(57)【要約】本発明はリソグラフィ結像システムのプロセスマージンを向上させるシステムおよび方法を提供する。プロセスマージンの向上は、分離した状態のアシストフィーチャの斬新な配置、及び／または禁制ピッチや特定のピッチ方向の使用（１３１０，１３１２）によって実現する。ライン端プルバックおよび／または双極子照明源の軸に垂直なピッチ（８２２，８２４）の解像度不足を利用した斬新なジオメトリを利用する。一連の分離状態のスキャッタバーセグメントをマスク上の例えばコンタクト等のクリティカルフィーチャの位置の近傍に戦略的に配置する（１２１２，１３１２）ことにより、連続したスキャッタバーを使用することに起因するレジスト残渣が軽減される。
2009512186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク上の半隔離されたパターンフィーチャをリソグラフィ結像技術のプロセスマージンに対して制限する可能性のある因子として特定するステップと（１２０２，１２０４，１３０２，１３０４）、
前記結像技術の解像度の閾値を決定するステップと（１３１０）、
前記半隔離されたマスクフィーチャの近傍に１つ以上の分離されたサブ解像度アシストフィーチャを配置するステップ（１２１２）とを含む、
リソグラフィ結像システムのプロセスマージンを向上させる方法。
【請求項２】
前記１つ以上の分離されたサブ解像度アシストフィーチャは１つ以上の分離されたスキャッタバー（３０１）を備えている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の分離されたスキャッタバーは２つ以上の分離状態のスキャッタバーセグメントを備えている（１２１２）、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記決定された結像システムの解像度の閾値および前記解像度の閾値にて発生する既知量のライン端プルバックの少なくとも１つに、少なくとも部分的に基づいて、分離状態のスキャッタバーセグメントの最大サイズ閾値を決定するステップ（１２１０）と、前記２つ以上の分離状態のスキャッタバーセグメントを前記最大サイズ閾値のライン端プルバックよりも小さくなるように構成するステップ（１２１２）とをさらに含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
結像システムによって解像可能なピッチの範囲外のピッチを有する前記２つ以上の分離状態のスキャッタバーセグメントを構成することにより、結像システムによる分離状態のスキャッタバーセグメントの解像を軽減するステップ（１３１２）をさらに含む、請求項３記載の方法。
【請求項６】
さらに、結像システム（８２２，８２４）の双極子照明源の軸に垂直なピッチを形成するステップをさらに含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
結像システムの焦点深度のシミュレーションを行うステップ（１２１４，１３１４）をさらに含む、請求項４記載の方法。
【請求項８】
１つ以上の半隔離されたマスクフィーチャ（２０４，３００，４０２，５０２，５１２，５２２，５３２）と、
前記１つ以上の半隔離されたマスクフィーチャの少なくとも１つの近傍に位置し、前記１つ以上の半隔離されたマスクフィーチャのピッチを変化させ、露光過程後のフォトレジスト残渣を軽減する１つ以上の分離されたスキャッタバー（７２２，７２４，８２２，８２４）とを備えたフォトマスク。
【請求項９】
歩留まりを制限する可能性のあるフォトマスク上のパターンフィーチャを特定する手段（１２０４，１３０４）と、
前記フォトマスク上には確実にプリント可能だがウェハ上のレジスト層上にフォトマスクフィーチャをプリントするのに使用される露光源による解像は不可能なサブ解像度サイズの複数の分離状態のスキャッタバーセグメントを形成する手段（１２１２，１３１２）とを備えた、ウェハ歩留まりの向上及びフォトレジスト露光技術後のレジスト残渣の軽減を支援するシステム。
【請求項１０】
前記複数のスキャッタバーセグメントを前記特定されたパターンフィーチャに隣接して配置し、前記特定されたパターンフィーチャのピッチを調整する手段（１２１２，１３１２）と、
前記フォトマスクを介して前記ウェハ上の前記レジスト層を露光する手段（１２１４，１３１４）をさらに備えた請求項９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般には半導体デバイスに関し、詳細には分離しているアシストフィーチャの使用によるリソグラフィ結像プロセスのプロセスマージンの向上方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業では、高デバイス密度化の傾向が続いている。この高デバイス密度化を達成するために、半導体ウェハ上のデバイス寸法を（例えばサブミクロンレベルで）縮小する努力が行われてきており、その努力は今も続いている。このような密度を得るためには、フィーチャサイズをより小さくし、かつフィーチャ形状をより精密にすることが必要である。これには、配線の幅や間隔、コンタクトホールの間隔や直径、及び様々なフィーチャのコーナーやエッジ等の表面形状が含まれていてもよい。このような微小フィーチャの各々の寸法や微小フィーチャ間の寸法は限界寸法（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｔｉｏｎ：ＣＤ）と称される。ＣＤを縮小し、かつ、より正確なＣＤを再現することにより、高デバイス密度化が達成しやすくなる。
【０００３】
高解像度リソグラフィプロセスを使用することで微小フィーチャが実現する。一般的に、リソグラフィとは様々な媒体間でのパターン転写プロセスのことである。集積回路製造のリソグラフィでは、シリコンのスライス片であるウェハに、照射に対して感光する膜であるフォトレジストを均一に塗布する。この膜を、ある特定のパターン（例えばパターニングされたレジスト）を構成する介在マスター型版（例えばマスク、レチクル等）を介して、照射（例えば、光学的光、Ｘ線、電子ビーム等）で選択露光する。塗布膜の種類によって、塗布膜の露光領域は、ある特定の現像用溶剤内で非露光領域に比べて溶解しやすくなっているか、または溶解しにくくなっている。現像工程において、溶解しやすい領域は現像液で除去され、一方溶解しにくい領域はシリコンウェハ上に残り、パターニングされた状態の塗布膜を形成する。このパターンは、マスクイメージかそのネガイメージのどちらかに相当する。パターニングされたレジストはシリコンウェハの後のプロセスに使用される。
【０００４】
より小さな限界寸法を実現することは、リソグラフィシステムの解像度に関係する。高解像度化により限界寸法を縮小する取り組みは、数種の手法によって達成することができる。第１の手法は露光照射光の波長の低減を含んでおり、例えば水銀によるｇ線（４３６ｎｍ）からエキシマレーザー（１９３ｎｍ）、さらには１５７ｎｍ、９０ｎｍ、６５ｎｍ等への移行によって達成される。第２の手法は、光学設計、製造技術、及び測定学の改良を含んでいる。こういった改良は、開口数の増加を通じて解像度も増大させることにつながってきた。第３の手法は、いろいろな解像度向上技術の利用を含んでいる。位相シフトマスク技術や軸外照明技術の使用は、結像システムのリソグラフィに関する定数「ｋ」の低減を通じて解像度の改善につながってきた。
【０００５】
ｋが小さい結像システムでは、マスクスペクトルの高空間周波数成分において、透過された光エネルギーのかなりの部分が伝わってくる。一般にこの高空間周波数成分は、結像システムの低周波数域を通過させるひとみでは捕獲されない。この高空間周波数成分の損失は、元来のイメージから１つ以上の方向に歪んだイメージを生じてしまう。イメージの歪みには、ラインの短縮、コーナーのラウンディング、例えば結像したラインの幅が隣接するライン間の間隔に応じて変化し得る非線形性効果や近接効果等の効果が含まれる。イメージの歪みの結果、意図した機能を満たすには再現性が不十分なイメージを生じる可能性がある。このような歪みを補正もしくは相殺する方法によって、プロセスマージンが高くなり、その結果システムの効率を向上することができる。
【０００６】
光近接効果補正（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＯＰＣ）は、既知のパターン歪みを補償するのに用いられ得る手法の一つである。ＯＰＣは、結像中に生じる可能性のあるマスク形状への既知の効果を補償するために用いられる。ＯＰＣを利用することにより、ライン幅の均一性が改善され、クロックレートの高速化及び回路全体の高性能化が可能になる。ＯＰＣは、結像プロセスウィンドウを広げることも可能で、その結果高歩留まりが得られる。ＯＰＣ技術の１つは、所望のパターンの結像をより小さなばらつきで行うことが可能なアシストフィーチャをマスクに加えることである。しかし、アシストフィーチャが存在すると、望ましくないレジスト残渣が生じてしまう可能性があり、このことがリソグラフィプロセスの歩留まりに悪影響を及ぼしてしまう。レジスト残渣を生じさせないようにすると、リソグラフィ結像プロセスの歩留まりを著しく向上できる。
【発明の開示】
【０００７】
本発明のいくつかの態様の基本的な理解が得られるように、以下に本発明の概要を簡単に記す。この概要は本発明の大要ではない。また、この概要は、本発明の鍵となる、あるいは重要な要素を特定することも、本発明の範囲を記述することも意図していない。この唯一の目的は、本発明のいくつかの概念を、後に示すより詳細な説明の前置きとして簡単な形で提示することである。
【０００８】
本発明はリソグラフィ結像システムのプロセスマージンを向上させるシステム及び方法を提供する。リソグラフィシステムのプロセスマージンに影響を及ぼす１つの要因は近接効果と称される。近接効果は、環境変動の結果、同一の公称限界寸法の組を有するプリントフィーチャがばらつくことを指す。ピッチの変化は環境条件の変化もしくは環境変動の一例である。近接効果の例としては、ピッチの変化に応じて生じるライン幅の変化がある。ある公称ライン幅の場合、ピッチを広げると隣接するライン同士の間隔も大きくなる。ピッチのばらつきの結果、プリントラインの幅のばらつきは１５％程度になる可能性がある。このようなピッチのばらつきは、比較的密なフィーチャを含む領域と比較的疎なフィーチャを含む領域とを備えたマスクにおいて顕著である。スキャッタバーが、ピッチとその結果もたらされるライン幅の変動の制御を支援するために用いられている場合もある。しかし、スキャッタバーのエッジで回折された光によるレジストの局所露光の結果として、レジスト残渣が生じ得る。このようなレジスト残渣が存在することで、システムの歩留まりに悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００９】
本発明の一態様に従って、サブ解像度アシストフィーチャの斬新なジオメトリ（寸法）を用いて環境を変化させることにより、マスクパターンのウェハ上への転写に悪影響を及ぼしかねないプリントラインの幅のばらつきを低減する。本発明の一つ以上の態様に従って、半隔離フィーチャの近傍に位置する斬新なサブ解像度アシストフィーチャのエッジから回折された光は、半隔離フィーチャに対応する光とともに効果的な干渉を生み出す。こうして生じたプリントラインの幅は、フィーチャ密度がより高いマスク領域によって形成されたプリントライン幅により一致する。さらに、斬新なサブ解像度アシストフィーチャから回折された光はレジストの一部の局所露光をもたらさないので、レジスト層除去後に望まないレジスト残渣を生じない。
【００１０】
本発明の一態様に従って、分離されたサブ解像度アシストフィーチャを配置することによりプロセスマージンの向上を実現する。この態様に従って、分離されたスキャッタバーを使用し、レジスト残渣の生成を回避するように配置する。分離されたスキャッタバーとは、２つ以上の分離状態のスキャッタバーセグメントからなる列を備えたスキャッタバーのことである。関連する態様に従って、ライン端プルバック（line-end pull back）を利用してレジスト残渣の生成を回避するように、分離状態のスキャッタバーセグメントの寸法を選定する。ライン端プルバックはライン短縮とも呼ばれるが、ウェハ上のラインのプリンティングされた長さがマスク上のラインの長さよりも短くなることが多いという実態を指している。ライン端プルバックは回折、マスクパターンのラウンディング、及び／またはレジスト内への化学物質の拡散の結果であり得る。ライン端にはプルバックが施され、その結果得られるレジストに結像されたラインはマスク内のラインよりも短い。
【００１１】
本発明のこの態様に従って、分離状態のスキャッタバーセグメントの配置及び寸法を、分離されたスキャッタバーがレジスト層上にプリンティングされないように選定することができ、さらに、歩留まりを制限し得るレジスト残渣がウェハ上に生じることを軽減できる。分離されたスキャッタバーを配置することで、隣接するフィーチャのプリント（転写）に対する光学システムへのピッチを低減し易くなる。よって、隣接するフィーチャのプリントされた限界寸法は、マスクのフィーチャのバランスのために実現した限界寸法により一致している。さらに、光の回折によって分離状態のスキャッタバーセグメントの各々の端で発生するライン端プルバックの結果、望ましくないレジスト残渣の生成も回避できる。
【００１２】
本発明の別の態様に従って、レジスト残渣の生成を回避するために「禁制」ピッチを利用して分離状態のスキャッタバーセグメントを形成する。禁制ピッチとは、リソグラフィ結像システムのプロセスウィンドウの低下を招く恐れのあるピッチのことを指す。アシストフィーチャを加えて投影システムから見た見かけの密度やピッチを変更した結果、あるピッチ範囲においてプロセスウィンドウに急激な減少や下向きのスパイクが発生する可能性がある。プロセスウィンドウが下向きのスパイクを有していたり閾値を下回ったりするピッチの値を禁制ピッチと称する。これらのピッチはプロセスウィンドウの望まない低下を引き起こしてしまうので、所望のパターンのレイアウト内での使用が「禁止」されている。しかし、一態様に従って、禁制ピッチに分離状態のスキャッタバーセグメントを配置することにより、隣接するフィーチャの限界寸法の制御を改善するというプロセス上の利点が得られ、また、得られたイメージの歩留まりに悪影響を及ぼす可能性のあるレジスト残渣の生成を軽減することができる。
【００１３】
本発明の別の態様に従って、双極子（ダイポール）照明源の軸に垂直なピッチの解像度不足を利用した斬新なジオメトリ（寸法）が得られる。この態様に従って、双極子に垂直な軸における結像システムの解像度が双極子の軸に平行な方向の解像度よりも低い双極子照明源が使用される。この解像度の差によって、例えばワード線等の一連のフィーチャの配置に用いられる密なピッチが可能となるが、一方で、同じピッチを双極子の軸に垂直に伸びるスキャッタバーセグメントに、レジスト残渣を生成することなく使用することができる。双極子の軸に垂直な方向の解像度不足によって、下にあるビット線の幅と長さが同位であるスキャッタバーフィーチャサイズが可能になるが、それでもまだ結像システムによって解像されない。
【００１４】
本発明の一態様に従って、分離状態のスキャッタバーセグメントをワード線に垂直に配置することにより、レジスト残渣の生成を回避しながら限界寸法の制御を維持する。一態様では、分離状態のセグメントは、ビット線ピッチに一致するピッチで配置された格子を備えており、これにより分離状態のスキャッタバーセグメントをビット線コンタクトの真上に配置することが可能になる。この態様に従って、格子を備えた要素のピッチを、結像システムによって解像されることのないピッチで、双極子照明源の軸に垂直な方向に向ける。格子要素の寸法は、プリンティングされない程度か、レジスト残渣が生じてしまわない程度である。
【００１５】
本発明のさらに別の態様に従って、シミュレーションにより分離状態のスキャッタバーセグメントのサイズ、間隔、及び配置を決定してもよい。マスクを透過する光の回折の干渉は複雑であり、シミュレーションが分離状態のスキャッタバーセグメントの最適な配置の決定や得られるシステムの焦点深度の決定を支援することができる。
【００１６】
上述の目的や関連する目的を実現するために、本発明のある例示的な態様を、以下の説明と添付図面とともに本明細書に記述する。しかし、これらの態様は、本発明の理念を用いた様々な方法のうちのいくつかを示したものであり、本発明は、このような態様やその均等物をすべて含むことが意図されている。本発明の他の効果及び新規的な特徴は、図面とともに考察される場合において、以下に続く本発明の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して本発明を説明する。ここで、全図面を通じ、同様の参照符号は同様の要素を表すために使用している。本発明は、プロセスマージンを向上させる分離されたスキャッタバーの供給を支援するシステムおよび方法を参照して説明される。この分離されたスキャッタバーは、レジスト残渣を生じさせずに、半隔離フィーチャの限界寸法のばらつきを小さくする利点をもたらす。これらの例示的な態様の記述は説明のためのものであり、限定のためのものではないことは理解すべきである。
【００１８】
「構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」という語は、コンピュータ関連の実在物、つまり、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、もしくは実行中のソフトウェアのいずれも表し得る。例えば、構成要素は、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プログラム、およびコンピュータであってもよい。実例として、サーバ上で実行されるアプリケーションとサーバの両方ともが構成要素であってもよい。構成要素は１つの物理的な場所（例えば、１つのコンピュータ内）に存在してもよく、かつ／または、２つ以上の協働する場所（例えば、並列処理コンピュータ、コンピュータネットワーク）の間に分布していてもよい。「ピッチ」という語は、ライン幅と繰り返しパターンのライン間の間隔との合計を表している。
【００１９】
本発明は、リソグラフィ結像システムのプロセスマージンを向上させるシステムおよび方法を提供する。プロセスマージンの向上は分離しているアシストフィーチャを配置することによって達成される。このアシストフィーチャは、１本の連続したスキャッタバーの使用に起因することが多いレジスト残渣の生成を防止する斬新な幾何形状を利用してサイズや位置を調整する。プロセスを制限してしまうレジスト残渣の生成を招いてしまいかねないレジスト層の局所露光を軽減するために、分離しているスキャッタバーセグメントを備えた分離されたスキャッタバーの寸法および間隔は、ライン端プルバック、禁制ピッチ、および／または双極子照明源に垂直な軸における解像度の不足を活用している。
【００２０】
図１は、メモリ部の製造に用いられる一般的なウェハ１００上に形成されていてもよいビット線及びワード線を図示したものである。メモリ部は、個別のメモリセル、ワード線、ビット線、およびメモリ部の機能を制御する制御回路を備えている。ウェハ１００は複数のワード線１０２，１０４，１０６，１０８，１１０および複数のビット線１１２からなる。各ビット線１１２にはコンタクト１１４が接続されている。コンタクト１１４により、例えば、ワード線とビット線の間にあるメモリセルに対する書き込みや読み出しを制御する制御回路等の他の回路と各ビット線１１２との接続が行いやすくなる。ウェハ１００の製造において、各コンタクト１１４とワード線１０２がすぐ傍にあるために、プロセスウィンドウに制限を与えてしまう。ビット線コンタクト１１４が存在する結果、一連のワード線１０２，１０４，１０６，１０８，１１０で形成される繰り返しパターンに対応するピッチが崩れてしまう。このピッチの崩れのために、ワード線を備えた層の形成時に用いられるマスクを通過する光に起因する回折パターンが遮られてしまう可能性がある。
【００２１】
リソグラフィ結像プロセスにおいて、ワード線１０４のプリントは隣接するワード線１０２，１０６のプリントの影響を受ける。レジスト層上に形成されたワード線１０４のイメージは、ワード線フィーチャの輪郭が描かれたパターニングされたマスクを通過した露光の結果である。ワード線１０４用にレジスト上に形成されたイメージは、マスク（例えばポジ型フォトマスク、ネガ型フォトマスク等）を透過して現れる露光を介して生成することができ、例えばワード線１０２，１０６に相当するマスクパターンフィーチャといった近傍もしくは隣接のマスクパターンフィーチャの各エッジから回折する露光光によって増強及び／または集約が可能である。しかし、この例によれば、ワード線１０２は一連のワード線のうちの一番端のワード線であるので、隣接ワード線であるワード線１０４を片側にしか持たない。従って、ワード線１０２の場合、ワード線１０２の第１のエッジ１１６の形成（例えば露光、現像等）は対応するワード線１０４の形成に用いられた露光光の軌道が逸れたものの影響を受ける可能性があるが、一方、ワード線１０２の第２のエッジ１１８は自身の形成に影響する隣接ワード線を持たない。その結果、レジスト層上では、マスクパターン内の他のフィーチャからの回折光によってエッジ１１８を現像する光の干渉が存在しないので、ワード線１０２のプリンティングは２つ以上の隣り合うワード線とは異なるやり方で行われる。よって、ワード線１０２は所望の限界寸法から逸脱したライン幅を示し、このことが今度は製造されたメモリデバイスの性能に悪影響を及ぼし得る。
【００２２】
図２は光波２０２がマスク２０４を透過する際の回折効果を図示したものである。図２は、マスク２０４上のフィーチャパターンの開口に対応するピッチが変化した結果として、ウェハ２２１上のレジスト層２２０の露光が影響を受ける様子を図示している。さらに、図示しているように、２つの隣り合う構造を有するワード線／ビット線と比較して、終端のワード線またはビット線に影響する露光光回折は異なっている。光波２０２は、マスク２０４の方を向いている縦方向の矢印によって示されるように、マスク２０４に近づいていくように図示されている。マスク２０４は透光性領域２０６，２０８，２１０及び遮光性領域２１２，２１４，２１６，２１８からなる。使用されるレジストの種類に応じて、遮光性領域か透光性領域のどちらかがワード線もしくはビット線の所望のパターンを描くことができる。光波２０２がマスク２０４を透過する際、透光性領域に入射した光はマスクを透過し、一方、遮光性領域に入射した光は遮断される。マスクを透過した光はウェハ２２１のレジスト層２２０を露光する。さらに詳細には、回折の影響を受けずに、透光性領域２０６を透過した光はレジスト領域２２２に、透光性領域２０８を透過した光はレジスト領域２２４に、そして透光性領域２１０を透過した光はレジスト領域２２６にそれぞれ入射する。その上、やはり回折の影響を受けずに、遮光性領域２１２，２１４，２１６，２１８に入射した光は遮断されてレジスト領域２３２，２２８，２３０，２３４に達するのをそれぞれ阻止される。
【００２３】
しかし、実際には、レジスト層２２０の様々な領域に入射した光は、マスク２０４の透光性領域と遮光性領域の間のエッジからの回折光の影響を受ける。進行してレジスト層２２０に入射する光波２０２を考察した結果、透光性マスク領域２０８，２１０にそれぞれ対応するレジスト層領域２２４，２２６が受けた露光は同等であるが、透光性マスク領域２０６に対応するレジスト層領域２２２が受けた露光レベルは異なっていることが明らかになった。この露光レベルの違いは、マスク２０４上のフィーチャのピッチが変化していた結果、レジスト層に達する光の回折パターンも変化したためである。
【００２４】
遮光性マスク領域２１４，２１６にそれぞれ対応するレジスト層領域２２８，２３０は完全に露光されないのではなく、むしろマスク２０４の透光性領域と遮光性領域の間のエッジで回折した光からある程度の量の露光を受けている。しかし、レジスト層領域２３２を考察すると、ピッチがマスク内で変化していたために、同様のレジスト層領域２２８，２３０とは異なるレベルの露光を受けていることが明らかになった。その上、レジスト層領域２２４と隣接するレジスト層領域２２８の間の露光の差は、レジスト層領域２２４と隣接するレジスト層領域２３０の間の露光の差と実質的に同一である。しかし、レジスト層領域２２２と隣接するレジスト層領域２２８の間の露光の差は、レジスト層領域２２２と隣接するレジスト層領域２３２の間の露光の差と実質的に同一ではない。この不一致は、レジスト層領域２２２に対応するフィーチャの限界寸法の質に影響を及ぼす。これは実際、図１でワード線１０２として図示されていた一番端のワード線の場合に現れる状況である。
【００２５】
回折の影響は、ウェハ２２０上の光回折パターンを示すウェハ／マスクの組み合わせ２８０によってさらに図示されている。遮光性マスク領域２１４の直下に位置するレジスト層領域２２８の中心領域２３６は、遮光性マスク領域２１４のエッジ２４０から回折する光２３８が照射されている。さらに、レジスト層領域２２８の中心領域２３６は、遮光性マスク領域２１４のエッジ２４４から回折する光２４２が照射される可能性がある。領域２２８で受ける全露光は、隣接および／または近傍の遮光性マスク領域の各エッジから回折された光を含む全光源からの回折光の合計である。同様に、遮光性マスク領域２１６の直下に位置するレジスト層領域２３０の中心領域２４６は、遮光性マスク領域２１６のエッジ２５０から回折する光２４８が照射されている。さらに、レジスト層領域２３０の中心領域２４６は、遮光性マスク領域２１６のエッジ２５４から回折する光２５２が照射されている。中心領域２４６で受ける全露光は、マスクパターンの隣接および／または近傍の遮光性領域の各エッジから回折された光を含む全光源からの回折光の合計である。
【００２６】
遮光性マスクパターン領域のいろいろなエッジで回折された光はまた、透光性パターン領域の下のレジスト層領域、例えば透光性マスク領域２０８の下に位置するレジスト層領域２２４等の露光に加わる可能性がある。例えば、レジスト層領域２２４の中心領域２５６は、遮光性マスク領域２１６のエッジ２５４から回折された光２５８で露光される。また、中心領域２５６は、遮光性マスク領域２１４のエッジ２４０から回折された光２６０で露光される。レジスト層領域の露光は、それぞれのレジスト層領域に対応するマスクパターンの透光性領域を透過する光と相関があるだけでなく、隣接および／または近傍の遮光性マスクパターン領域の各エッジからのものを含む全光源からの回折光とも相関があることが分かるであろう。
【００２７】
マスクパターンが均一な限界寸法の均一なピッチを有する場合、マスクを通って出射した光がウェハのレジスト層を露光すると、マスクパターンの同様の領域全体にわたってばらつきのない効果をもたらすであろう。しかし、図１のワード線１０２に相当するマスクパターンフィーチャの場合と同様に、マスクパターンピッチをパターンフィーチャの間で変化させる場合、標準ピッチを用いた露光領域と非露光領域と比較して、レジストの露光領域と隣接する非露光領域の両方に対するウェハのレジスト層上の回折パターンは異なっている。ウェハ／マスクの組み合わせ２８０に話を戻すと、レジスト層領域２２２の中心領域２６２は、遮光性マスク領域２１４のエッジ２４４から回折した光２６４で露光される。この例では、マスクパターン内のピッチが変化していた場合に、中心領域２６２もまた遮光性マスク領域２１２のエッジ２７０から回折された光２６８によって露光される可能性がある。しかし、エッジ２７０から進行する光２６８は、光２６０が進行して隣接するレジスト層領域２２４の中心領域２５６に到達するであろう距離よりもさらに遠くへ進行してレジスト層領域２２２の中心２６２に到達しなければならない。距離の差は中心領域２６２に到達する光の位相及び強度の両方に影響を及ぼし、その結果、中心領域２６２の露光は中心領域２５６とは異なってくるであろう。例えば透光性マスク領域２０６等の透光性マスクパターン領域が一番端のウェハフィーチャ（例えばワード線、ビット線等）に相当する場合には、エッジ２７０は決して光を回折せず、よって回折光２６８が存在してレジスト層領域２２２内で露光に加わることはない。回折パターンの違いに起因する露光レベルの差は限界寸法の質に影響を及ぼし、またこれは、マスクパターン内のピッチの変動に起因し得る「近接効果」とよく称されている状況の一例である。
【００２８】
近接効果は、環境変動の結果、ほぼ等しい公称限界寸法の組を有するプリントフィーチャがばらつくことを指す。近接効果の一例は、ピッチの関数として生じるライン幅の変動が挙げられる。ある公称ライン幅の場合、ピッチを大きくすると隣接するラインの間隔も大きくなる。ピッチの変化は環境条件の変化または環境変動の一例である。ピッチのばらつきの結果、プリントラインの幅のばらつきは１５％程度になる。このようなピッチのばらつきは、比較的密なマスクフィーチャを含む領域から比較的疎なフィーチャを含む領域へと移行するマスクにおいて顕著である。半隔離フィーチャとは、比較的低密度のフィーチャを含む領域内のマスクフィーチャ、もしくは、一連の密集領域内の一番端の、または終端のマスクフィーチャを指す。半隔離マスクフィーチャの場合、半隔離フィーチャに隣接するアシストフィーチャ（例えば分離されたスキャッタバー等）を加えることで半隔離フィーチャのピッチが変化し、その結果、フィーチャ密度が高い領域内のマスクフィーチャに一致したより均一なライン間隔が得られる。このようなアシストフィーチャがマスク上に存在すると、半隔離フィーチャ近傍の領域内における回折パターン形成が、フィーチャが比較的密集している回折パターンにより一致するように回折パターンが形成可能なように変化する。その結果、フィーチャ密度に関係なく、様々な焦点範囲にわたって限界寸法のばらつきがより小さくなる。このようなアシストフィーチャが加えられる場合、このフィーチャは一般的に、所望のフィーチャの公称ライン幅よりも狭く、アシストフィーチャが結像システムにより解像されることもウェハ上にプリンティングされることもない程度のライン幅を有する。しかし、アシストフィーチャを加えることによって、レジスト残渣が生じてしまい、このことが形成された回路の歩留まりや性能に悪影響を及ぼす可能性がある。望まないレジスト残渣の生成を軽減するには、次に続く図面を参照して以下に詳述するように、ライン端プルバックを操作／採用してもよい。
【００２９】
図３は、ワード線パターンフィーチャ３０２，３０４，３０６，３０８，３１０からなるマスク３００を図示したものである。マスク３００はビット線３１２及びコンタクト３１４からなるウェハの上方に位置している。マスク３００はさらに、ワード線フィーチャ３０２と各コンタクト３１４との間に位置する従来のスキャッタバー３０１（例えばサブ解像度アシストフィーチャ）を備えている。ワード線フィーチャ３０２，３０４，３０６，３０８，３１０のピッチ３１６は、ライン幅３１８に、隣接するワード線パターンフィーチャの間隔３２０を加えたものからなる。スキャッタバー３０１が間隔３２０で存在することによって、ワード線フィーチャ３０２に対してピッチが大きくなり、ワード線フィーチャ３０４，３０６，３０８の各ピッチに合致するワード線フィーチャ３０２のピッチが得られる。スキャッタバー３０１が存在しなければ、ワード線パターンフィーチャ３０２のピッチはワード線フィーチャ３０４，３０６，３０８のピッチとは一致しないであろう。スキャッタバー３０１が存在することで、ワード線フィーチャ３０２はワード線フィーチャ３０４，３０６，３０８，３１０のバランスを保ったまま共通のライン幅３１８を保つことができる。さらに、ワード線フィーチャ３０２と隣接するワード線フィーチャ３０４との間隔３２０を、ワード線フィーチャの他の隣接する対の間隔と一致させることができる。スキャッタバー技術を使用した結果生じる可能性のある望まないレジスト残渣の生成を軽減するには、以下に詳述するように、ライン端プルバックを操作してもよい。
【００３０】
レジスト残渣は、スキャッタバー３０１の各エッジにおいて回折された光によるレジストの局所露光の結果として形成され得る。回折光により、パターンの端（例えば、ウェハ上に形成中の一連のワード線のうち一番端のワード線等）において、隣接するフィーチャに対応する露光光によって、隣接するフィーチャのプリントラインの幅がマスクのより高密度な部分にプリンティングされたラインの幅に一致するような効果的な干渉が生じる。しかし、スキャッタバー３０１から回折された光によって、スキャッタバー３０１に対応したレジスト領域の一部に望まない局所露光も生じてしまうことにより、レジスト層の除去の際に望まないレジスト残渣が生成してしまう。このようなレジスト残渣が存在すると、プリンティングされたウェハの歩留まりに悪影響を及ぼしてしまう。
【００３１】
図４は露光中のウェハ、および、直接露光光と回折された露光光による露光後にライン端プルバックを示すプリントイメージを図示したものである。露光が施されたウェハは、マスクフィーチャ４０２、例えば、ウェハ４０４のレジスト層上に結像されるラインに相当するマスクパターンの遮光部等を備えている。露光中、ウェハ４０４に向かって進行する光４０６は遮光部４０２によって遮断される。しかし、マスクフィーチャ４０２のエッジ４０８，４１０に入射する光は回折される。回折光４１２，４１４はフィーチャ４０２の中心に向かって曲げられて、遮光性マスクフィーチャ４０２によって露光が妨げられるはずであるウェハ４０４の部分４１６，４１８を露光することができる。回折の結果、マスクフィーチャ４０２のプリントイメージ４２２は両端において４２０によって示される量だけ短くなっている。
【００３２】
さらに、図５は、複数のマスクパターンフィーチャ及び対応するプリントイメージを図示したものであり、ここでは、マスクパターンフィーチャサイズとライン端プルバック現象によって制約されるようなプリントイメージサイズの間の関係を示している。例えば、マスクフィーチャが小さくなるほど対応するプリントイメージも小さくなり、ライン端プルバックの効果がより顕著になる。マスクフィーチャの長さが十分に小さくなったら、本発明の一態様に従い、回折効果によって、ウェハ上にプリントされているイメージはなく、また、レジスト層に形成されたレジスト残渣はないという結果となる。例えば、図５は公称長さ５０４のマスクラインフィーチャ５０２を図示したものである。ラインフィーチャ５０２の各端での回折のせいで、投影されたイメージ５０６は公称長さ５０４よりも短い公称長さ５０８でプリンティングされる。プリントイメージ５０６の各端は距離５１０だけ短くなっていた。同様に、公称長さ５１４のマスクラインフィーチャ５１２は、結果として公称長さ５１８のイメージ５１６を投影する。さらに、プリントイメージの各端は量５１０だけ短くなっていた。別の例によれば、マスクラインフィーチャ５２２はかろうじて長さ５２８のプリントイメージ５２６として解像されている。また、プリントイメージの各端は量５１０だけ短くなっていた。マスクラインフィーチャ５３２は、ラインの各端での回折の結果回折光がウェハ上で交わる、または重なるほど十分に小さい（例えばサブ解像度サイズ程度）ものとして描かれており、これが今度はプリントイメージの欠落を招く可能性がある。
【００３３】
図６は、本発明に一態様に従って、連続したスキャッタバーに伴うことが多いレジスト残渣の生成を軽減するためにライン端プルバックを利用する、分離されたスキャッタバーを図示したものである。本図によれば、分離されたスキャッタバー６０２は分離しているスキャッタバーセグメント６０４の列からなる。光６０６が分離状態のスキャッタバーセグメント６０４を通過すると、光６０６は分離状態のスキャッタバーセグメント６０４の各々のエッジ６０８で回折する可能性がある。スキャッタバーセグメントの６０４の各エッジ６０８での回折の結果、ウェハ６１０に入射する光はウェハ６１０上のレジスト層を露光し、各スキャッタバーセグメント６０４の公称長さに対して短くなった各スキャッタバーセグメント６０４のプリントイメージ６１２を形成することができる。回折が２つ以上の面で生じ得ることを図示するために、スキャッタバー６０２及びウェハ６１０の端面図６１４を提供する。光６０６は、スキャッタバーセグメント６０４の各エッジからも二次元で回折する。スキャッタバーセグメント６０４の各エッジ６０８での回折の結果、ウェハ６１０に入射する光は各スキャッタバーセグメント６０４のイメージ６１２を露光することができる。ここで、各イメージ６１２はマスク内の各スキャッタバーセグメント６０４の公称幅に対して短い。
【００３４】
マスクパターンフィーチャは形状が矩形であってもよいが、形成されたプリントイメージ６１２はライン端プルバックやコーナーのラウンディングの結果として長円形になり得る。分離状態のスキャッタバーセグメント６０４のサイズをさらに小さくする場合には、比較的小さな分離されたスキャッタバー６２２に関して描かれたように、回折光は、本発明の一態様に従い、結像システムによってマスクフィーチャのイメージが解像されない（例えば、レジスト層上にイメージは露光されず、レジスト残渣も生じない）ように、ウェハ上で交わり、かつ／または、重なり得る。
【００３５】
分離されたスキャッタバー６２２は分離状態のスキャッタバーセグメント６２４の列からなり、各々はスキャッタバー６０２の各セグメント６０４よりも長さが短い。光６２６が分離状態のスキャッタバーセグメント６２４を通過すると、光６２６は分離状態のスキャッタバーセグメント６２４の各々のエッジ６２８で回折される。短めのスキャッタバーセグメント６２４の各エッジ６２８での回折の結果、ウェハ６３０に入射する回折光は交わるかまたは重なり得る。その結果、各スキャッタバーセグメントのイメージ６３２は露光されることもなく、またレジスト残渣が生じることもない。
【００３６】
端面図６０４にはスキャッタバー６２２の端が図示されており、ここで光６２６は各スキャッタバーセグメントのエッジから少なくとも二次元で回折されている。スキャッタバーセグメント６２４のエッジでの回折の結果、ウェハ６３０に入射する光は通常は各スキャッタバーセグメントのイメージ６３２を露光することができるが、ここでこのイメージはマスク内における各セグメント６２４の公称幅よりも狭い。しかし、この場合、点６３２で回折された露光光を重ねることで図示されているように、一次元でのライン端プルバックの結果イメージは露光されていない。
【００３７】
図７は、本発明の一態様に従って、分離状態のスキャッタバーセグメントの列からなる分離されたスキャッタバーの一例を図示したものである。図７では、一連のワード線の形成時に分離されたスキャッタバー７０１を利用することができ、ここで、一番端のワード線は、例えばビット線コンタクト７１４等の一連のクリティカルフィーチャ（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｆｅａｔｕｒｅ）に隣接して形成されることになっている。図７では、ワード線形成用のパターンフィーチャ７０２，７０４，７０６，７０８，７１０からなるマスク７００を図示している。マスク７００は、コンタクト７１４を有するビット線７１２からなるウェハの上方に位置している。ワード線パターンフィーチャ７０２，７０４，７０６，７０８，７１０のピッチ７１６は、ライン幅７１８に、隣接するワード線の間隔７２０を加えたものからなる。この配置において、コンタクト７１４に隣接するワード線フィーチャ７０２は、ワード線フィーチャ７０４，７０６，７０８，７１０のバランスを保ったまま共通のライン幅７１８を保っている。さらに、ワード線フィーチャ７０２と隣接するワード線フィーチャ７０４との間隔７２０は、ワード線フィーチャの他の隣接する対の間隔と一致する寸法で保たれている。マスク７００はさらに分離されたスキャッタバー７０１を備えている。分離されたスキャッタバー７０１は、ビット線７１２の真下に位置し、かつコンタクト７１４とワード線フィーチャ７０２の間でコンタクト７１４に隣接する位置に配置された分離状態のスキャッタバーセグメント７２２の第１の列を備えている。分離されたスキャッタバー７０１はさらに、隣接するビット線７１２の間に分離状態のスキャッタバーセグメント７２２に沿って位置する分離状態のスキャッタバーセグメント７２４の第２の列を備えている。
【００３８】
分離されたスキャッタバー７０１の分離状態のスキャッタバーセグメント７２２，７２４が分離している状態であることで、連続したスキャッタバーに伴うことが多いレジスト残渣の生成が軽減される。分離されたスキャッタバーセグメント７２２，７２４の配置及び寸法は、スキャッタバー７２２，７２４に対応するイメージが決してレジスト層上にプリントされないように、さらには形成後のウェハの歩留まりを制限し得るレジスト残渣が生成される結果とならないように選定することができる。分離状態のセグメント７２２，７２４は個々に、分離状態のスキャッタバーセグメント７２２，７２４の各々の端を通過する光に起因するライン端プルバックを個々のセグメント７２２，７２４のイメージが結像システムによって解像されないように操作できるような小さな値の長さ及び／または幅で設計することができる。分離状態のスキャッタバーセグメント７２２，７２４の列を配置することにより、ワード線フィーチャ７０２およびスキャッタバー７０１に対する光学システムへのピッチが変わるという利点が得られ、ここでピッチの変化は、ワード線フィーチャ７０２をプリントした結果、終端ではないワード線の限界寸法により合致した限界寸法を有するワード線が得られるように行われる。また、本発明の一態様に従って、分離されたスキャッタバーセグメント７２２，７２４の各々の端での光の回折によって生じるライン端プルバックの結果、望まないレジスト残渣の生成が軽減される。
【００３９】
図８は、本発明の一態様に従う分離されたスキャッタバーの別の例を図示したものである。マスク８００はワード線パターンフィーチャ８０２，８０４，８０６，８０８，８１０を備えている。マスク８００はビット線８１２及びコンタクト８１４からなるウェハの上方に位置している。ワード線フィーチャ８０２，８０４，８０６，８０８，８１０のピッチ８１６は、ライン幅８１８に、隣接するワード線フィーチャの間隔８２０を加えたものからなる。この配置において、コンタクト８１４に隣接する終端ワード線フィーチャ８０２は、終端ではないワード線フィーチャ８０４，８０６，８０８，８１０のバランスを保ったまま共通のライン幅８１８を保っている。さらに、ワード線フィーチャ８０２と隣接するワード線フィーチャ８０４との間隔８２０は、ワード線フィーチャの他の隣接する対の間隔と一致する間隔で保たれている。
【００４０】
マスク８００はさらに分離されたスキャッタバー８０１を備えている。分離されたスキャッタバー８０１は、ビット線８１２の真上かつコンタクト８１４と終端ワード線フィーチャ８０２の間に位置し、コンタクト８１４のワード線フィーチャ８０２側に隣接する分離状態のスキャッタバーセグメント８２２の第１の列を備えている。分離されたスキャッタバー８０１はさらに、隣接するビット線８１２の間に位置し、コンタクト８１４のワード線フィーチャ８０２とは反対側に隣接する分離状態のスキャッタバーセグメント８２４の第２の列を備えている。
【００４１】
分離されたスキャッタバーセグメント８２２，８２４の配置および寸法は、スキャッタバーセグメントが決してレジスト層上にプリントされないように選定されているので、これによりウェハプロセスの歩留まり悪影響を与える可能性のあるレジスト残渣の生成を軽減できる。分離状態のスキャッタバーセグメント８２２，８２４の列を配置することにより、ワード線フィーチャ８０２およびスキャッタバー８０１に対する光学システムへのピッチが、ワード線フィーチャ８０２に対応するワード線のプリントが限界寸法等に対してウェハフィーチャのバランスにより一致するように狭くなるという利点が得られる。本発明の一態様によれば、分離状態のスキャッタバーセグメント８２２，８２４のサイズは、結像システムによる解像が確実に起こらないように決められており、このことはライン端プルバックによって実現することができる。さらに、本態様に従って、分離状態のスキャッタバーセグメント８２２，８２４の各々の端での光の回折によって生じるライン端プルバックの結果、望まないレジスト残渣の生成が軽減される。
【００４２】
本発明の他の態様に従って、分離状態のスキャッタバーセグメント８２２，８２４は、その長さが双極子照明源の軸に垂直な方向に伸びるように配置されている。例えば、双極子に垂直な軸における結像システムの解像度が双極子の軸に平行な方向の解像度よりも小さくなるような双極子照明源が利用され得る。このような解像度の差によって、密なピッチが例えばワード線等のフィーチャの列の配置に用いられることが可能になるが、一方、同じピッチを、双極子の軸に垂直に伸びるスキャッタバーセグメントにも、結像システムによって解像されることなく使用することができる。双極子の軸に垂直な方向の解像度不足により、下にあるビット線の幅と長さが同位であるスキャッタバーフィーチャのサイズが可能になるが、それでもまだ結像システムによって解像されることはなく、従ってスキャッタバーセグメントに対応するプリントフィーチャの形成が回避される。これにより、レジスト残渣の生成が軽減される。
【００４３】
解像度の差は、照明源によって様々な方向に互いに異なる解像度が得られる場合に考慮される。例えば、ワード線フィーチャ８０２とコンタクト８１４の間で、コンタクト８１４の直近かつビット線８１２の真上にある分離状態のスキャッタバーセグメント８２２といった分離状態のスキャッタバーセグメントを配置することで、コンタクト８１４近傍において終端フィーチャ８０２を介して生成されるワード線の限界寸法の要求を、スキャッタバーセグメントに伴う望まないレジスト残渣が生じることなく確実に満たす。
【００４４】
その上、禁制ピッチを有する分離されたスキャッタバーを利用することにより、スキャッタバーフィーチャの解像及び／または結像、並びにレジスト残渣の生成を回避することができる。禁制ピッチとは、リソグラフィ結像システムのプロセスウィンドウの低下を招く恐れのあるピッチのことである。アシストフィーチャを加えることにより投影システムから見た見かけの密度やピッチを変更した結果、あるピッチ範囲においてプロセスウィンドウに急激な減少や下向きのスパイクが発生する可能性がある。図９を参考に以下に詳述するように、プロセスウィンドウが下向きのスパイクを有していたり閾値を下回ったりするピッチの値を禁制ピッチと称する。
【００４５】
図９はプロセスウィンドウをピッチの関数としてプロットしたものである。図示しているように、プロセスウィンドウはピッチに対し非線形関数である。あるリソグラフィ結像プロセスの場合、プロセスウィンドウには閾値「ｔ」、すなわち９０２が存在し、それ以上では結像は正常に実現できるが、それ以下ではフィーチャの結像は役に立たないものしか得られない。「ａ」と「ｂ」の間の第１のピッチ範囲９０４、さらに「ｃ」と「ｄ」の間の第２のピッチ範囲９０６では、プロセスウィンドウは閾値「ｔ」を下回っている。得られるピッチが「ａ」と「ｂ」の間か「ｃ」と「ｄ」の間のいずれの範囲内にあるように配置されたフィーチャは、結像システムによって正常に解像されることはない。このような理由から及びこの図示において、範囲９０４と範囲９０６に相当するピッチの値を「禁制ピッチ」と称する。
【００４６】
これらのピッチは、ウェハに所望のイメージを転写するのに用いられるマスクパターンのレイアウトに使用するのは「禁止」されており、その理由は、このようなピッチではプロセスウィンドウが顕著に減少してしまうからである。このような禁制ピッチで配置されたフィーチャは光学システムによって解像されることはなく、従って結像プロセス中もレジスト層上に露光されることがない。しかし、このようなピッチはウェハ上に所望のワード線パターンを形成するためには用いないが、分離状態のスキャッタバーセグメントを有する分離されたスキャッタバーを禁制ピッチで配置して利用することで、処理されたイメージの歩留まりに悪影響を及ぼすはずである望まないレジスト残渣を軽減することができ、一方で、限界寸法の制御を向上させる利点もまだ得られる。
【００４７】
図１０は、本発明の一態様に従う分離状態のスキャッタバーセグメントの列からなる分離されたスキャッタバーの配置の一例を図示したものである。分離されたスキャッタバー１００１は、例えばワード線等のフィーチャの列の形成時に利用する。ここで、終端のワード線は、例えば下にあるウェハに存在するビット線コンタクト等のクリティカルフィーチャの列に隣接するように形成されている。この図ではワード線が用いられているが、フィーチャが繰り返し配置されるいかなる列に対してもこの状況は当てはまることが分かる。さらに、この図ではビット線コンタクトが用いられているが、例えばワード線等のフィーチャが繰り返し配置される列に対応するピッチを遮るいかなるフィーチャの存在に対してもこの状況は当てはまることが分かる。図１０では、ワード線フィーチャ１００２，１００４，１００６，１００８，１０１０からなるマスク１０００を図示している。マスクはビット線１０１２及びコンタクト１０１４を備えたウェハの上方に位置している。ワード線フィーチャ１００２，１００４，１００６，１００８，１０１０のピッチ１０１６は、ライン幅１０１８に、隣接するワード線フィーチャの間隔１０２０を加えたものからなる。この配置において、終端ワード線フィーチャ１００２によって形成されたワード線のイメージは、パターンフィーチャ１００４，１００６，１００８，１０１０によって形成されたワード線イメージのバランスに共通のライン幅１０１８を保つことができる。さらに、フィーチャ１００２と隣接するワード線フィーチャ１００４によって形成されたワード線の間隔１０２０は、ワード線の他の隣接する対の間隔と一致する寸法で保たれている。
【００４８】
ワード線フィーチャ１００２，１００４，１００６，１００８，１０１０を介してワード線イメージを生成するマスク１０００はさらに、分離されたスキャッタバー１００１を備えていてもよい。分離されたスキャッタバー１００１は、コンタクト１０１４の近傍でコンタクト１０１４とワード線フィーチャ１００２との間に位置する分離状態のスキャッタバーセグメント１０２２の列からなる。
【００４９】
本発明の一態様に従って、分離状態のスキャッタバーセグメント１０２２の寸法及び分離状態のスキャッタバーセグメントの間隔を、スキャッタバーセグメント１０２２が禁制ピッチを備えていてレジスト層上にプリンティングされないように選定することにより、処理後のウェハの歩留まりを制限する可能性のあるレジスト残渣の生成を軽減することができる。分離されたスキャッタバー１００１が分離している状態であることにより、連続したスキャッタバーに伴うことが多いレジスト残渣の生成が防止されている。スキャッタバー１００１が備える分離状態のスキャッタバーセグメント１０２のピッチ１０２４は、図９を参照して上述したように、ピッチ１０２４が結像システムに対する禁制ピッチの範囲内にあるように選定される。分離状態のスキャッタバーセグメント１０２２の間隔及び寸法が禁制ピッチの範囲内に入っているので、個々の分離状態のスキャッタバーセグメント１０２２は結像システムによって解像されることもウェハのレジスト層にプリントされることもない。さらに、ウェハのレジスト層にレジスト残渣も生成されない。分離状態のスキャッタバーセグメント１０２２の列を配置することにより、終端ワード線フィーチャ１００２及び分離されたスキャッタバー１００１に対する光学システムへのピッチが、終端フィーチャ１００２に対応するワード線が終端ではないワード線フィーチャを介して形成されるワード線のバランスと一致する限界寸法を示すことができるように小さくなる利点が得られる。さらに、分離状態のスキャッタバーセグメントを結像システムの禁制ピッチに配置した結果、望まないレジスト残渣の生成が回避される。
【００５０】
図１１は、本発明の一態様に従う別の分離されたスキャッタバーを図示したものであり、ここでは格子がマスク上のワード線フィーチャに垂直に配置されていてもよい。格子を備えた分離した状態のフィーチャのピッチは、分離状態の格子要素がコンタクトの真上に並んでいるビット線ピッチと等しい。本図によれば、ワード線フィーチャ１１０２，１１０４，１１０６，１１０８，１１１０，１１１２を備えたマスク１１００をウェハ上のビット線１１１４及びコンタクト１１１６の上方に配置することができる。ワード線フィーチャ１１０２，１１０４，１１０６，１１０８，１１１０，１１１２はそれぞれ同一の限界寸法ライン幅１１１８を有している。ライン幅１１１８及びワード線フィーチャ１１０８と１１１０の間隔１１２０はピッチ「Ｐ」すなわち１１２４となる。ワード線フィーチャ１１０２と１１０４の間、１１０４と１１０６の間、１１０８と１１１０の間、そして１１１０と１１１２の間には共通の間隔１１２０が存在する。しかし、ワード線フィーチャ１１０６と１１０８の間隔１１２２は、隣接ワード線フィーチャの対に対応するピッチの２倍の大きさのピッチ「２Ｐ」すなわち１１２６となる。
【００５１】
通常、このようにピッチが大きくなると、ワード線フィーチャ１１０６，１１０８を介したワード線の結像に悪影響を及ぼすであろう。しかし、本発明の一態様に従って、マスク１１００はさらに、下にあるコンタクト１１１６の真上に位置する分離状態の格子要素１１２８の列を備えている。コンタクト１１１６は分かり易いように図示しているが、格子要素１１２８の下にあると理解される。格子要素１１２８が存在することによって、結像システムから見たワード線フィーチャ１１０６，１１０８に対するピッチが変化する。格子要素があることにより、ワード線フィーチャがコンタクト１１１６の上方の場所に一定のピッチで存在する場合に発生する、回折を模倣する回折の干渉が生じる。回折の干渉の結果、ばらつきのない限界寸法の組を有するワード線イメージを形成するようにプリンティングされるワード線フィーチャ１１０６，１１０８が生じるが、これは、もし別のワード線フィーチャがワード線フィーチャ１１０６，１１０８の間にピッチ「Ｐ」で実際に存在するとしたら得られるであろう結果と同様である。
【００５２】
図１１に図示された例において、格子要素の幅１１３０及び個々の格子要素の間隔１１３２は、格子要素のピッチがビット線ピッチ１１３４と同一であるようになっている。本発明の一態様に従って、格子要素のサイズはライン端プルバックの効果のために格子要素が結像システムによって解像されることがない程度のサイズでありながら、格子要素のサイズ及び間隔はビット線ピッチに一致する。本発明の別の態様に従って、格子要素のピッチはビット線ピッチに一致するとともに、格子要素のピッチは、格子要素が結像システムによって解像されることがない程度の禁制ピッチの範囲内にある。本発明のさらに別の態様に従って、格子要素のピッチはビット線ピッチに一致するとともに、格子要素のピッチは、格子要素が結像システムによって解像されることがないように、双極子照明源の軸に垂直な方向の解像度不足を利用している。しかし、ビット線ピッチとは異なるピッチを格子要素に用いてもよいことが分かる。他の実施例では、格子要素のピッチはビット線ピッチとは異なるが、格子要素のサイズ及び間隔は、結像システムが個々の格子要素を解像することがないようなビット線方向の禁制ピッチになっている。これらの実施例の全てにおいて、ライン端プルバック、双極子照明源の軸に垂直な軸方向の解像度不足、及び禁制ピッチで間隔を置いた格子要素の配置のいずれかの原因のために、格子要素のサイズ及び間隔は、結像システムによって解像されることがないように選定される。さらに、格子要素のサイズ及び間隔は、ライン端プルバック、双極子照明源の軸に垂直な軸方向の解像度不足、もしくは禁制ピッチで間隔を置いて配置されている格子要素の中からの任意に組み合わせた結果として結像システムによって解像されないように選定され得ることが分かる。従って、これらの状況のすべてにおいて、格子要素は結像システムによって解像されず、その結果、ウェハのレジスト層上にはプリントされない。これにより、ウェハ上のレジスト残渣の生成を軽減することができる。
【００５３】
分離状態のスキャッタバーセグメントのサイズ、間隔、及び配置をシミュレーションによって決定することが可能である。マスクを透過する光の回折の干渉は複雑であるので、シミュレーションが分離状態のスキャッタバーセグメントの最適配置を決定するのを支援し得る。本発明の別の態様に従って、シミュレーションを用いて、分離されたスキャッタバー等と併せて使用される結像システムの焦点深度を決定する。
【００５４】
図１２及び１３へと移ると、本発明に従って実施され得る手法が説明されている。説明を簡潔に行うために、これらの手法は一連のブロックとして図示し説明されているが、いくつかのブロックは本発明に従い本明細書に示されたものとは異なる順番で、及び／または他のブロックと同時に行われるように、本発明はブロックの順番によって限定されるものではないことは理解し、かつ認識されるであろう。さらに、本発明に従って手法を実施するのに、図示されたブロックのすべてが必要であるとは限らないであろう。
【００５５】
図１２は、本発明の一態様のリソグラフィシステムのプロセスマージンを向上させる方法１２００を図示したものである。図示されているように、本方法は、ライン端プルバックを利用して望まないレジスト残渣を生じることなくウェハフィーチャの形成を改善するために分離状態のスキャッタバーセグメントのサイズ及び配置を決定する際に、結像システムの特徴を考慮している。
【００５６】
方法１２００はステップ１２０２で始まり、ここで、半導体の製造用のリソグラフィ結像プロセスにおいて使用されるマスクの初期レイアウトを、与えられたマスクの用途に見合った適切なデザインルールに従って形成する。ステップ１２０４において、プロセスは、得られたマスクに対して、マスクの変更がない場合にフィーチャがプロセスウィンドウ制限になる可能性のある領域を決定する検査を続ける。このような領域は、繰り返しが設定されたフィーチャ、例えば、メモリ部にワード線を形成する際に使用される一連のワード線パターンフィーチャに対応するピッチの崩れ等を含んでいるが、これに限定されるものではない。ピッチの崩れは、例えば、マスクパターン転写される前の半導体ウェハにおける既設のコンタクト等の望まないクリティカルフィーチャが存在した結果である可能性がある。この例ではワード線形成用のフィーチャの繰り返しパターンが用いられているが、本方法１２００をピッチの変化が求められる任意のフィーチャ列に適用してもよいことが理解される。さらに、本手法に示されているクリティカルフィーチャはコンタクトであるが、クリティカルフィーチャはピッチの変化を必要とする任意のフィーチャであってもよいことが理解される。
【００５７】
ステップ１２０６において、分離されたスキャッタバーを配置するための適切な場所の選定が行われる。選定された場所が、結像システムから見たピッチが共通のマスクフィーチャ（例えばピッチ調節を必要としないフィーチャ等）のピッチを模倣するように、ワード線パターンフィーチャ近傍、または問題になっている他のフィーチャ近傍の環境の変化を促進する。選定した場所は、共通のマスクフィーチャに対応した同一のピッチまたはほぼ同等のピッチで、疑わしいフィーチャに隣接していてもよい。ステップ１２０８において、分離されたスキャッタバーの全体の長さを決定する。図示した例では、スキャッタバーの全体の長さは、隣接するワード線フィーチャの長さと一致する長さであってもよい。
【００５８】
ステップ１２１０において、分離状態のスキャッタバーセグメントの個々の最大サイズを、セグメントが結像システムによって解像されないように決定する。これは、あるフィーチャサイズに対するライン端プルバックの予想量の知見を用いること等によって行い易くなる。最大サイズは、露光光の波長、パターンが転写されるウェハとマスクの距離、例えば単極子、双極子、四極子、輪帯、軸上、軸外等の使用される照明方式、光学システムのレンズ、鏡、及び他の要素の品質、サイズ及び配置等の様々な因子の関数であってもよいが、これらに限定されるものではない。いったん分離状態のスキャッタバーセグメントの場所、全体の長さ、及び最大サイズを決定したら、ステップ１２１２において、分離されたスキャッタバーを、分離されたスキャッタバーの各セグメントがステップ１２１０で特定した最大サイズよりも決して大きくならないように設計し制作する。得られたスキャッタバーによって、マスクの密集領域で観察された寸法と同等の限界寸法を有するワード線（複数のワード線）もしくは当該のフィーチャ（複数のフィーチャ）の結像が可能になるのに必要な効果的な回折効果がもたらされる。ライン端プルバックの効果を利用することによって、個々の分離状態のスキャッタバーセグメントが解像されることがなく、よって最終的には当該半導体ウェハの性能や歩留まりに悪影響を及ぼし得るレジスト残渣の生成を回避できる。ライン端プルバック現象が生じた結果レジスト残渣の発生が軽減することを確実に行うには、例えば、スキャッタバーセグメントの最大サイズはスキャッタバーセグメントの結像が生じ得る閾値サイズよりも小さくてもよい。すべての領域が検討されるまでの間、プロセス制限の可能性のあるフィーチャを含む別の領域に対して、ステップ１２０４からステップ１２１２までのプロセスを繰り返してもよい。最後に、ステップ１２１４において、分離されたスキャッタバーを含むマスクに対して、システムの全プロセスウィンドウ及び焦点深度を決定するシミュレーションを行う。
【００５９】
図１３は、本発明の一態様のリソグラフィシステムのプロセスマージンを向上させる方法１３００を図示したものである。図示されているように、本方法は、「禁制（forbidden）」ピッチを利用するために分離状態のスキャッタバーセグメントのサイズ及び配置を決定する際に、結像システムの特徴を考慮している。
【００６０】
本方法はステップ１３０２で始まり、ここで、半導体の製造用のリソグラフィプロセスにおいて使用されるマスクの初期レイアウトを、与えられたマスクの用途に見合った適切なデザインルールに従って形成する。ステップ１３０４において、プロセスは、得られたマスクに対して、マスクの変更がない場合にフィーチャがプロセスウィンドウ制限になる可能性のある領域を決定する検査を続ける。このような領域は、繰り返しが設定されたフィーチャ、例えば、メモリ部の製造に使用される一連のワード線に対応するピッチの崩れ等を含んでいるが、これに限定されるものではない。ピッチの崩れは、例えば、マスクパターン転写される半導体ウェハにおける既設のコンタクトといった避けるべきクリティカルフィーチャが存在した結果である可能性がある。この例ではワード線に対応するマスクフィーチャが用いられているが、本手法をピッチの変化が求められる任意のフィーチャ列に適用してもよいことが理解される。さらに、本説明ではコンタクトが使用されているが、クリティカルフィーチャは、マスク内の任意のフィーチャ列のピッチの変化を必要とする任意の残存ウェハフィーチャであってもよいことが理解される。
【００６１】
ステップ１３０６において、プロセスは、分離されたスキャッタバーを配置する適切な場所の選定を続ける。選定された場所が、結像システムから見たフィーチャのピッチがマスクフィーチャに相当するウェハ上のイメージのより均一な限界寸法になるように、問題になっているマスクフィーチャ近傍の環境の変化を促進する。この場所は当該マスクフィーチャ（例えばピッチ変更が望まれるフィーチャ等）に隣接することが多く、マスクフィーチャの残り（例えば、コンタクト等のクリティカルウェハフィーチャから離れたマスクフィーチャ）に対応するピッチとほぼ同等であるピッチを生成することができる。
【００６２】
ステップ１３０８において、分離されたスキャッタバーの全体の長さを決定する。図示された例では、スキャッタバーの全体の長さは、ピッチの変更が望まれる隣接するマスクフィーチャの長さに一致する長さであってもよい。
【００６３】
ステップ１３１０において、結像システムのスキャッタバーセグメント列方向の禁制ピッチを表すピッチの範囲を決定する。禁制ピッチの組に基づいて、分離状態のスキャッタバーセグメントのピッチを、スキャッタバーセグメント列が生成したパターンが禁制ピッチの範囲内に入り、そして結像システムのプロセスウィンドウの閾値を下回るように選定してもよい。得られたピッチは、個々のセグメントの長さと連続したセグメントの間隔の関数である。禁制ピッチは、露光光の波長、パターンが転写されるウェハとマスクの距離、例えば単極子、双極子、四極子、輪帯、軸上、軸外等の使用される照明方式、光学システムのレンズ、鏡、及び他の要素の品質、サイズ及び配置等の様々な因子の関数であってもよいが、これらに限定されるものではない。いったん分離状態のスキャッタバーセグメントの場所、全体の長さ、分離状態のセグメントサイズ、及び間隔を決定したら、ステップ１３１２において、分離されたスキャッタバーの各セグメントが結像システムの禁制ピッチの範囲内に納まるピッチを生成するように分離されたスキャッタバーを設計し制作する。これにより、露光技術を施している間にスキャッタバーセグメントをウェハ上に結像しないことを確実に行いやすくなる。得られたスキャッタバーによって、ピッチ変更を施さないマスクフィーチャを有する他のワード線またはフィーチャに一致する限界寸法を有するワード線もしくはフィーチャの結像を可能にする効果的な回折効果がもたらされる。その上、禁制ピッチとは、このピッチが用いられる特定の結像システムによって解像可能ではないピッチのことであるため、個々の分離状態のスキャッタバーセグメントは解像されない。これにより、最終的には半導体ウェハの性能や歩留まりに悪影響を及ぼし得るレジスト残渣の生成が軽減しやすくなる。すべての領域が検討されるまでの間、プロセス制限の可能性のあるフィーチャを含む別の領域に対して、ステップ１３０４からステップ１３１２までのプロセスを繰り返してもよい。最後に、１３１４において、分離されたスキャッタバーを含むマスクに対して、システムの全プロセスウィンドウ及び焦点深度を決定するシミュレーションを行う。
【００６４】
方法１２００では分離されたスキャッタバーを形成してライン端プルバックを利用することを扱い、方法１３００では禁制ピッチを用いた分離されたスキャッタバーを形成することを扱っているが、この２つの手法を合わせて両手法の利点を備えた分離されたスキャッタバーを形成してもよいことが理解できる。さらに、分離状態のスキャッタバーセグメントのサイズ、配置、方向の決定の際にいずれかの手法の代わりに、またはいずれかの手法と一緒に、他の考察、例えば、双極子照明源に垂直な軸方向の解像度不足を考慮してもよい。
【００６５】
上述してきた内容は本発明の実例を含んでいる。本発明を説明するために考えられるすべての要素や手法の組み合わせを記述するのは実現可能なことではないのは当然だが、当業者であれば、本発明の別の結合や置換が多数可能であることが認識できるであろう。すなわち、本発明は、添付請求項の精神と範疇の範囲内であるこのような修正、変更、変形をすべて含むことが意図されている。さらに、詳細な説明と請求項のいずれにおいても「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」という語が用いられる範囲内で、この語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語が請求項内の移行句として用いられる場合に解釈されるのと同様の内容を含んでいることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】メモリ部の製造に用いられる一般的なウェハ上に形成されうるビット線及びワード線の配置を示す図。
【図２】光波がマスクを透過する際の光の回折効果を示す図。
【図３】ワード線パターンフィーチャとスキャッタバーからなるマスクを示す図。
【図４】ライン端プルバックもしくはライン短縮における回折の効果を示す図。
【図５】ラインフィーチャサイズとプリントイメージサイズとの関係およびライン端プルバックの効果を示す図。
【図６】本発明の一態様の分離されたスキャッタバーを備えたマスクを示す図。
【図７】本発明の一態様の分離状態のスキャッタバーセグメントの列を有する分離されたスキャッタバーを備えたマスクを示す図。
【図８】本発明の一態様の分離状態のスキャッタバーセグメントの列を有する分離されたスキャッタバーを備えたフォトマスクを示す図。
【図９】プロセスウィンドウをピッチの関数としてプロットした図。
【図１０】本発明の一態様の分離状態のスキャッタバーセグメントの列からなる分離されたスキャッタバーの配置の一例を示す図。
【図１１】本発明の一態様の分離状態のスキャッタバーセグメントの列を有する分離されたスキャッタバーを備えたマスクを示す図。
【図１２】本発明の一態様であるリソグラフィシステムのプロセスマージンを向上させる方法を示す図。
【図１３】本発明の一態様であるリソグラフィシステムのプロセスマージンを向上させる方法を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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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【国際調査報告】
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