JP4915502B2 - レジストパターンシミュレーション方法 - Google Patents
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Description
これは電子線照射後のレジストを現像液に浸漬し、照射部のレジスト膜厚変化をレジスト層表面からの反射光と、内部の既現像レジスト層と未現像レジスト層との境界面で反射する光との干渉光の強度を測定する事により未現像レジストの膜厚時間変化を求め現像速度を算出するものである。
すなわち、実験により電子線照射量(以下、ドーズと記載)とレジスト溶解深度の2つのパラメータから決定される現像速度のテーブルを算出する。このテーブルを用いてシミュレーションにより求めたレジスト層のエネルギー蓄積分布を現像速度に変換することにより、従来の方法より精度の高いシミュレーション結果を提供するものである。
図1は、本実施の形態によるレジストパターンシミュレーション方法の概略を示すフローチャートである。
以上の工程によりエネルギー蓄積分布と、レジスト溶解深度の2つのパラメータからレジスト現像速度を算出する変換テーブルが得られる。この変換テーブルを、電子線で所望のパターニングを施したレジスト層の3次元エネルギー蓄積分布に適用することにより、レジストの現像シミュレーションを行う。
図3は、QCM法測定によって得られた現像時間とレジスト膜厚の関係を表す説明図である。
(1)現像プロセスでレジスト膜厚が増加するドーズ条件では、図3より現像時間変化tに伴う膜厚増加率を算出し、これを現像速度r(t,D)[nm/sec]とする。
(2)現像プロセスでレジストの膜厚が減少しているドーズ条件に対しては、図3の結果を時間微分することにより現像速度r'(t,D)[nm/sec]を算出するが、さらにこれを縦軸としてその時点におけるレジストの初期膜厚からの溶解深度z[nm]を横軸にとり、レジスト溶解深度に対しての現像速度r'(z,D)[nm/sec]を求める。
図4は、QCM法測定によって得られたレジスト溶解深度と現像速度の関係を表す説明図である。
図4よりレジストが溶解する2uC/cm2というドーズにおいても、レジストが溶解して底面に達する約30nm前に現像速度がゼロになることが分かる。これは電子線の照射不足が原因と認識されがちであるが、電子線散乱シミュレーションにより、50kVの電子線はそのエネルギーの高さからレジスト層をほぼ直線的に貫通しており、レジスト底面までエネルギーが蓄積されているという結果が得られている。そのため、現像速度が深さ方向で異なるのには別の要因(ベーク、酸発生、拡散プロセスなど)があるものと推定される。
図5は、前記シミュレーションによって求めたレジストパターンの断面形状を示す説明図である。図5は、実験によりドーズとレジスト溶解深度の2つのパラメータから決定される現像速度テーブルを用いて現像計算を行った結果を示す。図5はレジストの側面部分が横に張り出した形になっており、レジストの膨潤挙動を反映した結果となっている。また、現像速度がレジスト底面付近で遅くなるためにレジスト形状に裾引き形状が強く反映されたものとなっている。
比較として、一定のエネルギー蓄積分布に対する現像速度の平均値をレジスト溶解深度に関係無く用いて、さらに膨潤挙動による膜厚の増加を考慮しない場合の現像計算結果を図6に示す。
図6は、従来のシミュレーション方法によって求めたレジストパターンの断面形状を示す説明図である。
Claims (1)
- 1点の照射電子散乱計算から周辺領域へのエネルギー蓄積分布を計算し、これを所望のパターン領域に渡って重畳計算し、エネルギー蓄積分布を算出するか、もしくは所望のパターン領域に電子線を照射し、それぞれの電子の散乱状態を全て計算してエネルギー蓄積分布を算出する工程と、
前記算出したエネルギー蓄積分布を現像速度分布に変換する工程と、
前記現像速度分布に基づいて現像計算を行い、レジストのパターン形状を推定する工程とを有した、レジスト層の現像後形状をシミュレートするレジストパターンシミュレーション方法であって、
前記エネルギー蓄積分布を現像速度分布に変換する工程において、レジストの膜厚が増加するドーズ条件では、レジスト膜圧と現像時間との関係から現像時間変化に伴う膜厚増加率を基に前記膜厚増加ドーズ条件下での現像速度r(t,D)を算出し、かつ算出した現像速度r(t,D)をエネルギー蓄積量に対応する現像速度R(t,D)に変換し、前記レジストのパターン形状を推定する工程において、前記変換された現像速度R(t,D)を用いて前記現像速度分布に基づいた現像計算を行い、
さらに、前記エネルギー蓄積分布を現像速度分布に変換する工程において、レジストの膜厚が減少するドーズ条件では、レジスト溶解深度と現像時間との関係を基に前記膜厚減少ドーズ条件下での現像速度r’(t,D)を算出し、かつ算出した現像速度r’(t,D)をエネルギー蓄積量に対応する現像速度R’(t,D)に変換し、前記レジストのパターン形状を推定する工程において、前記変換された現像速度R’(t,D)を用いて前記現像速度分布に基づいた現像計算を行う、
ことを特徴とするレジストパターンシミュレーション方法。
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