(57)【要約】  光学リソグラフィを用いて基板上に印刷するべき画像を最適化するための方法およびシステムが開示され、一部が重畳する１組の荷電粒子ビームショットは、レチクルなどの表面上に目標パターンを形成するよう定められる。荷電粒子ビームショットは、基板上に形成されるパターンを定めるためにシミュレーションされる。次に、シミュレーションされた表面パターンから基板画像が計算される。１組のショットのうちの１つ以上のショットは変更されて、計算された基板画像を改良する。
2014530494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板用の画像を含むデザインを最適化するための方法であって、前記基板はレチクルにより光学リソグラフィプロセスを用いて製造されるものであり、前記方法は：
レチクル上に目標パターンを作成するよう設計される複数の可変成形ビーム（ＶＳＢ）ショットを定めるステップを備え、前記複数のＶＳＢショットのうち少なくとも２つのショットは重畳し、さらに
前記複数のＶＳＢショットから、前記レチクル上に作成されるレチクルパターンをシミュレーションするステップと、
シミュレーションされたレチクルパターンにより光学リソグラフィプロセスを用いて前記基板上に形成される基板画像を計算するステップと、
計算された基板画像を改良するために、前記複数のＶＳＢショットのうちのあるショットを変更するステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記変更するステップは、前記計算された基板画像の製造可能性特性を改良し、前記製造可能性特性は、処理変動（ＰＶ）帯、被写界深度、マスクエッジ誤差係数（ＭＥＥＦ）、限界寸法（ＣＤ）変動、およびエリア変動からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記変更するステップにおいて、前記改良は、前記計算された基板画像と目標基板画像との間の差を減らすことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記目標レチクルパターンは、光近接効果補正（ＯＰＣ）を用いて目標基板画像から定められる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＯＰＣはインバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＩＬＴは理想的ＩＬＴ曲線のある形状のみを生成する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記変更するステップは、
変更された複数のＶＳＢショットからレチクル上に作成される修正されたレチクルパターンをシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションされた修正されたレチクルパターンをフォトマスクとする光学リソグラフィプロセスを用いて、基板上に形成される修正された基板画像を計算するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記レチクルパターンをシミュレーションするステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
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、フォギング、ローディング、およびレジスト荷電からなる群のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記レチクルパターンをシミュレーションするステップは、レジスト焼き付け、レジスト現像、およびエッチングからなる群のうちの少なくとも１つをシミュレーションすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板画像を計算するステップは、リソグラフィシミュレーションを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ショットを変更するステップは、ショット場所を変える、ショットサイズを変える、およびショット線量を変えることからなる群から選択されるショット変更技術を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ショットを変更するステップは、最適化技術を用いることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
基板用の目標画像を含む集積回路を製造するための方法であって、前記基板はレチクルにより光学リソグラフィプロセスを用いて製造されるものであり、前記方法は：
レチクル上に目標パターンを作成するよう設計される複数の可変成形ビーム（ＶＳＢ）ショットを定めるステップを備え、前記複数のＶＳＢショットのうち少なくとも２つのショットは重畳し、さらに
前記複数のＶＳＢショットから前記レチクル上に作成されるレチクルパターンをシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションされたレチクルパターンにより光学リソグラフィプロセスを用いて前記基板上に形成される基板画像を計算するステップと、
計算された基板画像を改良するために、前記複数のＶＳＢショットのうちのあるショットを変更するステップと、
前記変更された複数のＶＳＢショットによりレチクル上にパターンを形成するステップとを備える、方法。
【請求項１５】
前記変更するステップは、前記計算された基板画像の製造可能性特性を改良し、前記製造可能性特性は、処理変動（ＰＶ）帯、被写界深度、マスクエッジ誤差係数（ＭＥＥＦ）、限界寸法（ＣＤ）変動、およびエリア変動からなる群から選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記変更するステップにおいて、前記改良は、前記計算された基板画像と目標基板画像との間の差を減らすことを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記目標レチクルパターンは、光近接効果補正（ＯＰＣ）を用いて、基板用の目標画像から定められる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＯＰＣはインバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＩＬＴは理想的ＩＬＴ曲線のある形状のみを生成する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記変更するステップは、
変更された複数のＶＳＢショットからレチクル上に作成される修正されたレチクルパターンをシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションされた修正されたレチクルパターンをフォトマスクとする光学リソグラフィプロセスを用いて、基板上に形成される修正された基板画像を計算するステップとを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記レチクルパターンをシミュレーションするステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
基板用の画像を含むデザインを最適化するためのシステムであって、前記基板はレチクルにより光学リソグラフィプロセスを用いて製造されるものであり、前記システムは：
目標レチクルパターンから複数の可変成形ビーム（ＶＳＢ）ショットを定めることができる装置を備え、前記複数のＶＳＢショットのうちの少なくとも２つのショットは重畳し、前記目標レチクルパターンは光近接効果補正（ＯＰＣ）を用いて基板用の目標画像から定められ、さらに
前記複数のＶＳＢショットからレチクル上に作成されるレチクルパターンをシミュレーションすることができる装置と、
シミュレーションされたレチクルパターンにより光学リソグラフィプロセスを用いて基板上に形成される基板画像を計算することができる装置と、
計算された基板画像を改良するために、前記複数のＶＳＢショットのうちのあるショットを変更することができる装置とを備える、システム。
【請求項２３】
前記変更することができる装置は、計算された基板画像の製造可能性特性を改良し、前記製造可能性特性は、処理変動（ＰＶ）帯、被写界深度、マスクエッジ誤差係数（ＭＥＥＦ）、ＣＤ変動、およびエリア変動からなる群から選択される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記変動することができる装置において、前記改良は計算された基板画像と目標基板画像との間の差を減らすことを含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記レチクルパターンをシミュレーションすることができる装置は、荷電粒子ビームシミュレーションを行なうことができる装置を含む、請求項２２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
本願は「光学リソグラフィを用いて製造するべき基板上の画像を最適化するための方法およびシステム」と題され、２０１１年９月１９日に出願された米国特許出願第１３／２３６，６１０号の優先権を主張し、それはすべての目的で引用によりここに援用される。
【背景技術】
【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リソグラフィを用いて、レチクル、ウェハ、または他のいずれかの表面であり得る表面のデザインおよび製造に関する。
【０００３】
集積回路といった半導体装置を作製または製造する際、光学リソグラフィを用いて半導体装置を製造することができる。光学リソグラフィとは、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パターンを半導体またはシリコンウェハなどの基板に転写して集積回路（Ｉ．Ｃ．）を作成する印刷処理である。他の基板は、フラットパネルディスプレイや他のレチクルを含むことができる。従来の光学リソグラフィは１９３ｎｍの波長を有する光源を用いるが、極紫外線（ＥＵＶ）またはＸ線リソグラフィも光学リソグラフィの一種であると考えられる。１つのレチクルまたは複数のレチクルは、集積回路の個別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、フォトレジストまたはレジストとして知られている放射感応材の層で被覆された基板の特定領域上に撮像できる。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、および研磨といったさまざまな他の処理を受ける。これらの処理を用いて基板に個別の層を仕上げる。複数の層が必要である場合、その処理全体またはその変形などがそれぞれの新しい層に対して繰返される。最終的には、複数の装置または集積回路の組合せが、基板上に存在することになる。これら集積回路は、ダイシングまたはソーイングにより互いに分離され、個々のパッケージに取付けられる。より一般的な場合、基板上のパターンを用いて、ディスプレイ画素、ホログラム、または磁気記録ヘッドといった加工品を規定する。
【０００４】
集積回路といった半導体装置の作製または製造において、非光学的方法を用いてリソグラフィマスク上のパターンをシリコンウェハなどの基板に転写することもできる。このような非光学リソグラフィプロセスの一例はナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）である。ナノインプリントリソグラフィにおいて、リソグラフィマスクを表面に接触させることにより、リソグラフィマスクパターンが表面に転写される。
【０００５】
荷電粒子ビームリソグラフィの２つの一般的な種類として、可変成形ビーム（ＶＳＢ）およびキャラクタ投影（ＣＰ）がある。両方とも成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィの下位カテゴリであり、精密な電子ビームが成形されて動かされ、ウェハの表面またはレチクルの表面といった、レジストが被覆されている表面を露光する。ＶＳＢにおいて、これらの形は単純な形であり、特定の最小および最大サイズを有し、側辺がデカルト座標面の軸に平行である矩形（すなわち「マンハッタン」配向）、および特定の最小および最大サイズを有する４５度の直角三角形（すなわち３つの内角が４５度、４５度および９０度である三角形）に限定されている。特定の場所において、電子の線量がこれら単純な形でレジストに射出される。この種のシステムでの合計書込時間は、そのショット数に応じて長くなる。キャラクタ投影（ＣＰ）において、システムにステンシルが使用され、ステンシルは中にさまざまなアパーチャやキャラクタを有し、その形は直線の、任意の角度の付いた線形の、円形の、略円形の、環状の、略環状の、楕円形の、略楕円形の、部分的に円形の、部分的に略円形の、部分的に環状の、部分的に略環状の、部分的に略楕円形の、または任意の曲線の、複雑な形であり得、さらに接続された一組の複雑な形、または接続された一組の複雑な形の繋がってない複数の組のグループであり得る。電子ビームはステンシルにあるキャラクタを通って射出されて、レチクル上により複雑なパターンを有効にもたらす。理論的に、このようなシステムはＶＳＢシステムよりも速い。なぜなら、各々の時間を取るショットにおいてより複雑な形を射出することができるからである。こうして、ＶＳＢシステムで射出されたＥ字型のパターンは４回のショットが必要であるのに対して、同じＥ字型のパターンはキャラクタ投影システムでは１回のショットで射出することができる。ＶＳＢシステムはキャラクタ投影の特殊な（簡単な）事例であると考えることができ、キャラクタは簡単なキャラクタだけ、通常は矩形または４５−４５−９０度の三角形である。さらに、あるキャラクタを部分的に露光することもできる。これは、たとえば粒子ビームの一部をブロックすることによって行なうことができる。たとえば、上記のＥ字型のパターンは、ビームの異なる部分をアパーチャによって遮断することにより、Ｆ字型のパターンまたはＩ字型のパターンとして部分的に露光することができる。これはＶＳＢを用いてさまざまな大きさの矩形を射出できるのと同じ原理である。本開示において、部分的投影はキャラクタ投影およびＶＳＢ投影の両方を意味するように用いられる。
【０００６】
上記のように、リソグラフィにおいて、リソグラフィマスクまたはレチクルは、基板に集積する回路コンポーネント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、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアまたはプログラムを用いて生成することができる。これら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に一連の所定のデザインルールに従い得る。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、規定の供給電圧では十分に動作できない態様でトランジスタのジオメトリを規定することである。特に、デザインルールは回路装置または配線間の間隔公差を規定することができる。デザインルールは、たとえば回路装置または線が不所望な態様で互いに交差しないようにするために用いられる。たとえば、デザインルールを用いて、配線が短絡を引起さないように、互いに近くあり過ぎないようにする。デザインルールの制限は、とりわけ確実に製造できる最小寸法を反映する。この最小寸法に言及する場合、通常は限界寸法の概念が導入される。これらは、たとえば１本の配線の最小幅、または２本の配線間の最小間隔として規定され、このような寸法は微妙な制御を必要とする。
【０００７】
光学リソグラフィによる集積回路の製造の１つの目標は、レチクルを用いて当初の回路デザインを基板上に再現することである。集積回路の製造者は常にできるだけ有効に半導体ウェハの領域を使用することを試みる。技術者は回路の大きさをできるだけ縮小して集積回路がより多くの回路素子を含み、かつ消費電力を減らすようにしている。集積回路の限界寸法の大きさが小さくなり、回路密度が増加すると、回路パターンまたは物理的デザインの限界寸法は、従来の光学リソグラフィで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より小さくなって露光ツールの解像度に近づくと、物理的デザインをレジスト層上で現像される実際の回路パターンに正確に転写することは困難になる。光学リソグラフィプロセスで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の転送に向けて光学リソグラフィをさらに用いるために、光近接効果補正（ＯＰＣ）として知られる処理が開発された。ＯＰＣは光回折およびフィーチャが近接したフィーチャと光学的に相互作用するといった効果によって引起される歪みを補償するために、物理的デザインを変える。ＯＰＣはレチクルで行なわれる解像度向上技術すべてを含む。
【０００８】
ＯＰＣはサブ解像度リソグラフィックフィーチャをマスクパターンに加えて、当初の物理的デザインパターン、すなわちデザインと、基板に転写された最終回路パターンとの差を減らす。サブ解像度リソグラフィックフィーチャは、物理的デザインの当初のパターンと相互作用し、およびフィーチャ同士で相互作用し、近接効果を補償して、最終の転写された回路パターンを向上させる。パターンの転写を向上するために用いられる１つのフィーチャは、サブ解像度アシストフィーチャ（ＳＲＡＦ）である。パターン転写を向上させるために加えられる別のフィーチャは「セリフ」と呼ばれる。セリフはパターンの内側または外側の角に位置付けることができる小さなフィーチャであって、最終の転写された画像の角を先鋭にする。ＳＲＡＦでの表面製造処理に求められる精度は、しばしばメインフィーチャと呼ばれる、基板上にプリントするべきパターンに求められる精度よりも低い。セリフはメインフィーチャの一部である。光学リソグラフィの限界がサブ波長制度に大きく拡張されるにつれ、より微妙な相互作用および効果を補償するために、ＯＰＣフィーチャはますます複雑にならなければならない。画像化システムがその限界近くになるにつれ、十分に微細なＯＰＣフィーチャを有するレチクルを作成できることは重要となる。セリフや他のＯＰＣフィーチャをマスクパターンに加えることは有利であるが、これはマスクパターンでの総フィーチャ数を実質的に増加させる。たとえば、従来の技術を用いて正方形の各角にセリフを加えることは、マスクまたはレチクルパターンにさらに８個の矩形を加えることになる。ＯＰＣフィーチャを加えることは労力のいる作業であり、貴重な演算時間を必要とし、結果的にはレチクルは高価なものになる。ＯＰＣパターンは複雑であるばかりでなく、光近接効果は最小のラインエンドスペース寸法と比べて長距離のものなので、所与の場所での正確なＯＰＣパターンは、近くに他のどのようなジオメトリがあるかに著しく依存する。こうして、たとえば線の端部は、レチクル上で何が近くにあるかに応じて、異なる大きさのセリフを有することになる。これは全く同じ形をウェハ上に製造することが目的であったとしても、同様である。このような若干の、しかし臨界的なばらつきは重要であり、それによりレチクルパターンの形成を妨げていた。レチクルに書込まれるべきＯＰＣ装飾パターンは、メインフィーチャ、すなわちＯＰＣ装飾前のデザインを反映するフィーチャと、セリフ、ジョグおよびＳＲＡＦを含み得るフィーチャとに基づいて論じるのが一般的である。若干のばらつきとは何を意味するかを定量化すると、近傍同士のＯＰＣ装飾の典型的な若干のばらつきは、メインフィーチャサイズの５％から８０％であり得る。確認のために記載しているが、ここで言及しているのは、ＯＰＣのデザインのばらつきである。角の丸みといった製造上のばらつきも、実際の表面パターンに存在することになる。これらのＯＰＣばらつきが実質的に同じパターンをウェハ上にもたらす場合、たとえばトランジスタまたは配線などの、ジオメトリが実行するように設計される機能の詳細に依存する所定誤差内で同一であることが目標とされることを意味する。しかしながら、典型的な仕様はメインフィーチャ範囲において２％から５０％である。ばらつきを引起す製造要因はたくさんあるが、全体の誤差のＯＰＣ成分は上記範囲内にあることが多い。サブ解像度アシストフィーチャといったＯＰＣの形状は、さまざまなデザインルール、たとえば光学リソグラフィを用いてウェハに転送することができる最も小さいフィーチャのサイズに基づくルールに従う。他のデザインルールは、マスク製造処理によるものであるか、またはレチクル上にパターンを形成するためにキャラクタ投影荷電粒子ビーム書込システムが用いられているのなら、ステンシル製造処理によるものである。さらに、マスク上のＳＲＡＦフィーチャの精度の要件は、マスク上のメインフィーチャの精度の要件よりも低いこともあり得る。処理ノードが小さくなるにつれ、フォトマスク上の最も小さいＳＲＡＦのサイズも小さくなる。たとえば、２０ｎｍロジック処理ノードでは、最も高い精度の層に対してはマスクに４０ｎｍから６０ｎｍのＳＲＡＦが必要である。
【０００９】
インバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）はＯＰＣ技術の一種である。ＩＬＴは、レチクル上に形成すべきパターンが、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工程である。これは、表面上の所望パターンを入力として用いて、光学リソグラフィプロセスを逆方向にシミュレーション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。これらの理想的なＩＬＴ曲線のあるパターンは従来技術を用いてレチクル上に形成することが困難かつ高価であるため、曲線のあるパターンの直線近似または直線化が用いられ得る。しかし、直線近似は理想的ＩＬＴ曲線のあるパターンと比べて精度が低くなる。さらに、直線近似が理想的ＩＬＴ曲線のあるパターンから作成されるのなら、全体の計算時間は理想的ＩＬＴ曲線のあるパターンと比べて長くなる。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】
光学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を含めて、レチクル上にパターンを形成するために用いられるいくつかの技術がある。最も一般的に使用されるシステムは、可変成形ビーム（ＶＳＢ）であり、上記のように、マンハッタン矩形および４５度の直角三角形といった単純な形状により電子の線量が、レジスト被覆レチクル表面を露光する。従来のマスク書き込みにおいて、電子のドーズまたはショットは、どのようにしてレチクル上のレジストがパターンを描出するかの計算を著しく簡素化するように、可能な限り、重畳を回避するように、従来設計されている。同様に、ショットの組は、レチクル上に形成されるべきパターン領域を完全に被覆するように設計される。本特許出願の譲受人によって所有され、かつすべての目的で引用により援用される、米国特許第７，７５４，４０１号は、パターンを書き込むために意図的なショット重畳が使用される、マスク書き込み方法を開示する。重畳ショットが使用されると、荷電粒子ビームシミュレーションを用いて、レチクル上のレジストが描出するパターンを定めることができる。重畳ショットを用いることにより、パターンがより少ないショット数で、またはより高い精度で、またはその両方で、書き込まれることを可能にし得る。米国特許第７，７５４，４０１号は、ドーズ変更の使用も開示し、ショットの割り当てられた線量は、他のショットの線量と異なる。モデルベースのフラクチャリングという用語は、米国特許第７，７５４，４０１号の技術を使用して、ショットを定めるプロセスを説明するために用いられる。
【００１１】
最も高度な技術ノードのレチクルの書込は、マルチパス露光と呼ばれる処理である、荷電粒子ビーム書込の複数のパスに係わり、レチクル上の所与の形状が書込まれ、さらに上書きされる。典型的に、レチクルを書込むために２回から４回のパスを用いて、荷電粒子ビームライタでの精度誤差を平均化し、それによりもっと正確なフォトマスクが作製可能となる。さらに、典型的に、線量を含むショットのリストは、どのパスでも同じである。マルチパス露光の１つの変形では、ショットのリストは露光パス間では変わり得るが、どの露光パスでのショットの集合も同じ領域を網羅する。マルチパス書込は、表面を被覆するレジストの過熱を低減することができる。マルチパス書込は、荷電粒子ビームライタのランダムエラーも平均化する。
【００１２】
現在の光学リソグラフィ書込装置は光学リソグラフィプロセスの際フォトマスクパターンを４分の１に減少させる。したがって、レチクルまたはマスクに形成されるパターンは、基板またはウェハ上の所望のパターンの大きさよりも４倍大きくなければならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
開示の概要
光学リソグラフィを用いて基板上に印刷するべき画像を最適化するための方法およびシステムが開示され、一部が重畳する１組の荷電粒子ビームショットは、レチクルなどの表面上に目標パターンを形成するよう定められる。荷電粒子ビームショットは、基板上に形成されるパターンを定めるためにシミュレーションされる。次に、基板画像が、シミュレーションされた表面パターンから計算される。当該１組のショットのうちの１つ以上のショットは変更されて、計算された基板画像を改良する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】荷電粒子ビームシステムの一例を示す図である。
【図２Ａ】コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムからの設計されたパターンの一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＣＡＤパターンから、ウェハに形成されることが望まれる画像の一例を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｂのパターンをウェハ上に形成することが意図される、レチクル用のＯＰＣ計算パターンの一例を示す図である。
【図２Ｄ】図２Ｃのパターンの直線化されたパターンの一例を示す図である。
【図３Ａ】1組のショットの一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａの1組のショットから形成され得る計算されたレチクルパターンの一例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｂのレチクルパターンから計算されたウェハ画像の一例を示す図である。
【図４Ａ】図３Ａの1組のショットから変更された、1組のショットの一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの1組のショットから形成され得る計算されたレチクルパターンの一例を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｂのレチクルパターンから計算されたウェハ画像の一例を示す図である。
【図５】ダブルシミュレーションを行なうための概念的フロー図の一実施の形態を示す図である。
【図６】シリコンウェハ上の集積回路などの基板を製造する際に、表面を準備するための概念的フロー図の一実施の形態を示す図である。
【図７Ａ】２つのレジストしきい値の各々に対する描出されたパターン幅を示す、断面線量グラフの一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａと類似しているが、より高い線量エッジ傾斜を有する断面線量グラフの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態の詳細な説明
本開示の改良点および利点は、光学リソグラフィプロセスを用いてシリコンウェハなどの基板上に形成される画像を定めるためにダブルシミュレーションを使用して、次に１組のショットを変更して、シミュレーションされた基板画像を改良または最適化することによって達成できる。
【００１６】
同様の参照番号は同様の項目を示す図面を参照すると、図１は荷電粒子ビームライタシステムなどのリソグラフィシステムの実施の形態であって、ここでは電子ビームライタシステム１０を示し、本開示に従い表面１２を製造するために、可変成形ビーム（ＶＳＢ）が用いられる。電子ビームライタシステム１０は電子ビームソース１４を有し、電子ビーム１６をアパーチャ板１８に投影する。板１８はアパーチャ２０が形成され、そこを電子ビーム１６が通る。電子ビーム１６がアパーチャ２０を通過すると、レンズ系（図示されていない）によって電子ビーム２２として方向付けられるまたは偏向されて、別の矩形のアパーチャ板またはステンシルマスク２４に向けられる。ステンシルマスク２４にはいくつかのアパーチャ２６が形成され、これらのアパーチャは矩形や三角形といったさまざまな単純な形状を規定する。ステンシルマスク２４に形成される各アパーチャ２６を用いて表面１２上にパターンを形成することができる。電子ビーム３０はいずれかのアパーチャ２６から表面１２上に方向付けられ、パターン２８となる。表面１２には、電子ビーム３０と反応するレジスト（図示されていない）が被覆されている。電子ビーム２２はアパーチャ２６の可変部と重なるよう方向付けられてもよく、これはパターン２８のサイズおよび形状に影響する。表面１２は可動プラットフォーム３２上に取付けられる。プラットフォーム３２は表面１２の位置を直すことを可能にし、それにより荷電粒子ビーム３０の最大偏向能力またはフィールドサイズよりも大きいパターンを表面１２に書込むことができる。一実施の形態において、表面１２はレチクルであり得る。この実施の形態において、レチクルはパターンが露光された後、さまざまな製造工程を経て、リソグラフィマスクまたはフォトマスクとなる。このマスクを光学リソグラフィ装置で用いて、一般にサイズが縮小されたレチクルパターン２８の画像をシリコンウェハに投影して、集積回路を作成する。より一般的に、マスクは別の装置または機器で用いられて、パターン２８を基板に転写する。別の実施の形態において、表面１２は、シリコンウェハなどの基板の表面であり得る。
【００１７】
表面１２上に妥当な精度で投影することができる最小サイズパターンは、電子ビームライタシステム１０および表面１２に伴う多様な短距離物理的効果によって制限されている。これらの効果は、前方散乱、クーロン効果、およびレジスト拡散を含む。βfとも称するビームぼけは、これら短距離効果すべてを含むために用いられる用語である。最新の電子ビームライタシステムは、２０ｎｍから３０ｎｍの範囲で有効ビームぼけ半径またはβfを得ることができる。前方散乱は総ビームぼけの４分の１から２分の１を構成し得る。最新の電子ビームライタシステムは、ビームぼけの各構成片を最小に低減するためのさまざまな機構を含む。一部の電子ビームライタシステムは書込処理の際、ビームぼけを電子ビーム書込システムで利用可能な最小の値から１つ以上のより大きい値に可変可能にすることができる。
【００１８】
電子ビームライタシステムといった荷電粒子ビームライタのショット線量は、ビームソース１４の強度および各ショットの露光時間の関数である。典型的に、ビーム強度は固定されたままであり、露光時間を変えて多様なショット線量を得る。露光時間は、近接効果補正（ＰＥＣ）と呼ばれる処理において、後方散乱およびフォギングといったさまざまな長距離効果を補償するために変えることができる。電子ビームライタシステムは一般に全体の線量であって、ベース線量と呼ばれる線量の設定を可能にし、これは露光パスでのすべてのショットに影響する。一部の電子ビームライタシステムは、自己のシステム内で線量補償演算を行ない、入力ショットリストの一部として各ショットの線量が個別に割当てられることを可能にしないので、入力ショットのショット線量は割当てられていない。このような電子ビームライタシステムでは、すべてのショットはＰＥＣの前、ベース線量を有する。他の電子ビームライタシステムは、ショット毎の線量の割当てを可能にする。ショット毎の線量の割当てを可能にする電子ビームライタシステムでは、利用可能な線量のレベル数は６４から４０９６以上である、または相対的に利用できる線量レベルが少なく、たとえば３から８レベルであり得る。本開示の一部の実施の形態は、相対的に少ない線量レベルの割当てを可能にする荷電粒子ビーム書込システムで使用することを目標にしている。
【００１９】
電子ビームライタ内の機構は計算について相対的に粗い分解能を有する。したがって、２μｍの範囲におけるＥＵＶマスクで必要となる中間距離補正は、現行の電子ビームライタでは正確に計算することができない。
【００２０】
従来、ショットは矩形のショットで入力パターンを完全に網羅するよう設計されているが、できるだけショットの重なりを避ける。さらに、すべてのショットは標準の線量を有するよう設計されており、その線量は、相対的に大きい矩形のショットが、長距離効果がない場合には、ショットサイズと同じサイズのパターンを表面上にもたらすものである。
【００２１】
露光する際、たとえば荷電粒子ビームリソグラフィを用いて表面上に反復パターンを露光する際、最終の製造された表面で測定される、各パターンインスタンスのサイズは、製造のばらつきにより少し異なる。サイズのばらつき量は、必須の製造最適化基準である。現行のマスクによるマスキングでは、パターンサイズとして１ｎｍ（１シグマ）未満の二乗平均平方根（ＲＭＳ）のばらつきが望ましい。サイズのばらつきがこれ以上大きくなると回路性能が変動することとなり、より高い設計マージンが必要となって、より迅速で消費電力の低い集積回路を設計するのがますます困難になる。この変動は、限界寸法（ＣＤ）変動と呼ばれる。低いＣＤ変動が望まれ、低ければ製造変動があっても最終の製造された表面上には相対的に小さなサイズのばらつきとなることを示す。縮小した規模では、高いＣＤ変動の影響は、ラインエッジ粗さ（ＬＥＲ）として観測され得る。ＬＥＲはラインエッジの各々の部分が少し異なって製造されることによって引起され、元々は直線であるべき線に何らかのうねりをもたらす。ＣＤ変動はとりわけレジストしきい値において線量曲線の傾斜に反比例し、これはエッジ傾斜と呼ばれる。したがって、エッジ傾斜または線量マージンは、表面の粒子ビーム書込には重要な最適化ファクタである。本開示において、エッジ傾斜および線量マージンは同じ意味で用いられる用語である。
【００２２】
従来のフラクチャリングでは、ショットの重畳、ギャップまたは線量の変更がなければ、書込まれた形状の線量マージンは変更不可能であると考えられる。すなわち、フラクチャリングのオプションを選択することによって線量マージンを改良する機会はない。現在の実務では、スリバと呼ばれる非常に狭いショットを避けることは、線量マージンのショットリストを最適化するのに役立つ実務的なルールベースの方法の一例である。
【００２３】
重畳するショットおよび線量が変更されたショットが生成できるフラクチャリング環境では、線量マージンを最適化する必要があり、また最適化する機会がある。ショットの重畳および線量変更を用いることによって得られるショットの組合せの付加的柔軟性により、目標マスク形状を表面上に生成できるようなフラクチャリングの解決手法の生成が可能になるが、これは完全な製造条件下でしかできない。したがって重畳ショットおよび線量変更ショットを用いることは、線量マージンおよびその改良の問題に対処する動機をもたらす。
【００２４】
図７Ａおよび図７Ｂは、露光または線量曲線に相対的に高いエッジ傾斜をもたらすよう、レジスト上のパターンを露光することによってどのように限界寸法変動を低減できるかを示し、これは「荷電粒子ビームリソグラフィを用いて精度の高いパターンを形成するための方法およびシステム」と題される、２０１１年６月２５日に出願された米国特許出願連続番号第１３／１６８，９５４号に記載されているものであり、これはすべての目的で引用によりここに援用される。図７Ａは断面線量曲線７０２を示し、ｘ軸はパターンの２つのエッジに垂直な距離といった、露光パターンを通る断面距離を示し、ｙ軸はレジストが受けた線量を示す。受けた線量がしきい値よりも高いレジストによってあるパターンが描出される。２つのしきい値が図７Ａに示され、レジスト感度の変動の影響を示す。より高いしきい値７０４では、幅７１４のパターンがレジストによって描出される。より低いしきい値７０６では、幅７１６のパターンがレジストによって描出され、幅７１６は幅７１４よりも大きい。図７Ｂは別の断面線量曲線７２２を示す。２つのしきい値が示され、しきい値７２４は図７Ａのしきい値７０４と同じであり、しきい値７２６は図７Ａのしきい値７０６と同じである。線量曲線７２２の傾斜は、線量曲線７０２の傾斜よりも、２つのしきい値の近くではより高い。線量曲線７２２において、より高いしきい値７２４では、幅７３４のパターンがレジストによって描出される。より低いしきい値７２６では、幅７３６のパターンがレジストによって描出される。見てわかるように、幅７３６と幅７３４との間の差は、線量曲線７０２と比べて線量曲線７２２のエッジ傾斜がより高いので、幅７１６と幅７１４との間の差よりも小さい。レジスト被覆表面がレチクルであるのなら、レジストしきい値の変動に対するより低い感度の曲線７２２により、レチクルから製造されたフォトマスク上のパターン幅は、フォトマスク用の目標パターン幅により近くなり、それによりフォトマスクを用いてパターンをシリコンウェハなどの基板に転写する場合に、使用可能な集積回路の歩留まりを上げる。各ショットの線量の変動に対する許容差の同様の向上は、より高いエッジ傾斜を有する線量曲線でも見られる。したがって、線量曲線７２２のような相対的に高いエッジ傾斜を達成することが望ましい。
【００２５】
上記のように、処理の変動はフォトマスク上のパターンの幅が意図されるまたは目標の幅と異なることを引起し得る。フォトマスク上のパターン幅の変動は、光学リソグラフィプロセスでフォトマスクを用いて露光されたウェハ上にパターン幅の変動を引起す。フォトマスクパターン幅の変動に対するウェハパターン幅の感度は、マスクエッジ誤差係数、すなわちＭＥＥＦと呼ばれる。４×のフォトマスクを用いた光学リソグラフィシステムであって、光学リソグラフィプロセスにおいてフォトマスクパターンの４分の１の縮小版をウェハに投影するシステムでは、たとえば１のＭＥＥＦとは、フォトマスク上のパターン幅に１ｎｍの誤差があれば、ウェハ上のパターン幅は０．２５ｎｍ変わることを意味する。２のＭＥＥＦとは、フォトマスクパターン幅の１ｎｍの誤差に対して、ウェハ上のパターン幅は０．５ｎｍ変わることを意味する。最も小さい集積回路の処理では、ＭＥＥＦは２よりも大きくあり得る。
【００２６】
図２Ａはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）パターン２０２の一例を示し、これはＣＡＤシステムから出力されたパターンである。見てわかるように、ＣＡＤパターン２０２のすべてのエッジはマンハッタン形状であり、すべての角は直角である。ＣＡＤシステムから出力されたパターンは通常直角の角を有するが、直角の角などは従来の光学リソグラフィ技術を用いてウェハ上に形成できないことはよく知られている。図２Ｂはパターン２１２の一例を示し、これはＣＡＤパターン２０２に基づく、ウェハの目標画像である。目標ウェハ画像２１２はウェハ上に形成するのが現実的に望ましい曲線のある画像である。図２Ｃは、光学リソグラフィプロセスで用いられると、ウェハ上に画像２１２と類似した画像を形成できるレチクル用の目標パターン２２２の一例を示す。パターン２２２は一般にＯＰＣ処理の出力である。一部の実施の形態において、パターン２２２はレチクルパターン用の理想的な曲線のある形状を作成するＩＬＴ処理の出力であり得る。しかし、レチクル上にパターン２２２のような曲線のあるパターンを形成する従来の非重畳ＶＳＢショットの組を生成するのは難しい。したがって、パターン２２２をたとえば図２Ｄのパターン２３２のように直線状化されたパターンを作成するために、ＩＬＴ後処理工程を行なうことができ、目標のウェハ画像２１２に近いウェハ画像が形成できる。直線状化されたＩＬＴパターンは、理想的曲線のあるＩＬＴパターンよりも、従来の非重畳ショットを用いてより簡単にフラクチャリングできる。しかし、上記したように、直線状化することは以下の２つの不利点を有する：１）直線状化は演算の多い処理であるので、遅い、および２）パターン２３２のような直線状化パターンを用いてウェハ上に形成できる画像は、理想的パターン２２２を有するレチクルが用いられた場合ほど、目標のウェハ画像２１２に近くないかもしれない。２）に関連して、直線状化されたパターンで作成されたレチクルは、理想的曲線のあるＩＬＴパターンを用いて作成されたレチクルよりも製造可能性が低くあり得る。
【００２７】
モデルベースのフラクチャリングを用いることにより、従来の非重畳ＶＳＢショットを用いた場合と比べてより高い精度で、および／またはよりも少ないショットで、曲線のあるパターン２２２のようなパターンを形成できるショットの組を生成できる。モデルベースのフラクチャリングでは、ショットは重畳でき、割当てられたショットの線量が粒子ビーム露光システムによってサポートされるのなら、異なるショットは近接効果補正またはＰＥＣと呼ばれる長距離効果の補正以前では異なる線量を有し得る。ＩＬＴで用いられると、パターン２２２などの理想的曲線のあるＩＬＴパターンのモデルベースのフラクチャリングを行なうことができ、直線状化の必要をなくす。モデルベースのフラクチャリングはＶＳＢで、または複雑なキャラクタ投影（ＣＰ）で用いることができる。
【００２８】
図３Ａは、図２Ｃのパターン２２２を形成するために生成できる１組の重畳ショット３０２の一例を示す。１組のショット３０９は、ショット３０４、ショット３０６、ショット３０８、ショット３１０、ショット３１２、ショット３１４、ショット３１６、ショット３１８、およびショット３２０の９個のＶＳＢショットからなる。図３Ｂは、１組のショット３０２を用いてレチクル上に作成することができるパターン３２２の一例を示す。レチクルパターン３２２は、レチクルおよびフォトマスクを製造する前に、その形状を定めるために、シミュレーションされてもよい。１組のショット３０２からレチクルパターン３２２の形成に寄与する効果のシミュレーションは、多くの効果を考慮する必要があり、これは以下の２つのグループに分けることができる：
・粒子ビーム露光自体に伴う現象。シミュレーションできる効果は、前方散乱、後方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、フォギング、ローディングおよびレジスト荷電を含む。これらの効果のシミュレーションは、荷電粒子ビームシミュレーションと呼ばれる。
【００２９】
・粒子ビーム露光処理の後の現象。これは、レジスト焼付け処理、レジスト現像処理、およびエッチング処理を含む。これらの効果のシミュレーションはマスク処理シミュレーションと呼ばれる。最も簡単な形は、一定のまたはルールに基づくバイアスモデルであり、これが本開示において想定される。
【００３０】
本発明の一部の実施の形態において、レチクルパターンのシミュレーションの後には、シミュレーションされたレチクルパターンを用いたウェハ画像の計算が続く。レチクルパターンシミュレーションおよびウェハ画像計算ステップは本開示においてダブルシミュレーションと呼ばれる。概念的フロー図の図５はダブルシミュレーションを示す。この処理の入力は、１組のショット３０２などの荷電粒子ビームショット５０２の組である。一実施の形態において、１組のショット５０２の一部のショットが複雑なキャラクタショットである場合、複雑なＣＰキャラクタ５２２のライブラリも入力される。ステップ５０４では、荷電粒子ビームシミュレーションが行なわれる。シミュレーションされ得る効果は、前方散乱、後方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、フォギング、ローディングおよびレジスト荷電を含む。荷電粒子ビームシミュレーションの出力はレチクルエアリアル画像５０６である。ステップ５０８では、マスク処理シミュレーションは、さまざまな露光後処理の効果をシミュレーションして、シミュレーションされたレチクルパターン５１０を作成する。マスク処理シミュレーションは、レジスト焼付け、レジスト現像およびエッチングを含み得る。荷電粒子ビームシミュレーション５０４およびマスク処理シミュレーション５０８は単一のステップにまとめることができるし、他の実施の形態では個別のステップであり得る。ステップ５１２では、リソグラフィシミュレーションにより、シミュレーションされたレチクルパターン５１０を用いてウェハなどの基板上に形成される画像５１４を計算する。
【００３１】
図３Ａから図３Ｃを参照すると、荷電粒子ビームシミュレーションおよびマスク処理シミュレーションを用いて、１組のショット３０２から形成されるレチクルパターン３２２を計算することができる。レチクルパターン３２２をリソグラフィシミュレーションの入力として用いて、図３Ｃのウェハ画像３３２を計算する。シミュレーションされたウェハ画像３３２は目標のウェハ画像２１２と比較することができる。一実施の形態において、本発明は、シミュレーションされたウェハ画像３３２を目標のウェハ画像３１２と比較し、次に最適化処理などで、ショット３０２のグループの中のショットを変更し、シミュレーションされたウェハ画像３３２と目標のウェハ画像３１２との差を低減させる。
【００３２】
図４Ａは、１組のショット３０２を変更することによってもたらされ得る１組のショット４０２の一例を示す。１組のショット３０２と同様に、１組のショット４０２は９個のショットを含むが、ショット４０２の組の多くのショットは、ショット３０２の組の対応するショットと比較して、異なる位置および／またはサイズを有する。図４Ｂは、１組のショット４０２からもたらされ得るシミュレーションされたレチクルパターン４２２の一例を示す。荷電粒子ビームシミュレーションおよびマスク処理シミュレーションを用いて、１組のショット４０２からパターン４２２を計算することができる。図４Ｃは計算されたウェハ画像４３２を示し、これはリソグラフィシミュレーションを用いることによって、レチクルパターン４２２から定めることができる。シミュレーションされたウェハ画像４３２は、シミュレーションされたウェハ画像３３２よりも、目標ウェハ画像２１２に近い。
【００３３】
本発明の別の実施の形態において、１組のショット４０２で示されるようなショットの変更は、パターン４２２を含むレチクルなどのパターン化されたレチクルに伴う多様なウェハ製造可能性の特性を改良するために行なうことができる。これら製造可能性特性は、処理変動（ＰＶ）帯、被写界深度、マスクエッジ誤差係数（ＭＥＥＦ）、ＣＤ変動およびエリア変動を含む。製造可能性を向上させることにより、ウェハ上に作成されるパターンは、変更されない１組のショット３０２が用いられた場合よりも広い範囲の処理ばらつきにわたって目標ウェハ画像２１２により近くなる。製造可能性の向上は、たとえば製造処理のばらつき対して良品のウェハの歩留まりを上げる。最適化技術を用いてショットの変更を定めることができる。
【００３４】
図６は概念的フロー図６５０であり、ショット最適化でダブルシミュレーションを用いて、シリコンウェハ上に集積回路などの表面を製造する際に用いられるレチクルをどのように準備するかを示す。フローの入力は目標ウェハ画像６５２であり、これは集積回路の物理的デザインなどのＣＡＤパターンから得られる。次に、ステップ６５４において、光近接効果補正（ＯＰＣ）が定められる。本開示の一実施の形態において、ステップ６５４は、入力として予め設計されたキャラクタ６８０のライブラリを取ることを含むことができ、これはステップ６６２においてステンシル６８４で利用可能となる複雑なキャラクタを含む。ステンシル６８４は複数のデザインによって用いることができるよう予め設計することができ、キャラクタ６８０の使用はＯＰＣ６５４および／またはＭＤＰ６５８によって最適化される。本開示の一実施の形態において、ＯＰＣステップ６５４はショット数または書込時間の同時の最適化を含むことができ、さらにフラクチャリング動作、ショット場所動作、線量割当て動作を含むことができ、また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を含むことができ、これらの動作の一部またはすべては同時に、または単一のステップにまとめることができる。ＯＰＣステップ６５４は部分的または完全な曲線のあるパターンを作成することができる。本開示の実施の形態において、ＯＰＣステップ６５４は、理想的曲線のあるＩＬＴパターンを作成するＩＬＴを含み得る。ＯＰＣステップ６５４の出力はマスクデザイン６５６である。
【００３５】
マスク処理修正（ＭＰＣ）６５７はマスクデザイン６５６上に任意に行なうことができる。ＭＰＣは、光学リソグラフィで使用する従来のマスクの約１００ｎｍより小さいパターンに伴う効果などの非線形効果を補償するために、レチクルに書込まれるパターンを変更する。ＭＰＣはＥＵＶマスクに影響する非線形効果を補償するためにも用いることができる。ＭＰＣ６５７が行なわれると、その出力はマスクデータ準備（ＭＤＰ）ステップ６５８の入力となる。
【００３６】
ステップ６５８において、フラクチャリング動作、ショット場所動作、線量割当て動作、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（ＭＤＰ）動作が行なわれ得る。ＭＤＰは入力として、マスクデザイン６５６またはＭＰＣ６５７の結果を使うことができる。本発明の一部の実施の形態において、ＭＰＣはフラクチャリングまたは他のＭＤＰ動作の一部として行なうことができる。他の修正も、フラクチャリングまたは他のＭＤＰ動作の一部として行なうことができ、可能な修正は前方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、エッチング、後方散乱、フォギング、ローディング、レジスト荷電、およびＥＵＶ中距離散乱を含む。ＭＤＰステップ６５８の結果はショットリスト６６０である。ＯＰＣとマスクデータ準備のさまざまな動作のいずれかまたはすべてとを１工程にまとめることも本開示において想定される。マスクデータ準備はさらに、レチクル上に少し異なるパターンを入力することも含み得、その複数のパターンを形成するために使用するべき一連のキャラクタを選択し、その一連のキャラクタはステンシルマスクに適合し、その一連のキャラクタは複雑な文字およびＶＳＢキャラクタの両方を含むことができ、その一連のキャラクタは、文字線量を変えること、または文字位置を変えること、またはビームぼけ半径を変えること、またはその一連のキャラクタ内のあるキャラクタを部分的に露光すること、またはショットの回数もしくは合計書込時間を減らすためにキャラクタをドラッギングすることに基づいている。基板上に実質的に同じパターンを作成するように、レチクル上に一連の少し異なるパターンを設計することもできる。さらに、一連のキャラクタは所定の一連のキャラクタから選択することもできる。本開示の一実施の形態において、マスク書込ステップ６６２で迅速に選択することができる、ステップ６８０でのステンシルで利用可能な一連のキャラクタは、特定のマスクデザイン用に準備することができる。当該実施の形態において、マスクデータ準備ステップ６５８が完了すると、ステンシルはステップ６８４で準備される。本開示の別の実施の形態において、ステンシルはＭＤＰステップ６５８の前に、またはＭＤＰステップ６５８と同時に、ステップ６８４で準備され、特定のマスクデザインと独立していてもよい。本実施の形態において、ステップ６８０で利用可能なキャラクタおよびステンシルレイアウトはステップ６８２で設計されて、多くの潜在的なマスクデザイン６５６用に包括的に出力されて、特定のＯＰＣプログラム６５４もしくは特定のＭＤＰプログラム６５８によって出力される可能性が高いパターン、またはメモリ、フラッシュメモリ、システムオンチップ設計といった、物理的デザインの種類を特徴付ける特定の種類のデザイン、または物理的デザインを作成するために使用される特定のプロセス技術もしくは特定のセルライブラリ、またはマスクデザイン６５６においてわずかに異なるパターンの異なる組を形成し得る任意の他の共通の特徴を組み込む。ステンシルは、ステップ６５８で定められた限定された数のキャラクタなどの、一連のキャラクタを含むことができる。本開示のさらに別の実施の形態において、複雑なキャラクタを伴うことなく、ＶＳＢショットだけが用いられる。
【００３７】
ショットリスト６６０は、図５および上記のように、ダブルシミュレーション６７０への入力として用いられて、シミュレーションされたウェハ画像６７２を作成する。さらに、ショットリスト６６０が複雑なキャラクタショットを含むのなら、一連の複雑なキャラクタ６８０もダブルシミュレーション６７０に入力することができる。シミュレーションされたウェハ画像６７２、目標のウェハ画像６５２、およびショットリスト６６０を用いて、ＭＤＰ後ウェハ最適化がステップ６７８で行なわれる。この最適化ステップにおいて、ショットリスト６６０のショットは、ウェハ画像を改良するために変更される。この改良は、シミュレーションされたウェハ画像６７２と目標ウェハ画像６５２との差を減らすこと、および／またはたとえば処理変動（ＰＶ）帯、被写界深度、ＭＥＥＦ、ＣＤ変動およびエリア変動のいずれかを向上させることにより、ウェハの製造可能性を上げることも含む。ＭＤＰ後ウェハ最適化６７８は、たとえばダブルシミュレーションを行なうことも含み、変更されたショットが目標ウェハ画像６５２に十分に近いシミュレーションされたウェハ画像を作成するかどうかを定める。ＭＤＰ後ウェハ最適化６７８は最適化されたショットリスト６９０を作成する。
【００３８】
最適化されたショットリスト６９０はマスク書込ステップ６６２においてレチクルを生成するために用いられ、これは電子ビームライタシステムなどの荷電粒子ビームライタを用いる。マスク書込ステップ６６２は、ＶＳＢアパーチャおよび複数の複雑なキャラクタの両方を含むステンシル６８４、またはＶＳＢアパーチャのみを含むステンシルを用いることができる。電子ビームライタシステムは、ステンシルを通って電子ビームを表面に投影し、レチクルなどの表面上にパターンを形成し、これが処理されてフォトマスク６６４となる。完成したフォトマスク６６４は光学リソグラフィ装置で用いることができ、これはステップ６６６に示される。最後に、ステップ６６８において、シリコンウェハなどの基板が作成される。上記のように、ステップ６８０において、キャラクタはＯＰＣステップ６５４、ＭＤＰステップ６５８、および／またはダブルシミュレーションステップ６７０に出力され得る。ステップ６８０はさらにキャラクタを、キャラクタおよびステンシルデザインステップ６８２に与える。キャラクタおよびステンシルデザインステップ６８２はステンシルステップ６８４およびキャラクタステップ６８０への入力を与える。
【００３９】
本開示に記載されるＯＰＣ、フラクチャリング、マスクデータ準備、近接効果補正、およびウェハ最適化のフローは、演算装置として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することができる。必要な大量の計算により、複数のコンピュータまたはプロセッサコアを並行に用いることができる。一実施の形態において、演算は並行処理をサポートするために、フローにおいて１つ以上の演算が多いステップに対して複数の二次元ジオメトリ領域にさらに分けることができる。別の実施の形態において、専用ハードウェア装置を単独で、または複数で用いて、汎用コンピュータまたはプロセッサコアを用いるよりも速い速度で１つ以上のステップの演算を行なうことができる。一実施の形態において、専用ハードウェア装置はグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）であり得る。別の実施の形態において、本開示に記載される最適化およびシミュレーション処理は、全体のショット数、または全体の荷電粒子ビーム書込時間、または計算されたウェハ画像と目標ウェハ画像との間の差、またはＭＥＥＦ、またはＣＤ変動や他の何らかのパラメータを最小にするために、可能な解決策を修正および再計算する反復処理を含むことができる。さらに他の実施の形態において、ウェハ最適化は、コレクトバイコンストラクション方法によって行なうことができるので、反復やさらなるシミュレーションは必要ない。
【００４０】
本明細書は特定の実施の形態について詳細に説明されたが、当業者なら、上記を理解した上で、これらの実施の形態に対する変更、変形、または均等物を容易に考え付くこともできるであろう。ＯＰＣ、フラクチャリング、マスクデータ準備、およびウェハ最適化のための本方法に対する上記、または他の変形および変更は、添付の特許請求の範囲により特定的に記載されている、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、当業者なら、上記は一例であって、限定されるべきことが意図されていないものであると理解するであろう。ステップは、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書のステップに加える、取除く、または変えることができる。一般に、提示されているフローチャートはある機能を達成するために基本的動作の可能なシーケンスを示すためにのみ想定され、他の変更も可能である。したがって、本主題は添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内に入る変形および修正を網羅することが意図される。
【図１】
2014530494.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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５】
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【図６】
2014530494.tif 000015
【図７Ａ】
2014530494.tif 000016
【図７Ｂ】
2014530494.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月21日(2014.5.21)
【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】
基板用の画像を含むデザインを最適化するための方法であって、前記基板はレチクルにより光学リソグラフィプロセスを用いて製造されるものであり、前記方法は：
レチクル上に目標パターンを作成するよう設計される複数の成形ビーム荷電粒子ビームショットを定めるステップと、
前記複数の成形ビームショットから、前記レチクル上に作成されるレチクルパターンをシミュレーションするステップと、
シミュレーションされたレチクルパターンにより光学リソグラフィプロセスを用いて前記基板上に形成される基板画像を計算するステップと、
計算された基板画像を改良するために、前記複数の成形ビームショットのうちのあるショットを変更するステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記変更するステップは、前記計算された基板画像の製造可能性特性を改良し、前記製造可能性特性は、処理変動（ＰＶ）帯、被写界深度、マスクエッジ誤差係数（ＭＥＥＦ）、限界寸法（ＣＤ）変動、およびエリア変動からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記変更するステップにおいて、前記改良は、前記計算された基板画像と目標基板画像との間の差を減らすことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記目標レチクルパターンは、光近接効果補正（ＯＰＣ）を用いて目標基板画像から定められる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＯＰＣはインバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＩＬＴは理想的ＩＬＴ曲線のある形状のみを生成する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記変更するステップは、
変更された複数の成形ビームショットからレチクル上に作成される修正されたレチクルパターンをシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションされた修正されたレチクルパターンをフォトマスクとする光学リソグラフィプロセスを用いて、基板上に形成される修正された基板画像を計算するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記レチクルパターンをシミュレーションするステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含み、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、フォギング、ローディング、およびレジスト荷電からなる群のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記レチクルパターンをシミュレーションするステップは、レジスト焼き付け、レジスト現像、およびエッチングからなる群のうちの少なくとも１つをシミュレーションすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板画像を計算するステップは、リソグラフィシミュレーションを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ショットを変更するステップは、ショット場所を変える、ショットサイズを変える、およびショット線量を変えることからなる群から選択されるショット変更技術を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
基板用の目標画像を含む集積回路を製造するための方法であって、前記基板はレチクルにより光学リソグラフィプロセスを用いて製造されるものであり、前記方法は：
レチクル上に目標パターンを作成するよう設計される複数の成形ビーム荷電粒子ビームショットを定めるステップと、
前記複数の成形ビームショットから前記レチクル上に作成されるレチクルパターンをシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションされたレチクルパターンにより光学リソグラフィプロセスを用いて前記基板上に形成される基板画像を計算するステップと、
計算された基板画像を改良するために、前記複数の成形ビームショットのうちのあるショットを変更するステップと、
前記変更された複数の成形ビームショットによりレチクル上にパターンを形成するステップとを備える、方法。
【請求項１３】
前記変更するステップは、前記計算された基板画像の製造可能性特性を改良し、前記製造可能性特性は、処理変動（ＰＶ）帯、被写界深度、マスクエッジ誤差係数（ＭＥＥＦ）、限界寸法（ＣＤ）変動、およびエリア変動からなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記変更するステップにおいて、前記改良は、前記計算された基板画像と目標基板画像との間の差を減らすことを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記目標レチクルパターンは、光近接効果補正（ＯＰＣ）を用いて、基板用の目標画像から定められる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＯＰＣはインバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記変更するステップは、
変更された複数の成形ビームショットからレチクル上に作成される修正されたレチクルパターンをシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションされた修正されたレチクルパターンをフォトマスクとする光学リソグラフィプロセスを用いて、基板上に形成される修正された基板画像を計算するステップとを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記レチクルパターンをシミュレーションするステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
基板用の画像を含むデザインを最適化するためのシステムであって、前記基板はレチクルにより光学リソグラフィプロセスを用いて製造されるものであり、前記システムは：
目標レチクルパターンから複数の成形ビーム荷電粒子ビームショットを定めることができる装置を備え、前記目標レチクルパターンは光近接効果補正（ＯＰＣ）を用いて基板用の目標画像から定められ、さらに
前記複数の成形ビームショットからレチクル上に作成されるレチクルパターンをシミュレーションすることができる装置と、
シミュレーションされたレチクルパターンにより光学リソグラフィプロセスを用いて基板上に形成される基板画像を計算することができる装置と、
計算された基板画像を改良するために、前記複数の成形ビームショットのうちのあるショットを変更することができる装置とを備える、システム。
【請求項２０】
前記変更することができる装置は、計算された基板画像の製造可能性特性を改良し、前記製造可能性特性は、処理変動（ＰＶ）帯、被写界深度、マスクエッジ誤差係数（ＭＥＥＦ）、ＣＤ変動、およびエリア変動からなる群から選択される、請求項１９に記載の装置。
【国際調査報告】
2014530494.tif 000018