(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を製造するための方法であって、前記方法は、
ステンシルマスク上の１以上のキャラクタのショットの集合を用いて、前記表面に複数のわずかに異なるパターンを形成するステップと、
キャラクタ変更技術の使用によってショット数または全描画時間を削減するステップとを備え、
前記キャラクタ変更技術は、
１）前記ショットの集合におけるキャラクタショットが前記表面に投射される時間の長さを変更することと、
２）前記ショットの集合における、単純ではないキャラクタの少なくとも１つのショットを含む複数のキャラクタショットの重なりを変更することと、
３）前記ショットの集合における別のキャラクタショットと関連して、前記ショットの集合におけるキャラクタショットの位置を変更して、前記表面における前記複数のわずかに異なるパターン中のパターンを形成すること、
とからなる少なくとも１つの群を含み、前記パターンは曲線的である、方法。
【請求項２】
前記表面はレチクルである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表面は基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
キャラクタプロジェクションリソグラフィを使用するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
表面を製造するための方法であって、前記方法は、
表面に形成されるべき複数のパターンを設計するステップを備え、前記パターン同士はわずかに異なっており、
前記複数のパターンから、使用されるべきキャラクタの集合を設計するステップと、
前記キャラクタの集合を有するステンシルマスクを準備するステップとを備え、前記ステンシルマスクは、１以上の前記キャラクタの集合のショットの集合を用いて複数のパターンを形成するために用いられ、
キャラクタ変更技術の使用によってショット数または全描画時間を削減するステップをさらに備え、
前記キャラクタ変更技術は、
１）前記ショットの集合におけるキャラクタショットが前記表面に投射される時間の長さを変更することと、
２）前記ショットの集合における、単純ではないキャラクタの少なくとも１つのショットを含む複数のキャラクタショットの重なりを変更することと、
３）前記ショットの集合における別のキャラクタショットと関連して、前記ショットの集合におけるキャラクタショットの位置を変更して、前記表面における前記複数のわずかに異なるパターン中のパターンを形成すること、
とからなる少なくとも１つの群を含み、前記パターンは曲線的である、方法。
【請求項６】
光近接効果補正のための方法であって、
基板のための所望のパターンを入力するステップを備え、前記所望のパターンは、光学リソグラフィプロセスを用いて前記基板に製造されるべき物理設計を表し、前記光学リソグラフィプロセスは、表面のパターンを用いて前記基板に前記所望のパターンを形成することを含み、
前記表面に前記パターンを形成するために用いられうる、そのいくつかが単純ではないキャラクタである、キャラクタの集合を入力するステップと、
前記表面における前記所望のパターンの光近接効果補正されたバージョンを形成可能なショットの集合を決定するステップとをさらに備え、前記ショットの集合におけるいくつかのショットは、前記キャラクタの集合の中のキャラクタを用いるキャラクタプロジェクションショットであり、
キャラクタショットドーズにおける変更、曲線的パターンを形成するために別のキャラクタショットと関連するキャラクタショット位置の変更、または前記キャラクタの集合における単純ではないキャラクタの部分露光の変更を計算するステップをさらに備える、方法。
【請求項７】
ショット数または全描画時間を決定するステップをさらに備え、前記ショット数または前記全描画時間が削減される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記キャラクタの集合における複数のキャラクタのショットを重ね合せて前記表面に前記パターンを形成するステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
フラクチャリング、マスクデータ準備または近接効果補正のための方法であって、
表面に形成されるべきパターンを入力するステップを備え、前記パターンの部分集合は互いにわずかに異なる変形であり、
ショットの集合を用いて前記複数のパターンを形成するために用いられるためのキャラクタの集合を選択するステップをさらに備え、前記キャラクタのいくつかは単純ではないキャラクタであり、
ショット数または全描画時間は、キャラクタ変更技術の使用によって削減され、前記キャラクタ変更技術は、
１）前記ショットの集合におけるキャラクタショットのドーズを変更することと、
２）前記ショットの集合における複数のキャラクタショットの重なりを変更することと、
３）前記ショットの集合における別のキャラクタショットと関連して、前記ショットの集合におけるキャラクタショットの位置を変更して、互いにわずかに異なる変形であるパターンの部分集合の中のパターンを形成すること、
とからなる少なくとも１つの群を含み、前記パターンは曲線的である、方法。
【請求項１０】
前記表面における前記わずかに異なるパターンは、基板に実質的に同一のパターンを生成する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
等価基準が、前記基板上の前記パターンが実質的に同一であるかどうかを判定し、前記等価基準は、リソグラフィシミュレーションに基づく、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
集積回路を製造するための方法であって、前記集積回路は表面を有し、前記方法は、
ステンシルマスク上の１以上のキャラクタのショットの集合を使用して、前記表面に複数のわずかに異なるパターンを形成するステップと、
キャラクタ変更技術の使用によってショット数または全描画時間を削減するステップとを備え、
前記キャラクタ変更技術は、
１）前記ショットの集合におけるキャラクタショットが前記表面に投射される時間の長さを変更することと、
２）前記ショットの集合における、単純ではないキャラクタの少なくとも１つのショットを含む、複数のキャラクタショットの重なりを変更することと、
３）前記ショットの集合における別のキャラクタショットと関連して、前記ショットの集合におけるキャラクタショットの位置を変更して、前記表面における前記複数のわずかに異なるパターン中のパターンを形成すること、
とからなる少なくとも１つの群を含み、前記パターンは曲線的である、方法。
【請求項１３】
光学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、前記光学リソグラフィプロセスはレチクルを使用し、前記方法は、
ステンシルマスク上の１以上のキャラクタのショットの集合を用いて、前記レチクルに複数のわずかに異なるパターンを形成するステップと、
キャラクタ変更技術の使用によってショット数または全描画時間を削減するステップとを備え、
前記キャラクタ変更技術は、
１）前記ショットの集合におけるキャラクタショットが前記レチクルに投射される時間の長さを変更することと、
２）前記ショットの集合における、単純ではないキャラクタの少なくとも１つのショットを含む、複数のキャラクタショットの重なりを変更することと、
３）前記ショットの集合における別のキャラクタショットと関連して、前記ショットの集合におけるキャラクタショットの位置を変更して、前記レチクルにおける前記複数のわずかに異なるパターン中のパターンを形成すること、
とからなる少なくとも１つの群を含み、前記パターンは曲線的である、方法。
【請求項１４】
表面を製造するためのシステムであって、前記表面は複数のわずかに異なるパターンを有し、前記システムは、
ステンシルマスクを備え、前記ステンシルマスクは、前記ステンシルマスク上の１以上のキャラクタのショットの集合を用いて前記表面に前記パターンを形成するためのキャラクタの集合を有し、
キャラクタ変更技術の使用によってショット数または全描画時間を削減するための装置をさらに備え、
前記キャラクタ変更技術は、
１）前記ショットの集合におけるキャラクタショットが前記表面に投射される時間の長さを変更することと、
２）前記ショットの集合における、単純ではないキャラクタの少なくとも１つのショットを含む、複数のキャラクタショットの重なりを変更することと、
３）前記ショットの集合における別のキャラクタショットと関連して、前記ショットの集合におけるキャラクタショットの位置を変更して、前記表面における前記複数のわずかに異なるパターン中のパターンを形成すること、
とからなる少なくとも１つの群を含み、前記パターンは曲線的である、方法。
【請求項１５】
物理設計の光近接効果補正のためのシステムであって、
光学リソグラフィプロセスを用いて前記基板に形成されるべき所望のパターンの集合を入力可能な入力装置と、
そのいくつかが単純ではないキャラクタである、キャラクタプロジェクションのキャラクタの集合と、
演算装置とを備え、前記演算装置は、表面の前記所望のパターンの光近接効果補正されたバージョンを形成可能な粒子ビームショットの集合を決定可能であり、前記表面は、前記光学リソグラフィプロセスを用いて前記基板にパターンを形成するために用いられることが可能であり、前記ショットの集合の中のいくつかのショットは、前記キャラクタの集合の中のキャラクタを用いるキャラクタプロジェクションショットであり、
前記演算装置は、キャラクタショットドーズにおける変更、曲線的パターンを形成するために別のキャラクタショットと関連するキャラクタショット位置の変更、または前記キャラクタの集合における単純ではないキャラクタの部分露光の変更を計算するための装置を含む、システム。
【請求項１６】
前記キャラクタの集合の中の複数のキャラクタのショットは重なりあっている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
ショット数または全描画時間を決定するための装置をさらに備え、前記ショット数または前記全描画時間は削減される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
フラクチャリング、マスクデータ準備または近接効果補正のためのシステムであって、
表面に形成されるべきパターンを入力するための装置を備え、前記パターンの部分集合は互いのわずかに異なる変形であり、
ショットの集合を用いて前記複数のパターンを形成するために用いられるためのキャラクタの集合を選択するための装置をさらに備え、前記キャラクタのいくつかは単純ではないキャラクタであり、
前記キャラクタの集合はステンシルマスクに適合され、ショット数または全描画時間は、キャラクタ変更技術の使用によって削減され、前記キャラクタ変更技術は、
１）前記ショットの集合におけるキャラクタショットのドーズを変更することと、
２）前記ショットの集合における複数のキャラクタショットの重なりを変更することと、
３）前記ショットの集合における別のキャラクタショットと関連して、前記ショットの集合におけるキャラクタショットの位置を変更して、互いにわずかに異なる変形であるパターンの部分集合の中のパターンを形成すること、
とからなる少なくとも１つの群を含み、前記パターンは曲線的である、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
本出願は、以下を優先権として主張する。
１）２００８年９月１日に出願された、「キャラクタプロジェクション粒子ビームリソグラフィを用いたレチクルを製造するための方法およびシステム（Method and System for Manufacturing a Reticle Using Character Projection Particle Beam Lithography）」と題された、米国特許出願番号１２／２０２，３６４
２）２００８年９月１日に出願された、「キャラクタプロジェクションリソグラフィを用いて製造されるべきレチクルの光近接効果補正のための方法（Method For Optical Proximity Correction Of A Reticle To Be Manufactured Using Character Projection Lithography）」と題された米国特許出願番号１２／２０２，３６５
３）２００８年９月１日に出願された、「キャラクタプロジェクションリソグラフィを用いて製造されるべきレチクルの設計のための方法およびシステム（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１２／２０２，３６６
４）２００８年１１月１２日に出願された、「キャラクタプロジェクションリソグラフィを用いてレチクルを製造するための方法およびシステム（Method and System For Manufacturing a Reticle Using Character Projection Lithography）」と題された米国特許出願番号１２／２６９，７７７
そして、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。
【背景技術】
【０００２】
開示の背景
本開示はリソグラフィに関し、より特定的には、キャラクタまたはセルプロジェクションリソグラフィを用いた、レチクル、ウェハ、または他のいかなる表面であり得る表面の設計および製造に関する。
【０００３】
集積回路のような半導体装置の生産または製造において、光学リソグラフィが半導体装置を製造するために用いられ得る。光学リソグラフィは、リソグラフマスクまたはレチクルを用いて半導体やシリコンウェハのような基板にパターンを転写し集積回路を創出する印刷プロセスである。他の基板としては、フラットパネルディスプレイやフォトマスクも含まれる。また、極紫外線（extreme ultraviolet：ＥＵＶ）リソグラフィまたはＸ線リソグラフィは、光学リソグラフィの種類と考えられる。単数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、このパターンは、フォトレジストまたはレジストとして知られる放射線感受性材料の層でコーティングされた基板上の特定の領域上に結像される。パターン化された層が転写されると、その層は、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、さまざまな他のプロセスを受ける。これらのプロセスは、基板における個々の層を仕上げるために採用される。いくつかの層が必要とされる場合は、全体のプロセスまたはその変形が、各新しい層に対して繰り返される。最終的に、複数の装置の組み合わせまたは集積回路が、基板上に存在する。これらの集積回路は、ダイシングまたはソーイングによって互いに分離され、個々のパッケージ内に実装され得る。より一般的な場合においては、基板上のパターンは、表示画素や磁気記録ヘッドのような加工物を定義するために用いられ得る。
【０００４】
集積回路のような半導体装置の生産または製造において、半導体装置を製造するためにマスクレス直接描画も用いられ得る。マスクレス直接描画は、半導体またはシリコンウェハのような基板にパターンを転写して集積回路を創出する印刷プロセスである。他の基板としては、フラットパネルディスプレイ、ナノインプリントのためのインプリントマスク、またはフォトマスクも含み得る。層の所望パターンは、表面上、この場合には基板上にも直接描画される。パターン化された層が転写されると、その層は、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、さまざまな他のプロセスを受ける。これらのプロセスは、基板における個々の層を仕上げるために採用される。いくつかの層が必要とされる場合は、全体のプロセスまたはその変形が、各新しい層に対して繰り返される。いくつかの層は、光学リソグラフィを用いて書き込まれ得、一方他のものは、同じ基板を製造するために、マスクレス直接書き込みを用いて書き込まれる。最終的に、複数装置の組み合わせまたは集積回路が、基板上に存在する。これらの集積回路は、ダイシングまたはソーイングによって互いに分離され、個々のパッケージ内に実装され得る。より一般的な場合においては、基板上のパターンは、表示画素や磁気記録ヘッドのような加工物を定義するために用いられ得る。
【０００５】
示したように、リソグラフマスクまたはレチクルは、基板上に集積されるべき回路要素に対応する幾何学的パターンを含む。レチクルを製造するために用いられるパターンは、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）ソフトウェアまたはプログラムを利用して生成され得る。パターンの設計においては、ＣＡＤプログラムは、レチクルを創出するために、予め定められたデザインルールの集合に従い得る。これらのルールは、処理、設計、および最終用途の制限によって設定される。最終用途の制限の例は、必要とされる電源電圧において十分に動作することができないような態様における、トランジスタの配置を定義することである。特に、デザインルールは、回路装置間または相互接続線間のスペースの許容値を決定し得る。たとえば、デザインルールは、回路装置および配線が、望ましくない態様で互いに相互作用しないことを保証するために用いられる。たとえば、デザインルールは、配線が、短絡を引き起こし得るような態様で互いに近接しないようにするために用いられる。デザインルールの制限は、とりわけ、確実に製造することができる最小寸法を反映する。これらの最小寸法について言及される場合、通常では、限界寸法の概念が導入される。たとえば、これらは、最小配線幅、または、２つの配線間の最小スペースとして定義され、それらの寸法は、精巧な制御を必要とする。
【０００６】
光学リソグラフィによる集積回路製造の１つの目標は、レチクルの使用によって、基板上に元の回路デザインを再生することである。集積回路製造者は、できるだけ効率的に半導体ウェハの資源を使用することを常に試みている。技術者は、集積回路がより多くの回路要素を含むとともに、より少ない電力を使用することができるように、回路のサイズを縮小し続けている。集積回路の限界寸法の大きさは低減され、その回路密度は増加するので、それに対応するマスクパターンの限界寸法は、光学リソグラフィに用いられる光露光ツールの解像度限界に到達する。回路レイアウトの限界寸法がより小さくなって露光ツールの解像度限界に達すると、マスクパターンとレジスト層上に現像される実際の回路パターンとの間の正確な転写が困難になる。光学リソグラフィの使用を促進して、光学リソグラフィプロセスに用いられる光の波長よりも小さいフィーチャを有するパターンを転写するために、光近接効果補正（optical proximity correction：ＯＰＣ）として知られるプロセスが開発された。ＯＰＣは、マスクの元のパターンを変化させて、光回折あるいは近接するフィーチャとフィーチャとの光学的相互作用のような効果によって引き起こされる歪みを補償する。ＯＰＣはレチクルを用いて実行される、すべての超解像技術を含む。
【０００７】
ＯＰＣは、マスクパターンにサブ解像度リソグラフフィーチャ（sub-resolution lithographic feature）をマスクパターンに付加し、もとのマスクパターンつまりデザインと、最終的に基板上に転写された回路パターンとの間の差を低減する。サブリソグラフフィーチャは、元のマスクパターンと、および、互いに相互作用し、近接効果を補償して最終的に転写される回路パターンを改善する。パターンの転写を改善するために用いられる１つの特徴は、サブ解像度アシストフィーチャ（sub-resolution assist feature：ＳＲＡＦ）である。パターン転写を改善するために追加される他の特徴は、「セリフ（serif）」と称される。セリフは、最終的に転写された像における角を鋭くするために、パターンの角に配置される小さなフィーチャである。光学リソグラフィの限界は、サブ波長レジームにまで拡張されるので、ＯＰＣフィーチャは、より微細な相互作用および効果でさえも補償するために、ますます複雑にされなければならない。しかしながら、結像システムは、その限界により近づけられるにつれて、十分に微細なＯＰＣフィーチャを有するレチクルを生成する能力が重要となってくる。セリフまたは他のＯＰＣフィーチャをマスクパターンに追加することは利点があるが、マスクパターンにおける全体のフィーチャの数も実質的に増加する。たとえば、正方形の角の各々にセリフを追加することは、マスクまたはレチクルパターンに、さらに８つの長方形を追加する。ＯＰＣフィーチャの追加は、非常に根気のいる仕事であり、コストのかかる演算時間を必要とし、結果としてより高価なレチクルをもたらす。ＯＰＣパターンが複雑になるだけでなく、光近接効果が、最小のラインおよびスペースの寸法と比較して長い範囲になるので、与えられた位置における正しいＯＰＣパターンは、何の他の形状が近隣にあるかに非常に依存する。したがって、たとえば、ライン端は、レチクル上で何がそれに隣接しているかに依存して、異なる大きさを有する。これは、たとえ、その目的が、ウェハ上に全く同じ形状を生成することであったとしてもである。これらのわずかではあるが重大な変化が重要であり、その他のものがレチクルパターンを形成し得ることを防止する。ＯＰＣ装飾の前のデザインを反映するフィーチャである主要なフィーチャ、ならびにセリフ、ジョグ、およびＳＲＡＦを含み得るＯＰＣフィーチャの点について、レチクルに描画されるべきＯＰＣ装飾パターンを議論することは従来法である。ちょっとした変化によって意味されるものが何であるかを定量化するために、近隣から近隣への、ＯＰＣ変化における典型的な少しの変化は、主要な特徴の５％から８０％までであり得る。明確化のために、ＯＰＣの設計における変化は、何が参照されるか、ということであることに注意すべきである。わずかな変化によって意味するものを定量化するために、近隣から近隣へのＯＰＣ装飾における典型的な僅かな変化は、主要なフィーチャの５％〜８０％であり得る。明確化のために、ＯＰＣのデザインにおける変化は、何が参照されるか、ということであることに注意すべきである。ライン端の粗さおよび角の丸みのような製造上の変化も、実際の表面パターンにおいて存在する。これらのＯＰＣ変化が、ウェハ上に同じパターンを実質的に生成する場合、それが意味するところは、ウェハ上の形状が、規定された誤りの範囲内で同じであるということを目標にするということであり、それは、その形状が、たとえばトランジスタまたは配線などを機能させるために設計された、機能の詳細に依存する。それにもかかわらず、典型的な仕様は、主要なフィーチャの範囲の２％〜５０％である。変化を引き起こす多くの製造要因があるが、その全体の誤りのＯＰＣ要素は、しばしば、列挙された範囲内である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光または粒子ビームリソグラフィの使用を含む、レチクル上にパターンを形成するために用いられる多くの技術がある。もっとも一般的に用いられるシステムは、可変整形ビーム（ＶＳＢ）タイプであり、それは、精密な電子ビームが成形され、レチクルの、レジストがコーティングされた表面に誘導される。これらの形状は単純な形状であり、通常は、特定の最小および最大の大きさの長方形、および特定の最小および最大の大きさの、４５°，４５°，９０°の内角を有する三角形に限定される。予め定められた位置において、電子のドーズが、これらの単純形状でレジスト内に照射（shot）される。このタイプのシステムについての全描画時間は、ショット数で増加する。第２のタイプのシステムは、キャラクタプロジェクションシステムである。この場合、システムにはステンシルがあり、ステンシルは、その中に、直線、任意角度の直線、円、円環、円の一部、円環の一部、または任意の曲線的形状であり得るとともに、複雑な形状の連結された集合、または複雑な形状の連結された集合の分離集合群であり得る、さまざまな形状を有する。ステンシルを通して電子ビームが照射されて、より複雑なパターン（すなわちキャラクタ）をレチクル上に効率的に生成することができる。理論上、そのようなシステムは、時間を要する各々のショットで、より複雑な形状を照射できるため、ＶＳＢシステムよりも高速であり得る。すなわち、ＶＳＢシステムによる「Ｅ」ショットは４つのショットを要するが、キャラクタプロジェクションシステムでは１つのショットで完了させることができる。なお、整形ビームシステムは、キャラクタプロジェクションの特別な（単純な）ものと考えられ得るが、その場合には、キャラクタはただ単に単純なキャラクタであり、通常は長方形または４５−４５−９０三角形である。部分的にキャラクタを露光することもまた可能である。これは、たとえば、粒子ビームの一部を阻止することでなされ得る。たとえば、上記の「Ｅ」は、ＦまたはＩとして部分的に露光され得るが、この場合、ビームの異なる部分はアパーチャによって削除される。とても複雑なレチクルの場合、パターンを、ほとんど１０億、そしてときどきは１兆にも達する基本形状に分解しなければならない。たとえば、ＶＳＢシステムの場合には単純な長方形形状があり、キャラクタプロジェクションシステムでは制限された数のキャラクタがある。パターン中の基本形状（キャラクタ）のすべての例が多くなるほど、描画時間がより長くなるとともに、より高価となる。しかしながら、より小さいパターンの間であっても多数の精細な変形が存在する、ＯＰＣ装飾されたような表面を描画する場合には、そのようなプロジェクションシステムは今日では非実用的である。プロジェクション装置によるキャラクタの選択が最小時間を要する中で利用可能なキャラクタの数は制限されており、今日ではおよそ１０−１０００キャラクタのみが可能である。レチクルに置くことが要求される、わずかに異なる過剰のＯＰＣパターンに直面した場合、このタスクを達成できるシステムあるいは方法は利用可能ではなかった。
【０００９】
したがって、基板のために用いられるレチクルの準備および製造のために要する時間および費用を低減することが有利である。より一般的には、任意の表面の準備および製造のために要する時間および費用を低減することが有利である。表面に転写されることが要求されるさまざまなパターンを有する表面を生成または発生することが必要な、いくつかの複雑なキャラクタを含むステンシルマスクを有することも望ましい。たとえば、表面は、互いにほんの少しだけ異なる差を有する何千ものパターンを有し得る可能性がある。表面を準備するために、わずかな違いを有する多くのこれらのパターンを生成できるステンシルマスクを有することが望ましい。本明細書においてさらに十分に議論されるように、多くのわずかな変形でパターンを生成するために、組合され、変更され、または調整され得るキャラクタの集合を含むステンシルマスクを用いて、これが達成可能である。すなわち、表面を準備することと関連付けられた上記の問題を解消する、表面を製造するための方法およびシステムに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示の要約
本開示の１つの形態において、複数のわずかに異なるパターンを有する表面を製造するための方法が、その表面にパターンを形成するためにキャラクタの集合で表面を描画するステップと、キャラクタ変更技術の使用によってショット数または全描画時間を削減するステップとを備える方法で開示される。
【００１１】
本開示の別の形態において、表面を製造するための方法が、表面に形成されるべき多数のパターンを設計するステップを備え、パターンがわずかに異なっており、その多数のパターンから、用いられるキャラクタの集合を決定するステップと、キャラクタの集合を有するステンシルマスクを準備するステップと、キャラクタ変更技術の使用によってショット数または全描画時間を削減するステップとをさらに備える方法で開示される。
【００１２】
本開示の別の形態において、複数のわずかに異なるパターンを有する表面を製造するシステムが、表面にパターンを形成するためのキャラクタの集合を有するステンシルマスクと、キャラクタ変更技術の使用によってショット数または全描画時間を削減するための装置とを備えるシステムで開示される。
【００１３】
本開示の１つの形態において、表面上のパターンのデザインの光近接効果補正のための方法が、基板のための所望のパターンを入力するステップと、キャラクタの集合を入力するステップとを備え、それらのキャラクタのいくつかが、表面にパターンを形成するために用いられ得る複雑なキャラクタである方法で開示される。
【００１４】
本開示の別の形態において、表面のパターンのデザインの光近接効果補正のための方法が、候補グリフを入力するステップを備え、グリフは所定のキャラクタに基づくものであり、グリフは、キャラクタドーズの変更、キャラクタ位置の変更またはキャラクタの部分露光の適用の計算を用いて決定される方法で開示される。
【００１５】
本発明のさらに別の形態において、表面のパターンのデザインの光近接効果補正のためのシステムが、基板のための所望のパターンと、キャラクタの集合とを備え、キャラクタのいくつかが、表面にいくつかのパターンを形成するための複雑なキャラクタであるシステムにおいて開示される。
【００１６】
本開示の別の形態において、フラクチャリング（fracturing）、マスクデータの準備または近接効果補正のための方法が開示され、その方法は、表面に形成されるべきパターンを入力するステップを備え、それらパターンの一部は、互いにわずかに異なる変形であり、方法は、さらに、その一部が多数のパターンを形成するために用いられる複雑なキャラクタであるキャラクタの集合を選択するステップと、キャラクタ変更技術の使用によってショット数または全描画時間を削減するステップとを備える。
【００１７】
本開示の別の形態において、フラクチャリング、マスクデータの準備または近接効果補正のためのシステムが開示され、システムは、表面に形成されるべきパターンを入力するための装置を備え、パターンはわずかに異なっており、システムは、装置をさらに備え、その装置は、その一部が多数のパターンを形成するために用いられる複雑なキャラクタであるキャラクタの集合を選択し、キャラクタの集合がステンシルマスクに取付けられ、キャラクタ変更技術の使用によってショット数および全描画時間を削減する。
【００１８】
本開示のこれらのおよび他の利点は、以下の詳細な明細書を添付の図面とともに考慮した後に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】表面を製造するために用いられるセルプロジェクションシステムの図である。
【図２Ａ】基板に配置されるパターンのデザインを示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されたデザインからレチクルに形成されたパターンを示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｂのレチクルを用いた、基板のフォトレジストに形成されるパターンを示す図であり、光学近接効果補正がなく、イメージは図２Ａに示されたデザインとほとんど同様ではないことを示す図である。
【図３Ａ】図２Ａに示されたパターンの光学近接効果補正されたバージョンを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示されたパターンの光学近接効果補正されたバージョンを示した図であり、レチクルに形成された後の図である。
【図３Ｃ】図３Ｂのレチクルを用いた、シリコンウェハのフォトレジストに形成されたパターンを示す図である。
【図４Ａ】基板に配置される理想的なパターンを示した図である。
【図４Ｂ】２つの基本的なステンシル形状を示した図である。
【図４Ｃ】重ね合せ方式において、図４Ｂに示された２つの基本的なステンシル形状を示した図である。
【図４Ｄ】図４Ｃに示された、重ね合せステンシル形状の使用による、レチクルに形成されたパターンを示した図である。
【図４Ｅ】図４Ｄに示されたパターンの使用によって、基板に形成されたパターンを示した図である。
【図５Ａ】ステンシル形状の一方が２つの分離された正方形からなる、重ね合せ方式での２つの基本的なステンシル形状を示した図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示された、重ね合せステンシル形状の使用によって、レチクルに形成されたパターンを示した図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに示されたパターンの使用によって、基板に形成されたパターンを示した図である。
【図６Ａ】レチクルにパターンを形成するためのステンシル形状を示した図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示されたステンシル形状の使用によって、レチクルに形成されたパターンを示した図である。
【図６Ｃ】図６Ｂに示されたパターンの使用によって、基板に形成されたパターンを示した図である。
【図７Ａ】表面にパターンを形成するために用いられる４つのステンシル形状を示した図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示されたステンシル形状の使用によって、表面に形成されたパターンを示した図である。
【図８Ａ】ステンシルマスクに形成されたキャラクタの集合を示した図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示されたキャラクタの集合の使用によって、表面に形成されたパターンを示した図である。
【図８Ｃ】調整キャラクタの集合を示した図である。
【図８Ｄ】実線形状および点線形状を用いて、図８Ａに示されたキャラクタおよび図８Ｃに示された調整キャラクタの集合の使用によって、各々のキャラクタおよび調整キャラクタを表面のレジストに露光するドーズの変化の程度を示した図である。
【図８Ｅ】図８Ａに示されたキャラクタと図８Ｃに示された調整キャラクタとの集合の使用によって、表面に形成されたパターンを示した図である。
【図９】シリコンウェハにおける集積回路のような基板の製造に用いられる表面をどのように準備するかの概念的なフロー図を示した図である。
【図１０】シリコンウェハにおける集積回路のような基板の製造に用いられる表面をどのように準備するかの、別の概念的フロー図を示した図である。
【図１１】キャラクタの集合を示した図である。
【図１２】キャラクタおよび調整キャラクタの集合を形状の変更で示した図である。
【図１３】キャラクタおよび調整キャラクタの集合を位置の変更で示した図である。
【図１４】調整キャラクタの形状の変更によって作成されたパターンの集合を示した図である。
【図１５】調整キャラクタのさまざまなドーズ量によって作成されたパターンの集合を示した図である。
【図１６】単一のキャラクタのさまざまなドーズ量によって作成されたパターンの集合を示した図である。
【図１７】調整キャラクタの位置の変更によって作成されたパターンの集合を示した図である。
【図１８】シリコンウェハにおける集積回路のような基板の製造に用いられる表面をどのように準備するかの、概念的フロー図を示した図である。
【図１９】グリフの例を示した図である。
【図２０】パラメータ化されたグリフの例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施形態の詳細な説明
図面を参照して、同様の番号は同様の事項を参照し、図１の符号１０は、粒子ビーム描画システムのようなリソグラフィシステムの実施形態を特定し、この場合は、本開示に従って表面１２を製造するためにキャラクタプロジェクションを採用する電子ビーム描画システムである。電子ビーム描画システム１０は、開口プレート１８に向けて電子ビーム１６を投射する電子ビーム源１４を有する。プレート１８は、電子ビーム１６が通過できるように形成された開口２０を有する。電子ビーム１６が開口２０を通過すると、電子ビームは、レンズシステム（図示せず）により、電子ビーム２２として、他の長方形開口プレートまたはステンシルマスク２１に向けて方向付けられまたは屈折される。ステンシルマスク２４は、その中に形成された、さまざまな種類のキャラクタ２８を定める複数の開口２６を有する。ステンシルマスク２４内に形成された各キャラクタ２８は、表面１２においてパターンを形成するために用いられ得る。電子ビーム３０は、開口２６のうちの１つから現れ、パターン３２として表面１２上に向けられる。表面１２は、電子ビーム３０と反応するレジスト（図示せず）でコーティングされている。パターン３２は、電子ビーム描画システム１０の１ショットを用いることによって描かれる。これは可変整形ビーム（ＶＳＢ）プロジェクションシステムまたは方法を用いる場合と比較して、パターン３２を完成させるための全体の描画時間を減少させる。表面１２はレチクルであり得る。したがって表面１２は、たとえばスキャナなどの他の装置または機械において、パターン３２をシリコンウェハに転写して集積回路またはチップを作製するために用いられうる。より一般的には、レチクル１２は、他の装置または機械において、基板にパターン３２を転写するために用いられる。
【００２１】
上記に示されるように、半導体製造および他のナノテクノロジ製造は、光学リソグラフィの限界に達しており、基板上に理想パターンを転写することが困難である。たとえば、図２Ａは、基板のレジスト内に形成されるべき回路を表わす理想パターン４０を示す。その上に形成されたパターンを有するように企画されたレチクルが生成された場合、レチクルはパターン４０の完全な表現ではない。パターン４０を表わすように企図された、レチクル内に形成され得るパターン４２が図２Ｂに示される。パターン４２は、パターン４０と比べると、より丸みを帯び、かつ、より短くされたフィーチャを有する。光学リソグラフィプロセスにおいてパターン４２が採用されると、図２Ｃに示されるように、パターン４４が基板上のフォトレジストに形成される。パターン４４は、理想パターン４０にはあまり近くはなく、なぜ光近接効果補正が必要であるかを実証している。
【００２２】
パターン４０および４４の間の違いを補償する取り組みにおいて、光近接効果補正が用いられる。光近接効果補正はレチクルを変更して、光回折、近接した形状との光干渉、およびレジストプロセス効果によって生成される歪みを補償する。図３Ａ〜図３Ｃは、パターン４４のより良いバージョンを開発するために、どのように光近接効果補正が採用されて光学リソグラフィプロセスが拡張されるかを示す。特に、図３Ａは、パターン４０の変形バージョンであるパターン５０を示す。角の鋭さを低下させる光学的およびプロセス効果を低減するための試みにおいて余分な領域を設けるため、パターン５０は、パターン５０のさまざまな角に付加されたセリフ（serif）要素５２を有する。パターン５０のレチクルが生成されると、パターン５０は、図３Ｂに示されるようなパターン５４としてレチクル内に現れ得る。光近接効果補正されたパターン５４が光学リソグラフィ装置において用いられると、図３Ｃに示されるような出力パターン５６が生成される。パターン５６は、パターン４４よりも理想パターン４０に似ており、これは光近接効果補正によるものである。光近接効果補正を用いることは有用であるが、すべてのパターンが変形され、または装飾されることが必要とされ、それはレチクルまたはフォトマスクを生産するための時間およびコストを増加する。また、ＯＰＣが適用される場合には、レチクル上に形成されるさまざまなパターンは、正確には、それらの間のわずかな違いを有し、これはレチクルの処理において、時間と費用を追加する。さらに、要求されるキャラクタの数が大きすぎるため、パターン中の多数のわずかな違いまたは変更が、レチクルの作成を、キャラクタプロジェクションシステムを用いることによって扱いにくくする。
【００２３】
図４Ａを参照して、コンタクトのような、基板に置かれる理想的なパターン６０が示される。理想パターン６０は、正方形の形状を有する。パターン６０をできるだけ厳密に基板に転写するレチクルを提供する試みにおいて、次のようなステップが用いられる。図４Ｂは、理想パターン６０をレチクルに描画するために用いられることが可能な、２つの基本的ステンシル形状またはキャラクタ６２，６４を示す。ステンシル形状６２は、各々の角７０，７２，７４，７６に位置するセリフ６８を有する正方形６６である。ステンシル形状６４は、角７０，７２，７４，７６の１以上におけるセリフ６８の形状を変化または変更するための形状６２に再配置され得る調整キャラクタである。たとえば、図４Ｃにおいて、ステンシル形状６４はステンシル形状６２の角７４に重なって示される。ステンシル形状６２，６４が、レチクルにパターンを描画するために、たとえば図１に示されるような電子ビーム描画システム１０のようなセルプロジェクション装置に用いられる場合、図４Ｄに示されるようなパターン７８が現れる。パターン７８は、他の角よりも、より引伸ばされたか、または明確である角８０を有する。これは、ステンシル形状６４の使用によって角７４が変化したためである。パターン７８は、フォトマスクまたはレチクル上にあるが、パターン７８を基板に転写するために従来のリソグラフィ装置において用いられ得る。たとえばパターン７８が、パターン６０にできるだけ厳密に基板上に生成するために光学近接効果補正に影響を及ぼす隣接した形状が与えられた、適切な形状であるならば、図４Ｅに示されたようなパターン８２は、結果として基板に転写されたパターン７８をもたらすであろう。パターン８２は、理想パターン６０と同様であるか、または近似である。
【００２４】
さまざまな他のパターンがステンシル形状６２，６４の使用で形成され得る。たとえば、形状６４の２つのインスタンスが、図５Ａに示されるような、角７０，７４と重なり合ってパターン９２を形成するために用いられる１つのキャラクタ９０として組合され得る。ステンシル形状９０，９２は、図５Ｂにおけるパターン９４をレチクル上に生成し得る重なりショットである。レチクル上のパターン９４が、パターン６０にできるだけ厳密に基板上に生成するために光学近接効果補正に影響を及ぼす隣接した形状が与えられた、適切な形状である場合、レチクル上のパターン９４が基板を投射するのに用いられるならば図５Ｃに示されたようなパターン９６が基板に現れる。パターン９６は、実質的に理想パターン６０と同一である。レチクルに形成されるさまざまなパターンをさらに変更または調整するために、電子ビーム描画システム１０において用いられるドーズを変化または変更することは可能であるとともに予定されたことでもある。理解され得るように、いくつかのステンシル形状の使用で、多数のまたは多様な形状をレチクルのような表面に作成することができる。
【００２５】
ここで、特に図１２を参照して、１６のキャラクタ４００，４０２，４０４，４０６，４０８，４１０，４１２，４１４，４１６，４１８，４２０，４２２，４２４，４２６，４２８，４３０の集合がキャラクタプロジェクションシステムによって投射された後に表面に現れるキャラクタとして示される。キャラクタ４００によって示されるように、表面上の「０イヤー」パターンは、図１３において「中央ＣＰ」４５０としてそのデザインが示されるキャラクタによって投射されて、図１３において「正方形」４５２として示される正方形でのデザインのパターンを投射する。キャラクタ４１４によって示されたような「２イヤー」パターンは、図１３において「２３でのイヤー」４５４としてそのデザインが示されるキャラクタによって投射され、「２イヤー」パターンは調整キャラクタの例である。同様に、キャラクタ４００との組み合わせで投射される１５のキャラクタ４０２，４０４，４０６，４０８，４１０，４１２，４１４，４１６，４１８，４２０，４２２，４２４，４２６，４２８，４３０は、表面上に、図１４において示されるような、１５のパターン４７２，４７４，４７６，４７８，４８０，４８２，４８４，４８６，４８８，４９０，４９２，４９４，４９６，４９８，５００を生成し得る。パターン４７０（図１４）は、ある特定のドーズでキャラクタ４００を投射することによって作成される。図１４の１５のパターン４７２，４７４，４７６，４７８，４８０，４８２，４８４，４８６，４８８，４９０，４９２，４９４，４９６，４９８，５００は、キャラクタの小さな集合から表面に生成され得る、わずかに異なるパターンの大きな変更例である２つのキャラクタショットの組み合わせによって形成されるグリフである。大きな変更が必要となる可能性のある理由は、表面がレチクルまたはフォトマスクである場合に光学リソグラフィを用いた結果の投射のための光学近接効果補正である。図１３に示されたような正方形４５２を基板に投射するために、光近接効果補正が必要であるために、「Ｏイヤー」４００（図１２）がレチクルに形成される必要がある。しかしながら本開示は、わずかに異なるパターンの大きな変更を必要とする理由とは独立である。
【００２６】
調整キャラクタのドーズを変更することにより、これらキャラクタのみを通じて表面に照射され得るパターンの変形がさらに増大する。図１５は、１０ｎｍから１９ｎｍまでの重要な寸法のバリエーションを生成する、０％，−３０％，−６０％，＋５０％および＋１００％でドーズを変化させたケース５３０，５３２，５３４，５３６，５３８を示す。さらに、「０イヤー」４００（図１２）によって示される中央キャラクタのドーズも、わずかに異なるパターンのさらなる変形を生成するために変化し得る。図１６は、ドーズを−４０％，−２０％，０％，＋２５％，＋５０％で変化させることによって、表面に生成され得る、異なる形状５５０，５５２，５５４，５５６，５５８を表す。形状５６０は、形状５５０，５５２，５５４，５５６，５５８の重なりを示し、さらに、ドーズの変化によって生成され得る、わずかに異なるパターンを示している。パターン５５０，５５２，５５４，５５６，５５８の各々は、少数のキャラクタショットの組み合わせによって利用可能であることが知られているグリフまたはパターンであり得る。パラメータ化されたグリフが、多数のグリフを単一の記述で記述するためのより一般性を有する、より小型の表現として用いられ得る。パターン５６０は、ドーズ量が、多数のグリフを１つの表現で表現するためのパラメータであり得ることを示している。これらの候補グリフ５５０，５５２，５５４，５５６，５５８のすべてを記述する単一の記述である、パラメータ化されたグリフは、より小型でより柔軟性のある表現である。わずかに異なるパターンは、また、調整キャラクタの同一の基本パターンを異なる位置に照射することによって生成され得る。図１７を参照して、パターン５８０とパターン５８２とは、図１２において示されるキャラクタ４０４のような同一の１イヤーキャラクタを、図１２におけるキャラクタ４００のような０イヤーキャラクタに対する異なる位置に配置することによって構成される。多数のキャラクタの変形を用意することによって、この場合、中央キャラクタのバリエーションと、調整キャラクタのバリエーションと、ドーズおよび相対的位置の変更によって、非常に多数のわずかに異なるパターンがただ２つのショットを用いて表面に投射され得る。３以上のショットで、表面に投射され得る多数の利用可能なグリフパターンが幾何学的に増加する。パターン５８４，５８６，５８８，５９０のような他のパターンもまた図１７に示される。たとえば、パターン５８４は、キャラクタ４００（図１２）を、図１２に示された調整キャラクタ４１２を用いた２イヤーでの標準距離の場合のキャラクタと組合せることによって形成される。パターン５８６は、キャラクタ４００を図１２の調整キャラクタ４３２を用いて２イヤーでの長い距離の場合のキャラクタと組合せることによって形成される。パターン５８８は、図１２のキャラクタ４００を図１２の調整キャラクタ４２４を用いて３イヤーでの標準距離の場合のキャラクタと組合せることによって形成される。パターン５９０は、図１２のキャラクタ４００を、図１２に示された調整キャラクタ４３４を用いて３イヤーでの長い距離の場合のキャラクタと組合せることによって形成される。
【００２７】
ここで図６Ａを参照して、シリコンウェハのような基板にパターンを形成するための試みにおいて用いられうる別のステンシルパターン１００が、図４Ａに示されたような理想パターン６０と似ているということが示される。ステンシルパターン１００は、各々の角１０６，１０８，１１０，１１２においてセリフ１０４を有するステンシル形状１０２を含む。ステンシルパターン１００はまた、各々の角１０６，１０８，１１０，１１２において対角上に配置されたサブ解像度アシストフィーチャ（ＳＲＡＦ）１１４を有する。ステンシルパターン１００は、図６Ｂに示されるように、レチクルにパターン１１６を形成するために用いられる。ここで図６Ｃを参照して、パターン１１６は、したがって基板にパターン１１８を形成するために用いられる。パターン１１８は、理想パターン６０と同様である。
【００２８】
図７Ａは、４つのステンシルキャラクタ１５０，１５２，１５４，１５６を示し、それらのキャラクタは、図７Ｂに示されたような、レチクル上の精密な形状またはパターンを形成するために組合せられることでステンシルマスクに用いられ得る。特に、第１のキャラクタ１５０は、レチクル上に照射または投射され、次に第２のキャラクタ１５２が照射され、次に第３のキャラクタ１５４が、最後には第４のキャラクタ１５６となる。キャラクタは曲線的形状であり、直線的な形状ではない。この方式において、パターン１５８のような複雑なパターンがレチクル上に形成され得る。ステンシルマスクにおける形状は「キャラクタ」と呼ばれ得るものであり、レチクルに形成されるパターンは「グリフ」と呼ばれ得るものである。キャラクタ１５０，１５２，１５４，１５６のような同じステンシルキャラクタを用いることによってレチクルに形成された、パターンのより多くのわずかな変形を、形状の変更に加えてドーズ制御を用いて生成することもまた可能である。異なるドーズで、多数のキャラクタの組み合わせが互いに重ね合され、生成され得る可能性のある形状またはパターンの変形を増大させ得る。さらに、キャラクタの位置は、生成され得る可能性のある形状またはパターンの変形を増大させるために変化され得る。キャラクタ１５０，１５２，１５４，１５６の形状は曲線的であるので、これは、レチクル上にキャラクタ１５０，１５２，１５４，１５６を照射または投射してパターン１５８のようなグリフパターンを描画するために粒子ビーム描画システムが用いられなければならないショットの数を減少させる。たとえば、パターン１５８は、４つのキャラクタ１５０，１５２，１５４，１５６のみを用いることによって照射され得る。一方で、もし直線的形状が用いられるならば、より多くのショットまたはＶＳＢショットを用いなければならない。示されるように、ＶＳＢショットの代わりにキャラクタを使用できることは、レチクルの準備の時間を減少させる。レチクルにパターンを形成するために、曲線的形状を伴う直線的形状を用いることもまた可能である。キャラクタプロジェクションのこのフィーチャは、形状の非常に大きな変形を要求する表面を投射する場合に、キャラクタプロジェクションシステムにおいて利用可能であるが、単一の要素として利用可能とされ得るキャラクタの数は十分に大きくはない。本方法およびシステムは、複数のキャラクタを、ドーズ、位置、または潜在的な重ね合せショットを有する部分的投射の変形と組合せて、利用可能なグリフパターンの数を劇的に増大させる。利用可能なパターンとして非常に制限された数のキャラクタの代わりに、利用可能なパターンとして非常に多数のグリフを有することによって、より複雑なパターンを、ショット数または描画時間に重要な影響を与えることなく、表面に投射することができる。代替的には、したがって多数の利用可能なグリフの使用は、高度に複雑な形状を有する表面を、はるかに少ない数のショットまたは描画時間で照射することを可能にする。
【００２９】
ここで図８Ａを参照して、ステンシルマスク上に配置され得るキャラクタ２００の集合の例が示される。キャラクタ２００の集合は、図８Ｂにおいて示されるような、レチクル上のパターン２０２を形成するために用いられ得る。パターン２０２は、キャラクタ２００の集合における１以上のキャラクタから形成され得る。しかしながら、レチクルの使用によって、シリコンウェハ上に転写されるべき理想パターンをよりよく形成するための試みにおいて、図８Ｃに見られるような調整キャラクタまたはショット２０４が、パターン２０２の解像度をさらに向上させるために用いられ得る。図８Ｄは、レチクルのレジストに形成され得る調整キャラクタ２０４と組合されるパターン２０２の例を示す。調整キャラクタ２０４は点線で表わされて、他のキャラクタ２０２の照射に用いられるドーズと比較してこれらのキャラクタ２０４のドーズがより小さいことを示す。図８Ｅは、さまざまなドーズでキャラクタ２００と調整キャラクタ２０４との集合を使用することによって、レチクルに形成されるパターン２０６を示す。キャラクタ２００の集合のような制限された数のキャラクタが、複数の異なる形状のパターンまたは複数のわずかに異なる形状のパターンを形成するために用いられ得る。
【００３０】
図９は、シリコンウェハにおける集積回路のような基板の製造に用いられる表面をどのように準備するかの概念的なフロー図２５０を示した図である。第１のステップ２５２において、集積回路の物理設計のような物理設計が設計される。これは、集積回路における物理設計のような、物理設計において見出されることが要求される、論理ゲート、トランジスタ、金属層および他の要素を決定することを含み得る。次に、ステップ２５４において、光近接効果補正が決定される。本開示の実施形態においては、これは、事前に計算されたグリフまたはパラメータ化されたグリフのライブラリの入力を採用することを含み得る。これはまた、代替的に、あるいは追加的に、ステンシル２６０で利用可能な複雑なキャラクタを含む、事前に設計されたキャラクタのライブラリの入力をステップ２６２において採用することを含む。本開示の実施形態においては、ＯＰＣステップ２５４は、ショット数または描画時間の同時最適化も含み得、そして、フラクチャリング動作（fracturing operation）、ショット配置動作、ドーズ量割り当て動作も含み得、あるいは、ショットシーケンス最適化動作または他のマスクデータ準備動作も含み得る。光近接効果補正が完了すると、ステップ２５６において、マスクデザインが現像される。ステップ２５８において、フラクチャリング動作、ショット配置動作、ドーズ量割り当て動作、またはショットシーケンス最適化を含み得る、マスクデータ準備処理が実行され得る。ＯＰＣステップ２５４またはＭＤＰステップ２５０のいずれか、あるいはこれら２つのステップ２５４または２５８と独立した分離プログラムは、ステンシルに存在しなければならない制限された数のステンシルキャラクタ、あるいは、異なるドーズ、位置および要求される全てまたは大部分をレチクル上に描画するための部分露光の程度によってキャラクタを組合せることによって、少数のショットで表面に照射されうる、多数のグリフまたはパラメータ化されたグリフを決定するためのプログラムを含み得る。この開示全体を通じて、マスクデータ準備ステップ２５８またはマスクデータの準備はＯＰＣを含まないことを理解すべきである。ＯＰＣと、１つのステップにおけるマスクデータ準備のさまざまな動作のいくつかまたはすべてとの組み合わせが、本開示において意図される。マスクデータ準備（mask data preparation）ステップ２５８は、フラクチャリング動作を含み得るが、マスクデザインにきわめてよく一致するマスクを作成するためにグリフ同士を一致させるためのパターンマッチング動作も含み得る。マスクデータ準備は、わずかに異なるいくつかのパターンとともに表面に形成されるべきパターンを入力すること、および、用いられるべきキャラクタの集合を選択して、多数のパターン、ステンシルマスクに適合したキャラクタの集合、および、ショット数または全描画時間を削減するために、そのキャラクタの集合の範囲内でキャラクタドーズの変更、キャラクタ位置の変更またはキャラクタの部分露光の適用に基づくキャラクタの集合を形成する。表面上のわずかに異なるパターンの集合は、基板上に実質的に同じパターンを生成するように設計され得る。また、キャラクタの集合は、キャラクタの所定の集合���ら選ばれ得る。この開示の１つの実施形態において、マスク描画ステップ２６２の間にすぐに選択され得る、ステップ２７０においてステンシルで利用可能なキャラクタの集合は、特定のマスクデザインのために準備され得る。その実施形態において、マスクデータ準備ステップ２５８が完了すれば、ステンシルがステップ２６０において準備される。この開示の別の実施形態において、ステンシルはステップ２６０において、ＭＤＰステップ２５８に先立ってまたは同時に準備され、特定のマスクデザインと独立であり得る。この実施形態において、ステップ２７０において利用可能なキャラクタとステンシルレイアウトとはステップ２７２において設計されて、多くの可能性のあるマスクデザイン２５６を一般的に出力してわずかに異なるパターンを組み込む。そのわずかに異なるパターンは、同様に、特定のＯＰＣプログラム２５４、特定のＭＤＰプログラム２５８、または、特定の種類の設計によって出力される。その特定の種類の設計とは、チップデザイン上のメモリ、フラッシュメモリ、システム、または物理設計２５２において設計される特定のプロセス技術、物理設計２５２において用いられる特定のセルライブラリ、またはマスクデザイン２５６においてわずかに異なるパターンの異なる集合を形成し得る任意の他の共通な特徴を特徴付ける。ステンシルは、キャラクタの集合を含み得て、そのキャラクタの集合は、ステップ２５８において決定された、調整キャラクタの集合を含む、制限された数のキャラクタのような集合である。ステンシルが完成すると、そのステンシルは、電子ビーム描画システムのようなマスク描画装置において、表面を生成するために使用される。この特定のステップは、ステップ２６２として定義される。ステップ２６４に示されるように、電子ビーム描画システムは、表面にパターンを形成するために、ステンシルを通して表面に電子のビームを投射する。完成した表面は、その後、光学リソグラフィ装置において用いられ得、これはステップ２６６に示される。最後に、ステップ２６８において、シリコンウェハのような基板が製造される。これまでに述べたように、ステップ２７０において、キャラクタがＯＰＣステップ２５４またはＭＤＰステップ２５８に提供され得る。ステップ２７０はまた、キャラクタを、キャラクタおよびステンシル設計ステップ２７２またはグリフ生成ステップ２７４に提供する。キャラクタおよびステンシル設計ステップ２７２は、ステンシルステップ２６０およびキャラクタステップ２７０に入力を与える。グリフ生成ステップ２７４は、グリフまたはパラメータ化されたグリフステップ２７６に対して情報を提供する。また、論じたように、グリフまたはパラメータ化されたグリフステップ２７６は、ＯＰＣステップ２５４またはＭＤＰステップ２５８に情報を提供する。
【００３１】
ここで図１０を参照して、シリコンウェハ上の集積回路のような基板の製造に用いられるための表面をどのように準備するかの別の概念的フロー図３００が示される。第１のステップ３０２において、集積回路の物理設計のような物理設計が設計される。これは、設計者が基板に転写されることを望むような理想パターンであり得る。次に、ステップ３０４において、ステップ３０２において生成された理想パターンの光近接効果補正が決定される。これは、準備される必要があるグリフを選択することを含み得る。光近接効果補正は、また、候補グリフを入力することを備え、そのグリフは所定のキャラクタに基づくものであり、グリフは、キャラクタドーズの変更、キャラクタ位置の変更またはキャラクタの部分露光の適用の計算を用いることによって決定される。さらに、光近接効果補正は、候補グリフから１つのグリフを選択することと、その選択されたグリフに基づいて基板上のパターンを演算することと、その演算からの誤差が所定のしきい値を超えた場合に別のグリフを選択することとを含み得る。所定のキャラクタは、幾何学的パターンのリストからのものであり得る。光近接効果補正が完了すれば、マスクデザインがステップ３０４において現像される。次に、ステップ３０６において、マスクデザインが準備される。マスクデザインが準備されると、そのマスクデザインのさらなる解像度の向上がマスクデータ準備ステップ３０８において実行される。マスクデータ準備ステップ３０８は、要求されるすべてのパターンをレチクルに描画することを可能にする、ステンシルに存在する必要がある制限された数のステンシルキャラクタを決定するためのプログラムを含み得る。マスクデータの準備はまた、グリフを一致させてマスクデザインときわめてよく一致するマスクを生成するパターンマッチングを備える。検証並行型設計（correct-by-construction）の「決定論的」計算が実行されるただ一度の繰返しを可能性として含む、パターンマッチング、ドーズ割り当て、および等価性検証の繰返しも実行され得る。これらのステップは、解像度が高められた等価マスクデザインを準備することを助ける。マスクの解像度が高められると、等価マスクデザインが、ステップ３１０にて生成される。等価マスクデザインが、マスクデザインと本当に等価であるかどうかを決定するために用いられ得る試験のための２つの動機付けがある。１つの動機付けは、マスク検査を合格することである。他方の動機付けは、チップまたは集積回路が製造されれば、それが適切に機能することを確認することである。パターンマッチング演算に対する厳密性が、等価基準の集合によって一致が決定されうることを表わしている。等価基準は、少なくとも部分的には、リソ等価（litho-equivalence）によって推進され得る。リソ等価は、予め定められた幾何学的規則の集合または、一致、部分一致または不一致を表わす数学式の組によって、あるいは、表面パターンのデザインのリソグラフィシミュレーションおよびグリフのリソグラフィシミュレーションを実行することによって決定されうるとともに、予め定められた幾何学的規則の集合を用いて２つの結果を比較すること、または、一致、部分一致または不一致を表わす数学式の組によっ��決定され得る。ＭＤＰステップ３０８は、利用可能なキャラクタ、グリフまたはパラメータ化されたグリフの予め決定された集合を用いて、結果として得られる等価マスクデザイン３１０が等価基準を満たすことを保証しつつ、ショット数または描画時間を最適化し得る。他の実施形態においては、ＯＰＣおよびＭＤＰは、検証並行型設計において結合され得、そのような場合においては、等価マスクデザイン３１０から別個に生成されるマスクデザイン３０６はなくてもよい。等価マスクデザインは、ステップ３１２に示されるようなステンシルを準備するために用いられ得る。ステンシルが完成すると、そのステンシルは、電子ビーム描画システムのようなマスク描画装置においてレチクルを準備するために用いられる。このステップは、ステップ３１４として特定される。電子ビーム描画システムは、ステンシルマスクを通して電子のビームを投射して、表面にパターンを形成する。表面はステップ３１６において完成する。完成した表面は、その後、ステップ３１８に示された光学リソグラフィ装置で用いられ、表面に見出されるパターンをシリコンウェハのような基板に転写して集積回路を製造する。最後に、ステップ３２０にて、半導体ウェハのような基板が生産される。上述のように、ステップ３２２において、キャラクタはＯＰＣステップ３０４またはＭＤＰステップ３０８に提供され得る。ステップ３２２はまた、キャラクタをグリフ生成ステップ３２６に提供する。キャラクタおよびステンシル設計ステップ３２４は、ステンシルステップ３１２またはキャラクタステップ３２２に入力を提供する。キャラクタステップ３２２は、グリフまたはパラメータ化されたグリフステップ３２８に情報を提供する。また、既に論じられたように、グリフまたはパラメータ化されたグリフステップ３２８は、ＯＰＣステップ３０４またはＭＤＰステップ３０８のいずれかに情報を提供する。
【００３２】
図１８を参照して、シリコンウェハのような基板上に直接描画される表面をどのように準備するかの他の概念的なフロー図７００が示される。第１のステップ７０２において、集積回路の物理設計のような物理設計が設計される。これは、設計者が基板に転写されることを望むような理想パターンであり得る。次に、ステップ７０４において、近接効果補正（proximity effect correction：ＰＥＣ）および他のデータ準備（data preparation：ＤＰ）ステップが実行され、基板描画装置への入力データが準備され、物理設計の結果は、わずかに異なる多くのパターンを含む。ステップ７０４は、ステップ７２４から候補グリフまたはパラメータ化されたグリフを入力することも含み、そのグリフは、ステップ７１８からの所定のキャラクタに基づいており、そのグリフは、グリフ生成ステップ７２２において、キャラクタドーズ量の変更、ショット位置の変更、またはキャラクタの部分露光の適用の計算を用いることによって決定される。ステップ７０４は、ステップ７０２において作成された物理設計にきわめてよく一致するウェハイメージを作成するようにグリフを一致させるパターンマッチングも含み得る。検証並行型設計の「決定論的」計算が実行されるただ一度の繰り返しを可能性として含む、パターンマッチング、ドーズ割り当て、および等価性検証の繰り返しも実行され得る。ステンシルは、ステップ７０８において準備されて、次にステップ７１０においてウェハライタに与えられる。ステンシルが完了すると、そのステンシルは、電子ビーム描画システムのようなウェハ描画装置においてウェハを準備するために用いられる。このステップは、ステップ７１０として特定される。電子ビーム描画システムは、電子のビームをステンシルを通して表面に投射して表面にパターンを形成する。表面はステップ７１２において完成する。さらに、ステップ７１８において、キャラクタは、ＰＥＣおよびデータ準備ステップ７０４に提供されうる。ステップ７１８は、また、キャラクタをグリフ生成ステップ７２２に提供する。キャラクタおよびステンシル設計ステップ７２０は、ステンシルステップ７０８またはキャラクタステップ７１８に入力を提供する。キャラクタステップ７１８は、キャラクタおよびステンシル設計ステップ７２０に入力を提供する。グリフ生成ステップ７２２は、グリフまたはパラメータ化されたグリフステップ７２４に情報を提供する。グリフまたはパラメータ化されたグリフステップ７２４はＰＥＣおよびデータ準備ステップ７０４に情報を提供する。ステップ７１０は、潜在的には、いくつかが図９および図１０に関連して説明された方法を用いて処理され、その他が図１８に関連して上記のように概説された方法を用いて処理され、その他がシリコンウェハに集積回路を生成するための任意の他のウェハ描画方法を用いて処理された、各層の処理に必要とされる繰り返しアプリケーションを含み得る。
【００３３】
図１１は、レチクルに様々なパターンを形成するためにステンシルのキャラクタの集合として用いられうる、様々な他の基本テンプレート形状またはキャラクタ３５０，３５２，３５４，３５６，３５８，３６０，３６２を示す。キャラクタプロジェクションを用いるときにステンシルキャラクタは３つの方法によってわずかに変更し得る。第１の方法は、形状とキャラクタのサイズとを変更することである。たとえば、単一のキャラクタがキャラクタの一部を部分的に露光することによって変化し得る場合に、さまざまなキャラクタプロジェクションが用いられ得る。第２の方法は、キャラクタの所定の形状およびサイズを照射するときにドーズ量をわずかに変更するということである。粒子投射ショットの「ドーズ」は、シャッタスピード、すなわちレチクルの表面に所定のショットが投射される時間の長さである。「ドーズ補正」は、任意の所定のキャラクタ投射ショットのためのドーズ量が、たとえば、近接効果補正（ＰＥＣ）のためにわずかに変更される処理ステップである。この特定の実施形態において、追加または他のドーズ補正との組み合わせにおいて、ドーズは意図的に変更されて、レチクルの表面に投射されるキャラクタのサイズおよび形状をわずかに変更させて、レチクルにパターンまたはグリフを形成する。レチクルに照射されるパターンを、キャラクタ３５０，３５２，３５４，３５６の複数の重ね合せショットを用いることにより変更して、多数のさまざまなパターンまたはグリフを生成することもまた可能である。パターンまたはグリフは直線的形状、ほぼ直線的な形状、直線または曲線的形状であり得る。さらに、ドーズを重ね合せキャラクタの使用と組合せて変更して、よりいっそう様々なパターンまたはグリフを生成することもまた意図される。また、ステンシルキャラクタの集合は、より多くのパターンまたはグリフを表面に形成するために、単純なキャラクタの例であるＶＳＢショットで用いられてもよい。ＶＳＢショットおよびキャラクタは割り当てられたドーズ量と組合され、非常に多くのさまざまなパターンまたはグリフを生成し得る。ステンシルキャラクタをわずかに変更するための第３の方法は、位置の変更を伴う。キャラクタ３５８，３６０，３６２は、同一のキャラクタの位置の３つのバリエーションを示す。キャラクタの幾何学的形状および互いに関するキャラクタの相対的位置に加えてドーズ量を変更することによって、キャラクタプロジェクションのキャラクタの所定の集合から直ちに照射され得るマスクイメージの断片の数が複数化される。少数のキャラクタを要求する多数のグリフは、削減されたショット数および描画時間を伴う複雑なパターンを投射するのに利用可能であり得る。
【００３４】
キャラクタの集合の使用によって、直線的形状の結合または分離されたグループを含む複雑な形状、任意の角度の端部を組合せた形状、および任意の曲線を含む形状が形成され得る。任意の曲線は、円、半円および１／４円を含む。キャラクタプロジェクションのキャラクタの集合は、設計されるとともに、レチクルを描画する粒子ビーム投射システムに実装されたステンシルに含まれる。光近接効果補正システムは、部分投射の潜在的な変更ドーズ量と角度を変更して多数のパターンを生成するＶＳＢショットを潜在的に含むキャラクタプロジェクションのキャラクタの組み合わせを選択するために用いられ得る。キャラクタの集合は、特定のデザインの場合、または、より一般的には、たとえば特定の半導体製造技術ノードのような、ある特定の共通性を有するデザインおよび将来的なデザインの場合のいずれかにおいて、特に予め設計され得る。光近接効果補正システムは、重ね合せキャラクタの各々を、さまざまなドーズ量で分解し得る。このことは、複雑な形状がレチクルに形成されることを可能にする。
【００３５】
光近接効果補正システムが、予め演算された、または予め計算されたグリフの大きなライブラリから始まることもまた可能である。光近接効果補正システムは、したがって、集積回路の元の物理設計からレチクルデザインへの光近接効果補正の転写を実行するにあたり、できるだけ多くの利用可能なグリフを用いることを試みることができる。グリフは、各々関連するショット数および描画時間最適値とマーク付けされて、光近接効果補正システム、マスクデータ準備システムまたはいくつかの独立プログラムが、より低いショット数または描画時間を選択することによって、ショット数または描画時間が最適化され得る。この最適化は、各々のグリフがある特定のオーダでショット数または描画時間を選択するために何が最適のグリフであるかということを最適化するために各々のグリフが選ばれる貪欲な方式で実行され得るものであり、グリフを選択してパターンを整合させる、またはグリフの選択の交換が全体のショット数または描画時間を最適化する模擬的なアニーリングのような反復的最適化方式において実行され得る。レチクル上に形成され得るいくつかの所望のパターンが、なおも、任意の利用可能なグリフによってマッチングしないままであり、そのようなパターンはＶＳＢショットの使用によって形成される必要性を有し得る。
【００３６】
図１９を参照して、光近接効果補正、フラクチャリング、近接効果補正、またはマスクデータ準備の他のステップによって用いられ得るグリフ１０００，１００２，１００４，１００６の例が示される。これらのグリフ１０００，１００２，１００４，１００６は、同じキャラクタの組み合わせによって生成されてもされなくてよく、あるいは、それらグリフは、また、４つの異なるキャラクタから生成されたグリフであってもよい。グリフを作成する方法にかかわらず、そのグリフは、少数のショットまたは描画時間で生成されうる表面の可能なパターンであることが知られた、可能なパターンを表わす。各グリフは、グリフを生成するために必要なキャラクタ、各々のキャラクタのための部分露光指示、各キャラクタの投射要求ドーズ、およびキャラクタの相対的位置のための仕様と関連し得る。
【００３７】
図２０は、パラメータ化されたグリフ１０１０および１０１２の例を示す。グリフ１０１０は、変化され得る寸法仕様で記述された一般的な形状を例示し、この場合は、長さＸは、１０と２５との間で長さ単位の値だけ異なっている。グリフ１０１２は、より制限的な手法における同様の一般的な形状を例示しており、ここでは、長さＸは、特定の値、たとえば、１０、１５、２０または２５のうちの１つのみを取り得る。パラメータ化されたグリフ１０１０は、これらの記述が、パラメータ化されていないグリフの列挙法では実現されない、多くの候補グリフを可能とすることを例示している。
【００３８】
グリフ１０１０についてのパラメータ化されたグリフの記述の例は以下のように示され得る。
【００３９】
【数１】
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【００４０】
グリフ１０２０についてのパラメータ化されたグリフの記述の例は以下のように示され得る。
【００４１】
【数２】
0005676449.tif 000003
【００４２】
これらの記述例は、どのパラメータの値が「where ((x = 10) or (x = 15) or (x = 20) or (x = 25))」または「where ((x = 10) or ((x>10) and (x<25)) or (x = 25))」のような特定の基準を満たしているか決定する、論理テストを生じさせるパラメータに基づいている。パラメータ化されたグリフを記述する多くの他の手法がある。構築法を例示する他の例は以下のように示される。
【００４３】
【数３】
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【００４４】
本明細書は、特定の実施形態に関連して詳細を説明したが、当業者が、上述の理解に到達することについて、これらの実施形態の変更、修正、および均等物を容易に相当し得ることは明らかであろう。キャラクタプロジェクションリソグラフィを用いてレチクルを製造するための提示したシステムおよび方法についての、これらのおよび他の修正および変形は、添付の特許請求の範囲により特定的に記載される本主題の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって実現され得る。さらに、当業者は、上記説明は例示に過ぎず、限定されるべきことが意図されていないことを理解するであろう。したがって、本主題は、添付された特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内のものとして、そのような修正および変形に及ぶことが意図される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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