(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィーチャを有するターゲットパターンを基板に転写するためのスペーサベースのマルチパターニングリソグラフィ工程を改良する方法であって、
前記スペーサベースのマルチパターニングリソグラフィ工程のために前記ターゲットパターンの設計レイアウトを複数のサブレイアウトに分解するステップであって、前記複数のサブレイアウトのうち少なくとも１つがスペーサ−ターゲットサブレイアウトであり、前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトは、前記基板への前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトのパターニング後にスペーサ材料を追加するフィーチャを有するものである、ステップと、
前記スペーサ−ターゲットサブレイアウト以外のサブレイアウト内に含まれるフィーチャの少なくとも縁部を画定するセルフアライメント型アシストパターン（ＳＡＰ）を導出するステップと、
改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウトを生成するために前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトに前記ＳＡＰを追加するステップと、
リソグラフィマスク内で前記改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウトを使用する前記スペーサベースのマルチパターニングリソグラフィ工程を介して前記基板に前記ターゲットパターンを転写するステップと、を含み、
前記ＳＡＰを導出するステップが、前記ターゲットパターンの前記設計レイアウトの周縁を識別するステップを含む、方法。
【請求項２】
単一のＳＡＰフィーチャ又は複数のＳＡＰフィーチャが、前記スペーサ−ターゲットサブレイアウト以外の前記サブレイアウトのフィーチャのセットを画定する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記単一のＳＡＰフィーチャが、フィーチャの縁部に対してセルフアライメントを実行するか、又は、前記複数のＳＡＰフィーチャが前記スペーサベースのマルチパターニングリソグラフィ工程内で複数のパターンのセルフアライメントを実行する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スペーサ−ターゲットサブレイアウト以外の前記サブレイアウトの前記フィーチャの前記縁部の位置決めが、前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトのフィーチャに対して比較的クリティカルである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
リソグラフィ装置を用いて基板上にターゲットパターンを転写する方法であって、
（ａ）前記ターゲットパターンの設計レイアウトを少なくとも２つの設計サブレイアウトに分解するステップと、
（ｂ）前記設計レイアウトからセルフアライメント型アシストパターン（ＳＡＰ）を導出するステップと、
（ｃ）前記導出されたＳＡＰを、少なくとも１つのサブレイアウトのフィーチャと前記導出されたＳＡＰとを含む改良型設計サブレイアウト内に包含するステップと、
（ｄ）前記改良型設計サブレイアウトを用いてマスクレイアウトとしてマスクを生成するステップと、
（ｅ）前記マスクを用いて、第１のサブレイアウトと前記導出されたＳＡＰとをリソグラフィによって前記基板上に転写するステップと、
（ｆ）スペーサを形成するステップと、
（ｇ）後続のサブレイアウトをリソグラフィによって前記基板上に転写して、前記転写された後続のサブレイアウトに前記転写された第１のサブレイアウトに対してセルフアライメントを実行させるステップと、を含み、
前記２つの設計サブレイアウトのうち少なくとも１つがスペーサ−ターゲットサブレイアウトであり、
前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトは、前記基板への前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトのパターニング後にスペーサ材料を追加するフィーチャを有するものであり、
前記ＳＡＰは、前記スペーサ−ターゲットサブレイアウト以外のサブレイアウト内に含まれるフィーチャの少なくとも縁部を画定し、
前記ＳＡＰを導出するステップが、前記ターゲットパターンの前記設計レイアウトの周縁を識別するステップを含む、方法。
【請求項６】
前記ターゲットパターン内に含まれる個別のフィーチャの間の少なくとも１つのクリティカル間隔と、前記ターゲットパターンの個別のフィーチャの少なくとも１つのクリティカルディメンションと、のうち１つ以上が前記リソグラフィ装置の解像限界を下回る、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ＳＡＰを導出するステップが、前記サブレイアウトのうち少なくとも１つに含まれるフィーチャに隣接する周縁を調整するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ＳＡＰを導出するステップが、幾何学的ブール演算を用いて１つ又は複数のＳＡＰフィーチャを導出するステップであって、前記１つ又は複数のＳＡＰフィーチャが、前記サブレイアウトの前記フィーチャのセルフアライメントを容易にする、ステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記スペーサを形成するステップが、スペーサ材料層を堆積させるステップと、前記スペーサ材料層をパターニングするステップと、を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
ステップ（ｇ）の後にリソグラフィ後の処理を実行して前記基板上への前記ターゲットパターンの転写を完了する、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記リソグラフィ後の処理が、前記スペーサの少なくとも一部を除去するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記リソグラフィ後の処理が、ステップ（ｅ）の前記フィーチャ及びＳＡＰの過剰な部分をリソグラフィによってトリミングして前記所望のターゲットパターンを描写するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（ｅ）又は（ｇ）で使用したフォトレジストのトーンが前記リソグラフィ装置の解像限界を下回る間隔又は寸法に基づいて選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
ＳＡＰを用いて達成されるセルフアライメントがあるために複数のクリティカルディメンションに対処するように構成される、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータによって読み出されると、リソグラフィ装置を用いて基板上にターゲットパターンを転写する方法をコンピュータに実行させる命令を内部に記録したコンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
（ａ）前記ターゲットパターンの設計レイアウトを少なくとも２つの設計サブレイアウトに分解するステップと、
（ｂ）前記設計レイアウトからセルフアライメント型アシストパターン（ＳＡＰ）を導出するステップと、
（ｃ）前記導出されたＳＡＰを、少なくとも１つのサブレイアウトのフィーチャと前記導出されたＳＡＰとを含む改良型設計サブレイアウト内に包含するステップと、
（ｄ）前記改良型設計サブレイアウトを用いてマスクのレイアウトとしてマスクを生成するステップと、
（ｅ）前記マスクを用いて第１のサブレイアウトと前記導出されたＳＡＰとをリソグラフィによって前記基板上に転写するステップと、
（ｆ）スペーサを形成するステップと、
（ｇ）後続のサブレイアウトをリソグラフィによって前記基板上に転写して、前記転写された後続のサブレイアウトに前記転写された第１のサブレイアウトに対してセルフアライメントを実行させるステップと、を含み、
前記２つの設計サブレイアウトのうち少なくとも１つがスペーサ−ターゲットサブレイアウトであり、
前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトは、前記基板への前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトのパターニング後にスペーサ材料を追加するフィーチャを有するものであり、
前記ＳＡＰは、前記スペーサ−ターゲットサブレイアウト以外のサブレイアウト内に含まれるフィーチャの少なくとも縁部を画定し、
前記ＳＡＰを導出するステップが、前記ターゲットパターンの前記設計レイアウトの周縁を識別するステップを含む、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、リソグラフィ装置及び工程に関し、特に複数のクリティカルディメンションに対処しながらリソグラフィ装置の解像限界を超えたパターンを印刷するマルチパターニングリソグラフィに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  例えば、集積回路（ＩＣ）の製造などにリソグラフィ装置を使用することができる。その場合、マスクは、ＩＣの個々のレイヤに対応する回路パターンを含むことができ、このパターンを放射感応性材料（レジスト）のレイヤでコーティングされた基板（シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に結像することができる。一般に、１つのウェーハは、投影システムを介して一度に１つずつ連続的に照射される隣接するターゲット部分のネットワーク全体を含む。あるタイプのリソグラフィ投影装置では、マスクパターン全体をターゲット部分上に一度に露光することで各ターゲット部分が照射される。上記装置は、一般にウェーハステッパと呼ばれる。ステップアンドスキャン装置と一般に呼ばれる別の装置では、投影ビームが当たったマスクパターンを所与の基準方向（「スキャン」方向）に漸進的にスキャンしながら、これに同期してこの方向に平行又は逆平行に基板テーブルをスキャンすることで各ターゲット部分が照射される。
【０００３】
[0003]  リソグラフィ投影装置を用いた製造プロセスでは、放射感応性材料（レジスト）のレイヤで少なくとも部分的に覆われた基板上にマスクパターンが結像される。この結像ステップに先立って、プライミング、レジストコーティング、及びソフトベークなどの種々の手順を基板に対して行うことができる。露光後に、基板に対して、結像されたフィーチャの露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク及び測定／検査などの他の手順を実行することができる。この一連の手順は、デバイス、例えば、ＩＣの個々のレイヤにパターン形成する基礎として使用される。そのようなパターン形成されたレイヤについて、次に、個々のレイヤを完成させるためのエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学的機械的研磨などの種々のプロセスを行うことができる。幾つかのレイヤが必要な場合、手順全体、又はその変形手順を新しいレイヤごとに繰り返す必要がある。最終的に、デバイスのアレイが基板（ウェーハ）上に形成される。これらのデバイスは、次に、ダイシング又はのこ引きなどの技術によって互いに分離され、それによって個々のデバイスをピンなどに接続されたキャリア上に実装することができる。
【０００４】
[0004]  話を分かりやすくするため、以下、投影システムを「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系を含む各種投影システムを含むものと広義に解釈すべきである。放射システムも、放射投影ビームを誘導し、整形し、又は制御する任意のこれらの設計タイプに従って動作するコンポーネントを含むことができ、そのようなコンポーネントも、以下に集合的又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。
【０００５】
[0005]  上記フォトリソグラフィマスクは、シリコンウェーハ上に集積する回路コンポーネントに対応する幾何学パターンを含む。そのようなマスクを作成するためのパターンは、このプロセスが多くの場合ＥＤＡ（電子設計オートメーション）と呼ばれるＣＡＤ（コンピュータ支援設計）プログラムを用いて生成される。大半のＣＡＤプログラムは、機能マスクを作成するために一組の所定のデザインルールに従う。これらのルールは、処理及び設計の制限によって設定される。例えば、デザインルールは、回路デバイス（ゲート、コンデンサなど）又は相互接続線間の空間許容範囲を定義して、回路デバイス又は線が好ましくない形で相互動作しないようにする。デザインルールの限界は、「クリティカルディメンション」（ＣＤ：Critical Dimension）とも呼ばれる。回路のクリティカルディメンションは、線若しくは穴の最小幅又は２本の線若しくは２つの穴の間の最小空間として定義することができる。それ故、ＣＤは、設計された回路の全体のサイズと密度とを決定する。集積回路の製作の目標の１つが元の回路設計をウェーハ上に（マスクを介して）忠実に再現することであるのは当然である。
【０００６】
[0006]  半導体製造工程が進化し続ける一方で、回路素子の寸法は絶えず低減し、その間、デバイス当たりのトランジスタなどの機能素子の数は、一般に「ムーアの法則」と呼ばれる傾向に従って数十年間にわたって着実に増大しつつある。現行の技術状態では、先端デバイスのクリティカルレイヤが、深紫外線レーザ光源の照明を用いて基板上にマスク画像を投影して１００ｎｍをはるかに下回る、すなわち、投影光の波長の半分に満たない寸法を有する個別の回路フィーチャを作成するスキャナとして周知の光リソグラフィ投影システムを用いて製造される。
【０００７】
[0007]  光投影システムの伝統的な解像限界よりも小さい寸法を有するフィーチャが印刷されるこの工程は、一般に解像度の式、ＣＤ＝ｋ１×λ／ＮＡによる低ｋ１リソグラフィとして周知である。この式で、λは使用する放射の波長（現在、大半の例では２４８ｎｍ又は１９３ｎｍ）、ＮＡは投影光学系の開口数、ＣＤは「クリティカルディメンション」、すなわち、一般に印刷される最小のフィーチャサイズ、及びｋ１は経験的解像度係数である。一般に、ｋ１が小さいほど、特定の電気的機能と性能を達成するために回路設計者が計画する形状と寸法に似たパターンをウェーハ上に再現することは困難になる。これらの困難を克服するために、投影システムだけでなくマスク設計にも最新鋭の微調整ステップが適用される。これらは、例えば、ＮＡ及び光コヒーレンス設定の最適化、カスタム化された照明方法、移相マスクの使用、マスクレイアウト内の光近接効果補正（ＯＰＣ）、又は、一般に「高解像度化技術」（ＲＥＴ）と呼ばれるその他の方法を含むが、これらに限定されない。
【０００８】
[0008]  ダブルパターニングリソグラフィ（ＤＰＬ）は、特にＮＡのさらなる増大がもはや実行可能なオプションではない時には、リソグラフィ露光装置の解像限界を効果的に克服する方法の１つである。一般に、ダブルパターニングリソグラフィでは、個別のフィーチャＣＤ及び／又はフィーチャ間のピッチがリソグラフィ装置の解像限界を下回る密集ターゲットパターンは２つの部分に分割され（この工程を「カラーリング」と呼ぶ）、各々の部分で独立して、パターン印刷中に克服すべき解像度に関する問題は存在しない。上記部分は順次パターニングされ、第１のリソグラフィで印刷されたフィーチャを第２のリソグラフィで印刷されたフィーチャに分散させてパターン全体を再生成する。ダブルパターニングリソグラフィは、例えば、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  ｖｏｌ．６１５４、（２００６）に公開されたＬｉｍ他による、「Positive and negative tone double patterning lithography for 50nm flash memory」と題された参照文献に記載のように、ポジ型又はネガ型を採用することができる。しかし、ターゲットパターンの様々な部分の互いのアライメントは、既存のダブルパターニングリソグラフィ工程における困難な一工程であり、多くの場合、アライメントエラーによる低い歩留まりに関連付けられる。
【０００９】
[0009]  アライメントエラーを低減するために、ダブルパターニングリソグラフィの工程フローではスペーサが使用されてきた。一例では、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  ｖｏｌ．６１５６（２００７）に公開されたＪｕｎｇ他による、「Patterning with amorphous carbon spacer for expanding the resolution limit of current lithography tool」と題された論文に記載のように、非晶質炭素スペーサが追加される。スペーサ支援ダブルパターニングリソグラフィ方法が３２ｎｍ技術ノードの大量生産の実現に使用されてきた。しかし、依然としてオーバレイ制御の問題が、特にポリシリコンゲートなどのクリティカルデバイスフィーチャのための既存のスペーサ支援ダブルパターニングリソグラフィ方法でのエラー源である。従来のスペーサ支援ポジ型方法は、セルフアライメント型の単一のＣＤを有するパターンの印刷しか可能でない。複数のＣＤには、追加のマスク及びオーバレイクリティカルステップが必要である。従来のスペーサ支援ネガ型方法は様々なＣＤを印刷できるが、後続のトリミング方法の追加の微調整なしにセルフアライメントの精度は許容できない場合が多い。
【００１０】
[0010]  ターゲットパターンの複数の部分をパターニングする包括的な自動セルフアライメント方法などのより簡単なアライメント方法が必要である。さらに、セルフアライメント方法は、ターゲットパターンのクリティカルフィーチャとノンクリティカルフィーチャとを区別する必要が必ずしもない好適な工程フローを採用することでオーバレイ関連の問題を克服又は簡単化し、それによってターゲットパターンの異なる部分をスティッチングする必要を回避しなければならない。
【発明の概要】
【００１１】
[0011]  本発明の実施形態は、ターゲットパターンレイアウトの様々な分解された部分（サブレイアウトと呼ばれる）のセルフアライメントのためのスペーサ支援マルチパターニングリソグラフィの方法、コンピュータプログラムプロダクト及び装置を提供する。本明細書で説明する例の大半では、ターゲットパターンレイアウトは２つのサブレイアウトに分解されるだけであるが、本発明の範囲はサブレイアウトの数によって制限されないことに留意されたい。したがって、「ダブルパターニング」という用語は、３つ以上のサブレイアウトが含まれるマルチパターニング方法も包含する。幾つかの事前定義された設計規則に基づいて自動的に元の設計レイアウトからセルフアライメント型アシストパターン（ＳＡＰ）が導出される。ＳＡＰフィーチャは、マルチパターニングリソグラフィ工程中の様々なサブレイアウトの効率的なセルフアライメントのためにマスクレイアウト内に含まれる。この方法の実施形態は、ターゲットパターンレイアウトのクリティカル部分にターゲットパターンレイアウトのノンクリティカル部分を重ねるか又はスティッチングする必要がないため、本来オーバレイエラーの克服に適している。その結果、オーバレイの問題を引き起こすことなく工程フロー内で複数のＣＤに本来対処することができる。
【００１２】
[0012]  ＳＡＰフィーチャは、任意の形状（例えば、棒、線、スペース、環、正規又は不正規形状の多角形など）及びサイズであってもよく、連続的（例えば、環）又は不連続（例えば、互いに連結していない複数の棒）であってもよい。幾つかの実施形態では、不連続のＳＡＰフィーチャを修正して複雑な相互接続されたＳＡＰフィーチャレイアウト（例えば、線が延在されて環と融合する）が生成される。
【００１３】
[0013]  スペーサ及びＳＡＰ支援工程フローは、暗視野リソグラフィ又は明視野リソグラフィを採用してもよく、あるいは部分的に暗視野リソグラフィを使用し、部分的に明視野リソグラフィを使用する方法を採用することができる。マスク及びレジストは、ポジ型とネガ型マルチパターニングリソグラフィのどちらを使用するかに応じて設計／選択される。エンドツーエンドマルチパターニングリソグラフィは部分的にポジ型リソグラフィを、また部分的にネガ型リソグラフィを使用することができる。
【００１４】
[0014]  本発明自体と本発明の別の目的及び利点は、以下の詳細な説明と添付の図面とを参照することでより良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
[0015]  対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
【図１Ａ】[0016]通常のリソグラフィ投影システムを示す例示的ブロック図である。
【図１Ｂ】[0017]リソグラフィシミュレーションモデルの機能モジュールを示す例示的ブロック図である。
【図２】[0018]本発明の実施形態による方法のステップを示す例示的フローチャートである。
【図３】[0018]本発明の実施形態による方法のステップを示す例示的フローチャートである。
【図４】[0019]従来技術の方法に関連付けられたオーバレイ問題の一例を示す図である。
【図５Ａ−Ｃ】[0020]（Ａ）は、本発明の一例によるターゲットパターンレイアウトを示す図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の一例によるターゲットパターンレイアウトの分解とＳＡＰフィーチャの導出を示す図である。
【図６Ａ−Ｂ】[0021]（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の例示的方法の１ステップでのマルチパターニングリソグラフィの結果の概略図である。
【図６Ｃ−Ｄ】[0021]（Ｃ）、（Ｄ）は、本発明の例示的方法の１ステップでのマルチパターニングリソグラフィの結果の概略図である。
【図６Ｅ】[0021]本発明の例示的方法の１ステップでのマルチパターニングリソグラフィの結果の概略図である。
【図６Ｆ】[0021]本発明の例示的方法の１ステップでのマルチパターニングリソグラフィの結果の概略図である。
【図６Ｇ】[0021]本発明の例示的方法の１ステップでのマルチパターニングリソグラフィの結果の概略図である。
【図６Ｈ】[0021]本発明の例示的方法の１ステップでのマルチパターニングリソグラフィの結果の概略図である。
【図７】[0022]本発明の例示的実施形態によるターゲットパターンレイアウトの複数のサブレイアウトへの分解の一例を示す図である。
【図８Ａ】[0023]図７の分解されたサブレイアウトの周辺ＳＡＰの導出の一例を示す図である。
【図８Ｂ】[0023]図７の分解されたサブレイアウトの周辺ＳＡＰの導出の一例を示す図である。
【図９】[0024]図８Ｂの周辺ＳＡＰ及び追加のＳＡＰフィーチャを含むリソグラフィマスクレイアウト生成の完了を示す図である。
【図１０】[0025]本発明の一実施形態によるトリムマスクを用いたスペース印刷の例を示す図である。
【図１１】[0025]本発明の一実施形態によるトリムマスクを用いたライン印刷の例を示す図である。
【図１２Ａ−Ｅ】[0026]（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、本発明の例示的方法の実施形態による第１のリソグラフィステップ及びスペーサ堆積の例示的工程フローを示す図である。
【図１２Ｆ−Ｉ】[0026]（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）は、本発明の例示的方法の実施形態による第１のリソグラフィステップ及びスペーサ堆積の例示的工程フローを示す図である。
【図１３Ａ−Ｄ】[0028]（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、ネガ型フォトレジスト工程を採用した時の図１２Ｅのステップに続く残りの工程フローを示す図である。
【図１４】[0029]本発明のシミュレーション方法の実施を支援することができるコンピュータシステムを示すブロック図である。
【図１５】[0030]本発明の方法と共に使用するのに適したリソグラフィ投影装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[0031]  当業者が本発明を実施することができるように、本発明の例示的な例として提供される図面を参照して以下に本発明を詳述する。特に、以下の図及び例は本発明の範囲を１つの実施形態に限定するものではなく、下記又は図示の要素の一部又は全部を入れ替えることで別の実施形態も可能である。さらに、周知のコンポーネントを用いて本発明の特定の要素を部分的に又は完全に実施することができる場合、本発明を分かりにくくしないように、本発明の理解に必要な周知のコンポーネントのそれらの部分のみを記述し、それら周知のコンポーネントのその他の部分の詳細な記述は省略する。ソフトウェアで実施される実施形態はそれに限定されてはならず、特に断りのない限り、当業者には明らかなように、ハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアとの組合せで実施される実施形態を含むことができ、またその逆の場合も同様である。本明細書では、単一のコンポーネントを示す実施形態は限定的と考えてはならず、特に本明細書で断りのない限り、複数の同じコンポーネントを含む別の実施形態を包含し、またその逆の場合も同様である。さらに、特に断りのない限り、出願人らは明細書又は特許請求の範囲のいかなる用語にも一般的でない又は特殊な意味を与えることはない。さらに、本発明は、本明細書の図で参照する周知のコンポーネントの現在及び将来の周知の同等物を含む。
【００１７】
[0032]  本稿では、ＩＣの製造における本発明の使用を特に参照できるが、本発明は、多数の他の可能な用途を有することを明確に理解されたい。例えば、磁気ドメインメモリ、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド用の集積光学系、案内及び検出パターンの製造に採用することができる。当業者であれば、このような別の用途の場合、本明細書で用いる「レチクル」、「ウェーハ」、又は「ダイ」という用語のいかなる使用もより一般的な用語である「マスク」、「基板」及び「ターゲット部分」という用語にそれぞれ置き換えることができることを理解することができるだろう。
【００１８】
本発明の例示的実施形態を実施するリソグラフィシステムの一般的な環境
[0033]  本発明を説明する前に、設計全体及び結像工程について簡潔に説明する。図１Ａは、例示的リソグラフィ投影装置１０を示す。主要なコンポーネントは、深紫外線エキシマレーザ放射源などの光源１２と、部分的なコヒーレンス（シグマとして示される）を定義し、また特定の光源整形光学系１４、１６ａ及び１６ｂを含んでいてもよい照明光学系と、マスク又はレチクル１８と、ウェーハ面２２上にレチクルパターンの画像を生成する投影光学系１６ｃである。瞳面の調整式フィルタ又はアパーチャ２０はウェーハ面２２に当たるビーム角度の範囲を制限することができ、可能な最大角度は投影光学系の開口数ＮＡ＝ｓｉｎ（Θｍａｘ）を定義する。
【００１９】
[0034]  リソグラフィシステムでは、これらの主要システムコンポーネントが図１Ｂに示すように別々の機能モジュールによって記述することができる。図１Ｂを参照すると、機能モジュールは、ターゲット設計を定義する設計レイアウトモジュール２６と、結像工程で使用するマスクを定義するマスクレイアウトモジュール２８と、シミュレーション工程中に使用するマスクのモデルを定義するマスクモデルモジュール３０と、リソグラフィシステムの光学コンポーネントの性能を定義する光学モデルモジュール３２と、所与の工程で使用されているレジストの性能を定義するレジストモデルモジュール３４とを含む。周知のように、シミュレーション工程の結果は、例えば、結果モジュール３６内に予測輪郭及びＣＤを生成する。
【００２０】
[0035]  より詳細には、照明及び投影光学系の特性が、ＮＡ−シグマ（σ）設定と、任意の特定の照明源の形状（例えば、環状、四重極、及び二重極などの軸外光源）とを含む光学モデル３２内で捕捉されるが、これらに限定されないことに留意されたい。基板上にコーティングされたフォトレジスト層の光学特性、すなわち、屈折率、膜厚、伝搬及び偏光効果も光学モデル３２の一部として捕捉できる。マスクモデル３０は、レチクルの設計フィーチャを捕捉し、マスクの詳細な物理特性の表現を含むこともできる。最後に、レジストモデル３４は、例えば、基板ウェーハ上に形成されるレジストフィーチャの輪郭を予測するために、露光、ＰＥＢ及び現像中に生起する化学工程の影響を説明する。
【００２１】
[0036]  本発明は、第一に図１Ｂに示す設計レイアウトモジュール２６及びマスクレイアウトモジュール２８に関連する。ターゲット設計は、一般に、ＧＤＳＩＩ又はＯＡＳＩＳなどの標準化ディジタルファイルフォーマットで提供される。ＳＡＰは、ターゲット設計から導出され、マスクレイアウト内に含まれる。
【００２２】
本発明の例示的方法
[0037]  図２は、本発明のある実施形態によるマルチパターニングリソグラフィ内でＳＡＰ及びスペーサを使用する方法を示す例示的フローチャートである。
【００２３】
[0038]  図２のフローチャート２００は、１つの例示的実施形態によるマルチパターニングリソグラフィ内にＳＡＰ及びスペーサを組み込むことで基板上にターゲットパターンを転写する方法の幾つかの主要なステップを示す。
【００２４】
[0039]  フローチャート２００は、ステップ２０２で開始し、ここでターゲットパターンの設計レイアウトが選択される。設計レイアウトは、ＧＤＳ又はその他の任意の標準／カスタムディジタルフォーマットであってもよい。
【００２５】
[0040]  ステップ２０４で、設計レイアウトは、少なくとも２つのサブレイアウトに分解される。分解の一部は「カラーリング」と呼ばれる。カラーリングは、幾つかの事前定義された設計規則を用いて実行することができる。一例では、カラーリングは、異なるＣＤを有する幾何学構造の分離に基づいて実行される。すなわち、サブレイアウトの一方は第１のＣＤを有するフィーチャを収容し、他方のサブレイアウトは第２のＣＤを有するフィーチャを収容する。サブレイアウトの一方は、スペーサ層を追加するターゲットの生成を容易にするように構成される。そのサブレイアウトは、スペーサ−ターゲットサブレイアウトと呼ばれる。スペーサ−ターゲットサブレイアウトは、アドオンレイアウトフィーチャとしてのＳＡＰを収容するように構成される。したがって、後続のリソグラフィマスクレイアウトは、サブレイアウトそれ自体の元のフィーチャと、ＳＡＰフィーチャとを含む。このマスクレイアウトは、改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウトと呼ぶことができる。改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウトは、同じ「カラー」又は複数の「カラー」の選択的なフィーチャを収容することができることに留意されたい。
【００２６】
[0041]  ステップ２０６で、元の設計レイアウトから単一のＳＡＰ又はＳＡＰフィーチャのセットが導出される。７〜９に関連して後で詳述するように、ＳＡＰは、設計レイアウトに含まれるフィーチャ及び特性に幾何学的ブール演算を適用することで自動生成できる。本明細書に示す例では具体的に説明してはいないが、すべての設計規則判定基準を満たすＳＡＰフィーチャの最終セットが生成されるまでＳＡＰフィーチャの最初のセットを用いてＳＡＰフィーチャの後続のセットを微調整する反復工程でＳＡＰフィーチャの最終セットが生成できることは当業者には明らかであろう。概して、ステップ２０８に示すように、ＳＡＰフィーチャは、第１のリソグラフィマスクレイアウト（サブレイアウト自体の元のフィーチャと導出されたＳＡＰフィーチャとを含む「改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウト」から生成される）内で導出され、そこに含まれる。第１のリソグラフィ工程のための物理マスクは、改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウトを用いて作成される。オプションとして、改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウト内に光近接効果補正（ＯＰＣ）を適用してもよい。
【００２７】
[0042]  工程フローに応じて、トリムマスクとして周知の別の物理マスクもステップ２０５で平行にされ、オプションとして、ＯＰＣをトリムマスクパターンに適用できる。トリムマスクの使用はオプションであって、工程フロー内で後ほど使用して（スペーサ−ターゲットサブレイアウトのフィーチャがリソグラフィによって基板上に転写された後で）、スペーサ−ターゲットサブレイアウトによって収容されなかったフィーチャの転写を描写／微調整／完了することができる。
【００２８】
[0043]  ステップ２１０で、スペーサ−ターゲットサブレイアウトと、単一又は複数のＳＡＰフィーチャとを含む改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウトのフィーチャが標準のフォトリソグラフィ及びエッチング／平坦化工程を用いて基板上に転写される。これを図１２Ａ、図１２Ｃ及び図１２Ｄに関連して詳述する。オプションとして、この最初のリソグラフィ／エッチング工程でハードマスクを使用してもよい。採用するリソグラフィのトーンに応じて明視野又は暗視野マスクを使用することができる。
【００２９】
[0044]  ステップ２１２で、スペーサが形成される。スペーサは、リソグラフィによって転写された設計レイアウトフィーチャと基板上に印刷されたＳＡＰフィーチャとの側壁の周囲に形成される。スペーサは、特定の工程フローの必要と適性とに応じて非晶質炭素又はその他の材料を含んでいてもよい。スペーサは、膜の堆積によって形成することができる。堆積したスペーサ膜の層を平坦化するためにいくらかの後処理が必要になることがある。平坦化は、化学機械研磨（ＣＭＰ）又はエッチバックによって実行される。堆積したスペーサの全部又は大半をその後工程フロー内で除去できる。したがって、少なくともスペーサの一部が犠牲層として使用される。図１２Ｅはリソグラフィによって転写された設計レイアウトフィーチャ及びＳＡＰに隣接するスペーサの形成１２１４（図１２Ｅを参照）を示す。スペーサは、ターゲットパターン全体の周縁とターゲットパターン内に含まれる個別のフィーチャの縁部とを画定する。特に、最初のリソグラフィで印刷されなかったサブレイアウトのフィーチャの縁部がスペーサによって画定される。
【００３０】
[0045]  ステップ２１４で、基板への設計サブレイアウトの転写が第２のリソグラフィ工程でトリムマスク（ステップ２０５からの）を用いて完了し、その後、必要な膜の体積、トリミング及びスペーサ除去の後処理が実行される。ステップ２１４の第２のリソグラフィ及び後処理フローは様々な標準の方法で実行でき、トリムマスクの使用は、本明細書で説明する一例に過ぎないことは当業者には明らかであろう（例示的方法を図３に示す）。採用するリソグラフィのトーンに応じて明視野又は暗視野マスクを使用することができる。一実施形態では、明視野トリムマスクがライン印刷に使用される（図１１に示す）。別の実施形態では、暗視野トリムマスクがスペース／トレンチの印刷に使用される（図１０に示す）。
【００３１】
[0046]  ステップ２１６で、ターゲットパターン全体が基板上に再現される。元のターゲットレイアウトが３つ以上のサブレイアウトに分割されていた場合、フローチャート２００のステップの少なくとも一部を繰り返す必要があり、３つ以上のリソグラフィステップが必要であり、３つ以上のマスクを使用する必要があったことを理解されたい。例えば、ステップ２１６でターゲットパターン全体を得られるまでステップ２１４を繰り返す必要があろう。
【００３２】
[0047]  図３Ｇのフローチャート３００は、フローチャート２００のステップ２１４が特に幾つかの主要なサブステップに分割される１つの可能な工程フローを示す。スペーサ−ターゲットサブレイアウトのフィーチャ及びＳＡＰフィーチャが基板に転写され、スペーサが画定されると、ステップ３１４Ａで膜のブランク堆積が実行される。このブランク堆積膜は、スペーサ間及び／又はフィーチャ間のギャップを充填する。ギャップは、スペーサ−ターゲットサブレイアウト以外のサブレイアウトからフィーチャの位置を画定できる。元の設計レイアウトから導出された自動生成ＳＡＰフィーチャがあるため、後続のサブレイアウトのフィーチャの配置は第１のサブレイアウト、すなわち、スペーサ−ターゲットサブレイアウトのフィーチャにすでにセルフアライメントされている。
【００３３】
[0048]  ステップ３１４Ｂで、ブランク堆積膜がＣＭＰ又はエッチバックによって、あるいはその他の平坦化方法を用いて平坦化される。図１２Ｈは、スペース印刷のためのこのステップを示す。図１３Ｃは、ライン印刷のためのこのステップを示す。
【００３４】
[0049]  ステップ３１４Ｃで、トリムマスクがＳＡＰフィーチャ及びスペーサによって画定された転写済みの線及びスペースに整列する。ここでもトリムマスクの使用はオプションであり、このステップは幾分オーバレイの影響を受けるが、個別のサブレイアウトのセルフアライメントがステップ３１４Ａより前のステップで（すなわち、図２のフローチャート２００のステップ２１２まで）達成されているため、オーバレイのクリティカリティは比較的緩和される。次に、整列したトリムマスクを用いて第２のリソグラフィが実行される。図１２Ｇは、スペース印刷のためのこのステップを示す。図１３Ｂは、ライン印刷のためのこのステップを示す。
【００３５】
[0050]  ステップ３１４Ｄで、スペーサは、化学エッチング工程又はその他の方法を用いて除去され、セルフアライメントの形で互いに交錯した転写済みサブレイアウトを含む元の設計レイアウトだけが残される。図１２Ｉは、スペース印刷のためのこのステップを示す。図１３Ｄは、ライン印刷のためのこのステップを示す。
【００３６】
[0051]  図２〜図３に示す方法は、例示的なステップだけを示していることは当業者には明らかであろう。各実施形態はすべてのステップを含む必要はなく、追加の中間／最終ステップを適宜上記方法に含めることができる。ステップのシーケンスを変更してもよい。
【００３７】
[0052]  従来のダブルパターニングリソグラフィの最も重要な問題の１つは２つのリソグラフィステップ間のオーバレイ制御である。設計レイアウト全体を忠実に再現するために、第１のリソグラフィステップで基板上に転写済みの第１のサブレイアウトに対して後続のサブレイアウトを最大精度で配置する（「オーバレイ」する）ことが極めて重要である。オーバレイエラーが大きくなると、ＣＤの均一性が悪化し、設計レイアウトの個別のフィーチャ（例えば、線）及び／又はその間のスペースのＣＤのエラーが発生する。例えば、第１のサブレイアウトのフィーチャの線幅は所期の幅より広くてもよく、後続のサブレイアウトのフィーチャの線幅は所期の幅より狭くてもよい。同時に、フィーチャの間の間隔は所期の値から外れてもよい。本発明のスペーサベースのマルチパターニングリソグラフィでは、ＳＡＰが後続のサブレイアウトの位置決めを考慮に入れて導出されているので、後続のサブレイアウトフィーチャの位置が第１のリソグラフィステップ中に画定されている。後続のサブレイアウト内の個別のフィーチャの幅及び／又はフィーチャの間のスペースの幅は、スペーサの堆積及びエッチング後に正確に画定される。したがって、オーバレイ制御の必要は解消され、セルフアライメントの態様のためのマルチパターニングリソグラフィ工程フロー内に構築された付随する利益としてＣＤの均一性が自動的に達成される。リソグラフィ技術者は、各々が独自のＣＤを有する複数の部分／サブレイアウトに設計レイアウトを分解するよう選択できる。本発明は、ＣＤの均一性問題に対処するいかなる特別の技術も採用する必要がない。したがって、本発明は、複数のＣＤを有するフィーチャを取り扱うのに特に適している。
【００３８】
ＳＡＰ及びスペーサを用いて再現されたＳＡＰ及びターゲットパターンの例
[0053]  背景及び概要の節で説明したように、ＳＡＰフィーチャは、マルチパターニングリソグラフィ内のオーバレイ関連エラーの克服を支援する元の設計レイアウトから導出された自動生成のフィーチャである。
【００３９】
[0054]  図４は、既存のダブルパターニング方法に関連付けられたオーバレイ問題を概略的に示す。この方法では、最初にクリティカルフィーチャ、すなわち、密な間隔の線４０２のパターニング、次にノンクリティカルフィーチャ、例えば、対応する線４０２へのパッド４０４のスティッチングが必要である。追加のノンクリティカルアライメント棒４０６をダブルパターニング中にアシストフィーチャとして組み込むことができる。ノンクリティカルパッド４０４がクリティカル線４０２に整列した円形の輪郭４０８内の領域はセルフアライメント機構を使用していないためオーバレイエラーに対して極めて脆弱である。本発明の利点の１つは、工程フローが上記のようにクリティカルオーバレイ制御の必要を自動的に解消するという点である。上記のように、また下記のように、特にオプションのトリムマスクが使用される時には、後続の工程フローに応じて、ノンクリティカルオーバレイは必要であってもよく、又はなくてもよい。
【００４０】
[0055]  図５Ａは、フラッシュメモリ回路内の例示的ターゲットパターンレイアウト５００を示す。このレイアウト５００は、密集配置の線５０２とそれに対応するパッド５０４とを有する。本発明の実施形態では、線５０２とパッド５０４は、クリティカル及びノンクリティカルフィーチャとして区別されない。図５Ｂに示すように、レイアウト５００全体は、２つのカラーに分解される。一方のカラーは暗い陰影のフィーチャを含み、他方の補完的カラーは明るい陰影のフィーチャを含む。この例のスペーサ−ターゲットサブレイアウトは、両方のカラーのフィーチャを有していてもよく又は有していなくてもよい。上記のように、レイアウトは、適宜３つ以上のサブレイアウトに分解できる。個別のサブレイアウトは、互いに同じ又は異なるＣＤを有していてもよい。特定のＣＤを有するフィーチャのセットを単一又は複数のサブレイアウト内にグループ化してもよい。一般に、単一のサブレイアウト内のフィーチャの間のクリティカル間隔はリソグラフィ装置の解像限界を超えた値であるため、サブレイアウト全体が１回のリソグラフィ露光で印刷可能である。
【００４１】
[0056]  図５Ｂの破線の輪郭５１０内の領域は図５Ｃでは拡大表示になっており、明るい陰影のフィーチャが網掛けで示されている。ＳＡＰ５１２は、レイアウト５００全体の周縁を識別し、円形の輪郭５１４内に示す第２のカラーのフィーチャに隣接する縁部を調整し、幾何学的ブール規則を適用することで生成される。導出されたＳＡＰは連続的なフィーチャ（例えば、単一の棒、環など）である単一のＳＡＰフィーチャを含んでいてもよく、又は導出されたＳＡＰは複数のＳＡＰフィーチャ（例えば、複数の棒、複数の環など）を含んでいてもよいことに留意されたい。複数のＳＡＰフィーチャは互いに接続していてもよいが、不連続であってもよい。
【００４２】
[0057]  図６Ａ〜図６Ｈは、図５のレイアウト５００を用いた本発明の一例による工程フローの様々なシーケンシャルな結果（上図）を示す。この例では、設計レイアウト５００から２つの環、すなわち、内側の環６１２と内側の環６１２からギャップ６１３だけ離間した外側の環６１４とが生成される。内側の環６１２は、第２のカラーのフィーチャ（中実のフィーチャ６２２とは対照的な中空のフィーチャ６２０として示す）に隣接する縁部の微調整に関してより重要である。第１のリソグラフィマスクレイアウトは、元のスペーサ−ターゲットサブレイアウト６２２を含む改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウトと、ＳＡＰフィーチャ（６１２及び６１４）とを含む。マスクレイアウトの一部は、暗い陰影の中実のフィーチャを用いて図６Ａに示されている。
【００４３】
[0058]  図６Ｂは、ＯＰＣ技術を適用して図６Ａのレイアウト６１０から生成された例示的ＯＰＣ後の明視野マスクレイアウト６３０を示す。ＯＰＣステップはオプションであって、本発明の方法によって達成可能な数値を超えた高解像度化に使用される。
【００４４】
[0059]  図６Ｃは、第１のリソグラフィ後、スペーサ堆積前の輪郭６４０を示す。
【００４５】
[0060]  図６Ｄは、スペーサ堆積及びエッチング後のパターンを示す。スペーサ膜は暗いフィーチャ６５０によって示されている。
【００４６】
[0061]  図６Ｅは、トリムマスクのレイアウト６６０を示す。
【００４７】
[0062]  図６Ｆは、ＯＰＣ技術を適用して図６Ｅのレイアウト６６０から生成されたＯＰＣ後の暗視野マスクレイアウト６７０を示す。ＯＰＣステップはオプションであって、高解像度化に使用される。
【００４８】
[0063]  図６Ｇは、トリムマスクを使用した第１のリソグラフィ後の基板上のパターンを示す。
【００４９】
[0064]  図６Ｈは、ターゲットレイアウト５００が第１のリソグラフィの過剰部分がトリミングされた後に基板パターン６９０として再現される様子を示す。
【００５０】
[0065]  図７は、各々のサブレイアウトが１つのカラーのフィーチャを有する本発明の例示的実施形態による複数のサブレイアウトへのターゲットパターンレイアウトの分解の別の例を示す。ターゲット設計レイアウト７００は、フィーチャを２つのカラーに分割するカラーリングを施し、サブレイアウト７０２及び７０４が生成される。サブレイアウト７０２は、第１のリソグラフィステップで印刷され、サブレイアウト７０４は、第２のリソグラフィステップで印刷される。サブレイアウト７０２又は７０４のいずれを用いても第１のリソグラフィマスクのためのＳＡＰフィーチャを導出できる。
【００５１】
[0066]  図８Ａ〜図８Ｂは、幾何学的ブール演算を用いてＳＡＰフィーチャを導出する様子を示す。図８Ａは、周辺の環がないＳＡＰフィーチャの生成を示し、図８Ｂは、周辺の環を備えた周辺のＳＡＰフィーチャの生成を示す。ターゲットレイアウトの全幅及び／又は、全長とターゲットレイアウトの個別の部分の幅／長さが調整されてＳＡＰが生成される。例えば、図８Ａでは、中間パターン８０２がターゲットレイアウト７００の全幅及び／又は全長から生成され、中間パターン８０４がブールＯＲ演算を用いたサブレイアウト７０２及び７０４の部分の幅／長さの調整から生成される。次に、最終のＳＡＰパターン８０６（様々なＳＡＰフィーチャ８０８を含む）がパターン８０２及び８０４からブールＮＯＴ演算を用いて生成される。
【００５２】
[0067]  図８Ｂは、図８Ａと比較して幅／長さ調整パラメータの調整又は拡大縮小が異なる可能性はあるとしても、中間パターン８１０及び８１２を生成する同様のブール演算を示す。追加のブールＮＯＴ又はＯＲ演算で環８１４が生成される。次に、パターン８１０、８１２、及び８１４からブールＮＯＴ関数を用いて環を備えた最終ＳＡＰパターン８１８（様々なＳＡＰフィーチャ８１６を含む）が生成される。
【００５３】
[0068]  図９は、パターン８１８内のＳＡＰフィーチャと、第１のサブレイアウト７０２のフィーチャとを含む改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウト９００の生成を示す。円形の輪郭９０２内に示すように、線の端部の幾つかは拡張されて、パターン７０２をＳＡＰフィーチャに融合させている。
【００５４】
[0069]  図１０は、スペース／トレンチ印刷のためのレイアウトターゲット設計７００から設計された暗視野トリムマスク１０００を示す。スペーサの堆積とブランケット膜の堆積後に（例えば、図３のステップ３１４Ａ後に）、このレイアウトは、基板上のパターン１００２に類似する。トリムマスク１０００は第２のリソグラフィに使用され、後続のトリミング及びスペーサ除去後に、ターゲットパターン１００６が基板上に再現される。
【００５５】
[0070]  図１１は、ライン印刷のためのレイアウトターゲット設計７００から設計された暗視野トリムマスク１１００を示す。スペーサの堆積とブランケット膜の堆積後に（例えば、図３のステップ３１４Ａ後に）、このレイアウトは基板上のパターン１１０２に類似する。トリムマスク１１００は第２のリソグラフィに使用され、後続のトリミング及びスペーサ除去後に、ターゲットパターン１１０６が基板上に再現される。
【００５６】
[0071]  図１０及び図１１で、トリムマスク１０００（又は１１００）のアライメントは、ある程度までオーバレイの影響を受ける。しかし、このオーバレイは、トリムマスクが工程フロー内に持ち込まれる前の工程ステップでセルフアライメントされているサブレイアウトの個別のフィーチャの相対アライメントほどクリティカルではない。
【００５７】
[0072]  図１２Ａは、第１のリソグラフィ後の例示的工程フローの上面図を示す。この工程で、ターゲット−スペーサレイアウトのフィーチャ１２０２とＳＡＰフィーチャ１２１０が印刷され、網掛けパターンで示す第２のサブレイアウトのフィーチャ１２０４はＳＡＰの導出に使用される。断面Ｃ１に沿った図１２Ａの側面図が図１２Ｃに示されている。ここで層１２０６は、ＳＡＰと後続のエッチングのためのターゲット−スペーササブレイアウトのフィーチャとを模倣し、層１２０８は、基板層１２１２の上面に載った誘電体の基層である。エッチング後、ＳＡＰフィーチャ１２１０とターゲット−スペーサレイアウトフィーチャ１２０２とは、図１２Ｄに示すように、基板上に画定される。図１２Ｂは、スペーサ堆積及び後処理後の上面図を示す。図１２Ｅの側面図に示すように、スペーサ１２１４はセルフアセンブルされるか、又はリソグラフィによってパターニングされてフィーチャ１２０２及び１２１０に隣接して局所化され、膜の後続のブランク堆積によって充填されるスペース／トレンチを中間に作成してもよい。
【００５８】
[0073]  図１２Ｆは、膜１２１６のブランク堆積後の上面図を示す。図１２Ｈの側面図に線Ｃ１に沿った断面図が示されている。この図は、スペーサ１２１４の中間のギャップを充填する膜１２１６を示す。最終的に、図１２Ｇの上面図に示す暗視野トリムマスク１２１８が第２のリソグラフィ工程に使用され、図１２Ｉの側面図に示すように、スペーサが除去されてスペース／トレンチが画定される。
【００５９】
[0074]  図１３Ａ〜図１３Ｄは、図１２Ｆ〜図１２Ｉの工程フローの代替形態の工程フローを示す。両方の工程フローで図１２Ｂ（及び図１２Ｅ）までの工程フローは同じであることに留意されたい。
【００６０】
[0075]  図１３Ａは、膜１２１６のブランク堆積後の上面図を示す。図１３Ｃの側面図に線Ｃ１に沿った断面図が示されている。この図は、スペーサ１２１４の中間のギャップを充填する膜１２１６を示す。最終的に、図１３Ｂの上面図に示す明視野トリムマスク１３１８が第２のリソグラフィ工程に使用され、図１３Ｄの側面図に示すように、スペーサが除去されてセルフアライメント型サブレイアウトから分散した線が画定される。
【００６１】
[0076]  図１２及び図１３の工程フローは、選択したリソグラフィのトーンに応じて容易に修正できることは当業者には明らかであろう。
【００６２】
本発明の実施形態を実施するコンピュータシステムの詳細
[0077]  図１４は、本明細書に開示するＳＡＰ導出方法の実施を支援することができるコンピュータシステム１００を示すブロック図である。コンピュータシステム１００は、情報を送受信するバス１０２又はその他の通信機構と、情報を処理するバス１０２に結合されたプロセッサ１０４とを含む。コンピュータシステム１００は、また情報及びプロセッサ１０４によって実行される命令を記憶するためのバス１０２に結合されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又はその他のダイナミックストレージデバイスなどのメインメモリ１０６を含む。メインメモリ１０６は、またプロセッサ１０４によって実行される命令の実行中に、一時的変数又はその他の中間情報を記憶するために使用することができる。コンピュータシステム１００は、さらにプロセッサ１０４のために静的情報及び命令を記憶するバス１０２に結合された読出し専用メモリ（ＲＯＭ）１０８又はその他のスタティックストレージデバイスを含む。磁気ディスク又は光ディスクなどのストレージデバイス１１０が提供され、バス１０２に結合され、情報及び命令を記憶する。
【００６３】
[0078]  コンピュータシステム１００は、バス１０２を介してコンピュータユーザに対して情報を表示する陰極管（ＣＲＴ）又はフラットパネル又はタッチパネルディスプレイなどのディスプレイ１１２に結合することができる。英数字キー及びその他のキーを含む入力デバイス１１４がバス１０２に結合され、プロセッサ１０４へ情報と選択したコマンドを送信する。別のタイプのユーザ入力デバイスがプロセッサ１０４へ方向情報と選択したコマンドを送信し、ディスプレイ１１２上でのカーソルの動きを制御するマウス、トラックボール、又はカーソル方向キーなどのカーソル制御装置１１６である。この入力デバイスは、通常、第１軸（例えば、ｘ）と第２軸（例えば、ｙ）の２軸で自由度２を有し、これによってデバイスは平面内の位置を指定することができる。入力デバイスとしてタッチパネル（画面）ディスプレイも使用することができる。
【００６４】
[0079]  本発明の一実施形態によれば、プロセッサ１０４によるメインメモリ１０６に含まれる１つ又は複数の命令の１つ又は複数のシーケンスの実行に応答してコンピュータシステム１００によってＳＡＰ導出及び画像転写工程の一部を実行することができる。そのような命令は、ストレージデバイス１１０などの別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ１０６に読み込むことができる。メインメモリ１０６内に含まれる命令シーケンスを実行すると、プロセッサ１０４は本明細書に記載する各ステップを実行する。マルチ処理装置内の１つ又は複数のプロセッサを使用してメインメモリ１０６内に含まれる命令シーケンスを実行することができる。代替実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、又はそれと組み合わせてハードワイヤード回路を使用することができる。したがって、本発明の実施形態は、ハードウェア回路とソフトウェアとの特定の組合せに限定されない。
【００６５】
[0080]  本明細書で使用する「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためにプロセッサ１０４に命令を提供するステップに参加する任意の媒体を指す。そのような媒体は、これに限定はされないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含む多数の形態をとることができる。不揮発性媒体は、例えば、ストレージデバイス１１０などの光又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１０６などのダイナミックメモリを含む。伝送媒体は、バス１０２を構成するワイヤを含む同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを含む。また伝送媒体は、無線周波数（ＲＦ）及び赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成された音波又は光波の形態をとることができる。コンピュータ可読媒体の一般形態は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の任意の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、穴のパターンを備えたその他の任意の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、及びＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、その他の任意のメモリチップ又はカートリッジ、以下に記載する搬送波、コンピュータが読み出し可能な又はその他の任意の媒体を含む。
【００６６】
[0081]  様々な形態のコンピュータ可読媒体がプロセッサ１０４へ１つ又は複数の命令の１つ又は複数のシーケンスを搬送して実行するステップに参加できる。例えば、命令は、最初リモートコンピュータの磁気ディスク上に記憶されていてもよい。リモートコンピュータは、命令をダイナミックメモリにロードし、モデムを用いて電話回線上で命令を送信することができる。コンピュータシステム１００側のモデムは電話回線上でデータを受信し、赤外線送信機を用いてデータを赤外線信号に変換する。バス１０２に結合された赤外線検出器が赤外線信号に載せて搬送されたデータを受信し、データをバス１０２上に配置することができる。バス１０２はデータをメインメモリ１０６へ搬送し、そこからプロセッサ１０４が命令を取り出して実行する。オプションとして、メインメモリ１０６によって受信された命令は、プロセッサ１０４による実行前又は後にストレージデバイス１１０に記憶することができる。
【００６７】
[0082]  また、コンピュータシステム１００は、バス１０２に結合された通信インターフェイス１１８を含むことが好ましい。通信インターフェイス１１８は、ローカルネットワーク１２２に接続されたネットワークリンク１２０への双方向データ通信接続を提供する。例えば、通信インターフェイス１１８は、対応するタイプの電話回線にデータ通信接続を提供する総合サービスデジタル網（ＩＳＤＮ）カード又はモデムであってもよい。別の例として、通信インターフェイス１１８は、互換ＬＡＮにデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）であってもよい。無線リンクも実施することができる。そのような任意の実施態様で、通信インターフェイス１１８は、様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を送受信する。
【００６８】
[0083]  ネットワークリンク１２０は、通常、１つ又は複数のネットワークを通してデータ通信を他のデータデバイスに提供する。例えば、ネットワークリンク１２０は、ローカルネットワーク１２２を通してインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１２６が運用するホストコンピュータ１２４又はデータ装置に接続を提供することができる。次いでＩＳＰ１２６は、ワールドワイドパケットデータ通信ネットワーク、現在の通称は「インターネット」１２８を通してデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１２２とインターネット１２８は共に、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を使用する。デジタルデータをコンピュータシステム１００との間で送受信する様々なネットワークを介した信号及びネットワークリンク１２０上の信号及び通信インターフェイス１１８を介した信号は情報を伝送する搬送波の例示的形態である。
【００６９】
[0084]  コンピュータシステム１００は、ネットワーク、ネットワークリンク１２０、及び通信インターフェイス１１８を通してメッセージとプログラムコードを含むデータとを送信することができる。インターネットの例では、インターネット１２８、ＩＳＰ１２６、ローカルネットワーク１２２及び通信インターフェイス１１８を通してサーバ１３０がアプリケーションプログラムのために要求されたコードを送信することができる。本発明によれば、そのような１つのダウンロードされたアプリケーションは、例えばこの実施形態のＳＡＰ導出及び配置ルールに備える。受信されたコードは受信されると直ちにプロセッサ１０４によって実行することができ、及び／又はストレージデバイス１１０又はその他の不揮発性記憶装置に記憶して後で実行することができる。こうして、コンピュータシステム１００は搬送波の形式でアプリケーションコードを入手することができる。
【００７０】
リソグラフィツールの例
[0085]  図１５は、本発明のリソグラフィ画像転写工程を実行する例示的リソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、以下のコンポーネントを含む。
−放射投影ビームＰＢを供給する放射システムＥｘ、ＩＬ。この例では、放射システムは放射源ＬＡをさらに含む。
−マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するマスクホルダを備え、部品ＰＬに対してマスクを正確に位置決めする第１の位置決め手段に接続された第１のオブジェクトテーブル（マスクテーブル）ＭＴ。
−基板Ｗ（例えば、レジストコートシリコンウェーハ）を保持する基板ホルダを備え、部品ＰＬに対して基板を正確に位置決めする第２の位置決め手段に接続された第２のオブジェクトテーブル（基板テーブル）ＷＴ。
−基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上にマスクＭＡの照射部分を結像する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、屈折、光反射、又は反射屈折光学システム）。
【００７１】
[0086]  本明細書に記載するように、装置は透過型である（すなわち、透過マスクを有する）。しかし、一般に、装置は例えば反射型（反射マスクを備えた）であってもよい。あるいは、装置は、マスクの使用に代えて別の種類のパターニング手段を使用してもよい。その例として、プログラマブルミラーアレイ又はＬＣＤマトリクスがある。
【００７２】
[0087]  放射源ＬＡ（例えば、水銀ランプ又はエキシマレーザ）は、放射ビームを生成する。このビームは、直接、又はビームエキスパンダＥｘなどの調整手段を通った後で、照明システム（イルミネータ）ＩＬに供給される。イルミネータＩＬは、ビーム内の強度分散の外側及び／又は内側半径範囲（それぞれ一般にσ−ｏｕｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定する調整手段ＡＭを備えていてもよい。さらに、イルミネータＩＬは、一般に、インテグレータＩＮ及び集光器ＣＯなどの様々なコンポーネントを備える。こうして、マスクＭＡに当たるビームＰＢは、断面に所望の均一性と強度とを有する。
【００７３】
[0088]  図１５に関して、放射源ＬＡはリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよい（例えば、多くの場合、放射源ＬＡが水銀ランプの場合にあてはまる）が、リソグラフィ投影装置から離れていてもよく、生成する放射ビームを装置内に誘導する（例えば、好適な誘導ミラーにより）構成であってもよいことに留意されたい。この後者のシナリオは、多くの場合、放射源ＬＡがエキシマレーザ（ＫｒＦ、ＡｒＦ又はＦ２レージングに基づく）の時にあてはまる。本発明は、少なくともこれらの両方のシナリオを包含する。
【００７４】
[0089]  その後、ビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに達する。マスクＭＡを横断したビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬは基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームＰＢを合焦させる。第２の位置決め手段（及び干渉測定手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴを正確に移動させて様々なターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めすることができる。同様に、第１の位置決め手段を用いて、例えば、マスクライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、又はスキャン中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１５には明示していないロングストロークモジュール（粗動位置決め）とショートストロークモジュール（微動位置決め）により実現する。しかし、ウェーハステッパ（ステップアンドスキャンツールとは対照的に）の場合、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータに接続するだけでよく、又は固定してもよい。
【００７５】
[0090]  図のツールは、下記の２つの異なるモードで使用することができる。
−ステップモードでは、マスクテーブルＭＴは、基本的に固定状態に維持され、全マスク画像は、１回で（すなわち、１回の「フラッシュ」で）ターゲット部分Ｃ上に投影される。次に、異なるターゲット部分ＣをビームＰＢで照射することができるように、基板テーブルＷＴがｘ及び／又はｙ方向にシフトされる。
−スキャンモードでは、所与のターゲット部分Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されない点を除けば、基本的には同じシナリオが適用される。代わりに、マスクテーブルＭＴを、速度ｖで所与の方向（例えば、ｙ方向のような、いわゆる「スキャン方向」）に移動することができ、その結果、投影ビームＰＢはマスク画像上をスキャンする。同時に、基板テーブルＷＴは、速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向又は反対方向に同時に移動する。ここで、Ｍは、レンズＰＬの倍率（通常、Ｍ＝１／４又は１／５である）である。このようにして、解像度を犠牲にしないで比較的広いターゲット部分Ｃを露光することができる。
【００７６】
[0091]  本明細書に開示する概念は、密集フィーチャを結像する任意の汎用の結像システムを表すことができ、特にますます微細化するサイズの波長を生成することができる台頭しつつある結像技術で有用である。すでに普及している新興技術は、ＡｒＦレーザを用いて１９３ｎｍの波長を生成することができ、さらにフッ素レーザを用いて１５７ｎｍの波長を生成することができるＥＵＶ（極端紫外線）リソグラフィを含む。さらに、ＥＵＶリソグラフィは、シンクロトロンを用いて、又は高エネルギーの電子を材料（固体又はプラズマ）に衝突させて２０〜５ｎｍの範囲に光子を生成してこの範囲内の波長を生成することができる。この範囲内では大半の材料が光を吸収するため、モリブデンとシリコンのマルチスタックを備えた反射ミラーによって照明を生成することができる。マルチスタックミラーは、各層の厚さが波長の４分の１であるモリブデンとシリコンの４０個のペアの層を有する。Ｘ線リソグラフィでさらに小さい波長を生成することができる。通常、シンクロトロンを用いてＸ線波長が生成される。Ｘ線波長では大半の材料が光を吸収するため、光吸収性材料の薄片によってどこにフィーチャを印刷し（正レジスト）、どこに印刷しないか（負レジスト）を定義することができる。
【００７７】
[0092]  本明細書に開示する概念はシリコンウェーハなどの基板上の結像に使用することができるが、開示された概念は任意のタイプのリソグラフィ結像システム、例えば、シリコンウェーハ以外の基板上の結像に使用される任意のタイプのリソグラフィ結像システムと共に使用することができることを理解されたい。
【００７８】
[0093]  本発明について、下記の条項を用いてさらに説明する。
１．複数のフィーチャを有するターゲットパターンを基板に転写するためのスペーサベースのマルチパターニングリソグラフィ工程を改良する方法であって、
前記スペーサベースのマルチパターニングリソグラフィ工程のために前記ターゲットパターンの設計レイアウトを複数のサブレイアウトに分解するステップであって、前記複数のサブレイアウトのうち少なくとも１つが、前記基板への前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトのパターニング後にスペーサ材料を追加するように構成されたフィーチャを有するスペーサ−ターゲットサブレイアウトであるステップと、
前記スペーサ−ターゲットサブレイアウト以外のサブレイアウト内に含まれるフィーチャの少なくとも縁部を画定するように構成されたセルフアライメント型アシストパターン（ＳＡＰ）を導出するステップと、
改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウトを生成するために前記スペーサ−ターゲットサブレイアウトに前記ＳＡＰを追加するステップと、
リソグラフィマスク内で前記改良型スペーサ−ターゲットサブレイアウトを使用する前記スペーサベースのマルチパターニングリソグラフィ工程を介して前記基板に前記ターゲットパターンを転写するステップとを含み、
前記スペーサベースのマルチパターニングリソグラフィが、複数のクリティカルディメンションに対処するように構成される方法。
２．リソグラフィ装置を用いて基板上にターゲットパターンを転写する方法であって、
（ａ）前記ターゲットパターンの設計レイアウトを少なくとも２つの設計サブレイアウトに分解するステップと、
（ｂ）前記設計レイアウトからセルフアライメント型アシストパターン（ＳＡＰ）を導出するステップと、
（ｃ）前記導出されたＳＡＰを少なくとも１つのサブレイアウトのフィーチャと、前記導出されたＳＡＰとを含む前記改良型設計サブレイアウト内に包含するステップと、
（ｄ）前記改良型設計サブレイアウトを用いてマスクレイアウトとしてマスクを生成するステップと、
（ｅ）前記マスクを用いて第１のサブレイアウトと、前記導出されたＳＡＰとをリソグラフィによって前記基板上に転写するステップと、
（ｆ）スペーサを形成するステップと、
（ｇ）後続のサブレイアウトをリソグラフィによって前記基板上に転写して、前記転写された後続のサブレイアウトに前記転写された第１のサブレイアウトに対してセルフアライメントを実行させるステップと
を含む方法。
３．前記スペーサを形成するステップが、
スペーサ材料層を堆積させるステップと、
前記スペーサ材料層をパターニングするステップと
を含む、条項２に記載の方法。
４．前記堆積したスペーサ材料が、化学機械研磨又はエッチバックによって平坦化される、条項３に記載の方法。
５．ターゲットパターンの後続の前記サブレイアウトをリソグラフィによって前記基板上に転写するステップが、
前記基板上に膜の層をブランク堆積するステップを含む、条項２に記載の方法。
６．前記堆積した膜の層が、化学機械研磨又はエッチバックによって平坦化される、条項５に記載の方法。
７．前記サブレイアウトが、クリティカルフィーチャとノンクリティカルフィーチャとを区別しない、条項２に記載の方法。
【００７９】
[0094]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、下記に示す請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図１Ａ】
0005496954.tif 000002
【図１Ｂ】
0005496954.tif 000003
【図２】
0005496954.tif 000004
【図３】
0005496954.tif 000005
【図４】
0005496954.tif 000006
【図５Ａ−Ｃ】
0005496954.tif 000007
【図６Ａ−Ｂ】
0005496954.tif 000008
【図６Ｃ−Ｄ】
0005496954.tif 000009
【図６Ｅ】
0005496954.tif 000010
【図６Ｆ】
0005496954.tif 000011
【図６Ｇ】
0005496954.tif 000012
【図６Ｈ】
0005496954.tif 000013
【図７】
0005496954.tif 000014
【図８Ａ】
0005496954.tif 000015
【図８Ｂ】
0005496954.tif 000016
【図９】
0005496954.tif 000017
【図１０】
0005496954.tif 000018
【図１１】
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【図１２Ａ−Ｅ】
0005496954.tif 000020
【図１２Ｆ−Ｉ】
0005496954.tif 000021
【図１３Ａ−Ｄ】
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【図１４】
0005496954.tif 000023
【図１５】
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