および光強度シミュレーション方法
を提供することを目的とする。In view of the above problems, the present invention makes it easy to convert CAD data into simulation pattern data, and requires a very small memory capacity.
It is another object of the present invention to provide a light intensity simulation device and a light intensity simulation method capable of changing pattern data in a short time.
【００２７】[0027]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、フォトリソグラフィ工程
における露光工程のシミュレーションを行う光強度シミ
ュレーション装置において、フォトマスクのパターンデ
ータ、パターン部分における透過率および透過光の位相
シフト量等の特性値、および、光学条件が入力される入
力手段と、前記パターンデータからシミュレーションの
対象となるパターン部分を抽出するパターン抽出手段
と、前記抽出されたパターン部分のデータを所定の単位
に分割し、該分割した個々の単位がパターン部か、また
は、非パターン部かを示す２値データに変換するデータ
変換手段と、前記２値データ、特性値および光学条件に
基づいて、ウェハ上にマスクパターンを露光転写した場
合の投影光学像の光強度分布を計算する光強度計算手段
とを具備することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a light intensity simulation apparatus for simulating an exposure step in a photolithography step. Input means for inputting characteristic values such as transmittance and phase shift amount of transmitted light, and optical conditions, pattern extracting means for extracting a pattern portion to be simulated from the pattern data, Data conversion means for dividing the data of the pattern portion into predetermined units, and converting the divided units into binary data indicating whether the unit is a pattern portion or a non-pattern portion; Light of the projected optical image when the mask pattern is exposed and transferred on the wafer based on the optical conditions Characterized by comprising a light intensity calculating means for calculating a degree distribution.
【００２８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光強度シミュレーション装置において、前記入力手段
に入力されるパターンデータが、ＣＡＤを用いて作成さ
れたパターンデータであることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the light intensity simulation apparatus according to the first aspect, the pattern data input to the input means is pattern data created using CAD. I do.
【００２９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の光強度シミュレーション装置において、前記
光強度計算手段の計算結果に基づいてパターンデータの
変更を指示するデータ変更指示手段と、前記変更指示手
段からの指示に基づいて、前記データ変換手段から出力
される２値データの内容を変更するデータ変更手段とを
具備することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the light intensity simulation apparatus according to the first or second aspect, data change instructing means for instructing a change of pattern data based on a calculation result of the light intensity calculating means, A data change unit that changes the contents of the binary data output from the data conversion unit based on an instruction from the change instruction unit.
【００３０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の光強度シミュレーション装置において、シミュレーシ
ョン結果の解析条件を指定する情報が入力される解析条
件入力手段を具備してなり、前記データ変更指示手段
は、指定された解析条件および前記光強度計算手段によ
って得られた計算結果に基づいて、前記データ変更手段
に対する変更指示内容を決定することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the light intensity simulation apparatus according to the third aspect, further comprising an analysis condition input means for inputting information for specifying an analysis condition of a simulation result. The instructing means determines the content of a change instruction to the data changing means based on the designated analysis condition and the calculation result obtained by the light intensity calculating means.
【００３１】これらの装置構成により、マスクパターン
データの原情報としてＣＡＤパターンデータを利用して
シミュレーション用パターンデータに変換する機能部分
と、これを解析目的によって適宜データ変更が可能なデ
ータ変更機能部分とを備え、パターン変更が必要な解析
処理を自動的に行えるようにした。With these device configurations, a function part for converting CAD pattern data as simulation pattern data as original information of mask pattern data into simulation pattern data, and a data change function part capable of appropriately changing the data for analysis purposes. To automatically perform analysis processing that requires a pattern change.
【００３２】また、請求項５に記載の発明は、フォトリ
ソグラフィ工程における露光工程のシミュレーションを
行う光強度シミュレーション方法において、ＣＡＤを用
いて作成されたパターンデータを入力した後、該パター
ンデータを２次元平面上に展開し、さらにこれをパター
ン部と非パターン部とを区別することによって成る２値
データに変換し、パターンの透過率および位相のシフト
量の値とともに装置のメモリー内に記憶する第１の工程
と、前記第１の工程で作成したデータから光強度を計算
し、その計算結果を用いて、目的とした特性値を種々の
解析手段により導き、さらに目標とした特性条件値との
差異を判定し、その結果に応じて前記２値データの一部
を変更するよう指示する第２の工程と、前記第２の工程
における指示に基づいて該当２値データ部分を変更した
２値データを作成し、元の２値データの該当する部分に
対して２値データを変更する第３の工程とを含むことを
特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the light intensity simulation method for simulating an exposure step in a photolithography step, after inputting pattern data created using CAD, the pattern data is two-dimensionally converted. A first data is developed on a plane, converted into binary data by distinguishing a pattern portion from a non-pattern portion, and stored in a memory of the device together with the values of the transmittance and the phase shift amount of the pattern. And the light intensity is calculated from the data created in the first step, and the target characteristic value is derived by various analysis means using the calculation result, and further, the difference from the target characteristic condition value is calculated. And a second step of instructing to change a part of the binary data in accordance with the result, and based on the instruction in the second step. There create a binary data changing the corresponding binary data portions, characterized in that it comprises a third step of changing the binary data to the corresponding portion of the original binary data.
【００３３】上述した光強度シミュレーション方法によ
り、マスクパターンデータの原情報としてＣＡＤパター
ンデータを利用し、シミュレーションの対象とするパタ
ーン部分を切り出して２値データに変換し、解析の目的
によって必要なパターンのみ該２値データの変更を行う
ことで迅速かつ元のＣＡＤパターンデータを不要とした
パターンデータの変更処理を行えるようにした。なお、
位相シフト技術を応用したフォトマスク（いわゆる位相
シフトマスク）では、各部のパターンの透過光に相対的
な位相のズレを適宜与えるが、本明細書でいう位相シフ
ト量とは、この相対的な位相のズレの値を指す。According to the above-described light intensity simulation method, CAD pattern data is used as original information of mask pattern data, a pattern portion to be simulated is cut out and converted into binary data, and only a pattern necessary for the purpose of analysis is obtained. By changing the binary data, the pattern data can be changed quickly and without the need for the original CAD pattern data. In addition,
In a photomask (a so-called phase shift mask) to which the phase shift technique is applied, a relative phase shift is appropriately given to the transmitted light of the pattern of each part, and the phase shift amount referred to in the present specification is the relative phase shift. Refers to the value of the deviation.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の内容を詳述する。図１は本発明の実施形態における光
強度シミュレーション装置の構成を示すブロック図であ
る。以下、各構成部位の役割および動作内容を詳述す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a light intensity simulation apparatus according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the role and operation of each component will be described in detail.
【００３５】まず、特性条件入力部１では、シミュレー
ション対象とする露光光学系の光学条件（光源波長、開
口数、可干渉度、焦点誤差等）と、マスクパターンの透
過率および透過光の位相シフト量の値を入力する。これ
らの値は、可変パラメータとして変化させる範囲を指定
でき、複数の値を指定しておくことができる。また、シ
ミュレーションにより特性値の解析処理を行う場合に
は、その解析条件を特性条件入力部１に入力する。First, in the characteristic condition input unit 1, the optical conditions (light source wavelength, numerical aperture, coherence, focus error, etc.) of the exposure optical system to be simulated, the transmittance of the mask pattern and the phase shift of the transmitted light Enter a value for the quantity. These values can specify a range to be changed as a variable parameter, and a plurality of values can be specified. When the characteristic value is analyzed by simulation, the analysis condition is input to the characteristic condition input unit 1.
【００３６】ここで、解析条件とは、種々の解析を該シ
ミュレーション装置内で一括して処理するために必要な
情報である。例えば、光学系パラメータ（焦点誤差や波
長等）に対して、特性値（特定パターンの寸法値、形
状、光強度ピーク値等）の変化をシミュレーションする
場合や、結果として得られる特性の範囲が決まってい
て、それを満たす最適なパラメータを求める場合等が例
として挙げられる。Here, the analysis conditions are information necessary for processing various analyzes collectively in the simulation apparatus. For example, in the case of simulating a change in a characteristic value (dimension value, shape, light intensity peak value, and the like of a specific pattern) with respect to an optical system parameter (focus error, wavelength, and the like), the range of the resulting characteristic is determined. Then, a case where an optimum parameter that satisfies it is obtained is given as an example.
【００３７】ここでは、光学パラメータはその値と範囲
を指定し、特性値については、着目する特性と計測方法
および目標値を定めておく。これらの条件に基づき、後
述する解析処理部８においてパラメータを順次変更しつ
つ繰り返し計算され、特性解析が行われる。あるいは、
最適化を目的とした場合は最適条件が求められる。これ
ら光学パラメータは全て後述するデータ記憶部４に記憶
される。Here, the values and ranges of the optical parameters are specified, and for the characteristic values, the characteristic of interest, the measurement method, and the target value are determined. Based on these conditions, the analysis is repeatedly performed while sequentially changing parameters in an analysis processing unit 8 described later, and characteristic analysis is performed. Or,
For the purpose of optimization, optimum conditions are required. These optical parameters are all stored in the data storage unit 4 described later.
【００３８】次にＣＡＤデータ変換部２では、マスクパ
ターン作成用ＣＡＤデータ（あるいはシミュレーション
用に作成したデータでもよい）を用意し、これを読込ん
だ後、シミュレーション対象とするパターン部分だけを
切り出すという処理を行う。ＣＡＤデータは、半導体工
程別に複数のレイヤで構成される場合があるが、その場
合はレイヤ毎に同様の処理を行う。パターンの透過率お
よび位相のシフト量は、レイヤ毎に設定しておくことが
できる。Next, the CAD data conversion section 2 prepares CAD data for mask pattern creation (or data created for simulation), reads it, and cuts out only the pattern portion to be simulated. Perform processing. The CAD data may be composed of a plurality of layers for each semiconductor process. In such a case, the same processing is performed for each layer. The pattern transmittance and the phase shift amount can be set for each layer.
【００３９】このＣＡＤデータを２値データ変換部３に
おいてシミュレーション計算用に変換処理する。ここで
の変換は、従来の技術の項に記したように、パターンを
任意のインクリメントで分割して、分割したインクリメ
ント単位でパターン部か非パターン部かを区別した２値
データに変換する。この２値データはインクリメント単
位でパターン部か非パターン部かの情報を持つ離散的デ
ータとなる。２値データとは、例えばパターン部を
「１」、非パターン部を「０」とする２値を指し、情報
としてわずか１ビットで表現できる。なお、もちろんこ
の２値データには、マスクパターンの透過率や位相シフ
ト量といった情報は入らない。従って、パターンデータ
全体は、メッシュ数×１ビットのデータで表現できるの
で、大幅にデータ量が減る。The CAD data is converted by the binary data converter 3 for simulation calculation. In this conversion, as described in the section of the related art, the pattern is divided by an arbitrary increment, and is converted into binary data in which a pattern portion or a non-pattern portion is distinguished in increments of the division. The binary data is discrete data having information on a pattern portion or a non-pattern portion in increments. Binary data refers to, for example, binary data in which the pattern portion is “1” and the non-pattern portion is “0”, and can be represented by only one bit as information. Of course, the binary data does not include information such as the transmittance of the mask pattern and the amount of phase shift. Therefore, the entire pattern data can be represented by data of the number of meshes × 1 bit, so that the data amount is greatly reduced.
【００４０】そして、変換した２値データ、および、特
性条件入力部１での入力データは、すべてデータ記憶部
４に記憶される。このデータ記憶部４では、必要に応じ
てデータを引き出したり、新たに記憶したりすることが
できる。次に２値データ変更部５は、データ記憶部４か
らデータを読み出し、後述する解析処理部８からの情報
によってパターンデータの変更が指示された場合、その
指示内容に従って該当するパターンデータ部分を変更
し、変更したデータを次の光強度計算部７に出力する。
なお、解析処理部８を通っていない最初の処理では、読
み出したデータに特に変更を加えず、そのまま光強度計
算部７に出力される。The converted binary data and the input data in the characteristic condition input unit 1 are all stored in the data storage unit 4. In the data storage unit 4, data can be extracted or newly stored as needed. Next, the binary data changing unit 5 reads the data from the data storage unit 4, and when an instruction to change the pattern data is given by information from the analysis processing unit 8, which will be described later, changes the corresponding pattern data part according to the instruction. Then, the changed data is output to the next light intensity calculator 7.
In the first processing that has not passed through the analysis processing unit 8, the read data is output to the light intensity calculation unit 7 without any particular change.
【００４１】光学条件選択部６では、解析目的として光
学系のパラメータを変化させる場合に、適宜、光学条件
パラメータを選択・変更し、光強度計算部７にデータを
出力する。例えば、焦点誤差を０から１μｍまで０．２
μｍ刻みで変化させる、という場合には、解析処理部８
から繰り返し計算の指示があると、回数に応じて焦点誤
差の値を変更して次の光強度計算部７に出力する。When changing the parameters of the optical system for the purpose of analysis, the optical condition selecting section 6 selects and changes the optical condition parameters as appropriate, and outputs data to the light intensity calculating section 7. For example, the focus error is set to 0.2 from 0 to 1 μm.
If it is to be changed in units of μm, the analysis processing unit 8
When there is an instruction to repeat the calculation, the value of the focus error is changed according to the number of times, and is output to the next light intensity calculator 7.
【００４２】光強度計算部７は、前述した光学系パラメ
ータ、特性値、および、パターンデータ、並びに、マス
クパターンの透過率、位相シフト量から、光学理論に基
づく光強度計算を行う部分であり、狭義の光強度シミュ
レーション部として位置づけられる。すなわち条件を入
力すれば、光強度計算結果を繰り返すという機能を持つ
部分である。The light intensity calculation unit 7 is a unit for calculating the light intensity based on the optical theory from the above-described optical system parameters, characteristic values, pattern data, transmittance of the mask pattern, and phase shift amount. It is positioned as a light intensity simulation unit in a narrow sense. That is, it is a part having a function of repeating the light intensity calculation result when a condition is input.
【００４３】次の解析処理部８は、光学条件の変化やパ
ターンデータの変化に対して光強度計算部７から送られ
てきたシミュレーション結果を評価・判断した処理を行
う。前述したように、解析目的には、単に光学パラメー
タを変化させて特性値との関係を評価する場合や、特性
値が目標値に入るパラメータ条件を探索する場合、ま
た、２次元的なパターンの最適値を求める場合等、種々
の解析方法があり、その個々の目的に対してそれぞれ適
切な解析手法をとるよう選択ができる。解析手法の選択
は最初に特性条件入力部１において指定しておく。The next analysis processing unit 8 performs a process of evaluating and judging a simulation result sent from the light intensity calculation unit 7 for a change in optical conditions and a change in pattern data. As described above, for the purpose of analysis, a case where the relationship with a characteristic value is evaluated by simply changing an optical parameter, a case where a parameter condition in which a characteristic value falls within a target value, or a case where a two-dimensional pattern is There are various analysis methods such as obtaining an optimum value, and it is possible to select an appropriate analysis method for each purpose. The selection of the analysis method is first specified in the characteristic condition input unit 1.
【００４４】このようにシミュレーション装置を構成し
たことによって、解析処理部８と２値データ変更部５と
の間で、パラメータ変化を伴った繰り返し計算処理を行
うことが可能となる。すなわち、解析処理部８でシミュ
レーション結果を評価・判断して、次の計算におけるパ
ラメータ条件を指定し、パターンデータ変更を要する場
合は、２値データ変更部５に対してその変更内容を指示
し、光学条件変更が必要な場合は、光学条件選択部６に
対して変更する条件を指示する。By configuring the simulation apparatus in this manner, it becomes possible to perform a repetitive calculation process with a parameter change between the analysis processing unit 8 and the binary data changing unit 5. That is, the analysis processing unit 8 evaluates and judges the simulation result, specifies the parameter conditions in the next calculation, and when the pattern data needs to be changed, instructs the binary data changing unit 5 about the change, If the optical condition needs to be changed, the optical condition selecting unit 6 is instructed to change the condition.
【００４５】これにより、２値データ変更部５は、解析
処理部８からの指示に応じてパターン部（「１」）であ
ったところを非パターン部（「０」）に、または、非パ
ターン部であったところをパターン部に変更して、パタ
ーンデータの変更を行う。また、光学条件選択部６も同
様に解析処理部８の指示に基づいて光学条件の変更を行
う。そして、これらの変更の後、再度、光強度計算部７
で光強度計算を行う。また、特にパターンの最適化を目
的とするシミュレーションの場合については、まず、解
析処理部８においてシミュレーション結果が目標値範囲
内であるかを判断する。範囲内であれば、最適値が求ま
ったとして結果をまとめて出力する。範囲に入らなけれ
ば前述のように条件変更を指示して光強度計算を繰り返
せばよい。In response to this, the binary data changing section 5 replaces the pattern section (“1”) with the non-pattern section (“0”) or the non-pattern section (“0”) in response to an instruction from the analysis processing section 8. The pattern data is changed by replacing the former part with a pattern part. Similarly, the optical condition selection unit 6 changes the optical conditions based on the instruction of the analysis processing unit 8. Then, after these changes, the light intensity calculation unit 7
Perform light intensity calculation. In particular, in the case of a simulation for the purpose of optimizing a pattern, first, the analysis processing unit 8 determines whether the simulation result is within a target value range. If it is within the range, the result is collectively output assuming that the optimum value has been obtained. If not, the light intensity calculation may be repeated by instructing the condition change as described above.
【００４６】このような解析手順は、解析処理部８での
判断処理を決定しておくことで、繰り返し計算やパター
ンデータ変更、パラメータ条件変更等の自動処理が可能
となる。また、計算の都度、解析者が判断したい場合
や、結果によって判断を変えたい場合には、解析途中で
シミュレーション結果を出力し、解析者により処理手順
や条件を変更することも、判断処理を自動としないだけ
で可能である。また、シミュレーション結果の出力につ
いては、光強度計算部７あるいは解析処理部８からの処
理結果が出力部９に送られ、画面出力または印刷出力等
の出力処理が行われる。In such an analysis procedure, an automatic process such as a repetitive calculation, a change in pattern data, a change in a parameter condition, or the like can be performed by determining the determination process in the analysis processing unit 8. In addition, if the analyst wants to make a judgment or change the judgment depending on the result each time the calculation is performed, the simulation result is output during the analysis, and the processing procedure and conditions can be changed by the analyst. It is possible just by not doing. Regarding the output of the simulation result, the processing result from the light intensity calculation unit 7 or the analysis processing unit 8 is sent to the output unit 9, and output processing such as screen output or print output is performed.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、マスクパターンデータの原情報としてＣＡＤパター
ンデータを利用し、該ＣＡＤパターンデータからシミュ
レーションの対象とするパターン部分を抽出して２値デ
ータに変換することによってシミュレーション用パター
ンデータを作成し、また、指定された解析目的によって
必要なパターン部分のみ、適宜、２値データの変更を行
うので、条件変更を伴う解析処理において自動処理が可
能となるばかりでなく、マスクパターンデータがシミュ
レーション対象部分のみ２値データに変換されることに
より、極めて小さいメモリ容量で、かつ、ごく短時間で
変更が可能なパターンデータ変更処理、および、これを
利用したパターンデータの最適値解析等が可能となる。As described above, according to the present invention, CAD pattern data is used as original information of mask pattern data, and a pattern portion to be simulated is extracted from the CAD pattern data to obtain binary data. To create simulation pattern data by converting the data into binary data. Only the necessary pattern part is changed according to the specified analysis purpose, and the binary data is changed accordingly. Not only that, since the mask pattern data is converted into binary data only in the simulation target portion, a pattern data change process that can be changed in a very short time with a very small memory capacity and that is used. It is possible to analyze the optimum value of the pattern data.
【図１】本発明の実施形態の光強度シミュレーション装
置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a light intensity simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】従来の光強度シミュレーション装置の構成を示
すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a conventional light intensity simulation device.
【図３】ＣＡＤデータとシミュレーションデータの構成
の違いを説明するための説明図であり、（ａ）はＣＡＤ
データの、（ｂ）はシミュレーションデータのデータ構
成を示す。FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams for explaining the difference between the configuration of CAD data and the configuration of simulation data. FIG.
(B) of the data shows the data configuration of the simulation data.
１ 特性条件入力部 ２ ＣＡＤデータ変換部 ３ ２値データ変換部 ４ データ記憶部 ５ ２値データ変更部 ６ 光学条件選択部 ７ 光強度計算部 ８ 解析処理部 ９ 出力部 1 Characteristic condition input unit 2 CAD data conversion unit 3 Binary data conversion unit 4 Data storage unit 5 Binary data change unit 6 Optical condition selection unit 7 Light intensity calculation unit 8 Analysis processing unit 9 Output unit
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8154489AJPH104048A (en) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Light intensity simulation apparatus and light intensity simulation method |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8154489AJPH104048A (en) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Light intensity simulation apparatus and light intensity simulation method |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104048Atrue JPH104048A (en) | 1998-01-06 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8154489APendingJPH104048A (en) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Light intensity simulation apparatus and light intensity simulation method |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH104048A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0965823A3 (en)* | 1998-06-15 | 2000-10-04 | Nec Corporation | Method for analyzing light intensity distribution |
| US6418553B1 (en) | 1999-03-12 | 2002-07-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Circuit designing method for semiconductor device and computer-readable medium |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0965823A3 (en)* | 1998-06-15 | 2000-10-04 | Nec Corporation | Method for analyzing light intensity distribution |
| US6449387B1 (en) | 1998-06-15 | 2002-09-10 | Nec Corporation | Method for analyzing light intensity distribution |
| US6418553B1 (en) | 1999-03-12 | 2002-07-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Circuit designing method for semiconductor device and computer-readable medium |
| Publication | Publication Date | Title |
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