(57)【要約】成形荷電粒子ビームリソグラフィを用いた半導体生産の分野では、トラックを形成する単一の拡張ショットにおいて表面を横切る荷電粒子ビーム（１４０）を引き込むことにより、表面（１３０）にパターンを形成する。いくつかの実施形態では、トラックは直線パス、湾曲パス、または曲線形状の外周（８５０，８５２，８５４，８５６，８５８，８６０，８６２）を形成できる。他の実施形態では、引き込まれたビーム（１４０）の速度を変化させることにより、トラックの幅を変更できる。この技術は集積回路を製造するために利用され、パターンをウェハに転写するために、レジスト被覆されたウェハを横切る荷電粒子ビームを引き込むか、後に光リソグラフィプロセスを用いてパターンをウェハに転写するのに用いられるフォトマスクを製造するために用いられるレチクルを横切る荷電粒子ビームを引き込む。
2013508973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上にパターンを形成するための方法であって、
荷電粒子ビーム源を供給することと、
１つ以上のアパーチャにより前記荷電粒子ビームを成形することと、
前記表面上の第１の位置に前記成形荷電粒子ビームを露光することと、を含み、
前記表面は前記成形荷電粒子ビームにより露光され、前記成形荷電粒子ビームは所定パスを通り前記表面上の前記１の位置から第２の位置に移動し、前記表面上に前記パターンの一部を形成する引き込みショットを生成する、方法。
【請求項２】
前記パターンは曲線である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記荷電粒子ビームを成形する前記アパーチャの１つとして１つ以上のキャラクタプロジェクション（ＣＰ）キャラクタを含むステンシルを提供することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記荷電粒子ビームを成形する前記ＣＰキャラクタは、円形または略円形パターンの１つ以上を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記荷電粒子ビームを成形する前記ＣＰキャラクタは、長円形、略長円形、楕円形、略楕円形、環状、略環状、楕円環状、略楕円環状、長円環状、または略長円環状パターンの１つ以上を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記荷電粒子ビームを成形する前記ＣＰキャラクタが複数のばらばらのパターンを含むことにより、前記引き込みショットは前記表面に複数のトラックを形成する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記所定パスが直線または略直線であるため、前記ショットは前記表面に複数の平行または略平行のトラックを形成する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記所定パスは閉鎖形状を形成し、前記第２の位置は前記第１の位置と同じ位置である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記引き込みショットは、前記パターンの外周または前記外周の一部を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記引き込みショットはビームぼけ半径を含み、前記方法は、前記引き込みショットに用いられる前記ビームぼけ半径とは異なるビームぼけ半径を用いて、前記パターンの他の部分を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記所定パスは数式で表現される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記所定パスは一連の接続線分を表す一連の点で表現される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
追加的な引き込みショットおよび／または従来のショット、必要に応じてそれらの組み合わせの使用をさらに含み、前記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１４】
前記引き込みショットは縦方向の線量データを含み、第１および第２の端点近辺の前記縦方向の線量データの傾斜を増大するために局部投影が用いられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
マルチパス露光技術を用いて前記表面に前記パターンを形成するために、第２の書き込みパスにおいて前記第２の端点から前記第１の端点に前記粒子ビームを引き込むことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記引き込みショットは線量を含み、前記引き込みショットの前記線量は、前記引き込まれた荷電粒子ビームの速度として表現される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記速度は直線速度であり、前記引き込まれた荷電粒子ビームの前記直線速度はショット中に変化する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記表面はウェハであり、前記方法は、前記ウェハ上に前記パターンセットを用いて、集積回路を製造することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
基板上に半導体デバイスを製造するための方法であって、前記方法はパターンセットを含むフォトマスクを提供することを含み、前記フォトマスクは、所定パスを通じてレチクル上の第１の位置から前記レチクル上の第２の位置まで成形ビーム荷電粒子ビームを移動することにより製造され、前記レチクルは前記成形荷電粒子ビームにより露光されて、パターンが形成され、
光リソグラフィを用いて、前記フォトマスクのパターンにより、前記基板に複数のパターンを形成する、方法。
【請求項２０】
表面上にパターンを形成するためのシステムであって、
荷電粒子ビームショット情報を受取り可能な入力素子と、
ショットを作成するために、一定期間、荷電粒子ビームを放射可能な荷電粒子ビーム源と、
前記荷電粒子ビームを成形可能な１つ以上のアパーチャと、
前記表面上に前記荷電粒子ビームの焦点を合わせる１つ以上のレンズと、
前記ショット中、前記表面上の第１の位置と第２の位置との間に前記荷電粒子ビームを引き込み可能な偏向器と、を備えており、前記引き込みは前記ショット情報に特定されたパスをたどる、システム。
【請求項２１】
前記荷電粒子ビーム源および前記レンズは最小特性のビームぼけ半径を有し、前記ビームぼけ半径は、前記ショット情報に基づいて、前記最小特性値よりも大きく調節され得る、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記偏向器は前記ショット情報において特定された速度において前記荷電粒子ビームを引き込む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記ショット情報において特定された前記速度は、前記表面上の前記第１の位置と前記第２の位置との間で変化する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記パスは数式で表される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２５】
前記パスは一連の接続線分を表す一連の点で表現される、請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年１０月２１日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ａ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｂｙ  Ｄｒａｇｇｉｎｇ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｈａｐｅｄ  Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」と題された米国仮特許出願整理番号第６１／２５３８４７号に基づく優先権を主張し、それらのすべては、すべての目的のために、参照により組み込まれる。
【０００２】
本開示はリソグラフィに関し、より特定的には、成形ビーム荷電粒子ビーム書込装置の設計、および成形ビーム荷電粒子ビーム書込装置を用いた、レチクル、ウェハ、またはいかなる表面であり得る表面を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
集積回路などの半導体装置の生産または製造では、半導体装置を製造するために光リソグラフィを用いられ得る。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、ホログラム、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。層の所望パターンが、この場合は基板でもある表面に直接的に書き込まれる。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き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き込まれる層もある。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、ホログラム、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（ＶＳＢ）およびキャラクタプロジェクション（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（すなわち、「マンハッタン」方向）と、一定の最小および最大サイズの４５度の直角三角形（すなわち、３つの内角が４５度、４５度および９０度）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によって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。キャラクタプロジェクション（ＣＰ）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、また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特徴を有する。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単一の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度の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。これは例えば、粒子ビームの一部を遮ることによって達成される。例えば、前述の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。本開示では、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】
前述のように、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、例えば、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。例えば、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。設計ルールへの制限は中でも、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。これらは例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要求される。
【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、集積回路がより小さい同数の回路要素を含みつつ、より少ない電力で使用されるか、より多くの回路要素を含むが同サイズで製造される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。光リソグラフィステップ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（ＯＰＣ）として公知のステップが開発されている。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、近接特徴で補正する。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互いに相互作用し、近接効果を補正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（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」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のための表面製造ステップ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正するために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。例えば、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。したがって例えば、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。レチクル上に書き込まれる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、並びに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％〜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形成する場合、ウェハ上の形状は、例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％〜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ある。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従う。他の設計ルールはマスク製造ステップによって、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、ステンシル製造ステップ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。   逆リソグラフィ技術（ＩＬＴ）はＯＰＣ技術の一種である。ＩＬＴは、レチクル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ステップである。これは、表面上の所望パターンを入力として用いて、光リソグラフィステップ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。本開示では、ＩＬＴ、ＯＰＣ、ソースマスク最適化（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。
【０００９】
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、マルチパス露光と称されるステップである、複数回の成形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に所与の形状が書き込まれ、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、前述のキャラクタプロジェクション装置である。
【００１０】
ＶＳＢおよびＣＰ成形ビーム装置の以前は、ガウスビームまたはスポットビーム、荷電粒子ビーム技術が用いられていた。これらの比較的に安価な装置が、調査および他の目的のために用いられている。ＶＳＢ装置は、ガウスビーム装置よりも２段階速い速度で、半導体レチクルおよびウェハを書込む。ガウスビーム技術では、レジストを露光するために、表面に無形ビームが投影される。ガウスビームの書き込みは、ビームがある位置から別の位置に移動する間に線を描くベクトル書き込み手法により実行される。ガウスビーム技術では、ビームの速度を制御することにより線量を制御する。表面を被覆するレジストにより記録されるような線の濃さは、それ故、ガウスビームの動作速度に応じたものになる。当業界で公知のＶＳＢおよびＣＰプロジェクション機械では、成形された電子ビーム１４０（図１参照）は、各露光期間または「ショット」中に書き込まれる、基板１３２の表面１３０と相対的には静止する。書込ステップ中に表面１３０が連続的に動き、電子ビーム１４０も表面１３０の連続的な移動と同じ速度で、同じ方向に動き、これにより、ショット中、電子ビーム１４０が表面１３０のみに対して静止したままであるように、一部のＶＳＢおよびＣＰプロジェクション機械が設計されることに留意されたい。
【００１１】
成形ビーム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にパターンを露光するのに要求される時間に直接関連する。従来から、露光時間はパターンの製造に要求されるショット数に関連する。最も複雑な集積回路デザインでは、レチクルセットへの層パターンセットの形成は、高価かつ時間のかかるプロセスである。したがって、レチクルおよび他の表面への、曲線パターンなどの複雑なパターンの形成に要求される時間を短縮することが利点となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
表面上にパターンを形成するための方法が開示されており、この方法は、１つの拡張ショットで複雑なパターンを形成するために、ショット中に、表面を横切る成形荷電粒子ビームを引き込むことを含む。いくつかの実施形態では、この方法は集積回路の製造に利用され、例えば、光リソグラフィプロセスにマスクまたはレチクルを用いる方法では、マスクまたはレチクルの表面を横切る荷電粒子ビームを引き込んで製造する。成形ビーム荷電粒子ビームを引き込むためのパスを画定する方法がさらに開示される。いくつかの実施形態では、パスはパターンの外周を形成できる。他の実施形態は、局部投影、様々な引き込み速度の使用、および引き込みショットと従来のショットとの組み合わせを含む。
【００１３】
また、表面上にパターンを形成する成形荷電粒子ビーム書込装置が開示されており、この装置は、ショット中に、２つの位置間の規定のパスに沿って成形荷電粒子ビームを引き込み可能な偏向器を備える。
【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】楕円形ＣＰキャラクタにより形成されたパターンを示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａの楕円形ＣＰキャラクタを用いて、引き込みショットにより形成されたパターンを示す図である。
【図３Ａ】円形パスにおいてＣＰキャラクタを引き込むことにより形成された環状パターンを示す図である。
【図３Ｂ】引き込みショット１つと、従来の正方形ショット１つとにより形成された円形パターンを示す図である。
【図４】曲線トラックにおけるキャラクタを引き込むことにより成され得る曲線パターンの外周を示す図である。
【図５Ａ】正方形ＶＳＢショットにより、従来から形成されているパターンを示す図である。
【図５Ｂ】正方形ＶＳＢショットを引き込むことにより矩形パターンを形成する方法を説明する図である。
【図５Ｃ】正方形ＶＳＢショットを引き込んで、登録パターンの全ての部分がほぼ一定量を吸収する矩形パターンを形成する代替方法を説明する図である。
【図６】トラック幅における粒子ビームの速度を変化させた効果を示す図である。
【図７Ａ】楕円形キャラクタを引き込むことにより形成されたパターンを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａに類似する形成されたパターンであるが、パターン端部を局部投影した図である。
【図８Ａ】ＯＰＣ前の、２つの正方形を備えているパターンを示す図である。
【図８Ｂ】図８ＡのパターンをＯＰＣ処理することにより形成され得る曲線パターンを示す図である。
【図８Ｃ】円形ＣＰキャラクタを引き込むことにより形成され得る図８Ｂのパターンの大部分の例を示す図である。
【図９】引き込まれた円形キャラクタの線量と、引き込まれた環状キャラクタとの線量を比較する図である。
【図１０Ａ】２つの正方形パターンを備えたＣＰキャラクタを用いて従来から形成されているパターンの例を示す図である。
【図１０Ｂ】引き込みショットと共に、２つの正方形パターンを備えたＣＰキャラクタを用いて形成され得るパターンの例を示す図である。
【図１１】本開示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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示は、規定のパス全体においてショット中にビームが動くか、引き込まれ得る成形ビーム荷電粒子ビーム書込装置の使用、さらには、引き込みショットの形成において荷電粒子ビーム書込装置を制御するための情報を含むショットリストの生成および使用を説明する。
【００１６】
ここで、同じ参照符号が同じ部材を指す図面を参照すると、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の実施形態であって、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（不図示）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、種々の種類のキャラクタ１２６を規定する多数の開口またはアパーチャ、さらにはＶＳＢ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、１つのキャラクタ１２６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。同様に、ＶＳＢアパーチャ１２４にもブランキング区域１５２が隣接する。電子ビーム１３４はキャラクタ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１０〜６０の範囲である。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」の形状に描かれたパターン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の効果によりキャラクタ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り描かれる。これにより、可変成形ビーム（ＶＳＢ）プロジェクション装置またはそれを用いた方法と比べて、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が形成された板１１６が示されているが、板１１６には２つ以上のアパーチャが形成されてもよい。本例では２枚の板１１６および１２２が示されているが、１枚のみまたは各板が１つ以上のアパーチャを有する３枚以上の板が存在してもよい。
【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、偏向器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き込まれる。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器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、サブフィールドが露光される間、基板１３２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は書込ステップ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、偏向器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器セット（不図示）を備えてもよい。
【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。ビームぼけという用語は、これらの短距離効果のすべてを含むものとして用いられる。最先端の電子ビーム書込装置は、２０ｎｍ〜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、各構成部分のビームぼけ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、書込ステップ時に変化させ得るものもある。
【００１９】
従来の成形ビーム装置では、ショット中、表面１３０上の電子ビーム１４０の位置が表面１３０と相対的に静止するように、偏向器１４２が調節される。本発明では、ショット中、偏向器１４２が表面１３０と相対的に電子ビーム１４０を移動または「引き込み」可能なように、成形された電子ビーム書込装置は新しい方法で制御され得る。この引き込みでは、電子ビームが通る所望のパスは特定のショットのデータにより制御される。一実施形態では、電子ビーム１４０が表面１３０を横切って移動する速度もまた、ショットのデータにより制御される。
【００２０】
図２Ａは、楕円形キャラクタを用いた従来のＣＰショットによって表面１３０上に形成され得るパターン２０２の例を示す。図２Ｂと共に用いるために、パターン２０２の基準点として点２０４が指定される。本開示に従う、ショット中に表面１３０を横切る電子ビーム１４０を引き込んで形成されるパターン２０２と同じ楕円形キャラクタを用いて形成され得るトラック２１０の一例を図２Ｂに示す。ショット開始時の投影像の輪郭を破線２１２に示す。投影像の基準点は、ショット開始時は位置２１４であり、直線を横切ってショット中に位置２１４から位置２１６まで移動する。この例では、通過速度は一定である。トラック２１０内における表面１３０が受ける線量は、ショットが引き込まれる方向である、縦方向に左から右に、そして底面から上端に断面的に、変化する。表面１３０がレジスト被覆面である場合には、レジストにより記録されたパターンは、トラック２１０の全ての部分がレジストの閾値よりも多い線量を受けるか否か次第では、トラック２１０の輪郭に一致しない。位置２１６から位置２１４への反対方向に、パターンの基準点を引き込むことによっても、同じトラック２１０が形成され得る。露光の半分が各々のパスで伝達される、２パス露光などのマルチパス露光手段が用いられる場合には、電子ビームは半分のパスで一方向、残り半分のパスで反対方向に引き込まれ得る。
【００２１】
図３Ａは、円形キャラクタの引き込みショットを用いて、レジスト被覆面に形成され得る環状パターン３０８の一例を示す。ショット開始時に表面に投影された円形キャラクタの像を、輪郭を示す破線３０２に示す。この例では、円形の投影像の中心が、粒子ビームの基準点として指定される。円形像の中心は、ショット開始時では位置３０４である。ショットの引き込み中、投影された円形像の中心が曲線矢印３０６に示す方向に動き、位置３０４に戻って来るように完全に円内を移動するように、偏向器１４２は電子ビーム１４０を制御する。表面１３０上にパターン３０８を形成するのに適した線量をレジストが受ける通過速度に制御される。例示のように、本開示の引き込み技術は、ステンシルに余分なスペースが必要となる環状ＣＰキャラクタを形成しなくても、環状パターン３０８を形成できる。さらに、引き込みショットの使用により、単一の従来のＣＰショットを使用するよりも大きな環状パターンを形成できる。
【００２２】
図３Ｂは引き込みショットと、引き込まれてないショットとを組み合わせて形成された閉鎖円３１２の例を示す。図３Ｂは完全な円内に円形キャラクタの像３０２を引き込むことにより形成され得るのと同じ環状パターン３０８を示す。さらに、図３ＢはＶＳＢショットなどの正方形ショット３１０を示し、このショット３１０によりレジストは、パターン３０８の穴を完全に覆うパターンを記録する。図３Ｂでは、平行線模様で正方形ショット３１０を示す。ショット３１０と引き込みショット３０８との融合により、輪郭３１２を有する円形パターンが形成される。この例は、引き込みショット１つと従来のショット１つとを用いて、比較的小さい円形キャラクタと共に形成され得る比較的大きい円形パターンを示す。
【００２３】
図４は引き込みショットを用いて形成され得るＣＰキャラクタの曲線パターンの外周の例を示す。曲線パターン４０２は表面に形成される所望パターンである。円輪郭の破線４０４は、引き込みショット開始時における、円形ＣＰキャラクタの投影像である。円形パターン４１０の中心は、粒子ビームに関して指定された基準点である。４０４に加えて４０６および４０８を含む一連の円輪郭の破線は、第２の端点が第１の端点４１０に一致する閉じた曲線パス内に粒子ビームが引き込まれている間、経時的に移動する異なる点における投影像の位置を示すために用いられる。この例では、ショット情報は、ショット中に粒子ビームがたどる曲線パスの描写を含む。パスは、線形スプライン、三次スプライン、基本スプライン、または不規則な有理基本スプラインなどの数式により示され得る。さらに、数式の種類および次数は、フラクチャリング、マスクデータ作成、およびＰＥＣソフトウェア、並びに荷電粒子ビーム書込装置入力ソフトウェアにより明確には特定されないものとして想定され得る。例えば、スプラインに関しては、スプラインの種類および次数は推測され得、ノットベクトルまたは拡張ノットベクトルのみは、適切な場合には、制御点および重みづけが特定され得る。一実施形態では、線形スプラインが想定され得、一連の接続線分を表す点である、ノットベクトルである一連の点としてトラックは表され得る。一実施形態では、曲線パターン４０２の外周は、最小よりも大きいビームぼけを有する１つ以上の引き込みショットを用いて形成され得る。最小よりも大きいビームぼけを使用することにより、従来の最小化が可能なビームぼけを用いたショットよりも短時間で、ショットを用いて外周パターンを形成できる。別の実施形態では、曲線パターン４０２の外周は、最小のビームぼけを有する引き込みショットを用いて形成され得、パターン４０２の内側は、最小よりも大きい種々のビームぼけ有するショットを用いて形成され得る。図４に示すように、円形キャラクタを有する引き込みショットは、複雑な曲線パターンの外周を効率的に形成するために用いられ得る。
【００２４】
図５Ａ〜図５Ｃは、引き込みショットを用いた引き込みによりレジスト被覆面に形成され得る矩形パターンの例を示す図である。ＶＳＢショットまたは正方形ＣＰキャラクタのショットのいずれでもよい正方形ショットにより従来から形成されているパターン５０２を図５Ａに示す。引き込みショットを用いて、パターン５０２の形成と同じ正方形アパーチャにより、集積回路上の配線用のパターンなどの矩形パターン５０４を形成する一方法を図５Ｂに示す。図５Ｂにおいて、ショット初期の投影像を、幅５１４を有する破線で輪郭を示す領域５０６に示す。正方形５０６の中心である点５０８は、指定された基準点である。点５０８付近の矢印が示すように、点５０８から点５１０に基準点が引き込まれる。ショットの終わりの投影像は、５１４と等しい幅５１６を有する破線で輪郭を示す領域５１２により示される。線量グラフ５２０の縦方向に、この例では水平方向である引き込む方向におけるショット期間に沿う線量である、結果生じた線量データ５２２を示す。示すように、ｘ座標「ａ」と「ｂ」との間において、線量はゼロから全量または通常の線量まで上昇する。同様にｘ座標「ｃ」と「ｄ」との間において、線量は全量からゼロに下降する。これは投影像５０６と投影像５１２との間において種々の表面領域についての種々の露光時間に起因する。「ｂ」と「ｃ」との間のみ最大線量が維持される。線量グラフ５２０はさらに、レジストの閾値５２４を破線で示す。レジストの閾値よりも高い線量を受ける表面領域は、表面上にパターンを記録し、レジストの閾値よりも低い線量を受ける領域は、いずれのパターンも記録しない。「ｅ」と「ｆ」との間のみ、レジストの閾値５２４を超える線量である。レジストに記録されるパターン５０４のｘ次元における長さは、それ故５２８である。
【００２５】
図５Ｃはパターンの端部がパターンの中央よりも線量が小さいパターンを形成する代替方法の例を示す。この方法はパターン５０４と同じサイズのパターン５３０を形成するために、種々のサイズの投影されたＶＳＢパターンを用いる。ショットの初期に、ＶＳＢアパーチャ１２４ａに直接隣接するブランキングスペース１５２ａを照らすように粒子ビーム１２０は調節され、表面に高さ「ｈ」および幅ゼロのパターンを投影する。つまり、ショットのまさに開始時には、ＶＳＢアパーチャ１２４ａは照らされない。ショットの初期にはさらに、ｘ座標「ｅ」に粒子ビーム１４０を配置するように、偏向器１４２は調節される。ただし、粒子ビーム１４０はショットのまさに開始時には幅がゼロであるため存在しないことに留意されたい。また、ショットの開始直後、１）粒子ビーム１４０の位置はｘ座標「ｅ」から＋ｘ方向に動き、２）粒子ビーム１２０の位置は投影されたＶＳＢパターンの幅を増大するように、換言すれば、表面に投影された粒子ビーム１４０の幅を増大するように動き、ここで、表面を横切る粒子ビーム１４０の前縁の速度は、粒子ビーム１４０の幅が増大するのと同じ速度である。投影されたＶＳＢパターンの幅は、像の中心基準点が点５３４であり、ビームの幅が５４２になった時点で、幅「ｈ」に到達するまで増大する。粒子ビームの位置は、投影像の幅が５４４になり、粒子ビーム１４０の立ち下がり区間が表面を横切って動くのと同じ速度で、粒子ビーム１２０が粒子ビーム１４０の幅を減少するように動き始めた時点で、中心基準点が点５３６に到達するまで＋ｘ方向に動き続ける。粒子ビーム１４０の立ち下がり区間がｘ座標「ｆ」に到達すると、粒子ビーム１４０の幅はゼロに減少し、ショットは終了する。線量グラフ５５０の縦方向は結果生じた線量データ５５２を示す。示すように、図５Ｃに示す点「ｅ」および点「ｆ」付近の線量データ５５２の傾斜は、図５Ｂの点「ｅ」および点「ｆ」付近の線量データ５５２の傾斜よりも大きい。一般的な場合では、正方形などのＶＳＢパターンに投影された「ターゲット」を適切に照射するために、ショット開始時の粒子ビーム１２０および粒子ビーム１４０は、投影されたＶＳＢパターンが書き込まれるパターンの端部に隣接し、投影されたＶＳＢパターンが、粒子ビーム１４０が移動する方向ではゼロサイズであるように位置することは言うまでもない。次に、粒子ビーム１４０が動くにつれて、粒子ビーム１４０が表面を横切るのと同じ速度で、投影されたＶＳＢパターンのサイズは増大する。同様に、投影されたＶＳＢパターンが所望パターンの境界に到達したときに書き込まれるパターンの他の辺においては、粒子ビーム１４０が移動するのと同じ速度で投影されたＶＳＢパターンのサイズは縮小する。図５Ｃに示す方法では、登録パターン領域が受ける線量は図５Ｂよりも一定であり、隣接する非パターン領域が受ける線量は著しく小さい。図５Ｃの方法は、正方形ＣＰキャラクタを有する局部投影を用いるのと同等の方法である。図５Ｃの局部投影方法は、下記の図７Ａおよび図７Ｂに示すようなより複雑なＣＰキャラクタを使用する場合にも用いられる。
【００２６】
図６は、粒子ビームの速度がレジスト被覆面に伝達される線量と、結果生じたパターンの幅にどのように影響を及ぼすかの一例を示す図である。この例では、通常の線量である従来からのショットに用いられるキャラクタが、表面上に楕円形パターン６０２を形成する。トラック６０４は、速度「ｖ１」の粒子ビーム１４０の移動結果を示し、繰り返しの破線パターンは粒子ビームの動きを表す。トラック６０４はショットの中央部分から形成される。開始時のショットおよび終了時のショットは示さない。グラフ６０８はトラック６０４を通る任意の垂直線または断面に沿う線量６２０を示す。グラフ６０８には、レジストの閾値６２２も示される。閾値６２２よりも線量が大きいと、表面上にパターンが記録され、一方、閾値よりも線量が小さいと、いかなるパターンも記録されない。この例では、線量曲線６２０は、移動量６１２から離れる時点で閾値６２２と交わる。レジストに記録されるトラック６０４の幅は、それ故、示す６１２である。対照的に、トラック６０６は、速度「ｖ１」よりも遅い「ｖ２」で移動する、同じサイズパターン６０２を有する粒子ビームの移動結果を示す。トラック６０４と同様に、ショットの中央部分のみを示す。トラック６０６における繰り返しの破線パターンの間隔は、トラック６０４における繰り返しの破線パターンの間隔よりも小さく、トラック６０６の粒子ビーム速度「ｖ２」は、トラック６０４の速度「ｖ１」よりも遅いことが示される。グラフ６１０はトラック６０６を通る任意の垂直線に沿う線量６２４を示す。グラフ６１０にも、レジストの閾値６２２と等しいレジストの閾値６２６を示す。示すように、線量曲線６２４は、移動量６１６から離れる時点で閾値６２６と交わる。レジストに記録されるトラック６０６の幅は、それ故、示す６１６である。トラック６０６の幅６１６はトラック６０４の幅６１２よりも大きい。これは、トラック６０６の速度「ｖ２」により、速度「ｖ１」のトラック６０４の断面６１２よりも広い断面であり、閾値よりも大きい線量を吸収する断面６１６がパターン６０６では形成されるためである。グラフ６０８および６１０に示すように、ショットが引き込まれる方向、この例では「ｘ」方向における非均一の幅を有するキャラクタの引き込みにより、種々の線量を有する断面が形成される。この断面は、ショットが引き込まれる方向と垂直の方向、この例では「ｙ」方向の断面である。円または略円、長円または略長円、および楕円または略楕円などのキャラクタにより、引き込み方向に関連する、いかなるキャラクタの方向に関する種々の線量の断面が形成される。様々な線量はレジストにより記録されるパターンの幅に影響する。それ故、荷電粒子ビームの速度を変えることにより、登録パターンの幅を変更できる。荷電粒子ビームの速度を変えることにより、レジストの閾値を超える露光を受ける領域の幅を変更できる。
【００２７】
図６の下の図面に示すように、トラックが露光される間の粒子ビームの速度を変えることにより、種々の幅を有するトラックが形成され得る。トラック６３４は、速度が一定でない引き込みショットを用いてレジストに記録されるパターンの一例を示す。トラック６３４の部分６４０は、幅６１２と等しい幅６３６のトラックを記録する速度「ｖ１」でショットを引き込むことにより形成される。トラック６３４の部分６４２は、幅６１６と等しい幅６３８のトラックを記録する速度「ｖ２」でショットを引き込むことにより形成される。示すように、ショットの部分６４２におけるより遅い速度の荷電粒子ビームにより、ショットの部分６４０に記録されるよりも広いパターンが形成される。速度が一定でないショットが所望される場合、荷電粒子ビーム書込装置に与えられるショット情報の一部として速度情報が特定される。速度は表の様式、または何らかの他の方法により数式で表され得る。一実施形態では、ショットのパスを特定するために線形スプラインが用いられ得、パス内の各線分、すなわちノットベクトル内の各点に関する個々の速度が特定され得る。別の実施形態では、速度は、引き込みショットが通るパスに関する第三次元と考慮され得る。速度を含む三次元パスは、スプラインなどの数式により記載される。さらなる別の実施形態では、パスのｘ座標もしくはｙ座標、期間、または他の変数に表内の各速度が対応する速度表が特定され得る。
【００２８】
図７Ａは、キャラクタ１２６ｂなどの楕円形キャラクタの引き込みにより形成され得るパターンの一例を示す。通常の線量である従来のキャラクタプロジェクションショットにより、レジスト被覆面に楕円形パターン７０２が形成される。この場合では楕円形の中心であるパターンの基準点が、位置７１０から位置７１２まで一定速度で引き込まれるときに、湾曲した端部および一定幅の中心部を有するトラックであるパターン７０４がレジストに記録され得る。線量グラフ７１４は測定線７０６に沿った線量であり、レジスト被覆面が受けた線量７１６を示す。示すように、線量はショット初期には上昇し、ショット終了時には下降する。この傾斜は、正方形ＶＳＢショットを用いた図５Ｂのグラフ５２０と同様に、ショット開始時および終了時における領域が、より短時間、荷電粒子ビームにより露光されることに起因する。グラフ７１４にも、レジストの閾値７１８を示す。示すように、点７２２と７２４との間においてレジストに記録されたパターンは、登録パターンの輪郭７０４が測定線７０６に交わり、線量がレジストの閾値を超える線量グラフ７１６の一部に対応する。
【００２９】
図７Ｂは、図７Ａのパターンなどのパターンを描く場合に、略正方形のパターン端部の形成にどのように局部投影を用いるかを示す図である。図７Ｂでは、図７Ａの例に用いられるのと同じ楕円形キャラクタプロジェクションキャラクタ１２６ｂの中心に関連して、荷電粒子ビームは位置７４０から位置７４２に動く。ただし、ショット開始時では、楕円形キャラクタの境界におけるブランキングスペース１３６ｂを照らすが、楕円形キャラクタを全く照らさないように荷電粒子ビーム１２０は配置される。引き込みショットの開始直後、荷電粒子ビーム１２０は、表面像のスケールにおいて、粒子ビーム１４０が表面１３０を横切るのと同じ速度でキャラクタステンシル１２２を横切り、キャラクタ１２６ｂを次第に照らし、点７５０を含む垂直線分に沿って伝達される線量を与える。繰り返しの破線の楕円形パターンは、粒子ビームの動きを示す。局部投影により、ステンシル１２２上のキャラクタ部分が照らされない。このため、点線部７６０および７６２は線量を受けない領域を示す。線量グラフ７４４は、測定線７３６に沿ってレジスト被覆面が受ける線量７４６を示す。線量グラフ７４４に示すように、局部投影の使用により、記録されたトラックの開始時および終了時において、局部投影を使用しない線量グラフ７１４よりもはるかに大きく線量が変化する。局部投影の使用により、レジスト被覆面に矩形パターン７３４が記録される。レジスト被覆面が受ける線量は、点７５０と点７５２との間ではほぼ一定（すなわち、Ｘ方向では）であるが、前述の図６（グラフ６０８および６１０）に示すように、登録パターンの底面から上端まで（すなわち、Ｙ方向では）一定ではないことに留意されたい。図７Ｂに示す局部投影の使用は、前述の図５Ｃの例に示すような、種々のサイズのＶＳＢアパーチャの使用に類似する。
【００３０】
図８Ａは集積回路デザインの層に接触、またはそれを経て生じ得るような、２つの正方形８０４および８０６を備えているパターンを示す。図８Ｂは、図８Ａのパターンの進歩的なＯＰＣ処理から生じ得る曲線パターン８１０を示す。パターン８１０はレチクルに形成される所望パターンであり、基板上に８０４および８０６に類似するパターンを形成するために、光リソグラフィプロセスにおいてレチクルが用いられる。パターン８１０は２つの主な形状、すなわち形状８１２および形状８１４と、７つのＳＲＡＦ形状、すなわち形状８２０、形状８２２、形状８２４、形状８２６、形状８２８、形状８３０、および形状８３２とから構成される。従来のＶＳＢまたはＣＰショットを用いた、表面へのパターン８１０などの曲線パターンの形成には、多くのショット数が必要となる。図８Ｃは図８Ｂのパターン８１０の大部分の形成にどのように引き込みショットが用いられ得るかの例を示す図である。図８Ｃのパターン８４０は、円形ＣＰキャラクタの９つの引き込みショットと、２つの矩形のＶＳＢショットとからなる。各引き込みショットは、繰り返しの円形の破線パターンにより示される。各ＶＳＢショットはその内側が「Ｘ」で示される。主要な形状である形状８４２および形状８４４は、それぞれ、外周形状と、内側を形成する単一の矩形ＶＳＢ形状とを規定する引き込みショットにより形成される。７つのＳＲＡＦ形状は、形状８５０、形状８５２、形状８５４、形状８５６、形状８５８、形状８６０、および形状８６２であり、その各々が単一の引き込みショットから形成される。ショット中、粒子ビームの速度を変化させることにより、小さく幅が変化した各ＳＲＡＦ形状が形成され得る。パターン８４０の露光に用いられる円形ＣＰキャラクタの直径は、主要な形状８４２および８４４の外周を描くよりも、ＳＲＡＦを描くためにより重要である。ＣＰキャラクタのサイズは、それ故、ＳＲＡＦ特徴の幅の範囲により最適なものが選択される。パターン８４０を形成するショットセットは、どのように効率的に引き込むかを示し、曲線パターンの形成に用いられ得る。
【００３１】
図９は円形および環状キャラクタを用いた線量の比較例を示す図である。示すような垂直方向への円形または略円形キャラクタの投影像９０２の引き込みにより、切断面の線量、すなわち線量曲線９０４に示すような、引き込まれた投影像により形成されたトラックおける任意の水平線に沿った線量が達成される。示すような垂直方向への環状または略環状キャラクタ９１２の投影像９１２の引き込みにより、切断面の線量曲線９１４が形成され得る。円形プロジェクション像９０２の直径「ｄ」は、環状の投影像９１２の外径「ｄ」と等しい。円形キャラクタのショットと、環状キャラクタのショットとは同じ速度のショットが用いられる。環状の引き込みショットに関する曲線９１４の最大線量は、円形の引き込みショットに関する曲線９０４の最大線量よりも小さい。レジスト被覆面が吸収し得る全線量に最大限度が存在する状況においては、最大線量がより低いことが望ましい。さらに、環状キャラクタ９１２の使用により、同じ外径の円形キャラクタを用いるよりもクーロン効果が小さくなる。同様に、楕円環状、略楕円環状、長円環状、または略長円環状キャラクタの引き込みにより、切断面の最大線量がより小さくなり、楕円形、略楕円形、長円、または略長円各々の引き込みよりもクーロン効果が小さくなり得る。環状キャラクタ９１２の使用はまた、表面が受ける全線量を低減することにより、後方散乱を減少する。
【００３２】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、複数のばらばらのパターンを備えたＣＰキャラクタを用いた引き込みショットの一例を示す図である。図１０Ａは２つのばらばらの正方形パターンを含む、ＣＰキャラクタを用いた単一の従来のショットにより、表面に形成され得るパターン１００２の一例を示す。パターン１００２は正方形１００４および正方形１００６を備える。このパターンの基準点は点１００８である。図１０Ｂはパターン１００２に用いられるのと同じキャラクタを用いた引き込みショットにより形成され得るパターン１０２２を示す。パターン１０２２は矩形１０２４および矩形１０２６を備える。引き込みショットは、直線パスにおいて第１の端点１０３０から矢印１０３４の方向に第２の端点１０３２に基準点１００８を引き込むことを含む。図７Ｂに示すように、端点１０３０および１０３２の位置は、パターン１０２２を形成するための局部投影の使用に反映した位置である。図１０Ｂの例では、ばらばらの正方形パターンを備えたＣＰキャラクタを引き込みショットに用いたが、ばらばらの矩形もしくは曲線パターン、またはそれらの組み合わせを含むＣＰキャラクタを用いてもよい。図１０Ｂに示すように、複数のばらばらのパターンを含むキャラクタを用いた、直線または略直線パスを有する引き込みショットの使用は、例えば、集積回路デザインの書込層に存在し得る複数の平行パターンを表面に形成する効果的な方法でもある。複数のばらばらのパターンを有するキャラクタはまた、トラックの一部または全てが交差し得る場合に、平行でない複数のトラックを形成するために、曲線パスを有する引き込みショットを用いてもよい。
【００３３】
１つ以上のショット群に対して表面が受ける線量が計算され得、グリフと呼ばれる二次元（ＸおよびＹ）の線量マップとして保存される。二次元線量マップまたはグリフは、グリフを含む、ショット周辺の計算された線量値の二次元グリッドである。この線量マップまたはグリフは、グリフライブラリに保存され得る。グリフライブラリは、設計においてパターンのフラクチャリング中に入力され得る。例えば、再度図３Ｂを参照するように、線量マップは引き込まれた円形ＣＰショットおよびＶＳＢショットから計算され得、グリフライブラリに保存される。フラクチャリング中、入力パターンの１つが円形パターン３１２と同じサイズの円である場合には、円形パターン３１２に関するグリフ、およびグリフを含む２つのショットがライブラリから読み出され得るため、円形の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計算労力が回避され得る。一連のグリフはまた、パラメータ化グリフを作成するために組み合わされ得る。パラメータは個々のパラメータでもよく、連続的なパラメータでもよい。例えば、複数のパターン直径に関する、円形パターン３１２などの円形パターンを形成するためのショットおよび線量マップが計算され得、個々のパラメータ化グリフを形成するために、複数の結果生じたグリフが組み合わされ得る。別の例では、パターン幅が、引き込みショット速度の関数としてパラメータ化され得る。
【００３４】
図１１は本開示に従う、フォトマスクを製造するための方法の例示の概念フロー図１１００である。この実施形態では、プロセスに関する３種類の入力データがある。これらはすなわち、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１１１８と、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プロセス情報１１３６と、レチクルに形成される所望パターン１１１６のコンピュータ表現とである。さらに、最初の任意のステップ１１０２〜１１１２は、グリフライブラリの生成を含む。グリフライブラリ作成の選択的な第１のステップは、１つ以上のＶＳＢまたはＣＰショットからのＶＳＢ／ＣＰショット選択１１０２であり、特定の線量を有する各ショットがショットセット１１０４を作成するために組み合わされる。ショットセット１１０４は重複ＶＳＢショットおよび／または重複ＣＰショットを含んでもよい。ショットセット１１０４は引き込まれたＶＳＢおよび／またはＣＰショットをさらに含んでもよい。引き込みショットに関するショットパスが特定されてもよい。さらに、引き込みショットに関する線量は、荷電粒子ビーム速度として表現され得る。ショットセットのうち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１１０２では、ステンシル上で利用可能なＣＰキャラクタに関する情報を含むステンシル情報１１１８を用いる。ショットセット１１０４はステップ１１０６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１１０８が作成される。ステップ１１０６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、および後方散乱を含む種々の物理現象のシミュレーションを含み得る。ステップ１１０６により、二次元線量マップ１１０８が作成され、これは、マップ内の各グリッド位置におけるショットセット１１０４からの組み合わせ線量を表す。線量マップ１１０８はグリフと呼ばれる。ステップ１１１０では、ショットセットの各ショット、および追加的なグリフの線量マップ１１０８に関する情報がグリフライブラリ１１１２に保存される。一実施形態では、グリフセットは、パラメータ化グリフと呼ばれる一種のグリフに組み合わされ得る。
【００３５】
フロー１１００の必須部分には、フォトマスクの生成ステップが含まれる。ステップ１１２０では、レチクルまたはレチクル部に関する組み合わせの線量マップが計算される。ステップ１１２０では、レチクルに形成される所望パターン１１１６、プロセス情報１１３６、ステンシル情報１１１８、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１１１２を入力として用いる。ステップ１１２０では、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などのショット線量情報が組み合わされる。一実施形態では、レチクル線量マップはゼロに初期化される。別の実施形態では、レチクル線量マップのグリッド正方形は、後方散乱、フォギング、またはローディングなどの、局部レジストの現像液が減少する期間における長期にわたる効果に関する概算の補正を用いて初期化され得る。別の実施形態では、１つ以上のグリフ、または線量マップを用いないで決定された１つ以上のショットからの線量情報を用いてレチクル線量マップが初期化され得る。ステップ１１２０はＶＳＢ／ＣＰショット選択１１２２、グリフ選択１１３４、またはそれらの両方を含み得る。引き込まれたＶＳＢおよび／またはＣＰショットは、ショット選択１１２２において選択され得る。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１１２４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、ショットの線量マップ１１２６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。この形状はアパーチャ形状、複数のアパーチャ形状、またはそれらがわずかに変形した形状でもよい。一実施形態では、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用いるときのように、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。別の実施形態では、線量マップ以外の何らかの方法でショット線量情報が表現され得る。この他の表現では、ショット線量情報がレチクル線量マップに組み合わされる。最小よりも大きいビームぼけがＶＳＢまたはＣＰショットに関して特定され得る。引き込みショットに関するショットパスが特定され得る。さらに、引き込みショットに関する線量は、荷電粒子ビーム速度として表現され得る。ＶＳＢおよびＣＰショットの両方は重複し得、互いに関連する様々な線量を有してもよい。グリフが選択された場合には、グリフの線量マップがグリフライブラリ１１２２から入力される。ステップ１１２０では、種々のグリフ線量マップおよびショット線量マップなどのショット情報が、レチクル線量マップに組み合わされる。一実施形態では、線量を加えることにより組み合わせが達成される。結果生じた組み合わせの線量マップ、およびレジスト特性を含むプロセス情報１１３６の使用により、レチクルパターンが計算され得る。レチクル像が所定の許容範囲内で所望パターン１１１６に一致する場合には、次に、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、組み合わせのショットリスト１１３８が出力される。計算されたレチクル像が、ステップ１１２０で計算された所定の許容範囲内のターゲット像１１１６に一致しない場合には、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、線量マップおよびレチクルパターンが再計算される。一実施形態では、初期のショットセットおよび／またはグリフは、ショットまたはグリフを変形する必要のない、コレクト・バイ・コンストラクション方式により決定されてもよい。別の実施形態では、ステップ１１２０は、選択されたＶＳＢ／ＣＰショットおよびグリフにより表される全ショット数、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のいずれかを最小化するのに最適な技術を含む。さらなる別の実施形態では、複数のショットセットを生成するために、ＶＳＢ／ＣＰショット選択１１２２およびグリフ選択１１３４が実行され、この各々は、マルチパス書込を支持するために、通常よりも低い線量で所望パターン１１１６に一致するレチクル像を形成できる。
【００３６】
組み合わせのショットリスト１１３８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されたリストを備える。最終ショットリスト１１３８内の全てのショットは線量情報を含む。引き込みショットに関する線量は速度として表現され得る。最終ショットリスト内の全ての引き込みショットは、パス情報をさらに含む。ショットはさらに、ビームぼけ特定も含み得る。ステップ１１４０では、近接効果補正（ＰＥＣ）および／または他の補正が実行され得るか、または補正が以前の推定から精密化され得る。引き込みショットに関するＰＥＣは、表面上の線量を調節する、引き込みショット速度の調節を含んでもよい。それ故、ステップ１１４０では、組み合わせのショットリスト１１３８を入力として用いて、引き込みショットに関するショット速度を含むショット線量を調節した最終ショットリスト１１４２が生成される。ステップ１１２０からステップ１１４２までのステップ群、またはこのステップ群のサブセットは、まとめてフラクチャリングまたはマスクデータ作成と呼ばれる。最終ショットリスト１１４２は、ステップ１１４４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て、レジスト上にパターン１１４６を形成する。ステップ１１４８では、レジストが現像される。さらなる処理ステップ１１５０において、レチクルがフォトマスク１１５２に変形される。
【００３７】
本開示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、近接効果補正、およびグリフ生成フローは、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施され得る。大量の計算が要求される場合には、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。一実施形態では、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。一実施形態では、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】
前述の説明のように、引き込みショットの粒子ビームが通過するパスは、ショットリストにおいて数式として表現され得る。フラクチャリング演算、および荷電粒子ビーム装置の演算の両方に関する数式は、直接値を求められてもよい。代替的に、テーブル索引技術などのコンピュータ技術が用いられてもよい。これらの技術は、直接計算よりも速く値を求めることができる。
【００３９】
本明細書は特定の実施形態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、グリフ作成、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３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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