(57)【要約】  荷電粒子ビームリソグラフィを用いる半導体生産分野において、複数の露光経路を用いた、フラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法およびシステムを開示する。一実施形態では、複数の露光経路に用いるベース線量は互いに異なる。別の実施形態では、露光経路の１つからのショットの集合と、異なる露光経路からのショットの集合とは異なる。さらなる実施形態では、複数の露光経路に用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量とは異なる。レチクルおよび集積回路を製造する類似の方法もまた開示される。
2013516070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームリソグラフィのためのフラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法であって、
複数の露光経路の少なくとも２つのベース線量レベルが互いに異なるように、前記露光経路の各々ごとに前記ベース線量レベルを設定することと、
前記露光経路の各々ごとに複数のショットを決定することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記露光経路ごとの前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられていないショット線量を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記露光経路ごとの前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられたショット線量を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記露光経路ごとの前記割り当てられたショット線量は、前記ベース線量の複数の一部として表される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記割り当てられたショット線量の１つは１７線量レベル未満である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記露光経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量と等しい、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の露光経路の少なくとも１つに用いる、前記複数のショットのサブセットのうちのいくつかのショットによるショット輪郭は互いに重複している、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の露光経路のうちの１つの露光経路に用いる前記複数のショットによるショット輪郭は互いに異なっている、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記決定ステップは荷電粒子ビームシミュレーションを用いることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記荷電粒子ビームシミュレーションは、前方散乱、後方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、エッチング、フォギング、ローディング、およびレジスト帯電からなる群の少なくとも１つを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
荷電粒子ビームリソグラフィのためのフラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法であって、
複数の露光経路の各々ごとに複数のショットを決定することを含み、前記露光経路の１つに用いる前記複数のショットによるショット輪郭の集合は、異なる露光経路に用いる前記複数のショットによるショット輪郭の集合とは異なっている、方法。
【請求項１２】
前記露光経路ごとの前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられていないショット線量を有している、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記露光経路ごとの前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられたショット線量を有している、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記露光経路ごとの前記割り当てられたショット線量は、前記ベース線量の複数の一部として表される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記割り当てられたショット線量の１つは１７線量レベル未満である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の露光経路の少なくとも１つに用いる、前記複数のショットのサブセットのうちのいくつかのショットは互いに重複している、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数の露光経路のうちの１つの露光経路に用いる前記複数のショットによるショット輪郭は互いに異なっている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記決定ステップは荷電粒子ビームシミュレーションを用いることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記荷電粒子ビームシミュレーションは、前方散乱、後方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、エッチング、フォギング、ローディング、およびレジスト帯電からなる群の少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
荷電粒子ビームリソグラフィのためのフラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法であって、
複数の露光経路の各々ごとのベース線量レベルを設定することと、
前記露光経路ごとに設定された線量を用いて、前記露光経路ごとに複数のショットを決定することと、を含み、前記露光経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量とは異なっている、方法。
【請求項２１】
前記露光経路ごとの前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられていないショット線量を有している、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記露光経路ごとの前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられたショット線量を有している、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記露光経路ごとの前記割り当てられたショット線量は、前記ベース線量の複数の一部として表される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記割り当てられたショット線量の１つは１７線量レベル未満である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の露光経路の少なくとも１つに用いる、前記複数のショットのサブセットのうちのいくつかのショットによるショット輪郭は互いに重複している、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記複数の露光経路のうちの１つの露光経路に用いる前記複数のショットによるショット輪郭は互いに異なっている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記決定ステップは荷電粒子ビームシミュレーションを用いることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記荷電粒子ビームシミュレーションは、前方散乱、後方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、エッチング、フォギング、ローディング、およびレジスト帯電からなる群の少なくとも１つを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
荷電粒子ビームリソグラフィを用いて、表面にパターンセットを形成する方法であって、
ａ）露光経路に用いるベース線量レベルを設定することと、
ｂ）前記設定したベース線量レベルを用いて、前記露光経路に用いる複数のショットを露光することと、
ｃ）少なくとも１つの追加の露光経路ごとにステップａ）およびｂ）を繰り返すことと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記複数のショットを合わせることにより、前記表面に前記パターンセットを形成し、前記露光経路の少なくとも２つに用いる前記ベース線量レベルは互いに異なっている、方法。
【請求項３０】
割り当てられていないショット線量入力ショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記露光ステップでは、前記露光経路に用いる前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられたショット線量を有している、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記割り当てられたショット線量は、前記ベース線量の複数の一部として表される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
１７ショット線量レベル未満のショットのみを入力データとして支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記露光経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量と等しい、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
前記露光ステップでは、前記複数のショットのサブセットのうちのいくつかのショットによるショット輪郭は、少なくとも１つの前記露光経路において互いに重複している、請求項２９に記載の方法。
【請求項３６】
露光経路内の互いに別個のショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３７】
前記表面は半導体ウェハであり、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２９に記載の方法。
【請求項３８】
荷電粒子ビームリソグラフィを用いて、表面にパターンセットを形成する方法であって、複数の露光経路の各々ごとの複数のショットを露光することを含み、前記露光経路の１つに用いる前記複数のショットによるショット輪郭の集合は、異なる露光経路に用いる前記複数のショットによるショット輪郭の集合とは異なっている、方法。
【請求項３９】
割り当てられていないショット線量入力ショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記露光ステップでは、前記露光経路ごとの前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられたショット線量を有している、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記露光経路ごとの前記割り当てられたショット線量は、前記ベース線量の複数の一部として表される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
１７ショット線量レベル未満のショットのみを入力データとして支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記露光ステップでは、前記複数のショットのサブセットのうちのいくつかのショットによるショット輪郭は、少なくとも１つの前記露光経路において互いに重複している、請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
露光経路内の互いに別個のショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４５】
前記表面は半導体ウェハであり、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３８に記載の方法。
【請求項４６】
荷電粒子ビームリソグラフィを用いて、表面にパターンセットを形成する方法であって、
ａ）露光経路に用いるベース線量レベルを設定することと、
ｂ）前記設定したベース線量レベルを用いて、前記露光経路に用いる複数のショットを露光することと、
ｃ）少なくとも１つの追加の露光経路ごとにステップａ）およびｂ）を繰り返すことと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記複数のショットを合わせることにより、前記表面に前記パターンセットを形成し、前記経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量とは異なっている、方法。
【請求項４７】
割り当てられていないショット線量入力ショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記露光ステップでは、前記露光経路に用いる前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられたショット線量を有している、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記割り当てられたショット線量は、前記ベース線量の複数の一部として表される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
１７ショット線量レベル未満のショットのみを入力データとして支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記露光ステップでは、前記複数のショットのサブセットのうちのいくつかのショットによるショット輪郭は、少なくとも１つの前記露光経路において互いに重複している、請求項４６に記載の方法。
【請求項５２】
露光経路内の互いに別個のショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項５３】
前記表面は半導体ウェハであり、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４６に記載の方法。
【請求項５４】
光リソグラフィプロセスを用いて集積回路を製造するための方法であって、前記光リソグラフィプロセスはレチクルを使用し、前記方法は、
ａ）荷電粒子ビーム源を用意することと、
ｂ）露光経路に用いるベース線量レベルを設定することと、
ｃ）前記設定したベース線量レベルを用いて、前記露光経路に用いる複数のショットを露光することと、
ｄ）少なくとも１つの追加の露光経路ごとにステップｂ）およびｃ）を繰り返すことと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記複数のショットを合わせることにより、前記レチクル上に所望のパターンセットを形成し、前記露光経路の少なくとも２つに用いる前記ベース線量レベルは互いに異なっている、方法。
【請求項５５】
割り当てられていないショット線量入力ショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記露光経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量と等しい、請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
露光経路内の互いに別個のショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５８】
光リソグラフィプロセスを用いて集積回路を製造するための方法であって、前記光リソグラフィプロセスはレチクルを使用し、前記方法は、
ａ）荷電粒子ビーム源を用意することと、
ｂ）露光経路に用いるベース線量レベルを設定することと、
ｃ）前記設定したベース線量レベルを用いて、前記露光経路に用いる複数のショットを露光することと、
ｄ）少なくとも１つの追加の露光経路ごとにステップｂ）およびｃ）を繰り返すことと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記複数のショットを合わせることにより、前記レチクル上に所望のパターンセットを形成し、前記露光経路の１つに用いる前記複数のショットによるショット輪郭の集合は、異なる露光経路に用いる前記複数のショットによるショット輪郭の集合とは異なっている、方法。
【請求項５９】
割り当てられていないショット線量入力ショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記露光経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量と等しい、請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】
露光経路内の互いに別個のショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６２】
光リソグラフィプロセスを用いて集積回路を製造するための方法であって、前記光リソグラフィプロセスはレチクルを使用し、前記方法は、
ａ）荷電粒子ビーム源を用意することと、
ｂ）露光経路に用いるベース線量レベルを設定することと、
ｃ）前記設定したベース線量レベルを用いて、前記露光経路に用いる複数のショットを露光することと、
ｄ）少なくとも１つの追加の露光経路ごとにステップｂ）およびｃ）を繰り返すことと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記複数のショットを合わせることにより、前記レチクル上に所望のパターンセットを形成し、前記経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量とは異なっている、方法。
【請求項６３】
割り当てられていないショット線量入力ショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
露光経路内の互いに別個のショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィと共に用いるための、フラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のためのシステムであって、
表面上に形成されるパターンセットを受け取り可能な入力素子と、
複数の露光経路を使用した前記パターンセットの形成に用いられ得るショットセットを決定可能な演算素子と、
前記決定したショットセットを出力可能な出力素子と、を備えており、
各露光経路はベース線量レベルを有しており、前記露光経路の少なくとも２つに用いる前記ベース線量レベルは互いに異なっている、システム。
【請求項６６】
前記演算素子が決定することが可能な、前記ショットセットのうちのいくつかのショットは、割り当てられていないショット線量を有している、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィと共に用いるための、フラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のためのシステムであって、
表面上に形成されるパターンセットを受け取り可能な入力素子と、
前記パターンセットの形成に用いられ得るショットセットを決定可能な演算素子と、
前記決定したショットセットを出力可能な出力素子と、を備えており、
前記ショットセットは複数の露光経路の各々ごとの複数のショットを含み、前記露光経路の１つに用いる前記複数のショットによるショット輪郭の集合は、異なる露光経路に用いる前記複数のショットによるショット輪郭の集合とは異なっている、システム。
【請求項６８】
前記演算素子が決定することが可能な、前記ショットセットのうちのいくつかのショットは、割り当てられていないショット線量を有している、請求項６７に記載のシステム。
【請求項６９】
前記複数の露光経路のうちの１つの露光経路に用いる前記複数のショットによるショット輪郭は、互いに異なっている、請求項６７に記載のシステム。
【請求項７０】
成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィと共に用いるための、フラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のためのシステムであって、
表面上に形成されるパターンセットを受け取り可能な入力素子と、
各露光経路はベース線量レベルを有している複数の露光経路を使用した前記パターンセットの形成に用いられ得るショットセットを決定可能な演算素子と、
前記決定したショットセットを出力可能な出力素子と、を備えており、
前記露光経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量とは異なっている、システム。
【請求項７１】
前記演算素子が決定することが可能な、前記ショットセットのうちのいくつかのショットは、割り当てられていないショット線量を有している、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記演算素子が決定することが可能な、前記ショットセットのうちのいくつかのショットは、割り当てられたショット線量を有している、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７３】
前記割り当てられたショット線量の１つは１７線量レベル未満である、請求項７２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、１）２００９年１２月２６日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ  ａ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｗｉｔｈ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｐａｓｓｅｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  Ｄｏｓａｇｅｓ」と題された米国特許出願番号第１２／６４７４５２号、２）２００９年１２月２６日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ  ａ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｗｉｔｈ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｐａｓｓｅｓ  Ｗｈｉｃｈ  Ｅｘｐｏｓｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｒｅａ」と題された米国特許出願番号第１２／６４７４５３号、および３）  ２００９年１２月２６日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ  ａ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｗｉｔｈ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｐａｓｓｅｓ」と題された米国特許出願番号第１２／６４７４５４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、参照によりここに引用される。
【０００２】
本開示はリソグラフィに関し、より特定的には、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も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素子の生産または製造では、半導体素子を製造するために光リソグラフィを用い得る。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、またはレチクルでさえも含まれ得る。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であり、通常、一定の最小および最大サイズであってデカルト座標面の軸と平行な辺を有する矩形と、一定の最小および最大サイズの、３つの内角が４５度、４５度および９０度に限定される三角形とである。予め定められた位置で、これらの単純な形状を有するレジストにある量の電子が打ち込まれる。この種類のシステム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、システム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。ステンシル上の特徴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、このようなシステムは、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システムよりも速いことがある。したがって、ＶＳＢシステムを用いた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字型パターンをキャラクタプロジェクションシステムは単一ショットで打ち込むことができる。なお、ＶＳＢシステムは、特徴が通常は矩形または４５−４５−９０°三角形である単純な特徴にすぎない、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。特徴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程度に互いに近づきすぎないようにする。設計ルールは中でも、確実に製造可能な最小寸法を反映する。これらの小さな寸法が言及される場合、通常は限界寸法の概念が導入される。これらは例えば配線の最小幅または２つ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基板上に当初の回路設計を再現することである。集積回路製造者は、半導体ウェハ面積をできる限り効率的に使用することを常に試みている。技術者は、回路を小型化し続けることによって、集積回路がより多くの回路要素を含むが、より少ない電力で使用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。光リソグラフィプロセス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）として公知のプロセスが開発されている。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改善させる。パターンの転写を改善させるために用いられる１つの特徴には、サブ解像度補助特徴（ＳＲＡＦ）がある。パターン転写を改善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のための表面製造プロセス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、かつ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であっても同様である。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、ウェハ上のジオメトリとは、例えばトランジスタまたは配線などの、ジオメトリがもたらす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。この他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プロセスによって、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、ステンシル製造プロセスによってもたらされ得る。なおまた、マスク上のＳＲＡＦ特徴の精度要件は、マスク上の主要特徴に対する精度要件よりも低いことがある。
【０００９】
逆リソグラフィ技術（ＩＬＴ）はＯＰＣ技術の一種である。ＩＬＴは、レチクルに形成されたパターンが、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プロセスである。これは、表面上の所望パターンを入力として用いて、光リソグラフィプロセス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かつ高価であるため、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。
【００１０】
レチクル上にパターンを形成するために用いられる技術は、光リソグラフィまたは荷電粒子ビームリソグラフィの使用など多数ある。荷電粒子ビームリソグラフィを用いる場合には、全書込時間はショット数とともに長くなる。最先端技術のノードに対するレチクル書込は、マルチ経路露光と称されるプロセスである、複数回の荷電粒子ビーム書込を典型的に含み、これによってレチクル上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き込んで荷電粒子ビーム書込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。さらに典型的には、線量を含むショットのリストは全ての経路で同じである。マルチ経路露光の変形例では、ショットのリストは露光経路ごとに異なり得るが、任意の露光経路内のショットの集合が同一領域をカバーする。マルチ経路書込は表面を被覆するレジストの過熱を低減し得る。マルチ経路書込はさらに、荷電粒子ビーム書込装置のランダムな誤差を平均化する。種々の露光経路において互いに異なるショットリストを用いたマルチ経路書込はまた、書き込みプロセスにおいて生じる一定のシステム的な誤差を低減し得る。
【００１１】
ＯＰＣ後のパターンなどのレイアウトパターンは、ＶＳＢおよび／またはＣＰショットのセットに分解または解体する必要がある。この分解または解体により、荷電粒子ビーム書込装置が、ショットのセットまたはリストを用いて表面上のパターンを露光できる。従来のフラクチャリングツールは、近接効果補正（ＰＥＣ）を利用して後に調整し易い一定線量の重複しないまたはばらばらのショットのセットを生成する。一部の荷電粒子ビーム書込装置では、ショットバイショット原理に基づいて線量を割り当てることができないため、ＰＥＣ前のショット線量が一定である必要がある。このような荷電粒子ビーム書込装置は、入力ショットリストの読み出し後、その内部でＰＥＣ補正を実行する。近年では、重複ショットを用いたフラクチャリング方法は、２００８年９月１日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｏｆ  Ａ  Ｒｅｔｉｃｌｅ  Ｔｏ  Ｂｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」と題された米国特許出願番号第１２／２０２３６６号、および２００９年５月２７日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｏｆ  Ａ  Ｒｅｔｉｃｌｅ  Ｔｏ  Ｂｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｓｈａｐｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」と題された米国特許出願番号第１２／４７３２６５号に開示されている。
【００１２】
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、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設計では、レチクルセットまたは基板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、これらの複雑なパターンを形成するために必要なショット数を減らすこと、および荷電粒子ビーム書込装置システムのショット重複およびショット線量限度を克服することなどによって、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必要となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
フラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法およびシステムを開示する。複数のショットをその各々が含む複数の露光経路を開示する。一実施形態では、露光経路ごとにベース線量レベルは異なる。別の実施形態では、複数の露光経路の１つからのショットの集合と、異なる露光経路からのショットの集合とは異なる。さらなる別の実施形態では、各露光経路はベース線量レベルを有しており、露光経路の全てに用いるベース線量レベルの合計は標準線量とは異なる。
【００１４】
荷電粒子ビームの露光経路を用いて、レチクルおよび集積回路を製造する方法をさらに開示する。一実施形態では、ベース線量レベルは露光経路ごとに異なる。別の実施形態では、複数の露光経路の１つからのショットの集合と、異なる露光経路からのショットの集合とは異なる。さらなる別の実施形態では、露光経路の全てに用いるベース線量レベルの合計は標準線量とは異なる。
【００１５】
本開示の方法は、いくつかの種類の荷電粒子ビーム書込装置を用いて、レチクルまたは他の表面上にパターンを形成するために必要なショット数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】キャラクタプロジェクション荷電粒子ビームシステムを示す図である。
【図２Ａ】単一の荷電粒子ビームショットおよびショットの断面線量グラフを示す図である。
【図２Ｂ】一組の近接ショットおよび一組のショットの断面線量グラフを示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｂに示す一組のショットからのレジスト被覆面に形成されたパターンを示す図である。
【図３Ａ】多角形パターンを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａの多角形パターンにおける従来のフラクチャリングを示す図である。
【図３Ｃ】図３Ａの多角形パターンにおける別のフラクチャリングを示す図である。
【図４Ａ】正方形パターンを示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示すＯＰＣ処理により形成したパターンを示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｂに示すパターンにおける従来のフラクチャリングを示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｂに示すパターンにおける例示のフラクチャリングを示す図である。
【図５Ａ】２つの露光経路の各々からのショットを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す２つの露光経路の各々からの１つのみのショットから得られた３つの線量値を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示す２つの露光経路のうち２つのみのショットから得られた５つの線量値を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ａに示す２つの露光経路のうち３つのショットを用いて得られた４つの線量値を示す図である。
【図６Ａ】２つの露光経路の各々からのショットを示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す２つの露光経路のうちの丁度２つのショットを用いて得られた３つの線量値を示す図である。
【図７Ａ】その各々に２つのショット線量を用いる２つの露光経路を用いて得られた４つの線量値を示す図である。
【図７Ｂ】その各々に重複ショットを用いる２つの露光経路を用いて得られた８つの線量値を示す図である。
【図７Ｃ】単一領域ごとにその１つのみからのショットを用いる２つの露光経路を用いて得られた８つの線量値を示す図である。
【図８Ａ】曲線パターンを示す図である。
【図８Ｂ】重複ショットを用いて図８Ａに示すパターンを形成する従来方法を示す図である。
【図８Ｃ】本開示に示す方法を用いた、図８Ａに示すパターンを共同して形成可能な２つの経路のうちの第１の経路からの重複しないショットを示す図である。
【図８Ｄ】本開示に示す方法を用いた、図８Ａに示すパターンを共同して形成可能な２つの経路のうちの第２の経路からの重複しないショットを示す図である。
【図９Ａ】本開示に示す方法を用いた、図８Ａに示すパターンを共同して形成可能な２つの露光経路のうちの第１の経路からの、割り当てられていない線量ショットを示す図である。
【図９Ｂ】本開示に示す方法を用いた、図８Ａに示すパターンを共同して形成可能な２つの露光経路のうちの第２の経路からの、割り当てられていない線量ショットを示す図である。
【図１０】本開示に示す方法を用いた、レチクルおよびフォトマスクの製造、または基板の露光を説明する概念フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示は、表面上に所望パターンを形成するための、一連の成形ビーム荷電粒子ビームショットの生成および露光を記述する。以下の任意の１つ以上の条件を満たして、ショットは複数の露光経路に書き込まれる。
【００１８】
露光経路ごとにベース線量レベルが異なる。
露光経路の全てに用いるベース線量レベルの合計は標準線量とは異なる。
【００１９】
１つの露光経路からのショット輪郭の集合は、異なる露光経路からのショット輪郭の集合とは異なる。
【００２０】
ここで、同じ参照番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システムなどの従来のリソグラフィシステム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システムを示す。電子ビーム書込装置システム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、レンズ系（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を形成できる。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、それを照らすことによって、キャラクタ１２６のサブセットであるパターン１４８を形成するように位置決めされ得る。アパーチャ１１８によって規定される電子ビーム１２０のサイズよりも小さい各キャラクタ１２６については、アパーチャを含まないブランキング区域１３６が当該キャラクタ１２６に隣接するように設計されており、電子ビーム１２０がステンシル１２２上の望ましくないキャラクタを照らさないようになっている。電子ビーム１３４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システムでは、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は電子ビームシステム１００の単一ショットの使用により描かれる。これにより、可変成形ビーム（ＶＳＢ）プロジェクションシステム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を示すが、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を示すが、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枚以上の板を用いてもよい。
【００２１】
従来の荷電粒子ビーム書込装置システムでは、縮小レンズ１３８は固定縮小係数を与えるように較正される。縮小レンズ１３８および／または偏向器１４２はまた、ビームの焦点を表面１３０の平面上に合わせる。表面１３０のサイズは、偏向板１４２の最大ビーム偏向能力よりもはるかに大きくてもよい。このため、パターンは通常、一連のストライプとして表面上に書き込まれる。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板１４２のビーム偏向能力内にある。電子ビーム書込装置１００は、ストライプおよびサブフィールドの各々に対して基板１３２を位置決め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システムの１つの変形例では、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した後に、サブフィールドが露光される間、基板１３２は固定保持される。従来の荷電粒子ビーム書込装置システムの別の変形例では、基板１３２は書込プロセス時に連続的に移動する。連続的な移動を含むこの変形例では、偏向板１４２に加えて、基板１３２の移動と同じ速度および方向にビームを動かす別の偏向板セット（不図示）を備えてもよい。
【００２２】
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全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システムは、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システムは、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システムの中には、ビームぼけを、電子ビーム書込装置システム上で利用可能な最小値から１つ以上のより大きな値に、書込プロセス時に変化させ得るものもある。
【００２３】
電子ビーム書込装置システムなどの荷電粒子ビーム書込装置のショット線量は、ビーム源１１２の強度および各ショットの露光時間を調節する機能である。通常、ビーム強度は固定されるが、露光時間は可変ショット線量を得るために変化し得る。露光時間はさまざまな近接効果、幾分長い距離、および幾分短い距離を補正するために、近接効果補正（ＰＥＣ）と呼ばれるプロセスにおいて変化し得る。電子ビーム書込装置システムは、通常、露光経路内の全てのショットに影響を与える、ベース線量と呼ばれる全体線量を設定できる。電子ビーム書込装置システムの一部は、それ自体の内部で線量補正計算を実行するが、各ショットの線量を、入力ショットリストの一部として個々に割り当てることはできない。すなわち、入力ショットは、割り当てられていないショット線量を有している。このような電子ビーム書込装置システムでは、近接効果補正の前に、全てのショットがベース線量を有している。他の電子ビーム書込装置システムでは、ショットバイショット原理を利用して線量を割り当てることができる。ショットバイショットにより線量を割り当てることができる電子ビーム書込装置システムでは、利用可能な線量レベルの数は６４〜４０９６以上であるか、利用可能な線量レベルは比較的小さく、例えば、３〜８レベルである。本発明の一部の実施形態は、ショットバイショット原理を利用した線量の割り当てができないか、比較的小さい線量レベルの１つを割り当て可能な荷電粒子ビーム書込装置システムと共に利用することを目的とする。
【００２４】
図２Ａおよび図２Ｂは１つ以上の荷電粒子ビームショットからレジスト被覆面にエネルギーが記録される方法を示す図である。図２Ａの長方形パターン２０２はショット輪郭を示す。これは、他のショットに近接しないショットからレジスト被覆面に形成されたパターンである。線量グラフ２１０の線量曲線２１２は、ショット輪郭２０２を通る線２０４に沿う断面線量を示す。線２１４は、レジストがパターンを記録することが可能な線量であるレジスト閾値を意味する。線量グラフ２１０に示すように、線量曲線２１２は、Ｘ座標「ａ」と「ｂ」との間においてレジスト閾値を上回る。座標「ａ」は、ショット輪郭２０２の左側の最大範囲を示す破線２１６に一致する。同様に、座標「ｂ」は、ショット輪郭２０２の右側の最大範囲を示す破線２１８に一致する。図２Ａに示す例のショットのショット線量は、線量グラフ２１０にマークされる標準線量である。従来のマスク書込手法では、比較的大きい矩形ショットがレジスト被覆面に所望サイズのパターンを記録するように標準線量を設定する。それ故、標準線量をレジスト閾値２１４の値に応じて決定する。
【００２５】
図２Ｂは２つの粒子ビームショットによるショット輪郭、および対応する線量曲線を示す。ショット輪郭２２２およびショット輪郭２２４は、２つの近接する粒子ビームショットから形成される。線量グラフ２２０の線量曲線２３０は、ショット輪郭２２２および２２４を通る線２２６に沿う線量を示す。線量曲線２３０に示すように、線２２６に沿うレジストにより記録された線量は、ショット輪郭２２２およびショット輪郭２２４で表される２つの粒子ビームショットから得られた線量の加算などによる組み合わせである。示すように、線量曲線２３０はＸ座標「ａ」と「ｄ」との間において閾値２１４を上回る。これは、レジストが座標「ａ」から座標「ｄ」に至る単一形状として２つのショットを記録することを意味する。図２Ｂに示す例の２つのショットから形成されたパターン２５２を図２Ｃに示す。
【００２６】
従来のように、単一の露光経路に用いる従来の重複しないショットを用いる場合には、ＰＥＣにより線量を調整する前に、全てのショットに標準線量を割り当てる。それ故、ショットバイショット線量を利用した割り当てを実行しない荷電粒子ビーム書込装置を使用する場合には、ベース線量を標準線量に設定する。このような荷電粒子ビーム書込装置に複数の露光経路を使用する場合には、従来、次の方程式に従いベース線量を設定する。
【００２７】
ベース線量＝標準線量／露光経路の数。
図３Ａ〜図３Ｃは多角形パターンをフラクチャリングする２つの既知の方法を示す。図３Ａは表面への形成が所望される多角形パターン３０２を示す。図３Ｂは重複しないまたは互いに別個のショットを用いてこのパターンを形成する従来の方法を示す。ショット輪郭３１０、ショット輪郭３１２、およびショット輪郭３１４は互いに別個である。さらに、これらのショット輪郭に関連する３つのショットは全て、近接効果補正の前では、所望の標準線量を用いる。図３Ｂに示す従来の方法を用いる利点は、レジスト応答が容易に予測できることである。また、図３Ｂに示すショットは、ショットバイショット原理を利用した線量の割り当てをしないが、そのベース線量が標準線量に設定された荷電粒子ビームシステムを利用して露光され得る。図３Ｃは重複ショットを用いてレジスト被覆面にパターン３０２を形成する代替的な方法を示す。この方法は２００９年５月２７日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｏｆ  Ａ  Ｒｅｔｉｃｌｅ  Ｔｏ  Ｂｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｓｈａｐｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」と題された米国特許出願番号第１２／４７３２６５号に開示されている。図３Ｃでは、ショット輪郭が重複しない制限が除外され、ショット３２０とショット３２２とが重複している。図３Ｃの例では、ショット輪郭が重複し、図３Ｂに示す３つのショットと比較して、２つのショットのみでパターン３０２を形成できる。ただし、図３Ｃでは、重複ショットによるレジスト応答が、図３Ｂに示す例のように容易には予測できない。特に、内角３２４、３２６、３２８および３３０は、領域３３２が大きい線量を受けるため、過度に丸く記録されることがある。荷電粒子ビームシミュレーションを用いて、レジストが記録するパターン３３２を決定できる。一実施形態では、荷電粒子ビームシミュレーションを用いて、二次元（ＸおよびＹ）グリッド内のグリッド位置ごとの線量を計算できる。これにより、線量マップと呼ばれるグリッドごとに計算した線量を作成できる。荷電粒子ビームシミュレーションの結果により、ショット３２０およびショット３２２ごとに異常線量の使用が示され得る。
【００２８】
図４Ａ〜図４Ｄはレジスト保護面に曲線パターンを形成する例示のさまざまな既知の方法を示す。図４Ａはレジスト被覆面への形成が所望され得る、集積回路設計におけるコンタクトまたはビアなどに用いられる正方形パターン４０２の例を示す。大きな集積回路は何百万ものコンタクト形状を含み得る。パターン４０２は、ＯＰＣ処理前の当初の設計パターンである。パターン４０２にＩＬＴなどの最新のＯＰＣ処理を実行すると、その結果、図４Ｂに示すパターン４０４が形成され得る。図４Ｃは重複しない標準線量のＶＳＢショットセット４０６を用いてパターン４０４を形成する従来の方法の例を示す。ショットセット４０６は、矩形および三角形のＶＳＢショットの両方を含む７つのショットによるショット輪郭を示す。ショットセット４０６が記録したパターンは、非常に厳密には所望パターン４０４に一致しないが、コンタクトごとに８以上のショットの使用が実際には考慮される。図４Ｄはショットセット４０６よりも正確にパターン４０４を形成できる３つの重複ショットを用いたショット輪郭の例を示す。重複ショットのこの方法は、前述の米国特許出願１２／４７３２６５に開示されている。この３つのショットセットでは、ショット４１０およびショット４１２は標準線量を有し、ショット４１４は標準線量の０．６倍の線量を有する。荷電粒子ビームシミュレーションを用いて、ショット４１０、４１２および４１４を用いた場合にレジストが記録する結果を決定できる。ただし、図４Ｄの手法は、従来、ショットごとの原理により線量を割り当てできない荷電粒子ビーム書込装置を用いる場合には実施できない。書込装置システムのベース線量が所定数の露光経路に分けられる標準線量に設定される場合には、ショット４１０およびショット４１２は適切な合計線量に設定されるが、ショット４１４は設定されない。ショットを重複できない荷電粒子ビーム書込装置を用いる場合には、従来、図４Ｄの手法も実施できない。
【００２９】
ショットごとに線量を割り当てできない荷電粒子ビーム書込装置の制限を解決するために、本発明では新たな方法として、複数の露光経路を用いて図４Ｄの手法を実施する。例えば、図４Ｄの手法では２つの露光経路を用いる。ショット４１０およびショット４１２は、標準線量の１．０倍のベース線量レベルを有する１つの露光経路を通じて書き込まれ得、ショット４１４は、標準線量の０．６倍のベース線量を有する別の露光経路を通じて書き込まれ得る。２つの露光経路間でベース線量が互いに異なることに加えて、従来のマルチ経路露光技術とは異なり、２つの露光経路からのベース線量レベルの合計が標準線量とは異なることに当然ながら留意されたい。さらに、２つの露光経路、すなわち、ショット４１０およびショット４１２を含む１つの露光経路と、ショット４１４を含む別の露光経路とでは、そこに用いるショットの集合が互いに異なる。
【００３０】
複数の露光経路を用いる場合には、第１の経路の後の露光経路ごとに書込時間全体が長くなる。このため、実際に使用する露光経路の数は制限される。ショットごとの原理により線量を割り当てできないか、利用可能なショット線量が非常に少ない荷電粒子ビーム書込装置を用いる場合には、それ故、最小数の露光経路で、利用可能なショット線量の数を最大にすることが利点となる。図５Ａ〜図５Ｄはマルチ経路書込技術を利用して、ショットごとの原理により線量を割り当てできない粒子ビーム書込装置を用いて、複数の線量値によりレジスト被覆面を露光する方法の例を示す。図５Ａは経路「Ａ」と呼ばれる露光経路からの単一ショット輪郭５０２、および経路「Ｂ」と呼ばれる露光経路からの単一ショット輪郭５０４を示す。経路「Ａ」内のショットに割り当てられた線量は、標準線量の０．４倍であり、経路「Ｂ」内のショットに割り当てられた線量は、標準線量の０．５倍である。最も制限された荷電粒子ビーム書込装置では、露光経路内のショットを重複できない。図５Ｂは２つの露光経路を用いて形成された、この最も制限された場合でも利用可能な３つの合計線量を示す。これらを以下に記述する。
【００３１】
経路「Ａ」のみからの単一ショットを用いた標準線量の０．４倍のショット輪郭５０６。
【００３２】
経路「Ｂ」のみからの単一ショットを用いた標準線量の０．５倍のショット輪郭５０８。
【００３３】
経路「Ａ」からのショットと、経路「Ｂ」からのショットとを重ね合わせたショットを用いた標準線量の０．９倍の一組の重複ショット輪郭５１０。
【００３４】
図５Ｃは荷電粒子ビーム書込装置が露光経路内にショットを重複できる、制限がより少ない場合において、２つのショットを利用して得られた５つの合計線量を示す。これらを以下に記述する。
【００３５】
経路「Ａ」のみからの単一ショットを用いた標準線量の０．４倍のショット輪郭５２０。
【００３６】
経路「Ｂ」のみからの単一ショットを用いた標準線量の０．５倍のショット輪郭５２２。
【００３７】
経路「Ａ」からの２つの重複ショットを用いた標準線量の０．８倍の一組の重複ショット輪郭５２４。
【００３８】
経路「Ａ」からの単一ショットと、経路「Ｂ」からの単一ショットとを用いた標準線量の０．９倍の一組の重複ショット輪郭５２６。
【００３９】
経路「Ｂ」からの２つの重複ショットを用いた標準線量の１．０倍の一組の重複ショット輪郭５２８。
【００４０】
図５Ｄは３つの重複ショットを用いて得られた４つの追加の線量を示す図である。これらを以下に記述する。
【００４１】
経路「Ａ」からの３つのショットを用いた標準線量の１．２倍の三重のショット輪郭５３０。
【００４２】
経路「Ｂ」からの３つのショットを用いた標準線量の１．５倍の三重のショット輪郭５３２。
【００４３】
経路「Ａ」からの２つのショットと、経路「Ｂ」からの単一ショットとを用いた標準線量の１．３倍の三重のショット輪郭５３４。
【００４４】
経路「Ａ」からの単一ショットと、経路「Ｂ」からの２つのショットとを用いた標準線量の１．４倍の三重のショット輪郭５３６。
【００４５】
３以上の露光経路を用いることにより、より大きな数の線量値を得ることができる。マルチ経路露光の従来の目的の一部、すなわち精度向上が、類似の線量を有する複数のショットを用いる場合でもなお達成できることに当然ながら留意されたい。この複数のショットには、例えば、一組のショット５１０、一組のショット５２４、一組のショット５２６、または一組のショット５２８が含まれる。これらの４組のショットでは、一組のショットにおける２つのショットの線量は３５％以内が重複し、類似の線量を構成する。ショット５０６、ショット５０８、ショット５２０、またはショット５２２などの単一ショットは、いかなる精度向上も得ることができない。なぜならば、２つの経路の１つのみの間に表面を露光するからである。さらなる複数の経路を用いた露光の精度向上は、必要に応じて、従来のマルチ経路露光と、追加の露光経路を用いる、前に開示した技術とを組合せることにより得ることができる。
【００４６】
図６Ａおよび図６Ｂはマルチ経路露光を用いた別の例を示す。図６Ａは標準線量の０．３５倍のベース線量レベルを有する経路「Ａ」からのショット６０２、および標準線量の０．５０倍のベース線量レベルを有する経路「Ｂ」からのショット６０４を示す。図６Ｂは類似の線量ショットである３つの組合せショットを示す。この例では、書込精度誤差を多少は低減できる。組合せショット６０６は経路「Ａ」からの２つの重ね合わせたショットから形成され、合計線量は標準線量の０．７倍である。組合せショット６０８は経路「Ａ」からの単一ショットと経路「Ｂ」からの単一ショットとの２つのショットを重ね合わせて形成され、合計線量は標準線量の０．８５倍である。組合せショット６１０は経路「Ｂ」からの２つの重ね合わせたショットから形成され、合計線量は標準線量の１．０倍である。図６Ｂは従来のマルチ経路露光における精度向上の恩恵の一部をなおも得ることができる、レジスト被覆面に複数の線量を供給する方法を示す。
【００４７】
図７Ａ〜図７Ｃは複数の露光経路を用いて、少数のショット線量を実行可能な荷電粒子ビーム書込装置に利用可能な線量レベルの数を増やすことができる本開示の別の実施形態を示す。図７Ａ〜図７Ｃの例の荷電粒子ビーム書込装置では、露光経路内のショットのショット線量レベルは、複数の一部のベース線量レベルとして本例に示される２つのうちの１つである。他の実施形態では、荷電粒子ビーム書込装置は、４、８または１６などの３以上のショット線量レベルを用いることができる。さらに他の実施形態では、ショット線量を他の方法で表すことができる。例えば、ベース線量の効果を含む事実上絶対的な線量として表すことができる。図７Ａ〜図７Ｃの例では、標準線量の０．４倍のベース線量レベルを有する露光経路「Ａ」と、標準線量の０．５倍のベース線量レベルを有する露光経路「Ｂ」との２つの露光経路を示す。図７Ａは単一ショットを用いて利用可能な線量を示す。露光経路「Ａ」内で利用可能なショット線量は、ショット線量乗数が１．０であるショット７０２、およびショット線量乗数が０．７であるショット７０４である。ショット７０２における実際の線量は、ベース線量とショット乗数とを乗じた値、すなわち０．４×１．０であり、標準線量の０．４０倍である。同様に、ショット７０４における実際の線量は０．４×０．７であり、標準線量の０．２８倍である。露光経路「Ｂ」のベース線量レベルは標準線量の０．５倍である。露光経路「Ｂ」内で利用可能なショットは、ショット乗数が１．０であるショット７１２、およびショット乗数が０．７であるショット７１４である。ショット７１２における実際の線量は、ベース線量とショット乗数とを乗じた値、すなわち０．５×１．０であり、標準線量の０．５０倍である。同様に、ショット７１４における実際の線量は、０．５×０．７であり、標準線量の０．３５倍である。図７Ａに示す例の線量レベルの合計が標準線量よりも小さいことに留意されたい。それ故、４つの合計のショット線量が、それらの間に単一ショット合計を利用する２つの経路に利用可能である。各ショットを以下に示す。
【００４８】
ショット７１２は標準線量の０．５０倍。
ショット７０２は標準線量の０．４０倍。
【００４９】
ショット７１４は標準線量の０．３５倍。
ショット７０４は標準線量の０．２８倍。
【００５０】
これらのショットを、通常、部分的な重複組合せを含む重複組合せに用いて、レジスト保護面にパターンを形成できる。
【００５１】
図７Ｂは少なくとも経路「Ａ」からの単一ショットと少なくとも経路「Ｂ」からの単一ショットとの少なくとも２つのショットを重複して得られた８つの線量を示す。これらを以下に示す。
【００５２】
経路「Ａ」からのショット７２０のショット乗数は１．０であり、経路「Ｂ」からのショット７２１のショット乗数は１．０であり、これらの合計線量７２２は（０．４×１．０）＋（０．５×１．０）、すなわち標準線量の０．９倍である。
【００５３】
経路「Ａ」からのショット７２４のショット乗数は１．０であり、経路「Ｂ」からのショット７２５のショット乗数は０．７であり、これらの合計線量７２６は（０．４×１．０）＋（０．５×０．７）、すなわち標準線量の０．７５倍である。
【００５４】
経路「Ａ」からのショット７２８のショット乗数は０．７であり、経路「Ｂ」からのショット７２９のショット乗数は１．０であり、これらの合計線量７３０は（０．４×０．７）＋（０．５×１．０）、すなわち標準線量の０．７８倍である。
【００５５】
経路「Ａ」からのショット７３２のショット乗数は０．７であり、経路「Ｂ」からのショット７３３のショット乗数は０．７であり、これらの合計線量７３４は（０．４×０．７）＋（０．５×０．７０）、すなわち標準線量の０．６３倍である。
【００５６】
経路「Ａ」からのショット７３６および７３７のショット乗数は共に０．７であり、経路「Ｂ」からのショット７３８のショット乗数は１．０であり、これらの合計線量７３９は（０．４×０．７）＋（０．４×０．７）＋（０．５×１．０）、すなわち標準線量の１．０６倍である。
【００５７】
経路「Ａ」からのショット７４１および７４２のショット乗数は共に０．７であり、経路「Ｂ」からのショット７４３のショット乗数は０．７であり、これらの合計線量７４４は（０．４×０．７）＋（０．４×０．７）＋（０．５×０．７）、すなわち標準線量の０．９１倍である。
【００５８】
経路「Ａ」からのショット７４６のショット乗数は１．０であり、経路「Ｂ」からのショット７４７および７４８のショット乗数は共に０．７であり、これらの合計線量７４９は（０．４×１．０）＋（０．５×０．７）＋（０．５×０．７）、すなわち標準線量の１．１０倍である。
【００５９】
経路「Ａ」からのショット７５１のショット乗数は０．７であり、経路「Ｂ」からのショット７５２および７５３のショット乗数は共に０．７であり、これらの合計線量７５４は（０．４×０．７）＋（０．５×０．７）＋（０．５×０．７）、すなわち標準線量の０．９８倍である。
【００６０】
図７Ｂの組合せショットは全て、各露光経路からの少なくとも単一ショットを含む。これにより、従来のマルチ経路書込の精度向上に関する恩恵の一部を得ることができる。
【００６１】
図７Ｃは図７Ａに示すショットの組合せショットをさらに示す。ただしこの例では、１つの露光経路のみからのショットが重複するため、図７Ｂに示す組合せショットよりも精度向上に関する恩恵は少ない。図７Ｃに示す組合せショットは以下を含む。
【００６２】
経路「Ａ」からのショット７６５のショット乗数は１．０であり、経路「Ａ」からのショット７６６のショット乗数は１．０であり、これらの合計線量７６７は（０．４×１．０）＋（０．４×１．０）、すなわち標準線量の０．８０倍である。
【００６３】
経路「Ａ」からのショット７６８のショット乗数は１．０であり、経路「Ａ」からのショット７６９のショット乗数は０．７であり、これらの合計線量７７０は（０．４×１．０）＋（０．４×０．７）、すなわち標準線量の０．６８倍である。
【００６４】
経路「Ａ」からのショット７７２のショット乗数は０．７であり、経路「Ａ」からのショット７７３のショット乗数は０．７であり、これらの合計線量７７４は（０．４×０．７）＋（０．４×０．７）、すなわち標準線量の０．５６倍である。
【００６５】
経路「Ａ」からのショット７７５のショット乗数は０．７であり、経路「Ａ」からのショット７７６のショット乗数は０．７であり、経路「Ａ」からのショット７７７のショット乗数は０．７であり、これらの合計線量７７８は（０．４×０．７）＋（０．４×０．７）＋（０．４×０．７）、すなわち標準線量の０．８４倍である。
【００６６】
経路「Ｂ」からのショット７８５のショット乗数は１．０であり、経路「Ｂ」からのショット７８６のショット乗数は１．０であり、これらの合計線量７８７は（０．５×１．０）＋（０．５×１．０）、すなわち標準線量の１．０倍である。
【００６７】
経路「Ｂ」からのショット７８８のショット乗数は１．０であり、経路「Ｂ」からのショット７８９のショット乗数は０．７であり、これらの合計線量７９０は（０．５×１．０）＋（０．５×０．７）、すなわち標準線量の０．８５倍である。
【００６８】
経路「Ｂ」からのショット７９２のショット乗数は０．７であり、経路「Ｂ」からのショット７９３のショット乗数は０．７であり、これらの合計線量７９４は（０．５×０．７）＋（０．５×０．７）、すなわち標準線量の０．７０倍である。
【００６９】
経路「Ｂ」からのショット７９５のショット乗数は０．７であり、経路「Ｂ」からのショット７９６のショット乗数は０．７であり、経路「Ｂ」からのショット７９７のショット乗数は０．７でありこれらの合計線量７９８は（０．５×０．７）＋（０．５×０．７）＋（０．５×０．７）、すなわち標準線量の１．０５倍である。
【００７０】
より広範囲に線量が変化するショットを利用することにより、レジスト被覆面へのパターンの形成に必要な全ショット数を減らすことができる。図７Ａ〜図７Ｃに示す例の複数の露光経路を使用することにより、利用可能なショット線量レベルの数を乗算的に増加することができる。
【００７１】
図８Ａ〜図８Ｄは複数の露光経路を用いて形成した曲線パターンを示す。図８Ａに示す曲線パターン８００は、レジスト保護面への形成が所望される。パターン８００は大部分が一定の幅の曲線パスまたはトラックであり、上側に隆起部８０２が形成されている。図８Ｂは組合せによりパターン８０２を形成する従来方法を示す図である。これらを以下に示す。
【００７２】
幅が一定のパスまたはトラックの形成は、一連の重複円形ＣＰショットを用いて行われ得る。この一連のショットは、本例では９つあり、すなわち、ショット８１２、ショット８１４、ショット８１６、ショット８１８、ショット８２０、ショット８２２、ショット８２４、ショット８２６、およびショット８２８である。この方法は２００９年１１月１４日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  Ｆｏｒ  Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ａ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ  Ｗｉｔｈ  Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」と題された米国特許出願番号第１２／６１８７２２号に開示されている。
【００７３】
隆起部８０２の形成は、ショット８２２に重複するさまざまなサイズの円形ＣＰショット８３０を用いて行われる。重複ＣＰショットを用いたパターンの形成は、２００８年９月１日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ａ  Ｒｅｔｉｃｌｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」と題された米国特許出願番号第１２／２０２３６４号に開示されている。
【００７４】
図８Ｂに示す従来方法は、重複ショットを使用できる荷電粒子ビーム書込装置を用いる必要がある。図８Ｃおよび図８Ｄは露光経路内でショットを重複できない荷電粒子ビーム書込装置を用いてパターン８００を形成する例示の方法を示す。すなわち、この装置は本開示に従う経路「Ａ」および経路「Ｂ」の２つの露光経路を用いてパターン８００を形成する。図８Ｃは６つの経路「Ａ」に用いるショットセット８４０の輪郭を示す。このショットセットは、ショット８４２、ショット８４４、ショット８４６、ショット８４８、およびショット８５０を含み、これらのショット各々に割り当てられたショット乗数は０．５である。この図にはショット輪郭８５２をさらに示し、このショットのショット乗数は１．０である。ショット８５２の線量は他の経路「Ａ」に用いるショットの線量よりも高い。それは、経路「Ｂ」に用いるいかなるショット輪郭も隆起部８０２の上部に重複しないからである。図８Ｄは４つの経路「Ｂ」に用いるショットセット８６０の輪郭を示す。このショットセットは、ショット８６２、ショット８６４、ショット８６６、およびショット８６８を含む。経路「Ａ」に用いるショット輪郭と経路「Ｂ」に用いるショット輪郭との重複部分を示すために、経路「Ａ」からのショットの輪郭を破線で示す。図８Ｄに示すように、経路「Ａ」に用いるショットに関する破線で示すショット輪郭の集合と、経路「Ｂ」に用いるショットに関する実線で示すショット輪郭の集合とは異なる。示すように、このようなショットが経路「Ｂ」に用いるショット８６６に重複するため、経路「Ｂ」が経路「Ａ」に用いるショット８５２に対応するショットを有さないことに留意されたい。図８Ｃおよび図８Ｄは露光経路内でショットを重複できない荷電粒子ビーム書込装置を用いた場合でも得られる恩恵である、重複ショットを用いたショット数の低減方法を示す。
【００７５】
図９Ａおよび図９Ｂは本開示に従うショットバイショット線量の割り当てを実行できない荷電粒子ビーム書込装置を用いてパターン８００を形成する例示の方法を示す。図９Ａおよび図９Ｂの例では、経路「Ａ」および経路「Ｂ」と呼ばれる２つの露光経路を用いる。図９Ａは６つの経路「Ａ」に用いるショットセット９００の輪郭を示す。このショットセットは、ショット９０２、ショット９０４、ショット９０６、ショット９０８、ショット９１０、およびショット９１２を含む。経路「Ａ」に用いるベース線量は、この例では標準線量の０．５倍である。図９Ｂは５つの経路「Ａ」に用いるショットセット９２０の輪郭を示す。このショットセットは、ショット９２２、ショット９２４、ショット９２６、ショット９２８、およびショット９３０を含む。図９Ｂでもまた、経路「Ａ」に用いるショットと経路「Ｂ」に用いるショットとの重複部分を示すために、経路「Ａ」からのショットを破線で示す。経路「Ｂ」に用いるベース線量は、この例では標準線量の０．５倍である。図９Ｂに示すように、経路「Ａ」に用いるショットに関する破線で示すショット輪郭の集合と、経路「Ｂ」に用いるショットに関する実線で示すショット輪郭の集合とは異なる。ショット９３０がショット９１２に完全に重複するため、パターン８００の隆起領域８０２の合計線量は標準線量の１．０倍であることに留意されたい。この例では、露光経路両方に用いるベース線量の合計は０．５＋０．５、すなわち標準線量の１．０倍である。別の実施形態では、経路「Ａ」に用いるベース線量は標準線量の０．６倍でもよく、経路「Ｂ」に用いるベース線量は標準線量の０．４倍でもよい。それ故この場合でも、２つの経路に用いる線量の合計は標準線量の１．０倍となる。他の実施形態では、露光経路の全てに用いるベース線量の合計は１．０でなくともよい。例えば、２つの露光経路のベース線量がいずれも標準線量の０．６倍であり、２つの露光経路に用いるベース線量の合計が標準線量の１．２倍でもよい。別の例では、２つの露光経路のベース線量が、それぞれ、標準線量の０．６倍と０．７倍であり、２つの露光経路に用いるベース線量の合計が標準線量の１．３倍でもよい。露光経路の全てに用いる線量の合計が標準線量の１．０倍と等しいことの恩恵は、露光経路セットに従来のフラクチャリングを使用可能なことである。これにより、表面の一部を従来と同じ方法でフラクチャリングすることができ、表面の他の部分を、種々の線量が割り当てられた重複ショット、または異なる露光経路に用いる、ショットの集合が互いに異なるショットリストを用いてフラクチャリングすることができる。図９Ａおよび図９Ｂはショットバイショット線量の割り当てを実行できない荷電粒子ビーム書込装置を用いて種々の線量の組合せショットを書き込む方法を示す。
【００７６】
表面が受ける線量は、グリフと呼ばれる二次元（ＸおよびＹ）線量マップとして計算および保存され得る。二次元線量マップまたはグリフは、ショット付近またはグリフを含むショットに関する計算した線量値の二次元グリッドである。一部の実施形態では、線量マップグリッドは均一でもよく、他の実施形態では、線量マップグリッドは不均一でもよい。計算した線量マップまたはグリフおよびグリフを含むショットリストは、グリフライブラリに保存され得る。設計におけるパターンのフラクチャリング中の入力としてグリフライブラリを用いることができる。例えば、図４Ｄを再度参照するように、線量マップは、ショット４１０、ショット４１２、およびショット４１４を含む一連のショットから計算され、グリフライブラリに保存され得る。フラクチャリング中である場合には、入力パターンの１つはパターン４０４と同じ形状であるため、ライブラリからグリフを含むショットを読み出すことにより、入力パターンの形成に適切なショットセットを決定するための計算の労力を回避することができる。一連のグリフを組合せて、パラメータ化グリフを作成することもできる。パラメータは不連続でもよいし、連続するものでもよい。
【００７７】
図１０は本開示に従う、表面にパターンを形成する方法の例示の概念フロー図１０００である。プロセスに関する４種類の入力データがある。これらはすなわち、必要に応じて、荷電粒子ビーム書込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１０１８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１０３６と、露光経路の数および経路ごとのベース線量レベルなどの所定の露光パラメータ１０６０と、表面に形成される所望パターン１０１６のコンピュータ表現とである。パラメータ１０６０は入力されてもよいし、自動的に計算されてパターン１０１６に与えられてもよい。さらに、最初の任意のステップ１００２〜１０１２は、グリフライブラリの作成を含む。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１００２であり、割り当てられた線量を有するか、有しない各ショットがショットセット１００４を作成するために組み合わされる。ショットセット１００４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１００２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１０１８を用いる。ステップ１００６においてショットセット１００４を荷電粒子ビームシミュレーションによりシミュレートして、ショットセットの線量マップ１００８を作成する。ステップ１００６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１００６において二次元線量マップ１００８を作成する。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１００４からの組み合わせ線量を表す。線量マップ１００８はグリフと呼ばれる。ステップ１０１０において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１００８に関する情報をグリフライブラリ１０１２に保存する。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。
【００７８】
フロー１０００の必須部分には、フォトマスクの生成に用いられるシリコンウェハまたはレチクルなどの表面へのパターンの書き込みが含まれる。ステップ１０２０では、表面またはその一部に関する組み合わせの線量マップを計算する。ステップ１０２０では、表面に形成される所望パターン１０１６、プロセス情報１０３６、所定の露光パラメータ１０６０、ステンシル情報１０１８、およびグリフライブラリが作成されている場合にはグリフライブラリ１０１２を入力として用いる。ステップ１０２０では、初期の表面線量マップを作成し得、これにショット線量マップを組み合わせる。初めは、表面線量マップはショット線量マップ情報を全く含まない。一実施形態では、表面線量マップのグリッド正方形を、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し得る。ステップ１０２０はＶＳＢ／ＣＰショット選択１０２２、グリフ選択１０３４、またはそれらの両方を含み得る。ステップ１０２０はさらに、複数の露光経路の１つへのショットの配置を含んでもよい。ショット線量が利用可能である場合には、それを複数の一部のベース線量として表すことができる。ＶＳＢまたはＣＰショットを選択すると、ステップ１０２４においてそのショットを荷電粒子ビームシミュレーションによりシミュレートし、そのショットの線量マップ１０２６を作成できる。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値関数を用い得、二値関数が、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。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。ＶＳＢおよびＣＰショットの両方は重複してもよく、所定の露光パラメータ１０６０による制限に従う、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をグリフライブラリに入力する。ステップ１０２０では、ショットおよび／またはグリフの種々の線量マップが、表面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を達成する。その結果生じた組み合わせの線量マップ、所定の露光パラメータ１０６０、およびレジスト特性を含むプロセス情報１０３６を用いて表面パターンを計算できる。算出された表面パターンが所定の許容範囲内で所望パターン１０１６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１０３８を出力する。計算された表面パターンが、ステップ１０２０で計算された所定の許容範囲内のターゲットパターン１０１６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を修正して、線量マップおよび表面パターンを再計算する。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１０２０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１０２２およびグリフ選択１０３４を実行し、この各々は、マルチ経路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１０１６に一致する表面像を形成できる。
【００７９】
組み合わせのショットリスト１０３８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１０３８内のショットは割り当てられた線量、または割り当てられていないショット線量を含み得る。ショットはさらにビームぼけ特定も含み得る。ステップ１０４０では、近接効果補正（ＰＥＣ）および／または他の補正を実行し得るか、以前の推定から補正を精密化し得る。それ故、ステップ１０４０では、組み合わせのショットリスト１０３８を入力として用いる。このステップではさらに、割り当てられたショット線量または割り当てられていない線量ショットのいずれか、およびベース線量を用いてショット線量を調節した最終ショットリスト１０４２を生成する。ステップ１０２０からステップ１０４２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１０４２は、ステップ１０４４で荷電粒子ビーム書込装置により用いられて、表面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１０４６を形成する。ステップ１０４８では、レジストを現像する。表面がウェハ表面である場合には、レジストの現像により、ウェハ表面にパターン１０５４を形成する。表面がレチクルである場合には、さらなる処理ステップ１０５０において、レチクルをフォトマスク１０５２に変形してパターンを形成する。
【００８０】
本開示で説明するフラクチャリング、マスクデータ作成、近接効果補正、およびパターン書込フローは、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を並行して用いることができる。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ジオメトリック領域に下位区分されて並列処理をサポートし得る。別の実施形態では、単一または複数で用いられる専用ハードウェア素子を用いることにより、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を実行できる。一実施形態では、本開示で説明する最適化およびシミュレーション処理は、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。別の実施形態では、ショット変更が不要であるように、初期のショットセットがコレクト・バイ・コンストラクション方式によって決定され得る。
【００８１】
本明細書を特定の実施形態を参照して詳細に説明したが、当業者であれば、上の説明を理解すれば、これらの実施例の変形例、変更例および均等物を容易に想到し得ることが認識されるであろう。フラクチャリング、表面製造、および集積回路製造のための本発明の方法に対するこれらおよび他の修正例および変更例は、添付の請求項においてより特定的に記載される本願の主題の精神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、上の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図も、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のみを意図しており、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】
2013516070.tif 000003
【図２Ｃ】
2013516070.tif 000004
【図３Ａ】
2013516070.tif 000005
【図３Ｂ】
2013516070.tif 000006
【図３Ｃ】
2013516070.tif 000007
【図４Ａ】
2013516070.tif 000008
【図４Ｂ】
2013516070.tif 000009
【図４Ｃ】
2013516070.tif 000010
【図５Ａ】
2013516070.tif 000011
【図５Ｄ】
2013516070.tif 000012
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月30日(2012.8.30)
【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】
荷電粒子ビームリソグラフィのためのフラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法であって、
複数の露光経路の少なくとも２つのベース線量レベルが互いに異なるように、前記露光経路の各々ごとに前記ベース線量レベルを設定することと、
前記露光経路の各々ごとに複数のショットを決定することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記複数の露光経路の少なくとも１つに用いる、前記複数のショットのサブセットのうちのいくつかのショットは互いに重複している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
荷電粒子ビームリソグラフィのためのフラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法であって、
複数の露光経路の各々ごとに複数のショットを決定することを含み、前記複数の露光経路のうちの任意の露光経路における前記複数のショットの集合は、前記露光経路の全てにおける前記複数のショットの集合とは異なっている、方法。
【請求項４】
前記露光経路ごとの前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられたショット線量を有している、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の露光経路の少なくとも１つに用いる、前記複数のショットのサブセットのうちのいくつかのショットは互いに重複している、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記決定ステップは荷電粒子ビームシミュレーションを用いることを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
荷電粒子ビームリソグラフィのためのフラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のための方法であって、
複数の露光経路の各々ごとのベース線量レベルを設定することと、
前記露光経路ごとに設定された線量を用いて、前記露光経路ごとに複数のショットを決定することと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量とは異なっている、方法。
【請求項８】
前記露光経路ごとの前記複数のショットのうちのいくつかのショットは、割り当てられたショット線量を有している、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
荷電粒子ビームリソグラフィを用いて、表面にパターンセットを形成する方法であって、
ａ）露光経路に用いるベース線量レベルを設定することと、
ｂ）前記設定したベース線量レベルを用いて、前記露光経路に用いる複数のショットを露光することと、
ｃ）少なくとも１つの追加の露光経路ごとにステップａ）およびｂ）を繰り返すことと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記複数のショットを合わせることにより、前記表面に前記パターンセットを形成し、前記露光経路の少なくとも２つに用いる前記ベース線量レベルは互いに異なっている、方法。
【請求項１０】
荷電粒子ビームリソグラフィを用いて、表面にパターンセットを形成する方法であって、
複数の露光経路の各々ごとの複数のショットを露光することを含み、前記複数の露光経路のうちの任意の露光経路における前記複数のショットの集合は、前記露光経路の全てにおける前記複数のショットの集合とは異なっている、方法。
【請求項１１】
割り当てられていないショット線量入力ショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記露光ステップでは、前記複数のショットのサブセットのうちのいくつかのショットは、少なくとも１つの前記露光経路において互いに重複している、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
露光経路内の互いに別個のショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
荷電粒子ビームリソグラフィを用いて、表面にパターンセットを形成する方法であって、
ａ）露光経路に用いるベース線量レベルを設定することと、
ｂ）前記設定したベース線量レベルを用いて、前記露光経路に用いる複数のショットを露光することと、
ｃ）少なくとも１つの追加の露光経路ごとにステップａ）およびｂ）を繰り返すことと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記複数のショットを合わせることにより、前記表面に前記パターンセットを形成し、前記経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量とは異なっている、方法。
【請求項１５】
割り当てられていないショット線量入力ショットのみを支持する荷電粒子ビーム書込装置の使用をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
光リソグラフィプロセスを用いて集積回路を製造するための方法であって、前記光リソグラフィプロセスはレチクルを使用し、前記方法は、
ａ）荷電粒子ビーム源を用意することと、
ｂ）露光経路に用いるベース線量レベルを設定することと、
ｃ）前記設定したベース線量レベルを用いて、前記露光経路に用いる複数のショットを露光することと、
ｄ）少なくとも１つの追加の露光経路ごとにステップｂ）およびｃ）を繰り返すことと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記複数のショットを合わせることにより、前記レチクル上に所望のパターンセットを形成し、前記露光経路の少なくとも２つに用いる前記ベース線量レベルは互いに異なっている、方法。
【請求項１７】
光リソグラフィプロセスを用いて集積回路を製造するための方法であって、前記光リソグラフィプロセスはレチクルを使用し、前記方法は、
ａ）荷電粒子ビーム源を用意することと、
ｂ）露光経路に用いるベース線量レベルを設定することと、
ｃ）前記設定したベース線量レベルを用いて、前記露光経路に用いる複数のショットを露光することと、
ｄ）少なくとも１つの追加の露光経路ごとにステップｂ）およびｃ）を繰り返すことと、を含み、
前記露光経路の全てに用いる前記複数のショットを合わせることにより、前記レチクル上に所望のパターンセットを形成し、任意の露光経路における前記複数のショットの集合は、前記露光経路の全てにおける前記複数のショットの集合とは異なっている、方法。
【請求項１８】
成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィと共に用いるための、フラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のためのシステムであって、
表面上に形成されるパターンセットを受け取り可能な入力素子と、
複数の露光経路を使用した前記パターンセットの形成に用いられ得るショットセットを決定可能な演算素子と、
前記決定したショットセットを出力可能な出力素子と、を備えており、
各露光経路はベース線量レベルを有しており、前記露光経路の少なくとも２つに用いる前記ベース線量レベルは互いに異なっている、システム。
【請求項１９】
成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィと共に用いるための、フラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のためのシステムであって、
表面上に形成されるパターンセットと、
前記パターンセットの形成に用いられ得るショットセットを決定可能な演算素子と、
前記決定したショットセットを出力可能な出力素子と、を備えており、
前記ショットセットは複数の露光経路の各々ごとの複数のショットを含み、前記複数の露光経路のうちの任意の露光経路における前記複数のショットの集合は、前記露光経路の全てにおける前記複数のショットの集合とは異なっている、システム。
【請求項２０】
成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィと共に用いるための、フラクチャリングもしくはマスクデータ作成、または近接効果補正のためのシステムであって、
表面上に形成されるパターンセットを受け取り可能な入力素子と、
複数の露光経路を使用した前記パターンセットの形成に用いられ得るショットセットを決定可能な演算素子と、
前記決定したショットセットを出力可能な出力素子と、を備えており、
各露光経路はベース線量レベルを有しており、前記露光経路の全てに用いる前記ベース線量レベルの合計は標準線量とは異なっている、システム。
【国際調査報告】
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2013516070.tif 000031
2013516070.tif 000032