(57)【要約】【課題】孤立したフィーチャと間隔の密なフィーチャとの両方を解像度を損なうことなく任意の露光方法でプリントできるマスクデザインを作成すること。【解決手段】本願発明によれば、光近接効果補正フィーチャが配置されたマスクデザインを作成する方法であって、基板に結像されるフィーチャを有する所望のターゲット・パターンを得るステップと、ターゲット・パターンに基づいて干渉マップを決定するステップであって、干渉マップが結像されるフィーチャの少なくとも１つと、その少なくとも１つのフィーチャに隣接する視野領域との間に、強め合う干渉領域および弱め合う干渉領域を定めるステップと、強め合う干渉領域および弱め合う干渉領域に基づいてマスクデザインにアシスト・フィーチャを配置するステップとを含む方法が提供される。【選択図】図１
2004220034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光近接効果補正フィーチャが配置されたマスクデザインを作成する方法であって、
基板に結像されるフィーチャを有する所望のターゲット・パターンを得るステップと、
前記ターゲット・パターンに基づいて干渉マップを決定するステップであって、該干渉マップが、結像される前記フィーチャの少なくとも１つと、該少なくとも１つのフィーチャに隣接する視野領域との間に、強め合う干渉領域および弱め合う干渉領域を定めているステップと、
前記強め合う干渉領域および前記弱め合う干渉領域に基づいてマスクデザインにアシスト・フィーチャを配置するステップと
を含むマスクデザイン作成方法。
【請求項２】
前記干渉マップを決定するステップが、
前記所望のターゲット・パターンに含まれるフィーチャの大きさが、マスクを結像させるために用いられる結像システムの解像能力より小さくなるように、前記フィーチャの大きさを縮小するステップであって、それによって縮小されたターゲット・パターンを作成するステップと、
前記縮小されたターゲット・パターンの光学シミュレーションを実施するステップであって、前記縮小されたターゲット・パターンの視野領域が百分率でゼロより大きい透過率を有するように前記シミュレーションを実施するステップと
を含んでいる請求項１に記載のマスクデザイン作成方法。
【請求項３】
λを結像ツールの露光波長、ＮＡを結像システムの投影レンズの開口数としたときに、前記縮小されたターゲット・パターンに含まれるフィーチャの限界寸法が、λ／（２π・ＮＡ）より小さいことを特徴とする請求項２に記載のマスクデザイン作成方法。
【請求項４】
前記干渉マップが中立的な干渉領域をも定めており、該中立領域は、前記結像されるフィーチャに対して強め合う干渉も弱め合う干渉ももたらさない請求項１に記載のマスクデザイン作成方法。
【請求項５】
前記マスクデザインに配置される前記アシスト・フィーチャが、スキャッタリング・バー、非スキャッタリング・バーおよび非プリント・アシスト・フィーチャを有している請求項１に記載のマスクデザイン作成方法。
【請求項６】
前記結像されるフィーチャのプリントを向上させるアシスト・フィーチャが、強め合う干渉領域内に配置され、弱め合う干渉を打ち消すアシスト・フィーチャが、弱め合う干渉領域内に配置される請求項５に記載のマスクデザイン作成方法。
【請求項７】
前記干渉マップが、前記結像されるフィーチャに対する視野の強度レベルを定めており、前記干渉マップが、非ゼロのＤＣレベルに対する正値と負値の両方の強度を表すことが可能であり、
前記非ゼロのＤＣレベルに対して正の強度値を有する視野領域が、強め合う干渉領域に対応し、前記非ゼロのＤＣレベルに対して負の強度値を有する視野領域が、弱め合う干渉領域に対応している請求項１に記載のマスクデザイン作成方法。
【請求項８】
光近接効果補正フィーチャが配置されたマスクデザインを作成するための装置であって、
基板に結像されるフィーチャを有する所望のターゲット・パターンを得るための手段と、
前記ターゲット・パターンに基づいて干渉マップを決定するための手段であって、該干渉マップが、前記結像されるフィーチャの少なくとも１つと、該少なくとも１つのフィーチャに隣接する視野領域との間に、強め合う干渉領域および弱め合う干渉領域を定めている手段と、
前記強め合う干渉領域および前記弱め合う干渉領域に基づいてマスクデザインにアシスト・フィーチャを配置するための手段と
を有するマスクデザイン作成装置。
【請求項９】
前記干渉マップの決定が、
前記所望のターゲット・パターンに含まれるフィーチャの大きさが、マスクを結像させるために用いられる結像システムの解像能力より小さくなるように、前記フィーチャの大きさを縮小し、それによって縮小されたターゲット・パターンを作成するステップと、
前記縮小されたターゲット・パターンの光学シミュレーションを実施するステップであって、前記縮小されたターゲット・パターンの視野領域が百分率でゼロより大きい透過率を有するように前記シミュレーションを実施するステップと
を含んでいる請求項８に記載のマスクデザイン作成装置。
【請求項１０】
λを結像ツールの露光波長、ＮＡを結像システムの投影レンズの開口数としたときに、前記縮小されたターゲット・パターンに含まれるフィーチャの限界寸法が、λ／（２π・ＮＡ）より小さいことを特徴とする請求項９に記載のマスクデザイン作成装置。
【請求項１１】
前記干渉マップが中立的な干渉領域をも定めており、前記中立領域は、前記結像されるフィーチャに対して強め合う干渉も弱め合う干渉ももたらさない請求項８に記載のマスクデザイン作成装置。
【請求項１２】
前記マスクデザインに配置される前記アシスト・フィーチャが、スキャッタリング・バー、非スキャッタリング・バーおよび非プリント・アシスト・フィーチャを有している請求項８に記載のマスクデザイン作成装置。
【請求項１３】
前記結像されるフィーチャのプリントを向上させるアシスト・フィーチャが、強め合う干渉領域内に配置され、弱め合う干渉を打ち消すアシスト・フィーチャが、弱め合う干渉領域内に配置される請求項１２に記載のマスクデザイン作成装置。
【請求項１４】
前記干渉マップが、前記結像されるフィーチャに対する視野の強度レベルを定めており、前記干渉マップが、非ゼロのＤＣレベルに対する正値と負値の両方の強度を表すことが可能であり、
前記非ゼロのＤＣレベルに対して正の強度値を有する視野領域が、強め合う干渉領域に対応し、前記非ゼロのＤＣレベルに対して負の強度値を有する視野領域が、弱め合う干渉領域に対応している請求項８に記載のマスクデザイン作成装置。
【請求項１５】
コンピュータによって読み出し可能な記録媒体を有するコンピュータを制御するためのコンピュータ・プログラム製品であって、
リソグラフィの結像工程に使用するためのマスクに対応するファイルを作成するようにコンピュータに指示するための手段が、前記記録媒体に記録されているコンピュータ・プログラム製品において、前記ファイルの作成が、
基板に結像されるフィーチャを有する所望のターゲット・パターンを得るステップと、
前記ターゲット・パターンに基づいて干渉マップを決定するステップであって、該干渉マップが、結像される前記フィーチャの少なくとも１つと、該少なくとも１つのフィーチャに隣接する視野領域との間に、強め合う干渉領域および弱め合う干渉領域を定めているステップと、
前記強め合う干渉領域および前記弱め合う干渉領域に基づいてマスクデザインにアシスト・フィーチャを配置するステップと
を含んでいるコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１６】
前記干渉マップを決定するステップが、
前記所望のターゲット・パターンに含まれるフィーチャの大きさが、マスクを結像させるために用いられる結像システムの解像能力より小さくなるように、前記フィーチャの大きさを縮小するステップであって、それによって縮小されたターゲット・パターンを作成するステップと、
前記縮小されたターゲット・パターンの光学シミュレーションを実施するステップであって、前記縮小されたターゲット・パターンの視野領域が百分率でゼロより大きい透過率を有するように前記シミュレーションを実施するステップと
を含んでいる請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１７】
λを結像ツールの露光波長、ＮＡを結像システムの投影レンズの開口数としたときに、前記縮小されたターゲット・パターンに含まれるフィーチャの限界寸法が、λ／（２π・ＮＡ）より小さいことを特徴とする請求項１６に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１８】
前記干渉マップが中立的な干渉領域をも定めており、該中立領域は、前記結像されるフィーチャに対して強め合う干渉も弱め合う干渉ももたらさない請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１９】
前記マスクデザインに配置される前記アシスト・フィーチャが、スキャッタリング・バー、非スキャッタリング・バーおよび非プリント・アシスト・フィーチャを有している請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２０】
前記結像されるフィーチャのプリントを向上させるアシスト・フィーチャが、強め合う干渉領域内に配置され、弱め合う干渉を打ち消すアシスト・フィーチャが、弱め合う干渉領域内に配置される請求項１９に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２１】
前記干渉マップが、前記結像されるフィーチャに対する視野の強度レベルを定めており、前記干渉マップが、非ゼロのＤＣレベルに対する正値と負値の両方の強度を表すことが可能であり、
前記非ゼロのＤＣレベルに対して正の強度値を有する視野領域が、強め合う干渉領域に対応し、前記非ゼロのＤＣレベルに対して負の強度値を有する視野領域が、弱め合う干渉領域に対応している請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトリソグラフィに関するものであり、特に、本質的にどんな照明条件を用いてもマスク・パターンを結像させることができるディープ・サブ波長パターンのマスク・レイアウトに光近接技術を適用する方法であって、それによってピッチに従った解像性能を維持する方法に関するものである。さらに本発明は、放射線の投影ビームを提供するための放射線システムと、投影ビームにパターンを形成するように働くマスクを保持するためのマスク・テーブルと、基板を保持するための基板テーブルと、パターンが形成された投影ビームを基板のターゲット部分の上に投影するための投影システムとを有するリソグラフィ装置を用いたデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ投影装置（ツール）は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。このような場合、マスクはＩＣの個々の層に対応する回路パターンを有し、このパターンを、放射線感光材料（レジスト）の層で被覆した基板（シリコン・ウェハ）上の（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分に結像させることができる。一般に単一のウェハは、投影システムにより一度に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全ネットワークを含む。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の上に一度に露光することによって各ターゲット部分を照射するようになっており、こうした装置は一般にウェハ・ステッパと呼ばれる。別の装置は、一般にステップ・アンド・スキャン式装置と呼ばれ、マスク・パターンを投影ビームの下で所与の基準方向（「走査」方向）に漸次走査し、それと同時にこの方向に対して平行または逆平行に基板テーブルを同期して走査することによって各ターゲット部分を照射する。一般に、投影システムは倍率Ｍ（一般にＭ＜１）を有するため、基板テーブルを走査する速度Ｖはマスク・テーブルを走査する速度のＭ倍になる。本明細書に記載するリソグラフィ装置に関するさらに詳しい情報は、例えば米国特許第６，０４６，７９２号から得ることができ、これを参照によって本明細書に組み込む。
【０００３】
リソグラフィ投影装置を用いた製造工程では、少なくとも一部を放射線感光材料（レジスト）の層で覆った基板の上にマスク・パターンが結像（イメージング）される。この結像ステップの前に、プライミング、レジスト・コーティングおよびソフト・ベークなど様々な処理を基板に施すことができる。また露光後に、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークおよび結像したフィーチャの測定／検査など他の処理を基板に施すこともできる。この一連の処理が、例えばＩＣなどのデバイスの個々の層にパターンを形成するための基礎として用いられる。次いで、こうしたパターンが形成された層を、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学的機械研磨など様々な処理にかけることが可能であり、これらは全て、個々の層を仕上げるものである。いくつかの層が必要な場合には、全ての処理またはその変形形態を新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に一連のデバイスが基板（ウェハ）上に形成されることになる。次いで、これらのデバイスをダイシングやソーイングなどの技術によって互いに分離し、それによって個々のデバイスをキャリアに取り付けたり、ピンに接続したりすることができるようになる。こうした工程に関する他の情報は、例えばピーター・ファン・ツァント（Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ）の著書「マイクロチップの製造；半導体処理のための実用ガイド（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」第３版、マグローヒル出版社、１９９７、ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４から得ることができ、これを参照によって本明細書に組み込む。
【０００４】
リソグラフィ・ツールは２以上の基板テーブル（および／または２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。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、あるいは１つまたは複数のテーブル上で予備ステップを実施し、それと同時に１つまたは複数の他のテーブルを露光に用いることもできる。例えば米国特許第５，９６９，４４１号およびＷＯ９８／４０７９１号には２ステージ・リソグラフィ・ツールが記載されており、これらを参照によって本明細書に組み込む。
【０００５】
先に言及したフォトリソグラフィ・マスクは、シリコン・ウェハ上に集積される回路の構成要素に対応する幾何パターンを含む。こうしたマスクを作成するために用いられるパターンは、ＣＡＤ（コンピュータ援用設計）プログラムを利用して作成され、この工程はしばしばＥＤＡ（電子設計自動化）と呼ばれる。ほとんどのＣＡＤプログラムは、機能的なマスクを作成するために、あらかじめ決められた一連のデザインルールに従う。これらのルールは処理および設計上の制約によって決められる。例えばデザインルールは、（ゲート、コンデンサなどの）回路デバイスまたは接続線が好ましくない形で相互作用しないように、回路デバイス間または接続線間の間隔の許容範囲を定めている。
【０００６】
もちろん、集積回路製造における目標の１つは、（マスクによって）ウェハ上に原型の回路デザインを忠実に再現することである。他の目標は、半導体ウェハの実装面積をできるだけ多く利用することである。しかし、集積回路が小型化されてその密度が高まるにつれて、その対応するマスク・パターンのＣＤ（限界寸法）は光学露光ツールの解像度の限界に近づく。露光ツールの解像度は、その露光ツールがウェハ上に繰り返し露光することができる最小のフィーチャとして定義される。高度なＩＣ回路デザインの多くでは、現在の露光装置の解像度値がＣＤを制約していることがしばしばである。
【０００７】
さらに、マイクロプロセッサの速度、メモリのデータ密度、およびマイクロエレクトロニクス構成部品の低消費電力における絶え間ない進歩は、半導体デバイスの様々な層上にパターンを転写および形成するためのリソグラフィ技術の能力と直接関係している。この技術の現状は、利用可能な光源波長よりかなり小さいＣＤのパターンを形成することを必要としている。例えば、現在製造に用いられている２４８ｎｍの波長は、１００ｎｍ未満のＣＤのパターン形成に向けて進められつつある。半導体のための国際技術ロードマップ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｒｏａｄｍａｐ  ｆｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ、ＩＴＲＳ２０００）に記載されるように、業界のこの傾向は継続し、次の５〜１０年に加速する可能性がある。
【０００８】
解像度を向上させることを目指すリソグラフィ法は、許容できる処理の露出寛容度（ラチチュード）とロバスト性とを維持しつつ、解像度向上技術（ＲＥＴ）として分類され、きわめて広い範囲の用途を有している。周知のように、光学露光の波長のほぼ半分、またはそれより短い波長でマスク・フィーチャをプリントするには、例えばきわめて高い開口数（ＮＡ＞０．７）の使用と組み合わせたオフアクシス照明（ＯＡＩ）、位相シフト・マスク（ＰＳＭ）、および光近接効果補正（ＯＰＣ）などの解像度向上技術の適用が必要である。
【０００９】
しかし、こうした技術を用いてサブ波長パターンをプリントすることは可能ではあるが、問題が残る。言及したように、ＯＡＩの使用は実証されており、それを用いて密なピッチのフィーチャの解像度を向上させることに成功している１つの技術である。しかし今までのところ、この技術は、暗視野マスク・タイプの場合にも明視野マスク・タイプの場合にも、孤立した幾何形状の結像の質を著しく低下させることが示されている。したがってＯＡＩ技術は、それだけでランダムなピッチのフィーチャ（すなわち、孤立したフィーチャから密な間隔のフィーチャまで）をプリントするには不適切である。サブ解像度アシスト・フィーチャ（ＳＲＡＦ、スキャッタリング・バー（ＳＢ）としても知られている）も、孤立したフィーチャのプリントを向上させるために用いられてきた。これは、明視野マスク・タイプの孤立したフィーチャに隣接してＳＢを配置することにより、孤立したフィーチャが密なフィーチャのような挙動をするようにして、ＯＡＩの下で露光したときのプリント性能の向上を達成するものである。これまで、ＳＢの配置は経験的なルールを適用して行われてきた。しかし、やや孤立した（ｓｅｍｉ−ｉｓｏｌａｔｅｄ）または中間のピッチのランダムなフィーチャでは、主にＳＢを配置するのための十分な空間がないために、ＳＢの配置ルールはしばしば妥協を必要とする。同様に、マスクデザインに非スキャッタリング・バーを加えると（すなわち、非スキャッタリング・バーは暗視野マスクに適用される明マスク・フィーチャであり、スキャッタリング・バーは明視野マスクに適用される暗フィーチャである）、暗視野マスク・タイプでの結像を向上させることが可能になるが、こうした非スキャッタリング・バーを、ピッチに従ってランダムな幾何形状に対して適用することには問題があることが分かっている。その問題は、減衰ＰＳＭを用いたときに悪化する。これは、非位相シフト・マスク・タイプと比べて光近接効果がずっと強いためである。光近接効果が強まると、ピッチに従ったプリントの問題ははるかに難しくなる。したがって、ディープ・サブ波長のフィーチャのためにプリント解像度を十分拡張するには、非位相シフト・マスクと位相シフト・マスクの両タイプで、現在のルールに基づくＳＢ法を凌ぐ必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、ピッチに従ってディープ・サブ波長のフィーチャをプリントすることを可能にし、先に言及した従来技術のＲＥＴ技術に伴う欠陥および問題を解決する、マスク・レイアウトにＯＰＣを適用する方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の要求を解決するための１つの取り組みにおいて、本発明の一目的は、高コヒーレントのオンアクシス照明（部分コヒーレンス＜０．４）ならびに（例えば、クエーサー（Ｑｕａｓａｒ）照明、一対の二重極照明、単一の二重極照明など）強力なオフアクシス照明を含めて、実質的にどんな照明条件を用いても、全てのピッチ範囲のディープ・サブ波長のマスク・パターンを結像させることを可能にする、マスク・パターンに光近接効果補正フィーチャを設ける方法を提供することである。以下で詳しく説明するように、本発明の方法に従って、ウェハにプリントされないマスク・パターン（すなわち、サブ解像度フィーチャまたは非プリント・フィーチャ）にアシスト・フィーチャを加えるが、それが所期のマスク・フィーチャのエアリアル・イメージを向上させて、処理ラチチュードが大きくなると共にプリント解像度が高まる。重要なことは、アシスト・フィーチャの配置は、対象とする光学領域内の各点が所望のターゲット・パターンと建設的に強め合うように干渉するのか、破壊的に弱め合うように干渉するのかを決める「干渉マップ」に基づいて決定されることである。
【００１２】
より具体的には、本発明は、光近接効果補正フィーチャを配置されるマスクデザインを作成する方法に関する。この方法は、基板に結像されるフィーチャを有する所望のターゲット・パターンを得るステップと、ターゲット・パターンに基づいて干渉マップを決定するステップであって、干渉マップが結像されるフィーチャの少なくとも１つと、この少なくとも１つのフィーチャに隣接する視野領域との間に、強め合う干渉領域および弱め合う干渉領域を定めるステップと、強め合う干渉領域および弱め合う干渉領域に基づいてマスクデザインにアシスト・フィーチャを配置するステップとを含む。
【００１３】
本明細書では、本発明をＩＣの製造に用いることについて特に言及することがあるが、本発明は他にも多くの用途に使用可能であることを明確に理解すべきである。例えば、一体型光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用することができる。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「レチクル」、「ウェハ」または「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「マスク」、「基板」および「ターゲット部分」というより一般的な用語に置き換えて考えられるべきであることが当業者には理解されよう。
【００１４】
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）紫外線、および（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）ＥＵＶ（極端紫外線）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を包含するために用いられる。
【００１５】
本明細書で使用するマスクという用語は、基板のターゲット部分に作成するパターンに対応するパターンが形成された断面を、入射する放射線ビームに付与するために用いることができる一般的なパターン形成手段を指すものと広く解釈することが可能であり、「光弁（ｌｉｇｈｔ  ｖａｌｖｅ）」という用語もこの意味で用いることができる。標準的なマスク（透過性または反射性、バイナリ、位相シフト、ハイブリッドなど）に加えて、こうしたパターン形成手段の他の例には以下のものが含まれる。
ａ）プログラマブル・ミラー・アレイ
このようなデバイスの一例は、粘弾性制御層および反射面を有する、マトリクス状にアドレス指定可能な表面である。こうした装置の背景となる基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、アドレス指定されていない領域が入射光を非回折光として反射することにある。適切なフィルタを用いると、前記非回折光を反射ビームから濾去し、後に回折光のみを残すことができる。このようにして、マトリクス状にアドレス指定可能な表面のアドレス指定されたパターンに従ってビームにパターンが形成される。必要なマトリクス・アドレス指定は、適切な電子手段を用いて実施することができる。こうしたミラー・アレイに関する他の情報は、例えば米国特許第５，２９６，８９１号および第５，５２３，１９３号から得られ、これらを参照によって本明細書に組み込む。
ｂ）プログラマブルＬＣＤアレイ
このような構成の例は米国特許第５，２２９，８７２号に示されており、これを参照によって本明細書に組み込む。
【００１６】
本発明の方法は、従来技術にまさる重要な利点を提供する。最も重要なのは、本発明のＯＰＣ技術により、実質的にどんな照明条件を用いてもピッチに従ってディープ・サブ波長のマスク・パターンを結像させることが可能になることである。その結果、本発明により、例えば孤立したコンタクトから密なコンタクトまで、ランダムに配置されたコンタクトを有する（すなわち、すべてのコンタクトが互いに均一に配置されているわけではない）コンタクトの配列を単一の照明を用いてプリントする技術が可能になる。一方、従来技術のＯＰＣ技術では、孤立したフィーチャと密な間隔のフィーチャの両方をプリントして許容できる解像結果を得られるようにするためには、一般に多重露光が必要であった。１つの固有の利点は、本発明がＯＡＩを用いて全てのピッチ範囲のフィーチャに対して最適なプリント性能を実現することである。
【００１７】
以下の本発明の実施例についての詳細な記載から、当業者には本発明の他の利点が明らかとなろう。
【００１８】
以下の詳細な記載および添付の図面を参照することにより、本発明自体、ならびに他の目的および利点をさらによく理解することができる。
【実施例】
【００１９】
以下でさらに詳しく説明するように、本発明のＯＰＣ技術により、実質的にどんな照明条件を用いても、全ピッチ範囲のディープ・サブ波長のマスク・パターンを結像させることが可能になる。ＯＰＣ技術は、所望のターゲット・パターンを囲む視野内の各点が、ターゲット・パターンとどのように相互作用するかを示す干渉マップ（ＩＭ）の作成を伴う。所与の点はターゲット・パターンに対して、建設的に強め合うように干渉するか、破壊的に弱め合うように干渉するか、または中立である（すなわち、弱め合う干渉でも強め合う干渉でもない）可能性がある。ＩＭが作成された後、それを用いて所望のパターンに対してアシスト・フィーチャをどこに配置するかを決定する。特に、強め合う干渉を高めるアシスト・フィーチャは、ＩＭによって強め合う干渉がもたらされることが示された視野内に配置され、弱め合う干渉を軽減する作用をするアシスト・フィーチャは、ＩＭによって弱め合う干渉がもたらされることが示された視野内に配置され、視野の中立領域にはいずれか（または両方）のタイプのアシスト・フィーチャを用いることができる。本発明の方法は、ディープ・サブ波長のフィーチャのプリントを向上させるためのＯＰＣ手段として、スキャッタリング・バー「ＳＢ」および非スキャッタリング・バー「ＡＳＢ」の概念を拡張して、ＳＢ／ＡＳＢと非プリント・フィーチャ「ＮＰＦ」の両方を一緒に使用することを包含している。
【００２０】
後の記載および図面で用いる非プリント・フィーチャ（ＮＰＦ）および非スキャッタリング・バー（ＡＳＢ、または暗視野マスク・タイプで用いられるサブ解像度アシスト・フィーチャ）の定義は以下のとおりであることに留意されたい。
ａ）ＮＰＦ
標準的な結像条件の下ではプリントされるが、位相シフト（−１の電界振幅）領域、非位相シフト（＋１の電界振幅）領域、および／または不透明（０の電界振幅）領域からなるデザインのため、弱め合う干渉により暗視野マスク・タイプでパターンが暗くなる、または非プリントになるタイプのパターン。このパターンの目的は、ターゲット・パターンのプリントを向上させることである。
ｂ）ＡＳＢ
ＡＳＢは、光学系の解像能力より小さいために、標準的な結像条件ではプリントできない、暗視野マスク・タイプに適用される明マスク・フィーチャである（一方、ＳＢは明視野マスクで用いられる暗フィーチャである）。ＡＳＢフィーチャの目的は、ターゲット・パターンのプリントを向上させることである。
【００２１】
以下の議論は暗視野マスク・タイプを用いた本発明の一例を示しているが、当業者には明らかであるように、この方法は明視野マスク・タイプにも適用可能であることに留意されたい。図１は、本発明に従ってマスク・パターンにＯＰＣ技術を適用する方法を示した例示的な流れ図である。図１を参照すると、工程の最初のステップ（ステップ１０）は、干渉マップの作成である。例えば、本出願で開示する通常のエアリアル・イメージ・シミュレータ（例えば、ＭａｓｋＴｏｏｌｓ，Ｉｎｃ．が販売するシミュレーション製品、ＬｉｔｈｏｃｒｕｉｓｅｒやＭａｓｋＷｅａｖｅｒなど）を用いるか、あるいは同時係属出願（番号未定）に開示した固有値化されたイメージ・モデル・カーネル（Ｅｉｇｅｎｖａｌｕｅｄ  ｉｍａｇｅ  ｍｏｄｅｌ  ｋｅｒｎｅｌ）を用いるなど、多くの方法を利用してＩＭを作成することができることに留意されたい。通常のエアリアル・イメージ・シミュレータを用いてＩＭを作成するステップを以下に記載する。また、同様の処理を明視野マスク・タイプに対しても確立することができることに留意されたい。
【００２２】
先に言及したように、ＩＭは、任意の所与のパターンに対して対象とする光学領域内の各点（例えば格子点）で、その点で透過された光が所望のターゲット・パターンと建設的に強め合うように干渉する（それによって、ターゲット・パターン上での透過光の強度を高める）か、破壊的に弱め合うように干渉する（それによって、ターゲット・パターン上での透過光の強度を弱める）か、あるいは中立（ターゲット・パターン上での透過光の強度を変えない）かを示すものである。ＩＭ作成の一例は、以下の通りである。
【００２３】
まず、ターゲット・パターンが得られ（ステップ１２）、視野のターゲット・パターン（例えば暗視野）を縮小して、ターゲットの幾何形状（すなわちパターン）が、マスクを結像させるのに用いられる光学系の解像能力よりも十分小さくなるような大きさにする（ステップ１４）。例えば、ターゲット・パターンに含まれるフィーチャの大きさを、フィーチャの限界寸法がλ／（２π・ＮＡ）（ただし、λは結像ツールの露光波長であり、ＮＡは露光システムのレンズの開口数を表す）より小さくなるように縮小する。この縮小されたターゲット・パターンは、ターゲット・パターン内にある全ての幾何形状の中央領域を表しており、本質的には所望の／ターゲットのフィーチャを点源に変える。換言すれば、その目的は、フィーチャの中央部と周囲の視野領域の間で生じている相互作用（すなわち干渉）に焦点を合わせることである。所望のパターン中の所与のフィーチャの大きさのみが縮小され、フィーチャ間のピッチ（すなわち、所与のフィーチャの中心から他のフィーチャの中心までの距離）は元のターゲット・パターンから変化しないことに留意されたい。この「点源」のパターンを用いることにより、所与の位相の光が視野のその点を透過するとき、強度をターゲット・パターンに加えるのか、または強度をターゲット・パターンから引くのかの決定に、暗視野領域内の特定の点の光学領域内にあるターゲットの幾何形状全ての影響が含まれることになる。一例として、光学領域は結像装置の１０波長に等しいか、またはそれより小さくすることができる。
【００２４】
ターゲット・パターンが縮小された後、縮小されたパターンの光学シミュレーションを行い、「暗」視野領域がゼロより大きい透過率を有するが、「明」の幾何形状による透過率よりはかなり小さくなるように縮小されたパターンの透過率を設定する（ステップ１６）。また、視野透過率は幾何形状に対して１８０°だけ位相シフトされる。一般的な値として、１８０°の位相シフトで視野透過率を０．１０、および０の位相シフトで幾何形状／フィーチャの透過率を１００％とすることができる。もちろん、他の値を用いることもできる（例えば、視野透過率が４％〜１０％）。光学シミュレーションは、ターゲットが結像される所望の光学条件（例えば波長、ＮＡ、および照明）を用いて行われることに留意されたい。この光学シミュレーションの結果がＩＭであり（ステップ１８）、以下で述べる例の中でさらに分かりやすく示すように、ＩＭは縮小されたターゲット・パターンに対応する像平面内の電子視野（ｅ−ｆｉｅｌｄ）を表している。
【００２５】
シミュレーションによって作成された電子視野内にＤＣオフセットを導入するために、視野透過率が０％以外の透過率に調整されることに留意されたい。このＤＣオフセットを導入することにより、シミュレーションの結果として作成された電子視野は、その電子視野内でＤＣオフセットに対して正と負の両方のシフトを示すことが可能になる。ＤＣオフセットがないと、電子視野内での負のシフトは認められない。
【００２６】
ＩＭが作成された後、工程の次のステップは、プリントされる各フィーチャを囲む視野領域内の干渉パターンを解析し、所与の領域がＤＣオフセット・レベルに対して正か、負か、または中立かに基づいて、視野領域内にＳＢ、ＡＳＢまたはＮＰＦを配置することである（ステップ２０）。より具体的には、この例で定める視野領域に対する透過率の値を用いると（例えば、透過率１０％および位相シフト１８０°）、
ｉ）エアリアル・イメージ強度が０．１０より大きい視野領域の領域は、１８０°位相シフトされた光がそこを透過するとき、光がターゲット・パターンと建設的に強め合うように干渉して、ターゲット・パターンを明るくする視野領域を表し、
ｉｉ）エアリアル・イメージ強度が０．１０より小さい視野領域の領域は、１８０°位相シフトされた光がそこを透過するとき、光がターゲット・パターンと破壊的に弱め合うように干渉して、ターゲット・パターンを暗くする視野領域を表し、
ｉｉｉ）エアリアル・イメージ強度がほぼ０．１０である視野領域の領域は、１８０°位相シフトされた光がそこを透過するとき、光がターゲット・パターンと建設的に強め合うように干渉することも破壊的に弱め合うように干渉することもない視野領域を表す。
【００２７】
前述の３つの領域が特定された後、領域（ｉ）および／または領域（ｉｉ）にアシスト・フィーチャを配置して、これらの領域がターゲット・パターンと建設的に強め合うように干渉する機能を果たすようにする。所与の例で領域（ｉ）には、πだけ位相シフトさせたアシスト・フィーチャをこれらの視野領域に配置し、領域（ｉｉ）に分類された視野領域内に非位相シフトのアシスト・フィーチャを配置することによって、これが実施される。領域（ｉｉ）でπだけ位相シフトされた光が弱め合う干渉を引き起こすため、これらの領域では非位相シフト・アシスト・フィーチャが強め合う干渉をもたらすことに留意されたい。したがって、ＩＭマップを作成することにより、こうした工程がないと結像工程の最終的な解像度が低下してしまう領域内でも、強め合う干渉をもたらすためにアシスト・フィーチャをどのように利用することができるかを具体的に明らかにすることが可能になる。前述の例はシミュレーションにπだけ位相シフトされた視野領域を用いているが、位相シフトなしの視野領域を用いることもできることにさらに留意されたい。そうした場合、結果として得られる領域、およびそこで用いられるアシスト・フィーチャはやはり反対のものである（例えば、領域（ｉ）で非位相シフト領域により強め合う干渉が得られた場合、マスクデザインのその所与の領域には非位相シフト・アシスト・フィーチャが用いられていることになる）。
【００２８】
言及したように、視野の中立領域（すなわち領域（ｉｉｉ））では、π位相シフト・アシスト・フィーチャ、非位相シフト・アシスト・フィーチャ、または非プリント・フィーチャを用いることができる。しかし、この領域（または他の領域）に含まれるアシスト・フィーチャを、それがプリントされるほど大きくすることはできないことに留意されたい。したがって、得られるアシスト・フィーチャがプリントされないままになるように、アシスト・フィーチャの設計には、π位相シフト領域および非位相シフト領域の両方を含めることができる。
【００２９】
したがって前述の例を用いると、バイナリの暗視野レチクルの場合には、レチクルに位相シフト領域がないのでＡＳＢしか用いることができない。エアリアル・イメージ強度が０．１０より小さかったＩＭの領域に対応するマスク・パターンの領域にＡＳＢを配置する。フィーチャの大きさは像がプリントされない範囲でできるだけ大きくし、またできるだけ多くの微小領域を含むようにする。
【００３０】
暗視野の位相シフト・レチクルの場合には、位相シフトＡＳＢと非位相シフトＡＳＢの両方を用いることができる。バイナリ・パターンと同様に、エアリアル・イメージ強度が０．１０より小さかったＩＭの領域に対応するマスク・パターンの領域内に、非位相シフト・フィーチャを配置する。エアリアル・イメージ強度が０．１０より大きかったＩＭの領域に対応するマスク・パターンの領域内に、位相シフト・フィーチャを配置する。エアリアル・イメージ強度がほぼ０．１０であった領域では、プリント可能なパターンになるものをプリントできないようにするために、パターンを非位相シフト、位相シフト、または透過率ゼロとして定めることができる。
【００３１】
正の干渉領域と負の干渉領域を決定する（すなわち、ＩＭを作成する）別の方法は、経験的方法を用いるものである。例えば、低コントラストのレジスト上に１０％減衰されたレチクルを用いてパターンを露光することができる。次いで、レジストを部分的に現像し、残存するレジストの厚さ（すなわち表面プロファイル）を用いて正の領域と負の領域を決定することができる。パターンが形成されていない視野領域よりも多く現像されたレジストの領域は、位相シフト・アシスト・フィーチャを配置すべき場所であることを表す強め合う干渉領域になる。レジストがより少なく（またはより厚く）現像された領域は、非位相シフト・アシスト・フィーチャを配置すべき場所であることを表す弱め合う干渉領域になる。
【００３２】
本発明の方法を用いてコンタクト・ホール・パターンをプリントするいくつかの例を以下に示す。しかしながら本発明は、コンタクト・ホールのプリントだけに限られないことに留意されたい。実際に、本発明は実質的に任意のマスク・パターンのプリントと共に用いることができる。
【００３３】
図２は、従来の技術を用いてコンタクト・ホールをピッチに従ってプリントすることの問題点を示している。図２を参照すると、孤立したコンタクトは、低σの通常の照明を用いた場合に最も適切に結像されていることが示されている。しかし密なコンタクトは、強力なオフアクシス照明を用いた場合に最も適切に結像されている。したがって、従来技術を用いて孤立したコンタクト・ホールと密なコンタクト・ホールの両方をプリントするためには、二重露光／２つのマスクによる工程を用いて密なピッチおよび孤立したピッチ、または分割されたピッチをプリントするか、あるいは特注の照明を作成する必要があった。周知のように、二重露光マスクはコストを増加させ、またマスクとマスクの重ね合わせ精度による制約を受ける。さらに、単一の露光マスクを備えた特別の照明は、ＯＡＩより適切に実施することができるが、マスク・パターン内の空間周波数の分布が限られた周期的なデザインパターンに最も適している。
【００３４】
さらに、通常の照明を用いて密なコンタクトをプリントする場合、密なピッチは、λ／（ＮＡ（１＋σ））（ただし、ＮＡは開口数、λはコヒーレンス比）によって制限される。非常に密なコンタクト・マスク・フィーチャを低σ（＜０．４）の通常の照明を用いてプリントするためには、交互ＰＳＭが考えられる。しかし、避け難い位相衝突による制約のため、マスクデザインが非常に複雑になる可能性がある。強力なオフアクシス照明（σアウタ→１．０）の下で減衰ＰＳＭまたはＣＰＬマスクを用いると、（低σの通常の照明とは異なり）より密なピッチをプリントすることが可能になる。しかし、孤立したコンタクト・フィーチャ、および半ば孤立したコンタクト・フィーチャでは、プリント性能を密なものに合わせるために、ＡＳＢとＮＰＦの両方を適用する必要がある。
【００３５】
したがって従来の技術は、ランダムなコンタクト・ホール・パターンをピッチに従ってプリントするための単純な解決策を提供するものではない。
【００３６】
図３Ａ〜３Ｆは、本発明の工程を用いて３種類の異なる照明設定から得られた、本発明の干渉マップを示している。先に言及したように、ＩＭは結像システムの照明および処理条件に依存する。したがって、ＩＭは、得られるマスクを結像させるのに用いられる設定を使って作成されなければならない。図３に示す例では、１００ｎｍの孤立したコンタクト・ホール・フィーチャを、１９３ｎｍ（ＡｒＦ）レーザーおよび０．７５ＮＡを用いて露光している。クエーサー照明、輪帯照明、および低σの通常の照明（すなわち、σ＝０．４）によって形成されて得られるＩＭを、それぞれ図３Ａ、図３Ｃ、および図３Ｅに示す。図３Ｂ、図３Ｄおよび図３Ｆはそれぞれ、３種類の照明の設定を示している。
【００３７】
（図３Ｂに示した）クエーサー照明を用いて作成されたＩＭを示す図３Ａを参照すると、領域３１は強め合う干渉領域（すなわち、ＤＣの変調レベルより高い強度レベルを有する領域）に対応し、したがってコンタクト・ホールの強度を高め、領域３２は中立領域（すなわち、ＤＣの変調レベルと実質的に等しい強度レベルを有する、強め合う領域でも弱め合う領域でもない領域）に対応し、領域３３はコンタクト・ホールの強度を低下させる弱め合う干渉領域（すなわち、ＤＣの変調レベルより低い強度レベルを有する領域）に対応している。図３Ｃおよび図３Ｅは、それぞれ輪帯照明および通常の照明を用いて作成された干渉マップを示している。
【００３８】
図４は、ターゲットのマスク・パターンを変更してＯＰＣフィーチャを含めるために、図３Ａに示したＩＭをどのように用いることができるかを示している。図４を参照すると、そこに示すように、変更されたマスク・パターンがＩＭの上に重ねられている。先に言及したように、強め合う干渉領域（図３Ａの領域３１）は、その中の変更されたマスク・パターンの対応する部分に配置されたπ位相シフト・フィーチャを有している。これらの領域は、図４に要素４１で示してある。弱め合う干渉領域（図３Ａの領域３３）は、その中の変更されたマスク・パターンの対応する部分に配置された非位相シフト・フィーチャを有している。これらの領域は、図４に要素４２で示してある。最後に、中立領域（図３Ａの領域３２）は、所与の例でそこに配置されたアシスト・フィーチャを一切有していない。したがって、図４は、本発明に従ってターゲット・マスクと共にアシスト・フィーチャをどのように配置するかを示している。
【００３９】
図５Ａ〜５Ｈは、本発明によるＩＭを用いてアシスト・フィーチャを含むマスク・パターンをどのように作成するか、ならびに得られるコンタクト・パターンのシミュレートされたエアリアル・イメージの他の例を示している。より具体的には、図５Ｂ、図５Ｅおよび図５Ｇはクエーサー照明を用いて結像されるＣＰＬの孤立したコンタクト・マスク・パターンのデザインを示している。図５Ａおよび図５Ｄに示される干渉マップは図３Ａに示した干渉マップに対応しており、ＩＭマップの弱め合う領域３３の上に重ねられた非プリント・フィーチャ５１を含んでいることに留意されたい。コンタクト・ホールは要素５２で示してある。図５Ｄは同じＩＭを示しているが、アシスト・フィーチャが配置されたコンタクト・ホールの周りの対象とする領域が、図５Ａに比べて拡張されている。図５Ｂおよび図５Ｅは、それぞれ図５Ａおよび図５Ｄに対応する変更されたマスク・パターンのＣＰＬデザインに対応している。図５Ｂを参照すると、領域３３は弱め合う干渉領域に対応し、したがって、マスクデザインではそこに配置された非位相シフト・フィーチャ５３を有している。コンタクト・ホール５４は、この非位相シフト・フィーチャ５３と同じ位相を有している。弱め合う領域を囲む領域は、図３Ａに関連して先に述べた強め合う干渉領域３１に対応している。したがってこれらの領域は、マスクデザインではそこに配置されたπ位相シフト・フィーチャ５５を有している。対象の領域の外側の領域は中立であると考えられ、したがって、この領域には透過率ゼロのフィーチャ５６（すなわちクロム）が配置されている。所与の例では、位相シフト・フィーチャ５５および非位相シフト・フィーチャ５３の透過率は１００％である。図５Ｅは同じＩＭに対するマスクデザインの例を示しているが、アシスト・フィーチャを配置する対象の領域が図５Ｂに示したものよりも拡張されている。図５Ｅに示すように、追加の非位相シフト・フィーチャ５３を弱め合う干渉領域に加え、強め合う干渉領域に対応するπ位相シフト・フィーチャ５５の追加の領域もマスクに加える。さらに、π位相シフト・フィーチャの配置を利用して、非位相シフト・フィーチャのプリントを防ぐこともできる。図５Ｇは、図５Ａおよび図５Ｄに示したものと同じＩＭに対するマスクデザインの例を示しているが、アシスト・フィーチャを配置する対象の領域が図５Ｅに示したものよりも拡張されている。図５Ｅと同様に、追加の非位相シフト・フィーチャ５３を弱め合う干渉領域に加え、強め合う干渉領域に対応するπ位相シフト・フィーチャ５５の追加の領域もマスクに加える。
【００４０】
図５Ｃ、図５Ｆおよび図５Ｈは、それぞれ図５Ｂ、図５Ｅおよび図５Ｇに示したマスク・パターンのシミュレートされた２次元像を示している。図示するように、対象の領域が拡張され、適用されるアシスト・フィーチャが多くなるにつれて、得られるプリント性能が向上する。しかし、適用されるアシスト・フィーチャが多くなるにつれて、マスクデザインがより複雑になることに留意されたい。したがって設計者は、許容できる結果を得るために必要な対象の領域はどのくらいの大きさであるかを決定すべきであり、例えば、シミュレーション法を用いること、および対象の領域を変化させることによって、これを実施することができる。
【００４１】
図５Ａに示すように、ＣＰＬコンタクトに対する干渉マップの中央部が暗くなる（すなわち、それがきわめて低い光透過を有する）ことに留意することが重要である。したがって、中央部は弱め合う干渉によって生成される。しかし、図５Ｃ、図５Ｆおよび図５Ｈに示したコンタクト・ホール・マスクの場合に企図したように、実際のＣＰＬパターンデザインに対して補正を行うと、中央部の強度が最高になる。
【００４２】
図６Ａ〜図６Ｆは、図３Ｃに示した輪帯照明から得られるＩＭに対して、ＣＰＬの孤立したコンタクト・マスクをどのように作成するかを示している。図５Ａ〜図５Ｈに関連して既に述べた議論と同様に、図６Ａは図３Ｃに示した干渉マップに対応しており、ＩＭマップの弱め合う領域３３の上に重ねられた非プリント・フィーチャ６１を含んでいる。コンタクト・ホールは、要素６２で示してある。図６Ｄは同じＩＭを示しているが、アシスト・フィーチャが配置されたコンタクト・ホールの周りの対象とする領域が、図６Ａに比べて拡張されている。図６Ｂおよび図６Ｅは、それぞれ図６Ａおよび図６Ｄに対応する変更されたマスク・パターンのＣＰＬデザインに対応している。図６Ｂを参照すると、領域３３は弱め合う干渉領域に対応し、したがってマスクデザインでは、そこに配置された非位相シフト・フィーチャ６１を有している。コンタクト・ホール６２は、この非位相シフト・フィーチャ６１と同じ位相を有している。弱め合う領域６１を囲む領域は、図３Ｃに関連して先に述べた強め合う干渉領域３２に対応している。したがってこれらの領域は、マスクデザインではそこに配置されたπ位相シフト・フィーチャ６５を有している。対象の領域の外側の領域は中立であると考えられ、したがって、この領域には透過率ゼロのフィーチャ６６（すなわちクロム）が配置されている。所与の例では、位相シフト・フィーチャ６５および非位相シフト・フィーチャ６１の透過率は１００％である。図６Ｃおよび図６Ｆは、それぞれ図６Ｂおよび図６Ｅに示したマスク・パターンのシミュレートされた２次元像を示している。ここでも対象の領域が拡張され、適用されるアシスト・フィーチャが多くなるにつれて、得られるプリント性能が向上する。
【００４３】
図７は、クエーサー照明を用いた図５Ｂ−ＣＰＬ１、図５Ｅ−ＣＰＬ２、および図５Ｇ−ＣＰＬ３に示した３種類のＣＰＬコンタクト・マスクデザインと、ＯＰＣなしの９％減衰された一般的なコンタクト・ホール・マスクについて、ピークのエアリアル・イメージ強度を用いて予測されたプリント性能の比較を示している。
【００４４】
図示するように、可能なプリント性能の上限と下限をそれぞれ示すために、グラフは９％減衰ＰＳＭ（通常のσ＝０．３５）および９％減衰ＰＳＭ（クエーサー）を含んでいる。図７を参照すると、コンタクト・ホール・マスクをプリントする場合、ピーク強度が高いほど、より適切なプリント性能が期待される。ＣＰＬ３デザインはＡＳＢおよびＮＰＦの最も包括的なデザインを有するため、図示するように最も適切なプリント性能が期待される。ＣＰＬ１デザインは比較的単純なデザインを有するが、それにもかかわらず、クエーサー照明の下での９％減衰ＰＳＭと比べてプリント性能が大幅に改善されている。最後にＣＰＬ２デザインは、９％減衰ＰＳＭの通常の照明と実質的に同じ性能を有している。
【００４５】
図８は、輪帯照明を用いた図６Ｂ−ＣＰＬ１および図６Ｅ−ＣＰＬ２に示した２種類のＣＰＬコンタクト・マスクデザインと、ＯＰＣなしの９％減衰された一般的なコンタクト・ホール・マスクについて、ピークのエアリアル・イメージ強度を用いて予測されたプリント性能の比較を示している。
【００４６】
図示するように、輪帯照明を用いた９％減衰ＰＳＭコンタクト（ＯＰＣなし）に対して、輪帯照明を用いたＣＰＬコンタクト・マスクデザインは、ピークの強度レベルが大幅に向上している。クエーサー照明の例と同様に、ＯＰＣデザインが包括的になるほど、得られるプリント性能が向上する。図８に示すように、輪帯照明を用いたＣＰＬ２デザインの予測されるプリント性能は、９％減衰ＰＳＭの通常の照明（σ＝０．３５）にきわめて近い。
【００４７】
本発明の方法は、例えば二重極照明など、他の照明と共に用いることもできることに留意されたい。図９Ａは、二重極照明の一例を示している。図９Ｂは、孤立したコンタクト・ホールに伴って得られる干渉マップを示している。図９Ｂに示すように、ＩＭは強め合う干渉領域９１、弱め合う干渉領域９２、および中立領域９３を示している。前述の図全体を通じて用いたこれまでの例と同様に、強め合う干渉領域９１は、マスク・パターンではそこに配置されたπ位相シフト・アシスト・フィーチャを有し、弱め合う干渉領域９２は、マスク・パターンではそこに配置された非位相シフト・アシスト・フィーチャを有する。中立領域９３は、そこに配置された透過率ゼロのアシスト・フィーチャを有する。図９Ｃは、図９Ｂに示したＩＭの３次元像を示している。図示するようにＩＭは正値と負値の両方を有しており、それらを用いて強め合う干渉領域と弱め合う干渉領域が決定される。
【００４８】
図１０Ａは、ランダムなコンタクト・パターンに対するＩＭの一例である。前述の例と同様に、視野の領域１０１はエアリアル・イメージ強度が０．１０より大きい領域を表し、領域１０２はエアリアル・イメージ強度が０．１０より小さい領域を表し、領域１０４はエアリアル・イメージ強度が０．１０に近い領域を表している。このシミュレーションは、図１０Ｂに示すように、ＡｒＦ、０．７５ＮＡ、０．９７／０．７２／３０℃−四重極照明を用いて実施した。前述の例と同様に、ＩＭが作成され前述の領域が決定された後、先に論じた方法で、マスク・パターンにアシスト・フィーチャを配置することができる。
【００４９】
したがって、本発明の方法は、ＩＭとＳＢ、ＡＳＢとＮＰＦの使用を包含する新規なＯＰＣ技術について記載するものである。本発明を用いることにより、ディープ・サブ波長の大きさの、全てのピッチ範囲のマスク・フィーチャに対して、ＯＡＩ（または他の任意の照明）を用いて最適なプリント性能を達成することが可能になる。
【００５０】
また、最適なＯＰＣマスクデザインを作成するために、本発明の方法を自動的に実施することも可能である。これは、ＭａｓｋＷｅａｖｅｒなど電子ＣＡＤ設計ツールを用いて行うことができる。
【００５１】
図１１は、本発明を用いてデザインされたマスクと共に使用するのに適したリソグラフィ投影装置を概略的に示している。この装置は、
（１）この特定の場合には放射線源ＬＡをも備えた、放射線の投影ビームＰＢを供給するための放射線システムＥｘ、ＩＬと、
（２）マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備えた第１のオブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴであって、部材ＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続された第１のオブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
（３）基板Ｗ（例えばレジスト・コート・シリコン・ウェハ）を保持するための基板ホルダを備えた第２のオブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴであって、部材ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段に接続された第２のオブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
（４）マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに結像させるための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折光学系、反射光学系、屈折反射光学系）と
を備えている。
【００５２】
本明細書で図示する装置は、透過タイプの（すなわち、透過性マスクを有する）ものである。しかし一般に、例えば（反射性マスクを有する）反射タイプのものであってもよい。あるいはマスク使用の代替形態として、他の種類のパターン形成手段を用いてもよい。その例には、プログラマブル・ミラー・アレイやＬＣＤマトリクスが含まれる。
【００５３】
放射線源ＬＡ（例えば水銀ランプ、エキシマ・レーザーまたは放電プラズマ源）は放射線ビームを生成する。このビームは、直接、または例えばビーム・エキスパンダーＥｘなどの調節手段を通過した後に、照明系（照明器）ＩＬ内に送られる。照明器ＩＬは、ビームの強度分布の外側および／または内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσ−アウタ、σ−インナとそれぞれ呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭを含むことができる。さらに、調整手段ＡＭは、一般には積算器ＩＮやコンデンサＣＯなど他の様々な構成要素を含む。このようにして、マスクＭＡ上に衝突するビームＰＢは、その断面内に、所望される均一性および強度分布を有する。
【００５４】
図１１に関して、（例えば放射線源ＬＡが水銀ランプである場合によく見られるように）放射線源ＬＡ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が、リソグラフィ投影装置から離し、それが生成する放射線ビームを（例えば適切な方向付けミラーを利用して）装置内に導くことも可能であることに留意すべきであり、この後者のケースは、放射線源ＬＡが（例えばＫｒＦ、ＡｒＦ、またはＦ２レイジングをベースとする）エキシマ・レーザーである場合によく見られる。本発明は、これらのケースの両方を包含する。
【００５５】
ビームＰＢはその後、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに遮られる。マスクＭＡを通過したビームＰＢはレンズＰＬを通過し、このレンズＰＬはビームＰＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃの上に集束させる。第２の位置決め手段（および干渉測定手段ＩＦ）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、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、または走査中に、第１の位置決め手段を用いてマスクＭＡをビームＰＢの経路に対して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、長いストロークのモジュール（粗い位置決め）および短いストロークのモジュール（細かい位置決め）を用いて実現されるが、これらは図１１に明示されていない。しかし、（ステップ・アンド・スキャン式ツールではなく）ウェハ・ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを、短いストロークのアクチュエータに接続するだけでもよいし、または固定してもよい。
【００５６】
図示したツールは、異なる２つのモードで使用することができる。
（１）ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴを本質的に静止した状態に保ち、マスクの像全体を１回（すなわち、ただ１回の「フラッシュ」）でターゲット部分Ｃの上に投影する。次いで、異なるターゲット部分ＣをビームＰＢで照射することができるように、基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動させる。
（２）走査モードでは、所与のターゲット部分Ｃを１回の「フラッシュ」で露光しないことを除けば、本質的に同じ方法が適用される。その代わり、マスク・テーブルＭＴは速度ｖで所与の方向（例えばｙ方向など、いわゆる「走査方向」）に移動可能であり、したがって投影ビームＰＢはマスクの像全体を走査する。それと同時に、基板テーブルＷＴを、速度Ｖ＝Ｍｖ（ただし、ＭはレンズＰＬの倍率であり、一般にＭ＝１／４または１／５）で同じ方向または反対方向に同時に移動させる。この方法では、解像度を損なうことなく、比較的大きいターゲット部分Ｃを露光することができる。
【００５７】
コンピュータ・システムのソフトウェアの機能には、実行可能コードを含めたプログラム作成が含まれ、その機能を用いて上述の結像モデルを実現することができる。ソフトウェア・コードは、汎用コンピュータで実施可能なものである。操作時には、コードおよび関連する可能性のあるデータ・レコードを汎用コンピュータのプラットフォームに格納する。しかし普段は、ソフトウェアを他の場所に格納し、かつ／または伝送して適切な汎用コンピュータ・システムにロードするようにしてもよい。したがって先に論じた実施例には、機械で読み出し可能な少なくとも１つの媒体によって搬送される１つまたは複数のコード・モジュールの形の、１つまたは複数のソフトウェア製品が含まれる。コンピュータ・システムのプロセッサによってこうしたコードを実行することにより、プラットフォームは、本質的に本明細書で論じ図示する実施例の中で実施された方法で、カタログおよび／またはソフトウェア・ダウンロード機能を実施することが可能になる。
【００５８】
本明細書で使用する、コンピュータまたは機械で「読み出し可能な媒体」などの用語は、プロセッサに対して実行命令を与えることに関与する任意の媒体を指す。こうした媒体は多くの形をとることが可能であり、それだけには限らないが、不揮発性媒体、揮発性媒体および伝送媒体が含まれる。不揮発性媒体には、例えば光ディスクや磁気ディスクなど、先に論じたサーバー・プラットフォームの１つとして動作する任意の（１つまたは複数の）コンピュータの任意の記憶装置などが含まれる。揮発性媒体には、こうしたコンピュータ・プラットフォームの主記憶装置などの動的記憶装置が含まれる。物理的な伝送媒体には、同軸ケーブルや、コンピュータ・システム内でバスを構成するワイヤを含めた銅線および光ファイバが含まれる。搬送波伝送媒体は、電気または電磁気信号、あるいは高周波（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成されるような音波または光波の形をとることができる。したがって、コンピュータで読み出し可能な媒体の一般的な形には、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、他の任意の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、他の任意の光媒体、また一般に使用されることは少ないが、パンチ・カード、紙テープ、穿孔パターンを用いた他の任意の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭおよびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、他の任意のメモリ・チップまたはカートリッジ、データまたは命令を伝送する搬送波、こうした搬送波を伝送するケーブルまたはリンク、あるいはコンピュータがプログラミング・コードおよび／またはデータをそれから読み出すことができる他の任意の媒体などが含まれる。これらの形のコンピュータで読み出し可能な媒体の多くは、プロセッサに対する１つまたは複数の実行命令の１つまたは複数のシーケンスの搬送に関与することができる。
【００５９】
前述のように、本発明の方法は、従来技術にまさる重要な利点を提供する。最も重要なのは、本発明のＯＰＣ技術により、実質的にどんな照明条件を用いてもピッチに従ってディープ・サブ波長マスク・パターンを結像させることが可能になることである。その結果、本発明は、例えば、孤立したコンタクトから密なコンタクトまで、ランダムに配置されたコンタクトを有する（すなわち、すべてのコンタクトが互いに均一に配置されているわけではない）コンタクトの配列を単一の照明を用いてプリントする技術が可能になる。一方、孤立したフィーチャと密な間隔のフィーチャの両方をプリントして許容できる解像度の結果を得られるようにするためには、従来技術のＯＰＣ技術では一般に多重露光が必要であった。１つの固有の利点は、本発明がＯＡＩを用いて全てのピッチ範囲のフィーチャに対して最適なプリント性能を実現することである。
【００６０】
さらに、前述の方法の変形形態も可能である。例えばこの方法を、バイナリ・レチクル・パターン（０および＋１の電界振幅）と位相シフト・レチクル・パターン（０、＋１、および−１の電界振幅）の両方に用いることができる。前述の例では、暗視野マスク・タイプに明マスク・パターンをプリントするための本発明の方法を示した。しかし同じ方法を、明視野マスク・タイプに全てのピッチ範囲の暗フィーチャをプリントするために、同様に適切に適用することができる。
【００６１】
さらに、本発明で開示した概念は、サブ波長のフィーチャを結像させるための任意の一般的な結像システムをシミュレートする、または数学的にモデル化することが可能であり、特にますます短くなる波長を発生させることが可能な新興の結像技術と共に用いることができる。既に使用されている新興技術には、ＡｒＦレーザーを用いた１９３ｎｍの波長、さらにはフッ素レーザーを用いた１５７ｎｍの波長を発生させることができるＥＵＶ（極端紫外線）リソグラフィが含まれる。さらにＥＵＶリソグラフィは、２０〜５ｎｍの範囲の光子を発生させるためにシンクロトロンを用いるか、またはある材料（固体またはプラズマ）に高エネルギーの電子をあてることにより、この範囲の波長を発生させることができる。この範囲内ではほとんどの材料が吸収性であるため、多層のモリブデンとシリコンを用いた反射ミラーによって照明を作成することができる。この多層ミラーは、各層の厚さが４分の１波長である４０層の対のモリブデンとシリコンを有している。Ｘ線リソグラフィを用いて、さらに短い波長を発生させることもできる。一般に、シンクロトロンを用いてＸ線波長を発生させる。Ｘ線波長ではほとんどの材料が吸収性であるため、吸収材料の薄片により、フィーチャがプリントされる（ポジ型レジスト）場所、またはプリントされない（ネガ型レジスト）場所を決定する。
【００６２】
本発明で開示した概念は、シリコン・ウェハなどの基板に結像させるために用いることができるが、任意のタイプのリソグラフィ結像システム、例えばシリコン・ウェハ以外の基板に結像させるために用いられるシステムなどと共に用いることもできることを理解すべきであることにも留意されたい。
【００６３】
本発明のある特定の実施例を開示してきたが、本発明はその趣旨または本質的な特性から逸脱することなく、他の形で実施可能であることに留意されたい。したがって本実施例は、あらゆる点で例示的なものであり、限定的なものではないと考えられるべきであり、したがって、添付の特許請求の範囲で示されている本発明の範囲、ならびに特許請求の範囲と同等の意味および範囲に含まれる全ての変更は、その中に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に従ってマスク・パターンにＯＰＣ技術を適用する方法を示す例示的な流れ図である。
【図２】従来技術を用いて、コンタクト・ホールをピッチに従ってプリントすることの問題点を示す図である。
【図３Ａ】本発明の工程を用いて特定の照明設定から得られた本発明の干渉マップを示す図である。
【図３Ｂ】本発明の工程を用いて図３Ａと同じ照明設定から得られた本発明の干渉マップを示す図である。
【図３Ｃ】本発明の工程を用いて特定の照明設定から得られた本発明の干渉マップを示す図である。
【図３Ｄ】本発明の工程を用いて図３Ｃと同じ照明設定から得られた本発明の干渉マップを示す図である。
【図３Ｅ】本発明の工程を用いて特定の照明設定から得られた本発明の干渉マップを示す図である。
【図３Ｆ】本発明の工程を用いて図３Ｅと同じ照明設定から得られた本発明の干渉マップを示す図である。
【図４Ａ】ターゲットのマスク・パターンを変更してＯＰＣフィーチャを含めるために、図３Ａに示したＩＭをどのように用いることができるかを示す図である。
【図４Ｂ】ターゲットのマスク・パターンを変更してＯＰＣフィーチャを含めるために、図３Ａに示したＩＭをどのように用いることができるかを示す図である。
【図５Ａ】本発明によるＩＭを用いてアシスト・フィーチャを含むマスク・パターンをどのように作成するか、ならびに得られるコンタクト・パターンのシミュレートされたエアリアル・イメージの例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明によるＩＭを用いてアシスト・フィーチャを含むマスク・パターンをどのように作成するか、ならびに得られるコンタクト・パターンのシミュレートされたエアリアル・イメージの例を示す図である。
【図５Ｃ】本発明によるＩＭを用いてアシスト・フィーチャを含むマスク・パターンをどのように作成するか、ならびに得られるコンタクト・パターンのシミュレートされたエアリアル・イメージの例を示す図である。
【図５Ｄ】本発明によるＩＭを用いてアシスト・フィーチャを含むマスク・パターンをどのように作成するか、ならびに得られるコンタクト・パターンのシミュレートされたエアリアル・イメージの例を示す図である。
【図５Ｅ】本発明によるＩＭを用いてアシスト・フィーチャを含むマスク・パターンをどのように作成するか、ならびに得られるコンタクト・パターンのシミュレートされたエアリアル・イメージの例を示す図である。
【図５Ｆ】本発明によるＩＭを用いてアシスト・フィーチャを含むマスク・パターンをどのように作成するか、ならびに得られるコンタクト・パターンのシミュレートされたエアリアル・イメージの例を示す図である。
【図５Ｇ】本発明によるＩＭを用いてアシスト・フィーチャを含むマスク・パターンをどのように作成するか、ならびに得られるコンタクト・パターンのシミュレートされたエアリアル・イメージの例を示す図である。
【図５Ｈ】本発明によるＩＭを用いてアシスト・フィーチャを含むマスク・パターンをどのように作成するか、ならびに得られるコンタクト・パターンのシミュレートされたエアリアル・イメージの例を示す図である。
【図６Ａ】図３Ｃに示した輪帯照明から得られたＩＭから、ＣＰＬの孤立したコンタクト・マスクをどのように作成するかを示す図である。
【図６Ｂ】図３Ｃに示した輪帯照明から得られたＩＭから、ＣＰＬの孤立したコンタクト・マスクをどのように作成するかを示す図である。
【図６Ｃ】図３Ｃに示した輪帯照明から得られたＩＭから、ＣＰＬの孤立したコンタクト・マスクをどのように作成するかを示す図である。
【図６Ｄ】図３Ｃに示した輪帯照明から得られたＩＭから、ＣＰＬの孤立したコンタクト・マスクをどのように作成するかを示す図である。
【図６Ｅ】図３Ｃに示した輪帯照明から得られたＩＭから、ＣＰＬの孤立したコンタクト・マスクをどのように作成するかを示す図である。
【図６Ｆ】図３Ｃに示した輪帯照明から得られたＩＭから、ＣＰＬの孤立したコンタクト・マスクをどのように作成するかを示す図である。
【図７】図５の３種類のＣＰＬコンタクト・マスクデザインについて、ピークのエアリアル・イメージ強度を用いて予測されるプリント性能を比較した図である。
【図８】図６の２種類のＣＰＬコンタクト・マスクデザインについて、ピークのエアリアル・イメージ強度を用いて予測されるプリント性能を比較した図である。
【図９Ａ】二重極照明の一例を示す図である。
【図９Ｂ】孤立したコンタクト・ホールに伴って得られる干渉マップを示す図である。
【図９Ｃ】コンター図。
【図１０Ａ】ランダムなコンタクト・パターンに対するＩＭの一例を示す図である。
【図１０Ｂ】シミュレーションを行うために用いた照明器を示す図である。
【図１１】本発明を用いてデザインされたマスクと共に使用するのに適したリソグラフィ投影装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
３１、９１  強め合う干渉領域
３２、９３  中立領域
３３、９２  弱め合う干渉領域
５１  非プリント・フィーチャ
５３、６１  非位相シフト・フィーチャ
５４、６２  コンタクト・ホール
５５、６５  π位相シフト・フィーチャ
５６、６６  透過率ゼロのフィーチャ
Ｃ  ターゲット部分
ＣＯ  コンデンサ
Ｅｘ  ビーム・エキスパンダー
ＩＦ  干渉測定手段
ＩＬ  照明器
ＩＮ  積算器
ＬＡ  放射線源
ＭＡ  マスク
ＭＴ  マスク・テーブル
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  レンズ
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
2004220034.tif 000009
【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2004220034.tif 000014
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図６Ａ】
2004220034.tif 000021
【図６Ｂ】
2004220034.tif 000022
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１０Ａ】
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【外国語明細書】
2004220034000001.pdf