(57)【要約】  本発明は、光マスクレスリソグラフィ（ＯＭＬ）に関する。特に、マスク及び位相シフトマスク法との認識できる関係をＯＭＬに付与することに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィパターンを露光する方法であって、
実部が負である複素反射係数を有する少なくとも１つのミラー及び実部が正である複素反射係数を有する隣接ミラーを備える空間光変調器（ＳＬＭ）を提供することと、
部分的コヒーレントビームで前記ＳＬＭを照射することと、
前記ＳＬＭを駆動するように、
クロムレス位相リソグラフィ（ＣＰＬ）、
位相エッジリソグラフィ、
交互開口（レベンソン型）リソグラフィ、
３色調リソグラフィ、又は
高透過減衰型リソグラフィ
のグループのうちの、レチクルとともに使用されるリソグラフィ像強調の方法のうちの１つ又は複数で使用されるような、２つよりも多いビーム中継状態を含むベクトル入力データを変換することとを含む、上記方法。
【請求項２】
１つ又は複数のパターンエッジは、リソグラフィ像強調の１つ又は複数の方法をエミュレートする、負の実部を有する複素反射係数を持つように向けられた少なくとも１つのミラーを使用してＳＬＭにより定義される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
１つ又は複数の隣接ミラーと対照的に位相エッジに対し実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項４】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
クロムレス型位相シフトマスクの行の間の位相干渉をエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項５】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
交互開口型位相シフトマスクをエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項６】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
３色調型位相シフトマスクをエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項７】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
高透過減衰型位相シフトマスクをエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項８】
リソグラフィパターンを露光する方法であって、
実部が負である複素反射係数を有する少なくとも１つのミラー及び実部が正である複素反射係数を有する隣接ミラーを備える空間光変調器（ＳＬＭ）を提供することと、
部分的コヒーレントビームで前記ＳＬＭを照射することと、
前記ＳＬＭを駆動するように、
散布棒、
セリフ、
ＯＰＣジョグ、又は
二重双極子分解
のグループのうちの、レチクルとともに使用されるリソグラフィ像強調を生成するために使用されるような、ＯＰＣフィーチャ又は分解を含むベクトル入力データを変換することとを含む、上記方法。
【請求項９】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
１つ又は複数の印字解像度以下の散布棒をエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項１０】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
１つ又は複数の印字解像度以下のセリフをエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項１１】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
前記ＳＬＭの隣接ミラーの間の位相差により強調されるジョグを線パターン内に生成するため実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項１２】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
前記ＳＬＭの複数の露光を使用して二重露光双極子分解分解能強調をエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光マスクレスリソグラフィ（ＯＭＬ）に関する。特に、マスク及び位相シフトマスク法との認識できる関係をＯＭＬに付与することに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で開示されている本発明に類似の位相シフトマスク法の種類に関する一般的背景については、２００４年３月１２日現在、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｅｄ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ．ｃｏｍ／ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ／ｉｎｄｅｘ．ａｓｐ？ｌａｙｏｕｔ＝ａｒｔｉｃｌｅＰｒｉｎｔ＆ａｒｔｉｃｌｅＩＤ＝ＣＡ３１９２１０に用意されている、Ｗｉｌｈｅｌｍ  Ｍａｕｒｅｒの「高度な位相シフトマスクの応用（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ  Ｍａｓｋｓ）」を参照することが推奨される。
【０００３】
ムーアの法則は、コンピュータの処理能力は指数関数的伸び率で向上し、価格は低下することを約束している。処理能力がこのような動的伸び率を示すことから、半導体デバイス製造は、石油試掘のような冒険的事業だと考える人がいても不思議はない。事実は正反対である。製造バッチは非常に貴重であり、製造プロセスは小さなミスがあっても影響を受けるため、半導体デバイス製造は、保守的な事業である。新しい機器に対する品質サイクル及び標準、並びに旧機器の修正は、長く、労力を要する。小さな変更であっても、広範囲にわたって厳しく吟味された後、製品版が作られる。
【０００４】
同一出願人による出願は、その多くが重複する発明権を有し、マスクを作成するのに良く適合されたＳＬＭに基づくシステムを説明している。ＳＬＭ技術をチップの直接描画に適合させる追加の作業が行われている。しかし、受け入れサイクルは最も骨が折れる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
位相シフトパターン及びＯＰＣフィーチャを持つレチクルを含む、従来のレチクルで生成されるパターンをエミュレートするＳＬＭに基づくシステムを導入する機会が生じる。マスクにより生成されるパターンとの違いが小さく理解可能なパターンをＳＬＭから直接生成することで、ユーザ信頼性を高め、新しいシステムの受け入れを促進する可能性がある。また、直接描画による小さなバッチのプロトタイピングから、従来のレチクルを伴う大きなバッチに対するツーリングまでの直接的な道筋も得られる。構成及び制御が優れ、容易であるほど、得られるコンポーネント及びシステムの弾力性及び透過性が高まる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、光マスクレスリソグラフィ（ＯＭＬ）に関する。特に、マスク及び位相シフトマスク法との認識できる関係をＯＭＬに付与することに関する。本発明の特定の態様は、請求項、明細書、及び図面において説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下の詳細な説明は、図を参照しつつ行われる。好ましい実施形態は、本発明を例示するために説明され、その範囲を制限する意図はなく、請求項により定められる。当業者であれば、以下の説明に関する様々な同等の変更形態を理解するであろう。
【０００８】
はじめに
少量連続稼働では、レチクルのコストが増え続ける一方であるため、光マスクレスリソグラフィ（ＯＭＬ）は、マスクベースリソグラフィの魅力的な代替えとなる。ファウンドリ及びＡＳＩＣファブは、特に連続的小生産の場合に、レチクルが製造コストに占める割合が大きくなりつつあることに気づいている。光マスクレスリソグラフィは、既存の加工技術とのプロセス互換性を維持しつつコスト効果のある代替え手段となる。
【０００９】
６５ｎｍノードと互換性のある分解能に対し波長１９３ｎｍ及び０．９３ＮＡの光マスクレススキャナが実現可能である。５ｗｐｈ（３００ｍｍ）のスループットが望ましい。
【００１０】
Ｍｉｃｒｏｎｉｃ社がＳＩＧＭＡ系列のマスクライター向けに開発した空間光変調器（ＳＬＭ）及びデータ経路技術では、通常レチクルに類似の撮像特性及び光学的特性を有するコンピュータ制御レチクルを備える。提案されている光マスクレススキャナは、複数のＳＬＭからなるアレイとＡＳＭＬ  ＴＷＩＮＳＣＡＮプラットフォームとを組み合わせたもので、１９３ｎｍ技術を使用して、ファブ内の最適なプロセス透明性を保証する。レチクルステージ及びインフラストラクチャは、一組のＳＬＭと、ほぼ２５０ＧＰｉｘｅｌｓ／秒を達成することができるデータ配送システムとからなる像生成サブシステムで置き換えられる。新規に設計された光学系鏡筒の最大ＮＡは０．９３であり、このため、従来のリソグラフィスキャナのＡＳＭＬのＴＷＩＮＳＣＡＮシリーズと互換性があり、従来のスキャナで利用可能なすべての照明モードもサポートする。
【００１１】
マスクレスリソグラフィ法は、大きなデータ量を必要とする。電子ビームとは異なり、光マスクレスリソグラフィは、スループットに関して固有の物理的限界を有しない。ＳＬＭパターン生成技術は、スループットスケーリングに適している。入力ファイルからラスタライザ及びＳＬＭを通りレジスト内の像に向かうパターン変換経路は、複数のＳＬＭを同時に使用することにより並列化できる。ランダムなパターンの手強さは並大抵ではないであろうが、ウェハ上の反復スキャナフィールドの性格から問題は簡単になる。
【００１２】
光マスクレススキャナと従来のスキャナとの間にある像形成技術の共通性は大きいので、両方のタイプのシステムにおいて同じレベルの撮像性能が得られることが予想される。像生成プロセスでは、マスクベースのリソグラフィからの既存の強調法（例えば、ＯＰＣ）を採用しているため、生産の増大に合わせてマスクレスからマスクベースの大量生産へ簡単に移行することができる。以下の表は、ＯＭＬツールの一実施形態の予備システム仕様をまとめたものである。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
マイクロミラーをレチクルとして使用すること
光マスクレスリソグラフィでは、従来の（つまり、マスクベースの）フォトリソグラフィスキャナを、レチクルの代わりに、マスクパターンをリアルタイムで生成するために使用される複数の微小機械ＳＬＭの固定アレイと組み合わせることを目指している。
【００１５】
図１は、光マスクレス像生成システムの概略図である。ＳＬＭパターン生成器のいくつかの態様が、上記の参考文献の中で開示されている。露光されるワークピースは、ステージ１１２上に置かれる。ステージの位置は、対の干渉計１１３などの正確な位置決めデバイスにより制御される。
【００１６】
ワークピースは、レジスト若しくは他の感光材料の層を持つマスクであるか、又は直接描画の場合には、レジスト若しくは他の感光材料の層を持つ集積回路とすることができる。第１の方向では、ステージは、連続移動する。第１の方向に一般に垂直である、他の方向では、ステージは、ゆっくり移動するか、又は１段ずつ移動し、スタンプのストライプがワークピース上に露光される。この実施形態では、フラッシュコマンド１０８が、パルスエキシマレーザー源１０７で受信され、それにより、レーザーパルスを発生する。このレーザーパルスは、遠紫外線（ＤＵＶ）又は極紫外線（ＥＵＶ）スペクトル範囲であって良い。レーザーパルスは、ビーム調整器又はビームホモジェナイザーにより照明光１０６に変換される。
【００１７】
ビームスプリッタ１０５は、照明光の少なくとも一部をＳＬＭ  １０４に送る。パルスは、わずか２０ｎｓ程度と短く、ステージ移動はフラッシュ時に凍結される。ＳＬＭ  １０４は、パターンラスタライザ１０２により処理される、データストリーム１０１に応答する。一構成では、ＳＬＭは、それぞれ１６×１６μｍである２０４８×５１２個のミラーを持ち、また８０×８０ｎｍの投影像を持つ。他の構成では、ＳＬＭは、かなり小さい投影像を有する８×８μｍのミラーを持つ。これは、微小機械ミラーが各ストレージノードの１／２ミクロン上に形成されているＣＭＯＳアナログメモリを含む。
【００１８】
ストレージノードとミラーとの間の静電気力がミラーを作動させる。デバイスは、正反射ではなく、回折モードで動作し、完全オン状態から完全オフ状態に移る波長の１／４（２４８ｎｍでは６２ｎｍ、１９３ｎｍでは４８ｎｍ）だけミラーを偏向させる必要がある。細かいアドレスグリッドを作成するために、ミラーは、オン、オフ、及び６３個の中間値に合わせて駆動される。パターンは、ＳＬＭチップの数百万個の像からスティッチングでまとめられる。フラッシング及びスティッチングは、毎秒１０００から４０００スタンプの速度で進行する。スティッチング及び他のエラーを減らすために、パターンをオフセットグリッド及びフィールドとともに２から４回書き込む。さらに、これらのフィールドは、エッジにそってブレンドできる。
【００１９】
ミラーは、個別に較正される。エキシマ光に敏感な、ＣＣＤカメラを、最終レンズの下の像に相当する位置の光学経路内に置く。ＳＬＭミラーは、一連の知られている電圧を通じて駆動され、応答は、カメラにより測定される。較正機能は、書き込み時に、ミラー毎に決定され、グレースケールデータのリアルタイム補正に使用される。データ経路内では、ベクトル形式パターンが、グレースケール像にラスタ化され、グレーレベルは、４つの描画パス内の個別ピクセル上の線量レベルに対応する。その後、像処理機能を使用してこの像を処理することができる。最終ステップは、ＳＬＭの電圧を駆動するように像を変換することである。像処理機能は、プログラマブルロジックを使用してリアルタイムで実行される。関連特許出願で開示されている様々なステップを通じて、ラスタライザパターンデータが、ＳＬＭ  １０４を駆動するために使用される値１０３に変換される。
【００２０】
この構成では、ＳＬＭは、回折モードマイクロミラーデバイスである。当業では、マイクロミラーデバイスが開示されている。他の構成では、照明光を、ＬＣＤアレイ又は微小機械シャッターなどの中のマイクロシャッターデバイスに通すことも可能であろう。
【００２１】
ＯＭＬでは、ＭｉｃｒｏｎｉｃのＳＩＧＭＡマスクライターで使用されている１ＭＰｉｘｅｌ  ＳＬＭ技術の拡張に基づくＳＬＭのアレイを使用する。ＳＬＭは、ＳＬＭの縮小像をウェハ上に投影する、ＳＬＭの前にある光学系を通じてパルスエキシマレーザー源により照射を受ける。ＯＭＬツールでは、それぞれのＳＬＭピクセルは、８μｍ×８μｍの傾斜ミラーである。すべてのミラーが平坦（つまり、弛緩状態）である場合、ＳＬＭの表面はミラーとして働き、投影光学系を通してすべての光を鏡面反射する。これは、対応するレチクル上の透明領域に対応する。ミラーが完全に傾斜している場合、表面は、非平坦であり、光は、投影光学系のストッパーの外で回折されることにより失われ、そのため、暗色領域がウェハ上に生成される。中間の傾斜位置は、光の一部を投影光学系内に反射する、つまり、灰色領域が生成される。
【００２２】
ＳＬＭチップは、反射型ＬＣＤデバイス内の回路と似た、また機能的には、コンピュータのＴＦＴスクリーン用の回路に類似しているＣＭＯＳ回路からなる。ピクセルセルは、ストレージノードをアナログ電圧まで帯電させ、その後絶縁できるストレージキャパシタ及びトランジスタを備える。ピクセルは、通常のマトリックスアドレッシングにより、つまり、すべての列及び行をスキャンし、アナログ電圧をそれぞれにロードすることにより、新しいフレームのロード中に順番にアドレッシングされる。領域は、同時にスキャンされる多数のロードゾーンに分割され、したがって、チップ全体は、２５０ミリ秒以内に再ロードされる。
【００２３】
ピクセルセルでは、ストレージノードは、ミラーの一部の下にある電極に接続される。静電気力が、ミラーを引き寄せ、傾斜させる。正確な角度は、アナログ電圧と弾性ヒンジの剛性との間のバランスにより決まる、つまり、デバイスは、アナログの作用を持ち、ロード電圧は、無限に小さな増分単位で傾斜角度を制御することができる。実際の分解能は、駆動電圧を供給するＤＡＣにより制限される。
【００２４】
直観的には、傾斜ミラーはウェハ上に位相像を造り出すように思われる。位相像は、焦点範囲を通してスキャンされたときにアーティファクトを生じさせることが知られている。しかし、この場合、ミラーのサイズが小さいと、位相情報に高い空間周波数が与えられる。したがって、位相情報の実際上すべてが、投影レンズ１０９〜１１１の有限開口１１０により取り除かれる。（有限開口は、フーリエストップと呼ぶこともできる。）その結果得られるのは、純粋に振幅変調され、したがってレチクルからの像と同じ挙動をするウェハ平面内の像である。特に、ＳＬＭ上のミラーの行は交互に変わる方向に傾斜するので、テレセントリック効果（つまり、焦点を通る線の横方向移動）はない。
【００２５】
現代的なビットマップベースのマスクライターでは、ピクセルにより生成されるグリッドは、グレースケーリングにより細分される。必ずしも直観的ではないが、多数のシミュレーションにより、また実際にＳＩＧＭＡマスクライターにより、類似の仮想グリッド機能を生み出すように回折マイクロミラーを駆動できることが実証されている。ラスタライザは、印刷すべきフィーチャにより覆われるピクセルの面積に応じて、６４個のレベルのピクセル値を出力し、ピクセル値は、ミラー傾斜角度に変換される。その結果得られる仮想アドレスグリッドは、単一パスで３０／６４ｎｍである。２つのパスにより、グリッドは、さらに、３０／１２８ｎｍ＝０．２３ｎｍに細分することができる。これは、システムを本当に「グリッドレス」にできるくらい小さい。入力グリッド、例えば、１．０、１．２５、０．５、又は０．２５は、最も近い０．２３ｎｍに丸められる。最大丸め誤差は０．１２ｎｍであり、丸め誤差は、一様に分布する。その結果生じるＣＤ一様性に対する寄与は、０．２８ｎｍ（３σ）と無視できるくらい小さい。さらに、観測にかかるグリッドスナッピング又はエイリアシング効果はない。
【００２６】
ＳＬＭベースの像生成システムは、レチクルステージ及びレチクルハンドラを、関連する測定法、電子機器、及びソフトウェアとともに、置き換える。像データをミラーアレイにロードする動作と、レーザーパルスの発火及びウェハステージ位置決めとを同期させることにより、パターンをウェハ上に印刷する。定義により、ミラーアレイは、固定投影グリッドを形成する。グレースケーリングは、ナノメートル以下の増分単位で線幅と線配置の両方を制御するために使用される。これは、ピクセルを「オフ」と「オン」の中間状態にし、光の一部のみが透過されるようにすることにより実現される。適切なパターン忠実度及び配置を得るために、ウェハ上に投影されたピクセルのサイズは、最小ＣＤの約１／２でなければならない。８μｍ×８μｍピクセルにより、プロジェクタシステムは、ピクセルを２００から３００分の１に縮小する。そのため、究極的スタンプサイズは、ＳＬＭに近いレンズ要素の最大サイズにより制限される。
【００２７】
高いスループットを得るために、ＯＭＬツールは、従来のリソグラフィスキャナのみの３０から５０パルスに比べて、完全な線量（つまり、１単位面積当たりのエネルギー）を送出する。フィールドサイズが小さいため、実際のレーザー出力は著しく下がる。データ経路は、パルス間変動に対する部分的補正を行うことができるが、それでも、パルス間エネルギー安定性に非常に優れるレーザーは、線量制御要件を満たすようにするのに役立つ。
【００２８】
ウェハが一定速度でスキャンされている間、ＯＭＬでは短いパルス長が使用され、これにより、図２に示されているように、スタンプからスタンプへ微小ステップで移るシステムに対する類似性が高まる。したがって、層間オーバーレイ及び層内位置揃えは両方ともきわめて重要であるため、スティッチング品質は、性能に関する重要な課題である。図では、ダイス２０５に対するパターンデータが複数のストライプ２１０に分解されている。ＳＬＭのアレイにより、ストリップを印刷できる。ストライプは、アレイ内のＳＬＭ  ２３２による印刷に対応するマイクロストライプ２２０に分解される。アレイ２３０内のＳＬＭに、データをロードする。ＳＬＭ  ２３２をロードし、マイクロショット２４２、２４６、２４８及びマイクロストライプ２２０を生成する作業は、理想的パターンデータ２４２から始まる。較正、補正、及びオーバーラップ調整が適用され２４３、ＳＬＭに送られるデータ２４４を生成する。アレイ内のすべてのＳＬＭにまたがってスタンプとストライプのシーケンス２５０を制御することによりウェハを印刷する。
【００２９】
ＯＭＬサブシステムの概要
ＯＭＬの設計決定は、スループット及びＣＤ一様性に相関する。スループットは、ピクセルサイズ、１回のフラッシュでのピクセル数、及びＳＬＭフレームレートにより決定されるが、分解能は、主にピクセルサイズ及び光学設計の影響を受ける。２次パラメータは、ＳＬＭ、ステージ速度、データフローなど毎のピクセルの数を含む。
【００３０】
既存のＡＳＭＬ  ＴＷＩＮＳＣＡＮプラットフォーム上の光マスクレススキャナを統合することは、複数のサブシステムを適合させることを意味する。最も顕著なのは、レチクルステージ（干渉分光法を含む）及びレチクルハンドラが、システムから取り外されることである。これらのレチクルモジュールは、ＳＬＭを使用して必要なマスクパターンを動的生成することをサポートするのに必要なデータ経路駆動電子回路及びパターン処理ソフトウェアのすべてとともに、定義済みパターンの複数のＳＬＭからなるマルチＳＬＭアレイ（ＭＳＡ）モジュールと置き換えられる。さらに、レーザー、照明システム、及び投影光学系は、ＯＭＬの一意的な光学要件を満たすように特に設計される。
【００３１】
したがって、メインシステムの形態及び機能の変化は、一般的にはそれほどでもないが、他のサブシステムに影響を及ぼす。例えば、線量制御は変化しなければならないが、それは、レジストの露光は、２つのレーザーショットでのみ行われ、レチクルステージの代わりにＳＬＭのアクティビティを調整するように同期を適合させなければならない。
【００３２】
図３は、システムアーキテクチャ、及びシステムの主要モジュールと従来のＡＳＭＬ  ＴＷＩＮＳＣＡＮとの間の変動の程度の概要を示しており、ＯＭＬツールとともに機能及び／又は構造上の変更を必要とするアイテムに一意的なアイテムを区別する。このアーキテクチャの大部分は、像生成システム及び光学経路に対し主要な変更を加えて、再利用可能である。像生成３１０システムは、ＳＩＧＭＡ製品から適合される。ＳＩＧＭＡ製品は単一のＳＬＭを使用していたので、マルチＳＬＭアレイは、まったく新しいものである。ＳＩＧＭＡ製品に対する機能及び／構造上の変更は、像生成の残りのサブシステムについて示されている。
【００３３】
像生成サブシステム
像生成サブシステムは、光マスクレススキャナのコア機能を定義するものであり、ＳＬＭユニット、駆動電子回路、及びデータ経路からなる。アーキテクチャ上、ＳＩＧＭＡマスクライター内の像生成サブシステムに非常に良く似ているが、かなり高いスループットに対応するように拡張され、またその結果得られる像の忠実度及びオーバーレイに対する改善を組み込んでいる。ＳＬＭは、反射傾斜ミラーのＶＬＳＩ  ＭＯＥＭアレイであり、それぞれ、一緒に回路又はその一部などの幾何学的２Ｄパターンが生成されるように反射強度を変調し、位相変化を引き起こすことができる。それぞれのミラーのサイズは数ミクロンなので、注目するフィーチャを印刷するためには、強縮小プロジェクタを使用して、ウェハ上のピクセルのサイズを縮小する必要がある。ＳＬＭ及び駆動電子回路の一実施形態に対する仕様を以下の表にまとめた。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
ＰＯの対物面全体を単一のミラーアレイ塊でパックするのが理想的であろうが、このようなデバイスは、現在のＭＥＭＳ技術を超えている。そのため、複数のＳＬＭからなるアレイを並列に使用して、所望のスループットを得るために必要な数のピクセルを供給する必要がある。モーション制御とグレースケーリング技術の組合せを使用し、マルチＳＬＭアレイ（ＭＳＡ）内の異なるＳＬＭからのピクセルをスティッチングでまとめ、ウェハ平面上にひとまとまりの画像を形成する。ウェハステージは、連続移動し、ＳＬＭ間のエッジにそって一組の重なり合うピクセルとともに印刷しながら、異なるＳＬＭ像をスティッチングでまとめる。レイアウトは、２つの重なり合うレーザーパルスでパターンの完全転写を行えるように構造化されている。パルス間でＳＬＭスタンプとピクセルグリッドを変位させることを利用して、残りのグリッド及びＳＬＭアーティファクトの平均をとり、それにより、グリッド及びＳＬＭチップ構造の見かけを縮小する。
【００３６】
ミラー間一様性に対する要件は、厳しい製造公差単独で達成可能な要件に比べて高い。それぞれのミラーのわずかな違いは、膜厚の違い、弾性ヒンジのＣＤの違いなどから生じる。ショット毎にビットマップデータに適用される較正マップを使用して、誘導電圧に対する変位角のそれぞれのピクセルの応答を較正し、補正しなければならない。スティッチングに対するグレースケーリング、さらには、不良ピクセルの補正は、このマップに埋め込まれる。ＳＬＭピクセルの長期間ドリフトに適応するために、ＯＭＬツールは、ＳＬＭをｉｎ−ｓｉｔｕで較正する。大量のピクセルがあり、またピクセルの投影像が分解能よりも低いという事実があるため、ピクセルのグループを見て、そのグループが様々な強度レベルで一様な強度を与えるようにすることにより較正が行われる。図４は、ＳＩＧＭＡ  ７１００のＳＬＭ内のミラーの較正結果を示す。これらは、較正前及び後のＳＬＭの８×８アレイ（６４ピクセル）の薄い灰色の空間像である。較正のレベリング効果は明白である。
【００３７】
データ経路
データ経路は、アナログ駆動電子回路とともに、データをＭＳＡに配送し、予想データ転送速度は、約２５０ＧＰｉｘｅｌｓ／秒である。パターンデータをＳＬＭ像に変換し、印刷するステップは、以下のとおりである。
【００３８】
！Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｉｎｐｕｔ（パターン入力）：稼働開始時に、ユーザは、マスクファイル（例えば、ＧＤＳＩＩ又はＯＡＳＩＳ）を光マスクレススキャナにアップロードするが、これは、印刷するダイスのパターンのすべてを含む。ラスタライザは、入力データストリーム内のＯＰＣ補正とともに、実際のレチクル上の像にできる限り近いＳＬＭからの視像を生成するように最適化される。分解能以下のＯＰＣフィーチャであっても、ＳＬＭにより正確に表され、ウェハ上に生成される像は、レチクルからの像と実質的に同一である。それとは別に、ＯＰＣ補正をデータストリームにリアルタイムで導入することができる。
【００３９】
！Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ（バラバラにする）：稼働するのに先立って、パターンデータは、マルチＳＬＭアレイレイアウトに対応する複数の断片に分割され、パターンをウェハ上に再現するように描画及びスティッチング戦略を介して順序付けられる。このデータをバラバラにしてそれぞれのサイド上に小さな重なり合う境界領域を生成し、露光時に、そのバラバラにされた像をスティッチングするようにできる。
【００４０】
！Ｒａｓｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ（ラスタ化）：稼働中、それぞれのＳＬＭに対する適切な像セグメントが、その像を表すピクセル値のビットマップに変換される。ラスタ化ステップは、適切なフィーチャサイズ及び配置を維持しながら、ピクセルグリッド上の理想化された像を処理するステップ、さらには、物理デバイス上の適切な像忠実度を保証するために補正及び個々のミラー較正を適用するステップの両方を含む。
【００４１】
！Ｄａｔａ  Ｗｒｉｔｅ（データ書き込み）：それぞれのＳＬＭに対するラスタ化されたパターンは、レーザー及びウェハステージと同期してＳＬＭに送信され、それによりパターンは、適切なパルスのレーザーフラッシュ時にＳＬＭ上に確立される。
【００４２】
極端に高いデータフローレート及び再現される複雑なパターンが与えられた場合、データ完全性は、データ経路のきわめて重要な態様である。ソフトウェア開発時に、回帰検定を使用して、初期バージョンの出力と比較することができる。
【００４３】
データ完全性の第２の態様は、大量データの格納及び伝送の際のビットエラーを回避することである。これは、標準的な方法により行われ、データ経路の大半は非同期モードで動作するので、エラーは、損傷を引き起こす前に検出される。ほとんどの場合、正しいデータを再送又は再生成することができる。システムは、すべてのエラーについてフラグをたて、また特定の種類のエラーについて実行する処置を指定するように構成することができる（例えば、ジョブを異常終了する、ダイスを異常終了する、ダイスを自動的に訂正する、又はログファイルで、破損している可能性があるというマークをそのダイスに付ける）。
【００４４】
最後に、並列性の高い電子アーキテクチャを使用することにより、データ経路の容量を高める。並列システムの不利な点は、モジュール故障の統計的に高いリスクである。したがって、モジュール診断には特別な注意を払い、ハードウェアの問題が早期に検出されるようにする。これらの原則と予防策があれば、データ経路は、歩留まり損失に大きく関わることはない。
【００４５】
照明
スキャナにおける直接描画の照明システム（図３の３２０）は、スキャナの場合とは非常に異なり、ＳＩＧＭＡで使用される照明システムから著しく変更されている。光場全体のわずかな部分のみが有効ピクセルを持つので、照明システムは、対象場内の有効ピクセル領域のみを照射するように設計されなければならない。２パルス印刷への適合は、ＯＭＬのレーザー要件に影響を及ぼす。電力要件は、従来のスキャナの約１／１０であるが、それは、主に、場のサイズが大きく縮小され、またスループットが比較的低いからである。レーザーの繰り返し率は、ＳＬＭのリフレッシュ速度に一致していた。４ｋＨｚのレーザーを使用できる。１％  ３σのパルス間安定性は有用であり、これは、線量一様性のため平均３０〜５０パルスのパルスを使用する従来のリソグラフィレーザーよりも１０倍程度良い。それとは別に、追加のパルスを使用して、さらに平均をとって線量を送ることができ、追加のパルスを前のパスからの線量エラーを補正するように設定できる。これらの代替え手段は線量制御を改善できるが、スループットを下げる。
【００４６】
レーザーパルスタイミングエラー（つまり、ジッタ）は、さらに、オーバーレイ性能にも影響を及ぼす可能性がある。従来のスキャナでは、ウェハ及びレチクルステージは同期稼働し、したがって、レーザータイミング及びパルス長は、パターン配置に著しい影響を及ぼすことはない。光マスクレスリソグラフィでは、ＳＬＭアレイは露光時には「静止」している、つまり、像はウェハステージの速度でスキャンしている。３００ｍｍ／秒のオーダーのウェハステージ速度の場合、３０ナノ秒のレーザータイミングジッタだと、９ｎｍの配置誤差が生じ、これは、アプリケーションによっては許容されない。パルスが持続した結果、像がスメアになるが、このスメア効果は、一定のウェハステージ速度に対し一定であり、したがって、オーバーレイに対し問題ではない。さらに、Ｘ／Ｙ非対称に対する比較的短いパルス持続からのスメアの影響は、データ経路内で容易に補正される。
【００４７】
以下の表は、所望のレーザー特性をまとめたものである。
【００４８】
【表３】
2007522671.tif 000005
【００４９】
線量測定では、照明システム内のセンサを使用して、それぞれのパルスの強度を追跡する。このような検出器による電力追跡は、ごくわずかのパルスについて平均をとるＯＭＬスキャナでは有用であるが、それは、脱落パルス又は大きなパルス間変動は、ツール性能に著しい影響を及ぼす可能性があるからである。脱落パルスは容易に検出可能である−それぞれの同期パルスが対応するエネルギー読み取り値を持つように検出器を同期させることにより、ツールソフトウェアは、それぞれのパルスに対する有効な検出器読み取り値を容易に確認できる。ＡＳＭＬスキャナで使用される１９３ｎｍ照明エネルギー検出器は、パルス毎にエネルギーを追跡する。これらの検出器は、ウェハステージ上のエネルギー検出器に対しウェハ間で較正され、これは、次いで、取り外し可能マスタ検出器を使用して国際標準を定期的に基準とする。
【００５０】
照明光学設計概念は、照明均質性を与える複数のコンデンサとともに、瞳及び場定義を与えるマルチアレイ設計に基づく。この概念により、ＯＭＬは、従来のスキャナと同じ照明プロファイル及びシグマ設定を生成することができる。マルチＳＬＭアレイ設計の利点は以下のとおりである。
【００５１】
！Ｆｉｅｌｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ（場定義）−この設計では、場定義要素（ＦＤＥ）に対応しており、マルチＳＬＭアレイ内のＳＬＭの有効ミラー部分のみが照らされる。マルチＳＬＭアレイの光場領域のごくわずかの部分が有効ピクセルを含むので、これは、システムの迷光特性を改善し、低電力に対応するために必要である。
【００５２】
！Ｐｕｐｉｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｕｐｐｏｒｔ（瞳偏光サポート）−主に、将来のリソグラフィ生成の拡張性のためのものであり、マルチＳＬＭアレイ設計では、超高ＮＡシステムにおけるいくつかのフィーチャタイプを増強するために瞳の偏光を行うことができる。
【００５３】
投影光学系
投影光学系３２０サブシステムのうち、較正光学系及び測定は、ＳＩＧＭＡで使用されているサブシステムと非常に異なる。ビーム分割立方体５２６を含む反射屈折設計形態は、ＯＭＬの有用な設計として認められているが、それは、６５ｎｍノードに対し光学的に適しているだけでなく、次世代の要件に合わせて拡張可能であるからである。この設計により、使用されるガラスの量が減り、またＣａＦ２をあまり必要としない。投影光学系の予備光学設計が、図５に示されている。照明システム５２０、マルチＳＬＭアレイ５１２、投影光学系５３０、及びウェハステージ５４０が例示されている。
【００５４】
マルチＳＬＭアレイ
それぞれのＳＬＭの機械的取り付け並びに電気的及び光学的パッケージングは、マルチＳＬＭアレイの設計の一部である。個々のＳＬＭの像の間のスティッチングを適切に行うには、ＳＬＭの有効部分の間のスペーシングの正確な制御が必要であるため、所望のＳＬＭレイアウトが得られるようにパッケージングを設計しなければならない。
【００５５】
ウェハ上に直接印刷するようにするＳＬＭ技術の拡張は、独特の難しい点を有する。スループットに関するシステム仕様では、２パルス印刷を行うための要件とともに、レーザーフラッシュ毎に〜６０ＭＰｉｘｅｌｓを印刷することが必要になる。４ｋＨｚ動作では、それぞれのＳＬＭは、２０４８×５１２０の有効ミラーのアレイからなると仮定すると、投影光学系の対物面内に６つのＳＬＭが必要である。ＳＬＭの前の最大実現可能レンズ口径に対する制限は、印刷中に個別のＳＬＭ像を適切にスティッチングできるようにするパッケージング及びスペーシングに関する要件とともに、光場内のＳＬＭのレイアウトに影響を及ぼす。
【００５６】
複数のＳＬＭが光学、パッケージング、及び整備の課題に関する条件を満たすように構成することには、光学、電気、及び機械面のトレードオフの関係がある。さらに、ＳＬＭのそれぞれに４ｋＨｚのリフレッシュ速度でデータを書き込むために、電気的設計では、２５０ＧＰｉｘｅｌｓ／秒を超えるデータ転送速度をサポートする。現行ＳＬＭ設計は、オンボードのデジタル／アナログコンバータを含まないので、それぞれのＳＬＭは、アナログ信号により駆動される。したがって、それぞれのＳＬＭは、チップの隣に〜１，０００個のＤＡＣ及び増幅器、並びに増幅器を駆動する〜２，０００本の同軸電線を必要とする。莫大な接続箇所、さらに、必要なデータ転送速度の面から、熱放散及び信頼性の問題が生じる。
【００５７】
撮像性能シミュレーション
ＫＬＡ  ＴｅｎｃｏｒによるＰｒｏｌｉｔｈ  １．７、Ｓｉｇｍａ−ＣからのＳｏｌｉｄ−Ｃ  ｖ．６．２、及びＡＳＭＬ  ＭａｓｋＴｏｏｌｓによるＬｉｔｈｏＣｒｕｉｓｅｒなどの高度なシミュレーションパッケージが市販されており、従来のリソグラフィ用の性能シミュレーションを実施するため利用可能である。これらのツールは、現在、ラスタ化モジュールも、ＯＭＬのＳＬＭ撮像特性を処理する機能も組み込んでいない。撮像性能を分析するために、これらの欠落している機能を備えるＭａｔｌａｂのシェルから市販のシミュレータを駆動した。比較的ユーザフレンドリなシミュレーションインフラストラクチャの開発が望ましい。
【００５８】
Ｐｒｏｌｉｔｈをコア空間像解析エンジンとするＯＭＬ撮像性能シミュレータは期待できるものである。これとともに、カスタムＭａｔｌａｂスクリプトは、任意の２Ｄパターン（例えば、直線、接点、ＳＲＡＭセルなど）をピクセル傾斜のアレイにラスタ化し、ラスタ化された像をピクセルグリッド及びパルスを通して順序付けする必要な計算を行い、それぞれのグリッド／パルスシーケンスはコアＰｒｏｌｉｔｈエンジンにより解析される。傾斜ミラーは、通常、１０個以上の領域に分割され、それぞれは平坦であり、傾斜ミラーの対応する領域上の平均位相である位相を持つ。領域が７つ以上であれば、直線変化位相を有する平坦なミラーの良い近似が得られることがわかっている。この作業のため、ミラーは、理想的である、つまり、平坦であり、一様な１００％反射率を持ち、それらの間のスリットから反射はなく、データ経路によって決められた偏光に正確に合わせて作動されると仮定した。次いで、それぞれのグリッド／パルスシーケンスを組み換えて、分析し、与えられた照明及びＰＯ条件の下でそのパターンの最終性能を予測する。シミュレーションは、現実的であることを意図されており、高ＮＡ、ベクトル非偏光で行われた。ほとんどの結果は、空間像シミュレーションに基づく。現像されたレジストプロファイルが示される場合、使用されるレジストモデルは、ＴＯＫ６０６３の最良推定モデルであり、これはテンペのＡＳＭＬの技術開発センサにおける他の作業に使用されていた。光学系は、理想的である、つまり、収差がなく、イルミネータ設定に誤差がないと仮定された。ＯＭＬ撮像性能シミュレータからの予備的結果は、類似の６％減衰型位相シフトマスク（Ａｔｔ−ＰＳＭ）と比較したときにＣＤ、コントラスト、及びＮＩＬＳに良い相関関係のあることを示している。
【００５９】
図６は、散布棒ＯＰＣ  ６２２、６２４を持つ６０ｎｍＣＤ線パターン６１０を生成するミラー傾斜構成の一実施例を示す。適用されるアルゴリズムは、線６１０及び散布棒６２２、６２４をミラー傾斜設定に翻訳する。図は、ミラー６３６の２つの行６３２、６３４を示している。灰色陰影は、ミラー傾斜の結果としての局所的位相変化を示している。
【００６０】
ミラー傾斜は、ＳＬＭピクセルグリッドに関するフィーチャの配置に依存する。第２パスでは、グリッドに関するフィーチャ配置は変化する。２つのパスの合計は、図７で明白な以上に対称的である。図は、１３０、２００、４００、６００、及び１２００ｎｍのピッチの６０ｎｍ線に対するレジスト内の結果として得られる共通プロセスウィンドウを示している。露光寛容度（ＥＬ）は、焦点深度（ＤＯＦ）に依存し、９．１パーセントの露光寛容度が最良焦点である。８パーセント露光寛容度は、０．０８５ミクロンのＤＯＦに対応する。
【００６１】
図８は、投影されたＳＬＭピクセルグリッドに関する２つの異なる位置における１３０ｎｍピッチの６０ｎｍ接触孔の２つの空間像を示している。一番上の画像は、第１のグリッド位置におけるゼロフィーチャを示しており、一番下の画像は、ミラーグリッドに関して２０ｎｍのシフトを示している。像は、Ｄｉａｇｏｎａｌ  Ｑｕａｓａｒ（０．９７／０８，１５０）０．９３ＮＡで生成された。これらの像から結論できるように、ピクセルグリッド効果は、後述のデジタルフィルタ及びラスタ化アルゴリズムを適用することにより低減できる。
【００６２】
ラスタ化アルゴリズムの進歩
非干渉性撮像システムのラスタ化は原理としては単純であり、所望のパターンをピクセルグリッドでオーバーレイし、それぞれのピクセルに、フィーチャにより覆われるピクセルの部分であるグレー値を割り当てる（露出フィーチャであると仮定する）。これは、すべてのピクセル値が領域を表しているので、いわゆる領域ビットマップである。このラスタ化は、レーザースキャンパターン生成器（ＰＧ）において有用であり、また粒子ビームＰＧでも有用である。ピクセルが光学系の回折限界スポットと比較して小さくない場合、非線形補正を適用する必要がある。非線形関数は、音響光学変調器などの変調器内の非線形性を補正することもできる。
【００６３】
しかし、このアプローチでは、部分的コヒーレント光については正しく印刷しない。領域ビットマップは、非線形関数により変調器のアレイからの所望の密度である強度ビットマップに変換されなければならない。非線形関数は、第１の原理から計算できるか、又は専用の実験で測定することができる。非線形関数は、照明テーブルと呼ばれる。照明テーブルを使用するラスタ化では、ＳＬＭシステムは、約ｋｌ＝０．５までのパターンに対する正しいＣＤを印刷する。これは、マスクライターの場合に働くが、０．２程度のｋｌ値までのマスクレスツール印刷線については、照明テーブルアプローチは適しない。
【００６４】
さらに詳しく解析すると、線幅が照明テーブル法により正しく描かれても、像の対数勾配は、グリッドに関するエッジの位置に依存することがわかる。エッジがグリッド位置にあり、１つのピクセルが完全にオンであり、エッジの他方の側のピクセルが完全にオフである場合、ＳＬＭは理想的振幅マスクに極端に近い位置に印刷する。しかし、エッジが１／２ピクセルだけ変位された場合、エッジはグリッド位置の間に入り、透明と暗色の間の、中間値を持つ中間ピクセルがある。これは、ローパスフィルタとして作用する。その結果、像は、オフグリッド位置でローパスフィルタ処理され、オングリッドでは処理されない。グリッド上の変化する効果は、二重又は四重パス印刷により補正され、１０％のオーダーでエッジの鋭さが一般的に失われる。これは、４パス描画のマスクライターについては許容できるが、マスクレスリソグラフィ又は２パスのみの場合には、不要なアーティファクトが生じる。ウェハリソグラフィでは、フィーチャは、分解能限界に近いところで印刷され、ＣＤ直線性は損なわれる可能性がある。このフィーチャは、ほとんど徐々に色あせてゆき、レジストプロセスの高コントラストにより戻される。この撮像方式では、グリッドとともに変化する像対数勾配は望ましくないＣＤバラツキを引き起こす。ＣＤ対グリッドは、１ピッチについて較正できるが、他のピッチ又はフィーチャタイプについては失敗する。さらに精密なラスタ化が必要である。
【００６５】
図９は、ビットマップの１次元デジタルフィルタ処理を示している。最も近い行９１０は、未処理ラスタ化ビットマップである。その背後９２０に、オフグリッドエッジを強調するフィルタ処理されたビットマップが示される。背後９３０から２番目は、すべてのエッジを強調するフィルタであり、背後９４０の行は、行９２０と９３０の組合せ、グリッドを取り除き、すべてのエッジを強調することを同時に行うフィルタである。黒色陰影（例えば、９４３）で示される負の値は、通常の像処理には存在しない。ここで、負の複素振幅を生成するミラー傾斜として作動される。
【００６６】
開発されたグリッドを通る変動に対する解決方法は、グリッドフィルタであり、これは、領域ビットマップ上で動作するデジタルフィルタである。デジタルフィルタ処理は、いろいろなことを行うことができるが、その機能は何よりもまず、像内のグリッドの可視性を除去することである。そのために、導出カーネルと領域ビットマップとの畳み込みを行うが、中間ピクセル値、「灰色」ピクセル（例えば、９１２）を持つピクセルの近隣要素だけについてである。畳み込みとしての説明は、近似的意味で解釈すべきである。暗色側で最も近い近隣要素は、さらに暗くされ９２３、明色側の要素は、より明るくされる９２１。どれくらい暗く、また明るいかは、中間ピクセルの値だけでなく、照明モードにも依存する。実際の光学設定について、多数のパラメータを計算する。これらのパラメータは、大域的であり、容易に計算できる。しかし、最も近い近隣要素を使用する代わりに、フィルタを２番目に近い近隣要素に拡張するか、又はなおいっそうくらいカーネルを使用することが可能である。アルゴリズムをチューニングすることで、ピクセルサイズと像品質との間のトレードオフ関係を変える。２つのピクセルの下のフィーチャは、良い忠実度で印刷できる。分解能は、光学系により制限される。パラメータをチューニングするときに、グリッド上の又はグリッドから外れたエッジの鋭さは同じである。このアルゴリズムは、フィーチャのタイプに驚くほど無感覚であるように見える。一設定は、ほとんどのフィーチャ、フィルタは小さな補正をパターンに追加するだけであるという事実により説明できる何かについて近似的に正しく動作するように見える。
【００６７】
図２１ａ〜ｆは、デジタルフィルタ処理を実装するために計算されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）のグラフである。ＬＵＴは、特定の光学設定（波長、イルミネータ、開口数など）、ピクセル特性（サイズ及び使用される「ネガティブブラック」の量）、及びフィルタに含まれる近隣要素の個数について計算される。これらは、各ピクセルについて個別であり、中間ピクセルの灰色レベルの関数として各ピクセルの灰色レベルの変化を記述する。また、明るい及び暗いピクセルＬＵＴを１つの単一ＬＵＴにまとめることも可能であり、そこでは、エントリは、灰色ピクセル値ではなく、補正されるピクセルとエッジピクセルとの間の灰色値の差である。例えば、ＬＵＴは、１９３ｎｍの波長、０．９３の開口数、０．６、０．８、又は０．９９のイルミネータシグマ、３０ｎｍのピクセルサイズ、及び０、−６％（−０．２４５振幅に対応する）、又は−１（１８０度位相シフトに対応する）の位相シフト領域の暗さの中での反射率について計算できる。ＬＵＴ２１ａは、図１１及び１２の計算で使用された。ＬＵＴ２１ｂは、図１９の計算で使用された。ＬＵＴ２１ｃは、図１３の計算で使用された。ＬＵＴ  ２１ｄ〜２１ｆは、灰色、暗色、又は明色のピクセルの値が一定に保たれ、近隣ピクセルが調整される場合を示している。
【００６８】
ＬＵＴｓは、白色、灰色、及び黒色ＳＬＭミラーで表される１次元エッジと理想的レチクル／マスクで表されるまったく同じエッジのフーリエ変換を比較することにより計算される。フーリエ変換の差を、エッジの付近にあるいくつかのピクセルの灰色値を変化させることにより最小にする。この最小化に含まれるピクセルの個数は、ＬＵＴ曲線の形状に影響を及ぼす。フーリエ変換の差は、ＮＡ／ｌａｍｂｄａ＊（１＋ｓｉｇｍａ）までのすべての空間周波数について最小化され、ただし、ｓｉｇｍａは、イルミネータの部分干渉性係数である。これは、エッジが１つのピクセルを越えて１ステップずつ移動するときに繰り返され、ピクセルグリッドに揃えて始まり、その後ピクセル全体を通り過ぎて、再びグリッドに揃えられる。エッジ位置は、エッジピクセルの灰色値である、領域被覆値（０から１までの間）に対応する。暗色領域内の非ゼロ透過の場合、例えば６％の位相シフトでは、ＬＵＴへのエントリとして使用される灰色値は、単に、振幅反射率範囲（−ｓｑｒｔ（０．０６）から１までの間）に合わせて直線的に縮尺される領域被覆（０から１までの範囲）である。すべてのピクセルの調整範囲は、シグマを増やす、ＮＡを増やす、ピクセルサイズを増やす、シフタ／暗色領域内の透過を高める、及び波長を下げることで拡大される。
【００６９】
図２２ａ〜ｂは、オフグリッド補正フィルタの一実施形態を示す。このオフグリッドフィルタは、領域ビットマップ上でラスタ化している最中に動作し、灰色ピクセルを検出し、上げ、暗色ピクセル近隣要素をネガティブブラックに下げる。ピクセル値は、２つのルックアップテーブルにより変更され、灰色ピクセルについて１つ、暗色ピクセルについて１つ、露光前に事前計算される。左の図２２ａは、灰色ピクセルＰ１、暗色ピクセルＰ２、及び明色ピクセルを含む未補正エッジを例示している。ピクセルＰ１上の未補正灰色値は、Ｐ１＊＝ＬＵＴ１（Ｐ１）及びＰ２＊＝ＬＵＴ２（Ｐ１）に従って、補正済み灰色値Ｐ１＊及びＰ２＊を決定するが、ただし、ＬＵＴ１及びＬＵＴ２は、２つの異なるルックアップテーブルである。補正の後、図２２ｂでは、補正済み灰色ピクセルＰ１＊の灰色値は、上昇しており、補正済み暗色ピクセルＰ２＊の灰色値は、灰色レベル０以下に下げられている。
【００７０】
この実施形態では、無限エッジがｎステップで１ピクセル移動する場合に、例えば、同等のものについてＭＡＴＬＡＢ  ｌｉｎｓｐａｃｅ関数を使用して、ＬＵＴが計算される。それぞれの公称エッジ位置（領域被覆に対応する）について、基準レベルでの位置及び像対数勾配が、エッジがグリッド上にある場合と比較される。基準レベルは、グリッド上のパターンについて決定される。ＬＵＴは、繰り返し計算される。ＬＵＴの初期値は以下のとおりである。
2007522671.tif 000006
ただし、ａ＝０．２１７＊４、つまり最大ネガティブブラック＊４、又は何か他の値である。
ＬＵＴｓは、以下に従って、ピクセルＰ１及びＰ２に適用される。
2007522671.tif 000007
【００７１】
次いで、空間像を計算する。ｎステップ毎に、補正項を位置及びＩＬＳについて、以下のように計算する。
2007522671.tif 000008
ＬＵＴ１又はＬＵＴ２のいずれかが、位置又はＩＬＳが最適化される場合に応じて更新される。
2007522671.tif 000009
１つの収束基準が満たされる場合、ＬＵＴをピクセルＰ１及びＰ２に適用することから繰り返し、両方の基準が満たされるまで他方に関して最適化する。
【００７２】
図２３は、その結果得られるＬＵＴ関数を例示している。Ｐ１に対するＬＵＴ１は、グラフ内の一番上の線である。Ｐ２に対するＬＵＴ２は、ほとんどの場合、傾斜マイクロミラーにより達成可能な最大のネガティブブラック振幅にまで下がる。
【００７３】
オフグリッドフィルタのこの実施形態による改善点の計算は、図２４ａ〜ｂ、２５ａ〜ｂ、及び２６ａ〜ｂに例示されている。これらの結果を計算するために使用したパラメータのいくつかは、９０ｎｍ高密度Ｌ／Ｓ、環状照明０．７／０．９、２ｎｍメッシュグリッド、３０ｎｍピクセルサイズ、１３瞳メッシュ点、及びＮＡ  ０．９２９２５９２５９２５９２６である。図２４ａ〜ｂは、配置誤差対グリッドシフトを例示している。図２４ａでは、最小配置誤差ゼロは、照明テーブルＬＵＴを使用して、０、１５、又は３０ｎｍのグリッドシフトに対応する。この実施形態のオフグリッド補正フィルタでは、０から３０ｎｍの範囲を通して、グリッドシフトに関係なく、配置誤差はごくわずかしかない。図２５ａ〜ｂでは、照明テーブルＬＵＴ（２５ａ）とこの実施形態のオフグリッド補正フィルタ（２５ｂ）について、暗色と明色との間の意図された境界の向かい合う側の間で生じるコントラストは、グリッドシフトと突き合わせてグラフにされている。最後に、照明テーブルＬＵＴ（２６ａ）及び本発明のオフグリッド補正フィルタ（２６ｂ）について、正規化された像対数勾配をグリッドシフトに対してプロットする。当業者であれば、正規化された像対数勾配は、フィーチャサイズに対し正規化され、露光寛容度に比例する傾向があることを理解するであろう。パラメータを６０ｎｍ高密度Ｌ／Ｓ及び１５瞳メッシュ点に変更すると、これらの図の中の曲線の形状が変化するが、一般的には、オフグリッドフィルタのこの実施形態の性能が確認される。
【００７４】
他の実施形態の動作は、図２７ａ〜ｂに例示されている。このバージョンのオフグリッドフィルタは、さらに、領域ビットマップに直接作用し、照明テーブルＬＵＴを置き換える。動作中、エッジが検出され、エッジピクセル及び２つの近隣ピクセルが修正される。ピクセル値は、３つのルックアップテーブルにより、ピクセル毎に１つずつ、変更される。ルックアップテーブルは、露光前に事前計算される。図２７ａ〜ｂでは、Ｐ１（灰色ピクセル）、Ｐ２（暗色ピクセル）、及びＰ３（明色ピクセル）は、領域ビットマップの灰色レベル、つまり領域被覆に対してグラフ化されている。ピクセル１、Ｐ１上の未補正灰色値は、以下の式に従って、補正済み灰色値Ｐ１＊、Ｐ２、及びＰ３＊を決定する。
2007522671.tif 000010
ただし、ＬＵＴ１、ＬＵＴ２、及びＬＵＴ３は、３つの異なるルックアップテーブルである。
ＬＵＴは、ＳＬＭからのフーリエ変換（ＦＴ）と投影光学系瞳上の完全バイナリ又は位相シフトマスクの差を実質的に最小にすることにより計算される。
【００７５】
ＳＬＭの位置揃えされたピクセルからの投影放射からのフーリエ変換と投影光学系瞳上の完全バイナリマスク又は位相シフトマスクの差を実質的に最小にできる、エッジオフセット補正フィルタを、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上のピクセルを使用して実行できる。
【００７６】
左の図２８ａは、幅ｗ＊（１＋ｇｌ）のフィーチャを持つＳＬＭを例示しているが、ただしｗはピクセル幅であり、ｇｌは範囲［０，１］内にある。ピクセルは、負の値をとることができる振幅透過でモデル化される。ａ、ｂ、及びｃは、理想的な場合と比較して回折パターン差を最小にするために使用されるパラメータである。相補的な図２８ｂは、バイナリマスクからの理想的パターンを例示している。フィーチャは、ＳＬＭの場合と同じ幅、ｗ＊（１＋ｇｌ）を持つ。ＦＴの差、ＦＴ＿ＳＬＭ（ｆｘ，ａ，ｂ，ｃ，ｇｌ）−ＦＴ＿ｉｄｅａｌ（ｆｘ，ｇｌ）の実部と虚部は、ｇｌの値毎に、［−ＮＡ（１＋ｓｉｇｍａ）／ｌａｍｂｄａ，ＮＡ（１＋ｓｉｇｍａ）／ｌａｍｂｄａ］の範囲内のすべてのｆｘについて最小化される。ＮＡは、投影光学系の開口数であり、ｓｉｇｍａは、照明のコヒーレンス係数である。
2007522671.tif 000011
上の方程式系は、行列形式Ａ＊ｘ＝ｈに書き換えることができる。過剰決定線形方程式系Ａ（ｆｘ）＊［ａ，ｂ，ｃ］＝ｈ（ｆｘ，ｇｌ）は、最小二乗法で解かれる。
【００７７】
図２９では、計算結果は、ｌａｍｂｄａ＝１９３ｎｍ、ｗ＝３０ｎｍ、ＮＡ＝０．９３、ｓｉｇｍａ＝０．９６についてグラフ化されている。一番上の線は、ＬＵＴ３＝ａを示している。一番下の線は、ＬＵＴ２＝ｃを示している。真ん中の線は、ＬＵＴ１＝ｂを示している。
【００７８】
図３０では、グリッドフィルタのこの実施形態の適用は、ハーフピッチ６０ｎｍの密集している線とスペースに対し実行されている。その結果、照明テーブルＬＵＴの場合に比べて小さいＣＤ範囲、小さなＰＥ範囲、高いコントラスト、小さいコントラスト範囲、高いＮＩＬＳ範囲となる。
【００７９】
グリッドフィルタのこの実施形態は、バイナリマスクを含むだけでなく、弱及び強位相シフト（クロムレス位相リソグラフィ（ＣＰＬ））を含む位相シフトマスクも含むように拡張することができる。図３１及び３２は、図２７及び２８と同じようにして、ＳＬＭ、及び両方とも幅ｗ＊（１＋ｇｌ）のフィーチャを持つ基準レチクルからの理想的パターンを例示しているが、ただし、ｗはピクセル幅であり、ｇｌは範囲［０，１］内にあり、ｇｌｄはｇｌ＊（１−ｄ）＋ｄに等しい、つまりｇｌｄは範囲［ｄ，１］に縮尺されたｇｌに等しい。この場合、フィーチャの外の領域における透過率は０でないが、その代わりに、振幅は大きさｄを持ち、これは−１から明るい領域内の透過率よりも低い値までの任意の値を取りうる。したがって、バイナリバスクの場合のように０であるか、位相シフトマスクの場合のように−１から０までの範囲であるか、又はＣＰＬの場合のように−１である。ＳＬＭ、完全位相シフトレチクル、及び最小にすべき差のフーリエ変換を記述する対応する方程式は、この場合、以下のとおりである。
2007522671.tif 000012
ただし、δ（ｆｘ）は、ディラックのデルタ関数である。
【００８０】
前述のように、上の方程式は、バイナリ、弱、及び強位相シフト（ＣＰＬ）に適用される。ＳＬＭ及びグリッドフィルタが、交互開口型位相シフトマスク（ＡＡＰＳＭ）の実行を模倣するために使用される場合、上の方程式は、直接適用できない。ＡＡＰＳＭでは、反対位相を持つマスク内の明るい領域は、別に処理しなければならず、その結果得られるピクセル値を足し合わせる。ゼロ位相の領域は、単に、周囲の暗色領域と一緒に、バイナリマスクからとして処理することができ、また対応する設定が使用されるべきである。１８０度位相の明るい領域は、周囲の暗色領域と一緒に、同じようにして、バイナリマスクからとして処理することができるが、単に負の透過率を使用する。
【００８１】
図２９では、計算結果は、ｌａｍｂｄａ＝１９３ｎｍ、ｗ＝３０ｎｍ、ＮＡ＝０．９３、ｓｉｇｍａ＝０．９６、及びｄ＝−√（０．０６）＝−０．２４５についてグラフ化されている。ｄの平均値は、６％減衰型位相シフトマスクに対応する。一番上の線は、ＬＵＴ３＝ａを示している。一番下の線は、ＬＵＴ２＝ｃを示している。真ん中の線は、ＬＵＴ１＝ｂを示している。未補正エッジピクセルＰ１の値は、範囲［ｄ，１］内にあることに留意されたい。
【００８２】
埋め込みレチクル
図１０は、マスクレスツール１０３０並びにカスケード内のマスクライター１０１０及びスキャナ１０２０の類似の機能を示している。像は、自明のように見えるかもしれないが、文字通りに解釈すべきである。入力側からは、ツールは、マスクライター１０３２である。出力ツールからは、これは、スキャナ１０３６である。これらの入力及び出力インターフェースは、非埋め込み型機のとほとんど同じである。
【００８３】
埋め込み型マスクライター１０３２は、ＳＬＭ表面自体ではなく、ＳＬＭにより作成される像である、埋め込みレチクル１０３５を作るためデータを変換する。システムのＯＰＣ特性のほとんどは、光学投影及び照明システムに由来する。それらを補正するために、１ミクロン又はそれよりも良い範囲内で像を分析する。いくつかの追加のＯＰＣ効果は、マスク１０１５に由来し、最も重要なのは、コーナーの丸み、フィーチャサイズ、ピッチ及び極性に結びついている、またマスクプロセス内の密度効果に結びついているＣＤ誤差に由来する。実際のレチクル内の３Ｄ電磁境界条件の効果も、印刷に影響を及ぼすことがある。クリアな領域は小さく見え、エッジは偏光し、細い線の透過は、ＥＭＦ効果の影響を受ける。
【００８４】
ＳＬＭは、マスクと同じ像を形成するが、像がデジタルであり、また縮小率が大きいため、これは、上の誤差を持たない。電磁３Ｄ効果は、２ミクロンよりも大きいミラーについては作用しないことが証明されている。ＳＬＭ及びデータ経路が持つ特徴的効果は、グリッド及びミラーの有限なサイズに結びつけられている。これらは、上述のように、ビットマップ内での最も近い近隣要素のオペレーションにより補正可能である。実際、グリッドフィルタは、単一の最も注目に値するシステム特性である、像のピクセル特性を取り除き、データからＳＬＭ像へのニュートラルな変換を実現する。
【００８５】
図１１ａ〜１１ｂは、コーナー半径０、４０、８０、１６０、２００、２４０、３２０ｎｍ（破線）のレチクルからと、グリッドフィルタが適用されるいくつかのグリッド位置（実線）におけるＳＬＭからのコーナーのシミュレートされた空間像を示している。図１１ｂは、図１１ａの拡大部分図である。図１１に示されているシステム出力は、埋め込みレチクルの特性を明らかにしている。ミラーによるラスタ化を含み、知られている特性を有するレチクルからの印刷特性と比べて、システム全体がシミュレートされる。図１１ａは、知られているコーナー半径及びＳＬＭから印刷されるウェハ上のシミュレートされるコーナーを示している。図１１ｂは、コーナーの拡大を示している。破線は、様々なコーナー半径を持つレチクルから作られるコーナーであり、実線は、異なるグリッド位置に置かれたパターンを持つＳＬＭからの線である。コーナー半径８０ｎｍのＶＳＢマスクライターからの最新技術の実際のレチクルは約１ｎｍ大きいプルバックを持つが、理想的レチクルから１ｎｍ以内のコーナープルバックでＳＬＭは印刷することが示されている。
【００８６】
このシステム１０３０の埋め込みレチクル１０３５は、グリッド効果なし、著しい分解能損失なしの入力データの理想的表現としてみなすことができる。
【００８７】
軸外照明
スキャナの照明モードは、マスクレスツールにおいて複製できる。かなり小さいエテンデュを持つマスクレスでは、光学系レイアウトの違いのため、軸外照明の実装の仕方に違いはあるが、アキシコンによって作成されようと、回折素子によって作成されようと、他の手段によって作成されようと、同じ照明パターンは同じ像特性を与える。
【００８８】
一般的に言えば、グリッドフィルタは、従来の照明と併用する場合に最適である。極端でない環状スキームを含む、従来の照明では、ある設定が、すべてのフィーチャについて正しいように思われる。極端な双極子照明では、グリッドフィルタは、ピッチの影響をわずかに受ける。双極子の場合、フィルタは、特定のフィーチャについてのみ完全に動作し、他のフィーチャでは、単一パスで１ｎｍ以下のグリッドを通してＣＤ誤差が生じる。しかし、これは、二重パス印刷が設計上抑制するものであり、したがって、レジストには測定可能な効果はないであろう。
【００８９】
ＯＰＣ透明性
通常レチクルを使用してマスクレススキャナＯＰＣとスキャナとのマッチングを行うのが有益であるが、それは可能であろうか？以下の２つの実施例は、実際のレチクルとは反対に、完全透明性、少なくとも完全レチクルによる透明性を達成可能であることを示している。
【００９０】
図１２ａ〜１２ｂは、レチクル（ａ）及びＳＬＭ（ｂ）による二重双極子分解の空間像シミュレーションを示している。図１２は、極端な軸外照明によるシミュレートされた二重双極子分解を示している。データは、ラインエンドショートニングを補正するため複製された垂直線分及び水平線分との交差点で単純に分解される。図１２ａは、水平及び垂直成分の個々の像、及びバイナリレチクルによる重ね合わされた像を示している。図１２ｂは、ＳＬＭで露光された同じ成分を示している（傾斜ミラー、単一パス、グリッドフィルタ）。像は区別できない。両方とも、分解時に追加される何らかのＯＰＣを必要とするであろうが、同じＯＰＣ補正が、両方の場合に適用される。
【００９１】
次の実施例は、散布棒を伴う半孤立線に対する露光寛容度ウィンドウを示している。線は５０ｎｍ、１．６７ピクセルであり、散布棒は、幅２０ｎｍ又は０．６７ピクセルである。図１３の３つのグラフは、６％減衰ＰＳＭレチクル（図１３ａ）、ＳＬＭイメージオングリッド（図１３ｂ）、ＳＬＭイメージオフグリッド（図１３ｃ）を使用するＥＤウィンドウを示す。ＥＬウィンドウは、完全には同じではなく、これは、グリッドフィルタのチューニングによるものと考えられる。これ以降で詳しく示されるように、ウィンドウを大きくするように設定するのは容易であろう。しかし、実施例は、この場合ＯＰＣの形状がピクセルよりも小さいとしても、ＳＬＭがマスクと同じＯＰＣ特性を持つことを納得させるものでなければならない。
【００９２】
レジストでは結果はさらに悪くなるだろうか？複雑度の高いシステムを取り扱っているため、たぶん、ある程度の残差は残る。しかし、グリッドフィルタは、対数勾配、したがってレジスト壁角度のグリッド配置を通じて変動を取り除く。典型的なパターンでは、レチクル／ＳＬＭパターンからの１次のみの回折がレジストに届くので、像内の自由度が少なすぎ、いったんＣＤ及び対数勾配が固定された後、あまり変動を生じさせることはない。したがって、レジストの結果は、空間像の結果と一致していなければならない。
【００９３】
ＳＬＭをＯＰＣ特性に関して理想的レチクルに近づけられるように思われる。実際のレチクルは理想的ではなく、ＯＰＣモデルの観測された差は、ＳＬＭではなく、物理的レチクルによるものである。マスクレスツールをデチューンすることが可能かもしれないが、最も実用的なのは、たぶん、差が重要と認められる場合に実際のレチクルとＳＬＭに対し２つのＯＰＣモデルを使用することである。参考のため図１１のコーナープルバックの差を比較する。像は閉じ、差は良く理解されていることが有益であり、マスクレスツール上で印刷が成功すれば、そのデバイスはパターン変換の決定論的手順の後レチクルで印刷が成功することを確信できる。
【００９４】
位相シフトミラー
微小機械ミラーは、高い、一様な反射性を有する。マスク及びＳＬＭの近接場は、確かに異なるように見える。図１４ａ〜１４ｂは、透過レチクル（ａ）及びマイクロミラーＳＬＭ（ｂ）からの近接場波面を示す。到来波は示されていない。ＳＬＭからの近接場波面は、光学的に処理され、像平面に強度変化を発生させる。ＳＬＭはどのように高コントラスト像、マスクからのものとほぼ同一の像を生成するのであろうか？
【００９５】
図１５は、回折ＳＬＭ像の機能を２Ｄ変調及びフィルタ処理として見る１つの方法を示している。マスク１５１２は、照明ビーム１５１４を囲む側波帯を持つ回折パターンを作成する。マスクパターンに関するすべての情報は、これらの側波帯の位相及び振幅で運ばれる。開口１５１６は、回折パターンの中心部を切り出す、つまり、側波帯をローパスフィルタ処理し、像は、像平面１５１８内の複素振幅の絶対値の二乗をとった後形成される。このシステムは、直接的なフーリエ光学系として分析できる。図１５の一番上及び一番下の行は、マスクベースで形成する像とＳＬＭベース撮像システムとを比較している。
【００９６】
回折ＳＬＭ  １５２２は、開口１５２６の遙か外側にある側波帯１５２４を形成する表面構造を有する。無線技師であれば、ＳＬＭは、キャリア周波数、実際には、複数の２次元空間キャリア波を供給するというであろう。すべてのミラーが暗色について作動される場合、それは、ゼロ次照明ビームが消えることを意味する。開口を通る光はなく、ウェハ上の像は、暗い。表面構造がパターンによって変調される場合、ゼロ次が再び出現するが、パターンに関する情報を運ぶ側波帯により囲まれる。開口１５２６は側波帯１５２４を切り詰め、像１５２８が形成される。側波帯は同じなので、この像１５２８はマスク１５１８からのものと同一である。さらに、図に示されているように、キャリア周波数のそれぞれを中心とする側波帯もある。振幅は側波帯を持つキャリア周波数に属すので、異なる近接場（図１４）は同一像（１５１８、１５２８）を与えることができる。
【００９７】
図１６は、いくつかのＳＬＭで使用される１行おきに変わるレイアウトを示す。傾斜角度は、約５０倍誇張されており、傾斜がわかりやすくなっている。ＳＬＭ変調は、フーリエストップ、つまり投影システム内の開口における振幅変調に変換される位相変調である。この変換は、一般的で自動的なものではないが、熟慮されたミラー設計の結果、傾斜パターンのミラーサイズ及びレイアウトとなっている（図１６参照）。検出された像は、２つの条件が満たされる場合にマスクからの像と同一であり、側波帯は、対称的でなければならず、キャリア波は、キャリア周波数を中心とする側波帯により開口内の汚染を回避できるだけ十分に高くなければならない。像は、位相情報を含まない場合がある、つまり、複素振幅はすべての点で実でなければならない。これは、通常の位相シフトレチクルを考えた場合に最も容易に理解できる。０度及び１８０度と違う位相を持つ位相シフトレチクルはなく、位相角は厳密に指定され、詳しく監視される。位相シフトに対する公差は、ＰＳＭレチクルよりもＳＬＭのほうで異なり、一般に、きわめて複雑であるが、同じ一般的規則が成立し、像内には複素振幅の有意な虚部があってはならない。像平面内に位相差がある場合、焦点を通る不安定性がある、つまり、エッジは焦点を通り、ＣＤ及び／又はオーバーレイは、悪影響を受ける。
【００９８】
他の条件、つまり、開口絞り内にキャリア波からの側波帯による汚染がないという条件は、ミラーを小さくすることにより容易に満たされるが、スループットには高いペナルティが生じる。光を回折させるために表面にどのようにしわを付けるかは、ゼロ次の消滅が生成され、キャリアが開口から十分に離れている限り重要でない。ピストン、傾斜ミラー、又は正弦波高さ変調はすべて使用可能である。傾斜ミラーについては、左傾斜、右傾斜するミラーを持つ行によるレイアウトにより、ゼロ次を中心として大きなクリーン領域が得られ、汚染が低減される。回折パターンは、図１５に示されているものである。
【００９９】
ピストン対傾斜ミラー
傾斜ミラーでは、実数値挙動は、対称性により保証することができる。ピストンミラーでは高いコントラスト及び像対数勾配が得られることが提案されている。実際に、クロムレスマスクとして機能するピストンミラーを備える実施例、及びクロムレスマスクの高いコントラストを与えるオングリッドフィーチャをセットアップすることは容易である。１Ｄフィーチャオフグリッドを持つクロムレスマスクをエミュレートすることはそれほど容易ではないが、可能ではある。この場合、ピストンについては非実数である中間ミラー値を使用しなければならない。位相効果をキャンセルするように、ミラーのグループを最適化できる。位相キャンセル条件を満たし、それと同時に、ＣＤ及び対数勾配を一般的２Ｄパターン内の設計値に保持することは、より困難であり、あるミラーサイズを超えると不可能である。
【０１００】
ピストンミラーを使用する場合、位相のバランスは、傾斜ミラーの場合のように自動的ではないが、ラスタライザにより明示的に制御されなければならない。ミラーの行が交互方向に傾斜する図１６のミラーレイアウトは、ミラーが実数値振幅変調器であるかのようにラスタ化することができる、つまり、それぞれのミラーは、本質的に、その同じピクセルについてのみ局所データに基づいてラスタ化されるということである。これにより、データ経路アーキテクチャは簡素化され、ラスタ化は、ＦＰＧＡで実装されるパイプライン付きＤＳＰアーキテクチャで実行するのに好適な明示的アルゴリズム実行することができる。ピストンミラーは、より精巧なラスタ化アーキテクチャを必要とし、それと同時に、さらにサイズの小さい、さらに多くのミラーを必要とする。位相シフトミラーのより高いコントラストを利用したい場合にこうした複雑さを受け入れる必要があるだろうか？ｅｘｔセクションからは、より単純な位相シフトの解決法が得られる。
【０１０１】
位相シフトチルトミラー
図１７ａ〜１７ｄは、複素平面内の位相変調ミラーのタイプ及び軌跡を示している。これらのパネルは、（ａ）フラット傾斜ミラー、（ｂ）ピストンミラー、（ｃ）暗い中心を持つフラット傾斜ミラー、及び（ｄ）位相ステップを持つ傾斜ミラーを示している。傾斜ミラーは、図１７ｃ〜ｄに示されているように強位相シフトを与えるように修正できる。位相の自動バランスは、単純な仕組みなので、保存され、複素平面の実軸上のすべての点は、単一ミラーに対しアクセス可能になる。バイナリ、減衰、高透過減衰、３色調、交互開口、位相エッジ、及びＣＰＬモードに、同じＳＬＭを使用することができる。唯一の欠点は、約２倍の輝度の喪失である。
【０１０２】
複素振幅Ｒは、以下のように計算される。
【数１】
2007522671.tif 000013
ただし、Ｓはミラーの表面、ｒ（ｘ，ｙ）は局所複素反射係数、λは波長、ｈ（ｘ，ｙ）は局所高さである。ピストンミラーの場合、複素振幅は以下のように計算される。
【数２】
2007522671.tif 000014
つまり、位相係数掛ける一定の積分された反射率Ｒ０である。
【０１０３】
４種類のミラータイプ及び作動されたときに複素平面内で積分複素反射係数Ｒが通る軌跡。図１７ａは、Ｓｉｇｍａマスクライターで使用されている現行のミラーを示している。Ｒは、ミラーのエッジで０度の偏光の１＋０ｉから２５７度の−０．２＋０ｉまで動く。減衰型ＰＳＭを模倣するために負の振幅を使用することができるか、又はグリッドフィルタ内で黒よりも黒い色として使用することができる。理論値−０．２は、グリッドフィルタ及び負の黒／減衰型ＰＳＭモードには同時に小さすぎるが、実際のデバイスは、もっと負の振幅、通常は−０．３を持つ。値は、さらに、ミラーの設計により変更できる。
【０１０４】
図１７ｂは、ピストンミラーを表している。複素反射は、単位円の周に追随し、すべての位相値で非常に明るい。円の内側にある点、つまり、黒と、灰色の値は、２つ以上のミラーの組合せを通じてでないとアクセスできない。
【０１０５】
図１７ｃは、非反射コーティング、光散乱微細構造、又は切り出しにより暗くされた軸にそって中心部を持つ傾斜ミラーを示している。中心から領域が取り除かれると、負の振幅の大きさは増大し、その一方で、平坦状態の反射は低減され、軌跡がより対称的になるが、それと同時に小さくなる。しかし、照明エネルギーの変化により形態を縮尺し、値０．５＋０ｉ及び−０．５＋０ｉをクリア及びシフタとして使用することができる。通常のスキャナとは対照的に、マスクレスツールは、焼き付けるためのレーザーエネルギーを有する。スループットが２０倍低いということは、ウェハ平面内で必要なエネルギーが２０倍少ないということを意味する。
【０１０６】
図１７ｄは、異なる傾斜位相シフトデバイス、ステップミラーを示している。これは、反射の１８０度位相シフトに対応する、λ／４の位相ステップを表面において持つ。領域の半分は１８０度シフトされるので、平坦であればこれは暗い。右に傾斜すると、明るさは、約５０％反射までとなる。左に傾斜しても、明るくなるが、１８０度の位相差を伴う。このミラーはいくつかの利点を有し、それにより、バイナリ印刷にも役立つようになる。特に、アクティブ化されていない場合には非常に暗く、連続するＳＬＭ像のスティッチングを簡素化する特性である。複素振幅は、複素平面の原点を中心に対称的であり、ＣＰＬ、位相エッジ、及びＡＡＰＳＭモードに対する望ましい特性である。ステップミラーが３色調パターンに使用される場合、実軸にそって、例えば、３色調高透過減衰モード、又は−１＋ｉ０よりも弱いシフタを持つＣＰＬについて、値を任意に選択できる。
【０１０７】
位相シフトに対するデータ経路
図１８ａ〜１８ｄは、様々なデータ経路を示しており、（ａ）、同じファイル内の多数の領域タイプを指定する専用データ形式を持つ理想的データ経路（ｂ）、任意の数の層に対し一般化できる、現在のインフラストラクチャと互換性のある修正データ経路（ｃ）、層が別々にラスタ化されていないｃの修正バージョン（ｄ）がそれぞれ示されている。図１８ａ〜１８ｂに示されているデータ経路とは対照的に、バイナリ及び減衰型ＰＳＭと異なるパターンは、パターン入力データ内に２つよりも多いレベルを持つ。今日位相シフトレチクルが生産されているので、入力データについては、マスクライターの２つの別々の層、クロム層とシフタ層をＧＤＳＩＩ又はＯＡＳＩＳなどの標準形式を使用する別々のファイルとして記述する。この入力仕様と互換性があることが望ましいが、それは特に層が機能上同じでないからである。シフタは、通常、クロムによりマスクされているため、データ内ではレチクル上で意図されているよりも大きい。図１８ｃは、２つのファイルを読み込み、それらをラスタ化し、ビットマップをＳＬＭ用の１つの単一ビットマップに組み合わせるデータ経路を示している。グリッドフィルタは、この単一ビットマップ上で使用することができる。図１８ｂは、専用データ形式を使用して、３つではなく４つの領域タイプを指定するように同じ２つの層を組み合わせる方法を示している。一般に、同じタイプのカスタム形式によりＮ個の色調を持つパターンを記述することが可能であろう。
【０１０８】
二重ラスタライザを持つデータ経路は、間違いなく、構築コストが高い。２つ以上の標準入力層を直接多値ビットマップに変換する新しいラスタライザを開発することは有利である場合も有利でない場合もあり、これについては図１８ｄを参照のこと。位相シフト及び多色調像に最も有用なラスタライザは何かを探索する作業が、この領域においてまだ残っている。
【０１０９】
位相シフトの実施例
図１９は、ＳＬＭ（ａ）及びレチクル（ｂ）を使用して、位相エッジ及びトリムマスクを含む３５ｎｍトランジスタゲートを印刷する方法の概要説明を示している。ＳＬＭにより生成される位相エッジを使用して印刷される３５ｎｍ線のレジストプロファイルが（ｃ）に示されている。（ｃ）の拡大部分に見られるように、グリッドに関するいくつかの配置はオーバーレイされる。図１９は、図９ｄのステップミラーを使用する位相エッジ及び位相シフトドメイン内で動作するように修正されたグリッドフィルタのシミュレートされた実施例を示している。図１９ａ〜ｂは、通常レチクル（１９ｂ）又はＳＬＭ（１９ａ）のいずれかとともに位相エッジ及びトリムマスクによりトランジスタゲート構造がどのように形成されるかの概略を示している。ＳＬＭ及びレチクルについては、０及び１８０は、反射／透過光の位相を表しているが、灰色レベルは、傾斜した黒色ＳＬＭミラーを表している。図１９ｃのシミュレーションは、ミラーグリッドに関して０、５、１０、１５、２０、２５、及び３０ｎｍの配置に対する位相エッジのレジストプロファイルを示している。ターゲットＣＤは、６５ｎｍノードにより、３５ｎｍである。単一ピクセルよりも広いとは言えない線を高い形状の一貫性とともにグリッドに通すことができ、しかも変化は高倍率で拡大したときにしかシミュレーション結果内に見えないということは注目に値する−驚くべきことですらある。グリッド効果のこの驚くほどの欠如は、グリッドフィルタと、露光過多により線が小さくなるという事実とが組み合わさったということで説明できる。
【０１１０】
次は、図２０の線幅６５及び４５ｎｍのＣＰＬ半孤立線に示されている。ＣＰＬでは、場合によっては透過を減らすためにその上にクロムがあるレチクル上のシフタ線が、極端なシグマで印刷される。その結果、適度のコントラスト及び、マスクＣＤに対する不感度を持つ細い暗色線が得られる。ここで示されている２つの実施例は、線をグリッドに通した場合にＣＤ及びコントラストが保存できることを示している。シミュレーションについては、ｄのステップミラーが使用された。その結果、再び、ＣＤも、グリッドに関する位置に対するコントラスト依存性も持たない線が得られる。
【０１１１】
ＡＳＩＣの位相シフトの有効化
ＰＳＭレチクルの作成は、決して単純でも容易でもない。シフタの修復は、いつも難しく、位相シフトの屈折力のため、許容差は常に厳しい。位相シフトが強いほど、作成するのは難しい。位相シフトマスクレスツールを構築する難しさは、別種である。この難しさは、開発にあり、機能するシステムが存在する場合、これは、位相シフトパターンをバイナリパターンと同じくらい簡単に描画する。ＣＰＬのコストがそれほどでもなく、要する時間も長くないのに、なぜ、バイナリパターンをゲートに使用するのであろうか？
【０１１２】
位相シフト及びバイナリが同じ時間及びコストを要するという仮定が完全には正しくない場合であっても、位相シフトマスクレスツールが利用可能であるため、それでも、より積極的な設計及びプロセスに有利な形で場を傾斜させられる。位相エッジ多層を２パスではなく４パスで書き込む必要があると判明した場合でも、ＡＳＩＣ業界はクロック速度を高くし、性能がＦＰＧＡに勝るようにすることができるであろう。
【０１１３】
しかし、位相シフトプロトタイプは、そもそも、レチクルベースの生産に移せるのであろうか？たぶんできないし、たぶん、かなり大量であっても（複数の）位相シフト層マスクレスを稼働させ続けるほうが経済的であろう。機能しているツールの場合、高性能、少量生産へのドアは開いており、レチクルへの移行は、経済性と物流状況に基づいてケースバイケースで行われる。たぶん、マスクレス専用プロセスは道理にかなっている。
【０１１４】
ピクセルサイズ
位相シフトの実施例ではすべて、同じピクセルサイズ、３０ｎｍを使用することに留意されたい。このサイズは、バイナリ及び減衰型結像モードに適しているものとして（少し控えめであるが）既に選択されている。位相シフトでは、印刷されるフィーチャは小さいが、予想に反して、ここで報告されたシミュレーションは、３０ｎｍが依然として適切であることを示している。この結果は、明らかにグリッドフィルタのせいで、まだ予備的である。スループットにペナルティがあるにもかかわらず、より小さなピクセルを使用することにより、印刷を改善し、より理想的なものにすることが常に可能である。
【０１１５】
Ｌｉｔｈｏ−Ｎｅｕｔｒａｌ、Ｌｉｔｈｏ−Ｍａｔｃｈ、及びＬｉｔｈｏ−Ｐｌｕｓ
マスクレスツールを、通常のスキャナとの別の関連で実行することができる。プロトタイピング及びその後の生産に使用される状況では、マスクに移行することなく、マスクとマスクレスとの間の透明性が問題にならない場合がある。これは、マッチングが必要な状況−Ｌｉｔｈｏ−Ｍａｔｃｈ−とは対照的に、Ｌｉｔｈｏ−Ｎｅｕｔｒａｌと呼ぶことができる。
【０１１６】
Ｌｉｔｈｏ−Ｍａｔｃｈは、難しい概念である。プロセスウィンドウを最大化し、ＯＰＣソフトウェアに近接効果の管理を任せることは、異なる機械のＯＰＣとマッチさせることに比べて、単純であり、直截的である。これは、異なるタイプの２つのスキャナ上の同じ光学設定が、イルミネータの残存収差及び非完全マッチングのため、同じものを印刷しないことが多いマスクリソグラフィから知られている。透明性のあるプロトタイピングでは、マスクレスツールは、スキャナよりも良くも、悪くもないことが重要である。像処理が悪いと不必要な作り直しが生じるが、マスクレスツールの画質が良ければ、マスクベース生産に移行するときに製品は失敗する可能性がある。
【０１１７】
同じ原理により、Ｌｉｔｈｏ−Ｐｌｕｓという用語は、マスクレスツールの印刷性能がマッチングよりも高い優先度を持つ状況を表すことができる。Ｌｉｔｈｏ−Ｐｌｕｓを実現する２つの最も明白な方法は、異なる光学設定で印刷される部分パターンへのパターン分解及びビットマップのデジタル処理である。ステッパの二重パス及びマルチプルパス印刷については、一部はオーバーレイ精度、一部は二重レチクルのコストが障害となっている。マスクレスツールでは、トレードオフの関係は異なり、オーバーレイはウェハもレチクルも位置合わせをやり直す必要がないため非常に良く、二重レチクルの固定費はない。他方では、スループットは、パスの数に反比例する。これにもかかわらず、パターンをｘとｙ線だけでなく、ロジックとメモリ、密集フィーチャと孤立フィーチャ、又は異なるピッチで分解することも可能であり有用な場合がある。一実施例は、位相シフトにより形成される高コントラスト線を交差することによりネガティブレジストで印刷できる密集コンタクトホールである。偏光は、特に１．００を超えるＮＡに対する、分解の他の理由である。
【０１１８】
グリッドフィルタは、グリッドを通して一様性を実現する一手段として説明されているが、それに、他のカーネルとの畳み込み、通常は導出を加えることができる。導出カーネルがパターン全体に適用される場合、すべてのエッジは鋭くなり−そうしたければ誇張される−細い線と小さなフィーチャにブーストが与えられる。このトレードオフの関係は、処理されたエッジはそのままピクセルの動的範囲内に収まらなければならず、それによりデジタルノイズが増え、さらに多くのレーザーエネルギーが必要になるというものである。すべてのエッジに小さな導出項を加える場合、図１３のＥＤウィンドウは、ＳＬＭ用に大きくしておくことも可能であった。すべてのエッジの導出項は、図９のアーキテクチャへの小さな変更とともにグリッドフィルタに加えることができる。
【０１１９】
まとめ
グリッドを通じてＣＤを保存する、Ｓｉｇｍａマスクライターからのラスタ化はさらに１ステップ実行され、これで、フィーチャのオフグリッド配置を通じてＣＤと対数勾配の両方を保存する。ＳＬＭ像は、可視グリッドのない、また分解能の損失のないデータの理想的像のものに非常に近い。このため、ピクセルの使用が非常に効果的になり、論文に載っているシミュレーションのうちの３つは、幅２ピクセル未満の線であってもうまく印刷できることを示している。
【０１２０】
物理的レチクルからの像と比較すると、ＳＬＭからの像は、悪くなく、むしろ良いが、それは、物理的レチクル限界分解能及び精度において多数のステップが取り除かれているからである。この上で、デジタルフィルタを使用して、物理的レチクルで可能なコントラストよりも高いコントラストにすることができる。
【０１２１】
ベースライン設計の目的は、シームレスな様々なものの組合せ及びマスクとマスクレスリソグラフィとの間の設計の透明性のある移行のためにマスクベーススキャナの像特性をマッチさせることである。
【０１２２】
これらの結果は、同じＯＰＣモデルをマスクベーススキャナとして与えるようにマスクレスツールを構築することができることを示している。ＯＰＣ特性は、グリッドフィルタが有限ピクセルサイズの影響を取り除いた後、投影光学系及び照明条件により完全に決定される。
【０１２３】
マスクレスツールは、典型的には、位相シフトされ、ＯＰＣの高い最も困難な層において実用性が最高である。Ｍｉｃｒｏｎｉｃｓのマスクライターで使用される傾斜ミラーは、強位相シフト特性を持つように修正されている。単純な機械特性を保持しつつ、−１＋０ｉから＋１＋０ｉまでの実軸上で複素振幅を発生するように作動させることができる。現在のデータ経路は、２つのレベルとして説明されているパターンしかラスタ化できないが、３色調及び多色調パターンを行うことができる修正されたデータ経路が説明されている。
【０１２４】
すべて６５ｎｍ設計ノードをターゲットとするベースライン光学系に関連している示されている実施例（λ＝１９３、ＮＡ＝０．９３乾燥、及び３０ｎｍ投影ピクセルサイズ）は、５０ｎｍ（ａｔｔＰＳＭ）、４５ｎｍ（ＣＰＬ、双極子）、及び３５ｎｍ（位相エッジ）の半孤立線を含む。これらは、マスクレスツールにとっては最も難しいケースであると考えられるが、それは、線幅が２ミラー分か又はそれ以上小さく、グリッドフィルタがあまり極端でない照明モードの場合よりも双極子照明の場合に効果が低いからである。
【０１２５】
最終的結論は、本明細書におけるすべてのＣＤ誤差のスケールは、ＣＤ誤差見積もりと比較して無視できるくらい小さいというものである。この結果は、複数の実験及び他のシミュレーションにより確認されなければならず、ＣＤ誤差がないとは主張しておらず、他の発生源に由来しなければならないと主張している。
【０１２６】
いくつかの特定の実施形態
本発明は、この方法を実施するように適合された方法又はデバイスとして実施することができる。本発明は、位相シフト方法のマスクレスエミュレーション及びＯＰＣフィーチャの生成を実行するためにロジックが書き込まれた媒体などの製造物品とすることができる。
【０１２７】
一実施形態は、実部が負である複素反射係数を有する少なくとも１つのミラー及び実部が正である複素反射係数を有する隣接ミラーを備える空間光変調器（ＳＬＭ）を提供することを含む、リソグラフィパターンを露光する方法である。この方法は、さらに、部分的コヒーレントビームで前記ＳＬＭを照射し、前記ＳＬＭを駆動するベクトルデータを変換することを含む。ベクトル入力データは、２つよりも多いビーム中継状態を含み、レチクルとともに使用されるリソグラフィ像強調の１つ又は複数の方法で使用される。リソグラフィ像強調のこれらの方法は、クロムレス位相リソグラフィ（ＣＰＬ）、位相エッジ、交互開口（レベンソン型）、３色調、又は高透過減衰型リソグラフィのグループの中から選択される。２つよりも多いビーム中継状態は、ラスタ化前のベクトルデータで記述される、完全オン、及び完全オフに加えて、灰色領域又は位相シフト領域を含むことができる。
【０１２８】
第１の実施形態の他の態様は、リソグラフィ像強調の１つ又は複数の方法をエミュレートする、負の実部を有する複素反射係数を持つように向き付けられた少なくとも１つのミラーを使用するＳＬＭにより１つ又は複数のパターンエッジを定義することを含む。
【０１２９】
一連の追加の実施形態は、リソグラフィ像強調の特定の方法をエミュレートすることを伴う。これらの実施形態のうちの１つは、部分的コヒーレント光でＳＬＭを照射することを含む、部分的コヒーレント光を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える空間光変調器を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法である。この方法は、さらに、１つ又は複数の隣接ミラーと対照的に実部が負である複素反射係数を有するミラーを駆動し、部分的コヒーレント光をＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することを含む。
【０１３０】
これらの実施形態のうちの他の１つは、部分的コヒーレント光でＳＬＭを照射することを含む、部分的コヒーレント光を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える空間光変調器を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法である。この方法は、さらに、実部が負である複素反射係数を有するミラーを駆動してクロムレス型位相シフトマスクの行の間の位相干渉をエミュレートし、部分的コヒーレント光をＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することを含む。
【０１３１】
他の実施形態は、部分的コヒーレント光でＳＬＭを照射することを含む、部分的コヒーレント光を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える空間光変調器を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法である。この方法は、さらに、実部が負である複素反射係数を有するミラーを駆動して交互開口型位相シフトマスクをエミュレートし、部分的コヒーレント光をＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することを含む。
【０１３２】
さらに他の実施形態は、部分的コヒーレント光でＳＬＭを照射することを含む、部分的コヒーレント光を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える空間光変調器を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法である。この方法は、さらに、実部が負である複素反射係数を有するミラーを駆動して３色調型位相シフトマスクをエミュレートし、部分的コヒーレント光をＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することを含む。
【０１３３】
関連する実施形態は、部分的コヒーレント光でＳＬＭを照射することを含む、部分的コヒーレント光を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える空間光変調器を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法である。この方法は、さらに、実部が負である複素反射係数を有するミラーを駆動して高透過減衰型位相シフトマスクをエミュレートし、部分的コヒーレント光をＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することを含む。
【０１３４】
開示されている他の実施形態は、実部が負である複素反射成分を有する少なくとも１つのミラー及び実部が正である複素反射係数を有する隣接ミラーを備える空間光変調器を提供することを含む、リソグラフィパターンを露光する方法である。この方法は、部分的コヒーレントビームでＳＬＭを照射し、前記ＳＬＭを駆動するベクトル入力データを変換することを含む。ベクトル入力データは、ＯＰＣフィーチャ又は分解を含み、レチクルとともに使用されるリソグラフィ像強調を生成するために使用されている。ＯＰＣフィーチャ又は分解は、散布棒、セリフ、ＯＰＣジョグ、又は二重双極子分解のグループに含まれる。
【０１３５】
一連の関連する実施形態は、レチクルとともに使用されるようなＯＰＣフィーチャ又は分解をエミュレートすることを含む。関連する一実施形態は、部分的コヒーレント照射源でＳＬＭを照射することを含む、部分的コヒーレント光を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える空間光変調器を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法である。この方法は、さらに、１つ又は複数の印字解像度以下の散布棒をエミュレートするようにミラーを駆動し、部分的コヒーレント光をＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することを含む。
【０１３６】
他の関連する実施形態は、部分的コヒーレント照射源でＳＬＭを照射することを含む、部分的コヒーレント光を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える空間光変調器を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法である。この方法は、さらに、印字解像度以下のセリフをエミュレートするようにミラーを駆動し、部分的コヒーレント光をＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することを含む。
【０１３７】
他の実施形態は、部分的コヒーレント照射源でＳＬＭを照射することを含む、部分的コヒーレント光を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える空間光変調器を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法である。この方法は、さらに、ＳＬＭの隣接ミラー間の位相差により強調される、ジョギング位置合わせパターンを生成するようにミラーを駆動し、部分的コヒーレント光をＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することを含む。
【０１３８】
さらに他の実施形態は、部分的コヒーレント照射源でＳＬＭを照射することを含む、部分的コヒーレント光を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える空間光変調器を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法である。この方法は、さらに、ＳＬＭの多重露光を使用して二重露光双極子分解分解能強調をエミュレートするようにミラーを駆動し、部分的コヒーレント光をＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することを含む。
【０１３９】
本発明は、好ましい実施形態及び上で詳しく説明されている実施例を参照しつつ開示されているが、これらの実施例は、限定的な意味はなく、説明的であることを意図されていることは理解されるであろう。説明されている実施形態では、コンピュータ援用処理が暗示されている。したがって、本発明は、位相シフトＳＬＭを使用してマスクベースのリソグラフィをエミュレートする方法、位相シフトＳＬＭを使用してマスクベースのリソグラフィのエミュレーションを実行するためのロジック及びリソースを備えるシステム、位相シフトＳＬＭを使用してマスクベースのリソグラフィのエミュレーションを実行するためのロジックが書き込まれている媒体、位相シフトＳＬＭを使用してマスクベースのリソグラフィのエミュレーションを実行するためのロジックが書き込まれているデータストリーム、又は位相シフトＳＬＭを使用してマスクベースのリソグラフィのコンピュータ援用エミュレーションを実行するコンピュータアクセス可能サービスで実現することができる。当業者であれば修正及び組合せを容易に思い付き、修正及び組合せは、本発明の精神及び請求項の範囲内にあると考えられる。
【０１４０】
請求項は特許請求の範囲で主張される。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】光マスクレスリソグラフィ（ＯＭＬ）像生成システムの概略図である。
【図２】スタンプからスタンプへのマイクロステップで、ＯＭＬにおいて使用される一定速度、短パルス長でウェハがスキャンされる状況を示す図である。
【図３】ＯＭＬシステムアーキテクチャの概要図である。
【図４】ミラーの較正結果を示す図である。
【図５】投影光学系の予備光学設計の図である。
【図６】ミラーチルト構成の一実施例を示す図である。
【図７】１３０、２００、４００、６００、及び１２００ｎｍのピッチの６０ｎｍ線に対するレジスト内の結果として得られる共通プロセスウィンドウを示す図である。
【図８】６０ｎｍのコンタクトホールの２つの空間像を示す図である。
【図９】ビットマップの１次元デジタルフィルタ処理を示す図である。
【図１０】マスクレスツール並びにカスケードに接続されているマスクライター及びスキャナの類似の機能を示す図である。
【図１１ａ】レチクルからのコーナーの空間像シミュレーションを示す図である。
【図１１ｂ】レチクルからのコーナーの空間像シミュレーションを示す図である。
【図１２ａ】二重双極子分解の空間像シミュレーションを示す図である。
【図１２ｂ】二重双極子分解の空間像シミュレーションを示す図である。
【図１３ａ】６％減衰ＰＳＭレチクルを使用するＥＤウィンドウを示すグラフである。
【図１３ｂ】ＳＬＭイメージオングリッドを使用するＥＤウィンドウを示すグラフである。
【図１３ｃ】ＳＬＭイメージオフグリッドを使用するＥＤウィンドウを示すグラフである。
【図１４ａ】透過レチクル及びマイクロミラーＳＬＭからの近接場波面を示す図である。
【図１４ｂ】透過レチクル及びマイクロミラーＳＬＭからの近接場波面を示す図である。
【図１５】回折ＳＬＭ像の機能を２Ｄ変調及びフィルタ処理として見る１つの方法を示す図である。
【図１６】いくつかのＳＬＭで使用される１行おきに変わるレイアウトを示す図である。
【図１７ａ】複素平面内の位相変調ミラーのタイプ及び軌跡を示す図である。
【図１７ｂ】複素平面内の位相変調ミラーのタイプ及び軌跡を示す図である。
【図１７ｃ】複素平面内の位相変調ミラーのタイプ及び軌跡を示す図である。
【図１７ｄ】複素平面内の位相変調ミラーのタイプ及び軌跡を示す図である。
【図１８ａ】様々なデータ経路を示す図である。
【図１８ｂ】様々なデータ経路を示す図である。
【図１８ｃ】様々なデータ経路を示す図である。
【図１８ｄ】様々なデータ経路を示す図である。
【図１９】ＳＬＭ及びレチクルを使用して、位相エッジ及びトリムマスクを含む３５ｎｍトランジスタゲートを印刷する方法の概要説明である。
【図２０】６５ｎｍと４５ｎｍの線幅を持つクロムレス位相リソグラフィ（ＣＰＬ）半孤立線の印刷を示す図である。
【図２１ａ】デジタルフィルタ処理を実装するために計算されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）のグラフである。（図番２２〜３４は未使用）
【図２１ｂ】デジタルフィルタ処理を実装するために計算されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）のグラフである。（図番２２〜３４は未使用）
【図２１ｃ】デジタルフィルタ処理を実装するために計算されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）のグラフである。（図番２２〜３４は未使用）
【図２１ｄ】デジタルフィルタ処理を実装するために計算されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）のグラフである。（図番２２〜３４は未使用）
【図２２ａ】本発明によるオフグリッド補正フィルタの一実施形態を示す図である。
【図２２ｂ】本発明によるオフグリッド補正フィルタの一実施形態を示す図である。
【図２３】灰色及び暗色のピクセルに対する結果として得られるＬＵＴ関数を示す図である。
【図２４ａ】本発明のオフグリッドフィルタによる計算で求められた改善量を示す図である。
【図２４ｂ】本発明のオフグリッドフィルタによる計算で求められた改善量を示す図である。
【図２５ａ】本発明のオフグリッドフィルタによる計算で求められた改善量を示す図である。
【図２５ｂ】本発明のオフグリッドフィルタによる計算で求められた改善量を示す図である。
【図２６ａ】本発明のオフグリッドフィルタによる計算で求められた改善量を示す図である。
【図２６ｂ】本発明のオフグリッドフィルタによる計算で求められた改善量を示す図である。
【図２７ａ】本発明によるオフグリッド補正フィルタの他の実施形態を示す図である。
【図２７ｂ】本発明によるオフグリッド補正フィルタの他の実施形態を示す図である。
【図２８ａ】振幅透過変調ピクセルを含むＳＬＭを例示する図である。
【図２８ｂ】バイナリマスクからの理想的パターンを例示する図である。
【図２９】エッジ上、及びエッジ外のピクセルに対するルックアップテーブルを例示する図である。
【図３０】性能比較照明表及びグリッドフィルタ（オフグリッドフィルタ）を例示する図である。
【図３１ａ】パターン内の未補正エッジを例示する図である。
【図３１ｂ】パターン内の補正済みエッジを例示する図である。
【図３２ａ】振幅透過変調ピクセルを含むＳＬＭを例示する図である。
【図３２ｂ】バイナリマスクからの理想的パターンを例示する図である。
【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】
2007522671.tif 000021
【図８】
2007522671.tif 000022
【図９】
2007522671.tif 000023
【図１０】
2007522671.tif 000024
【図１１ａ】
2007522671.tif 000025
【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２】
2007522671.tif 000028
【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４Ａ】
2007522671.tif 000032
【図１４Ｂ】
2007522671.tif 000033
【図１５】
2007522671.tif 000034
【図１６】
2007522671.tif 000035
【図１７】
2007522671.tif 000036
【図１８】
2007522671.tif 000037
【図１９】
2007522671.tif 000038
【図２０】
2007522671.tif 000039
【図２１ａ】
2007522671.tif 000040
【図２１ｂ】
2007522671.tif 000041
【図２１ｃ】
2007522671.tif 000042
【図２１ｄ】
2007522671.tif 000043
【図２１ｅ】
2007522671.tif 000044
【図２１ｆ】
2007522671.tif 000045
【図２２ａ】
2007522671.tif 000046
【図２２ｂ】
2007522671.tif 000047
【図２３】
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【図２４ａ】
2007522671.tif 000049
【図２４ｂ】
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【図２５ａ】
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【図２５ｂ】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
2007522671.tif 000054
【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
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【図２８ａ】
2007522671.tif 000057
【図２８ｂ】
2007522671.tif 000058
【図２９】
2007522671.tif 000059
【図３０】
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【図３１ａ】
2007522671.tif 000061
【図３１ｂ】
2007522671.tif 000062
【図３２ａ】
2007522671.tif 000063
【図３２ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年12月8日(2005.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィパターンを露光する方法であって、
少なくとも１つの中間傾斜位置に対し複素振幅の有意な虚部のない、実部が負である複素反射係数を有する少なくとも１つのミラー及び実部が正である複素反射係数を有する隣接ミラーを備える傾斜マイクロミラー空間光変調器（ＳＬＭ）を提供することと、
部分的コヒーレントビームで前記ＳＬＭを照射することと、
前記ＳＬＭを駆動するように、
クロムレス位相リソグラフィ（ＣＰＬ）、
位相エッジリソグラフィ、
交互開口（レベンソン型）リソグラフィ、
３色調リソグラフィ、又は
高透過減衰型リソグラフィ
のグループのうちの、レチクルとともに使用されるリソグラフィ像強調の方法のうちの１つ又は複数で使用されるような、２つよりも多いビーム中継状態を含むベクトル入力データを変換することとを含む、上記方法。
【請求項２】
１つ又は複数のパターンエッジは、リソグラフィ像強調の１つ又は複数の方法をエミュレートする、負の実部を有する複素反射係数を持つように向けられた少なくとも１つのミラーを使用してＳＬＭにより定義される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
１つ又は複数の隣接ミラーと対照的に位相エッジに対し実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項４】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
クロムレス型位相シフトマスクの行の間の位相干渉をエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項５】
少なくとも１つの中間傾斜位置に対し複素振幅の有意な虚部のない、部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、傾斜マイクロミラー空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
交互開口型位相シフトマスクをエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項６】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
３色調型位相シフトマスクをエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項７】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
高透過減衰型位相シフトマスクをエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項８】
リソグラフィパターンを露光する方法であって、
実部が負である複素反射係数を有する少なくとも１つのミラー及び実部が正である複素反射係数を有する隣接ミラーを備える空間光変調器（ＳＬＭ）を提供することと、
部分的コヒーレントビームで前記ＳＬＭを照射することと、
前記ＳＬＭを駆動するように、
散布棒、
セリフ、
ＯＰＣジョグ、又は
二重双極子分解
のグループのうちの、レチクルとともに使用されるリソグラフィ像強調を生成するために使用されるような、ＯＰＣフィーチャ又は分解を含むベクトル入力データを変換することとを含む、上記方法。
【請求項９】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
１つ又は複数の印字解像度以下の散布棒をエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項１０】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
１つ又は複数の印字解像度以下のセリフをエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項１１】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
前記ＳＬＭの隣接ミラーの間の位相差により強調されるジョグを線パターン内に生成するため実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【請求項１２】
部分的コヒーレント光源を使用する、実部が負である複素反射係数を有する１つ又は複数のミラーを備える、空間光変調器（ＳＬＭ）を使用してワークピース上の像平面上にリソグラフィパターンを形成する方法であって、
前記部分的コヒーレント光で前記ＳＬＭを照射することと、
前記ＳＬＭの複数の露光を使用して二重露光双極子分解分解能強調をエミュレートするために実部が負である前記複素反射係数を有する前記ミラーを駆動することと、
前記部分的コヒーレント光を前記ＳＬＭから有限開口を通して像平面上に投影することとを含む、上記方法。
【国際調査報告】
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