(57)【要約】【課題】二重露光プロセスでＣＤの均一性を改良するために、トリムマスク上に散乱バーを設ける方法を含む改良型の相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）描像技術について述べる。【解決手段】散乱バーの数、サイズおよび位置は、ｃ：ＰＳＭプロセスの第二露光ステップに使用するトリム露光エネルギに対するＣＤの所望の感度レベルおよび／または所望の同一焦点ＣＤを実現するように最適化することができる。光学近接効果補正を実現するように等密度バイアスを補償するために、トリム露光線量を調整したり、トリムマスク上で使用するトリム幅を最適化したりすることができる。【選択図】図６（ｂ）
2006085174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置であって、
放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、
パターニングデバイスと、
パターニングデバイスを支持するように構築された支持体とを有し、パターニングデバイスは、放射線ビームの断面にパターンを与えて、パターン形成した放射線ビームを形成することが可能であり、さらに、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムとを有し、
パターニングデバイスが、相補型移相マスク描像プロセスに使用するトリムマスクを有し、トリムマスクが、自身上に設けた少なくとも１つの散乱バーを有するリソグラフィ装置。
【請求項２】
パターニングデバイスからのパターンを基板に投影するように配置構成されたリソグラフィ投影装置であって、パターニングデバイスが、相補型移相マスク描像プロセスで使用するトリムマスクを有し、トリムマスクが、自身上に設けた少なくとも１つの散乱バーを有するリソグラフィ投影装置。
【請求項３】
相補型移相マスク描像に使用するトリムマスクであって、トリムマスクが、自身上に設けた少なくとも１つの散乱バーを有するトリムマスク。
【請求項４】
トリムマスクが、自身上に設けた複数の散乱バーを有する、請求項３に記載のトリムマスク。
【請求項５】
トリムマスクが、自身上に設けた複数の保護影領域を有し、前記保護影領域それぞれの各側に単一の散乱バーが配置されるように、散乱バーが配置構成される、請求項４に記載のトリムマスク。
【請求項６】
トリムマスクが、自身上に設けた複数の保護影領域を有し、前記保護影領域それぞれの各側に少なくとも２つの散乱バーが配置されるように、散乱バーが配置構成される、請求項４に記載のトリムマスク。
【請求項７】
マスクが、ガラストリムマスク上に設けたバイナリクロムである、請求項４に記載のトリムマスク。
【請求項８】
相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）描像技術を使用するデバイス製造方法であって、
放射線の第一パターン形成ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第一パターン形成ビームが、第一放射線ビームに露光した交番移相マスクを使用して形成され、さらに、
放射線の第二パターン形成ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第二パターン形成ビームが、第二放射線ビームに露光したトリムマスクを使用して形成され、
トリムマスクが第二放射線ビームに露光される時間の長さ、および第二放射線ビームの強度が、少なくとも多少の光学近接効果補正を実現するように、トリムマスク上の少なくとも１つの形態に従って選択される方法。
【請求項９】
トリムマスクが、放射線の第一パターン形成ビームを使用して基板の目標部分に形成された形態を保護するために、複数の保護影領域を含み、トリム露光の露光線量が、デバイス製造方法の結果として基板の目標部分に形成された１つまたは複数の所定の形体で所望の限界寸法（ＣＤ）を実現するように、保護影領域の所定の幅に従って選択される、請求項８に記載のデバイス製造方法。
【請求項１０】
トリムマスクが、放射線の第一パターン形成ビームを使用して基板の目標部分に形成された形体を保護するために、複数の保護影領域を含み、保護影領域の幅が、基板の目標部分に形成される１つまたは複数の所定の形体の、トリム露光中に与えられる露光線量に対する所望の感度レベルを達成するように選択される、請求項８に記載のデバイス製造方法。
【請求項１１】
相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）描像技術を使用するデバイス製造方法であって、
放射線の第一パターン形成ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第一パターン形成ビームが、第一放射線ビームに露光した交番移相マスクを使用して形成され、さらに、
放射線の第二パターン形成ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第二パターン形成ビームが、第二放射線ビームに露光したトリムマスクを使用して形成され、トリムマスクが、自身上に設けた少なくとも１つの散乱バーを有するデバイス製造方法。
【請求項１２】
散乱バーの数、サイズおよび位置が、相補型移相マスク描像プロセスを使用して基板の目標部分に形成される所定の形態について、所望の等焦点限界寸法（ＣＤ）を達成するように最適化される、請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１３】
散乱バーの数、サイズおよび位置が、基板の目標部分に形成される所定の形態について、ｃ：ＰＳＭ描像プロセスのトリム露光中に与えられる露光線量に対する限界寸法（ＣＤ）の所望の感度レベルを達成するように最適化される、請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１４】
トリム露光中に与えられる露光線量が、露光領域にわたって不均一な輪郭を有し、前記輪郭が、少なくとも多少の光学近接効果補正を実現するように成形される、請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１５】
トリム露光中に与えられる露光線量が、基板にわたって不均一な輪郭を有し、前記輪郭が、少なくとも多少の光学近接効果補正を実現するように成形される、請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１６】
複数の異なる露光システムを使用し、異なる露光システムが異なる照明設定を有し、トリム露光では、異なるシステムによって異なるトリムエネルギが与えられ、トリムマスクの設計と、露光システムごとに与えられるトリムエネルギの差が、異なる露光システム間の光学近接不整合効果を少なくとも部分的に補償するように選択される、請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１７】
交番移相マスクが、自身上に形成された複数のゲート線および複数の移相領域を有し、各ゲート線が、２つの前記移相領域間に挟まれ、交番移相マスクがさらに、自身上に形成された複数のダミー領域を含み、各ダミー形態が前記移相領域に隣接して配置される、請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１８】
交番移相マスクが暗視野交番移相マスクである、請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１９】
リソグラフィの相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）を設計する方法を実行する機械で実行可能な命令を有する機械読み取り式媒体であり、
複数のゲート線および複数の移相領域を組み込むように交番移相マスクを設計することと、
交番移相マスクとともに使用するために、自身上に複数の散乱バーを有するトリムマスクを設計することとを含む機械読み取り式媒体。
【請求項２０】
方法がさらに、
このように設計された交番移相マスクおよびトリムマスクを使用して、二重露光描像技術で所望の同一焦点限界寸法（ＣＤ）を達成するように、前記散乱バーの数、サイズおよび位置を最適化することを含む、請求項１９に記載の機械読み取り式媒体。
【請求項２１】
方法がさらに、前記移相領域の少なくとも幾つかに隣接して配置されたダミー領域を含むように交番移相マスクを設計することを含む、請求項１９に記載の機械読み取り式媒体。
【請求項２２】
相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）描像技術を使用するデバイス製造方法であって、
放射線の第一パターン形成ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第一パターン形成ビームが、第一放射線ビームに露光したトリムマスクを使用して形成され、さらに、
放射線の第二パターン形成ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第二パターン形成ビームが、第二放射線ビームに露光した交番移相マスクを使用して形成され、
トリムマスクが第一放射線ビームに露光する時間の長さ、および第一放射線ビームの強度が、少なくとも多少の光学近接効果補正を実現するようにトリムマスク上の少なくとも１つの形態に従って選択されるデバイス製造方法。
【請求項２３】
相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）描像技術を使用するデバイス製造方法であって、
放射線の第一パターン形成ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第一パターン形成ビームが、第一放射線ビームに露光したトリムマスクを使用して形成され、さらに、
放射線の第二パターン形成ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第二パターン形成ビームが、第二放射線ビームに露光した交番移相マスクを使用して形成され、
トリムマスクが、自身上に設けた少なくとも１つの散乱バーを有するデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。特に、本発明はリソグラフィの相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）描像に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板の目標部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。このような場合、代替的にマスクまたはレチクルと呼ばれるパターニングデバイスは、ＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンの生成に使用することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は、通常、基板上に設けた放射線感光原料（レジスト）の層へ描像して行う。一般的に、１枚の基板は、順次照射される近接目標部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体を目標部分に１回露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の基準方向（「走査」方向）にパターンを放射線ビームで走査し、これと同時に基板をこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板に刻印することによって、パターンをパターニングデバイスから基板へ転写することも可能である。
【０００３】
描像向上技術（ＩＥＴ）は、基板上へ印刷する形態を使用リソグラフィ装置の分解能限界で、またはそれを超えてさらに縮小するためにＩＣ製造業者に一般的に使用され、リソグラフィプロセスの技術的限界ぎりぎりまで利用している。ＩＥＴの一つの態様は相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）技術である。ｃ：ＰＳＭでは２つの露光ステップを使用する。第一露光では暗視野交番移相マスクを使用して、印刷すべきＩＣのゲートを画成する。（ゲートは通常は明るい背景に印刷した暗い線であり、自身より大きい構造に接続される。ゲートは高密度で集積された状態、さらには孤立した線としても生じる。）第二露光では、バイナリ「トリムマスク」を使用して、基板から望ましくない残留フォトレジストを除去する。トリムマスクは、ゲートの限界寸法（ＣＤ）よりはるかに大きいサイズの形態の印刷にも使用する。ＣＤは当技術分野でよく理解された用語であり、概して任意のテクノロジを使用した半導体デバイス／回路製造中に形成可能な最小の幾何学的形態（例えばゲートの線、接点、トレンチなどの幅）を指す。（ＣＤは、線幅または形態幅と呼ぶこともあり、この用語は単純に特定のタイプの形態、例えばレジストに印刷され、基板から特定の高さで測定されるゲートの線の幅を指すこともある。）このような２つの露光ステップは、逆の露光順序としてもよいが、説明を明確にするために本文書は全体的に上述した露光シーケンスの例を用いる。ｃ：ＰＳＭ技術について要約した技術が、以下の先行技術の文書に開示されている。
「Resolution Enhancement Techniques in Optical Lithography」、Alfred K. Wong、SPIE press、２００１年３月
「Performance optimization of the Double Exposure Alt PSM for sub-100nm ICs」、G. Vandenberghe、BACUS 4562-3
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ｃ：ＰＳＭ技術の一つの欠点は、現在のトリムマスクが描像性能にマイナスの影響を及ぼし得ることである。特に、同一焦点のＣＤは（トリムステップを使用しない同様のプロセスと比較して）大幅に増加し、したがってゲート線に必要なＣＤの均一性の実現が不可能になることもある。ＣＤの均一性は、代替的に「ＣＤコントロール」と呼ばれることもあり、当技術分野ではよく理解された用語であり、露光領域、１つまたは複数の領域にわたる（特定タイプの形の）ＣＤの均一性を指す。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様によると、放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスと、パターニングデバイスを支持するように構築された支持体とを有し、パターニングデバイスが放射線ビームの断面にパターンを与えて、パターン形成した放射線ビームを形成することができ、さらに基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムとを有するリソグラフィ装置が提供され、パターニングデバイスは、相補型移相マスク描像プロセスに使用するトリムマスクを有し、トリムマスクは、自身上に設けた少なくとも１つの散乱バーを有する。
【０００６】
本発明の別の態様によると、パターニングデバイスからのパターンを基板に投影するように配置構成されたリソグラフィ投影装置が提供され、パターニングデバイスは、相補型移相マスク描像プロセスに使用するトリムマスクを有し、トリムマスクは、自身上に設けた少なくとも１つの散乱バーを有する。
【０００７】
本発明の別の態様によると、相補型移相マスク描像に使用するトリムマスクが提供され、トリムマスクは、自身上に設けた少なくとも１つの散乱バーを有する。
【０００８】
トリムマスクは、この実施形態では自身上に設けた複数の散乱バーを有する。トリムマスクは、自身上に設けた複数の保護影領域を有してよく、散乱バーは、単一の散乱バーがトリムマスクの各保護影領域の各側に配置されるように配置構成してよい。あるいは、散乱バーは、トリムマスク上の各保護影領域の各側に２つ以上の散乱バーが配置されるように配置構成してもよい。
【０００９】
本発明の別の態様によると、相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）描像技術を使用するデバイス製造方法が提供され、方法は、放射線の第一パターン形成ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第一パターン形成ビームは、第一放射線ビームに露光した交番移相マスクを使用して形成され、さらに第二パターン形成放射線ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第二パターン形成ビームは、第二放射線ビームに露光したトリムマスクを使用して形成され、トリムマスクを第二放射線ビームに露光する時間の長さ、および第二放射線ビームの強度は、少なくとも多少の光学的近接効果補正を実現するように、トリムマスク上の少なくとも１つの形態に従って選択される。
【００１０】
トリムマスクを第二放射線ビームに露光する時間の長さ、および第二放射線ビームの長さが、第二露光（以下、「トリム露光」とする）にて基板レベルにおける露光線量を決定することが理解される。１つの実施形態では、トリムマスクは、第一パターン形成放射線ビームを使用して基板の目標部分に形成された形態（例えばゲート線など）を保護するために、複数の保護影領域を含み、トリム露光の露光線量は、デバイス製造方法の結果として基板の目標部分に形成されたゲート線などの１つまたは複数の所定の形体にて所望の限界寸法（ＣＤ）を達成するように、保護影領域の所定の幅に従って（第二放射線ビームの期間および強度を選択することによって）選択される。追加的または代替的に、保護影領域の幅（これが保護するゲート線などの形態に対して直角の方向で測定する）は、トリム露光中に与えられる露光線量に対するＣＤの所望の感度レベルを達成するように選択される。
【００１１】
本発明の別の態様によると、相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）描像技術を使用するデバイス製造方法が提供され、方法は、第一パターン形成放射線ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第一パターン形成ビームは、第一放射線ビームに露光した交番移相マスクを使用して形成され、さらに第二パターン形成放射線ビームを基板の目標部分に投影することを含み、前記第二パターン形成ビームは、第二放射線ビームに露光したトリムマスクを使用して形成され、トリムマスクは、自身上に設けた少なくとも１つの散乱バーを有する。
【００１２】
散乱バーの数、サイズおよび位置は、相補型移相マスク描像プロセスを使用して基板の目標に形成される例えばゲート線などの所定の形態について、所望の同一焦点限界寸法（ＣＤ）を達成するように最適化される。代替的または追加的に、散乱バーの数、サイズおよび位置は、ｃ：ＰＳＭ描像プロセスのトリム露光中に与えられる露光線量に対するＣＤの所望の感度レベルを達成するように最適化することができる。
【００１３】
交番移相マスクは、自身上に形成された複数のゲート線および複数の移相領域を有してよく、各ゲート線が２つの前記移相領域に挟まれ、さらに複数のダミー領域を含む。各ダミー領域は、任意選択で前記移相領域に隣接して配置してよい。
【００１４】
交番移相マスクは暗視野交番移相マスクでよい。トリムマスクは、バイナリのクロムオンガラス（ＣＯＧ）トリムマスクであると都合がよい。あるいは、トリムマスクは減衰した移相マスク（ａｔｔ：ＰＳＭ）でよい。
【００１５】
トリム露光中に与えられる露光線量（以下、「トリム線量」とする）は、露光領域にわたって不均一でもよい。特に、露光領域にわたるトリム線量の輪郭は、例えば等密度バイアスを少なくとも部分的に補償するために、少なくとも多少の光学近接効果補正を実現するように成形してよい。
【００１６】
トリム露光中に与えられる露光線量（以下、「トリム線量」とする）は、基板にわたって不均一でもよい。特に、基板にわたるトリム線量の輪郭は、例えば等密度バイアスを少なくとも部分的に補償するために、少なくとも多少の光学近接効果補正を実現するように成形してよい。
【００１７】
本発明の別の態様によると、上述した方法のいずれかにより製造したデバイスが提供される。
【００１８】
本発明の別の態様によると、上述した装置および／または上述したマスクのいずれかを使用して製造したデバイスが提供される。
【００１９】
本発明の別の態様によると、リソグラフィの相補型移相マスク（ｃ：ＰＳＭ）を設計するコンピュータプログラム製品が提供され、コンピュータプログラム製品は、複数のゲート線および複数の移相領域を組み込むように交番移相マスクを設計するプログラムコードと、自身上に複数の散乱バーを有するようにトリムマスクを設計するプログラムコードとを有する。
【００２０】
コンピュータプログラム製品は、任意選択でさらに、このように設計された交番移相マスクおよびトリムマスクを使用する二重露光描像技術にて所望の同一焦点限界寸法（ＣＤ）を達成するように、前記散乱バーの数、サイズおよび位置を最適化するプログラムコードを含む。コンピュータプログラム製品は、前記移相領域の少なくとも幾つかに隣接して配置されたダミー領域を含むように交番移相マスクを設計するプログラムコードも含んでよい。
【００２１】
コンピュータプログラム製品は、自身上に記憶した前記プログラムコードを有するコンピュータ読み取り可能媒体、通信網上で転送可能な電磁信号、またはＲＯＭまたは他のコンピュータ記憶デバイスに記憶されたプログラムコードなど、都合のよい形態で提供することができる。
【００２２】
本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の１つの実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射線ビームＢ（例えばＵＶ、ＤＵＶ放射線またはＥＵＶ放射線）を調整するように構成された照明システム（照明装置）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持し、かつ、特定のパラメータに従って正確にパターニングデバイスの位置決めを行うように構成された第一位置決め装置ＰＭに連結を行った支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジスト塗布したウェハ）Ｗを支持し、かつ、特定のパラメータに従って正確に基板の位置決めを行うように構成された第二位置決め装置ＰＷに連結を行った基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射線ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折性投影レンズシステム）ＰＳとを含む。
【００２４】
照明システムは、放射線の誘導、成形、あるいは制御を行うために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、または他のタイプの光学構成要素、またはその組み合わせなどの様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。
【００２５】
支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を担持する。これは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気、または他の締め付け技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルでよく、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニングデバイス」なる用途と同義と見なすことができる。
【００２６】
本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するように、放射線ビームの断面にパターンを与えるために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射線ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが移相形体またはいわゆる補助形体を含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００２７】
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射線ビームにパターンを与える。
【００２８】
本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。
【００２９】
ここで示しているように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射性マスクを使用する）。
【００３０】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および／または２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。
【００３１】
リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するよう、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆うタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用可能である。本明細書で使用する「浸漬」なる用語は、基板などの構造を液体に浸さなければいけないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体を配置するというだけの意味である。
【００３２】
図１を参照すると、照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線ビームを受け取る。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはビーム拡大器などを含むビーム送出システムＢＤの助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに放射線システムと呼ぶことができる。
【００３３】
照明装置ＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調節するように構成された調節装置ＡＤを含んでよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。また、照明装置ＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような他の様々な構成要素を含む。照明装置は、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有するように、放射線ビームの調整に使用することができる。
【００３４】
放射線ビームＢは、マスク支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。放射線ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量性センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えば放射線ビームＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に図示せず）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、放射線ビームＢ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。一般的に、マスクテーブルＭＴの運動は、第一位置決めデバイスＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。同様に、基板テーブルＷＴの運動は、第二位置決め装置ＰＷの部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用の目標位置を占有するが、目標部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる）。同様に、マスクＭＡに複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
【００３５】
ここに表した装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に保たれている。そして、放射線ビームに与えたパターン全体が１回で目標部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが照射され得る。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査する一方、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴが動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴを動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。
【００３６】
上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。
【００３７】
上記の装置は、相補型移相マスク描像（ｃ：ＰＳＭ）の実行に使用することができる。この技術では、パターニングデバイスＭＡとして交番移相マスク（ａｌｔ：ＰＳＭ）を使用して基板Ｗの第一露光を実行し、次に基板の第二露光を実行して、ここではａｌｔ：ＰＳＭの代わりにバイナリトリムマスクを使用する。第一露光を使用して、例えばゲート線などを基板の目標部分に描像する。
【００３８】
図２は、従来の交番移相マスク（ａｌｔ：ＰＳＭ）の典型的なゲートパターンを示す。通常、このようなａｌｔ−ＰＳＭのゲートパターンは、クロム「ゲート」線２およびクロム線の各側に１つずつある２つの位相「変移装置」３、４を特徴とする。各移相器３、４は１本のゲート線２と次のゲート線（図示せず）の間にある空間の幅全体を充填する。移相器３、４は、クロム線２の各側で波の部分の間にＥＭ波の１８０°相対的移相を導入する。通常、１つの移相器が１８０°の移相を引き起こし、他の「移相器」がゼロ度の移相を引き起こす（つまり、実際にはＥＭ波の位相を変移しない）。クロム線２および移相器３、４はａｌｔ−ＰＳＭ区域を構成し、したがって文献で「埋め込み式移相区域」と呼ばれることもある。従来のａｌｔ：ＰＳＭ技術では、移相器３、４の幅Ｗ（クロム線２に対して直角の方向で測定）は各ゲート線２について同じではない。これは、従来の方法では、クロムゲート線２の幅および隣接するゲート線間のスペースが、（ピッチ変動から生じる）近接効果を調節するために、ゲート線のピッチに従って変動するからである。このような近接効果は通常、ピッチ変動とともに生じるＣＤの変動として現れる。このＣＤ対ピッチの変動は、「ピッチ直線性」と呼ばれることが多い。ＡｌｔＰＳＭの場合、（ゲート線２間の）スペース幅が大きい方のピッチに合わせて大きい値へと増加する。図２（ｂ）の表は、ゲート線幅およびピッチによるスペース幅の典型的な変動を示す。この例では、ピッチが１３０ｎｍから１５００ｎｍへと変動すると、目標ＣＤが５０ｎｍで、露光波長が１９３ｎｍ、投影システムの開口数（ＮＡ）が０．８５である場合は、ゲート線幅が０ｎｍから９０ｎｍへ、スペース幅が５５ｎｍから１４２５ｎｍへと変動することが分かる。大きいスペース幅の最も重要な欠点は、
（１）大きい近接効果、
（２）レンズの収差に対する高い感度、
（３）マスクの（低い）製造可能性である。
【００３９】
本発明とともに使用するように提案された改良された技術では、３００ｎｍ以上のピッチに対するクロムゲート線２および移相区域３、４に加えて、さらにａｌｔ：ＰＳＭマスク上のダミークロム形体も含む。これは、埋め込み型移相区域２、３、４の各側に（およびそれに隣接して）１つずつ配置した２つの等幅のクロム区域１ａ、１ｂによって形成されたクロム「背景」の形態をとる。この改良型ａｌｔ：ＭＳＰマスク設計の例を、ピッチが１５００ｎｍの場合について図４（ａ）に示す。この場合、各移相領域３、４の幅は１８０ｎｍであり、ゲート線２の幅は５０ｎｍであり、移相領域に隣接する２つのダミークロム形態１ａ、１ｂの合計幅は１０９０ｎｍである。図４（ｂ）の表は、この改良されたマスク設計について、ピッチ変動によるゲート線幅、位相幅およびダミー形態（合計）幅の典型的な変動を示す。この改良型マスクでは、移相領域の位相幅が、１３０ｎｍと１５００ｎｎの間のゲート線ピッチ変動では６５ｎｍと１８０ｎｍの間で変動し、図２（ａ）で示す従来のマスクでは、同じピッチ変動で、隣接するゲート線間のスペース（移相領域の幅に等しい）が６５ｎｍと１４５０ｎｍの間で変動することが分かる。図４（ａ）の改良型マスクでは、回折パターンが様々なピッチについてさらに類似するので、近接効果が減少する。改良型マスクは、（単純にこれらの区域の位相幅を隣接ゲート線間のスペースに一致させるのではなく）移相区域３、４の位相幅のサイズを選択することができることにより、ＣＤ対ピッチ変動に対する追加の制御を提供する。シミュレーションによると、上記のマスクパラメータでは、投影システムの開口数ＮＡ＝０．８５および照明モードσ＝０．２を使用した場合に、平坦ＣＤ対ピッチ応答を獲得することができる。
【００４０】
第二露光は、いわゆる「トリムマスク」を使用して、基板Ｗから残留形態を消去する。通常、上述したゲート線の印刷は、現像後に未露光レジストが残り、露光したレジストは現像で除去されるプロセスを含む。例えば、上述したクロムダミー形体１ａ、１ｂは、露光しないと、基板（以下では「ウェハ」とも呼ぶ）上に望ましくないレジストが残ることになる。これは「刈り落と」さなければならず、これはトリムマスクを使用する第二露光を使用するための望ましい効果の一つである。しかし、これに加えてトリムマスクは、比較的大きい構造（例えばゲートのＣＤより（はるかに）大きいサイズの形体）を印刷するためにも使用することができる。最後になったが忘れてならないのは、このマスクが、第一露光で基板上に実現された未露光ゲート線像を（任意の露光から）保護する「保護影領域」を特徴とすることである。単一の埋め込み型移相区域の標準的なトリムマスク設計を図６（ａ）に示す。（個々の）ゲート線２に対して直角の線に沿った保護影領域（ＰＳＲ）８の幅を、以下では「トリム幅」（ＴＷ）と呼ぶ。図６（ａ）の例では、各ＰＳＲ領域８のトリム幅が２００ｎｍで、ピッチが１５００ｎｍである。したがって、最大２００ｎｍのピッチ（例えば１３０ｎｍと２００ｎｍの間）では、トリム露光に対して完全に遮蔽し、３００ｎｍから１５００ｎｍのピッチでは、トリム幅は２００ｎｍである。トリム幅を使用して、以降で説明するようにＣＤ対ピッチ応答（つまりピッチ直線性）を制御することができる。トリムマスクを使用した露光の後、望ましくないレジスト形態（つまりダミー形体１ａ、１ｂ）はもう存在しない。
【００４１】
トリムマスクは、ＣＯＧマスクとも呼ばれるバイナリクロムオンガラスマスクでよいが、原則的には必要な場合に常に保護影領域（クロム線として埋め込まれる）を提供する限り、例えば減衰位相マスク（通常はａｔｔ−ＰＳＭと省略する）のように単一露光での使用に適した他のタイプのマスクでもよい。図４（ｃ）および図４（ｄ）は、ＡｌｔＰＳＭマスクの孤立した構造を示し、背景ダミー形態とともに１つの埋め込み型移相領域を示す。図４（ｃ）は孤立した構造の上面図、図４（ｄ）は断面図を示す。クロムゲート線２およびダミー形態は、マスクの上部クロム層１１に形成され、１８０°移相器領域３が、マスクの下部クォーツ層１２（クォーツ層の頂部にクロム層１１がある）にエッチングされる。これらの図では、各移相器３、４の位相幅を参照番号ＰＷで、クロムゲート線幅を参照番号ｃｒで示す。
【００４２】
従来のトリムマスクは、描像の性能にマイナスの影響を及ぼすことがある。特に、二重露光の場合の同一焦点ＣＤは、第一「ゲート画定」露光のみの場合より、はるかに大きくなり得る。これは、二重露光（ＤＥ）および単一露光（ＳＥ）プロセスを使用して図３でプロットしたＢｏｓｓｕｎｇ曲線で示される（ＤＥプロセスのａｌｔ：ＰＳＭ露光ステップの露光線量を、ＳＥプロセスの露光線量と同じになるように設定し、印刷すべきパターンはＤＥプロセスとＳＥプロセスの両方で同じである）。図３は、実験データ（同一のエネルギと構造に基づく交播移相Ｂｏｓｓｕｎｇ曲線を示す。当技術分野でよく知られているように、Ｂｏｓｓｕｎｇ曲線は、（例えば印刷したゲート線の）現像後に、露光中の基板Ｗのエネルギおよび（最良の焦点の理想面に対する）焦点位置の関数としての印刷ＣＤのプロットである。単一ＣＤ、焦点位置のプロットの特徴は、（最も明瞭には）
１）ウェハのレベルにおける露光線量、
２）隣接する線の近接線（高密度または分離）、および
３）選択したＮＡおよび照明モード、
に依存する。
【００４３】
１つの特定の露光線量にて、ＣＤは基板の焦点位置の関数として変動しない。任意の他の露光線量では、焦点に依存する。前記１つの特定の露光線量で獲得したＣＤを、「同一焦点ＣＤ」と呼ぶ。実際には、リソグラフィ実行者は、同一焦点ＣＤも達成すべき目標（つまり望ましい）ＣＤであるようにプロセスを構成しようとする傾向がある。
【００４４】
ｃ：ＰＳＭ描像のような二重露光描像技術では、必要な第二露光が第一露光の結果に少なくとも多少影響し、したがって全体的な二重露光プロセスが非常に焦点に影響されやすくなる。つまり、二重露光プロセスを表すＢｏｓｓｕｎｇ曲線は、単一露光プロセスのＢｏｓｓｕｎｇ曲線よりはるかに湾曲している。これは、二重露光プロセスの同一焦点ＣＤが、第一「ゲート画定」露光のみの同一焦点ＣＤよりはるかに大きくなる傾向があるという効果を有する。例えば、標準的トリムマスクを使用する典型的な場合では、同一焦点ＣＤは、ＳＥプロセスの場合の８０ｎｍからＤＥプロセスの場合は１１６ｎｍへと増加する。その結果、特に焦点制御を通したＣＤの均一性が、単一露光描像と比較すると二重露光描像ではるかに低下することが容易に理解される。この効果は、小さいσ照明モードを使用すると、さらに大きくなる（σは瞳充填係数であり、σ＝ｒ／Ｒと定義され、ここでｒは描像機器における光源の像の半径であり、Ｒは入射瞳の半径である）。
【００４５】
実際には、リソグラフィで印刷する集積回路（ＩＣ）において、ゲート線は複数の（つまり様々な）ピッチで発生する。一般的に、このようなゲート線いずれかで印刷したＣＤは、隣接する線がいかに近いかによって決定される。上述したように、この効果を「ピッチ直線性」と呼ぶ。本発明では、ようにｃ：ＰＳＭプロセスを改良してピッチ直線性の効果を補償する（または少なくとも部分的の補償する）ことが可能であることが判明した。これは、以下のように幾つかの方法で実行することができる。
（ａ）第二（つまり「トリム」露光）ステップで露光線量を調整する。
（ｂ）トリムマスクのＰＳＲ領域の幅を最適化する。
（ｃ）トリムマスク上に「散乱バー」の形態で補助形態を含む。
（ｄ）トリムマスク上に含まれる散乱バーの数および位置を最適化する。
（ｅ）トリムステップの開口数（ＮＡ）／照明を最適化する。
これらの方法については、図５から図１２に関して以下でさらに詳細に説明する。
【００４６】
交番移相マスク（ａｌｔ：ＰＳＭ）を使用して基板上に複数の（つまり様々なサイズの）ピッチで高密度に詰め込まれたゲート線を印刷する場合は、ａｌｔ：ＰＳＭ上の移相領域３、４を様々なピッチについて比較的均一なサイズになるように設計できるように、ダミー形態を使用する図４（ａ）に図示のタイプの移相マスクを使用することが有利である。マスク上の各移相器領域３、４は、移相器領域に隣接する個々のゲート線２に対して直角の方向に幅Ｗpsを有し（これは、図４（ｃ）および図４（ｄ）の参照番号ＰＷで示した幅である）、本明細書ではこの幅を「位相幅」Ｗpsと呼ぶ。表４（ｂ）は、図４（ａ）で示したタイプの例示的マスクについて、１３０ｎｍから１５００ｎｍまでのピッチ変動に対する線幅、位相幅および（２つのダミー領域１ａ、１ｂの）ダミー形態（合計）幅の変動を示す。この場合、位相幅は６５ｎｍと１８０ｎｍの間で変動することが分かり、これは同じピッチ変動範囲で図２（ａ）の従来通りのマスクタイプの場合における６５ｎｍから１４５０ｎｍの位相幅変動よりはるかに小さい。前述したように、図２（ａ）で示したタイプの従来のマスクでは、マスク上にある個々の位相装置領域の位相幅は通常、移相領域が隣接するゲート線の個々のゲート線ピッチによって決定される。（前述した従来の方法と比較した場合の）本発明の均一な位相幅の方法の利点は、以下の通りである。
ａｌｔ：ＰＳＭの製造がさらに容易になる。これは、ａｌｔ：ＰＳＭでの位相エラーが位相幅の関数になり得るからである。これは、像を変位させ、ゲート線のプロセスウィンドウを小さくする効果を有する。より均一な位相幅を有するマスクを設計することにより、マスクの位相エラーを軽減することができる。
（１）より小さい位相幅Ｗpsを使用することにより、レンズ収差に対する感度が低下する。
近接効果が小さくなる（これは、図２（ａ）で示すタイプの従来のＡｌｔ：ＰＳＭマスクを使用する場合より、様々なピッチでも回折パターンがさらに類似するからである）。
（３）のせいで、複数のピッチにわたって重なるプロセスウィンドウが大きくなる。
【００４７】
以下の説明で、多少の等密度バイアスまたは近接効果補正を実現するために、第二露光段階で露光線量（「トリム」線量）を効果的に使用することにより、ｃ：ＰＳＭ描像プロセスをさらに改良した方法について説明する。
【００４８】
図５は、様々なゲート線ピッチ（ｎｍで測定）の範囲について、照明モードσの変化および２つの異なるトリム幅（２００ｎｍおよび３００ｎｍのトリム幅）でのトリムエネルギＥの変化に対する印刷したＣＤの感度（つまりナノメートル単位のＣＤの変化ΔＣＤ）のそれぞれの３つのグラフを示す。図５から、トリムエネルギ（つまり露光線量）に対する（ＣＤの）感度は、ピッチが小さい方が高くなることが分かる。この効果は、ｃ：ＰＳＭ描像プロセスの第二露光プロセスで使用するトリムマスク上に含まれるＰＳＲ領域のトリム幅ＴＷを調節することによって調整できることが判明した。この方法で、トリムマスクは、特定のピッチで適切な所望のＣＤ補正を生成するように、（トリムマスク上のトリム幅を慎重に選択することによって）バイアスを付与することができる。（これについては、図８に関して以下でさらに説明し、例示する。）
【００４９】
図４（ａ）を比較的「均一」な位相幅移相器領域を使用する暗視野ａｌｔ：ＰＳＭの部分の例として見ると、例えばゲート線２の印刷ＣＤが６０ｎｍで移相領域３、４の位相幅Ｗpsが２００ｎｍである場合、「ダミー形態」（つまり未露光レジスト）は、ゲート線ピッチが例えば４６０ｎｍより大きい基板（相互に面する移相領域の間）に現れる。より小さいピッチでは、２つの隣接するゲート線間で相互に面する移相器３、４が合併する。これらのダミー形態は、バイナリトリムマスクを使用する第二露光ステップで除去することができる。トリムマスク上で散乱バーの形態で補助形態を含ませることによって、より小さい同一焦点ＣＤを達成し、それと同時にトリムエネルギに対するＣＤの所望の感度レベルを維持できる（これによって、上述したようにトリム幅を慎重に選択して、なおＣＤ補正を実行できる）ことを判明した。
【００５０】
散乱バーは現在、当技術分野では今日の集積回路製造プロセスのウェハ描像性能（つまりプロセスウィンドウ）を向上させる実証された効果的光学近接効果補正（ＯＰＣ）技術としてよく知られている。散乱バーは通常、解像度を向上させるために単一露光描像技術でゲート線の描像に使用するマスク上に含める。散乱バーは、孤立した線または半分孤立した線の隣でフォトマスク上に配置する副次解像形態であり、これによってこのような（ゲート線などの）孤立形態を高密度の形体にさらに似せて描像することができ、したがって孤立形態の性能が改良される。以下のパラメータは、散乱バーＯＰＣの適用を支配する。つまり、散乱バーの幅、主要形態（例えばゲート線）の縁部から散乱バーの距離、および主要形態の各側にある散乱バーの数である。散乱バーを使用することにより、孤立形態および半孤立形態が、高密度形態に匹敵する性能を実現することが可能になる。この効果は、当技術分野でよく知られ（例えばAlfred K. Wongの「Resolution Enhancement Techniques in Optical Lithography」（SPIE press、２００１年３月）参照）、したがって本明細書ではさらに詳細には説明しない。ｃ：ＰＳＭのような二重露光技術でトリムマスクに散乱バーを含めるような提案はこれまでなかった。
【００５１】
各ＰＳＲ８の側部に沿って個々のゲート線に平行に配置された単一、二重またはそれ以上の散乱バー１０を組み込んだバイナリトリムマスクを設計し、使用してきた。図６（ｂ）および図６（ｃ）は、それぞれ単一または二重散乱バー１０を設けた２つのこのようなトリムマスクの一部を示す。図６（ｂ）のトリムマスクでは、主要ＰＳＲ領域は１２０ｎｍの幅を有し、各散乱バー１０は３０ｎｍの幅を有し、主要ＰＳＲ領域から６０ｎＭだけ隔置され、ピッチは１５００ｎｍである。図７は、これらのモデルの実験によるデータを使用してプロットしたものであり、ＰＳＲ領域の様々なトリム幅ＴＷトリムマスクに散乱バーを含むことの効果を示す。図７は、トリムマスク上に補助形態（つまり散乱バー）を含まない図７（ａ）の場合（「ｎｏＡＦ」とラベルしたグラフ）、各ＰＳＲの各側に単一散乱バーを配置した図６（ｂ）の場合（ＳＡＦとラベルしたグラフ）、および各ＰＳＲの各側に２つの（隔置した）散乱バーを配置した図６（ｃ）の場合（ＤＡＦとラベルしたグラフ）について、全体的二重露光ｃ：ＰＳＭプロセスの結果の同一焦点ＣＤをトリム幅に対してプロットしている。図７から、トリムマスクに散乱バーを使用しない場合は、使用するトリム幅を大きくすることによって同一焦点ＣＤを小さくできることが分かる。しかし、（移相器領域３、４で）２００ｎｍの位相幅の場合、約３５０ｎｍを超えるトリム幅は現実的でない。なぜならレジスト中のダミー形態１ａ、１ｂは、トリム露光工程で除去できないと思われるからである。図７は、トリムマスク上に（散乱バーの形態の）単一または二重補助形体を使用する場合、同一焦点ＣＤは、より小さいトリム幅（つまり１００ｎｍから３００ｎｍのトリム幅）で（補助形態を使用しない場合より）さらに低い所望のレベルであることを示す。
【００５２】
図８は、幾つかのトリムマスク設計（全てのマスクでピッチ＝１５００ｎｍ）について、「１０％トリムエネルギに対するＣＤ感度」（ｎｍ単位）に対する同一焦点ＣＤ（ｎｍ単位）のグラフであり、「補助形態なし」の場合（ｎｏＡＦグラフ）、単一補助形態の場合（ＳＡＦグラフ）および二重補助形態の場合（ＤＡＦ）についてプロットされている。「１０％トリムエネルギに対するＣＤ感度」は、トリムエネルギの変化によるＣＤの変化の尺度であり、本明細書では以下のように定義される。
１０％トリムエネルギに対する感度＝ΔＣＤ／０．１×トリムエネルギ
ここで、
ΔＣＤ＝１．１×トリムエネルギでのＣＤ−トリムエネルギでのＣＤ
である。
【００５３】
プロットした各点は、特定のトリム幅に対応する。図８は、散乱バーがあるトリムマスクは、低い同一焦点ＣＤおよびトリムエネルギに対する高いＣＤ感度を同時に提供することを示す。この組み合わせは、上記で既に言及したように光学近接効果補正（つまり「ピッチ直線性」の補正）を実行するためにトリムマスクを設計することが望ましい場合に有利である。図９は、トリムマスク上に補助形態を含まない（つまり散乱バーがない）場合に、トリム感度に及ぼすトリム幅ＴＷの影響を示す棒グラフである。グラフは、２つの異なるピッチ（１５００ｎｍおよび００ｎｍのピッチ）それぞれについて、３つの異なるトリム幅（２００ｎｍ、３００ｎｍおよび４００ｎｍ）でのトリム感度を示す。トリム感度はこの場合も、上記で定義したように「１０％トリムエネルギに対するＣＤ感度」である。図９から、トリム感度はピッチが小さい方が向上し、トリム幅を調節することによって調整できることが分かる。したがって、トリム幅は、トリム露光を使用して近接効果補正ができるために、ＣＤ感度を調整するように選択することを提案する。
【００５４】
散乱バーのサイズ（特に幅）および位置も、トリムマスクによる同一焦点ＣＤの変移が減少し（または最小化し）、散乱バーが基板に印刷されないように最適化することができる。この方法で、トリムマスクへのマイナスの影響を（従来のトリムマスクと比較して）現象させることができ、ＣＤの均一性が改善される。図１０は、シミュレーションしたデータに基づく棒グラフであり、単一露光プロセス、（図６（ａ）のタイプの）従来のトリムマスクを使用する二重露光ｃ：ＰＳＭプロセス、および本発明の１つの実施形態による二重散乱バーを有するトリムマスクを使用する二重露光ｃ：ＰＳＭプロセスについて、２つの異なるトリム照明設定σ＝０．２およびσ＝０．３のそれぞれで同一焦点ＣＤ（ｎｍ単位）をプロットしてある。図１０は、標準的な（つまり従来の）トリムマスクを使用する典型的な場合では、同一焦点ＣＤが、単一露光プロセスの場合の８０ｎｍから二重露光プロセスの場合の１１６ｎｍへと増加していることを示す。個々のゲート線の縁部から１２０ｎｍだけ隔置された６０ｎｍ幅の二重散乱バーを組み込み、２００ｎｍのトリム幅を使用する本発明の改良型トリムマスクでは、同一焦点ＣＤが、（同じトリム露光線量を使用する）二重露光プロセスでちょうど９２ｎｍまで増加する。
【００５５】
同一焦点ＣＤを制御する上述の方法は、光学近接効果補正の少なくとも多少の措置を実現するために、実際に様々な方法で適用できることが理解される。例えば、第二露光でリソグラフィ装置から与えられるトリムエネルギの露光線量は、ウェハ／基板にて所望の近接効果補正の効果を達成するように、選択されたトリム幅および／またはトリムマスク上の散乱バーの数および／またはサイズおよび／または位置に従って選択することができる。例えば、ウェハ上に２つの異なるピッチ、つまり１３０ｎｍのピッチ（高密度）および１５００ｎｍのピッチ（孤立）しかない場合、トリム幅ＴＷが２００ｎｍになるように選択した場合、高密度のピッチは、ゲート画定ステップ（つまりＡｌｔ：ＰＳＭマスク露光）からの光しか見えないが、孤立ピッチはゲートステップおよびトリム露光ステップの両方から光を見る。２つのピッチ間のＣＤの差は、「等密度バイアス」と呼ばれることが多い。この等密度バイアスは、異なるトリムエネルギを与えることによって補正することができる。この原理は、例えば以下によって適用することができる。
トリム線量にオフセットを適用する、つまり露光システムごとに異なるトリム線量を設定することによって、異なる露光システム（つまり異なるリソグラフィ機械）を一致させる。例えば、図５は、シグマ（σ）のミスマッチにより異なる露光システム間の近接一致の問題がある状況を示す。適切なトリムマスクの設計およびデルタトリムエネルギを使用して、ピッチ直線性に対するシグマの効果を補償することができる。
トリム露光での線量マッピングによって像露光領域にわたる近接効果を補正する。この場合、トリムステップで所定の線量輪郭を使用することにより、等密度バイアスを補正することができる。例えば図１１を参照されたい。これは露光領域にわたって与えられた不均一なトリム線量を示し、線量輪郭は、同じ露光領域にわたって等密度バイアスを補償するように設計されている。図１１では、Ｙ軸に沿った等密度バイアスが、ｘ軸に沿った「スリット位置」に対してプロットされ、「スリット位置」という用語は、露光領域の位置のｘ座標を指すために使用される。この用語は、代替的に「スロット」と言うこともある。したがって、例えば露光領域が２６×３３ｍｍである場合、スリット位置は−１３ｍｍから＋１３ｍｍの範囲である。
ウェハ全体で近接効果を補正する。この場合も、ウェハ上の等密度バイアスを補償するように、露光システムを使用してウェハ全体の不均一なトリム線量輪郭を設定することができる。これを図１２に示す。
【００５６】
本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途の状況においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることが当業者には理解される。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。
【００５７】
以上では光学リソグラフィの状況における本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、刻印リソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに制限されないことが分かる。刻印リソグラフィでは、パターニングデバイスの構造が、基板上に生成されるパターンを画定する。パターニングデバイスの構造を、基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射線、熱、圧力またはその組み合わせを適用して、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
【００５８】
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。
【００５９】
「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素のいずれか、またはその組み合わせを指す。
【００６０】
以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、または自身内にこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態をとることができる。例えば、コンピュータプログラムは、トリムマスクを設計するマスク設計プログラムでよい（上述したように散乱バー、トリム幅などの最適化を含む）。プログラムは、上述したように交番移相マスクを設計する機械読み取り可能命令（つまりコード）も含んでよい。
【００６１】
上記の説明は例示的であり、制限的ではない。したがって、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。例えば、場合によって、ａｌｔ：ＰＳＭ露光の前にトリム露光を実行するように、ｃ：ＰＳＭプロセスの露光順序を逆転してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。
【図２（ａ）】従来の交番移相マスクの一部を示したものである。
【図２（ｂ）】図２（ａ）で示したタイプのマスクについてピッチ変動による線およびスペースの幅の変動を示す表である。
【図３】二重露光（ＤＥ）および単露光（ＳＥ）描像プロセスの両方について（実験から獲得した）Ｂｏｓｓｕｎｇ曲線を示し、焦点に対する限界寸法（ＣＤ）としてプロットしたグラフである。
【図４（ａ）】本発明で使用する改良型の交番移相マスクの一部を示したものである。
【図４（ｂ）】図４（ａ）で示したタイプのマスクについてピッチ変動による線およびスペースの幅、およびダミー形体の幅の変動を示す表である。
【図４（ｃ）】図４（ａ）のマスクで形成した孤立した構造の平面図である。
【図４（ｄ）】図４（ｃ）のマスク構造の断面図である。
【図５】様々なゲート線ピッチの範囲について、それぞれ照明モードσ、トリムエネルギＥおよびトリム幅ＴＷの変化に対する印刷ＣＤの感度を示す３つのグラフのプロットである（これらのグラフはシミュレーションしたデータに基づく）。
【図６（ａ）】従来のトリムマスクの一部を示したものである。
【図６（ｂ）】単一または二重散乱バーを設けた本発明のトリムマスクの一部を示したものである。
【図６（ｃ）】単一または二重散乱バーを設けた本発明のトリムマスクの一部を示したものである。
【図７】３つの異なるトリムマスクについてトリム幅に対してプロットした同一焦点ＣＤのグラフである。
【図８】幾つかのトリムマスクの設計について、トリムエネルギの変化に対するＣＤの感度（以下、「トリム感度」と呼ぶ）を表すグラフである。
【図９】２つの異なるゲートラインピッチＰについて、トリム幅がトリムの感度に及ぼす影響を示す棒グラフである（このグラフはシミュレーションしたデータに基づく）。
【図１０】単一露光描像プロセス、従来の二重露光ｃ：ＰＳＭプロセス、および本発明による二重露光ｃ：ＰＳＭプロセスで取得した同一焦点ＣＤを示す棒グラフである。
【図１１】ｃ：ＰＳＭプロセスのトリム露光において選択済みトリム線量輪郭を使用した露光領域の等密度バイアス補正を示すグラフである。
【図１２】ｃ：ＰＳＭプロセスのトリム露光において選択済みトリム線量輪郭を使用したウェハの等密度バイアス補正を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１ａ、１ｂ  クロム区域
２、３、４  埋め込み型移相区域
８  保護影領域（ＰＳＲ）
１０  散乱バー
【図１】
2006085174.tif 000003
【図２（ａ）】
2006085174.tif 000004
【図２（ｂ）】
2006085174.tif 000005
【図３】
2006085174.tif 000006
【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図４（ｄ）】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図６（ｃ）】
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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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