(57)【要約】      （修正有）【課題】ＤＲＡＭの用いられる、一連の長い斜めパターンを正確に形成するフラクチャリングまたはマスクデータ準備するための方法およびシステムを提供する。【解決手段】斜めパターン９０２の遷移領域はコア領域９２０と外側領域９０４との間に挿入される。長手方向において、斜めパターン９０２は上エッジ９３０および下エッジ９３２を含み、斜めパターン９０２はさらに外側領域９０４を含み、そのパターン幅は変動する。外側領域９０４は非重畳ショットを用いてフラクチャリングされ、外側領域９０４に隣接して外側遷移領域９０８があり、外側遷移領域９０８も非重畳ショットでフラクチャリングされる。外側遷移領域９０８の長さは、外側領域９０４と隣接する内側遷移領域９１２との間に「安全な」距離を設けるよう定められ、内側遷移領域９１２のショットは、中央コア領域９２０の周期およびＬＥＲから外側遷移領域９０８に滑らかに遷移するよう生成される。【選択図】図９Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上に形成するべき半導体装置レイアウトデザインのフラクチャリングまたはマスクデータ準備のための方法であって、前記レイアウトデザインは斜めパターンを含み、前記斜めパターンの一部は、ウェハ上に一定幅の、または略一定幅のトラックを含み、前記斜めパターンの内側遷移領域は、一方側が外側遷移領域によって、他方側が中央コア領域によって隣接され、前記方法は：
表面上に、斜めパターンの前記一部を前記外側遷移領域に形成することができる、少なくとも３つの非重畳可変成形ビーム（ＶＳＢ）外側遷移ショットの組を定めるステップと、
前記表面上に、斜めパターンの前記一部を前記中央コア領域に形成することができるＶＳＢコアショットの組を定めるステップとを備え、１組のコアショットのうちの各ショットは、前記１組のコアショットのうちの別のショットに重畳し、さらに
前記表面上に、斜めパターンの前記一部を前記内側遷移領域に形成することができる一連の少なくとも３つのＶＳＢ内側遷移ショットを定めるステップを備え、内側遷移領域パターン特性は、外側遷移ショットによって規定されるパターンとコアショットによって規定されるパターンとの間で滑らかに遷移し、さらに
前記外側遷移ショットの組、前記１組のコアショット、および前記一連の内側遷移ショットを出力するステップを備える、方法。
【請求項２】
滑らかに遷移する前記内側遷移領域パターン特性は、ラインエッジ粗さ（ＬＥＲ）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
滑らかに遷移する前記内側遷移領域パターン特性は、波の周期を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
コアショットの数は、所定の中央コア領域ラインエッジ粗さ（ＬＥＲ）を超えることなく、最小化される、または略最小化される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記コアショットの組は、所定のライン幅粗さ（ＬＷＲ）を有して、前記基板上にパターンを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記一連の内側遷移ショットを定めるステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを用いて表面上のパターンを計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記荷電粒子ビームシミュレーションは、前方散乱、後方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、エッチング、フォギング、ローディング、およびレジスト荷電からなる群の少なくとも１つを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記表面はパターンをウェハに転写するために光学リソグラフィプロセスで用いられるべきレチクルであり、前記一連の内側遷移ショットを定めるステップは、ウェハ上のパターンを計算するためにリソグラフィシミュレーションを用いる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
ウェハ上にパターンを作成するために、一連の内側遷移ショットを最適化するステップをさらに備え、前記パターンは一連の製造処理のばらつきにわたって、一定幅のトラックと実質的に等しい幅を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記最適化は、反復プロシージャを含み、そのプロシージャでリソグラフィシミュレーションが行なわれる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記内側遷移ショットを最適化するステップは、レチクル上の計算されたパターンに変更をもたらし、前記レチクルパターンの変更に対するウェハパターンの感度は事前計算される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
レチクル上に半導体装置レイアウトパターンを形成するための方法であって、ウェハ上に形成するべきレイアウトパターンはレチクルによりリソグラフィプロセスを使用し、前記レイアウトパターンは斜めパターンを含み、前記斜めパターンの一部は、ウェハ上に一定幅の、または略一定幅のトラックを含み、前記斜めパターンの内側遷移領域は、一方側が外側遷移領域によって、他方側が中央コア領域によって隣接され、前記方法は：
前記レチクル上に、斜めパターンの前記一部を前記外側遷移領域に形成することができる、少なくとも３つの非重畳可変成形ビーム（ＶＳＢ）外側遷移ショットの組を定めるステップと、
前記レチクル上に、斜めパターンの前記一部を前記中央コア領域に形成することができるＶＳＢコアショットの組を定めるステップとを備え、１組のコアショットのうちの各ショットは、前記１組のコアショットのうちの別のショットに重畳し、さらに
前記レチクル上に、内側遷移パターンを形成することができる一連の少なくとも３つのＶＳＢ内側遷移ショットを定めるステップを備え、内側遷移パターン特性は、外側遷移ショットによって規定されるパターンとコアショットによって規定されるパターンとの間で滑らかに遷移し、さらに
前記外側遷移ショットの組、前記１組のコアショット、および前記一連の内側遷移ショットによって、前記レチクル上にレイアウトパターンを形成するステップを備える、方法。
【請求項１３】
斜めパターンを含む半導体装置レイアウトデザインをフラクチャリングまたはマスクデータ準備するための方法であって、前記方法は：
表面上に、斜めパターンの第１のパターン部を形成することができる、第１の組の非重畳可変成形ビームショットを定めるステップを備え、前記第１のパターン部は第１の境界を含み、
前記表面上に、斜めパターンの第２のパターン部を形成することができる、第２の組の荷電粒子ビームショットを定めるステップを備え、前記第２のパターン部は第２の境界を含み、さらに、
前記表面上に、前記第１のパターン部および前記第２のパターン部の間に配置され、前記第１の境界および前記第２の境界の両方に隣接する、斜めパターンの第３のパターン部を形成することができる、一連の荷電粒子ビームショットを定めるステップを備え、前記第３のパターン部は、前記第１のパターン部と前記第２のパターン部との間を滑らかに遷移する、方法。
【請求項１４】
前記第１のパターン部は、第１の境界近くに第１のラインエッジ粗さ（ＬＥＲ）を含み、前記第２のパターン部は第２の境界近くに第２のＬＥＲを含み、前記第１のＬＥＲは前記第２のＬＥＲと異なり、前記滑らかな遷移は、前記第１のＬＥＲと前記第２のＬＥＲとの間に滑らかな遷移を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のパターン部は、前記第１の境界近くに第１の周期を含み、前記第２のパターン部は、前記第２の境界近くに第２の周期を含み、前記第１の周期は前記第２の周期と異なり、前記滑らかな遷移は、前記第１の周期と前記第２の周期との間に滑らかな遷移を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
レチクルによりリソグラフィプロセスを用いてウェハ上に形成されるべき半導体装置レイアウトデザインをフラクチャリングまたはマスクデータ準備するための方法であって、前記レイアウトデザインは斜めパターンを含み、前記斜めパターンの一部は、ウェハ上に一定幅の、または略一定幅のトラックを含み、前記斜めパターンの内側遷移領域は、一方側が外側遷移領域によって、他方側が中央コア領域によって隣接され、前記方法は：
前記レチクル上に、斜めパターンの前記一部を前記外側遷移領域に形成することができる、少なくとも３つの非重畳可変成形ビーム（ＶＳＢ）外側遷移ショットの組を定めるステップと、
前記レチクル上に、斜めパターンの前記一部を前記中央コア領域に形成することができるＶＳＢコアショットの組を定めるステップとを備え、１組のコアショットのうちの各ショットは、前記１組のコアショットのうちの別のショットに重畳し、さらに
前記レチクル上に、斜めパターンの前記一部を前記内側遷移領域に形成することができる一連の少なくとも３つのＶＳＢ内側遷移ショットを定めるステップを備え、前記内側遷移領域の斜めパターンの前記一部は、内側遷移パターン特性を含み、前記内側遷移パターン特性は、外側遷移ショットによって規定されるパターンとコアショットによって規定されるパターンとの間で滑らかに遷移し、さらに
前記内側遷移ショットによって定められたレチクルパターンを、内側遷移領域に斜めパターンを形成するために非重畳ＶＳＢショットが用いられる従来のレチクルパターンと比較するステップを備える、方法。
【請求項１７】
前記比較するステップは：
前記内側遷移領域を複数のセグメントに分けるステップと、
各セグメントについて第１のエネルギを計算するステップを含み、前記第１のエネルギは光学リソグラフィプロセスを用いる場合に前記内側遷移ショットによって定められたレチクルパターンを有するフォトマスクを透過するエネルギ量であり、さらに
各セグメントについて第２のエネルギを計算するステップを含み、前記第２のエネルギは、光学リソグラフィ法を用いる場合に従来のレチクルパターンを有するフォトマスクを透過するエネルギ量であり、さらに
各セグメントについて、第１のエネルギおよび前記第２のエネルギを比較するステップを備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記一連の内側遷移ショットを定めるステップは、計算された内側遷移パターンを計算することを含み、前記比較するステップは：
前記計算された内側遷移パターン上に内側遷移限界寸法（ＣＤ）マーカを示し、
前記従来のレチクルパターン上に従来のＣＤマーカを示し、さらに
前記内側遷移ＣＤを前記従来のＣＤと比較するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記内側遷移ＣＤを前記従来のＣＤと比較するステップにおいて、前記比較は、平均距離測定を比較する、平均中央線場所を比較する、ラインエッジ粗さ（ＬＥＲ）を比較する、およびライン幅粗さ（ＬＷＲ）を比較することからなる群から選択された技術を用いる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
レチクルによりリソグラフィプロセスを用いてウェハ上に形成されるべき半導体装置レイアウトデザインをフラクチャリングまたはマスクデータ準備するためのシステムであって、前記レイアウトデザインは斜めパターンを含み、前記斜めパターンの一部は、ウェハ上に一定幅の、または略一定幅のトラックを含み、前記斜めパターンの内側遷移領域は、一方側が外側遷移領域によって、他方側が中央コア領域によって隣接され、前記システムは：
前記レチクル上に、前記斜めパターンの前記一部を前記外側遷移領域に形成することができる少なくとも３つの非重畳可変成形ビーム（ＶＳＢ）外側遷移ショットの組を定めるよう構成されている装置と、
前記レチクル上に、前記斜めパターンの前記一部を前記中央コア領域に形成することができるＶＳＢコアショットの組を定めるよう構成されている装置とを備え、前記コアショットの組のうちの各ショットは、前記コアショットの組の他のショットに重畳し、さらに
前記レチクル上に、内側遷移パターンを形成することができる一連の少なくとも３つのＶＳＢ内側遷移ショットを定めるよう構成されている装置を備え、前記内側遷移パターンは、外側遷移ショットによって規定されるパターンとコアショットによって規定されるパターンとの間で滑らかに遷移し、さらに
前記外側遷移ショットの組、前記コアショットの組、および前記一連の内側遷移ショットを出力するよう構成されている装置を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、「荷電粒子ビームリソグラフィを用いて斜めパターンを形成するための方法およびシステム」と題された米国特許出願第１３／８０２，２５７号、および「荷電粒子ビームリソグラフィを用いて斜めパターンを形成するための方法およびシステム」と題された米国特許出願第１３／８０２，２９８号の優先権を主張し、両方ともに２０１３年３月１３日に出願され、すべての目的で引用によりここに援用される。
【０００２】
開示の背景
本開示はリソグラフィに関し、より特定的には荷電粒子ビームリソグラフィを用いて、レチクル、ウェハ、または他のいずれかの表面であり得る表面のデザインおよび製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路といった半導体装置を作製または製造する際、光学リソグラフィを用いて半導体装置を製造することができる。光学リソグラフィとは、レチクルから製造されたリソグラフィマスクまたはフォトマスクを用いてパターンを半導体またはシリコンウェハなどの基板に転写して集積回路（Ｉ．Ｃ．）を作成する印刷処理である。他の基板は、フラットパネルディスプレイや他のレチクルを含むことができる。従来の光学リソグラフィは１９３ｎｍの波長を有する光源を用いるが、極紫外線（ＥＵＶ）またはＸ線リソグラフィも光学リソグラフィの一種であると考えられる。１つのレチクルまたは複数のレチクルは、集積回路の個別の層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、フォトレジストまたはレジストとして知られている放射感応材の層で被覆された基板の特定領域上に撮像できる。パターン化された層が転写されると、その層はエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、および研磨といったさまざまな他の処理を受ける。これらの処理を用いて基板に個別の層を仕上げる。複数の層が必要である場合、その処理全体またはその変形などがそれぞれの新しい層に対して繰返される。最終的には、複数の装置または集積回路の組合せが、基板上に存在することになる。これら集積回路は、ダイシングまたはソーイングにより互いに分離され、個々のパッケージに取付けられる。より一般的な場合、基板上のパターンを用いて、ディスプレイ画素、ホログラム、または磁気記録ヘッドといった加工品を規定する。
【０００４】
集積回路といった半導体装置の作製または製造において、非光学的方法を用いてリソグラフィマスク上のパターンをシリコンウェハなどの基板に転写することもできる。このような非光学リソグラフィプロセスの一例はナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）である。ナノインプリントリソグラフィにおいて、リソグラフィマスクを表面に接触させることにより、リソグラフィマスクパターンが表面に転写される。
【０００５】
集積回路といった半導体装置の作製および製造の際、マスクレス直接書込によって、半導体装置を製造することもできる。マスクレス直接書込とは、荷電粒子ビームリソグラフィを用いてパターンを半導体またはシリコンウェハなどの基板に転写して、集積回路を作製する印刷方法である。他の基板として、フラットパネルディスプレイ、ナノインプリンティング用のインプリントマスク、またはレチクルさえも含むことができる。ある層の所望のパターンは表面上に直接書込まれ、この場合基板の表面に書込まれる。パターン化された層が転写されると、その層はエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、および研磨といった他のさまざまな処理を受け得る。これらの処理を用いて基板に個別の層を仕上げる。複数の層が必要である場合、その処理全体またはその変形などがそれぞれの新しい層に対して繰返される。層の一部は光学または非光学リソグラフィを用いて書込み、他の層はマスクレス直接書込を用いて、同じ基板を製造することができる。さらに、所与の層の一部のパターンは、光学または非光学リソグラフィを用いて書込み、他のパターンはマスクレス直接書込によって書込まれ得る。最終的に、複数の装置または集積回路の組合せが、基板上に存在することになる。これら集積回路は、ダイシングまたはソーイングにより互いに分離され、個々のパッケージに取付けられる。より一般的な場合、基板上のパターンを用いて、ディスプレイ画素、ホログラム、または磁気記録ヘッドといった加工品を規定する。
【０００６】
荷電粒子ビームリソグラフィの２つの一般的な種類として、可変成形ビーム（ＶＳＢ）およびキャラクタ投影（ＣＰ）がある。両方とも成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィの下位カテゴリであり、精密な電子ビームが成形されて動かされ、ウェハの表面またはレチクルの表面といった、レジストが被覆されている表面を露光する。ＶＳＢにおいて、これらの形は単純な形であり、特定の最小および最大サイズを有し、側辺がデカルト座標面の軸に平行である矩形（すなわち「マンハッタン」配向）、および特定の最小および最大サイズを有する４５度の直角三角形（すなわち３つの内角が４５度、４５度および９０度である三角形）に限定されている。特定の場所において、電子の線量がこれら単純な形でレジストに射出される。この種のシステムでの合計書込時間は、そのショット数に応じて長くなる。キャラクタ投影（ＣＰ）において、システムにステンシルが使用され、ステンシルは中にさまざまなアパーチャやキャラクタを有し、その形は直線の、任意の角度の付いた線形の、円形の、略円形の、環状の、略環状の、楕円形の、略楕円形の、部分的に円形の、部分的に略円形の、部分的に環状の、部分的に略環状の、部分的に略楕円形の、または任意の曲線の、複雑な形であり得、さらに接続された一組の複雑な形、または接続された一組の複雑な形の繋がってない複数の組のグループであり得る。電子ビームはステンシルにあるキャラクタを通って射出されて、レチクル上により複雑なパターンを有効にもたらす。理論的に、このようなシステムはＶＳＢシステムよりも速い。なぜなら、各々の時間を取るショットにおいてより複雑な形を射出することができるからである。こうして、ＶＳＢシステムで射出されたＥ字型のパターンは４回のショットが必要であるのに対して、同じＥ字型のパターンはキャラクタ投影システムでは１回のショットで射出することができる。ＶＳＢシステムはキャラクタ投影の特殊な（簡単な）事例であると考えることができ、キャラクタは簡単なキャラクタだけ、通常は矩形または４５−４５−９０度の三角形である。さらに、あるキャラクタを部分的に露光することもできる。これは、たとえば粒子ビームの一部をブロックすることによって行なうことができる。たとえば、上記のＥ字型のパターンは、ビームの異なる部分をアパーチャによって遮断することにより、Ｆ字型のパターンまたはＩ字型のパターンとして部分的に露光することができる。これはＶＳＢを用いてさまざまな大きさの矩形を射出できるのと同じ原理である。本開示において、部分的投影はキャラクタ投影およびＶＳＢ投影の両方を意味するように用いられる。
【０００７】
上記のように、リソグラフィにおいて、リソグラフィマスクまたはレチクルは、基板に集積する回路コンポーネントに対応する幾何学的パターンを含む。レチクルを製造するために用いられるパターンは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアまたはプログラムを用いて生成することができる。これらパターンを設計する際、ＣＡＤプログラムはレチクルを製造するために一連の所定のデザインルールに従い得る。これらのルールは加工、設計、および最終用途制限事項によって設定される。最終用途制限事項の一例は、規定の供給電圧では十分に動作できない態様でトランジスタのジオメトリを規定することである。特に、デザインルールは回路装置または配線間の間隔公差を規定することができる。デザインルールは、たとえば回路装置または線が不所望な態様で互いに交差しないようにするために用いられる。たとえば、デザインルールを用いて、配線が短絡を引起さないように、互いに近くあり過ぎないようにする。デザインルールの制限は、とりわけ確実に製造できる最小寸法を反映する。この最小寸法に言及する場合、通常は限界寸法の概念が導入される。これらは、たとえば１本の配線の最小幅、または２本の配線間の最小間隔として規定され、このような寸法は微妙な制御を必要とする。
【０００８】
光学リソグラフィによる集積回路の製造の１つの目標は、レチクルを用いて当初の回路デザインを基板上に再現することである。集積回路の製造者は常にできるだけ有効に半導体ウェハの領域を使用することを試みる。技術者は回路の大きさをできるだけ縮小して集積回路がより多くの回路素子を含み、かつ消費電力を減らすようにしている。集積回路の限界寸法の大きさが小さくなり、回路密度が増加すると、回路パターンまたは物理的デザインの限界寸法は、従来の光学リソグラフィで用いられる光学露光ツールの解像限界に近づく。回路パターンの限界寸法がより小さくなって露光ツールの解像度に近づくと、物理的デザインをレジスト層上で現像される実際の回路パターンに正確に転写することは困難になる。光学リソグラフィプロセスで用いられる光の波長よりも小さいフィーチャを有するパターンの転送に向けて光学リソグラフィをさらに用いるために、光近接効果補正（ＯＰＣ）として知られる処理が開発された。ＯＰＣは光回折およびフィーチャが近接したフィーチャと光学的に相互作用するといった効果によって引起される歪みを補償するために、物理的デザインを変える。ＯＰＣはレチクルで行なわれる解像度向上技術すべてを含む。
【０００９】
ＯＰＣはサブ解像度リソグラフィックフィーチャをマスクパターンに加えて、当初の物理的デザインパターン、すなわちデザインと、基板に転写された最終回路パターンとの差を減らす。サブ解像度リソグラフィックフィーチャは、物理的デザインの当初のパターンと相互作用し、およびフィーチャ同士で相互作用し、近接効果を補償して、最終の転写された回路パターンを向上させる。パターンの転写を向上するために用いられる１つのフィーチャは、サブ解像度アシストフィーチャ（ＳＲＡＦ）である。パターン転写を向上させるために加えられる別のフィーチャは「セリフ」と呼ばれる。セリフはパターンの内側または外側の角に位置付けることができる小さなフィーチャであって、最終の転写された画像の角を先鋭にする。ＳＲＡＦでの表面製造処理に求められる精度は、しばしばメインフィーチャと呼ばれる、基板上にプリントするべきパターンに求められる精度よりも低い。セリフはメインフィーチャの一部である。光学リソグラフィの限界がサブ波長制度に大きく拡張されるにつれ、より微妙な相互作用および効果を補償するために、ＯＰＣフィーチャはますます複雑にならなければならない。画像化システムがその限界近くになるにつれ、十分に微細なＯＰＣフィーチャを有するレチクルを作成できることは重要となる。セリフや他のＯＰＣフィーチャをマスクパターンに加えることは有利であるが、これはマスクパターンでの総フィーチャ数を実質的に増加させる。たとえば、従来の技術を用いて正方形の各角にセリフを加えることは、マスクまたはレチクルパターンにさらに８個の矩形を加えることになる。ＯＰＣフィーチャを加えることは労力のいる作業であり、貴重な演算時間を必要とし、結果的にはレチクルは高価なものになる。ＯＰＣパターンは複雑であるばかりでなく、光近接効果は最小のラインエンドスペース寸法と比べて長距離のものなので、所与の場所での正確なＯＰＣパターンは、近くに他のどのようなジオメトリがあるかに著しく依存する。こうして、たとえば線の端部は、レチクル上で何が近くにあるかに応じて、異なる大きさのセリフを有することになる。これは全く同じ形をウェハ上に製造することが目的であったとしても、同様である。このような若干の、しかし臨界的なばらつきは重要であり、それによりレチクルパターンの形成を妨げていた。レチクルに書込まれるべきＯＰＣ装飾パターンは、メインフィーチャ、すなわちＯＰＣ装飾前のデザインを反映するフィーチャと、セリフ、ジョグおよびＳＲＡＦを含み得るフィーチャとに基づいて論じるのが一般的である。若干のばらつきとは何を意味するかを定量化すると、近傍同士のＯＰＣ装飾の典型的な若干のばらつきは、メインフィーチャサイズの５％から８０％であり得る。確認のために記載しているが、ここで言及しているのは、ＯＰＣのデザインのばらつきである。角の丸みといった製造上のばらつきも、実際の表面パターンに存在することになる。これらのＯＰＣばらつきが実質的に同じパターンをウェハ上にもたらす場合、たとえばトランジスタまたは配線などの、ジオメトリが実行するように設計される機能の詳細に依存する所定誤差内で同一であることが目標とされることを意味する。しかしながら、典型的な仕様はメインフィーチャ範囲において２％から５０％である。ばらつきを引起す製造要因はたくさんあるが、全体の誤差のＯＰＣ成分は上記範囲内にあることが多い。サブ解像度アシストフィーチャといったＯＰＣの形状は、さまざまなデザインルール、たとえば光学リソグラフィを用いてウェハに転送することができる最も小さいフィーチャのサイズに基づくルールに従う。他のデザインルールは、マスク製造処理によるものであるか、またはレチクル上にパターンを形成するためにキャラクタ投影荷電粒子ビーム書込システムが用いられているのなら、ステンシル製造処理によるものである。さらに、マスク上のＳＲＡＦフィーチャの精度の要件は、マスク上のメインフィーチャの精度の要件よりも低いこともあり得る。処理ノードが小さくなるにつれ、フォトマスク上の最も小さいＳＲＡＦのサイズも小さくなる。たとえば、２０ｎｍロジック処理ノードでは、最も高い精度の層に対してはマスクに４０ｎｍから６０ｎｍのＳＲＡＦが必要である。
【００１０】
ＥＵＶ光学リソグラフィは従来の光学リソグラフィよりもはるかに高い解像度を有する。この非常に高いＥＵＶの解像度はＯＰＣ処理の必要を取除くので、１９３ｎｍ光学リソグラフィよりもＥＵＶ光学リソグラフィではマスクの複雑度が低くなる。しかし、ＥＵＶの非常に高い解像度により、過度のラインエッジ粗さ（ＬＥＲ）といったフォトマスクの不備が、ウェハに転写されてしまう。したがって、ＥＵＶマスクの精度の要件は従来の光学リソグラフィのものよりも高い。
【００１１】
レチクルにパターンを形成するために用いられる技術はいくつかあり、光学リソグラフィや荷電粒子ビームリソグラフィを用いることを含む。最も一般的に用いられるシステムは可変成形ビーム（ＶＳＢ）であり、上記のように、マンハッタン矩形や４５度の直角三角形といった非常に簡単な形での電子の線量が、レジストが被覆されたレチクル表面を露光する。従来のマスク書込において、電子の線量またはショットは、できるだけ重畳を回避するよう設計されており、レチクル上のレジストがどのようにパターンを描出するかという演算を非常に簡単にする。同様に、ショットの組は、レチクル上に形成されるべきパターン領域を完全にカバーするよう設計されている。
【００１２】
最も高度な技術ノードのレチクルの書込は、マルチパス露光と呼ばれる処理である、荷電粒子ビーム書込の複数のパスに係わり、レチクル上の所与の形状が書込まれ、さらに上書きされる。典型的に、レチクルを書込むために２回から４回のパスを用いて、荷電粒子ビームライタでの精度誤差を平均化し、それによりもっと正確なフォトマスクが作製可能となる。さらに、典型的に、線量を含むショットのリストは、どのパスでも同じである。マルチパス露光の１つの変形では、ショットのリストは露光パス間では変わり得るが、どの露光パスでのショットの集合も同じ領域を網羅する。マルチパス書込は、表面を被覆するレジストの過熱を低減することができる。マルチパス書込は、荷電粒子ビームライタのランダムエラーも平均化する。異なる露光パスに対して異なるショットリストを用いるマルチパス書込は、書込処理において特定のシステム系エラーの影響を減少させることができる。
【００１３】
現在の光学リソグラフィ書込装置は光学リソグラフィプロセスの際フォトマスクパターンを４分の１に減少させる。したがって、レチクルまたはマスクに形成されるパターンは、基板またはウェハ上の所望のパターンの大きさよりも４倍大きくなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
現在のダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）の物理的アーキテクチャは、一連の平行な長い斜めパターンを使用し、これは矩形境界の領域内に入る。これらのパターンは、拡散層を形成し得る。これらパターンの幅およびラインスペースピッチと呼ばれる隣接するパターン間の間隔の幅は、ＤＲＡＭの面密度を定めるために寄与し、これはＤＲＡＭ作業の重要な係数である。従来の非重畳ＶＳＢショットを用いてレチクル上にこのような長い斜めパターンを正確に形成することは非常に遅く、数多くのショット数を必要とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
開示の概要
フラクチャリングまたはマスクデータ準備のための方法およびシステムが開示され、斜めパターンの中間または中央コア部は、重畳する可変成形ビーム（ＶＳＢ）ショットを用いてフラクチャリングされ、斜めパターンの外側部は非重畳ＶＳＢショットを用いてフラクチャリングされる。パターンの中央コア部とパターンの外側部との間に遷移領域が挿入される。遷移領域のショットは、転写されたパターンであって、パターンの中央コア部からパターンの外側部に、ラインエッジ粗さまたは波の周期などのパターン特性について、滑らかな遷移をもたらすよう生成される。
【００１６】
より一般的に、非重畳ＶＳＢショットを用いてフラクチャリングされた、斜めパターンの外側部から、円形ＣＰショットといったキャラクタ投影（ＣＰ）ショットを含む、任意の種類の荷電粒子ビームショットを用いてフラクチャリングされる、斜めパターンの中央コア部に遷移するための方法が開示されている。
【００１７】
パターンをレチクル上に形成するための、およびパターンをウェハ上に形成するための方法も開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】キャラクタ投影荷電粒子ビームシステムの一例を示す図である。
【図２】斜めパターンの一例を示す図である。
【図３】矩形ＶＳＢショットの断面線量のグラフ図である。
【図４Ａ】表面上に斜めパターンを形成することができる１組の非重畳ＶＳＢショットの一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの１組のショットから、レチクル上に形成され得るパターンの一例を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｂのパターンを有するレチクルから製造されたフォトマスクを使用して、１９３ｉ光学リソグラフィプロセスを用いることから、基板上に形成することができるパターンの一例を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｂのパターンを有するレチクルから製造されたフォトマスクを使用して、ＥＵＶ光学リソグラフィプロセスを用いることから、基板上に形成することができるパターンの一例を示す図であるの図である。
【図５Ａ】斜めパターンを表面上に形成することができる１組の非重畳ＶＳＢショットの別の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａの１組のショットからレチクルに形成できるパターンの一例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｂのパターンを有するレチクルから製造されたフォトマスクを使用して、光学リソグラフィプロセスを用いることから、基板上に形成することができるパターンの一例を示す図である。
【図６Ａ】斜めパターンを表面上に形成することができる１組の非重畳ＶＳＢショットの別の例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの１組のショットからレチクル上に形成することができるパターンの一例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｂのパターンを有するレチクルから製造されたフォトマスクを使用して、光学リソグラフィプロセスを用いることから、基板上に形成することができるパターンの一例を示す図である。
【図７Ａ】斜めパターンを表面上に形成することができる１組の重畳ＶＳＢショットの一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａの１組のショットからレチクル上に形成することができるパターンの一例を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｂのパターンを有するレチクルから製造されたフォトマスクを使用して、光学リソグラフィプロセスを用いることから、基板上に形成することができるパターンの一例を示す図である。
【図８Ａ】重畳ショットと非重畳ショットとの間の遷移で作成されたノッチの一例を示す図である。
【図８Ｂ】重畳ショットと非重畳ショットとの間の遷移で作成されたギャップの一例を示す図である。
【図８Ｃ】重畳ショットと非重畳ショットとの間の遷移の別の一例を示す図である。
【図８Ｄ】重畳ショットと非重畳ショットとの間の遷移の別の一例を示す図である。
【図９Ａ】一実施の形態に従い、領域に分割された、斜めパターンの一例を示す図である。
【図９Ｂ】別の実施の形態に従い、領域に分割された、斜めパターンの別の一例を示す図である。
【図１０】光学リソグラフィを用いて、シリコンウェハ上に集積回路などの基板を製造するために用いられる、レチクルなどの表面を準備する例示の概念的フロー図である。
【図１１】中央コア領域、外側遷移領域、および内側遷移領域でのショット生成の一例を示す図である。
【図１２】ＣＤマーカも示されている、図１１のショットにより、レチクル上に形成できるパターンの一例を示す図である。
【図１３】シリコンウェハ上の集積回路などの基板を製造する際に、表面を準備する概念的フロー図の一実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明の詳細な説明
本開示の改良および利点は、以下によって達成することができる：重畳矩形可変成形ビーム（ＶＳＢ）ショットを用いて連続するトラックタイプパターンの中央部を形成し、非重畳矩形ＶＳＢショットを用いてトラックタイプのパターンの近端部を形成し、およびパターンの中央部と近端部との間に１つ以上の遷移領域用のショットを生成し、遷移領域のショットは、パターンの中央部と近端部との間で、滑らかなパターン遷移を基板またはウェハの表面上に形成する。
【００２０】
同様の参照番号は同様の項目を示す図面を参照すると、図１は荷電粒子ビームライタシステムなどのリソグラフィシステムの実施の形態であって、ここでは電子ビームライタシステム１０を示し、本開示に従い表面１２を製造するために、可変成形ビーム（ＶＳＢ）が用いられる。電子ビームライタシステム１０は電子ビームソース１４を有し、電子ビーム１６をアパーチャ板１８に投影する。板１８はアパーチャ２０が形成され、そこを電子ビーム１６が通る。電子ビーム１６がアパーチャ２０を通過すると、レンズ系（図示されていない）によって電子ビーム２２として方向付けられるまたは偏向されて、別の矩形のアパーチャ板またはステンシルマスク２４に向けられる。ステンシルマスク２４にはいくつかのアパーチャ２６が形成され、これらのアパーチャは矩形や三角形といったさまざまな単純な形状を規定する。ステンシルマスク２４に形成される各アパーチャ２６を用いて表面１２上にパターンを形成することができる。電子ビーム３０はいずれかのアパーチャ２６から表面１２上に方向付けられ、パターン２８となる。表面１２には、電子ビーム３０と反応するレジスト（図示されていない）が被覆されている。電子ビーム２２はアパーチャ２６の可変部と重なるよう方向付けられてもよく、これはパターン２８のサイズおよび形状に影響する。表面１２は可動プラットフォーム３２上に取付けられる。プラットフォーム３２は表面１２の位置を直すことを可能にし、それにより荷電粒子ビーム３０の最大偏向能力またはフィールドサイズよりも大きいパターンを表面１２に書込むことができる。一実施の形態において、表面１２はレチクルであり得る。この実施の形態において、レチクルはパターンが露光された後、さまざまな製造工程を経て、リソグラフィマスクまたはフォトマスクとなる。このマスクを光学リソグラフィ装置で用いて、一般にサイズが縮小されたレチクルパターン２８の画像をシリコンウェハに投影して、集積回路を作成する。より一般的に、マスクは別の装置または機器で用いられて、パターン２８を基板に転写する。別の実施の形態において、表面１２は、シリコンウェハなどの基板の表面であり得る。
【００２１】
表面１２上に妥当な精度で投影することができる最小サイズパターンは、電子ビームライタシステム１０および表面１２に伴う多様な短距離物理的効果によって制限されている。これらの効果は、前方散乱、クーロン効果、およびレジスト拡散を含む。βfとも称するビームぼけは、これら短距離効果すべてを含むために用いられる用語である。最新の電子ビームライタシステムは、２０ｎｍから３０ｎｍの範囲で有効ビームぼけ半径を得ることができる。前方散乱は総ビームぼけの４分の１から２分の１を構成し得る。最新の電子ビームライタシステムは、ビームぼけの各構成片を最小に低減するためのさまざまな機構を含む。一部の電子ビームライタシステムは書込処理の際、ビームぼけを電子ビーム書込システムで利用可能な最小の値から１つ以上のより大きい値に可変可能にすることができる。
【００２２】
電子ビームライタシステムといった荷電粒子ビームライタのショット線量は、ビームソース１４の強度および各ショットの露光時間の関数である。典型的に、ビーム強度は固定されたままであり、露光時間を変えて多様なショット線量を得る。露光時間は、近接効果補正（ＰＥＣ）と呼ばれる処理において、後方散乱およびフォギングといったさまざまな長距離効果を補償するために変えることができる。電子ビームライタシステムは一般に全体の線量であって、ベース線量と呼ばれる線量の設定を可能にし、これは露光パスでのすべてのショットに影響する。一部の電子ビームライタシステムは、自己のシステム内で線量補償演算を行ない、入力ショットリストの一部として各ショットの線量が個別に割当てられることを可能にしないので、入力ショットのショット線量は割当てられていない。このような電子ビームライタシステムでは、すべてのショットはＰＥＣの前、ベース線量を有する。他の電子ビームライタシステムは、ショット毎の線量の割当てを可能にする。ショット毎の線量の割当てを可能にする電子ビームライタシステムでは、利用可能な線量のレベル数は６４から４０９６以上である、または相対的に利用できる線量レベルが少なく、たとえば３から８レベルであり得る。本開示の一部の実施の形態は、相対的に少ない線量レベルの割当てを可能にする荷電粒子ビーム書込システムで使用することを目標にしている。
【００２３】
従来、ショットは矩形のショットで入力パターンを完全に網羅するよう設計されているが、できるだけショットの重なりを避ける。さらに、すべてのショットは標準の線量を有するよう設計されており、その線量は、相対的に大きい矩形のショットが、長距離効果がない場合には、ショットサイズと同じサイズのパターンを表面上にもたらすものである。
【００２４】
図２は斜めパターン２１０の一例を示し、これは一部のＤＲＡＭマスクデザイン、特にいわゆる「６Ｆ２」デザインのものである。パターン２１０はコア領域２１２および外側領域２１６からなる。パターンはコア領域２１２では一定の幅である。パターンは、ｘ軸に対してある角度２２０をなす。この実施例では、パターンは外側領域２１６で広がり、パターンの幅はパターン端部２１８に近づくにつれ大きくなる。マスク形状のＯＰＣが考慮しなければならないエッジ条件に対処するために、多くの異なる方式が可能である。しかし、共通なことは、パターン２１０の幅が一定であるコア領域２１２が存在することである。パターン２１０といったパターンは通常臨界寸法パターンであり、確実に製造できる最小の大きさである。端部領域２１６でのパターンの広がりおよび端部領域２１６での可能なＯＰＣセリフ（図示されていない）は、従来注意深く設計され、所望のウェハパターンを形成するためにシミュレーションされる。
【００２５】
図３は、矩形のＶＳＢショットによってレジスト被覆表面に形成されるパターン３０２の一例を示す。線量グラフ３１０は、パターン３０２を通る線３０４に沿って検知される線量３１２を示し、この線量は断面線量と呼ばれる。線量曲線３１２からわかるように、所定の「完全な」線量は、パターン３０２の中央部分においてのみ検知される。ｘ座標「ａ」とｘ座標「ｂ」との間の距離が十分に小さいパターンでは、「完全な」線量は断面線量のどこにも得られないこともある。ショット３０２の左側および右側において、レジストによって現わされる線量は、ガウス曲線または略ガウス曲線で小さくなる。ガウス曲線または略ガウス曲線の形状は、ビームぼけのさまざまな成分に依存する。線量グラフ３１０にはレジストしきい値３１４も示される。レジストは、レジストしきい値３１４を超える線量を受ける領域においてのみ、表面上にパターンとして描出される。線量曲線３１２はｘ座標ａおよびｂでしきい値３１４と交差する。したがって、ｘ座標のａは線３０４に沿ってレジストによって描出される最小ｘ座標であり、これはたとえば接続線３１６によって示される。同様に、ｘ座標ｂは線３０４に沿ってレジストによって描出される最大ｘ座標であり、接続線３１８によって示される。
【００２６】
図４Ａは１組の従来の非重畳ＶＳＢショット４０２を示し、これは図２の斜めパターン２１０のコア領域２１２などの一定幅の斜めパターンを形成するために用いることができる。１組のショット４０２のうちの各ショットは、４０４のｙ寸法サイズを有する。図４Ｂは、１組のショット４０２から表面上に形成されるパターン４１２の一例を示す。見てわかるように、パターン４１２のすべての角は、ビームぼけにより、丸まっている。その結果、パターン４１２の両方の斜めエッジは波状であり、その波は周期４１１と振幅４１４とを有する。波の振幅４１４は、一般にラインエッジ粗さ（ＬＥＲ）と呼ばれるものに直接比例する。パターン４１２はさらにライン幅粗さ（ＬＷＲ）を有し、これはパターンの最も広い点４１８とパターン４１２の最も狭い点４１６の差を示す。本願において、ＬＥＲおよびＬＷＲは、ウェハ上の所望の斜めパターンの、図２において角度２２０として示される、全体的角度を横断して測定される。図４Ｃはパターン４２２の一例を示し、これはパターン４１２を含むレチクルから製造されたフォトマスクにより、１９３ｎｍ液浸リソグラフィまたは１９３ｉ光学リソグラフィを用いて、シリコンウェハなどの基板上に形成され得る。１９３ｉリソグラフィの限界であって、マスク寸法では１００ｎｍから２００ｎｍ間の幅の限界で描かれる線では、マスク上の波状のパターンは、基板またはウェハ上では直線となる。パターン４２２は、ほぼゼロのＬＥＲおよびＬＷＲを有する。図４Ｄはパターン４３２の一例を示し、これはパターン４１２を含むレチクルから製造されたフォトマスクにより、ＥＵＶ光学リソグラフィを用いてシリコンウェハなどの基板上に形成され得る。パターン４３２はエレメント４３４によって示されるＬＥＲを有する。パターン４３２のＬＷＲは、パターン４３８の最も広い部分とパターン４３６の最も狭い部分との差によって示される。パターン４２２および４３２をパターン４１２と比較するとわかるように、ＥＵＶ光学リソグラフィの解像度が高ければ高いほど、１９３ｉ光学リソグラフィと比べて、パターン４１２をより忠実に再現し得る。より高い解像度のＥＵＶリソグラフィは、パターン４２２に示されるＬＥＲおよびＬＷＲよりも高いものを有する基板パターン４３２をもたらす。
【００２７】
図５Ａは、より大きい非重畳ＶＳＢショットを用いて、図２の斜めパターン２１０のコア領域２１２などの一定の幅の斜めパターンを形成する試みであって、成功しなかった試みの一例を示す。１組のショット５０２の各ショットは５０４のｙ寸法サイズを有し、この実施例では図４Ａの１組のショット４０２のｙ寸法４０４のショットに対して２倍の大きさである。１組のショット５０２でのより大きいショットにより、ショット４０２の組と比べて、半分のＶＳＢショットで斜めパターンを形成することができる。図５Ｂは、１組のショット５０２から表面上に形成できるパターン５１２の一例を示す。パターン４１２と同様に、パターン５１２の角もビームぼけにより、丸まっている。パターン５１２の波はある周期５１１を有し、この例ではパターン４１２の波の周期４１１の２倍である。さらに、パターン５１２のエレメント５１４によって示されるＬＥＲは、パターン４１２のエレメント４１４によって示されるＬＥＲよりも大きい。パターン５１２の最も広い点５１８とパターン５１２の最も狭い点５１６との間の差によって示される、パターン５１２のＬＷＲは、パターン４１２のＬＷＲよりもはるかに大きい。図５Ｃは、パターン５３２の一例を示し、これはパターン５１２を含むレチクルから製造されたフォトマスクにより、１９３ｎｍ光学リソグラフィを用いてシリコンウェハなどの基板上に形成され得る。パターン５３２は形状５３４、形状５３６、および形状５３８を含む。見てわかるように、マスクパターン５１２の最も狭い部分５１６はレジスト被覆基板上には描出されていない。マスクパターン５１２によって示されるような高いＬＷＲを有するマスクパターンは、１９３ｉリソグラフィで用いられる場合、使用できない結果をもたらし得る。従来の非重畳ＶＳＢショットを用いると、ＬＷＲはショットサイズを変えることによってのみ制御できる。
【００２８】
図６Ａは１組の従来の非重畳ＶＳＢショット６０２のさらに別の一例を示し、これを用いて図２の斜めパターン２１０のコア領域２１２などの一定幅の斜めパターンを形成することができる。１組のショット６０２の各ショットは６０４のｙ寸法サイズを有し、これはショット４０２の組のｙ寸法４０４のショットの半分である。ショット６０２の組のショットは、ショット４０２の組のショットよりも小さいので、１組のショット４０２と比べて、所与の長さの斜めパターンを形成するためにはより多くのショットが必要である。図６Ｂはパターン６１２の一例を示し、これは１組のショット６０２から表面上に形成され得る。パターン４１２と同様に、パターン６１２の角は、ビームぼけにより丸まっている。パターン６１２の波は、ある周期６１１を有し、これは本実施例ではパターン４１２の周期４１１の半分である。パターン６１２のエレメント６１４によって示されるＬＥＲは、パターン４１２のエレメント４１４によって示されるＬＥＲよりも小さい。パターン６１２の最も広い点６１８と最も狭い点６１６との間の差によって示される、パターン６１２のＬＷＲは、パターン４１２のＬＷＲよりも小さい。図６Ｃはパターン６２２の一例を示し、これはパターン６１２を含むレチクルから製造されたフォトマスクで、１９３ｎｍ光学リソグラフィを用いてシリコンウェハなどの基板上に形成され得る。この一連の実施例では、ショットの組４０２およびショットの組６０２は、基板上に所望の画像を作成し得る。ショット組４０２はショット組６０２の半分のショットを有するので、ショット組４０２はマスクの実際の製造において、より好ましい。これらの実施例において、ショット組５０２は許容できない。なぜなら基板上の画像は劣化しているからである。
【００２９】
図７Ａは１組の重畳ＶＳＢショットの一例を示し、これは図２の斜めパターン２１０のコア領域２１２などの幅が一定の斜めパターンを形成することができる。１組のショット５０２の各ショットは７０４のｙ寸法サイズを有し、これは１組のショット５０２のｙ寸法サイズ５０４のショットと同じである。本実施例において、ショット７０２の組での重畳ショットは、ＬＷＲをほぼ最小にするよう定められている。図７Ｂは、１組のショット７０２で、レチクルなどの表面上に形成されるパターン７１２を示す。パターン７１２の周期７１１は、パターン５１２の周期５１１とパターン４１２の周期４１１との間にあり、１組のショット７０２の方が１組のショット４０２よりも、表面上に斜めパターンを形成するのに必要なショットの数はよりよい、すなわちより少ないことを示す。パターン７１２はエレメント７１４によって示されるＬＥＲを有する。パターン７１２のＬＷＲは、幅７１６と幅７１８との差によって示される。幅７１６および７１８はほぼ等しいので、ＬＷＲはほぼゼロである。図７Ｃはパターン７２２の一例を示し、これはパターン７１２を含むレチクルから製造されたフォトマスクで、１９３ｉ光学リソグラフィを用いて、シリコンウェハなどの基板上に形成することができる。図７Ａから図７Ｃは、重畳ショットを用いることにより、どのようにＬＷＲがＬＥＲと独立して最適化できるかを示す。個々のデザインの要件に従い、ＬＷＲ最適化で重畳ショットを用いることにより、非重畳ＶＳＢショットが用いられる場合よりも少ない数のショットで斜めパターンを形成することができる。
【００３０】
図２を再度参照すると、コア領域２１２および外側領域２１６を含む斜めパターン２１０のすべての部分は非重畳ＶＳＢショットを用いて形成される。光学リソグラフィを用いるのなら、外側領域２１６のＯＰＣは、特定のサイズおよび間隔の非重畳ＶＳＢショットからの波状の影響を含むよう慎重に設計され得る。時間の掛かるＯＰＣの再設計を避けるために、外側領域２１６でのフラクチャリング変更を避けることが望ましい。しかし、パターン２１０の一定幅のコア領域２１２に非重畳ＶＳＢショットを用いることはショットの数を著しく節減することができる。なぜなら、コア領域２１２は一般に最も大きい領域だからである。したがって、外側領域２１６に非重畳ショットを用い、コア領域２１２に重畳ショットを用いることにより、外側領域２１６でのＯＰＣの演算を保ちながら、ショット数を減らす可能性をもたらす。このシナリオでは、領域２１２の重畳ショットによる波の周期および振幅（ＬＥＲ）は、外側領域２１６の非重畳ショットからのものと異なる。非重畳ショットと重畳ショットとの遷移点において、マスク上に形成されるパターンの急な変更は、ウェハに転写されるパターンに不正確さを引起すかもしれない。図８Ａおよび図８Ｂは、このような潜在的不正確さを示す。
【００３１】
図８Ａは７つのショットからなる１組のショット８０２の一例を示し、これは４つの非重畳ショット８０４、８０６、８０８および８１０、ならびに３つの重畳するショット８１２、８１４および８１６を含む。非重畳ショットと重畳ショットとの遷移線は、破線８２０によって示される。見てわかるように、遷移は狭い領域またはノッチ８１８をもたらし、これはマスク画像および後のウェハ画像に、問題を与えるかもしれない。図８Ｂは７つのショットからなる別の例の１組のショット８３２を示し、これは４つの非重畳ショット８３４、８３６、８３８および８４０、ならびに３つの重畳ショット８４２、８４４および８４６を含む。非重畳ショットと重畳ショットとの遷移線は破線８５０によって示される。見てわかるように、遷移線８５０の重畳ショット側において、ショット８４０とショット８４２との間にギャップがあり、ここでは、別の通常の間隔の重畳ショットを置くには場所が不十分である。このギャップは、ウェハに印刷されるパターンに現われるほど大きいものなら、ウェハに問題を与え得る。
【００３２】
図８Ｃは１組のショット８５２を示し、これは１組のショット８０２と類似している。ショット８５２の組は８つのショットからなり、４つの非重畳ショット８５４、８５６、８５８、８６０、８６１、ならびに３つの重畳ショット８６２、８６４および８６６を含む。非重畳ショットおよび重畳ショットとの遷移線は破線８７０によって示される。ショット８５２の組は、ショット８０２の組よりも優れた遷移を提供する。なぜなら、付加的ショット８６１がショット８５２の組の中にあるからである。ショット８６１が他のショットと重ならないことは認められるが、これは遷移線８７０より上の重畳ショット領域にある。ショット８６１の追加により、ショット８０２の組と比べて、ショット８５２の組によって表面上に形成されるパターンの、特に上エッジでのＬＥＲを低減させる。図８Ｄは１組のショット８８２を示し、これはショット８３２の組と類似している。ショット８８２の組は８つのショットからなり、４つの非重畳ショット８８４、８８６、８８８、および８９０、ならびに４つの重畳ショット８９１、８９２、８９４および８９６を含む。非重畳ショットおよび重畳ショット間の遷移線は破線８３０によって示される。ショット８８２の組は、ショット８５２の組よりも優れた遷移を提供する。なぜなら、付加的ショット８９１が１組のショット８８２の中にあるからである。ショット８９１は、他の態様ではショット８９０とショット８９２との間に存在し得るギャップをなくす。ショット８９１は、ショット８３２と比べて、１組のショット８８２によって表面に形成されたパターンの遷移線８３０の近くのＬＥＲを低減させる。しかし、ショット８５２の組またはショット８８２の組のどちらも、それぞれの非重畳ショット領域と重畳ショットとの間に十分に段階的な遷移を示さない。それぞれの遷移線８７０および８３０より上のショットと同じ波状を有するそれぞれの遷移線８７０および８３０より下のショットがなければ、近傍の線ならびに遷移線８７０および遷移線８３０の上下の波状の違いの寄与により、ウェハに転送されるパターンのＬＥＲは、遷移線８７０および８３０の近くでは不安定となり得る。非重畳ショット領域と重畳ショット領域との間により滑らかな波の遷移が必要であり得る。
【００３３】
重畳ショットおよび非重畳ショットの間の急な遷移の問題は、本開示の実施の形態によって減らすことができ、１つ以上の遷移領域は外側の非重畳ショット領域とコアの重畳ショット領域との間に作製される。
【００３４】
図９Ａは斜めパターン９０２の一例を示し、遷移領域は一実施の形態に従いコア領域と外側領域との間に挿入される。長手方向において、斜めパターン９０２は上エッジ９３０および下エッジ９３２を含む。斜めパターン９０２はさらに外側領域９０４を含み、そのパターン幅は変動し、さらに他の違いもあり得る。上記のように、外側領域９０４は非重畳ショットを用いてフラクチャリングされるので、ＯＰＣ計算は無効化されない。外側領域９０４に隣接して外側遷移領域９０８があり、そのパターン幅は一定である。外側遷移領域９０８も非重畳ショットでフラクチャリングされるので、隣接する外側領域９０４の慎重に計算されたＯＰＣ演算は損なわれない。外側遷移領域９０８の長さは、外側領域９０４と隣接する内側遷移領域９１２との間に「安全な」距離を設けるよう定められ、外側領域９０４にある非重畳ショットと異なるＬＥＲ、ＬＷＲおよび周期を有する内側遷移領域ショットは、リソグラフィの際外側領域の露光に影響しない。一部の実施の形態において、外側領域９０４の定められた長さは０であり得る。外側遷移領域９０８に隣接して、外側領域９０４と反対側に、内側遷移領域９１２がある。内側遷移領域９１２に隣接して、中央コア領域９２０がある。中央コア領域９２０は、たとえば図７Ａから図７Ｃに関連して前に説明したように、重畳ショットでフラクチャリングされる。一部の実施の形態において、中央コア領域９２０のショットは、ＬＷＲを最適化するよう定められる。内側遷移領域９１２のショットは、中央コア領域９２０の周期およびＬＥＲから外側遷移領域９０８の周期およびＬＥＲに滑らかに遷移するよう定められる。内側遷移領域９１２において、上エッジ９３０および下エッジ９３２は異なって遷移しなければならないが、両方のエッジの遷移は滑らかでなければならない。内側遷移領域９１２の幅は、設計者によって特定される、または遷移の滑らかさを確実にしながら遷移幅を最小化にするよう、自動的に選択され得る。内側遷移領域９１２の各ショットは、パターンの目標幅が、一連の製造処理のばらつきにわたってできるだけ広く保つようにしながら、滑らかな遷移を示すように最適化され得る。処理のばらつきの例として、レジストしきい値のばらつきおよび粒子ビームソース強度のばらつきを挙げることができる。最適化はリソグラフィシミュレーションを用いてフィードバック機構によって与えられ得る。シミュレーションは各最適化反復において行なうことができる、または予め計算されてウェハで行なわれた変更に対するマスクでの変更の感度を定める。
【００３５】
図９Ｂは斜めパターン９５２の別の例を示し、遷移領域は別の実施の形態に従い、コア領域と外側領域との間に挿入される。長手方向において、斜めパターン９５２は上エッジ９８０および下エッジ９８２を含む。斜めパターン９５２は一連の繋がるサブパターンを含み、各サブパターンは、本例ではｘ軸に対して中央線角度９７０を有する１つのサブパターン部、および、本例ではｘ軸に対して中央線角度９７２を有する第２のサブパターン部からなる。斜めパターン９５２は外側領域９５４を含み、そのパターン幅は変わり、さらに他のばらつきもあり得る。上記のように、外側領域９５４は非重畳ショットを用いてフラクチャリングされるので、ＯＰＣ演算は無効にならない。外側領域９５４に隣接して、外側遷移領域９５８があり、そのパターン幅は一定である。外側遷移領域９５８も非重畳ショットでフラクチャリングされ、隣接する外側領域９５４の慎重に計算されたＯＰＣ演算が損なわれない。外側遷移領域９５８の長さは、外側領域９５４と隣接する内側遷移領域９６２との間に「安全な」距離を設けるよう定められ、外側領域９５４の非重畳ショットと異なるＬＥＲ、ＬＷＲおよび周期を有する内側遷移領域ショットは、リソグラフィの際外側領域の露光に影響しない。一部の実施の形態において、外側領域９５４の定められた長さは０であり得る。外側遷移領域９５８に隣接して、外側領域９５４の反対側に、内側遷移領域９６２がある。内側遷移領域９６２に隣接して、中央コア領域９６８がある。中央線角度９７０を有するサブパターン部および中央線角度９７２を有するサブパターン部の両方を含む中央コア領域９６８は、重畳ショットでフラクチャリングされる。ショットの間隔およびショットの重畳は、中央コア領域９６３の異なる部分では異なり得る。一部の実施の形態において、中央コア領域９６８のショットは、ＬＷＲを最適化するよう定められる。内側遷移領域９６２のショットは、内側遷移領域９６２の近くの中央コア領域９６８の部分の周期およびＬＥＲから、外側遷移領域９５８の周期およびＬＥＲに滑らかに遷移するよう、定められる。内側遷移領域９６２では、上エッジ９８０および下エッジ９８２は異なって遷移しなければならないが、両方のエッジの遷移は滑らかでなければならない。内側遷移領域９６２の幅は設計者によって定められる、または遷移の滑らかさを確実にしながら遷移幅を最小にするよう、自動的に選択され得る。内側遷移９６２の各ショットは、パターンの目標幅が、一連の製造処理のばらつきにわたってできるだけ広く保つようにしながら、滑らかな遷移を示すよう、最適化され得る。
【００３６】
図１１はさらに他の実施の形態の例を示す。図１１には３つの領域が示され、外側遷移領域１１３０、内側遷移領域１１３２、および中央コア領域１１３４の一部を含む。外側領域は示されていない。破線１１４０は、外側遷移領域１１３０と内側遷移領域１１３２との境界を示す。破線１１４２は、内側遷移領域１１３２と中央コア領域１１３４との境界を示す。外側遷移領域１１３０は、ショット１１０４、ショット１１０６、ショット１１０８、およびショット１１１０の、４つの非重畳ショットを含む。内側遷移領域１１３２は、ショット１１２０、ショット１１２２、およびショット１１２４の３つのショットを含む。中央コア領域１１３４の図示される部分は、ショット１１１２、ショット１１１４、およびショット１１１６の３つのショットを含む。遷移領域１１３２の３つのショットのサイズおよび重畳は、外側遷移領域ショットの周期およびＬＥＲと、中央コアショットの周期およびＬＥＲとの間が平滑に遷移するよう設計されている。パターンの一部に重畳ショットを用いることにより、非重畳ショットを用いる場合と比べて、全体のショット数を減らすことができる。３つの内側遷移領域ショットの各々の大きさは固有であり、すべては固有のショット毎の間隔を有する。
【００３７】
別の実施の形態において、図１１の中央コア領域１１３４などの中央コア領域は、ＶＳＢショット以外のショット構成を用いることができる。一実施の形態において、円形キャラクタ投影（ＣＰ）ショットが中央コア領域に用いられる。外側領域および外側遷移領域は、従来のＶＳＢショットを用いる。内側遷移領域は、ＶＳＢショット、円形ＣＰショット、またはＶＳＢショットとＣＰショットとの組合せを用いて、中央コア領域と外側遷移領域との間に所望の滑らかな遷移を達成する。
【００３８】
図９Ａを再度参照すると、上記のように、中央コア領域９２０には重畳ショットが用いられて、全体の斜めパターン９０２に対して、非重畳ショットを用いる場合と比べて、ショット数を減らす。重畳ショットの使用により、非重畳ショットを用いてもたらされるパターンと均等であるパターンを基板またはウェハ上に作製することが望ましい。一部の実施の形態においてリソグラフィシミュレーションを用いて、所与のレチクルまたはフォトマスクパターンからウェハ上に作製できるパターンを定めることができる。しかし、リソグラフィシミュレーションは相対的に計算が多いので、時間が掛かる。したがって、リソグラフィシミュレーションを含まない、ウェハ均等物のさまざまな「プロキシ」を他の実施の形態で用いることができる。一実施の形態において、均等物は、たとえば内側遷移領域９１２を複数のセグメントに分け、次に各セグメントに対して光学リソグラフィを用いて基板を露光する際にマスクを透過するエネルギを計算することによって定めることができる。この技術に向けて、均等物は、内側遷移領域の各セグメントについて計算されたエネルギが、従来の非重畳ＶＳＢショットだけを用いて形成された斜めパターン９０２を含むマスクからの計算されたエネルギの所定の量または部分的量内にあることをなす。均等物を定める別の方法は、内側遷移領域９１２のＬＷＲを測定することである。この場合、均等物は、内側遷移領域９１２のＬＷＲが、たとえば外側遷移領域９０８の非重畳ショットのＬＷＲの所定の量または部分的量内にあることをなす。均等物を定める別の方法は、距離に対して、レチクルパターンＬＥＲの第１の微分係数または第２の微分係数を取ることである。この場合、均等物は、ＬＥＲの第１または第２の微分係数が、所定の値を超えないことをなす。均等物を定めるさらに別の方法は、内側遷移領域９１２のＬＥＲの最大値を測定することである。この場合、均等物は、ＬＥＲが所定の最大値を超えない、または内側遷移領域９１２の最大ＬＥＲが、従来の非重畳ＶＳＢショットでフラクチャリングされた場合の、同じ領域のＬＥＲの所定の量または部分的量内にあることをなす。より一般的に、一部が重畳し、その一部は重畳しない１組のショットによって規定されたレチクルパターンは、従来の非重畳ＶＳＢショットですべてが生成されたレチクルパターンと比較して、レチクルパターンが光学リソグラフィを用いてウェハなどの基板上にパターンを形成する目的のために均等であるかどうかを判断する。このような比較は、数学的に一意に定まるまたは統計的なパラメータの組合せの任意の数学的許容判定を含み得る。
【００３９】
均等物を定める他の方法は、限界寸法（ＣＤ）マーカのシミュレーションされたレチクルパターンの作成を含み、これはレチクルパターンの外囲の指定された対をなす部分である。図１２は、図１１に示される１組のショットによってレチクル上に形成できるパターン１２０４の一例を示す。パターン１２０４は、外側遷移領域１２０６、内側遷移領域１２０７、および中央コア領域１２０８を含む。境界１２２０は、外側遷移領域１２０６と内側遷移領域１２０７との境界を示す。境界１２１０は、内側遷移領域１２０７と中央コア領域１２０８との境界を示す。ＣＤマーカの２つの例は、二重外周線によって示される。ＣＤマーカ１２１４は外側遷移領域内にあり、ＣＤマーカ１２１６は内側遷移領域内にある。ＣＤマーカの長さは、たとえば内側遷移領域の外周よりも長い程度に、異なり得る。ＣＤマーカを用いて、たとえばパターン幅、ＬＥＲ、ＬＷＲおよびパターン中央線位置を測定することができる。
【００４０】
ここに記載されているまたは言及されている計算は、さまざまな態様で達成することができる。一般に計算は処理内、処理前、または処理後の方法によって達成することができる。処理内計算は、その結果が必要なときに計算を行なうことを含む。前処理計算は、予め計算し、その結果を記憶して、後の処理工程で引出すことを含み、特に何回も繰返される計算では、処理性能を向上させる。計算はある処理工程で延期させて、後の後処理工程で行なうことができる。前処理計算の一例はショットグループであり、これは所与の入力パターンまたは一連の入力パターン特性に関連付けられる１つ以上のショットについての線量パターン情報の事前計算である。ショットグループおよび関連付けられている入力パターンは、事前計算ショットグループのライブラリ内に保存することができ、ショットグループをなす１組のショットは、パターンを再度計算することなく、入力パターンの付加的インスタンスのために迅速に生成することができる。一部の実施の形態において、事前計算は、ショットグループがレジスト被覆表面にもたらす線量パターンのシミュレーションを含み得る。他の実施の形態において、ショットグループは、たとえばコレクトバイコンストラクション（ｃｏｒｒｅｃｔ−ｂｙ−ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）技術といった、シミュレーションを用いずに定めることができる。一部の実施の形態において、事前に計算されたショットグループは、ショットリストの形で、ショットグループライブラリ内に保存することができる。他の実施の形態において、事前計算されたショットグループは、コンピュータコードの形で保存することができ、これは特定の種類の入力パターン向けのショットを生成することができる。さらに他の実施の形態において、複数の事前計算されたショットグループはテーブルの形で保存することができ、表の入力はパターン幅といったさまざまな入力パターンまたは入力パターン特性に対応し、各テーブルエントリはショットグループのショットのリスト、または適切な１組のショットをどのように生成するかについての情報を提供する。さらに、異なるショットグループは、ショットグループライブラリにおいて異なる形で保存することもできる。一部の実施の形態において、所与のショットグループが作成できる線量パターンも、ショットグループライブラリに保存することができる。一実施の形態において、線量パターンは、グリフと呼ばれる二次元（ＸおよびＹ）線量マップとして保存することができる。
【００４１】
図１０はシリコンウェハ上に集積回路などの表面を製造する際に用いるレチクルをどのように準備するかについての概念的フロー図１０５０である。第１のステップ１０５２において、物理的デザイン、たとえば集積回路の物理的デザインが設計される。これは論理ゲート、トランジスタ、金属層、および物理的デザインにあるべき他の項目、たとえば集積回路に必要な他の項目を定めることを含み得る。物理的デザインは、直線、部分的に曲線、またはすべてが曲線で構成され得る。次のステップ１０５４において、光近接効果補正が定められる。本開示の一実施の形態において、これは入力として、ショットグループライブラリ１０７４から事前計算されたショットグループのライブラリを取ることを含み得る。本開示の一実施の形態において、ＯＰＣステップ１０５４は、ショット数および書込回数の同時の最適化を含み得、さらにフラクチャリング動作、ショット場所動作、線量割当て動作、もしくはショットシーケンス最適化動作、または他のマスクデータ準備動作を含むことができ、これら動作の一部もしくはすべては同時に行なわれる、または単一の工程に組合せられる。ＯＰＣステップは、部分的に曲線のあるパターンを作製できる。ＯＰＣステップ１０５４の出力は、マスクデザイン１０５６である。
【００４２】
ステップ１０５８において、フラクチャリング動作、ショット場所動作、線量割当て動作、またはショットシーケンス最適化を含むことができるマスクデータ準備動作が行なわれる。ショットの判断は、荷電粒子シミュレーションといった計算を用い得る。ＯＰＣステップ１０５４、またはＭＤＰステップ１０５８、または別のプログラム１０７２は、所与の入力パターンに用いることができる１つ以上のショットグループを予め計算し、この情報をショットグループライブラリ１０７４に保存することを含む。ＯＰＣおよびマスクデータ準備のさまざまな動作のいずれかまたはすべてを１工程に組合せることは、本開示で想定される。マスクデータ準備ステップ１０５８は、斜めパターン用のＶＳＢショットの生成を備えることができ、幅が一定の部分と幅が変わる部分を有する斜めパターンを含み、このような斜めパターンは、上記のように、中央コア領域、内側遷移領域、任意の外側遷移領域、および外側領域を有する。マスクデータ準備ステップ１０５８はさらに、パターンマッチング動作を含むことができ、マスクデザインに非常に一致するマスクを作製するために、事前計算ショットグループを一致させる。ステップ１０５８で定められたショットの線量は、近接効果補正（ＰＥＣ）ステップ１０５９における長距離効果向けに調整して、最終のショットリスト１０６０を作成することができる。代替的に、ＰＥＣ機能はＭＤＰステップ１０５８の一部として、またはＰＥＣ機能はマスク書込ステップ１０６２の一部として行なわれ得る。したがって、ショットリスト１０６０は、ＭＤＰステップ１０５８またはＰＥＣステップ１０５９のどちらかの出力であり得る。
【００４３】
ショットリスト１０６０はマスク書込ステップ１０６２において表面を生成するために用いられ、これは電子ビームライタシステムなどの荷電粒子ビームライタを用いる。マスク書込ステップ１０６２は、ＶＳＢアパーチャおよび複数の複雑なキャラクタを含むステンシル、またはＶＳＢアパーチャのみを含むステンシルを用いることができる。電子ビームライタシステムは、電子ビームをステンシルを通って投影させ、レチクルなどの表面にパターンを形成し、これは処理されてフォトマスク１０６４になる。完成したフォトマスク１０６４は、ステップ１０６６に示される光学リソグラフィ装置で用いることができる。最後に、ステップ１０６８において、シリコンウェハなどの基板が作製される。ショットグループ事前計算ステップ１０７２は、ショットグループライブラリ１０７４に情報を与える。さらに、ショットグループ事前計算ステップ１０７２は入力として、物理的デザイン１０５２またはマスクデザイン１０５６を使用し、ショットグループライブラリ１０７４に保存される１つ以上のショットグループを予め計算することがでる。
【００４４】
図１３を参照すると、シリコンウェハなどの基板上に直接書込まれる表面をどのように準備するかを示す概念的フロー図１３５０である。第１のステップ１３５２において、集積回路の物理的デザインなどの物理的デザインが定められる。これは、設計者が基板に転写したい理想的パターンであり得る。物理的パターンは、直線、部分的に曲線、または完全に曲線の構成であり得る。
【００４５】
ステップ１３５４において、フラクチャリング動作、ショット場所動作、線量割当て動作、またはショットシーケンス最適化を含み得るマスクデータ準備（ＭＤＰ）動作が行なわれ得る。ショットを定めることは、荷電粒子シミュレーションなどの計算を用いることができる。ＭＤＰステップ１３５４または別のプログラム１３７２のどちらかは、所与の入力パターンに用いることができる１つ以上のショットグループを予め計算し、この情報をショットグループライブラリ１３７４に保存することを含む。マスクデータ準備ステップ１３５４は、斜めパターン用のショットを生成することを含み、斜めパターンは一定幅の部分および幅が変わる部分を有し、このような斜めパターンは上記のように、中央コア領域、内側遷移領域、任意の外側遷移領域、および外側領域を有する。ＭＤＰステップ１３５４はさらに、パターンマッチング動作を含むことができ、マスクデザインに非常に一致するマスクを作製するために、ショットグループライブラリ１３７４から事前計算ショットグループを一致させる。ステップ１３５４で定められたショットの線量は、近接効果補正（ＰＥＣ）ステップ１３５８における長距離効果向けに調整して、最終のショットリスト１３６０を作成することができる。代替的に、ＰＥＣ機能はＭＤＰステップ１３５４の一部として、またはＰＥＣ機能はマスク書込ステップ１３６２の一部として行なわれ得る。したがって、ショットリスト１３６０は、ＭＤＰステップ１３５４またはＰＥＣステップ１３６２のどちらかの出力であり得る。
【００４６】
ショットリスト１３６０を用いて、ウェハ書込ステップ１３６２でウェハを準備する。一実施の形態において、ウェハ書込１３６２は電子ビームライタシステムを用いて達成することができる。電子ビームライタシステムは調整可能なアパーチャを通して電子ビームを表面に投影し、シリコンウェハなどの基板１３６８上にパターンを形成する。ショットグループ事前計算ステップ１３７２は、ショットグループライブラリ１０７４に情報を与える。さらに、ショットグループ事前計算ステップ１３７２は、入力として物理デザイン１３５２を用いることができ、１つ以上のショットグループを事前計算し、これはショットグループライブラリ１３７４に保存される。ステップ１３６２は処理する各層に必要な繰返しの適用を含むことができ、一部は図１０に関連して記載された方法を用いて処理され、他のものは図１３について上記で概略が述べられた方法を用いて処理され、または他のものは別のウェハ書込方法を用いて作製されて、シリコンウェハ上に集積回路をもたらす。
【００４７】
本開示に記載されるフラクチャリング、マスクデータ準備、近接効果補正、およびショットグループ作製のフローは、演算装置として適切なコンピュータソフトウェアを有する汎用コンピュータを用いて実施することができる。必要な大量の計算により、複数のコンピュータまたはプロセッサコアを並行に用いることができる。一実施の形態において、演算は並行処理をサポートするために、フローにおいて１つ以上の演算が多いステップに対して複数の二次元ジオメトリ領域にさらに分けることができる。別の実施の形態において、専用ハードウェア装置を単独で、または複数で用いて、汎用コンピュータまたはプロセッサコアを用いるよりもより速い速度で１つ以上のステップの演算を行なうことができる。一実施の形態において、専用ハードウェア装置はグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）であり得る。別の実施の形態において、本開示に記載される最適化およびシミュレーション処理は、全体のショット数、または全体の荷電粒子ビーム書込時間、または他の何らかのパラメータを最小にするために、可能な解決策を改訂および再計算する反復処理を含むことができる。さらに他の実施の形態において、最初の組のショットは、コレクトバイコンストラクション方法によって定めることができるので、ショットの変更は必要ない。
【００４８】
本明細書は特定の実施の形態について詳細に説明されたが、当業者なら、上記を理解した上で、これらの実施の形態に対する変更、変形、または均等物を容易に考え付くこともできる。フラクチャリング、マスクデータ準備、近接効果補正、および光近接効果補正のための、本方法に対する上記、または他の変形および変更は、添付の特許請求の範囲により特定的に記載されている、本主題の精神および範囲から逸脱することなく当業者によって実現され得る。さらに、当業者なら、上記は一例であって、限定されるべきことが意図されていないことを理解するであろう。ステップは、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書のステップに加える、取除く、または変えることができる。一般に、提示されているフローチャートはある機能を達成するために基本的動作の可能なシーケンスを示すためにのみ想定され、他の変更も可能である。したがって、本主題は添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内に入る変形および修正を網羅することが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
2014195071000001.pdf