(57)【要約】【課題】成形荷電粒子ビームリソグラフィを用いる半導体生産分野において、フラクチャリング、またはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法および装置を提供する。【解決手段】連続した曲線キャラクタプロジェクションショットが、当該ショットのセットによって幅が変化し得る連続的なトラックを表面上に形成可能であるように、荷電粒子ビーム書込装置に対して設定される。連続した曲線キャラクタプロジェクションショットを用いて表面上に連続的なトラックを形成するための方法も開示される。連続した曲線キャラクタプロジェクションショットを用いて表面上に連続的なトラックを形成することによるレチクル製造方法、およびシリコンウェハなどの基板製造方法も開示される。【選択図】図１
2011049556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャラクタプロジェクション（ＣＰ）荷電粒子ビームリソグラフィのためのフラクチャリング、またはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法であって、
表面上に形成されるパターンセットを入力するステップと、
１つ以上の曲線キャラクタを含む、ステンシル上の利用可能なキャラクタプロジェクション（ＣＰ）キャラクタのセットを入力するステップと、
利用可能な前記ＣＰキャラクタのセットの中の１つ以上の曲線ＣＰキャラクタの２つ以上の連続ショットを決定するステップとを備え、前記連続ショットは、前記表面上に連続的なトラックを形成可能であり、前記トラックは、前記パターンセットの中のパターンの一部を含み、前記方法はさらに、
前記連続ショットを出力するステップを備える、方法。
【請求項２】
前記連続ショットの中の１対のショットのショット輪郭は前記表面上で一部重複する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記連続ショットの中のすべてのショットは、利用可能な前記ＣＰキャラクタのセットの中の単一の曲線ＣＰキャラクタを用いる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記連続ショットの中のショットによって用いられる前記１つ以上の曲線ＣＰキャラクタは、円形または略円形である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記連続ショットの中のショットによって用いられる前記１つ以上の曲線ＣＰキャラクタは、楕円形、略楕円形、長円形、略長円形、環状、略環状、楕円環状、略楕円環状、長円環状、または略長円環状である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記トラックは、前記パターンセットの中の完全なパターンを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記トラックは、前記パターンセットの中のパターンの外周を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記トラックは曲線である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記連続ショットの中の各ショットは線量を含み、前記連続ショットの中のショットの前記線量は互いに異なり得、前記連続ショットの中の前記ショットの前記線量は後で調整され得る、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記連続ショットを決定するステップは、前記連続ショットの中のショットについてのビームぼけ半径を決定するステップを含み、前記連続ショットを出力するステップは、前記連続ショットの中のショットのためのビームぼけ半径情報を出力するステップを含み、前記連続ショットの中のショットについての決定されたビームぼけは、ターゲット荷電粒子ビーム書込装置に利用可能な最小ビームぼけよりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記決定するステップは、前記表面上の予め定められたパターン精度公差を達成しつつ、前記表面上に前記パターンセットを形成するために必要な時間を最小限に抑えるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記パターンセットを形成するために必要な時間を最小限に抑えるステップは、予め定められた前記パターン精度公差内でのトラック幅変化を達成しつつ、ショット数を最小限に抑えるようにショット同士の間隔を計算するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを用いるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
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、およびレジスト帯電からなるグループのうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
表面上にパターンセットを形成するための方法であって、
荷電粒子ビーム源を提供するステップと、
１つ以上の曲線キャラクタを含む、ステンシル上のキャラクタプロジェクション（ＣＰ）キャラクタのセットを提供するステップと、
利用可能な前記ＣＰキャラクタのセットの中の１つ以上の曲線ＣＰキャラクタの２つ以上の連続ショットを露光するステップとを備え、前記連続ショットは、前記表面上に連続的なトラックを形成し、前記トラックは、前記パターンセットの中のパターンの一部を含む、方法。
【請求項１６】
前記連続ショットの中の１対のショットのショット輪郭は前記表面上で一部重複する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記連続ショットの中のすべてのショットは、利用可能な前記ＣＰキャラクタのセットの中の単一の曲線ＣＰキャラクタを用いる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記連続ショットの中のショットによって用いられる前記１つ以上の曲線ＣＰキャラクタは、円形または略円形である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記連続ショットの中のショットによって用いられる前記１つ以上の曲線ＣＰキャラクタは、楕円形、略楕円形、長円形、略長円形、環状、略環状、楕円環状、略楕円環状、長円環状、または略長円環状である、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記トラックは、前記パターンセットの中のパターンの外周を形成する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記トラックは曲線である、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記連続ショットの中の各ショットはビームぼけ半径を含み、前記連続ショットの中の少なくとも１つのショットは、最小よりも大きいビームぼけで形成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記表面は半導体ウェアであり、前記方法は、前記ウェハ上の前記パターンセットを用いて集積回路を製造するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
基板上に半導体素子を製造するための方法であって、
パターンセットを含むフォトマスクを提供するステップを備え、前記フォトマスクは、レチクルを用いて、１つ以上の曲線ＣＰキャラクタの連続した２つ以上の荷電粒子ビームショットを露光させて前記レチクル上に連続的なトラックを形成することによって製造されており、前記トラックは前記パターンセットの中のパターンの一部を含み、前記方法はさらに、
前記フォトマスク上の前記パターンを用いて、光リソグラフィを用いて前記基板上に複数のパターンを形成するステップを備える、方法。
【請求項２５】
成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィとともに用いるための、フラクチャリング、またはマスクデータ作成、または近接効果補正のための装置であって、
表面上に形成されるパターンセットを受取り可能な入力素子と、
前記表面上に連続的なトラックを形成可能な１つ以上の曲線ＣＰキャラクタの連続した２つ以上のショットを決定可能な演算素子とを備え、前記トラックは前記パターンセットの中のパターンの一部を含み、前記装置はさらに、
決定された連続ショットを出力可能な出力素子を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、１）２００９年１０月２１日に出願された「ドラッグショットを用いて成形荷電粒子ビーム書込装置で書込むためのパターンのフラクチャリング方法（Method For Fracturing A Pattern For Writing With A Shaped Charged Particle Beam Writing System Using Dragged Shots）」と題された米国特許出願連続番号１２／６０３，５８０の一部継続出願であり、２）２００９年８月２６日に出願された「荷電粒子ビームリソグラフィを用いた表面製造のための方法および装置（Method and System For Manufacturing a Surface Using Charged Particle Beam Lithography）」と題された米国仮特許出願連続番号６１／２３７，２９０に基づく優先権を主張し、この両出願はすべての目的で引用によって本明細書に援用される。
【０００２】
発明の背景
本発明はリソグラフィに関し、特に、荷電粒子ビーム書込装置の設計、およびレチクル、ウェハ、またはいずれかの他の表面であり得る表面を製造するための荷電粒子ビーム書込装置の使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路などの半導体素子の生産または製造では、半導体素子を製造するために光リソグラフィが用いられ得る。光リソグラフィは、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、半導体またはシリコンウェハなどの基板にパターンを転写して集積回路を作る印刷工程である。他の基板として、フラットパネルディスプレイまたは他のレチクルも含まれ得る。さらに、極紫外（ＥＵＶ）またはＸ線リソグラフィも光リソグラフィの一種であると考えられる。一枚のレチクルまたは複数のレチクルは、集積回路の個々の層に対応する回路パターンを含み得、このパターンの像が、フォトレジストまたはレジストとして公知の放射性感受性材料の層で被覆された基板上の一定の区域に作られ得る。パターニング層が転写されると、この層はエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、および研磨などのさまざまな他の工程にかけられ得る。これらの工程は、基板の個々の層を完成させるために使用される。いくつかの層が必要である場合は、新たな層の各々について全工程またはその変形例が繰り返される。最終的に、複数の素子または集積回路の組合せが基板上に現れる。これらの集積回路は次にダイシングまたはソーイングによって互いに分離され得、その後、個々のパッケージに搭載され得る。より一般的な場合は、基板上のパターンを用いて、表示画素または磁気記録ヘッドなどの加工品が規定され得る。
【０００４】
集積回路などの半導体素子の生産または製造では、半導体素子を製造するためにマスクレス直接書込も用いられ得る。マスクレス直接書込は、荷電粒子ビームリソグラフィを用いて、半導体またはシリコンウェハなどの基板にパターンを転写して集積回路を作成する印刷工程である。他の基板として、フラットパネルディスプレイ、ナノインプリント用インプリントマスク、またはレチクルも含まれ得る。層の所望のパターンが、この場合は基板でもある表面に直接的に書込まれる。パターニング層が転写されると、この層はエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、および研磨などのさまざまな他の工程にかけられ得る。これらの工程は、基板の個々の層を完成させるために使用される。いくつかの層が必要である場合は、新たな層の各々について全工程またはその変形例が繰り返される。光リソグラフィを用いて書込まれる層もあれば、同一基板を製造するのにマスクレス直接書込を用いて書込まれる層もある。最終的に、複数の素子または集積回路の組合せが基板上に現れる。これらの集積回路は次にダイシングまたはソーイングによって互いに分離され、その後、個々のパッケージに搭載される。より一般的な場合は、基板上のパターンを用いて、表示画素または磁気記録ヘッドなどの加工品が規定され得る。
【０００５】
荷電粒子ビームリソグラフィの２つの一般的な種類は、可変成形ビーム（variable shaped beam：ＶＳＢ）およびキャラクタプロジェクション（character projection：ＣＰ）である。これらは両者とも成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィの下位区分であり、高精度の電子ビームが成形され方向付けられて、ウェハの表面またはレチクルの表面などのレジスト被覆面を露光する。ＶＳＢでは、これらの形状は単純な形状であり、通常、一定の最小および最大サイズであってデカルト座標面の軸と平行な辺を有する矩形と、一定の最小および最大サイズであって３つの内角が４５度、４５度および９０度である三角形とに限定される。予め定められた位置で、これらの単純な形状を有するレジストにある量の電子が打ち込まれる。この種類の装置についての全書込時間は、ショット数とともに長くなる。ＣＰ荷電粒子ビームリソグラフィでは、装置内にステンシルがあり、ステンシルは、直線、任意角線形、円形、略円形、環状、略環状、楕円形、略楕円形、一部円形、一部略円形、一部環状、一部略環状、一部略楕円形、もしくは任意曲線形状であり得、かつ接続された複雑な形状セットもしくは接続された複雑な形状セットのばらばらなセットの群であり得る、さまざまなアパーチャまたはキャラクタを有する。ステンシル上のキャラクタを介して電子ビームを打ち込んで、レチクル上にさらに複雑なパターンを効率的に生成することができる。理論上では、このような装置は、毎回時間のかかるショットによってさらに複雑な形状を打ち込むことが可能であるため、ＶＳＢ装置よりも速いことがある。したがって、ＶＳＢ装置を用いたＥ字型パターンショットには４ショットが必要であるが、同じＥ字型パターンはキャラクタプロジェクション装置では１ショットで打ち込むことができる。なお、ＶＳＢ装置は、キャラクタが通常は矩形または４５−４５−９０三角形である単純なキャラクタにすぎない、キャラクタプロジェクションの特別な（単純な）場合であると考えることができる。キャラクタを部分的に露光することも可能である。これはたとえば、粒子ビームの一部を遮ることによって行うことができる。たとえば、上記のＥ字型パターンは、ビームの異なる部分がアパーチャによって遮断されることによって、Ｆ字型パターンまたはＩ字型パターンとして部分的に露光され得る。これは、さまざまなサイズの矩形がＶＳＢを用いて打ち込まれ得るのと同一のメカニズムである。本発明では、局部投影はキャラクタプロジェクションおよびＶＳＢプロジェクションの両者を意味するものとして用いられる。
【０００６】
上述のように、光リソグラフィでは、リソグラフィマスクまたはレチクルは、基板上に集積される回路部品に対応する形状パターンを含む。レチクルを製造するために用いるパターンは、コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）ソフトウェアまたはプログラムを用いて生成され得る。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の一連の予め定められた設計ルールに従い得る。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、トランジスタの形状を、トランジスタが所要供給電圧で十分に動作することができないように規定することである。特に、設計ルールは、回路素子同士または相互接続配線同士の間の空間公差を規定し得る。設計ルールを用いて、たとえば、回路素子同士または配線同士が望ましくない態様で互いに相互作用しないようにする。たとえば、設計ルールを用いて、配線同士が短絡を生じ得るように互いに近づきすぎないようにする。設計ルールは中でも、確実に製造可能な最小寸法を反映する。これらの小さな寸法が言及される場合、通常は限界寸法の概念が導入される。これらはたとえば配線の最小幅または２本の配線同士の間の最小空間として規定され、それらの寸法には精巧な制御が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光リソグラフィによる集積回路製造の１つの目的は、レチクルを使用することによって当初の回路設計を基板上に再現することである。集積回路製造者は、半導体ウェハ面積をできる限り効率的に使用することを常に試みている。技術者は、回路を小型化し続けることによって、集積回路がより多くの回路要素を含み、かつより小さい電力消費量ですむことを可能にしている。集積回路限界寸法のサイズが小さくなり、その回路密度が増すにつれて、回路パターンまたは物理的設計の限界寸法は、光リソグラフィに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小さくなって露光ツールの解像値に近づくにつれて、レジスト層上に現像される実際の回路パターンに物理的設計を正確に転写することが困難になる。光リソグラフィ工程に用いられる光波長よりも小さい特徴を有するパターンを転写するための光リソグラフィの使用を促進するため、光学近接効果補正（optical proximity correction：ＯＰＣ）として公知の工程が開発されている。ＯＰＣは物理的設計を変更して、特徴の光回折および光学的相互作用などの効果によって生じる歪みを、近接特徴で補償する。ＯＰＣは、レチクルを用いて実行されるすべての解像度向上技術を含む。
【０００８】
ＯＰＣはサブ解像度リソグラフィ特徴をマスクパターンに追加して、当初の物理的設計パターン、すなわち設計と、基板上の最終転写回路パターンとの差を小さくし得る。サブ解像度リソグラフィ特徴は、物理的設計における当初のパターンと、かつ互いに相互作用し、近接効果を補償して最終転写回路パターンを向上させる。パターンの転写を向上させるために用いられる１つの特徴は、サブ解像度補助特徴（sub-resolution assist feature：ＳＲＡＦ）である。パターン転写を向上させるために追加される別の特徴は、「セリフ（serif）」と称される。セリフは、パターンの角に位置決めされて最終転写像の角を鋭くすることが可能な小さな特徴である。ＳＲＡＦのための表面製造工程に要求される精度は、しばしば主要特徴と称される、基板上への印刷が意図されるパターンの精度よりも低いことが多い。セリフは主要特徴の一部である。光リソグラフィの限界が波長未満領域まで拡大するにつれて、さらに微細な相互作用および効果を補償するためにＯＰＣ特徴をますます複雑にする必要がある。撮像装置が装置の限界に追い込まれるにつれて、十分微細なＯＰＣ特徴を有するレチクルを生産する能力が極めて重要になる。セリフまたは他のＯＰＣ特徴をマスクパターンに追加することは有利であるが、これによってマスクパターンの全特徴数も実質的に増える。たとえば、従来技術を用いて正方形の角の各々にセリフを追加すると、マスクまたはレチクルパターンに８つのさらなる矩形が追加される。ＯＰＣ特徴の追加は非常に手間のかかる作業であり、費用のかかる演算時間が必要となり、より高価なレチクルとなってしまう。ＯＰＣパターンは複雑であるだけでなく、光学近接効果は最小配線および空間寸法と比べて長距離であるため、所与の位置における正確なＯＰＣパターンは、近傍にどのような他の形状があるかに大きく依存する。したがってたとえば、配線端は、レチクル上で何が近くにあるかに依存して異なるサイズのセリフを有する。これは、ウェハ上に全く同じ形状を生産することが目的であり得る場合も同様である。これらの軽微だが限界のばらつきは重要であり、他のものがレチクルパターンを形成できないようにしてきた。レチクル上に書込まれるＯＰＣ装飾パターンは従来、主要特徴、すなわちＯＰＣ装飾前の設計を反映する特徴、ならびにＯＰＣ特徴がセリフ、ジョグ、およびＳＲＡＦを含み得るＯＰＣ特徴として論じられる。軽微なばらつきが意味するものを定量化すると、近傍から近傍へのＯＰＣ装飾の典型的な軽微なばらつきは、主要特徴サイズの５％から８０％であり得る。なお、明確にするために、ここで言及するのは、ＯＰＣの設計におけるばらつきである。配線端縁粗度および角取りなどの製造上のばらつきも、実際の表面パターンに現れる。これらのＯＰＣのばらつきがウェハ上に実質的に同じパターンを生産する場合、ウェハ上の形状は、たとえばトランジスタまたは配線などの、形状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、典型的な仕様は主要特徴範囲の２％から５０％である。このほかにもばらつきの原因となる多数の製造上の要因があるが、その総合誤差のＯＰＣ成分はしばしば上記範囲内に��る。サブ解像度補助特徴などのＯＰＣ形状は、光リソグラフィを用いてウェハに転写され得る最小特徴のサイズに基づくルールなどの、さまざまな設計ルールに支配される。他の設計ルールはマスク製造工程によって、またはキャラクタプロジェクション荷電粒子ビーム書込装置を用いてレチクル上にパターンを形成する場合は、ステンシル製造工程によってもたらされ得る。なおまた、マスク上のＳＲＡＦ特徴の精度要件は、マスク上の主要特徴に対する精度要件よりも低いことがある。
【０００９】
逆リソグラフィ技術（inverse lithography technology：ＩＬＴ）はＯＰＣ技術の一種である。ＩＬＴは、レチクル上に形成されるパターンが、シリコンウェハなどの基板上に形成されることが望まれるパターンから直接的に演算される工程である。これは、表面上の所望パターンを入力として用いて、光リソグラフィ工程を逆方向にシミュレートすることを含み得る。ＩＬＴ演算レチクルパターンは純粋に曲線−すなわち完全に非直線であり得、円形、略円形、環状、略環状、楕円形および／または略楕円形のパターンを含み得る。曲線パターンは従来技術を用いてレチクル上に形成することが困難で高価であるため、曲線パターンの直線近似が用いられ得る。本発明では、ＩＬＴ、ＯＰＣ、ソースマスク最適化（source mask optimization：ＳＭＯ）、および演算リソグラフィは同じ意味で用いられる用語である。
【００１０】
レチクル上にパターンを形成するために用いられる技術は、光リソグラフィまたは荷電粒子ビーム装置の使用など、多数ある。最先端技術のノードに対するレチクル書込は、マルチパス露光（multi-pass exposure）と称される工程である、複数回の荷電粒子ビーム書込を典型的に含み、これによってレチクル上の所与の形状が書込まれ、上書きされる。典型的に、２〜４回の露光を用いてレチクルを書込んで荷電粒子ビーム装置の精度誤差を平均化することによって、より高精度のフォトマスクを作成することができる。この種類の装置についての全書込時間は、ショット数とともに長くなる。レチクル上にパターンを形成するために用いられ得る第２の種類の装置は、上述のキャラクタプロジェクション装置である。
【００１１】
荷電粒子ビームリソグラフィの費用は、レチクルまたはウェハなどの表面上のパターンを露光するために必要な時間に正比例する。従来、露光時間は、パターンを生成するために必要なショット数に関連する。もっとも複雑な集積回路設計については、レチクルセットまたは基板のいずれか一方に層パターンセットを形成することは費用と時間のかかる工程である。したがって、これらの複雑なパターンを形成するために必要なショット数を減らすことなどによって、レチクルおよび他の表面上に曲線パターンなどの複雑なパターンを形成するために必要な時間を短縮することが有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明の要約
フラクチャリングまたはマスクデータ作成または近接効果補正のための方法および装置であって、一連の曲線キャラクタプロジェクタショットが幅が変化し得る連続的なトラックを表面上に形成可能なように、当該ショットのセットを荷電粒子ビーム書込装置について決定する方法および装置が開示される。一連の曲線キャラクタプロジェクションショットを用いて表面上に連続的なトラックを形成する方法も開示される。
【００１３】
一連の曲線キャラクタプロジェクションショットを用いて表面上に連続的なトラックを形成することによるレチクルの製造方法およびシリコンウェハなどの基板製造方法も開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】キャラクタプロジェクション荷電粒子ビーム装置を示す図である。
【図２Ａ】単一の円形ＣＰショットによって生成されるパターンおよび断面線量曲線を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａのパターンおよび線量曲線と同様の、２つの近接した、独立して計算されたパターンおよび線量曲線を示す図である。
【図２Ｃ】１対の近接円形ＣＰショットのパターンおよび断面線量グラフを示す図である。
【図３Ａ】一定幅のターゲットパターンの一部を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａのパターンを形成可能な従来の非一部重複ショットのセットを示す図である。
【図３Ｃ】単一の円形ＣＰショット、および６つの近接ＣＰショットのセットによって形成可能であるパターンを示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｃの近接ＣＰショットのセットを用いて形成可能なトラックを示す図である。
【図３Ｅ】５つの近接ＣＰショットのセットを示す図である。
【図３Ｆ】図３Ｅの５つの近接ＣＰショットのセットを用いて形成可能なトラックを示す図である。
【図４Ａ】平行四辺形を有するターゲットパターンの例を示す図である。
【図４Ｂ】楕円形ＣＰキャラクタのショットを用いて形成可能なパターンを示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｂと同じ楕円形ＣＰキャラクタの一連の７つのショットを示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｃのショットのセットによって形成可能なトラックを示す図である。
【図４Ｅ】最小値よりも大きいビームぼけ半径を用いた、図４Ｃのショットのセットによって形成可能な別のトラックを示す図である。
【図５Ａ】曲線ターゲットパターンの例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのパターンの外周を形成可能な一連の円形ＣＰショットを示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｂの外周ショットのセットによって形成されるパターンを示す図である。
【図６Ａ】トラックを形成可能な一連の３つの円形ＣＰショットを示す図である。
【図６Ｂ】２つは円形ＣＰキャラクタを用い、１つは環状ＣＰキャラクタを用いる、一連の３つのＣＰショットを示す図である。
【図７】本発明の例示的な方法を用いてレチクルおよびフォトマスクを製造するための概念フロー図である。
【図８】本発明の例示的な方法を用いて基板上にパターンを形成するための概念フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施例の詳細な説明
本発明は、一連の曲線ＣＰショットを生成および露光して表面上に連続的なトラックを形成することを説明する。一連のショットは空間的な連続を形成し、どのような時間的順序でも書込可能である。なお、本明細書中で説明されるさまざまな実施例で用いられるショット数は例示的なものにすぎず、本発明の一連のショットは、所望のターゲットパターンを達成するために所望の通りに２つ以上であり得る。
【００１６】
同様の番号は同様の物を指す図面を参照して、図１は、荷電粒子ビーム書込装置などの従来のリソグラフィ装置１００の実施例であって、この場合は、キャラクタプロジェクションを用いて表面１３０を製造する電子ビーム書込装置を示す。電子ビーム書込装置１００は、電子ビーム１１４をアパーチャ板１１６に向けて投影する電子ビーム源１１２を有する。板１１６には、電子ビーム１１４が通過可能なアパーチャ１１８が形成されている。電子ビーム１１４はアパーチャ１１８を通過すると、レンズ装置（図示せず）によって電子ビーム１２０として、別の矩形のアパーチャ板またはステンシルマスク１２２に向けて方向付けられるか、偏向される。ステンシル１２２には、さまざまな種類のキャラクタ１２６を規定する多数の開口またはアパーチャ１２４が形成されている。ステンシル１２２に形成された各キャラクタ１２６を用いて、シリコンウェハ、レチクルまたは他の基板などの基板１３２の表面１３０上にパターン１４８が形成され得る。局部露光、局部投影、局部キャラクタプロジェクション、または可変キャラクタプロジェクションでは、電子ビーム１２０は、キャラクタ１２６のうちの１つの一部のみに当たるか照らすことによって、キャラクタ１２６のサブセットであるパターン１４８を形成するように位置決めされ得る。アパーチャ１１８によって規定される電子ビーム１２０のサイズよりも小さい各キャラクタ１２６については、アパーチャを含まないブランキング区域１３６が当該キャラクタ１２６に隣接するように設計されており、電子ビーム１２０がステンシル１２２上の望ましくないキャラクタを照らさないようになっている。電子ビーム１３４がキャラクタ１２６のうちの１つから出て来て、キャラクタ１２６からのパターンのサイズを縮小する電磁または静電縮小レンズ１３８を通過する。一般に利用可能な荷電粒子ビーム書込装置では、縮小係数は１０から６０である。縮小された電子ビーム１４０は縮小レンズ１３８から出て来て、一連の偏向器１４２によって、キャラクタ１２６Ａに対応する文字「Ｈ」の形状として描かれたパターン１４８として、表面１３０上に方向付けられる。パターン１４８は、縮小レンズ１３８のためにキャラクタ１２６Ａと比べて小さい。パターン１４８は、電子ビーム装置１００の単一のショットによって描かれる。これによって、可変成形ビーム（ＶＳＢ）プロジェクション装置または方法を用いる場合と比べて、パターン１４８を完成させる全書込時間が短くなる。１つのアパーチャ１１８が板１１６に形成されているとして示されているが、板１１６には２つ以上のアパーチャが存在し得る。本例では２枚の板１１６および１２２が示されているが、１枚のみまたは３枚以上の板が存在し得、各板が１つ以上のアパーチャを有する。
【００１７】
従来の荷電粒子ビーム書込装置では、縮小レンズ１３８は固定縮小係数を与えるように較正される。縮小レンズ１３８および／または偏向器１４２はまた、ビームの焦点を表面１３０の平面上に合わせる。表面１３０のサイズは、偏向板１４２の最大ビーム偏向能力よりもはるかに大きくてもよい。このため、パターンは通常、一連のストライプとして表面上に書込まれる。各ストライプは複数のサブフィールドを含み、サブフィールドは偏向板１４２のビーム偏向能力内にある。電子ビーム書込装置１００は、ストライプおよびサブフィールドの各々に対して基板１３２を位置決めすることが可能な位置決め機構１５０を含む。従来の荷電粒子ビーム書込装置の１つの変形例では、基板１３２はサブフィールドが露光される間は固定保持され、その後、位置決め機構１５０が基板１３２を次のサブフィールド位置に動かす。従来の荷電粒子ビーム書込装置の別の変形例では、基板１３２は書込工程時に連続的に移動する。連続的な移動を含むこの変形例では、偏向板１４２に加えて、基板１３２の移動と同じ速度および方向にビームを動かす別の偏向板セット（図示せず）があり得る。
【００１８】
表面１３０上に合理的な精度で投影可能な最小サイズパターンは、電子ビーム書込装置１００と、基板１３２上のレジスト被膜を通常含む表面１３０とに関連付けられるさまざまな短距離物理的効果によって制限される。これらの効果には、前方散乱、クーロン効果、およびレジスト拡散が含まれる。ビームぼけは、これらの短距離効果のすべてを含むとして用いられる用語である。最先端の電子ビーム書込装置は、２０ｎｍから３０ｎｍの範囲の有効なビームぼけを達成することができる。前方散乱は、全ビームぼけの４分の１から２分の１を占め得る。現在の電子ビーム書込装置は、ビームぼけの構成部分の各々を最小限まで減らすための多数の機構を含む。電子ビーム書込装置の中には、ビームぼけを、電子ビーム書込装置上で利用可能な最小値から１つ以上のより大きな値に、書込工程時に変化させ得るものもある。
【００１９】
図２Ａは、円形ＣＰキャラクタを用いたショットによってレジスト被覆面上に形成されるパターン２０２の例を示す。パターン２０２はショット輪郭と称され、これは単一のショットの線量によって形成可能なパターンである。本発明全体を通じて、ショット輪郭であるパターンはショットと称され得、ショット輪郭を形成可能なショットを意味する。線量グラフ２１０は、パターン２０２全体にわたって線２０４に沿って記録される線量２１２を示し、この線量は断面線量と称される。線量曲線２１２から分かるように、予め定められた「全」線量はパターン２０２の中央部でしか記録されない。線量グラフ２１０には、レジスト閾値２１４も示される。レジストは、レジスト閾値２１４を上回る線量を受取る区域のみを、表面上のパターンとして記録する。線量曲線２１２は、Ｘ座標「ａ」および「ｂ」で閾値２１４と交差する。Ｘ座標「ａ」はしたがって、結合子２１６によって示されるように、線２０４に沿ってレジストによって記録される最小Ｘ座標である。同様に、Ｘ座標「ｂ」は、結合子２１８によって示されるように、線２０４に沿ってレジストによって記録される最大Ｘ座標である。
【００２０】
図２Ｂは、互いに近接している２つのショットの例を示す。破線パターン２２０は、円形ＣＰキャラクタショットのショット輪郭である。破線パターン２２２は、別の円形ＣＰキャラクタショットのショット輪郭である。線量グラフ２３０は２本の線量曲線を示す。線量曲線２３２は、線２２４に沿って測定されるショット輪郭２２０の断面線量を示す。線量曲線２３４は、線２２４に沿って測定されるショット輪郭２２２の断面線量を示す。線量グラフ２３０には、レジスト閾値２３６も示される。線量グラフ２３０から分かるように、線量曲線２３２および線量曲線２３４は一部重複しており、線２２４に沿ったいくつかのＸ座標について、ショット輪郭２２０およびショット輪郭２２２の両者に関連付けられるショットが可測線量を構成することを示している。ショット線量曲線が一部重複する場合、レジスト被覆面に到達する全線量は、一部重複曲線に対応する全ショットの線量の加算などによる組合せである。図２Ｃは、図２Ｂのショット輪郭２２０およびショット輪郭２２２についての組合された線量曲線２６２を示す線量グラフ２６０を図示する。示されるように、線２２４に沿った線量を示す組合された線量曲線２６２は、「ｃ」と「ｄ」との間のすべてのＸ座標において閾値２６４を上回る線量を示す。パターン２５０は、ショット輪郭２２０およびショット輪郭２２２に関連付けられる２つの近接ショットによってレジスト被覆面に形成されるパターンを示す。このパターンについての断面線量は、図２Ｂの線２２４に対応する線２５４に沿って測定される。線２５４に沿って、２つの近接ショットは単一の接続パターン２５０を形成する。Ｘ座標「ｃ」における線量曲線２６２と閾値２６４との最も左側の交差点は、結合子２６６によって示されるように、線２５４に沿ったパターン２５０の最小Ｘ座標を決定する。同様に、Ｘ座標「ｄ」における線量曲線２６２と閾値２６４との最も右側の交差点は、結合子２７２によって示されるように、パターン２５０の最大Ｘ座標を決定する。示されるように、パターン２５０は、ショット２２０およびショット２２２に円形ＣＰキャラクタを使用しているため、Ｙ次元において高さが一定でない。図２Ｂおよび図２Ｃは、曲線ＣＰキャラクタの複数の近接ＣＰショットがともにレジスト被覆面上に単一のパターンを生成し得ることを示す。
【００２１】
図３Ａは、レジスト被覆面上に形成される所望パターン３０２の一部の例を示す。パターン３０２はより長いパターンの一部であるため、パターンの端は示されない。パターン３０２の端縁は、デカルト座標面のいずれの軸とも平行でない。パターン３０２は、たとえば集積回路上の金属相互接続層の一部であり得る。パターン３０２はまた、トラックまたは連続的なトラックであり、トラックとは、絵筆の１回の動作で形成される形状的に視覚化可能なパターン、すなわち分岐のないパターンである。しかし、通常の絵筆の動作とは異なり、トラックの幅は長さに沿って変化し得る。図３Ｂは、パターン３０２を形成するために従来決定され得るような、非一部重複矩形ＶＳＢショット群のショット輪郭３０８を示す。ショット群３０８は、１５ショットのショット輪郭を示す。従来の非一部重複ショットを用いると、レジストがショット群から記録するパターンの決定が単純化され得る。従来、非一部重複ショットのセットは、ショット輪郭の各々の結合がターゲットパターンと等しくなるように決定される。パターン３０２の輪郭には、デカルト座標面の軸と平行に向けられた矩形ショットを用いて完全に一致させることができないため、ショット群３０８のショット輪郭の結合は所望パターン３０２と完全には等しくない。
【００２２】
図３Ｃ〜図３Ｆは、ターゲットパターン３０２が一連の曲線ショットを用いて形成される本発明の例示的な方法を示す。図３Ｃは、円形ＣＰキャラクタを用いるショット輪郭３１２の例を示す。図３Ｃはまた、パターン３１２と同じキャラクタを用いるショット群のショット輪郭３１４を示す。ショット群３１４は６つのショット、すなわちショット３１６、ショット３１８、ショット３２０、ショット３２２、ショット３２４、およびショット３２６を含む。この例では、ショット群３１４のすべてのショットは同一線量を用いているが、異なる線量を用いるショットを用いてトラックを形成してもよい。ショットは空間的に連続しているのでショット群３１４は連続を形成するが、ショットはどのような時間的順序でも表面に書込み可能である。図３Ｄは形状であって、ショット連続３１４に関連付けられるショットから表面上に形成され得るトラックでもある形状を示す。ショット連続３１４の一部重複ショット輪郭を用いると、レジスト応答、およびしたがって表面上に得られるパターンの計算が、ショット群３０８を用いる場合よりも困難になる。荷電粒子ビームシミュレーションを用いて、レジストによって記録されるパターン３３２が決定され得る。１つの実施例では、荷電粒子ビームシミュレーションを用いて、二次元（ＸおよびＹ）格子における各格子位置の線量を計算して、線量マップと称される計算線量の格子が作成され得る。記録パターン３３２の「波状」端縁は、間隔をあけた円形ＣＰキャラクタの使用に起因する。端縁の「波形」によって、パターン３３２の幅が変化する。パターン群の幅公差は、通常は予め定められる。パターン３３２の幅の変化は円形ＣＰショット同士の間隔を小さくすることによって減少させることができ、これによってパターンを形成するために必要なショット数が増える。円形ＣＰショット同士の間隔が大きくなると、ショット数、およびしたがってパターンの書込時間が減るため、予め定められた幅公差を用いて、円形ＣＰショットの最大許容可能間隔を決定することができる。ターゲットパターン３０２のようなターゲットパターンを形成するために円形ＣＰショットを使用する利点は、円が径方向に対称であることである。円形ＣＰキャラクタを使用する効果はしたがって、ターゲットパターンの角度にかかわらず同一である。パターン３３２は、一連の曲線ＣＰショットを用いて、デカルト座標面の軸と平行でないトラックが表面上に形成され得ることを示す。
【００２３】
図３Ｅは、円形ＣＰキャラクタを用いて、この場合はいくつかの一部重複ショットを有する一連のショットを用いてターゲットパターン３０２と同様のパターンが形成され得る別の例を示す。図３Ｅは、パターン３１２と同じキャラクタを用いるショット群３４０のショット輪郭を示す。ショット群３４０は５つのショット、すなわちショット３４２、ショット３４４、ショット３４６、ショット３４８、およびショット３５０を含む。示されるように、ショット群３４０のショット同士の相対間隔は、群のショットによって異なる。たとえば、ショット３４２とショット３４４との間隔は、ショット３４４とショット３４６との間隔よりも小さい。同様に、ショット３５０とショット３４８との間隔は、ショット３４６とショット３４８との間隔よりも小さい。図３Ｆは、ショット群３４０からレジスト被覆面上に形成され得るパターン３６０を示す。パターン３６０の波形は、ショット群３４０のショットの可変間隔のため、長さに沿って変化する。たとえば、パターン３６０の局部的な最小幅３６２は、ショット３４２とショット３４４との間隔に起因する。パターン３６０の局部的な最小幅３６４は、ショット３４４とショット３４６との間隔に起因する。ショット３４２とショット３４４との間隔と比べてショット３４４とショット３４６との間隔が相対的に大きいため、幅３６２と比べて幅３６４は小さくなる。予め定められた幅公差は通常、単一トラックの波形を一定にしてショット数を最適化することを示唆するが、図３Ｅおよび図３Ｆの例は、より大きなショット間隔によって、線量またはビームぼけ半径を変更しなくても、表面上に得られるパターンの増大波形を生成可能であることを示す。したがって、表面上の最終パターンに対する予め定められた幅公差を用いて、ショットの最大許容可能間隔が決定され得る。
【００２４】
再び図３Ｃを参照して、ショット連続３１４のすべてのショットは同じキャラクタを用いて作られているが、トラックは、複数のキャラクタを有する一連のショットを用いても形成可能である。１つの実施例では、一連のショットの異なるショットサブセットに対して異なるサイズの円形ＣＰキャラクタを用いて、異なる平均幅のトラックが生成され得る。別の実施例では、一連のショットのすべてのショットに対して単一のＣＰキャラクタを用いるが、当該一連のショットの異なるショットサブセットに対して異なる線量を用いて、同様に異なる平均幅のトラックが生成され得る。
【００２５】
図４Ａ〜図４Ｅは、楕円形キャラクタを用いる本発明の別の実施例を示す。図４Ａは、レジスト被覆面上に形成される所望のパターンまたはトラック４０２の例を示す。トラック４０２の端縁は、デカルト座標面のいずれの軸とも平行でない。トラック４０２は、たとえば集積回路上の金属相互接続層の一部であり得る。図４Ｂは、楕円形ＣＰキャラクタのショット輪郭４０４を示す。図４Ｃは、ショット輪郭４０４に関連付けられるのと同じ楕円形キャラクタを用いる、一連のＣＰショット４１０のショット輪郭を示す。ショット連続４１０は７つの一部重複ショット、すなわちショット４１２、ショット４１４、ショット４１６、ショット４１８、ショット４２０、ショット４２２、およびショット４２４からなる。示されるように、トラック４０２の長さと一致するように、ショット４２２とショット４２４との間隔は、ショット連続４１０の他の隣接ショットの対同士の間隔よりも小さい。図４Ｄは、通常の、すなわち最小のビームぼけ半径を用いてショット連続４１０からレジスト被覆面上に形成され得るトラック４３０を示す。上記のトラック３３２と同様に、トラック４３０の幅は長さに沿って変化する。ショット連続３１４を形成するために用いられる円形ＣＰキャラクタと比べて、ショット連続４１０を形成するために楕円形ＣＰキャラクタを用いる利点は、楕円形を用いると、円形を用いる場合と比べて隣接ショット同士の間の一部重複面積が小さくなることである。ショット連続４１０のショット同士の間の一部重複面積が小さくなると、ショット連続３１４と比べて単位面積当たりの線量が低くなる。これは、ショット連続３１４と比べて、表面の露光時に後方散乱などの長距離効果のレベルが低くなるため有利であり得る。
【００２６】
図４Ｅは、最小よりも大きいビームぼけを用いる場合に、ショット連続４１０からレジスト被覆面によって記録され得るトラック４４０を示す。示されるように、トラック４４０はトラック４３０よりも滑らかである。特に、トラック４４０の最大幅と最小幅との差は、トラック４３０の最大幅と最小幅との差よりも小さい。最小よりも大きいビームぼけを用いることによって、利用可能な最小ビームぼけを用いる場合よりも厳しい、すなわちより小さな幅公差でのトラックの形成が可能となる。
【００２７】
また、一連の曲線ショットを用いて、図５Ａ〜図５Ｃに示されるようにパターンの外周が形成され得る。図５Ａは、レジスト被覆面上に形成される曲線パターン５０２の例を示す。パターン５０２はたとえば、逆リソグラフィ工程の出力であり得る。パターン５０２は４つの耳、すなわち各角に１つの耳を有するとして示され得る。各耳は、「ｒ」の印を付けられている曲率半径５０４を有する。図５Ｂは、パターン５０２の外周を形成するために用いられ得る一連の１２個の円形ショット５２０のショット輪郭を示す。一連のショット５２０の個々のショットの輪郭の半径５２４は、パターン５０２の耳の各々を最小ショット数で形成するために「ｒ」に選択される。図５Ｃは、一連のショット５２０から生成され得るトラック５４０を示す。トラック５４０は、始まりと終わりのない閉じたトラックである。円形ＣＰショットを用いることによって、矩形ＶＳＢショットのセットを用いる場合よりも少ないショット数で、予め定められた公差内でパターン５０２の外周と一致するトラック５４０の外周を形成することができる。さらに、ターゲットパターンの一部の内径とほぼ一致する半径を有する表面上にパターンを生成可能な円形ＣＰキャラクタおよび線量を用いることによって、ショット数をさらに減らすことができる。連続５２０をさらなるショットと組合せてパターン５４０の内部を充填し、ターゲットパターン５０２を達成することができる。
【００２８】
図６Ａおよび図６Ｂは、トラックを形成する際の、円形ＣＰキャラクタの使用と環状ＣＰキャラクタの使用との比較を示す。図６Ａは、例示的な一連の３つのショット６００のショット輪郭を示し、これらの組合せによってトラックが形成される。ショット連続６００は、そのすべてが円形ＣＰキャラクタを用いて形成されるショット６０２、ショット６０４、およびショット６０６を含む。結果として得られるトラックの輪郭は図示されない。領域６０８および領域６１０は、ショットの一部重複のために通常線量を上回る線量を受取る区域である。図６Ｂは、同様にトラックを形成する別の例示的な一連の３つのショット６３０のショット輪郭を示す。ショット連続６３０は、円形ショット６１２、環状ショット６１４、および円形ショット６１６を含む。領域６１８および領域６２０は、ショットの一部重複のために通常線量を上回る線量を受取る交差区域である。示されるように、領域６１８の面積は領域６０８の面積よりも小さい。同様に、領域６２０の面積は領域６１０の面積よりも小さい。領域６０８よりも領域６１８の面積が小さく、領域６１０よりも領域６２０の面積が小さいということは、レジスト被覆面に与えられる一部重複線量がショット連続６００よりもショット連続６３０のほうが少ないことを意味する。ショット連続６３０の線量が少ないことは、たとえば、ショット連続６００よりも後方散乱のレベルを低くするために好まれ得る。図６Ｂにも示されるように、環状ショット６１４の輪郭の「孔」の部分である領域６２０はパターンとしてレジスト上に記録されないため、得られるトラックに空隙が生じ得る。領域６２２のいずれの部分が受取る実際の線量も、ショット６１２、ショット６１４およびショット６１６からの線量の組合せであるため、粒子ビームシミュレーションを用いて、領域６２２のすべての部分における線量がレジストの閾値を上回っているか否かを判断することができる。粒子ビームシミュレーションの結果、領域６２２のある部分の線量がレジスト閾値を下回ることがわかった場合、パターン６２２の孔が小さくなるように、環状ショットの代わりに、より小さな孔を有する環状ＣＰキャラクタを用いてもよい。または、パターンのショットのいずれかの組合せの線量を、円形ショット６１２および６１６に対する線量を増加するなどして若干増やしてもよい。さらに他の実施例では、直線トラックであるトラックに対して、長円形または楕円形の孔を有する環状ＣＰキャラクタであって、孔の外径または長径がトラックの方向と整合される環状ＣＰキャラクタを用いてもよい。他のより複雑な形状をショット６１４に対して用いてもよい。図６Ａおよび図６Ｂの例は、環状ＣＰショットを用いることによって、円形または他の非環状曲線ショットよりも低い全体線量でトラックが形成され得ることを示す。慎重に設計することによって、形成後のパターンに空隙が存在しないようにすることができる。
【００２９】
本発明において言及される曲線形状は、円形、略円形、楕円形、略楕円形、長円形、略長円形、環状、略環状、楕円環状、略楕円環状、長円環状、または略長円環状を含むが、これらに限定されない。
【００３０】
表面が受取る線量は、グリフと称される二次元（ＸおよびＹ）線量マップとして計算および記憶され得る。二次元線量マップまたはグリフは、グリフを含むショットの近傍に対して計算された線量値の二次元格子である。この線量マップまたはグリフは、グリフのライブラリに記憶され得る。グリフライブラリは、設計におけるパターンのフラクチャリング時に入力として用いられ得る。たとえば、再び図４Ａおよび図４Ｃを参照して、線量マップは一連のショット４１０から計算され、グリフライブラリに記憶され得る。フラクチャリング時に、入力パターンの１つがパターン４０２と同一形状のパターンである場合は、グリフを含むショットをライブラリから検索して、入力パターンを形成するための適切なショットセットを決定する演算量を使わないようにすることができる。一連のグリフを組合せてパラメータ化グリフを作成することもできる。パラメータは離散的であってもよいし、連続的であってもよい。たとえば、トラック４０２などのパターンを形成するためのショットおよび線量マップは複数のパターン長さに対して計算され得、その結果得られる複数のグリフが組合されてパラメータ化グリフが形成され得る。
【００３１】
図７は、本発明に係るフォトマスクの製造方法の例示的な概念フロー図７００を示す。この工程には３種類の入力データがある。すなわち、荷電粒子ビーム装置のステンシル上のＣＰキャラクタに関する情報であるステンシル情報７１８、それを上回るとレジストがパターンを記録するレジスト線量閾値などの情報を含む工程情報７３６、およびレチクル上に形成される所望パターン７１６のコンピュータ表現である。また、最初の任意のステップ７０２〜７１２は、グリフのライブラリの作成を含む。任意のグリフのライブラリ作成の最初のステップはＶＳＢ／ＣＰショット選択７０２であり、ここでは各々が所定線量を有する１つ以上のＶＳＢまたはＣＰショットがショットセット７０４に組合される。ショットセット７０４は、一部重複ＶＳＢショットおよび／または一部重複ＣＰショットを含み得る。ショットセット７０４は、トラックを形成する一連の曲線ＣＰショットを含み得る。ショットセットのショットはさらに、ビームぼけが特定されている場合がある。ＶＳＢ／ＣＰショット選択ステップ７０２では、ステンシル上で利用可能なＣＰキャラクタについての情報を含むステンシル情報７１８を用いる。ショットセット７０４はステップ７０６において荷電粒子ビームシミュレーションを用いてシミュレートされて、ショットセットの線量マップ７０８が作成される。ステップ７０６は、前方散乱、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、レジスト帯電、および後方散乱などのさまざまな物理現象のシミュレーションを含み得る。ステップ７０６の結果、二次元線量マップ７０８が作成され、これは、当該マップ内の各格子位置におけるショットセット７０４からの組合せ線量を表わす。線量マップ７０８はグリフと称される。ステップ７１０で、ショットセットの各ショットについての情報、およびこの付加的なグリフの線量マップ７０８がグリフのライブラリ７１２に記憶される。１つの実施例では、グリフセットが、パラメータ化グリフと称される種類のグリフに組合わされ得る。
【００３２】
フロー７００の必須部分には、フォトマスクの作成が含まれる。ステップ７２０では、レチクルまたはレチクル部分についての組合せ線量マップが計算される。ステップ７２０では、レチクルに形成される所望パターン７１６、工程情報７３６、ステンシル情報７１８、およびグリフライブラリが作成されている場合はグリフライブラリ７１２を入力として用いる。ステップ７２０では、初期レチクル線量マップが作成され得、これにショット線量マップが組合される。当初、レチクル線量マップはショット線量マップ情報を含まない。１つの実施例では、レチクル線量マップの格子で区切られた正方形が、局部的なレジスト現像液減少の効果を指す用語である後方散乱、フォギング、またはローディングなどの長距離効果に対する推定補正量で初期化され得る。ステップ７２０は、ＶＳＢ／ＣＰショット選択７２２、またはグリフ選択７３４、またはこれら両者を含み得る。ショット選択７２２は、レチクル上にトラックを形成可能な一連の曲線ＣＰショットの選択を含み得る。ＶＳＢまたはＣＰショットが選択されると、そのショットはステップ７２４で荷電粒子ビームシミュレーションを用いてシミュレートされ、ショットの線量マップ７２６が作成される。荷電粒子ビームシミュレーションは、形状をガウス分布でコンボリューションすることを含み得る。コンボリューションは形状の二次関数を用い得、二次関数が、点が形状の内側か外側かを決定する。形状は、単一のアパーチャ形状または複数のアパーチャ形状、またはそれらの軽微な変更であり得る。１つの実施例では、このシミュレーションは、一時的なショット線量マップキャッシュを使用するときのように、同一ショットの以前のシミュレーションの結果を検索することを含み得る。最小よりも大きいビームぼけが、ＶＳＢまたはＣＰショットについて特定され得る。ＶＳＢおよびＣＰショットの両者は一部重複してもよく、互いに異なる線量を有し得る。グリフが選択された場合、グリフの線量マップがグリフライブラリから入力される。ステップ７２２で、ショットおよび／またはグリフのさまざまな線量マップが、レチクル線量マップに組合される。１つの実施例では、この組合せは線量の加算によってなされる。結果として得られる組合せ線量マップ、およびレジスト特性を含む工程情報７３６を用いて、レチクルパターンが計算され得る。計算されたレチクルパターンが、予め定められた公差内で所望パターン７１６と一致する場合は、決定されたＶＳＢ／ＣＰショットおよび選択されたグリフを構成するショットを含む組合せショットリスト７３８が出力される。計算されたレチクルパターンが、ステップ７２０で計算されたような予め定められた公差内でターゲットパターン７１６と一致しない場合は、選択されたＣＰショット、ＶＳＢショットおよび／またはグリフのセットが修正され、線量マップが再計算され、レチクルパターンが再計算される。１つの実施例では、ショットおよび／またはグリフの初期セットはコレクト・バイ・コンストラクション方式（correct-by-construction method）で決定され得るため、ショットまたはグリフの変更は不要である。別の実施例では、ステップ７２０は、選択されたＶＳＢ／ＣＰショットおよびグリフによって表わされる全ショット数、または全荷電粒子ビーム書込時間、または何らかの他のパラメータを最小化するための最小化技術を含む。さらに別の実施例では、ＶＳＢ／ＣＰショット選択７２２およびグリフ選択７３４を実行して複数のショットセットを生成し、その各々は、通常よりも低い線量であるが所望パターン７１６と一致するレチクル像を形成して、複数回書込を支持し得る。
【００３３】
組合せショットリスト７３８は、選択されたＶＳＢショット、選択されたＣＰショット、および選択されたグリフを構成するショットの決定リストを含む。最終ショットリスト７３８のすべてのショットは線量情報を含む。ショットは、ビームぼけ特定も含み得る。ステップ７４０で、近接効果補正（proximity effect corretion：ＰＥＣ）および／または他の補正が行なわれ得るか、または補正が以前の推定から精密化され得る。したがって、ステップ７４０は、組合せショットリスト７３８を入力として用い、ショット線量が調節された最終ショットリスト７４２を生成する。ステップ７２０からステップ７４２までのステップ群、またはこのステップ群のステップのサブセットは、まとめてフラクチャリングまたはマスクデータ作成と称される。最終ショットリスト７４２は、ステップ７４４で荷電粒子ビーム装置によって用いられて、レチクルを被覆しているレジストを露光し、それによってレジスト上にパターン７４６を形成する。ステップ７４８で、レジストが現像される。さらなる加工ステップ７５０にかけて、レチクルがフォトマスク７５２に転写される。
【００３４】
図８は、本発明に係るシリコンウェハなどの基板の製造方法の例示的な概念フロー図８００を示す。この工程には３種類の入力データがある。すなわち、荷電粒子ビーム装置のステンシル上のＣＰキャラクタに関する情報であるステンシル情報８１８、それを上回るとレジストがパターンを記録するレジスト線量閾値などの情報を含む工程情報８３６、および基板上に形成される所望パターン８１６のコンピュータ表現である。また、最初の任意のステップ８０２〜８１２は、グリフのライブラリの作成を含む。任意のグリフのライブラリ作成の最初のステップはＶＳＢ／ＣＰショット選択８０２であり、ここでは各々が所定線量を有する１つ以上のＶＳＢまたはＣＰショットがショットセット８０４に組合される。ショットセット８０４は、一部重複ＶＳＢショットおよび／または一部重複ＣＰショットを含み得る。ショットセット８０４は、トラックを形成する一連の曲線ＣＰショットを含み得る。ショットセットのショットはさらに、ビームぼけが特定されている場合がある。ＶＳＢ／ＣＰショット選択ステップ８０２では、ステンシル上で利用可能なＣＰキャラクタについての情報を含むステンシル情報８１８を用いる。ショットセット８０４はステップ８０６において荷電粒子ビームシミュレーションを用いてシミュレートされて、ショットセットの線量マップ８０８が作成される。ステップ８０６は、前方散乱、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、レジスト帯電、および後方散乱などのさまざまな物理現象のシミュレーションを含み得る。ステップ８０６の結果、二次元線量マップ８０８が作成され、これは、当該マップ内の各格子位置におけるショットセット８０４からの組合せ線量を表わす。線量マップ８０８はグリフと称される。ステップ８１０で、ショットセットの各ショットについての情報、およびこの付加的なグリフの線量マップ８０８がグリフのライブラリ８１２に記憶される。１つの実施例では、グリフセットが、パラメータ化グリフと称される種類のグリフに組合わせられ得る。
【００３５】
フロー８００の必須部分には、レジスト被覆基板上のパターンの作成が含まれる。ステップ８２０では、基板または基板の一部についての組合せ線量マップが計算される。ステップ８２０では、基板に形成される所望パターン８１６、工程情報８３６、ステンシル情報８１８、およびグリフライブラリが作成されている場合はグリフライブラリ８１２を入力として用いる。ステップ８２０では、初期基板線量マップが作成され得、これにショット線量マップが組合される。当初、基板線量マップはショット線量マップ情報を含まない。１つの実施例では、基板線量マップの格子で区切られた正方形が、後方散乱、フォギング、またはローディングなどの長距離効果に対する推定補正量で初期化され得る。ステップ８２０は、ＶＳＢ／ＣＰショット選択８２２、またはグリフ選択８３４、またはこれら両者を含み得る。ショット選択８２２は、基板上にトラックを形成可能な一連の曲線ＣＰショットの選択を含み得る。ＶＳＢまたはＣＰショットが選択されると、そのショットはステップ８２４で荷電粒子ビームシミュレーションを用いてシミュレートされ、ショットの線量マップ８２６が作成される。荷電粒子ビームシミュレーションは、形状をガウス分布でコンボリューションすることを含み得る。コンボリューションは形状の二次関数を用い得、二次関数が、点が形状の内側か外側かを決定する。形状は、単一のアパーチャ形状または複数のアパーチャ形状、またはそれらの軽微な変更であり得る。１つの実施例では、このシミュレーションは、一時的なショット線量マップキャッシュを使用するときのように、同一ショットの以前のシミュレーションの結果を検索することを含み得る。最小よりも大きいビームぼけが、ＶＳＢまたはＣＰショットについて特定され得る。ＶＳＢおよびＣＰショットの両者は一部重複してもよく、互いに異なる線量を有し得る。グリフが選択された場合、グリフの線量マップがグリフライブラリから入力される。ステップ８２０で、ショットおよび／またはグリフのさまざまな線量マップが、基板線量マップに組合される。１つの実施例では、この組合せは線量の加算によってなされる。結果として得られる組合せ線量マップ、およびレジスト特性を含む工程情報８３６を用いて、基板パターンが計算され得る。計算された基板パターンが、予め定められた公差内で所望パターン８１６と一致する場合は、決定されたＶＳＢ／ＣＰショットおよび選択されたグリフを構成するショットを含む組合せショットリスト８３８が出力される。計算された基板パターンが、ステップ８２０で計算されたような予め定められた公差内でターゲットパターン８１６と一致しない場合は、選択されたＣＰショット、ＶＳＢショットおよび／またはグリフのセットが修正され、線量マップが再計算され、基板パターンが再計算される。１つの実施例では、ショットおよび／またはグリフの初期セットはコレクト・バイ・コンストラクション方式で決定され得るため、ショットまたはグリフの変更は不要である。別の実施例では、ステップ８２０は、選択されたＶＳＢ／ＣＰショットおよびグリフによって表わされる全ショット数、または全荷電粒子ビーム書込時間、または何らかの他のパラメータを最小化するための最小化技術を含む。さらに別の実施例では、ＶＳＢ／ＣＰショット選択８２２およびグリフ選択８３４を実行して複数のショットセットを生成し、その各々は、通常よりも低い線量であるが所望パターン８１６と一致するレチクル像を形成して、複数回書込を支持し得る。
【００３６】
組合せショットリスト８３８は、選択されたＶＳＢショット、選択されたＣＰショット、および選択されたグリフを構成するショットの決定リストを含む。最終ショットリスト８３８のすべてのショットは線量情報を含む。ショットは、ビームぼけ特定も含み得る。ステップ８４０で、近接効果補正（ＰＥＣ）および／または他の補正が行なわれ得るか、または補正が以前の推定から精密化され得る。したがって、ステップ８４０は、組合せショットリスト８３８を入力として用い、ショット線量が調節された最終ショットリスト８４２を生成する。ステップ８２０からステップ８４２までのステップ群、またはこのステップ群のステップのサブセットは、まとめてフラクチャリングまたはマスクデータ作成と称される。最終ショットリスト８４２は、ステップ８４４で荷電粒子ビーム装置によって用いられて、基板を被覆しているレジストを露光し、それによって基板上にパターン８４６を形成する。
【００３７】
本発明において説明されるフラクチャリング、マスクデータ作成、および近接効果補正フローは、演算素子などの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現され得る。大量の計算が必要であるため、複数のコンピュータまたはプロセッサコアが並行して用いられ得る。１つの実施例では、演算は、フロー中の１つ以上の演算集約ステップのための複数の二次元形状領域に下位区分されて並列処理をサポートし得る。別の実施例では、単一または複数で用いられる専用ハードウェア素子が用いられて、汎用コンピュータまたはプロセッサコアを用いる場合よりも高速で１つ以上のステップの演算が実行され得る。１つの実施例では、本発明において説明される最適化およびシミュレーション工程は、全ショット数、または全荷電粒子ビーム書込時間、または何らかの他のパラメータを最小化するために、可能性のある解決策を修正および再計算する反復処理を含み得る。別の実施例では、ショット変更が不要であるように、ショットの初期セットがコレクト・バイ・コンストラクション方式によって決定され得る。
【００３８】
本明細書は特定的な実施例を参照して詳細に説明されたが、当業者であれば、上記の説明を理解すれば、これらの実施例の変形例、変更例または均等物を容易に想到し得ることが認識されるであろう。フラクチャリング、表面製造、および集積回路製造のための本発明の方法に対するこれらおよび他の修正例および変更例は、添付の請求項においてより特定的に記載される本願の主題の思想および範囲から逸脱することなく当業者によって実践され得る。さらに、当業者であれば、上記説明が例示的なものに過ぎず、限定的であることを意図しないことを認識するであろう。本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書中のステップに対してステップを追加、削除または変更してもよい。一般的に、提示されるいずれのフローチャートも、機能を達成するための１つの可能性のある一連の基本的動作を示すことを意図しており、多くの変形例が可能である。したがって、本願の主題は、添付の請求項およびその均等物の範囲内にあるような、それらの修正例および変形例を含むことが意図される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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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４Ｅ】
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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７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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