(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射放射から得られた基板上のレジスト層内に形成される像をシミュレートする方法であって、前記基板は、前記レジスト層の下の第１のフィーチャと、第２のフィーチャと、を有し、
前記入射放射と前記第１のフィーチャとの相互作用を用い、前記入射放射と前記第２のフィーチャとの相互作用を用いずに前記レジスト層内の第１の部分像をシミュレートするステップと、
前記入射放射と前記第２のフィーチャとの前記相互作用を用い、前記入射放射と前記第１のフィーチャとの前記相互作用を用いずに前記レジスト層内の第２の部分像をシミュレートするステップと、
前記第１の部分像と前記第２の部分像とから前記レジスト層内で形成される前記像を計算するステップと、を含み、
前記入射放射と前記第１のフィーチャとの前記相互作用は、前記入射放射と前記第２のフィーチャとの前記相互作用と異なる、方法。
【請求項２】
前記像を計算するステップは、前記第１の部分像、前記第２の部分像、及び干渉から前記像を計算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３】
前記干渉は、前記第１の部分像と前記第２の部分像との干渉を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記干渉は、前記第１のフィーチャと前記第２のフィーチャとの境界近傍に前記第１の部分像と前記第２の部分像との干渉リップルを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記入射放射と前記第１のフィーチャとの前記相互作用は前記第１のフィーチャによる前記入射放射の散乱であるか、又は、前記入射放射と前記第２のフィーチャとの前記相互作用は前記第２のフィーチャによる前記入射放射の散乱である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記干渉は、厳密なモデルを使用して、又は測定されたＣＤデータを解析することによって計算される、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記基板上の材料積層体は前記第１のフィーチャ全体で同じであるか、又は、前記基板上の材料積層体は前記第２のフィーチャ全体で同じである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の部分像は、前記第２のフィーチャがなく前記第１のフィーチャだけを有する基板からシミュレートされ、前記第２の部分像は、前記第１のフィーチャがなく前記第２のフィーチャだけを有する基板からシミュレートされる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の部分像と前記第２の部分像との前記干渉は、前記第１の部分像と前記第２の部分像との位相差を用いて計算される、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の部分像と前記第２の部分像との位相差は、前記第１の部分像と前記第２の部分像との平均位相差である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記干渉リップルは、核関数から計算される、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記核関数は、前記第１のフィーチャと前記第２のフィーチャとの特性に依存し、前記特性は、側壁角度、透過率、屈折率、又はその組合せを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記核関数は、核関数のセットから選択され、前記核関数のセットの各々は、特定の１対の材料積層体の２つのフィーチャ間の境界用の核関数である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の部分像は、あたかも前記第１のフィーチャの薄膜積層体が前記基板全体を覆うかのように、その他の任意のフィーチャなしの前記第１のフィーチャだけの第１のマスク関数からシミュレートされ、前記第２の部分像は、あたかも前記第２のフィーチャの薄膜積層体が前記基板全体を覆うかのように、その他の任意のフィーチャなしの前記第２のフィーチャだけの第２のマスク関数からシミュレートされる、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
命令が記録されたコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラムであって、
前記命令は、コンピュータによって実行されると請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法を実施する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、マスクは、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを含むことができ、このパターンを放射感応性材料（レジスト）の層でコーティングされた基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、１つ以上のダイを含む）に結像することができる。一般に、１枚のウェーハは、リソグラフィ投影装置の投影システムを介して一度に１つずつ連続的に照射される隣接するターゲット部分のネットワーク全体を含む。あるタイプのリソグラフィ投影装置では、マスクパターン全体をターゲット部分に一度に露光することで各ターゲット部分が照射される。上記装置は、一般にウェーハステッパと呼ばれる。一般にステップアンドスキャン装置と呼ばれる別の装置では、各ターゲット部分は、投影ビームの下でマスクパターンを所与の基準方向（「スキャン方向」）に漸次スキャンしながらそれに同期してこの方向に平行に又は逆平行に基板テーブルをスキャンすることで照射される。一般に、投影システムは、拡大率Ｍ（一般に、Ｍ＜１）を持つので、基板テーブルがスキャンされる速度Ｖは、マスクテーブルがスキャンされる速度の因数Ｍ倍となる。本明細書に記載するリソグラフィデバイスに関する詳細情報は、例えば、参照により本明細書に組み込むものとするＵＳ６，０４６，７９２号から入手できる。
【０００２】
[0002]  リソグラフィ投影装置を用いた製造プロセスでは、放射感応性材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板上にマスクパターンが結像される。この結像ステップを行う前に、プライミング、レジストコーティング、及びソフトベークなどの種々の処理を基板に対して行うことができる。露光後、基板に対して、結像されたフィーチャの露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク及び測定／検査などの他の処理を実行することができる。この一連の処理は、例えば、ＩＣのようなデバイスの個々の層にパターン形成する基準として使用される。次に、そのようなパターン形成された層に対して、個々の層を完成させるためのエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学的機械的研磨などの種々の処理を行うことができる。幾つかの層が必要な場合、処理全体、又はその変形処理を新しい層ごとに繰り返す必要がある。最終的に、デバイスのアレイが基板（ウェーハ）上に形成される。次に、これらのデバイスは、ダイシング又はソーイングなどの技術によって互いに分離され、それにより個々のデバイスをキャリア上に装着することもできるし、ピンなどに接続することもできる。
【０００３】
[0003]  話を分かりやすくするため、以下、投影システムを「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系を含む種々のタイプの投影システムを含むものと広義に解釈されるべきである。投影システムは、また、放射投影ビームを誘導し、整形し、又は制御する任意のこれらの設計タイプに従って動作するコンポーネントを含むことができる。このようなコンポーネントも、以下において集合的に又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。さらに、リソグラフィ投影装置は、２つ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであってもよい。このような「マルチステージ」デバイスでは、追加のテーブルを、並列に使用することもでき、又は、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に、１つ以上のテーブル上で準備ステップを実行することもできる。
【０００４】
[0004]  上記フォトリソグラフィマスクは、シリコンウェーハ上に集積する回路コンポーネントに対応する幾何学パターンを含む。このようなマスクを作成するのに使用するパターンは、このプロセスが多くの場合ＥＤＡ（電子設計オートメーション）と呼ばれるＣＡＤ（コンピュータ支援設計）プログラムを用いて生成される。大半のＣＡＤプログラムは、機能マスクを作成するために一組の所定の設計ルールに従う。これらのルールは、処理及び設計の制限によって設定される。例えば、設計ルールは、回路デバイス（ゲート、コンデンサなど）又は相互接続線間の空間許容範囲を定義して、回路デバイス又は線が好ましくない形で相互動作しないようにする。設計ルールの限界は、通常、「クリティカルディメンション」（ＣＤ）とも呼ばれる。回路のクリティカルディメンションは、線若しくは穴の最小幅又は２本の線若しくは２つの穴の間の最小空間として定義することができる。それ故、ＣＤは、設計された回路の全体のサイズと密度とを決定する。もちろん、集積回路の製作の目標の１つは、元の回路設計をウェーハ上に（マスクを介して）忠実に再現することである。
【０００５】
[0005]  上述のように、リソグラフィは半導体集積回路の製造における中心ステップであり、基板上に形成されるパターンは、マイクロプロセッサ、メモリチップなどの半導体デバイスの機能要素を定義する。同様のリソグラフィ技術が、フラットパネルディスプレイ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、及び他のデバイスの形成にも使用される。
【０００６】
[0006]  半導体製造プロセスが進化し続ける一方で、回路素子の寸法は絶えず低減し、その間、デバイス当たりのトランジスタなどの機能素子の数は、一般に「ムーアの法則」と呼ばれる傾向に従って数十年間にわたって着実に増加しつつある。現行の技術では、先端デバイスのクリティカルレイヤが、深紫外線レーザ光源の照明を用いて基板上にマスク画像を投影して１００ｎｍをはるかに下回る、すなわち、投影光の波長の半分に満たない寸法を有する個別の回路フィーチャを作成するスキャナとして既知の光リソグラフィ投影システムを用いて製造される。
【０００７】
[0007]  光投影システムの伝統的な解像限界よりも小さい寸法を有するフィーチャが印刷されるこのプロセスは、一般に解像度の式、ＣＤ＝ｋ１×λ／ＮＡによる低ｋ１リソグラフィとして公知である。この式で、λは使用する放射の波長（現在ほとんどの場合、２４８ｎｍ又は１９３ｎｍ）、ＮＡは投影光学系の開口数、ＣＤは「クリティカルディメンション」、すなわち、一般に印刷される最小のフィーチャサイズ、及びｋ１は経験的解像度係数である。一般に、ｋ１が小さいほど、特定の電気的機能と性能を達成するために回路設計者が計画する形状と寸法に似たパターンをウェーハ上に再現することは困難になる。これらの困難を克服するために、投影システムだけでなくマスク設計にも高度の微調整ステップが適用される。これらは、例えば、ＮＡ及び光コヒーレンス設定の最適化、カスタム化された照明方法、移相マスクの使用、マスクレイアウト内の光近接効果補正、又は、一般に「高解像度化技術」（ＲＥＴ）と呼ばれるその他の方法を含むが、これらに限定されない。
【０００８】
[0008]  ＲＥＴの重要な一例として、光近接効果補正（ＯＰＣ）は、ウェーハ上に印刷されるフィーチャの最終寸法及び配置が、単にマスク上の対応するフィーチャの寸法及び配置に応じるものでないという事実に対処する。「マスク」及び「レチクル」という用語は、本明細書では互換的に使用されることに留意されたい。典型的な回路設計上でフィーチャ寸法が小さくフィーチャ密度が高い場合、所与のフィーチャの特定のエッジの位置は、ある程度、他の隣接するフィーチャの有無による影響を受ける。このような近接効果は、フィーチャ間で結合される微量の光から生じるものである。同様に、近接効果は、露光後ベーク（ＰＥＢ）、レジスト現像、及び一般にリソグラフィ露光後のエッチング時の拡散及び他の化学的影響から生じる場合がある。
【０００９】
[0009]  フィーチャが所与のターゲット回路設計の要件に従って半導体基板上に確実に生成されるようにするために、高度な数値モデルを使用して近接効果を予測する必要があり、補正又はプリディストーションをマスクの設計に適用する必要があり、その後、高性能なデバイスの良好な製造が可能になる。典型的な高性能設計では、ターゲット設計に十分近づいたプリントパターンを達成するために、ほぼすべてのフィーチャエッジが何らかの修正を必要とする。これらの修正は、エッジ位置又はライン幅のシフト又はバイアス、及びそれら自体を印刷することを意図しないが、関連付けられた主フィーチャの特性に影響を与えることのない「アシスト」フィーチャの適用を含んでもよい。半導体業界で、マイクロリソグラフィ（又は単にリソグラフィ）とは、半導体ウェーハ（例えば、シリコン又はＧａＡｓウェーハ）上に回路パターンを印刷するプロセスである。現在、光リソグラフィは半導体デバイス及びフラットパネルディスプレイなどのその他のデバイスの大量生産で使用される主流の技術である。そのようなリソグラフィは、可視スペクトル〜深紫外スペクトル波長域の光線を用いて基板上に感光性レジストを露光する。将来、極紫外線（ＥＵＶ）及び軟Ｘ線を使用できるようになろう。露光後、レジストは現像されてレジスト像が生成される。
【００１０】
[0010]  図１は、例示的リソグラフィ投影装置１０を示す。主要なコンポーネントは、深紫外線エキシマレーザ放射源などの光源１２と、部分的なコヒーレンスを定義し、また特定の光源整形光学系１４、１６ａ及び１６ｂを含んでいてもよい照明光学系と、マスク又はレチクル１８と、ウェーハ面２２上にレチクルパターンの画像を生成する投影光学系１６ｃである。瞳面の調整式フィルタ又はアパーチャ２０はウェーハ面２２に当たるビーム角度の範囲を制限することができ、可能な最大角度は投影光学系の開口数ＮＡ＝ｓｉｎ（θｍａｘ）を定義する。
【００１１】
[0011]  リソグラフィ投影装置でのリソグラフィのシミュレーションの例示的なフローチャートを図２に示す。光源モデル３１は、光源の光学特性（光強度分布及び／又は位相分布を含む）を表す。投影光学系モデル３２は、投影光学系の光学特性（投影光学系によって引き起こされる光強度分布及び／又は位相分布の変化を含む）を表す。設計レイアウトモデル３５は、マスク上のフィーチャの構成である設計レイアウトの光学特性（所与の設計レイアウト３３によって引き起こされる光強度分布及び／又は位相分布の変化を含む）を表す。空間像３６は、投影光学系モデル３２及び設計レイアウトモデル３５からシミュレートできる。レジスト像３８は、レジストモデル３７を用いて空間像３６からシミュレートできる。リソグラフィのシミュレーションは、例えば、レジスト像の輪郭とＣＤを予測できる。
【００１２】
[0012]  より詳細には、光源モデル３１は、ＮＡシグマ（σ）設定と任意の特定の照明源の形状（例えば、環状、四重極、及び二重極などのオフアクシス光源）を含むが、これらに限定されない光源の光学特性を表すことができる。投影光学モデル３２は、収差、歪、屈折率、物理的サイズ、物理的寸法などを含む投影光学系の光学特性を表すことができる。また、設計レイアウトモデル３５は、例えば、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする米国特許第７，５８７，７０４号に記載された物理マスクの物理特性を表すことができる。シミュレーションの目的は、例えば、意図した設計と比較するためのエッジ配置及びＣＤを正確に予測することである。意図した設計は、一般にＧＤＳＩＩ又はＯＡＳＩＳなどの標準のデジタルファイルフォーマット或いはその他のファイルフォーマットで提供できるＯＰＣ前設計レイアウトとして定義される。
【００１３】
[0013]  レジストが投影像によって露光され、その後ベーク及び現像される際、レジストは、複雑な化学的及び物理的変化を受ける傾向がある。最終のレジストパターンは、通常、レジストと基板との界面のレジストフィーチャの幅として普通定義されるそのクリティカルディメンション、すなわちＣＤによって特徴付けられる。ＣＤは、普通、所与のデバイス内にパターニングされている最小のフィーチャを現すように意図されているが、実際には、ＣＤは任意のレジストフィーチャの線幅を記述するために使用される。
【００１４】
[0014]  大半の露光ツールの中で、光学システムは、パターンのサイズをマスクレベルからウェーハレベルまで、通常４〜５の低減率に低減する。このため、マスクレベルのパターンは、通常ウェーハレベルの所望のパターンよりも大きく、その結果、マスクレベルで必要な寸法制御許容値が緩和され、マスク製造プロセスの歩留まりと生産性とが改善される。露光ツールのこの低減率は、露光プロセスの「寸法」に言及する際にある種の混乱をもたらす。本明細書では、フィーチャサイズ及び寸法は、ウェーハレベルのフィーチャサイズ及び寸法を指し、「最小フィーチャサイズ」は、ウェーハレベルの最小フィーチャサイズを指す。
【００１５】
[0015]  露光プロセスが正確にデバイスをパターニングするために、デバイス内のすべてのクリティカルな構造のＣＤをパターニングして所望のターゲット寸法を達成しなければならない。すべてのターゲットＣＤをエラーなしに達成することは実際には不可能なため、デバイスは一定のＣＤエラーの許容値を有して設計されている。この場合、すべてのクリティカルなフィーチャのＣＤが上記の事前定義された許容値の範囲内に収まるのであれば、パターンは許容できると考えられる。製造環境内で露光プロセスが実行可能であるためには、ＣＤの全分布が、製造で発生すると予想される通常のプロセス範囲の変動を表すプロセス条件の範囲にわたる許容値限度の範囲内に収まる必要がある。例えば、名目上同一のプロセス条件の実際の照射量は、名目照射量の最大±５％まで変動することがある。名目上同一のプロセス条件の実際の焦点面は、名目焦点面の最大±１００ｎｍまで変動することがある。
【００１６】
[0016]  パターン転写プロセスの忠実度を制限するか、又は劣化させる要因は、マスク製造プロセス、投影光学系、レジストプロセス、及び投影光とウェーハ上に形成された膜スタックとの間の相互作用の制御での欠陥を含む。しかし、完璧なマスク、完璧な光学系、完璧なレジストシステム、及び完璧な基板反射制御をもってしても、結像するフィーチャの寸法が露光ツールで使用される光の波長よりも短くなると、像の忠実度を維持するのが困難になる。１９３ｎｍの照明源を用いる露光プロセスの場合、６５ｎｍ程度のフィーチャが望ましい。この深サブ波長レジームでは、パターン転写プロセスは極めて非直線的になり、ウェーハレベルの最終パターンの寸法は、マスクレベルのパターンのサイズだけでなくフィーチャの局所環境にも極めて敏感な関数になり、局所環境が光の波長の約５〜１０倍の半径まで延在する。波長と比較して極めて小さいフィーチャサイズを仮定すると、隣接するフィーチャのサイズと近接性とに応じてマスク上の同一の構造であっても、また、直接隣接していないが露光ツールの光学系によって定義された近接領域内にあるフィーチャであっても、異なるウェーハレベルの寸法を有することになる。
【００１７】
[0017]  結像品質を向上させパターン転写プロセスの高い非直線性を最小限にする試みの中で、現在の処理技術は、近接効果を克服することを目的とするあらゆる技術の一般的な用語である様々なＲＥＴ及びＯＰＣを使用している。最も簡単なＯＰＣの形態は選択的バイアスである。あるＣＤ対ピッチ曲線が与えられると、マスクレベルのＣＤを変化させることで、異なるピッチのすべてが同じＣＤ、少なくともベストフォーカス及び露光を生成するように強制される。したがって、ウェーハレベルのフィーチャの印刷が小さすぎる場合、マスクレベルのフィーチャは、名目よりもわずかに大きくなるようにバイアスされる。また、その逆も同様である。マスクレベルからウェーハレベルへのパターン転写プロセスは非直線的であるため、バイアスの量はベストフォーカスで測定されたＣＤエラーに一致せず、露光時間は低減率に一致せず、モデリングと実験とによって適当なバイアスを決定できる。選択的バイアスは、特に名目プロセス条件のみに適用される場合には、近接効果の問題の解決策として不備である。原則的に、そのようなバイアスが適用され、ベストフォーカス及び露光での所与の均一なＣＤ対ピッチ曲線が得られたとしても、露光プロセスが名目条件から変化すると、各々のバイアスがかかったピッチ曲線は異なる応答をして、異なるフィーチャに対して異なるプロセスウィンドウを生成する。したがって、同一のＣＤ対ピッチを与える「ベスト」バイアスはプロセスウィンドウ全体に悪影響を与え、全ターゲットフィーチャが所望のプロセス許容値の範囲内でウェーハ上に印刷される焦点及び露光範囲を拡大するのではなく低減することになりかねない。
【００１８】
[0018]  上記の一次元バイアスの例を超えた用途のために、別のより複雑なＯＰＣ技術が開発されている。二次元近接効果は、線端短縮である。線端は、露光及び合焦の関数として所望の端点から「プルバックする」傾向がある。多くの場合、長い線の端部の線端短縮の程度は、対応する線の幅の減少よりも数倍の大きさになる。このタイプの線端プルバックの結果、例えば、ソース−ドレイン領域上のポリシリコンゲート層などの線端が完全に覆うはずであった基層を完全に横切ることができなかった場合に、製造中のデバイスの破滅的な障害が引き起こされる可能性がある。このタイプのパターンは合焦及び露光の影響を極めて受けやすいため、ベストフォーカス及び合焦又は露光不足条件下の線は過剰に長くなり、延在した線端が隣接する構造に接触して短絡を引き起こすか、又は回路内の個別のフィーチャの間にスペースが追加された場合に回路サイズが不必要に大きくなるため、線端を設計長よりも長くするようにバイアスするだけでは不適当である。集積回路設計及び製造の主要な目標の１つはチップ当たりに必要な領域を最小限にしながら機能要素の数を最大限にすることであるため、過剰な間隔を追加することは極めて望ましくない解決策である。
【００１９】
[0019]  二次元ＯＰＣ方法は、線端プルバックの問題を解決するために開発された。「ハンマーヘッド」又は「セリフ」として知られる追加構造（又はアシストフィーチャ）は、日常的に線端に追加されそれらを所定位置に固定し、プロセスウィンドウ全体にわたって低減したプルバックを提供する。ベストフォーカス及び露光においてさえ、これらの追加構造は解像されず、単独で完全に解像されることなく主要なフィーチャの外観を変える。本明細書で使用する「主要なフィーチャ」は、プロセスウィンドウ内の幾つかの又は全部の条件下のウェーハ上に印刷されるように意図されたフィーチャを意味する。アシストフィーチャは、マスク上のパターンがもはや単に低減率によってサイズアップされた所望のウェーハパターンではなくなる程度まで、線端に加えられた簡単なハンマーヘッドよりもはるかに攻撃的な形態をとることができる。セリフなどのアシストフィーチャは、線端プルバックの単なる低減よりも多数のケースに適用できる。内部又は外部セリフを任意のエッジ、特に二次元エッジに適用してコーナーの丸み又はエッジの突起を低減することができる。すべてのサイズと極性の十分な選択的バイアス及びアシストフィーチャを用いて、マスク上のフィーチャは、ウェーハレベルで所望の最終パターンにますます似なくなる。一般に、マスクパターンはウェーハレベルのパターンの予歪バージョンであり、ここで、歪は、リソグラフィプロセスで発生するパターンの変形を打ち消すか又は覆して設計者によって意図されたパターンにできる限り近いパターンをウェーハ上に生成するように意図されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
[0020]  上記ＯＰＣ技術の多くを１つのマスク上で解像とプロセスウィンドウの拡張の両方のために追加された様々な位相の移相構造と併用することができる。一次元の線をバイアスする簡単な作業は、隣接するフィーチャとの衝突を引き起こすことなく二次元構造を移動、サイズ変更、アシストフィーチャで拡張、及びおそらくは移送させるにつれてますます複雑になる。深サブ波長リソグラフィの拡張された近接範囲のため、フィーチャに適用されるＯＰＣタイプの変化は半ミクロン〜ミクロン以内に位置する別のフィーチャにとって意図しない結果を有することがある。この近接範囲には多数のフィーチャがあると思われるため、ＯＰＣ装飾を最適化する作業はより攻撃的な方法の追加と共にますます複雑になる。追加される各々の新しいフィーチャは他のフィーチャに影響し、次に、他のフィーチャを再修正してその結果を繰り返して元の意図した方法で各フィーチャを印刷でき、同時に適当な形でその隣接するフィーチャの空間像に貢献して、それらもそれぞれの許容値の範囲内に印刷されるようにすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
[0021]  本明細書には、入射放射から得られた基板上のレジスト層内に形成される像をシミュレートする方法であって、基板がレジスト層の下の第１のフィーチャと第２のフィーチャとを有し、入射放射と第１のフィーチャとの相互作用を用い、入射放射と第２のフィーチャとの相互作用を用いずにレジスト層内の第１の部分像をシミュレートするステップと、入射放射と第２のフィーチャとの相互作用を用い、入射放射と第１のフィーチャとの相互作用を用いずにレジスト層内の第２の部分像をシミュレートするステップと、第１の部分像と第２の部分像とからレジスト層内で形成される像を計算するステップと、を含み、入射放射と第１のフィーチャとの相互作用が入射放射と第２のフィーチャとの相互作用と異なる方法が記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】[0022]リソグラフィシステムの様々なサブシステムのブロック図である。
【図２】[0023]図１のサブシステムに対応するシミュレーションモデルのブロック図である。
【図３】[0024]基板上のフィーチャの例を示す。
【図４】[0025]ある実施形態による方法のフローチャートを示す。
【図５】[0026]図３の例から得た例示的基板を示す。
【図６】[0027]２つのフィーチャの境界近傍のリップルが計算される例を示す。
【図７】[0028]実施形態を実施できる例示的コンピュータシステムのブロック図である。
【図８】[0029]実施形態が適用可能なリソグラフィ投影装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[0030]  例示的な例として提供される図面を参照して以下に実施形態を詳述する。特に、以下の図及び例は範囲を１つの実施形態に限定するものではなく、下記又は図示の要素の一部又は全部を入れ替えることで別の実施形態も可能である。さらに、既知のコンポーネントを用いて本明細書に記載の特定の要素を部分的に又は完全に実施することができる場合、本明細書の説明の理解に必要な既知のコンポーネントのそれらの部分のみを記載し、分かりにくくすることなく、それら既知のコンポーネントのその他の部分の詳細な説明を省略する。ソフトウェアで実施される実施形態はそれに限定されてはならず、特に断りのない限り、当業者には明らかなように、ハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアとの組合せで実施される実施形態を含むことができ、またその逆の場合も同様である。本明細書では、単一のコンポーネントを示す実施形態は限定的と考えてはならず、特に本明細書で断りのない限り、範囲は複数の同じコンポーネントを含む別の実施形態を包含し、またその逆の場合も同様である。さらに、特に断りのない限り、本明細書又は特許請求の範囲のいかなる用語にも一般的でない又は特殊な意味を与えることはない。
【００２４】
[0031]  リソグラフィプロセス中のマスクから基板へのパターン転写プロセスは、特にフィーチャが入射放射の波長よりも小さい場合、又は基板に反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）がなされない場合、レジスト層の下の基板上のフィーチャによる投影光学系からの入射放射の散乱によって影響される。
【００２５】
[0032]  本明細書で用いる「入射放射」という用語は、放射の基板への入射を意味する。入射放射はいずれかの強度、空間及び位相プロファイルを有することができる。例えば、入射放射は、光源整形光学系、マスク、及び投影光学系によって整形される光源からの放射でよい。入射放射は、リソグラフィ投影装置の様々なコンポーネントの特性から、任意の適切なモデリング方法によって経験的に測定又はシミュレートされてもよい。本明細書で用いる「散乱」又は「散乱する」という用語は、入射放射への影響の組合せを意味し、これには、反射、回折及び屈折を含めることができる。散乱した放射は入射放射と干渉し、レジスト層内の放射の空間強度分布を変化させ、次に、レジスト層内に形成されるレジスト像を変化させる。この散乱は、得られたレジスト像に歪みを生じさせることがあり、したがってＯＰＣでは補償される必要がある。入射放射との相互作用が異なる複数のフィーチャが基板上にある場合は、このような散乱の影響も補償することができる。一実施形態では、入射放射との異なる相互作用は、フィーチャ内の薄膜積層体の差異に起因することがある。すなわち、一実施形態では異なる相互作用はフィーチャの高さに起因することがある。「フィーチャ」という用語は、基板上の離散的、又は連続的な区域であると広義に解釈されるべきである。本明細書で用いる「離散的」という用語は、２つ以上の断続する部分を有するフィーチャ（例えば図３のフィーチャ３０１、又はフィーチャ３０２）を意味する。例えば、図３に示すように、異なる２つの材料である材料３１０と材料３２０とがレジスト３４０の下の基板３５０上にある。材料３１０と材料３２０とは部分的に重なっている。ＯＰＣの観点から、この例では（図３にフィーチャ３０１、フィーチャ３０２、フィーチャ３０３と表記された）３つのフィーチャを特定し得る。フィーチャ３０１は、材料３１０だけが基板３５０をコーティングする離散的区域である。フィーチャ３０２は、材料３１０と材料３２０とが重なり、両方が基板３５０をコーティングする離散的区域である。フィーチャ３０３は、材料３２０だけが基板３５０をコーティングする連続的区域である。材料積層体が異なるため、フィーチャ３０１、フィーチャ３０２、及びフィーチャ３０３と入射放射との相互作用は異なっている。フィーチャの他の例には、ＳＴＩ（浅いトレンチ分離）、ソース／ドレイン（通常は高濃度シリコン）が含まれる。ＳＴＩは、隣接する半導体デバイスのコンポーネント間の電流漏れを防止する集積回路のフィーチャである。ＳＴＩは一般に、２５０ナノメートル以下のＣＭＯＳプロセス技術ノードで使用される。ＳＴＩは、基板内にトレンチのパターンをエッチングし、（二酸化シリコンなどの）１つ以上の誘電体材料を堆積してトレンチを充填し、化学機械平坦化などの技術を用いて過剰な誘電体を除去することによって形成されてもよい。イオン注入及びドーパント拡散などの技術によってトランジスタのソースとドレインとを製造してもよい。
【００２６】
[0033]  マクスウェルの方程式を用いて基板上のフィーチャによる散乱の影響を厳密に予測することができるが、これは計算コストが高く、基板全体又はマスク全体に適用するのは実際的ではない。従来の方法は、散乱放射と入射放射の干渉を無視することで計算コストを低減するため、散乱の影響を正確に予測できない。
【００２７】
[0034]  ある態様によれば、基板上のフィーチャによる散乱放射を明確にしつつ、レジスト層内のシミュレートされた像が計算される。幾つかの実施形態では、図４のフローチャートに示す例示的方法を用いてレジスト層内の放射の空間強度分布を導出することができる。
【００２８】
[0035]  ステップ４０１で、基板上のレジスト層内の、又はレジスト層の下の様々なフィーチャを特定し得る。フィーチャは、例えばマスクパターン又は基板の結像から特定することができる。フィーチャを特定するために用いられるマスクパターンは、基板上のこれらのフィーチャを印刷するために使用されたマスク内のパターンである。例えば、フィーチャ３０１、３０２及び３０３を図３の基板から特定してもよい。ある実施形態では、基板上の材料積層体はフィーチャ全体で同じである。別の実施形態では、フィーチャは、フィーチャの境界内で基板上の異なる材料積層体を含んでもよい。
【００２９】
[0036]  ステップ４０２で、特定されたフィーチャの各々について、入射放射とそのフィーチャとの相互作用を用い、入射放射と特定された別のフィーチャとの相互作用を用いずにレジスト内の部分像がシミュレートされる。特定された１つのフィーチャについてシミュレートされた部分像は、特定されたそのフィーチャの境界内に空間的に閉じ込められず、特定されたそのフィーチャの境界を越えて延在してもよい。本明細書で用いる「部分像」という用語は、入射放射とそのフィーチャとの相互作用を用い、入射放射と特定された別のフィーチャとの相互作用を用いない任意の適切な方法を用いて計算された、レジスト層内の放射の空間強度分布を意味する。例えば、特定されたフィーチャの１つだけを有し、特定されたその他のフィーチャを有さない基板から部分像を計算してもよい。図３の例を用いて、図５は、フィーチャ３０１、フィーチャ３０２、及びフィーチャ３０３だけをそれぞれ有する基板を示している。任意の適切な方法を用いて部分像を計算してもよい。一実施形態では、当業者には知られている任意の適切な方法を用いて、フィーチャからの散乱がないかのようにレジスト層の露光面での放射プロファイルを計算してもよい。この放射プロファイルはフィーチャには依存せず、したがってすべての部分像の計算に再利用してもよい。次に、フィーチャによる放射プロファイルの散乱を計算し、放射プロファイルと組み合わせて部分像に到達してもよい。
【００３０】
[0037]  一実施形態では、入射放射とフィーチャとの相互作用を投影光学系モデル３２に組み込んで、図２に示すシミュレーション方式を用いて部分像を計算してもよい。すなわち、フィーチャを投影光学系の一部であると見なし、したがって入射放射とフィーチャとの相互作用を投影光学系モデル３２に組み込んでもよい。例えば、リソグラフィ投影装置の光源と投影光学系の組合せの光学的挙動を透過交差係数（ＴＣＣ）で表すことができる。空間像ＡＩを
【数１】
0005666630.tif 000002
で表すことができる。
ここで、
【数２】
0005666630.tif 000003
である。
【００３１】
[0038]  ＡＩ（ｘ）は、空間領域内の空間像である。Ａ（ｋ）は光源の空間周波数領域内の振幅関数であり、フーリエ変換によって光源の空間領域内の振幅から得ることができる。Ｌ（ｋ）は空間周波数領域内の投影光学系の関数であり、フーリエ変換によって投影光学系の空間領域内の投影光学系の関数から得ることができる。空間領域内の投影光学系の関数は、位置の関数として投影光学系を通過する光の投影光学系による歪み（例えば振幅、位相又は両方の歪み）を表す。この場合、フィーチャの散乱が投影光学系モデル３２に組み込まれると、Ｌ（ｋ）はまた光源からの光の歪みと散乱も表す。Ｍ（ｋ）は空間周波数領域内のマスク関数（すなわち設計レイアウト関数）であり、空間領域内のマスク関数からフーリエ変換によって得ることができる。空間領域内のマスク関数は、位置の関数としてマスクを通過する光にマスクによる歪み（例えば、振幅、位相又はこれら両方の歪み）を表す。より詳しくは、例えば参照により全体を組み込むものとする米国特許第７，５８７，７０４号に記載されている。空間領域内の関数は、フーリエ変換によって空間周波数領域内の対応する関数に変換可能であり、逆も同様である。ここで、ｘとｋは両方ともベクトルである。式２に定義されるＴＣＣｋ’，ｋ”はテンソルであり、これはマスクを除くリソグラフィ投影装置の光学特性のみを含む。空間像（ＡＩ）は基板上の光強度分布である。基板上のレジスト層は露光され、空間像はレジスト層内の潜在「レジスト像」（ＲＩ）としてレジスト層に転写される。レジスト像（ＲＩ）は、レジスト層内のレジストの溶解性の空間分布として定義することができる。レジストモデルは空間像からレジスト像を計算するために使用でき、その例は参照により本明細書に全体を組み込むものとする、本発明の譲渡人に譲渡された米国特許出願第１２／３１５，８４９号に記載されている。レジストモデルはレジスト層の特性にのみ関連する（例えば、露光、ＰＥＢ及び現像中に生じる化学プロセスの影響）。ＴＣＣについての詳細は、参照により本明細書に全体を組み込むものとする、本発明の譲渡人に譲渡された米国特許出願第６１／４１４７８７号に記載されている。
【００３２】
[0039]  一実施形態では、フィーチャ３０１の部分像ＰＩ１、及びフィーチャ３０２の部分像ＰＩ２を以下のように計算してもよい。
【数３】
0005666630.tif 000004
ここで、Ｍ１はその他のフィーチャを含まないフィーチャ３０１のマスク関数であり、Ｍ２はその他のフィーチャを含まないフィーチャ３０２のマスク関数であり、ＴＣＣｋ’，ｋ”，１はあたかもフィーチャ１の薄膜積層体が基板全体を覆うかのようなＴＣＣであり、ＴＣＣｋ’，ｋ”，２はあたかもフィーチャ３０２の薄膜積層体が基板全体を覆うかのようなＴＣＣである。
【００３３】
[0040]  ステップ４０３で、次に部分像とそれらの干渉が組み合わされてレジスト層内の像ＰＩ（すなわち、放射の空間強度分布）に到達する。例えば、フィーチャ３０１の部分像ＰＩ１とフィーチャ３０２の部分像ＰＩ２とを式
【数４】
0005666630.tif 000005
によって組み合わせることができ、ここで、第３の項はＰＩ１とＰＩ２との干渉であり、θはＰＩ１とＰＩ２との位相差であり、θは位置の関数である。θは、入射放射は平面波であると想定したＰＩ１とＰＩ２との平均位相差によって、又は所与の位置でのＰＩ１とＰＩ２との位相差によって近似してもよい。θはフィーチャ３０１及びフィーチャ３０２の屈折率及び厚さなどの特性から導出することができる。もちろん、この方法は２つのフィーチャに限定されず、任意の数のフィーチャに適用できる。この方法の計算コストは大幅に低く、基板全体又はマスク全体に適用できる。干渉は厳密なモデルを使用し、測定されたＣＤデータを解析することによって計算してもよい。１対のフィーチャの部分像間の干渉を計算してライブラリ内に整理して、干渉を再び計算せずにライブラリから干渉を検索して、式３を用いて放射の空間強度分布を計算してもよい。ライブラリは索引を含んでもよい。
【００３４】
[0041]  別の実施形態では、干渉はさらにフィーチャ間の境界の近傍に部分像の干渉リップルを含むことがある。例えば、核関数がフィーチャ間の境界の近傍にリップルを有し、その他の位置ではゼロであるように核関数を定義してもよい。別の例では、核関数があらゆる位置でリップルを有してもよい。図６は例示的な核関数Ｋ（上のパネル）を示す。核関数は厳密なシミュレーション結果から、又は経験的なデータから構築して経験的に定義されてもよい。核関数は、例えば、側壁角度、透過率、屈折率などのフィーチャの特性に依存してもよい。核関数のセットを予め定めてライブラリに保存してもよく、ライブラリ内の各々の核関数は特定の１対の材料積層体の２つのフィーチャ間の境界用の核関数である。例示的核関数はガウス関数で包絡された余弦関数
【数５】
0005666630.tif 000006
でよく、ここで、ｘは２つのフィーチャ間の境界までの距離であり、その他のすべての変数は整合パラメータである。ある実施形態では、像ＰＩは式
【数６】
0005666630.tif 000007
から導出することができ、ここで、ｂ（ｘ，ｙ）は（図６の例に示すように）フィーチャの境界の近傍だけの非ゼロ値の関数であり、Ｋは核関数であり、
【数７】
0005666630.tif 000008
は畳み込みを意味する。θはＰＩ１とＰＩ２との間の平均位相差などの上に説明した任意の方法によって近似してもよい。干渉
【数８】
0005666630.tif 000009
は、フィーチャの境界近傍に干渉リップル
【数９】
0005666630.tif 000010
を含む。
【００３５】
[0042]  図４に示す方法は、２つのフィーチャのみに限定されない。例えば、像ＰＩは複数のフィーチャの複数の部分像と、各対の部分像間の干渉との総和
【数１０】
0005666630.tif 000011
であることができる。
【００３６】
[0043]  一実施形態では、ガウスぼかしなどのぼかしを施し、閾値を適用することによって三次元空間強度分布から三次元レジスト像を推定することができる。もちろん、レジスト像は任意の他の適切な方法を用いて推定することもできる。この推定プロセス（例えばガウスぼかしのパラメータ）はレジストの特性、及び現像やベーキングなどの任意の露光後処理に依存する。
【００３７】
[0044]  図７は、本明細書に開示するパターン選択方法の具体化及び／又は実施を支援することができるコンピュータシステム１００を示す例示的ブロック図である。コンピュータシステム１００は、情報を送受信するバス１０２又はその他の通信機構と、情報を処理するバス１０２に結合された１つ以上のプロセッサ１０４（及び１０５）と、を含む。コンピュータシステム１００は、また、情報及びプロセッサ１０４によって実行される命令を記憶するためのバス１０２に結合されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又はその他のダイナミックストレージデバイスなどのメインメモリ１０６を含む。メインメモリ１０６は、またプロセッサ１０４によって実行される命令の実行中に、一時的変数又はその他の中間情報を記憶するために使用することができる。コンピュータシステム１００は、さらにプロセッサ１０４のために静的情報及び命令を記憶するバス１０２に結合された読取専用メモリ（ＲＯＭ）１０８又はその他のスタティックストレージデバイスを含む。磁気ディスク又は光ディスクなどのストレージデバイス１１０が提供され、バス１０２に結合され、情報及び命令を記憶する。
【００３８】
[0045]  コンピュータシステム１００は、バス１０２を介して、コンピュータユーザに対して情報を表示する陰極管（ＣＲＴ）又はフラットパネル又はタッチパネルディスプレイなどのディスプレイ１１２に結合することができる。英数字キー及びその他のキーを含む入力デバイス１１４がバス１０２に結合され、プロセッサ１０４へ情報と選択したコマンドを送信する。別のタイプのユーザ入力デバイスがプロセッサ１０４へ方向情報と選択したコマンドを送信し、ディスプレイ１１２上でのカーソルの動きを制御するマウス、トラックボール、又はカーソル方向キーなどのカーソル制御装置１１６である。この入力デバイスは、通常、第１軸（例えば、ｘ）と第２軸（例えば、ｙ）の２軸で自由度２を有し、これによってデバイスは平面内の位置を指定することができる。入力デバイスとしてタッチパネル（画面）ディスプレイも使用することができる。
【００３９】
[0046]  一実施形態によれば、プロセッサ１０４によるメインメモリ１０６に含まれる１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスの実行に応答してコンピュータシステム１００によってシミュレーションプロセスの一部を実行することができる。このような命令は、ストレージデバイス１１０などの別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ１０６に読み込むことができる。メインメモリ１０６内に含まれる命令シーケンスを実行すると、プロセッサ１０４は本明細書に記載する各プロセスステップを実行する。マルチ処理装置内の１つ以上のプロセッサを使用してメインメモリ１０６内に含まれる命令シーケンスを実行することができる。代替実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、又はそれと組み合わせてハードワイヤード回路を使用することができる。したがって、実施形態は、ハードウェア回路とソフトウェアとの特定の組合せに限定されない。
【００４０】
[0047]  本明細書で使用する「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためにプロセッサ１０４に命令を提供するステップに加わる任意の媒体を指す。このような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含む多くの形態をとることができるが、これらに限定されない。不揮発性媒体は、例えば、ストレージデバイス１１０などの光又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１０６などのダイナミックメモリを含む。伝送媒体は、バス１０２を構成するワイヤを含む同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを含む。また伝送媒体は、無線周波数（ＲＦ）及び赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成される音波又は光波の形態をとることができる。コンピュータ可読媒体の一般形態は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の任意の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他の任意の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有するその他の任意の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ，及びＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ，その他の任意のメモリチップ又はカートリッジ、以下に記載する搬送波、又はコンピュータが読み取り可能なその他の任意の媒体を含む。
【００４１】
[0048]  様々な形態のコンピュータ可読媒体がプロセッサ１０４へ１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを搬送して実行するステップに含まれる。例えば、命令は、最初リモートコンピュータの磁気ディスク上に記憶されていてもよい。リモートコンピュータは、命令をダイナミックメモリにロードし、モデムを用いて電話回線上で命令を送信することができる。コンピュータシステム１００側のモデムは電話回線上でデータを受信し、赤外線送信機を用いてデータを赤外線信号に変換する。バス１０２に結合された赤外線検出器が赤外線信号で搬送されたデータを受信し、データをバス１０２上に配置することができる。バス１０２はデータをメインメモリ１０６へ搬送し、そこからプロセッサ１０４が命令を取り出して実行する。オプションとして、メインメモリ１０６によって受信された命令は、プロセッサ１０４による実行前又は後にストレージデバイス１１０に記憶することができる。
【００４２】
[0049]  また、コンピュータシステム１００は、バス１０２に結合された通信インターフェイス１１８を含むことが好ましい。通信インターフェイス１１８は、ローカルネットワーク１２２に接続されたネットワークリンク１２０への双方向データ通信接続を提供する。例えば、通信インターフェイス１１８は、対応するタイプの電話回線にデータ通信接続を提供する総合デジタル通信サービス網（ＩＳＤＮ）カード又はモデムであってもよい。別の例として、通信インターフェイス１１８は、互換ＬＡＮにデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）であってもよい。無線リンクも実施することができる。そのような任意の実施態様で、通信インターフェイス１１８は、様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を送受信する。
【００４３】
[0050]  ネットワークリンク１２０は、通常、１つ以上のネットワークを通してデータ通信を他のデータデバイスに提供する。例えば、ネットワークリンク１２０は、ローカルネットワーク１２２を通してインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１２６が運用するホストコンピュータ１２４又はデータ装置に接続を提供することができる。次に、ＩＳＰ１２６は、ワールドワイドパケットデータ通信ネットワーク、現在の通称は「インターネット」１２８を通してデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１２２とインターネット１２８は共に、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を使用する。デジタルデータをコンピュータシステム１００との間で送受信する様々なネットワークを介した信号及びネットワークリンク１２０上の信号及び通信インターフェイス１１８を介した信号は、情報を伝送する搬送波の例示的形態である。
【００４４】
[0051]  コンピュータシステム１００は、ネットワーク、ネットワークリンク１２０、及び通信インターフェイス１１８を通してメッセージを送信し、プログラムコードを含むデータを受信することができる。インターネットの例では、インターネット１２８、ＩＳＰ１２６、ローカルネットワーク１２２及び通信インターフェイス１１８を通してサーバ１３０がアプリケーションプログラムのために要求されたコードを送信することができる。実施形態によれば、そのような１つのダウンロードされたアプリケーションは、例えばこの実施形態の選択したテストパターンに備える。受信されたコードは、それが受信されるとプロセッサ１０４によって実行することができ、及び／又はストレージデバイス１１０又はその他の不揮発性記憶装置に記憶して後で実行することができる。このようにして、コンピュータシステム１００は、搬送波の形式でアプリケーションコードを入手することができる。
【００４５】
[0052]  図８は、本明細書に記載の方法を使用してその性能をシミュレート及び／又は最適化できる例示的リソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、以下のコンポーネントを含む。
[0053]  −放射投影ビームＢを供給する放射システムＥｘ、ＩＬ。この例では、放射システムは放射源ＳＯをさらに含む。
[0054]  −マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するマスクホルダを備え、投影システムＰＳに対してマスクを正確に位置決めする第１の位置決め手段ＰＭに接続された第１のオブジェクトテーブル（マスクテーブル）ＭＴ。
[0055]  −基板Ｗ（例えば、レジストコートシリコンウェーハ）を保持する基板ホルダを備え、投影システムＰＳに対して基板を正確に位置決めする第２の位置決め手段ＰＷに接続された第２のオブジェクトテーブル（基板テーブル）ＷＴ。
[0056]  −基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上にマスクＭＡの照射部分を結像する投影システム（「レンズ」）ＰＳ（例えば、屈折、反射光学、又は反射屈折光学システム）。
【００４６】
[0057]  本明細書に記載するように、装置は透過型である（すなわち、透過マスクを有する）。しかし、一般に、装置は、例えば反射型（反射マスクを備えた）であってもよい。あるいは、装置は、マスクの使用に代えて別の種類のパターニング手段を使用してもよい。その例として、プログラマブルミラーアレイ又はＬＣＤマトリクスがある。
【００４７】
[0058]  放射源ＳＯ（例えば、水銀ランプ又はエキシマレーザ）は、放射ビームを生成する。このビームは、直接、又はビームエキスパンダ又はビームデリバリシステムＢＤなどの調節手段を通った後で、照明システム（イルミネータ）ＩＬに供給される。イルミネータＩＬは、ビーム内の強度分散の外側及び／又は内側半径範囲（それぞれ一般に、σ−ｏｕｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定する調整手段ＡＤを備えてもよい。さらに、イルミネータＩＬは、一般に、インテグレータＩＮ及び集光器ＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備える。このようにして、マスクＭＡに当たるビームＢは、断面に所望の均一性と強度とを有する。
【００４８】
[0059]  図８に関して、放射源ＳＯはリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよい（例えば、多くの場合、放射源ＳＯが水銀ランプの場合にあてはまる）が、リソグラフィ投影装置から離れていてもよく、生成する放射ビームを装置内に（例えば、適切な誘導ミラーにより）誘導する構成であってもよいことに留意されたい。この後者のシナリオは、多くの場合、放射源ＳＯが（例えば、ＫｒＦ、ＡｒＦ又はＦ２レージングに基づく）エキシマレーザの時にあてはまる。本発明は、少なくともこれらの両方のシナリオを包含する。
【００４９】
[0060]  その後、ビームＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに達する。マスクＭＡを横断したビームＢは、レンズＰＳを通過し、レンズＰＳは基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームＢを合焦させる。第２の位置決め手段（及び干渉測定手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴを正確に移動させて様々なターゲット部分ＣをビームＢの経路内に位置決めすることができる。同様に、第１の位置決め手段を用いて、例えば、マスクライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、又はスキャン中に、ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図８には明示していないロングストロークモジュール（粗動位置決め）とショートストロークモジュール（微動位置決め）により実現する。しかし、ウェーハステッパ（ステップアンドスキャンツールとは対照的に）の場合、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータに接続するだけでよく、又は固定してもよい。
【００５０】
[0061]  パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、必要に応じて、パターニングデバイス内の位置合わせマークＭ１、Ｍ２、及びウェーハ上の位置合わせワークＰ１、Ｐ２を使用して、位置合わせすることができる。
【００５１】
[0062]  図のツールは、下記の２つの異なるモードで使用することができる。
【００５２】
[0063]  −ステップモードでは、マスクテーブルＭＴは、基本的に固定状態に維持され、全マスク画像は、１回で（すなわち、１回の「フラッシュ」で）ターゲット部分Ｃ上に投影される。次に、異なるターゲット部分ＣをビームＢで照射することができるように、基板テーブルＷＴがｘ及び／又はｙ方向にシフトされる。
【００５３】
[0064]  −スキャンモードでは、所与のターゲット部分Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されない点を除けば、基本的には同じシナリオが適用される。代わりに、マスクテーブルＭＴを、速度ｖで所与の方向（例えば、ｙ方向のような、いわゆる「スキャン方向」）に移動することができ、その結果、投影ビームＰＢはマスク画像上をスキャンする。同時に、基板テーブルＷＴは、速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向又は反対方向に同時に移動する。ここで、Ｍは、レンズＰＬの倍率（通常、Ｍ＝１／４又は１／５である）である。このようにして、解像度を犠牲にしないで比較的広いターゲット部分Ｃを露光することができる。
【００５４】
[0065]  本明細書に開示する概念は、サブ波長フィーチャを結像する任意の汎用の結像システムをシミュレートするか又は数学的にモデル化することができ、特にますます微細化するサイズの波長を生成することができる台頭しつつある結像技術で有用である。すでに普及している新興技術は、ＡｒＦレーザを用いて１９３ｎｍの波長を生成することができ、さらにフッ素レーザを用いて１５７ｎｍの波長を生成することができるＤＵＶ（深紫外線）リソグラフィを含む。さらに、ＥＵＶリソグラフィは、シンクロトロンを用いて、又は高エネルギーの電子を材料（固体又はプラズマ）に衝突させて２０〜５ｎｍの範囲に光子を生成してこの範囲内の波長を生成することができる。この範囲内では大半の材料が光を吸収するため、モリブデンとシリコンのマルチスタックを備えた反射ミラーによって照明を生成することができる。マルチスタックミラーは、各層の厚さが波長の４分の１であるモリブデンとシリコンの４０個のペアの層を有する。Ｘ線リソグラフィでさらに小さい波長を生成することができる。通常、シンクロトロンを用いてＸ線波長が生成される。Ｘ線波長では大半の材料が光を吸収するため、光吸収性材料の薄片によってどこにフィーチャを印刷し（正レジスト）、どこに印刷しない（負レジスト）かを定義することができる。
【００５５】
[0066]  本明細書に開示する概念はシリコンウェーハなどの基板上の結像に使用することができるが、開示された概念は、例えば、シリコンウェーハ以外の基板上の結像に使用される任意のタイプのリソグラフィ結像システムと共に使用することができることを理解されたい。
【００５６】
[0067]  本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明の形態と内容を変更及び修正できることは当業者には明らかであろう。添付の請求の範囲はそのような変更及び修正を含むことが意図されている。本明細書で開示した概念は、サブ波長のフィーチャを結像する任意の汎用の結像システムをシミュレートし数学的にモデリングすることができ、ますます小さくなるサイズの波長を生成することができる新興の結像技術と併用すれば特に有用である。すでに普及している新興の技術は、ＡｒＦレーザを用いて１９３ｎｍの波長を生成でき、フッ素レーザを用いて１５７ｎｍの波長さえ生成できるＥＵＶ（極紫外線）リソグラフィを含む。さらに、ＥＵＶリソグラフィは、シンクロトロンを用いて、又は材料（固体又はプラズマ）に高エネルギー電子を衝突させて２０〜５ｎｍの範囲内に光子を生成することでこの範囲内の波長を生成できる。
【００５７】
[0068]  本明細書に開示する概念はシリコンウェーハなどの基板上の結像に使用することができるが、開示された概念は、例えば、シリコンウェーハ以外の基板上の結像に使用される任意のタイプのリソグラフィ結像システムと共に使用することができることを理解されたい。
【００５８】
[0069]  本発明について、以下の条項を用いてさらに説明する。
１．入射放射から得られた基板上のレジスト層内に形成される像をシミュレートする方法であって、前記基板は、前記レジスト層の下の第１のフィーチャと、第２のフィーチャと、を有し、
前記入射放射と前記第１のフィーチャとの相互作用を用い、前記入射放射と前記第２のフィーチャとの相互作用を用いずに前記レジスト層内の第１の部分像をシミュレートするステップと、
前記入射放射と前記第２のフィーチャとの前記相互作用を用い、前記入射放射と前記第１のフィーチャとの前記相互作用を用いずに前記レジスト層内の第２の部分像をシミュレートするステップと、
前記第１の部分像と前記第２の部分像とから前記レジスト層内で形成される前記像を計算するステップと、を含み、
前記入射放射と前記第１のフィーチャとの前記相互作用は、前記入射放射と前記第２のフィーチャとの相互作用と異なる、方法。
２．前記像を計算するステップは、前記第１の部分像、前記第２の部分像、及び干渉から前記像を計算するステップをさらに含む、条項１に記載の方法。
３．前記干渉は、前記第１の部分像と前記第２の部分像との干渉である、条項２に記載の方法。
４．前記干渉は、前記第１のフィーチャと前記第２のフィーチャとの境界近傍に前記第１の部分像と前記第２の部分像との干渉リップルを含む、条項２に記載の方法。
５．前記入射放射と前記第１のフィーチャとの前記相互作用は前記第１のフィーチャによる前記入射放射の散乱であるか、又は、前記入射放射と前記第２のフィーチャとの前記相互作用は前記第２のフィーチャによる前記入射放射の散乱である、条項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
６．前記第１のフィーチャが離散的であるか、又は第２のフィーチャが離散的である、条項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
７．前記干渉は、厳密なモデルを使用して、又は測定されたＣＤデータを解析することによって計算される、条項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
８．前記基板上の材料積層体は、前記第１のフィーチャ全体で同じであるか、又は前記基板上の材料積層体は、前記第２のフィーチャ全体で同じである、条項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
９．前記第１の部分像は、前記第２のフィーチャがなく、前記第１のフィーチャだけを有する基板からシミュレートされ、前記第２の部分像は、前記第１のフィーチャがなく前記第２のフィーチャだけを有する基板からシミュレートされる、条項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
１０．前記第１の部分像と前記第２の部分像との干渉は、前記第１の部分像と前記第２の部分像との位相差を用いて計算される、条項２〜３のいずれか一項に記載の方法。
１１．前記第１の部分像と前記第２の部分像との位相差は、前記第１の部分像と前記第２の部分像との平均位相差である、条項１０に記載の方法。
１２．前記干渉リップルは、核関数から計算される、条項４に記載の方法。
１３．前記核関数は、厳密なシミュレーションから構築されるか、又は経験的データから構築されて経験的に定義される、条項１２に記載の方法。
１４．前記核関数は、前記第１のフィーチャと前記第２のフィーチャとの特性に依存する、条項１２に記載の方法。
１５．前記核関数は、前記特性は、側壁角度、透過率、屈折率、又はその組合せを含む、条項１４に記載の方法。
１６．前記核関数は、核関数のセットから選択され、前記核関数のセットの各々は、特定の１対の材料積層体の２つのフィーチャ間の境界用の核関数である、条項１２に記載の方法。
１７．前記入射放射は、極紫外線帯域内にある波長を有する、条項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
１８．前記基板に反射防止コーティングが施されない、条項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
１９．前記第１及び第２のフィーチャの少なくとも１つの寸法は、前記入射放射の波長よりも小さい、条項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
２０．前記第１のフィーチャと前記第２のフィーチャとが異なる高さを有する、条項１〜１９のいずれか１項に記載の方法。
２１．前記核関数は予め定められ、ライブラリ内に保存され、前記ライブラリ内の各核関数は、特定の１対の材料積層体の２つのフィーチャ間の境界用の核関数である、条項１２に記載の方法。
２２．前記第１の部分像は、あたかも前記第１のフィーチャの薄膜積層体が前記基板全体を覆うかのように、その他の任意のフィーチャなしの前記第１のフィーチャだけの第１のマスク関数からシミュレートされ、前記第２の部分像は、あたかも前記第２のフィーチャの薄膜積層体が前記基板全体を覆うかのように、その他の任意のフィーチャなしの前記第２のフィーチャだけの第２のマスク関数からシミュレートされる、条項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
２３．命令が記録されたコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラムプロダクトであって、前記命令は、コンピュータによって実行されると条項１〜２２のいずれかに記載の方法を実施する、コンピュータプログラムプロダクト。
【００５９】
[0070]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、以下の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような実施形態を変更できることが当業者には明らかである。
【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】
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【図８】
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