(57)【要約】      （修正有）【課題】リソグラフィ装置およびプロセスで使用するために照明源およびマスクを最適化するためのツールを提供する。【解決手段】いくつかの態様によれば、本発明は、フルチップパターンのカバーを可能にし、一方、光源およびマスク最適化で使用しようとするクリップの完全な集合３０２から重要な設計パターンの小さな集合３０６をインテリジェントに選択することによって、計算コストを低減する。最適化は、最適化された光源を得るために、これらの選択されたパターンに対してのみ実施される。次いで、最適化された光源を使用し、（たとえばＯＰＣおよび製造可能性検証３２０を使用して）フルチップに合わせてマスクを最適化し、プロセスウィンドウ性能結果が比較される（３２２）。結果が従来のフルチップＳＭＯに匹敵する場合、プロセスが終了し、そうでない場合には、繰り返して好結果に収束するように、様々な方法が提供される。【選択図】図３
2011100121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計の一部分を基板上に結像するためにリソグラフィプロセスを最適化する方法であって、
前記設計の前記一部分からパターンの部分集合を選択する工程と、
パターンの前記選択された部分集合を結像するために前記リソグラフィプロセスに合わせて照明源を最適化する工程と、
前記設計の前記一部分を最適化し前記リソグラフィプロセスにおいて結像させるために、前記最適化された照明源を使用する工程と
を含む方法。
【請求項２】
前記設計の前記一部分がフルチップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記設計の前記一部分がクリップを含み、パターンの部分集合を選択する前記工程が、
前記設計からクリップの完全な集合を識別する工程と、
クリップの前記完全な集合からクリップの部分集合を選択する工程とを含み、
最適化する前記工程が、クリップの前記選択された部分集合を結像するために前記リソグラフィプロセスに合わせて照明源を最適化する工程を含み、
使用する前記工程が、クリップの前記完全な集合を最適化し前記リソグラフィプロセスにおいて結像させるために、前記最適化された照明源を使用する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記選択する工程が、
前記設計の前記一部分内のパターンについて回折次数分布を計算する工程と、
前記計算された回折次数分布に基づいて前記パターンを複数のグループにグループ化する工程と、
パターンの前記部分集合として前記グループのそれぞれから１つまたは複数の代表パターンを選択する工程と
を含む、請求項１、２、または３に記載の方法。
【請求項５】
前記選択する工程が、
前記設計の前記一部分内で１つまたは複数のメモリパターンを識別する工程と、
前記１つまたは複数のメモリパターンに合わせて前記照明源を事前最適化する工程と、
前記事前最適化された照明源を使用し、前記設計の前記一部分内の潜在的なホットスポットを決定する工程と、
前記決定された潜在的なホットスポットに基づいてパターンの前記部分集合を選択する工程と
を含む、請求項１、２、または３に記載の方法。
【請求項６】
前記選択する工程が、
前記リソグラフィプロセスのための元の照明源を識別する工程と、
前記元の照明源を使用し、前記設計の前記一部分内の潜在的なホットスポットを決定する工程と、
前記決定された潜在的なホットスポットに基づいてパターンの前記部分集合を選択する工程と
を含む、請求項１、２、または３に記載の方法。
【請求項７】
ホットスポットに関するシビアリティスコアを計算する工程と、
予め定義されたシビアリティスコアを有する前記ホットスポットを選択する、または予め定義されたシビアリティスコア範囲内のシビアリティスコアを有する前記ホットスポットを選択する工程と
をさらに含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記選択する工程が、
設計タイプによって、前記設計の前記一部分内のパターンを複数のグループにグループ化する工程と、
ピッチおよびフィーチャタイプによって各グループ内の前記パターンを分類し、各グループ内の最適なパターンを決定する工程と、
各グループ内の前記最適なパターンをパターンの前記部分集合として選択する工程と
を含む、請求項１、２、または３に記載の方法。
【請求項９】
前記選択する工程が、
前記リソグラフィプロセスのシミュレーションモデルを識別する工程と、
前記モデルを使用し、前記設計の前記一部分内のパターンについてプロセスパラメータ感度を推定する工程と、
前記推定されたプロセスパラメータ感度に基づいてパターンの前記部分集合を選択する工程と
を含む、請求項１、２、または３に記載の方法。
【請求項１０】
パターンの前記最適化された部分集合に関するリソグラフィプロセス性能測定基準が許容されるかどうか判定する工程と、
前記判定された測定基準が許容されない場合、潜在的なホットスポットを有するクリップをパターンの前記部分集合に追加し、前記最適化工程を繰り返す工程と
をさらに含む、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記照明源を最適化する工程が、前記リソグラフィプロセスのモデル、前記照明源、およびパターンの前記部分集合を使用してリソグラフィプロセス性能をシミュレートし、前記性能が許容されるかどうか判定する工程を含む、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記設計の前記一部分を最適化する工程が、前記最適化された照明源に基づいて前記パターンのいくつかに対して光近接補正を実施する工程を含む、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
コンピュータによって読み取られたとき、前記コンピュータに、請求項１から１２までに記載の、設計の一部分をウェーハ上に結像するためにリソグラフィプロセスを最適化する方法を実行させる命令が記録されたコンピュータ可読媒体。
【請求項１４】
放射ビームをもたらすように構成された照明システムと、
パターニング手段を支持するように構成されたサポート構造であって、前記パターニング手段が、前記放射ビームにその断面でパターンを与えるように働く、サポート構造と、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
パターン付きビームを前記基板のターゲット部分上に投影するための投影システムとを備えたリソグラフィ装置において、
請求項１から１２までに記載の、リソグラフィプロセスを最適化するための方法に従って前記最適化された照明源を生成するように前記照明システムを構成するためのプロセッサをさらに備えるリソグラフィ装置。
【請求項１５】
リソグラフィ装置の照明システムからの放射ビームを与えるためのパターニング手段であって、前記リソグラフィ装置が、この与えられたビームを、投影システムを介して基板のターゲット部分上に投影するように構成されており、パターニング手段が、設計の最適化された部分を含み、前記設計の前記最適化された部分が、請求項１から１２までに記載の、リソグラフィプロセスを最適化する方法に従って決定される、パターニング手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、リソグラフィ装置およびプロセスに関し、より詳細には、リソグラフィ装置およびプロセスで使用するために照明源およびマスクを最適化するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、たとえば、集積回路（IC）の製造時に使用することができる。そのような場合、マスクがＩＣの個々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、放射感応性材料（レジスト）の層でコートされた基板（シリコンウェーハ）上の（たとえば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分上に結像させることができる。一般に、単一の基板は、投影システムを介して１つずつ連続して照射される、網状の隣り合うターゲット部分全体を含むことになる。あるタイプのリソグラフィ投影装置では、マスクパターン全体を一度にターゲット部分上に露光することによって各ターゲット部分が照射され、そのような装置は、一般にウェーハステッパと呼ばれる。一般にステップアンドスキャン装置と呼ばれる代替の装置では、マスクパターンを投影ビームの下で、所与の基準方向（「スキャン」方向）で漸次スキャンし、一方、この方向に対して平行または逆平行で基板テーブルを同期スキャンすることによって、各ターゲット部分が照射される。一般に、投影システムは倍率Ｍ（概して１未満）を有することになるため、基板テーブルがスキャンされる速度Ｖは、マスクテーブルがスキャンされる速さの係数Ｍ倍となる。本明細書に記載されるリソグラフィデバイスに関するより多くの情報は、たとえば、参照により本明細書に組み込む米国特許第６，０４６，７９２号から収集することができる。
【０００３】
[0003]  リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、放射感応性材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板上にマスクパターンが結像される。この結像工程の前には、基板を、下塗り（priming）、レジストコーティング、ソフトベークなど、様々な手順にかけることができる。露光後には、基板を、露光後ベーク（PEB）、現像、ハードベーク、および結像されたフィーチャの測定／検査など、他の手順にかけることができる。この一連の手順を基礎として使用し、デバイス、たとえばＩＣの個々の層をパターニングする。次いで、そのようなパターニングされた層を、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学的機械的研磨など、どれも個々の層を仕上げることが意図された様々なプロセスにかけることができる。いくつかの層が必要とされる場合には、手順全体、または手順の変形形態を新しい各層について繰り返さなければならないことになる。最終的には、一連のデバイスが基板（ウェーハ）上に存在することになる。次いで、これらのデバイスは、ダイシングまたはソーイングなどの技法によって互いに分離され、そこから、個々のデバイスを、キャリア上に取り付ける、ピンに接続する、などすることができる。
【０００４】
[0004]  話を簡単にするために、以下、投影システムを「レンズ」と称することがあるが、この用語は、たとえば屈折光学系、反射光学系、反射屈折システムを含めて、様々なタイプの投影システムを包含するものと広く解釈すべきである。放射システムは、投影放射ビームを誘導する、形作る、または制御するために、これらの設計タイプのいずれかに従って動作するコンポーネントをも含むことができ、そのようなコンポーネントをも、下記で集合的に、または単数で「レンズ」と称することがある。さらに、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものとすることができる。そのような「マルチステージ」デバイスでは、追加のテーブルを同時に使用することができ、あるいは、１つまたは複数の他のテーブルが露光用に使用されている間に、１つまたは複数のテーブル上で準備工程を実施することができる。２ステージリソグラフィ装置は、たとえば、参照により本明細書に組み込む米国特許第５，９６９，４４１号に記載されている。
【０００５】
[0005]  上述のフォトリソグラフィマスクは、シリコンウェーハ上に集積すべき回路コンポーネントに対応する幾何学的パターンを備える。そのようなマスクを作成するために使用されるパターンは、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）を使用して生成され、このプロセスは、しばしばＥＤＡ（Electronic Design Automation）と呼ばれる。大抵のＣＡＤプログラムは、機能的なマスクを作成するために、１組の所定の設計規則に従う。これらの規則は、処理および設計の限界によって設定される。たとえば、設計規則は、回路デバイス間（ゲート、キャパシタなど）または相互接続ライン間の空間許容度を規定し、それにより、回路デバイスまたはラインが、望ましくない形で互いに相互作用しないようにする。設計規則の限界は、一般に「クリティカルディメンション（CD）」と呼ばれる。回路のクリティカルディメンションは、ラインまたはホールの最小幅、あるいは２本のラインまたは２つのホール間の最小空間として定義することができる。したがって、ＣＤは、設計されている回路の全体的なサイズおよび密度を決定する。当然ながら、集積回路作製時の目標の１つは、元の回路設計を（マスクを介して）ウェーハ上に忠実に再現することである。
【０００６】
[0006]  わかるように、マイクロリソグラフィは、半導体集積回路の製造における中心的な工程であり、半導体ウェーハ基板上に形成されるパターンが、マイクロプロセッサ、メモリチップなど、半導体デバイスの機能素子を画定する。同様のリソグラフィ技法が、フラットパネルディスプレイ、微小電気機械システム（MEMS）、および他のデバイスを形成する際にも使用される。
【０００７】
[0007]  半導体製造プロセスが引き続き進歩するにつれて、回路素子の寸法は、絶えず縮小されており、一方、デバイスあたりのトランジスタなど機能素子の量は、一般に「ムーアの法則」と呼ばれる傾向に従って、数十年にわたって一定に増大してきた。現況技術では、最先端デバイスの重要な層は、遠紫外レーザ光源からの照明を使用してマスク像を基板上に投影し、１００ｎｍを優に下回る、すなわち投影光の半波長未満の寸法を有する個々の回路フィーチャを作成する、スキャナとして知られる光学リソグラフィ投影システムを使用して製造される。
【０００８】
[0008]  光学投影システムの従来の解像限界より小さい寸法を有するフィーチャがプリントされるこのプロセスは、解像度公式ＣＤ＝ｋ１×λ／ＮＡに従って一般に低ｋ１リソグラフィとして知られており、この式で、λは、使用される放射の波長（現在、大抵の場合において２４８ｎｍまたは１９３ｎｍ）であり、ＮＡは、投影光学系の開口数であり、ＣＤはクリティカルディメンション−一般に、プリントされる最小のフィーチャサイズ−であり、ｋ１は、実験による解像度係数である。一般に、ｋ１が小さくなるほど、特定の電気的な機能および性能を達成するために回路設計者によって計画された形状および寸法に似ているウェーハ上のパターンを生成することが困難になる。これらの難点を克服するために、洗練された微調整工程が、投影システムならびにマスク設計に適用される。たとえば、これらの工程は、それだけには限らないが、ＮＡおよび光コヒーレンスの最適化、特別条件の照明方式、位相シフトマスクの使用、マスクレイアウトにおける光近接補正、または一般に「解像度向上技術（RET）」として定義される他の方法を含む。
【０００９】
[0009]  １つの重要な例として、光近接補正（OPC、「光学およびプロセス補正（optical and process correction）」とも呼ばれることがある）は、ウェーハ上のプリント後フィーチャの最終的なサイズおよび配置が、単純にマスク上の対応するフィーチャのサイズおよび配置の関数にならないことに対処する。「マスク」および「レチクル」という用語は、本明細書では交換可能に使用されることに留意されたい。典型的な回路設計に存在する小さなフィーチャサイズおよび高いフィーチャ密度の場合、所与のフィーチャの特定のエッジの位置は、他の隣接するフィーチャの有無によってある程度影響を受けることになる。これらの近接効果は、微量の光が、あるフィーチャから別のフィーチャに結合することから生じる。同様に、近接効果は、一般にリソグラフィ露光に続く露光後ベーク（PEB）、レジスト現像、およびエッチング中に、拡散および他の化学効果から生じる可能性がある。
【００１０】
[0010]  フィーチャが所与のターゲット回路設計の要件に従って半導体基板上で確実に生成されるようにするためには、洗練された数値モデルを使用して近接効果を予測する必要があり、また補正またはプリディストーションをマスクの設計に適用する必要があり、その後で高性能デバイスを成功裏に製造することが可能になる。論文「Ｆｕｌｌ−Ｃｈｉｐ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ−Ｈｏｗ  ＯＰＣ  Ｉｓ  Ｃｈａｎｇｉｎｇ  ＩＣ  Ｄｅｓｉｇｎ」Ｃ．Ｓｐｅｎｃｅ，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．５７５１、１〜１４頁（２００５年）により、現行の「モデルをベースとする」光近接補正プロセスの概要が得られる。典型的な高性能設計では、ターゲット設計に十分に近いプリント後パターンを達成するために、ほとんどあらゆるフィーチャエッジが何らかの修正を必要とする。これらの修正は、エッジ位置またはライン幅をシフトまたは偏倚させること、ならびにそれら自体をプリントすることは意図されていないが関連主要フィーチャの特性に影響を及ぼすことになる「アシスト」フィーチャを加えることを含むことができる。
【００１１】
[0011]  一般に数百万個のフィーチャがチップ設計に存在することを考えると、モデルをベースとするＯＰＣをターゲット設計に適用することには、良好なプロセスモデルと、かなりの計算リソースが必要とされる。しかし、ＯＰＣを適用することは、概して「厳正科学」ではなく、レイアウト上の考えられる弱点すべてを常に解決するわけではない、実験による反復プロセスである。したがって、ＯＰＣ後設計、すなわちＯＰＣおよび任意の他の解像度向上技術（RET）によるあらゆるパターン修正の適用後のマスクレイアウトは、設計欠陥がマスクセットの製造に組み込まれる可能性を最小限に抑えるために、設計検査、すなわち較正された数値プロセスモデルを使用する集中的なフルチップシミュレーションによって検証することを必要とする。これは、数百万ドル範囲に入る高性能マスクセットを作製する莫大なコストによって、また実際のマスクが製造された後でそれらを再加工または修正することによるターンアラウンド時間に対する影響によって余儀なくされている。
【００１２】
[0012]  ＯＰＣおよびフルチップＲＥＴ検証は、たとえば、米国特許第７，００３，７５８号、およびＹ．Ｃａｏらによる「Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｈａｒｄｗａｒｅ  ａｎｄ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｆｏｒ  Ｆａｓｔ，Ｆｕｌｌ  Ｃｈｉｐ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ」Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．５７５４，４０５（２００５年）という名称の論文に記載されている数値モデル化システムおよび方法に基づくものとすることができる。
【００１３】
[0013]  結像結果を最適化しようとして前述のマスク調整（たとえば、OPC）を実施することに加えて、全体的なリソグラフィ忠実度を改善しようとする取り組みにおいて、結像プロセスで使用される照明方式をも、マスク最適化と共に、または別々に最適化することができる。１９９０年代以来、環状、４極（quadrupole）、２極（dipole）など多数の軸外し光源が導入され、ＯＰＣ設計により多くの自由をもたらしており、それにより結像結果を改善している。知られているように、軸外し照明は、マスクに含まれる細かい構造（すなわち、ターゲットフィーチャ）を解像するための証明済みの方法である。しかし、従来のイルミネータに比べると、軸外しイルミネータは、通常、空間像（AI）にとって光の強度が小さい。したがって、より細かい解像度と低下した光の強度との間で最適なバランスを達成するようにイルミネータを最適化しようとすることが必要になる。
【００１４】
[0014]  多数の従来技術の照明最適化手法が知られている。たとえば、Ｒｏｓｅｎｂｌｕｔｈらによる「Ｏｐｔｉｍｕｍ  Ｍａｓｋ  ａｎｄ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｔｏ  Ｐｒｉｎｔ  Ａ  Ｇｉｖｅｎ  Ｓｈａｐｅ」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ１（１）、１３〜２０頁（２００２年）という名称の論文では、光源がいくつかの領域に区分され、それらの領域のそれぞれが瞳スペクトルのある領域に対応する。次いで、光源分布が各光源領域内で均一であると仮定され、各領域の明るさが、プロセスウィンドウに合わせて最適化される。しかし、光源分布が各光源領域内で均一であるという仮定は常に有効であるわけではなく、その結果、この手法の有効性には問題がある。Ｇｒａｎｉｋによる「Ｓｏｕｒｃｅ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ  ａｎｄ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ３（４）、５０９〜５２２頁（２００４年）という名称の論文に記載されている別の例では、いくつかの既存の光源最適化手法が概観され、光源最適化問題を一連の非負の最小二乗最適化に変換する、イルミネータピクセルに基づく方法が提案されている。これらの方法は、ある成果を示しているが、一般に、収束するために複数の複雑な反復を必要とする。さらに、ウェーハ像忠実度のために光源を最適化することと光源の滑らかさ要件との兼ね合いが決まるＧｒａｎｉｋの方法のγなど、いくつかの特別なパラメータのための適切な／最適な値を決定することが困難となり得る。
【００１５】
[0015]  低ｋ１リソグラフィの場合、重要なパターンをプリントするための実行可能なプロセスウィンドウを確保するために、光源とマスクを共に最適化すること（すなわち、光源およびマスク最適化またはＳＭＯ）が必要とされる。既存のアルゴリズム（たとえば、Sochaら、Proc. SPIE vol. 5853、2005年、180頁）は、概して、照明を独立の光源点に、またマスクを空間周波数領域内の回折次数に離散化し、光学イメージングモデルによって光源点強度およびマスク回折次数から予測することができる露光ラチチュードなどプロセスウィンドウ測定基準に基づいて、コスト関数を別々に定式化する。次いで、標準的な最適化技法を使用し、目的関数を最小化する。
【００１６】
[0016]  そのような従来のＳＭＯ技法は、特に複雑な設計にとって計算コストがかかる。したがって、一般に、光源最適化は、メモリ設計（フラッシュ、DRAM、SRAM）など単純な繰り返し設計に実施することが実際的であるにすぎない。一方、フルチップは、ロジックおよびゲートなど、他のより複雑な設計を含む。その結果、ＳＭＯ光源最適化はいくつかの設計の限られた小さな領域に基づくものにすぎないため、ＳＭＯプロセスに含まれていない設計に対して光源が十分に機能することを保証することが困難である。したがって、フルチップ内の複雑な設計レイアウトすべてを表す設計の複数のクリップに対して、実際的な実行時間量内で光源を最適化することができる技法が依然として求められている。
【発明の概要】
【００１７】
[0017]  本発明は、リソグラフィ装置およびプロセスに関し、より詳細には、リソグラフィ装置およびプロセスで使用するために照明源およびマスクを最適化するためのツールに関する。いくつかの態様によれば、本発明は、フルチップパターンのカバーを可能にし、一方、光源およびマスク最適化で使用しようとするクリップの完全な集合から重要な設計パターンの小さな集合をインテリジェントに選択することによって、計算コストを低減する。最適化は、最適化された光源を得るために、これらの選択されたパターンに対してのみ実施される。次いで、最適化された光源を使用し、（たとえばＯＰＣおよび製造可能性検証を使用して）フルチップに合わせてマスクを最適化し、プロセスウィンドウ性能結果が比較される。結果が従来のフルチップＳＭＯに匹敵する場合、プロセスが終了し、そうでない場合には、繰り返して好結果に収束するように、様々な方法が提供されている。
【００１８】
[0018]  これらおよび他の態様を促進するために、設計の一部分をウェーハ上に結像するためにリソグラフィプロセスを最適化する方法が、設計からクリップの完全な集合を識別する工程と、クリップの完全な集合からクリップの部分集合を選択する工程と、クリップの選択された部分集合を結像するためにリソグラフィプロセスに合わせて照明源を最適化する工程と、クリップの完全な集合を最適化しリソグラフィプロセスにおいて結像させるために、最適化された照明源を使用する工程とを含む。
【００１９】
[0019]  上記および他の態様をさらに促進するために、この方法の選択する工程は、クリップの完全な集合のそれぞれについて回折次数分布を計算する工程と、計算された回折次数分布に基づいて、クリップの完全な集合を複数のグループにグループ化する工程と、グループのそれぞれから、１つまたは複数の代表クリップを部分集合として選択する工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
[0020]  次に、本発明の実施形態について、対応する符号が対応する部分を示す添付の概略図面を参照して、例としてのみ述べる。
【００２１】
【図１】[0021]典型的なリソグラフィ投影システムを示す例示的なブロック図である。
【図２】[0022]リソグラフィシミュレーションモデルの機能モジュールを示す例示的なブロック図である。
【図３】[0023]本発明の実施形態による例示的なＳＭＯプロセスを示す流れ図である。
【図４】[0024]本発明によるＳＭＯプロセスの一実施形態に含めることができる例示的なパターン選択方法を示す流れ図である。
【図５】[0025]本発明によるＳＭＯプロセスの他の実施形態に含めることができる例示的なパターン選択方法を示す流れ図である。
【図６】[0026]本発明によるＳＭＯプロセスの他の実施形態に含めることができる例示的なパターン選択方法を示す流れ図である。
【図７】[0027]本発明によるＳＭＯプロセスの他の実施形態に含めることができる例示的なパターン選択方法を示す流れ図である。
【図８】[0028]本発明によるＳＭＯプロセスの他の実施形態に含めることができる例示的なパターン選択方法を示す流れ図である。
【図９Ａ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｂ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｃ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｄ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｅ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｆ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｇ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｈ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｉ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｊ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｋ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｌ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｍ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｎ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図９Ｐ】[0029]図８の方法に従って選択されたクリップの例示的な回折次数分布の図である。
【図１０】[0030]本発明による様々なパターン選択方法に関するプロセスウィンドウ性能を比較するグラフである。
【図１１】[0031]本発明による様々なパターン選択方法に関する処理実行時間性能を比較するチャートである。
【図１２】[0032]本発明のシミュレーション方法を実施するのを助けることができるコンピュータシステムを示すブロック図である。
【図１３】[0033]本発明の方法と共に使用するのに適したリソグラフィ投影装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
[0034]  次に、本発明の例示的な例として当業者が本発明を実施することができるように提供されている図面を参照して、本発明について詳細に述べる。特に、以下の図および例は、本発明の範囲を単一の実施形態に限定するものではなく、記載されている、または示されている要素の一部またはすべてを交換することによって、他の実施形態が可能である。さらに、本発明のある要素を、既知のコンポーネントを使用して部分的に、または完全に実施することができる場合、本発明を理解するために必要な既知のコンポーネントのそれらの部分についてのみ述べ、そのような既知のコンポーネントの他の部分の詳細な説明は、本発明を不明瞭にしないように省略する。ソフトウェアで実装されるものとして述べられている実施形態は、それに限定すべきではなく、当業者には明らかとなるように、本明細書に特段の指定がない限り、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアの組合せで実施される実施形態を含むことができ、逆も同様である。本明細書では、単数のコンポーネントを示す実施形態は、限定するものと考えるべきではなく、本明細書に特段明示的に述べられていない限り、本発明は、複数の同じコンポーネントを含む他の実施形態を包含するものとし、逆も同様である。さらに、そのようなものとして明示的に述べられていない限り、出願人らは、本明細書または特許請求の範囲内のどの用語も、普通でない、または特別な意味をもつとみなされることを意図していない。さらに、本発明は、本明細書で例示のために参照されている既知のコンポーネントに対する現在および将来の既知の均等物を包含する。
【００２３】
[0035]  本文中では、ＩＣの製造における本発明の使用を特に参照することがあるが、本発明には、多数の他の可能な応用分野があることを理解されたい。たとえば、本発明は、本明細書に記載されているリソグラフィ装置には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイドおよび検出パターン、液晶ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドなどの製造で使用することができる。そのような代替の応用分野の文脈において、本文中で「レチクル」「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用することがあればそれは、それぞれより一般的な用語である「マスク」「基板」および「ターゲット部分」によって置き換えられるとみなすべきであることを、当業者なら理解するであろう。
【００２４】
[0036]  本書では、「放射」および「ビーム」という用語を使用し、（たとえば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）紫外放射、およびＥＵＶ（たとえば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する極端紫外放射）を含めて、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。
【００２５】
[0037]  本文中で使用されるマスクという用語は、基板のターゲット部分内に生み出そうとするパターンに対応するパターン付き断面を入来放射ビームに与えるために使用することができる一般のパターニング手段を指すものと広く解釈することができ、「ライトバルブ」という用語もまたこの文脈で使用することができる。従来のマスク（透過型または反射型、バイナリ、位相シフト、ハイブリッドなど）に加えて、そのような他のパターニング手段の例には以下が含まれる。すなわち、
・プログラマブルミラーアレイ。そのようなデバイスの例は、粘弾性制御層および反射表面を有するマトリクスアドレス可能な表面である。そのような装置の裏にある基本原理は、（たとえば）アドレスされた反射表面の領域が入射光を回折光として反射し、一方、アドレスされなかった領域は、入射光を非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用して、前記非回折光を反射ビームから除去し、後に回折光だけを残すことができ、このようにして、このビームは、マトリクスアドレス可能な表面のアドレッシングパターンに従ってパターン付けされたものになる。必要とされるマトリクスアドレッシングは、好適な電子手段を使用して実施することができる。そのようなミラーアレイに関するより多くの情報は、たとえば、参照により本明細書に組み込む米国特許第５，２９６，８９１号および第５，５２３，１９３号から収集することができる。
[0038]  ・プログラマブルＬＣＤアレイ。そのような構造の例が、参照により本明細書に組み込む米国特許第５，２２９，８７２号に与えられている。
【００２６】
[0039]  本発明について論じる前に、全体的なシミュレーションおよびイメージングプロセスに関して簡単に論じる。図１は、例示的なリソグラフィ投影システム１０を示す。主要コンポーネントは、遠紫外エキシマレーザ源とすることができる光源１２と、部分コヒーレンス（シグマとして示される）を規定し、光源成形光学系１４、１６ａ、１６ｂを含むことができる照明光学系と、マスクまたはレチクル１８と、レチクルパターンの像をウェーハ平面２２上に生成する投影光学系１６ｃとである。瞳面にある調整可能なフィルタまたはアパーチャ２０は、ウェーハ平面２２に入射するビーム角度の範囲を制限することができ、最大可能な角度が投影光学系の開口数ＮＡ＝ｓｉｎ（Θｍａｘ）を規定する。
【００２７】
[0040]  リソグラフィシミュレーションシステムでは、これらの主要システムコンポーネントについて、たとえば図２に示されているように、別個の機能モジュールによって述べることができる。図２を参照すると、これらの機能モジュールは、ターゲット設計を定義する設計レイアウトモジュール２６と、結像プロセスで使用すべきマスクを定義するマスクレイアウトモジュール２８と、シミュレーションプロセス中に使用すべきマスクレイアウトのモデルを定義するマスクモデルモジュール３０と、リソグラフィシステムの光学コンポーネントの性能を定義する光学モデルモジュール３２と、所与のプロセス内で使用されるレジストの性能を定義するレジストモデルモジュール３４とを含む。知られているように、シミュレーションプロセスの結果により、たとえば、結果モジュール３６内に、予測された輪郭およびＣＤが生成される。
【００２８】
[0041]  より具体的には、照明および投影光学系の特性は、それだけには限らないがＮＡ−シグマ（σ）設定ならびに任意の特定の照明源形状（たとえば、環状、４極（quadrupole）、２極（dipole）など軸外し光源）を含む光学モデル３２内で収集されることに留意されたい。基板上にコートされたフォトレジスト層の光学特性−すなわち、屈折率、膜厚、伝搬（propagation）および偏光効果−をも、光学モデル３２の一部として収集することができる。マスクモデル３０は、レチクルの設計フィーチャを収集し、また、たとえば、米国特許第７，５８７，７０４号に記載されているように、マスクの詳細な物理特性を表すものを含むことができる。最後に、レジストモデル３４は、たとえば基板ウェーハ上に形成されるレジストフィーチャの輪郭を予測するために、レジスト露光、ＰＥＢ、および現像中に発生する化学プロセスの効果について説明する。シミュレーションの目的は、たとえばエッジ配置およびＣＤを正確に予測することであり、次いでそれをターゲット設計に照らして比較することができる。ターゲット設計は、一般にＯＰＣ前マスクレイアウトとして定義され、ＧＤＳＩＩまたはＯＡＳＩＳなど、標準化されたデジタルファイルフォーマットで提供されることになる。
【００２９】
[0042]  典型的な高性能設計では、ターゲット設計に十分に近いプリント後パターンを達成するために、ほとんどあらゆるフィーチャエッジが何らかの修正を必要とする。これらの修正は、エッジ位置またはライン幅をシフトまたは偏倚させること、ならびにそれら自体をプリントすることは意図されていないが関連主要フィーチャの特性に影響を及ぼすことになる「アシスト」フィーチャを加えることを含むことができる。さらに、照明源に適用される最適化技法は、異なるエッジおよびフィーチャに対して異なる効果を有する可能性がある。正面源の最適化は、光源照明を光の選択されたパターンに制限するための瞳の使用を含むことができる。本発明は、光源構成およびマスク構成に共に適用することができる最適化方法を提供する。
【００３０】
[0043]  一般に、本発明の実施形態による光源およびマスク最適化（SMO）を実施する方法は、フルチップパターンのカバーを可能にし、一方、ＳＭＯで使用しようとするクリップの完全な集合から重要な設計パターンの小さな集合をインテリジェントに選択することによって、計算コストを低減する。ＳＭＯは、最適化された光源を得るために、これらの選択されたパターンに対してのみ実施される。次いで、最適化された光源を使用し、（たとえばＯＰＣおよびＬＭＣを使用して）フルチップに合わせてマスクを最適化し、結果が比較される。結果が従来のフルチップＳＭＯに匹敵する場合、プロセスが終了し、そうでない場合には、繰り返して好結果に収束するように、様々な方法が提供されている。
【００３１】
[0044]  本発明の実施形態による１つの例示的なＳＭＯ法について、図３の流れ図に関連して述べる。
【００３２】
[0045]  リソグラフィプロセスを最適化しようとするターゲット設計３００（一般に、ＯＡＳＩＳ、ＧＤＳＩＩなど標準的なデジタルフォーマットのレイアウトを含む）は、メモリ、テストパターン、およびロジックを含む。この設計から、設計３００内の複雑なパターンすべてを表すクリップの完全な集合３０２が抽出される（典型的には約５０〜１０００個のクリップ）。当業者には理解されるように、これらのクリップは、特定の注意および／または検証が必要とされる設計の小さな部分（すなわち、回路、セル、またはパターン）を表す。
【００３３】
[0046]  全体的に３０４で示されているように、クリップの小さな部分集合３０６（たとえば約１５〜５０個のクリップ）が完全な集合３０２から選択される。下記でより詳細に述べるように、クリップの選択は、選択されたパターンのプロセスウィンドウが重要なパターンの完全な集合のためのプロセスウィンドウにできる限り密接に合致するように実施されることが好ましい。また、選択の有効性は、総合的なターン実行時間（パターン選択およびＳＭＯ）の削減によって測定される。
【００３４】
[0047]  ３０８では、選択されたパターン（１５〜５０個のパターン）を用いてＳＭＯが実施される。具体的には、選択されたパターン３０６に合わせて照明源が最適化される。この最適化は、多種多様な既知の方法のいずれか、たとえば米国特許出願第２００４／０２６５７０７号に記載されているものを使用して実施することができ、この特許出願の内容を参照により本明細書に組み込む。
【００３５】
[0048]  ３１０では、選択されたパターン３０６の製造可能性検証が、３０８で得られた光源を用いて実施される。より具体的には、検証は、選択されたパターン３０６および最適化された光源の空間像シミュレーションを実施すること、およびこれらのパターンが十分に広いプロセスウィンドウ全体にわたってプリントされることになることを検証することを含む。この検証は、多種多様な既知の方法のいずれか、たとえば米国特許第７，３４２，６４６号に記載されているものを使用して実施することができ、この特許出願の内容を参照により本明細書に組み込む。
【００３６】
[0049]  ３１０の検証が満足のゆくものであると３１２で決定された場合には、処理が３１４のフルチップ最適化に進む。そうでない場合には、処理が３０８に戻り、そこでＳＭＯが再び、しかし異なる光源、またはパターンの集合を用いて実施される。たとえば、検証ツールによって推定されたプロセス性能を、露光ラチチュードおよび焦点深度など、いくつかのプロセスウィンドウパラメータに関する閾値に照らして比較することができる。これらの閾値は、予め決定したものとすることも、ユーザが設定することもできる。
【００３７】
[0050]  ３１６では、選択されたパターンがリソグラフィ性能仕様を満たしていると３１２で決定された後で、最適化された光源３１４が、クリップの完全な集合の最適化に使用されることになる。
【００３８】
[0051]  ３１８では、クリップの完全な集合内のパターンすべてに対する、モデルをベースとするサブ解像度アシストフィーチャ配置（MB-SRAF）および光近接補正（OPC）が実施される。このプロセスは、多種多様な既知の方法のいずれか、たとえば米国特許第５，６６３，８９３号、第５，８２１，０１４号、第６，５４１，１６７号、および第６，６７０，０８１号に記載されているものを使用して実施することができる。
【００３９】
[0052]  ３２０では、工程３１０と同様のプロセスを使用して、フルパターンシミュレーションをベースとする製造可能性検証が、最適化された光源３１４、および３１８で修正されたクリップの完全な集合３１６を用いて実施される。
【００４０】
[0053]  ３２２では、クリップの完全な集合３１６の性能（たとえば、露光ラチチュードおよび焦点深度などプロセスウィンドウパラメータ）が、クリップの部分集合３０６に照らして比較される。一実施形態では、同様の（１０％未満）リソグラフィ性能が、選択されたパターン（１５〜２０）３０６およびすべての重要なパターン（５０〜１０００）３１６について得られたとき、パターン選択が完了しているとみなされ、かつ／または光源がフルチップに対して完全に適格とされる。
【００４１】
[0054]  そうでない場合には、３２４においてホットスポットが抽出され、３２６で、これらのホットスポットが部分集合３０６に追加され、プロセスがやり直される。たとえば、検証３２０中に識別されたホットスポット（すなわち、プロセスウィンドウ性能を制限するクリップの完全な集合３１６の中のフィーチャ）を使用し、さらに光源を調整する、またはＳＭＯを再実行する。クリップの完全な集合３１６のプロセスウィンドウが、最後の実行と３２２の最後の実行前の実行との間で同じであるとき、光源が完全に収束しているとみなされる。
【００４２】
[0055]  複数のパターン選択方法が、３０４で使用するために開発されており、いくつかの非限定的な例について下記で詳述する。
【００４３】
[0056]  第１の実施形態では、ターゲット設計内のＳＲＡＭパターンに合わせて光源が最適化され、次いで、クリップの完全な集合の中のホットスポットが識別され、ＳＭＯ用のパターンの部分集合として選択される。
【００４４】
[0057]  たとえば、図４に示されているように、この実施形態によるパターン選択は、Ｓ４０２で、ターゲット設計３００からＳＲＡＭパターン、たとえば２つのＳＲＡＭパターンを選択することによって始まる。
【００４５】
[0058]  工程Ｓ４０４では、これらの２つのパターンを使用して、これらのＳＲＡＭパターンのための最適化された光源を得るために、３０８で実施されたものなど、光源最適化が実施される。
【００４６】
[0059]  工程Ｓ４０６では、Ｓ４０４からの最適化された光源を使用して、クリップの完全な集合３０２に対してＯＰＣが実施される。この工程で実施されるＯＰＣプロセスは、図３の３１８に関連して上述したものと同様とすることができる。
【００４７】
[0060]  工程Ｓ４０８では、Ｓ４０６で調整されたクリップの前記完全な集合３０２について製造可能性検証が実施される。この検証は、図３の３２０に関連して上述したものと同様に実施することができる。
【００４８】
[0061]  製造可能性検証の結果から、Ｓ４１０で、最も悪い性能を有するクリップが選択される。たとえば、Ｓ４１０は、製造可能性検証の結果から、ＳＲＡＭに最適化された光源のためのプロセスウィンドウに対して最も大きい制限効果を有する５〜１５個のクリップを識別することを含む。
【００４９】
[0062]  次いで、これらのＳＲＡＭパターンおよびホットスポットが、図３の例示的なフルチップＳＭＯフローにおける部分集合３０６として使用される。
【００５０】
[0063]  次の実施形態では、元の光源およびモデルを用いて、クリップの完全な集合からホットスポットが識別され、それらがＳＭＯ用のパターンの部分集合として選択される。
【００５１】
[0064]  たとえば、図５に示されているように、この実施形態によるパターン選択は、Ｓ５０２で、リソグラフィプロセスのための元の光源およびモデルを識別することによって始まる。たとえば、環状照明源が初期光源として使用される。モデルは、計算機リソグラフィおよび空間像シミュレーションで使用されるリソグラフィプロセスの任意のモデルとすることができ、たとえば米国特許第７，３４２，６４６号に記載されている相互透過係数（TCC）を含むことができる。
【００５２】
[0065]  工程Ｓ５０４では、この光源およびモデルならびにクリップの完全な集合３０２を使用して製造可能性検証が実施される。検証処理は、図３の３１０に関連して上述したものと同様とすることができる。
【００５３】
[0066]  工程Ｓ５０６では、検証結果を使用して、クリップの完全な集合３０２のそれぞれについて、シビアリティスコアを計算し、ホットスポットを識別する。１つの非限定的な例では、シビアリティスコアは、以下のように計算される。
スコア＝正規化（＋ＥＰＥ）＋正規化（−ＥＰＥ）＋２＊正規化ＭＥＥＦ
上式で、ＥＰＥはエッジ配置誤差であり、ＭＥＥＦは、マスク誤差増大係数である。
【００５４】
[0067]  工程Ｓ５０８では、最も高いスコアを有するクリップがホットスポットとして識別される。たとえば、Ｓ５０８は、上記で計算された最も高いシビアリティスコアを有する５〜１５個のクリップを識別することを含む。
【００５５】
[0068]  次いで、これらのクリップが、図３の例示的なフルチップＳＭＯフローにおける部分集合３０６として使用される。諸実施形態では、ターゲット設計３００からの２つのＳＲＡＭパターンもまた、部分集合３０６に含まれる。
【００５６】
[0069]  次の実施形態では、クリップの完全な集合３０２に対して解析が実施され、最良のフィーチャおよびピッチ適用範囲をもたらすクリップが、ＳＭＯ用のパターンの部分集合として選択される。
【００５７】
[0070]  たとえば、図６に示されているように、この実施形態によるパターン選択は、Ｓ６０２で、クリップをフィーチャタイプに従ってグループ化することによって始まる。たとえば、クリップは、回路パターンのタイプ（たとえば、ゲートまたはロジック）によって、または向きもしくは複雑さなどによってグループ化することができる。
【００５８】
[0071]  工程Ｓ６０４では、各グループ内のクリップがピッチによってさらに分類される。
【００５９】
[0072]  工程Ｓ６０６では、タイプにもピッチにも与えられることになる適用範囲を決定するために、クリップのそれぞれが小さなピッチゾーン内でサンプリングされる。
【００６０】
[0073]  工程Ｓ６０８では、最小のピッチおよび最高のセル密度を有するクリップが、Ｓ６０６での所望の適用範囲をもたらすものの中から選択される。たとえば、Ｓ６０８は、最良の設計適用範囲および最小から最小ピッチの１．５倍までのピッチを有する５〜１５個のクリップを識別することを含む。
【００６１】
[0074]  次いで、これらのクリップが、図３の例示的なフルチップＳＭＯフローにおける部分集合３０６として使用される。諸実施形態では、ターゲット設計３００からの２つのＳＲＡＭパターンもまた、部分集合３０６に含まれる。
【００６２】
[0075]  次の実施形態では、クリップの完全な集合に対して解析が実施され、プロセスの元のモデルに従っていくつかのプロセスパラメータに対する最も高い感受性を有するクリップが、ＳＭＯ用のパターンの部分集合として選択される。
【００６３】
[0076]  たとえば、図７に示されているように、この実施形態によるパターン選択は、Ｓ７０２で、リソグラフィプロセスのための元のモデルを識別することによって始まる。Ｓ５０２と同様に、モデルは、計算機リソグラフィおよび空間像シミュレーションで使用されるリソグラフィプロセスの任意のモデルとすることができ、たとえば米国特許第７，３４２，６４６号に記載されている相互透過係数（TCC）を含むことができる。
【００６４】
[0077]  Ｓ７０４では、クリップの完全な集合３０２のそれぞれの中央に位置するパターン内にカットラインが配置される。
【００６５】
[0078]  工程Ｓ７０６では、クリップのそれぞれについて、元のモデルを使用して、プロセスパラメータ感度が計算される。たとえば、プロセスパラメータは、線量および焦点とすることができ、感受性は、Ｓ７０２で識別されたリソグラフィプロセスシミュレーションモデルを使用して、空間像シミュレーションを実行することによって計算することができる。次いで、様々なプロセス条件の持続時間中のカットラインのところでのクリップの挙動を解析し、それらの感受性を決定する。
【００６６】
[0079]  工程Ｓ７０８では、プロセスパラメータ変動に対する最も高い感受性を有するクリップが選択される。たとえば、Ｓ７０８は、線量および焦点の変化に対して最も高い感受性を有する５〜１５個のクリップを識別することを含む。
【００６７】
[0080]  次いで、これらのクリップが、図３の例示的なフルチップＳＭＯフローにおける部分集合３０６として使用される。諸実施形態では、ターゲット設計３００からの２つのＳＲＡＭパターンもまた、部分集合３０６に含まれる。
【００６８】
[0081]  次の実施形態では、クリップの完全な集合に対して解析が実施され、最良の回折次数分布をもたらすクリップが、ＳＭＯ用のパターンの部分集合として選択される。パターンの回折次数は当業者に知られており、たとえば、米国特許出願第２００４／０２６５７０７号に記載されているように決定することができる。
【００６９】
[0082]  たとえば、図８に示されているように、この実施形態によるパターン選択は、Ｓ８０２で、クリップの完全な集合３０２のそれぞれについて回折次数挙動を計算することによって始まる。多数の可能な方法、たとえば米国特許出願第２００４／０２６５７０７号を使用して、回折次数挙動を計算することができる。
【００７０】
[0083]  工程Ｓ８０４では、クリップの完全な集合の、計算された回折次数同士が比較され、工程Ｓ８０６で、それらの回折次数分布に従ってクリップがグループ化される。たとえば、クリップのそれぞれの間の幾何学的相関を計算することができ、分類方法を実施し、最も似ているクリップを共にグループ化することができる。
【００７１】
[0084]  工程Ｓ８０８では、グループのそれぞれからの１つのクリップが選択される。たとえば、Ｓ８０６は、５〜１５個のクリップのグループを形成することを含み、１つのクリップが各グループからランダムに選択される。図９は、完全なクリップの集合から計算された１５個の個々のクリップに関する例示的な回折次数分布９０２を示す。
【００７２】
[0085]  次いで、これらのクリップが、図３の例示的なフルチップＳＭＯフローにおける部分集合３０６として使用される。諸実施形態では、ターゲット設計３００からの２つのＳＲＡＭパターンもまた、部分集合３０６に含まれる。
【００７３】
[0086]  図８に関連して述べた回折次数をベースとするパターン選択方法の、他の方法に対するいくつかの利点は、開始条件が必要とされず（たとえば、開始照明源）、レジストモデルが必要とされず、モデルが必要とされないことである。ターゲットパターンを必要とするだけであり、その結果、プロセスに依存しない。
【００７４】
[0087]  図１０は、上述の様々なパターン選択方法に関するプロセスウィンドウ性能を、従来のフルチップＳＭＯ法に対して比較するグラフである。わかるように、すべての方法が元のプロセスウィンドウに対して改善しており、回折次数法は、フルチップＳＭＯに最も近い性能をもたらしている。
【００７５】
[0088]  図１１は、上述の様々なパターン選択方法に関する処理実行時間性能を、従来のフルチップＳＭＯ法に対して比較するチャートである。わかるように、すべての方法が従来の実行時間に対して改善しており、回折次数法は、最も大きな改善をもたらしている。
【００７６】
[0089]  図１２は、本明細書で開示されている最適化方法およびフローを実施するのを助けることができるコンピュータシステム１００を示すブロック図である。コンピュータシステム１００は、情報を通信するためのバス１０２または他の通信機構と、情報を処理するためにバス１０２と結合されたプロセッサ１０４とを含む。また、コンピュータシステム１００は、情報およびプロセッサ１０４によって実行しようとする命令を記憶するための、バス１０２に結合された、ランダムアクセスメモリ（RAM）または他の動的記憶デバイスなどメインメモリ１０６を含む。メインメモリ１０６はまた、プロセッサ１０４によって実行しようとする命令の実行中に、一時的な変数または他の中間情報を記憶するために使用することができる。コンピュータシステム１００は、静的情報およびプロセッサ１０４用の命令を記憶するための、バス１０２に結合された読取り専用メモリ（ROM）１０８または他の静的記憶デバイスをさらに含む。磁気ディスクまたは光ディスクなど記憶デバイス１１０が、情報および命令を記憶するために設けられ、バス１０２に結合される。
【００７７】
[0090]  コンピュータシステム１００は、情報をコンピュータユーザに対して表示するために、バス１０２を介して、陰極線管（CRT）ディスプレイまたはフラットパネルディスプレイまたはタッチパネルディスプレイなどディスプレイ１１２に結合されてもよい。英数字および他のキーを含む入力デバイス１１４が、情報およびコマンド選択をプロセッサ１０４に伝えるために、バス１０２に結合される。他のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ１０４に伝えるための、またディスプレイ１１２上のカーソル移動を制御するための、マウス、トラックボール、またはカーソル方向キーなどカーソルコントロール１１６である。この入力デバイスは、典型的には、２つの軸、すなわち第１の軸（たとえばｘ）および第２の軸（たとえばｙ）で２自由度を有し、それによりそのデバイスが平面内の位置を指定することが可能になる。タッチパネル（スクリーン）ディスプレイもまた入力デバイスとして使用することができる。
【００７８】
[0091]  本発明の一実施形態によれば、プロセッサ１０４がメインメモリ１０６内に含まれる１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを実行したことに応答して、最適化プロセスの一部分をコンピュータシステム１００によって実施することができる。そのような命令は、記憶デバイス１１０など別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ１０６に読み込むことができる。メインメモリ１０６内に含まれる命令のシーケンスを実行することにより、プロセッサ１０４が本明細書に記載されているプロセス工程を実施する。多重処理構成にある１つまたは複数のプロセッサをも、メインメモリ１０６内に含まれる命令のシーケンスを実行するために使用することができる。代替の実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、またはソフトウェア命令と組み合わせてハードワイヤード回路を使用し、本発明を実施することができる。したがって、本発明の実施形態は、ハードウェア回路とソフトウェアのどの特定の組合せにも限定されない。
【００７９】
[0092]  本明細書では、「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行するために命令をプロセッサ１０４に提供することに関与する任意の媒体を指す。そのような媒体は、それだけには限らないが不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含めて、多数の形態をとることができる。不揮発性媒体は、たとえば記憶デバイス１１０など光ディスクまたは磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１０６など動的メモリを含む。伝送媒体は、バス１０２を含むワイヤを含めて、同軸ケーブル、導線、および光ファイバを含む。また、伝送媒体は、無線周波数（RF）データ通信および赤外線（IR）データ通信中に生成されるものなど、音波または光波の形態をとることができる。コンピュータ可読媒体の共通形態は、たとえば、フロッピディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有する任意の他の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、以下で述べる搬送波、またはコンピュータが読み取ることができる任意の他の媒体を含む。
【００８０】
[0093]  様々な形態のコンピュータ可読媒体が、実行するために１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスをプロセッサ１０４に搬送することに関与することができる。たとえば、命令は、最初に遠隔コンピュータの磁気ディスク上に担持されていてもよい。遠隔コンピュータは、命令をその動的メモリにロードし、モデムを使用して、電話回線を介して命令を送ることができる。コンピュータシステム１００のローカルのモデムが、電話回線上のデータを受信し、赤外線送信機を使用し、データを赤外線信号に変換することができる。バス１０２に結合された赤外線検出器が、赤外線信号内に担持されたデータを受信し、バス１０２上にデータを置くことができる。バス１０２は、データをメインメモリ１０６に搬送し、そこからプロセッサ１０４が命令を取り出し、実行する。メインメモリ１０６によって受信された命令は、任意選択で、プロセッサ１０４による実行の前または後に記憶デバイス１１０上で記憶することができる。
【００８１】
[0094]  また、コンピュータシステム１００は、バス１０２に結合された通信インターフェース１１８を含むことが好ましい。通信インターフェース１１８は、ローカルネットワーク１２２に接続されているネットワークリンク１２０に結合する双方向通信を提供する。たとえば、通信インターフェース１１８を総合サービスデジタルネットワーク（ISDN）カードまたはモデムとし、対応するタイプの電話回線に対するデータ通信接続を提供することができる。別の例として、通信インターフェース１１８をローカルエリアネットワーク（LAN）カードとし、互換のＬＡＮに対するデータ通信接続を提供することができる。無線リンクもまた、実装することができる。そのようなどの実装においても、通信インターフェース１１８は、様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを担持する電気信号、電磁信号、または光信号を送受信する。
【００８２】
[0095]  ネットワークリンク１２０は、一般に、１つまたは複数のネットワークを通じて他のデータデバイスに対するデータ通信を提供する。たとえば、ネットワークリンク１２０は、ローカルネットワーク１２２を通じて、ホストコンピュータ１２４に、またはインターネットサービスプロバイダ（ISP）１２６によって運営されるデータ機器に接続することができる。次いでＩＳＰ１２６は、現在、一般に「インターネット」１２８と呼ばれるワールドワイドパケットデータ通信ネットワークを通じてデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１２２およびインターネット１２８は、共にデジタルデータストリームを担持する電気信号、電磁信号、または光信号を使用する。デジタルデータをコンピュータシステム１００に、またコンピュータシステム１００から搬送する、様々なネットワークを通る信号、およびネットワークリンク１２０上の、また通信インターフェース１１８を通る信号は、情報を輸送する搬送波の例示的な形態である。
【００８３】
[0096]  コンピュータシステム１００は、ネットワーク、ネットワークリンク１２０、および通信インターフェース１１８を通じて、メッセージを送り、プログラムコードを含めて、データを受信することができる。インターネットの例では、サーバ１３０は、インターネット１２８、ＩＳＰ１２６、ローカルネットワーク１２２、および通信インターフェース１１８を通じて、アプリケーションプログラムを求める要求コードを送信することができる。本発明によれば、たとえば１つのそのようなダウンロード型アプリケーションが、実施形態の照明最適化を可能にする。受信されたコードは、受信されたときプロセッサ１０４によって実行することができ、かつ／または後で実行するために、記憶デバイス１１０または他の不揮発性記憶装置内で記憶することができる。このようにして、コンピュータシステム１００は、搬送波の形態でアプリケーションコードを得ることができる。
【００８４】
[0097]  図１３は、本発明のプロセスを使用しその照明源を最適化することができる例示的なリソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、以下を備える。すなわち、
−  放射の投影ビームＰＢを供給するための放射システムＥｘ、ＩＬ。この特定の場合には、放射システムは、放射源ＬＡをも備える。
−  マスクＭＡ（たとえば、レチクル）を保持するためのマスクホルダを備え、物品ＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続された第１のオブジェクトテーブル（たとえば、マスクテーブル）ＭＴ。
−  基板Ｗ（たとえば、レジストコートされたシリコンウェーハ）を保持するための基板ホルダを備え、物品ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段に接続された第２のオブジェクトテーブル（たとえば、基板テーブル）ＷＴ。
−  マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの（たとえば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃ上に結像するための投影システム（レンズ）ＰＬ（たとえば、屈折光学系、反射光学系、または反射屈折光学系）。
【００８５】
[0098]  本明細書では、この装置は透過型である（すなわち、透過型マスクを有する）。しかし、一般に、たとえば（反射型マスクを有する）反射型のものとすることもできる。あるいは、この装置は、マスクを使用する代わりに別の種類のパターニング手段を使用することができ、例には、プログラマブルミラーアレイまたはＬＣＤマトリクスが含まれる。
【００８６】
[0099]  放射源ＬＡ（たとえば、水銀ランプまたはエキシマレーザ）は、放射のビームを生成する。このビームは、照明システム（イルミネータ）ＩＬに、直接、またはたとえばビームエキスパンダＥｘなど調節手段を横断した後で供給される。イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭを備えることができる。さらに、イルミネータＩＬは、一般に、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなど、様々な他のコンポーネントを備えることになる。このようにして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面において所望の均一性および強度分布を有する。
【００８７】
[00100]  図１３に関して、放射源ＬＡは、（たとえば、放射源ＬＡが水銀ランプである場合にしばしばそうであるように）リソグラフィ投影装置のハウジング内にあってよいこと、しかしリソグラフィ投影装置から離れており、生成する放射ビームが（たとえば、好適な誘導ミラーを用いて）装置内に導かれてもよいことを理解されたい。この後者のシナリオは、しばしば、放射源ＬＡが（たとえば、ＫｒＦ、ＡｒＦ、またはＦ２レージングに基づく）エキシマレーザである場合である。本発明は、これらのシナリオの少なくとも両方を包含する。
【００８８】
[00101]  その後で、ビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上で保持されているマスクＭＡを横切る。ビームＰＢは、マスクＭＡを横切って、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、ビームＰＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に集束する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）を用いて、たとえば、様々なターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内で位置決めするように、正確に移動することができる。同様に、たとえばマスクＭＡをマスクライブラリから機械的に取り出した後で、またはスキャン中に、第１の位置決め手段を使用し、マスクＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１３には明示的に示されていない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）を用いて実現されることになる。しかし、（ステップアンドスキャンツールではなく）ウェーハステッパの場合には、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータに接続するだけであっても、固定としてもよい。
【００８９】
[00102]  図の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。すなわち、
−  ステップモードでは、マスクテーブルＭＴが本質的に静止したままであり、マスク像全体が一度にターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一の「フラッシュ」）。次いで、基板テーブルＷＴがｘ方向および／またはｙ方向でシフトされ、その結果、異なるターゲット部分ＣをビームＰＢによって照射することができる。
−  スキャンモードでは、所与のターゲット部分Ｃが単一の「フラッシュ」で露光されないことを除いて、本質的に同じシナリオが当てはまる。その代わりに、マスクテーブルＭＴは、投影ビームＰＢをマスク像の上でスキャンさせるように速度ｖで所与の方向（いわゆる「スキャン方向」、たとえばｙ方向）に移動可能であり、同時に、基板テーブルＷＴは、速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向または反対方向に同時に移動され、この式で、ＭはレンズＰＬの倍率である（典型的には、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにして、解像度について妥協する必要なしに、比較的大きなターゲット部分Ｃを露光することができる。
【００９０】
[00103]  本明細書で開示されている概念は、サブ波長フィーチャを結像するための任意の一般的なイメージングシステムをシミュレートする、または数学的にモデル化することができ、サイズがますます短い波長を生成することができる新たなイメージング技術と共に特に有用となり得る。すでに使用されている新たな技術は、ＡｒＦレーザを使用して１９３ｎｍ波長を、さらにはフッ素レーザを使用して１５７ｎｍ波長を生成することができるＥＵＶ（極端紫外）リソグラフィを含む。さらに、ＥＵＶリソグラフィは、２０〜５ｎｍの範囲内の波長を、シンクロトロンを使用することによって、またはこの範囲内で光子を生成するために高エネルギー電子で材料（固体またはプラズマ）を叩くことによって生成することができる。大抵の材料がこの範囲内で吸収性であるため、モリブデンとシリコンの多積層を有する反射ミラーによって照明を生成することができる。この多積層ミラーは、４０層対のモリブデンとシリコンを有し、各層の厚さは、４分の１波長である。Ｘ線リソグラフィを用いてさらに短い波長を生成することができる。典型的には、シンクロトロンを使用し、Ｘ線波長を生成する。ｘ線波長では大抵の材料が吸収性であるため、吸収材料の細片がフィーチャをプリントするところ（ポジレジスト）、またはプリントしないところ（ネガレジスト）を画定する。
【００９１】
[00104]  本明細書で開示されている概念は、シリコンウェーハなど基板上での結像に使用することができるが、開示されている概念は、任意のタイプのリソグラフィイメージングシステム、たとえばシリコンウェーハ以外の基板上での結像に使用されるものと共に使用することができることを理解されたい。
【００９２】
[00105]  上記の説明は例示的なものであり、限定するものではない。したがって、下記で述べる特許請求の範囲から逸脱することなしに、記載されている本発明に修正を加えることができることが、当業者には明らかであろう。
【００９３】
[00106]  本発明について以下の条項を使用してさらに述べることができる。
１．
設計の一部分をウェーハ上に結像するためにリソグラフィプロセスを最適化する方法であって、
前記設計からクリップの完全な集合を識別する工程と、
クリップの前記完全な集合からクリップの部分集合を選択する工程と、
クリップの前記選択された部分集合を結像するために前記リソグラフィプロセスに合わせて照明源を最適化する工程と、
クリップの前記完全な集合を最適化し前記リソグラフィプロセスにおいて結像させるために、前記最適化された照明源を使用する工程と
を含む方法。
２．
前記選択する工程が、
クリップの前記完全な集合のそれぞれについて回折次数分布を計算する工程と、
前記計算された回折次数分布に基づいて、クリップの前記完全な集合を複数のグループにグループ化する工程と、
前記グループのそれぞれから、１つまたは複数の代表クリップを前記部分集合として選択する工程と
を含む、第１条項に記載の方法。
３．
前記選択する工程が、
クリップの前記完全な集合内で１つまたは複数のメモリパターンを識別する工程と、
前記１つまたは複数のメモリパターンに合わせて前記照明源を事前最適化する工程と、
前記事前最適化された照明源を使用し、クリップの前記完全な集合内の潜在的なホットスポットを決定する工程と、
前記決定された潜在的なホットスポットに基づいて前記部分集合を選択する工程と
を含む、第１条項に記載の方法。
４．
前記選択する工程が、
前記リソグラフィプロセスのための元の照明源を識別する工程と、
前記元の照明源を使用し、クリップの前記完全な集合内の潜在的なホットスポットを決定する工程と、
前記決定された潜在的なホットスポットに基づいて前記部分集合を選択する工程と
を含む、第１条項に記載の方法。
５．
前記選択する工程が、
設計タイプによって、クリップの前記完全な集合内のパターンを複数のグループにグループ化する工程と、
ピッチおよびフィーチャタイプによって各グループ内の前記パターンを分類し、各グループ内の最適なパターンを決定する工程と、
各グループ内の前記最適なパターンを前記部分集合として選択する工程と
を含む、第１条項に記載の方法。
６．
前記選択する工程が、
前記リソグラフィプロセスのシミュレーションモデルを識別する工程と、
前記モデルを使用し、クリップの前記完全な集合のそれぞれについてプロセスパラメータ感度を推定する工程と、
前記推定されたプロセスパラメータ感度に基づいて前記部分集合を選択する工程と
を含む、第１条項に記載の方法。
７．
コンピュータによって読み取られたとき、前記コンピュータに、設計の一部分を基板上に結像するためにリソグラフィプロセスを最適化する方法を実行させる命令が記録されたコンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
前記設計の前記一部分からパターンの部分集合を選択する工程と、
パターンの前記選択された部分集合を結像するために前記リソグラフィプロセスに合わせて照明源を最適化する工程と、
前記設計の前記一部分を最適化し前記リソグラフィプロセスにおいて結像させるために、前記最適化された照明源を使用する工程と
を含む、コンピュータ可読媒体。
８．
前記設計の前記一部分がクリップを含み、パターンの部分集合を選択する前記工程が、
前記設計からクリップの完全な集合を識別する工程と、
クリップの前記完全な集合からクリップの部分集合を選択する工程とを含み、
最適化する前記工程が、クリップの前記選択された部分集合を結像するために前記リソグラフィプロセスに合わせて照明源を最適化する工程を含み、
使用する前記工程が、クリップの前記完全な集合を最適化し前記リソグラフィプロセスにおいて結像させるために、前記最適化された照明源を使用する工程を含む、第７条項に記載のコンピュータ可読媒体。
９．
前記選択する工程が、
前記設計の前記一部分内の前記パターンについて回折次数分布を計算する工程と、
前記計算された回折次数分布に基づいて前記パターンを複数のグループにグループ化する工程と、
パターンの前記部分集合として前記グループのそれぞれから１つまたは複数の代表パターンを選択する工程と
を含む、第７条項または第８条項に記載のコンピュータ可読媒体。
１０．
前記選択する工程が、
前記設計の前記一部分内で１つまたは複数のメモリパターンを識別する工程と、
前記１つまたは複数のメモリパターンに合わせて前記照明源を事前最適化する工程と、
前記事前最適化された照明源を使用し、前記設計の前記一部分内の潜在的なホットスポットを決定する工程と、
前記決定された潜在的なホットスポットに基づいてパターンの前記部分集合を選択する工程と
を含む、第７条項または第８条項に記載のコンピュータ可読媒体。
１１．
前記選択する工程が、
前記リソグラフィプロセスのための元の照明源を識別する工程と、
前記元の照明源を使用し、前記設計の前記一部分内の潜在的なホットスポットを決定する工程と、
前記決定された潜在的なホットスポットに基づいてパターンの前記部分集合を選択する工程と
を含む、第７条項または第８条項に記載のコンピュータ可読媒体。
１２．
前記ホットスポットに関するシビアリティスコアを計算する工程と、
予め定義されたシビアリティスコアを有する、または予め定義されたシビアリティスコア範囲を有する前記ホットスポットを選択する工程と
をさらに含む、第１０条項または第１１条項に記載の方法。
１３．
前記選択する工程が、
設計タイプによって、前記設計の前記一部分内のパターンを複数のグループにグループ化する工程と、
ピッチおよびフィーチャタイプによって各グループ内の前記パターンを分類し、各グループ内の最適なパターンを決定する工程と、
各グループ内の前記最適なパターンをパターンの前記部分集合として選択する工程と
を含む、第７条項または第８条項に記載のコンピュータ可読媒体。
１４．
前記選択する工程が、
前記リソグラフィプロセスのシミュレーションモデルを識別する工程と、
前記モデルを使用し、前記設計の前記一部分内のパターンについてプロセスパラメータ感度を推定する工程と、
前記推定されたプロセスパラメータ感度に基づいてパターンの前記部分集合を選択する工程と
を含む、第７条項または第８条項に記載のコンピュータ可読媒体。
１５．
パターンの前記最適化された部分集合に関するリソグラフィプロセス性能測定基準が許容されるかどうか判定する工程と、
前記判定された測定基準が許容されない場合、潜在的なホットスポットを有するクリップを前記部分集合に追加し、前記最適化工程を繰り返す工程と
をさらに含む、第７条項から第１５条項までのいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
１６．
前記照明源を最適化する工程が、前記リソグラフィプロセスのモデル、前記照明源、およびパターンの前記部分集合を使用してリソグラフィプロセス性能をシミュレートし、前記性能が許容されるかどうか判定する工程を含む、第７条項から第１５条項までのいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
１７．
前記設計の前記一部分を最適化する工程が、前記最適化された照明源に基づいて前記パターンのいくつかに対して光近接補正を実施する工程を含む、第７条項から第１６条項までのいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
【図１】
2011100121.tif 000003
【図２】
2011100121.tif 000004
【図３】
2011100121.tif 000005
【図４】
2011100121.tif 000006
【図５】
2011100121.tif 000007
【図６】
2011100121.tif 000008
【図７】
2011100121.tif 000009
【図８】
2011100121.tif 000010
【図９Ａ】
2011100121.tif 000011
【図９Ｂ】
2011100121.tif 000012
【図９Ｃ】
2011100121.tif 000013
【図９Ｄ】
2011100121.tif 000014
【図９Ｅ】
2011100121.tif 000015
【図９Ｆ】
2011100121.tif 000016
【図９Ｇ】
2011100121.tif 000017
【図９Ｈ】
2011100121.tif 000018
【図９Ｉ】
2011100121.tif 000019
【図９Ｊ】
2011100121.tif 000020
【図９Ｋ】
2011100121.tif 000021
【図９Ｌ】
2011100121.tif 000022
【図９Ｍ】
2011100121.tif 000023
【図９Ｎ】
2011100121.tif 000024
【図９Ｐ】
2011100121.tif 000025
【図１０】
2011100121.tif 000026
【図１１】
2011100121.tif 000027
【図１２】
2011100121.tif 000028
【図１３】
2011100121.tif 000029
【外国語明細書】
2011100121000001.pdf