(57)【要約】      （修正有） 【課題】レイアウトの交換工程を簡略化し、より簡単な設計方法を可能にする。【解決手段】第１ステップ（ステップ３２）は、横のマスクを画定するために、モデルベースＯＰＣを用いてターゲット・パターンの縦のエッジにシールドを施すこと、ならびに縦のマスクを画定するためにターゲット・パターンの横のエッジにシールドを施す。結像システムの結像性能（すなわち結像ツール、結像条件、レジスト、レジスト処理など）を決めるシステム疑似強度関数として表されたＯＰＣモデルが作成される。次のステップ（ステップ３４）は、横および縦のマスクにサブ解像度のスキャッタリング・バーまたはアシスト・フィーチャを施す。第３および最後のステップ（ステップ３６）は、横および縦の両方のマスクに対して、クリティカルで高い変調方向に沿ったファイン・バイアスを施す。ファイン・バイアス・ステップが実施されれば、横および縦のマスクを作成する工程が完了し、マスクを用いてウェハを結像させることができる。【選択図】図３
2004177968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重露光リソグラフィの結像工程で使用する相補的な複数のマスクの作成方法であって、
複数のフィーチャを有するターゲット・パターンを識別するステップであって、該複数のフィーチャが横方向および縦方向のエッジを有しているステップと、
前記ターゲット・パターンに基づいて横方向のマスクを作成するステップと、
前記ターゲット・パターンに基づいて縦方向のマスクを作成するステップと、
シールド・ステップを実施するステップであって、前記ターゲット・パターンの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つを、横方向のマスクにおいてシールドに置換し、ターゲット・パターンの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つを、縦方向のマスクにおいてシールドに置換し、前記シールドは前記ターゲット・パターンにおける対応するフィーチャの幅よりも大きい幅を有しているステップと
を含む相補的マスクの作成方法。
【請求項２】
アシスト・フィーチャの配置ステップを実施するステップであって、サブ解像度のアシスト・フィーチャを、横方向のマスクの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つと平行に配置し、且つ縦方向のマスクの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つと平行に配置するステップと、
フィーチャ・バイアス・ステップを実施するステップであって、横方向のマスクの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整し、縦方向のマスクの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整するステップと
をさらに含む請求項１に記載の相補的マスクの作成方法。
【請求項３】
前記シールド・ステップの前において、前記横方向のマスクおよび前記縦方向のマスクが前記ターゲット・パターンと同一である請求項１に記載の相補的マスクの作成方法。
【請求項４】
システム擬似強度関数を規定するステップであって、該システム擬似強度関数が、前記多重露光リソグラフィの結像工程の結像性能を近似しているステップと、
前記ターゲット・デザインを用いて前記システム擬似強度関数を評価することにより、前記シールド・ステップで適用されるシールドの量を決定するステップと
をさらに含む請求項１に記載の相補的マスクの作成方法。
【請求項５】
前記多重露光リソグラフィの結像工程の較正されたモデル、または前記多重露光リソグラフィの結像工程の理論モデルのうちの１つを用いて、前記システム擬似強度関数が決定される請求項４に記載の相補的マスクの作成方法。
【請求項６】
前記アシスト・フィーチャ配置ステップが、前記シールド・ステップの前に実施される請求項２に記載の相補的マスクの作成方法。
【請求項７】
多重露光リソグラフィの結像工程に使用するための相補的なマスク・パターンを作成する装置であって、
複数のフィーチャを有するターゲット・パターンを識別する手段であって、該複数のフィーチャが横方向および縦方向のエッジを有している手段と、
前記ターゲット・パターンに基づいて横方向のマスクを作成する手段と、
前記ターゲット・パターンに基づいて縦方向のマスクを作成する手段と、
シールド・ステップを実施する手段であって、前記ターゲット・パターンの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つを、横方向のマスクにおいてシールドに置換し、ターゲット・パターンの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つを、縦方向のマスクにおいてシールドに置換し、前記シールドは前記ターゲット・パターンにおける対応するフィーチャの幅よりも大きい幅を有している手段と
有する相補的マスク・パターンの作成装置。
【請求項８】
アシスト・フィーチャの配置ステップを実施するための手段であって、サブ解像度のアシスト・フィーチャを、横方向のマスクの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つと平行に配置し、且つ縦方向のマスクの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つと平行に配置する手段と、
フィーチャ・バイアス・ステップを実施する手段であって、横方向のマスクの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整し、縦方向のマスクの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整する手段と
をさらに有する請求項７に記載の相補的マスクの作成装置。
【請求項９】
前記シールド・ステップの前において、前記横方向のマスクおよび前記縦方向のマスクが前記ターゲット・パターンと同一である請求項７に記載の相補的マスクの作成装置。
【請求項１０】
システム擬似強度関数を規定する手段であって、該システム擬似強度関数が、前記多重露光リソグラフィの結像工程の結像性能を近似している手段と、
前記ターゲット・デザインを用いて前記システム擬似強度関数を評価することにより、前記シールド・ステップで適用されるシールドの量を決定する手段と
をさらに有する請求項７に記載の相補的マスクの作成装置。
【請求項１１】
前記多重露光リソグラフィの結像工程の較正されたモデル、または前記多重露光リソグラフィの結像工程の理論モデルのうちの１つを用いて、前記システム擬似強度関数が決定される請求項１０に記載の相補的マスクの作成装置。
【請求項１２】
前記アシスト・フィーチャの配置が、前記シールドの実施前に実施される請求項８に記載の相補的マスクの作成装置。
【請求項１３】
双極子照明を用いて基板上にパターンをプリントする方法であって、該パターンが横方向および縦方向のエッジを有する複数のフィーチャを含んでいる方法において、
前記ターゲット・パターンに基づいて横方向のマスクを作成するステップと、
前記ターゲット・パターンに基づいて縦方向のマスクを作成するステップと、
シールド・ステップを実施するステップであって、前記ターゲット・パターンの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つを、横方向のマスクにおいてシールドに置換し、ターゲット・パターンの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つを、縦方向のマスクにおいてシールドに置換し、前記シールドが前記ターゲット・パターンの対応するフィーチャの幅よりも大きい幅を有しているステップと
を含むパターンのプリント方法。
【請求項１４】
アシスト・フィーチャの配置ステップを実施するステップであって、サブ解像度のアシスト・フィーチャを、前記横方向のマスクの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つのと平行に配置し、且つ縦方向のマスクの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つと平行に配置するステップと、
フィーチャ・バイアス・ステップを実施するステップであって、前記横方向のマスクの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整し、前記縦方向のマスクの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整するステップと
をさらに含む請求項１３に記載のパターンのプリント方法。
【請求項１５】
前記シールド・ステップの前において、前記横方向のマスクおよび前記縦方向のマスクが前記ターゲット・パターンと同一である請求項１３に記載のパターンのプリント方法。
【請求項１６】
システム擬似強度関数を規定するステップであって、該システム擬似強度関数が、前記多重露光リソグラフィの結像工程の結像性能を近似しているステップと、
前記ターゲット・デザインを用いて前記システム擬似強度関数を評価することにより、前記シールド・ステップで適用されるシールドの量を決定するステップと
をさらに含む請求項１３に記載のパターンのプリント方法。
【請求項１７】
前記多重露光リソグラフィの結像工程の較正されたモデル、または前記多重露光リソグラフィの結像工程の理論モデルのうちの１つを用いて、前記システム擬似強度関数が決定される請求項１６に記載のパターンのプリント方法。
【請求項１８】
前記アシスト・フィーチャ配置ステップが、前記シールド・ステップの前に実施される請求項１４に記載のパターンのプリント方法。
【請求項１９】
コンピュータを制御するコンピュータ・プログラム製品であって、該コンピュータは読み取り可能な記録媒体を含んでおり、前記記録媒体には、多重露光リソグラフィの結像工程に使用するための相補的マスクに対応するファイルを作成することをコンピュータに指示する手段が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、
複数のフィーチャを有するターゲット・パターンを識別するステップであって、複数のフィーチャが横方向および縦方向のエッジを含んでいるステップと、
前記ターゲット・パターンに基づいて横方向のマスクを作成するステップと、
前記ターゲット・パターンに基づいて縦方向のマスクを作成するステップと、
シールド・ステップを実施するステップであって、ターゲット・パターンの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つを、横方向のマスクにおいてシールドに置換し、ターゲット・パターンの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つを、縦方向のマスクにおいてシールドに置換し、前記シールドがターゲット・パターンの対応するフィーチャの幅よりも大きい幅を有しているステップと
を含んでいることを特徴とするコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２０】
前記ファイルの作成が、
アシスト・フィーチャの配置ステップを実施するステップであって、サブ解像度のアシスト・フィーチャを横方向のマスクの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つと平行に配置し、且つ縦方向のマスクの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つと平行に配置するステップと、
フィーチャ・バイアス・ステップを実施するステップであって、横方向のマスクの複数のフィーチャの横方向のエッジの少なくとも１つを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整し、縦方向のマスクの複数のフィーチャの縦方向のエッジの少なくとも１つを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整するステップと
をさらに含んでいることを特徴とする請求項１９に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２１】
前記シールド・ステップの前において、前記横方向のマスクおよび前記縦方向のマスクが前記ターゲット・パターンと同一である請求項１９に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２２】
前記ファイルの作成が、
システム擬似強度関数を決めるステップであって、該システム擬似強度関数が、前記多重露光リソグラフィの結像工程の結像性能を近似しているステップと、
前記ターゲット・デザインを用いて前記システム擬似強度関数を評価することにより、前記シールド・ステップで適用されるシールドの量を決定するステップと
をさらに含んでいることを特徴とする請求項１９に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２３】
前記多重露光リソグラフィの結像工程の較正されたモデル、または前記多重露光リソグラフィの結像工程の理論モデルのうちの１つを用いて、前記システム擬似強度関数が決定される請求項２２に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２４】
（ａ）少なくとも一部分が放射線感光材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
（ｂ）放射線システムを用いて放射線の投影ビームを提供するステップと、
（ｃ）パターン形成手段を用いて前記投影ビームの断面にパターンを付与するステップと、
（ｄ）パターンが形成された放射線ビームを放射線感光材料の層のターゲット部分の上に投影するステップと、
を含むデバイス製造方法であって、前記ステップ（ｃ）および（ｄ）が、最初に第１のパターンを用いて、次いで第２のパターンを用いて実施され、該第１および第２のパターンが請求項１に記載の方法を用いて作成されたことを特徴とするデバイス製造方法。
【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、特に二重双極子照明技術に使用するマスク・レイアウトの作成に関するものであり、これは双極子照明（ダイポール照明）に関連付けられた横方向および縦方向のマスク・レイアウトを作成するためにモデルベース変換方法を用いている。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、投影ビームをパターン形成するように働くレチクルを保持するマスク・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含み、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）の層で被覆した基板の上にマスク・パターンがイメージングすなわち結像される。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、個々の層の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号にはデュアル・ステージ・リソグラフィ装置が記載されており、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した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（電子設計オートメーション）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・ルールに従っている。これらのルールは処理および設計上の制限によって設定される。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望ましくない形で互いに作用することが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誤差を定めている。
【０００６】
もちろん、集積回路製造時の目標の１つは、原型の回路デザインを（マスクによって）ウェハ上に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使用することである。しかし、集積回路の大きさが減少してその密度が高まるにつれて、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、それ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。多くの高度なＩＣ回路デザインでは、現在の露光装置の解像度の値がＣＤを制約していることがしばしばある。
【０００７】
その上、さらに高性能の半導体デバイスへの要求が続く中で、デザイン・ルールの縮小速度は、露光波長の短波長化と高開口数（ＮＡ）レンズの発達の両方の進歩をしのぎつつある。この要因が、数年前に可能性があると考えられていた限界を超える光学リソグラフィを推進するための課題を、リソグラフィの技術者に提供している。周知のように、解像度向上技術（ＲＥＴ）は、低κ１（低誘電率）の光学リソグラフィに不可欠なものになっている。レンズの瞳に対称で０次および１次の２ビーム方式の結像を使用する強力なオフアクシス照明（ＯＡＩ）は、解像度およびコントラストを大幅に向上させることができる。双極子照明はＯＡＩの最高の事例であり、非常に低κ１の結像に対する工程の許容範囲を向上すると共に、結像に対してより優れたコントラストを提供することが可能である。
【０００８】
しかしながら、双極子照明に伴う制限の１つは、単一の照明では照明の極軸に直交するフィーチャに対する解像度しか向上しないことである。したがってウェハのプリント中に双極子照明を十分に活用するには、マスク・パターンを横（Ｈ方向）および縦（Ｖ方向）に変換しなければならない。このようにしてマスク・パターンが変換されれば、Ｙ極の露光を用いて横向きのフィーチャが結像され、Ｘ極の露光を用いて縦向きのフィーチャが結像されるようになる。双極子照明の１つの重要な観点は、横向きのフィーチャを結像するとき、縦向きのフィーチャが劣化しないように、縦向きのフィーチャを保護（すなわちシールド）しなければならないことである。縦向きのフィーチャを結像するときには、その逆が当てはまる（すなわち、横向きのフィーチャを保護しなければならない）。
【０００９】
図１は、二重双極子結像の基本的な概念を示している。既に述べたように、双極子照明を利用するときには、一般に少なくとも２つの露光が行われる。第１の露光では、Ｘ極の開口１０が、プリントされる線１２の縦の部分にエアリアル・イメージの最大強度（すなわち最大変調）をもたらす。図１の線２４は、その結果得られる像のプロファイルを示している。Ｙ極の開口１６を用いた第２の露光では、線１２に対する像の変調がない。しかし、第１の露光中に形成された縦のフィーチャが第２の露光中に劣化しないように、Ｙ極の開口を用いた第２の露光中は、線１２の縦の部分をシールドする必要があることに留意されたい。図１はシールド１５を用いて線１２をシールドすることを示しており、各シールド１５は、ターゲットの線１２を各側部について横方向に２０ｎｍ拡大して形成されている。すなわち、シールドの量はフィーチャの縦のエッジが拡張された量に相当することに留意されたい。例えば、最初の線幅を７０ｎｍとすれば、縦のエッジそれぞれがさらに２０ｎｍずつ拡張されて、シールド１５の全体の幅は１１０ｎｍになる。このシールドの結果、Ｙ極の開口を用いて横の線を露光するときに、縦のフィーチャ１２の結像（すなわち変調）は実質的に存在しなくなる。エアリアル・イメージは図１の線１７で示されるＤＣ成分であり、これが２０ｎｍのシールドに相当する。図１の線１４で表される最終的なエアリアル・イメージの強度は、Ｘ極の開口を用いた第１の露光とＹ極の開口を用いた第２の露光の合計に相当する。
【００１０】
さらに、露光エネルギーが一定であるとすれば、各エッジのシールドの幅を大きくして縦の線１２に対して２０ｎｍのシールド１５から４０ｎｍのシールド２０にすることにより、得られる像の最小強度のレベルがさらに低いレベルに移されることにも留意されたい。このことは、フィーチャの縦の部分に伴うエアリアル・イメージを表す図１の線２２によって表されている。示されているように、エアリアル・イメージ２２はまさにＤＣ成分である。しかし、それは２０ｎｍのシールドに伴うＤＣ成分１７より低い。このため、４０ｎｍのシールドを用いて形成された合成像１９は、２０ｎｍのシールドを用いて形成された合成像１４より優れた結像の結果を与える。
【００１１】
双極子照明技術を利用するときには、横向きのフィーチャと縦向きのフィーチャを分離する必要があるため、どのように元のＩＣのデザイン・データを横または縦のパターン成分に変換して双極子結像の性能を十分に活用することができる二重露光法用の２つのマスクを作成するかを決定することが、リソグラフィの技術者にとっての課題の１つである。
【００１２】
図２は、あるターゲット・デザインに基づいて横および縦のマスクを作成するための、ルールベースの例示的な「分解」工程を示す流れ図である。図２を参照すると、第１ステップ（ステップ２００）は、原型のレイアウト１９（すなわちターゲット・デザイン）を、主として縦および横のフィーチャに分解または分離することである。次のステップ（ステップ２２０）は、ルールベースのエッジ処理を用いて、両方のマスクにシールドを施すことである。一般に、シールドのルールは経験的に決定される（例えば、所与の数のピッチ間隔での実験結果を用いてルールが定められる）。第３ステップ（ステップ２４０）は、両方の双極子マスク（横および縦）にスキャッタリング・バー（すなわちＯＰＣ技術；光学近接効果補正）を施すことである。特に、第１ステップでシールドを施した後に、各方向にスキャッタリング・バーＯＰＣを施す。スキャッタリング・バー（ＳＢ）は、極に垂直な方向に沿ってのみ施される（すなわち、縦のマスク上に縦のＳＢ、および横のマスク上に横のＳＢ）。第４ステップ（ステップ２６０）は、拡大／深化（ｗｉｄｅｎ／ｄｅｅｐｅｎ）としても知られているネガティブなセリフ処理を施してコーナーを窪ませることである。その目的はシールドにカットアウトを与えることであり、それによって凹状のコーナーの近くでは、十分な光線が高変調方向に沿ったエッジを画定することができるようになり、凹状のコーナーに、より適切な線が画定される。この方法の最後のステップ（ステップ２８０）は、クリティカルな高変調方向に沿ったファイン・バイアス（微細なバイアス）をマスクごとに施すことである。横のマスクは横のエッジに沿ったファイン・バイアス処理を有し、縦のマスクは縦のエッジに沿ったファイン・バイアスを有している。
【００１３】
現在知られている横および縦のマスクを作成する技術では、複雑な構造に対してこうしたマスクを作成しようとしても、必ずしも最適な結果が得られるわけではない。例えば、図２の流れ図に開示したものなどの周知の技術を用いると、例えばデザイン中の「ジョグ」（すなわち、例えば２本の長い横の線の間のわずかな縦の段差など、縦方向または横方向のわずかな変化）、短い「Ｓ」字ターンおよび／またはＵ字型パターンなどの複雑な構造に適したシールドを設けることなど、困難を伴うことがある。さらに、最初に横および縦のマスクを作成するときに、ターゲット・デザインの所与の構造を横の構造として扱うべきか、あるいは縦の構造として扱うべきかどうかを決定するのが難しいこともある。このため、許容できるマスク・デザインを行うためには、前述の問題に対処し、それを修正するような横および縦のマスクの作成に経験を積んだマスク設計者を擁していることがしばしば必要であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、二重双極子結像と共に用いられる横と縦の両方のマスクの作成を可能にし、横および縦のマスクを作成することを目的とした従来技術に伴う問題および不都合を解消する方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、従来技術に比べてレイアウトの変換工程を簡略化し、より簡単な設計方法を可能にする双極子照明を実施するための、横および縦のマスクを作成する方法を提供することである。
【００１６】
より詳細には、本発明は、多重露光リソグラフィの結像工程に用いるための相補的なマスクを作成する方法に関するものである。この方法は、横方向および縦方向のエッジを含む複数のフィーチャを有するターゲット・パターンを識別するステップと、ターゲット・パターンに基づいて横方向のマスクを作成するステップと、ターゲット・パターンに基づいて縦方向のマスクを作成するステップと、シールド・ステップを実施するステップであって、ターゲット・パターンの複数のフィーチャの少なくとも１つの縦方向のエッジを横方向のマスクにおいてシールドに置換し、ターゲット・パターンの複数のフィーチャの少なくとも１つの横方向のエッジを縦方向のマスクにおいてシールドに置換し、またこれらシールドがターゲット・パターンの対応するフィーチャの幅よりも大きい幅を有しているステップと、アシスト・フィーチャの配置ステップを実施するステップであって、サブ解像度（ｓｕｂ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）のアシスト・フィーチャを、横方向のマスクの複数のフィーチャの少なくとも１つの横方向のエッジと平行に配置し、且つ縦方向のマスクの複数のフィーチャの少なくとも１つの縦のエッジと平行に配置するステップと、フィーチャのバイアス・ステップを実施するステップであって、横方向のマスクの複数のフィーチャの少なくとも１つの横方向のエッジを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整し、縦方向のマスクの複数のフィーチャの少なくとも１つの縦方向のエッジを、得られるフィーチャがターゲット・パターンを正確に再現するように調整するステップとを含む。
【００１７】
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しているかもしれないが、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。
【００１８】
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している。
【００１９】
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べきであり、「光弁（ｌｉｇｈｔ  ｖａｌｖｅ）」という用語もこの意味で用いることができる。代表的なマスク（透過性または反射性、バイナリ型、位相シフト型、ハイブリッド型など）の他に、こうしたパターン形成手段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。
【００２０】
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、複雑な手作りのルールベースの「分解」の流れを用いるのではなく、本発明の方法が、ターゲット・デザインから横および縦のマスクを作成するための、簡略化されたモデルベース処理を可能にすることである。
【００２１】
さらに、本発明の方法は処理の流れを簡略化するだけではなく、周知の技術に伴ういくつかの重要な問題を解消するのにも役立つ。例えば、本発明と比較すると、図２に示した周知のルールベースの方法では、プリントされるフィーチャの種類すべてに対して専用のルールを作成する必要がある。そのため、どんな実用的なデザインでも作成すべきルール・セットは膨大である。それとは異なり、本発明の方法を用いれば、ルールのライブラリを作成する必要がない。図１３に示した表は、本発明の方法と周知のルールベースの方法の間のいくつかの違いをリストにして示したものである。
【００２２】
さらに、本発明のモデルベースの方法は、ジョグ、Ｓ字ターンおよびＵ字ターンなど難しい構造をより効果的に取り扱うシールド処理をも提供する。さらに本発明の方法は、複雑なロジックおよびメモリのマスク・パターンを、二重双極子リソグラフィ（ＤＤＬ）と互換性のあるマスク・レイアウトに同時に変換することも可能である。
【００２３】
以下の本発明の例示的な実施例についての詳細な説明から、当業者には本発明の他の利点が明らかとなろう。
【００２４】
以下の詳細な説明および添付図面を参照することにより、他の目的および利点と共に本発明自体もさらに理解することができる。
【実施例】
【００２５】
以下でさらに詳しく説明するように、本発明の好ましい実施例は、双極子照明と共に使用するための横および縦のマスクを作成する方法および装置を提供する。特に本発明の方法は、ターゲット・デザインから横および縦のマスクを作成するための、モデルベース・レイアウト変換法に関する。
【００２６】
図３は、本発明のモデルベース・レイアウト変換法を示す例示的な流れ図である。図３に示すように、モデルベースの方法は本質的に３つの基本的な処理ステップを含む。
【００２７】
図３を参照すると、モデルベースの方法の第１ステップ（ステップ３２）は、横のマスクを画定するために、モデルベースＯＰＣを用いてターゲット・パターンの縦のエッジにシールドを施すこと、ならびに縦のマスクを画定するためにターゲット・パターンの横のエッジにシールドを施すことを含む。換言すれば、横のマスクでも縦のマスクでも、出発点はターゲット・デザインである。ターゲット・デザインのデータは、ＧＤＳＩＩのデータ形式１９、または他の任意の適切な形式で利用可能である。こうして、横のマスクではターゲット・デザインの縦のエッジにシールドが施され、縦のマスクではターゲット・デザインの横のエッジにシールドが施される。以下でさらに説明するように、施されるシールドの量は（例えばエアリアル・イメージや経験的なモデルベースの）ＯＰＣモデルを用いて決定される。ＯＰＣモデルは、ターゲット・パターンに施されるシールドの量を理論モデルに基づいて決定することも可能であることにも留意されたい。以下でさらに説明するように、必ずしも縦および横のエッジの全てにシールドが施されるわけではなく、またシールドの量を変えることもできることに留意されたい。
【００２８】
本発明によれば、結像システムの結像性能（すなわち結像ツール、結像条件、レジスト、レジスト処理など）を決める関数として表されたＯＰＣモデルが作成される。システム擬似強度関数（ＳＰＩＦ；ｓｙｓｔｅｍ  ｐｓｅｕｄｏ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼ばれるこの関数が作成されれば、それを用いて、（ある所定の誤差範囲内で）プリントされた像がターゲット・パターンと一致するように、結像されるターゲット・パターンを自動的に調整／修正することができるようになる。換言すれば、このＳＰＩＦ関数は、所望のターゲットを再現するために、横および縦のマスクに施される必要なシールドを自動的に画定するのに用いられるものである。
【００２９】
ＳＰＩＦ関数の作成は、例えば米国特許出願第１０／２６６，９２２号に記載されており、これを参照によって本明細書に組み込む。この工程を簡単に説明する。第１ステップは、所与の結像システムのプリント性能を決める一連の性能パラメータを決定することである。次に、一実施例では、複数のタイプのフィーチャ（例えば、密に配置されたフィーチャ、ある程度分離されたフィーチャ、分離されたフィーチャ、ライン・エンド、エルボなど）に対して予測された像と実際の像を比較して、プリントされた像（すなわち実際の像）が予測された像からどの程度ずれているかを求める。すなわち、プリント工程を決める性能パラメータは、予測された像がウェハ上にプリントされた実際の像と一致するように調整される。この点において、性能パラメータに関するＳＰＩＦ関数は、所与の結像工程の結像性能を正確に表す。ＳＰＩＦの例を以下に示す。
【００３０】
【数１】
2004177968.tif 000003
上式において、
αｉは較正および最適化のための重み係数であり、
Ｍ（ｘ，ｙ）はマスクの透過関数であり、
Ψｉ（ｘ，ｙ）は、例えば理論的な光学システムのアイゲン（Ｅｉｇｅｎ）関数など、光学結像システムを表すように選択された基礎関数の組であり、
ｘ、ｙはウェハ・パターンの位置であり、
＊は畳込みの演算子である。
【００３１】
ＳＰＩＦを用いて所与の設計パターンがどのようにプリントされるかを予測することにより、所望の（「ターゲット」）パターンをプリントするためのレチクル・デザインを最適化することができる。この種の最適化工程には、例えばＬｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法など十分に確立された任意の最適化法を用いることができる。換言すれば、結像された基板にターゲット・パターンを得るためにＳＰＩＦを用いて、ターゲット・パターンのフィーチャをレチクル中でどのように修正すべきかを決めることができる。
【００３２】
図６は、本発明のモデルベースのＯＰＣ法に用いられるＳＰＩＦを作成するための前述の工程を示す、例示的な流れ図である。第１ステップ（ステップ６０１）では、結像工程を表す最初のＳＰＩＦ関数が決められる。次のステップ（ステップ６０２）では、基板に結像された実際の試験パターンのＳＥＭ画像が取得される。所与の実施例では、縦の双極子および横の双極子を用いた照明の後に得られるパターンが正確に反映されるように、二重双極子結像を用いて試験パターンが結像される。ステップ６０９では、試験パターンを用いてＳＰＩＦ関数の最初の評価が行われて、予測パターンが作成される。次にステップ６０３では、ＳＰＩＦ関数を用いて得られた予測された像を実際にプリントされた試験パターンと比較して、２つの結果の差を求める。その差が所定のある誤差基準より小さければ（ステップ６０５）、ＳＰＩＦ関数は適切であり、それを用いてプリント性能が決められる（ステップ６０６）。しかし、その差がある所定の誤差基準以上であれば、ＳＰＩＦ関数の諸変数が変更され（ステップ６０７）、修正されたＳＰＩＦ関数に基づく新しい予測パターンが計算される（ステップ６０９）。次いで、前述したものと同じ方法で、新しい予測パターンが実際にプリントされた試験パターンと比較される。ＳＰＩＦ関数が実際にプリントされたパターンと所定の誤差基準の範囲内で一致する予測パターンを生成するまで、この工程を継続する。好ましい実施例では、プリントされた試験パターンの２次元の外形が、ＳＥＭを用いて取得されることに留意されたい。
【００３３】
前述のように、ＳＰＩＦ関数が作成されれば、それを用いて、縦のマスクおよび横のマスクにおけるそれぞれ横および縦のフィーチャのエッジに施されるシールドの量を決定することができる。換言すれば、必要なシールドの量だけではなく、所与のフィーチャのエッジにシールドを施す必要があるかどうかがＳＰＩＦ関数を用いて自動的に決定され、その結果、ターゲット・パターンが結像された基板に正確に再現されるようになる。
【００３４】
図４ａおよび図４ｂは、ステップ３２に関連する工程を示している。図４ａは、ＳＰＩＦ関数によって決められたとおりにシールドが施された後の横のマスクを示している。図示されるように、（実線４１で示された）ターゲット・パターンの縦のエッジにはシールド４３が施されている。前述のように、このシールド４３は、ターゲット・パターンの横のエッジを結像させるときに、ターゲット・パターンの縦のエッジを保護するために必要である。同様に図４ｂは、シールドを施した後の縦のマスクを示している。図示されるように、（実線４１で示された）ターゲット・パターンの横のエッジにはシールド４５が施されている。ここでも、このシールド４５は、ターゲット・パターンの縦のエッジを結像させるとき、ターゲット・パターンの横のエッジを保護するために必要である。上述のように、それぞれのマスクの横のエッジ、または縦のエッジの全てにシールドが施されるわけではない。ＯＰＣモデル（すなわちＳＰＩＦ関数）によって必要と思われるときにのみ、シールドが施される。
【００３５】
すなわち、本方法によれば、ＳＰＩＦ関数に対応する較正されたモデルが、横および縦のマスクの両方でターゲット・デザインに施される全てのシールド・エッジの処理を決める。ステップ３２で出力されるのは、このモデルによって施された最適なシールドを備えた横および縦のマスクである。先に論じた従来技術の方法とは異なり、本明細書に開示するモデルベースの方法を実施する場合には、（難しい作業になることがある）元のデザインを横と縦のフィーチャに分離するステップを実施する必要がない。また、実際の設計で見受けることがあるが、想定されるそれぞれのフィーチャを処理するために複数の特別なルールを作成する必要もない。上述のようにステップ３２では、ＳＰＩＦ関数に従ってエッジの向きに基づいてシールドが施される（すなわち、縦のエッジは横のマスクでシールドされ、横のエッジは縦のマスクでシールドされる）。
【００３６】
この方法の次のステップ（ステップ３４）は、横および縦のマスクにサブ解像度のスキャッタリング・バーまたはアシスト・フィーチャを施すことを含む。ステップ３４の結果が図４ｃおよび図４ｄに示されている。より詳細には、横のマスクを示す図４ｃを参照すると、スキャッタリング・バー４７は結像される横のエッジに近接して配置されているだけである。同様に、横のマスクを示す図４ｄを参照すると、スキャッタリング・バー４７は結像される縦のエッジに近接して配置されているだけである。こうしたサブ解像度のスキャッタリング・バーおよびアシスト・フィーチャを使用してＯＰＣを与えることは当業者にはよく知られている。例えば米国特許第５，８２１，０１４号にはそれが教示されており、これを参照によって本明細書に組み込む。それに応じて、スキャッタリング・バーに関する他の開示を省略する。
【００３７】
この方法の第３および最後のステップ（ステップ３６）は、横および縦の両方のマスクに対して、クリティカルで高い変調方向に沿ったファイン・バイアスを施すことを含む。より詳細には、横のマスクの横のエッジに沿ってファイン・バイアス４９が施され、縦のマスクの縦のエッジに沿ってファイン・バイアス４９が施される。図４ｅは結像される横のエッジにファイン・バイアスを施した後に得られる横のマスクの例を示しており、図４ｆは結像される縦のエッジにファイン・バイアスを施した後に得られる縦のマスクの例を示している。さらなるレベルのＯＰＣを提供するために、モデルベースのファイン・バイアス処理が自動的に実施されることに留意されたい。図４ｅおよび図４ｆを参照すると、所与の横および縦のマスクに結像されるエッジが、それぞれ図４ｃおよび図４ｄに示された対応する横および縦のマスクに示されている直線のエッジから変更されていることが分かる。一例として、このモデルによって、例えば全てのエッジが正確に画定されるように負のセリフ領域内の切り込み量（すなわち深化量）を自動的に決めること、あるいはＣＤ制御を考慮してフィーチャ・エッジを調整することができる。ファイン・バイアス・ステップが実施されれば、横および縦のマスクを作成する工程が完了し、マスクを用いてウェハを結像させることができるようになる。
【００３８】
図５ａは、図４ｅおよび図４ｆに示された全体モデルベースで作成されたマスク・レイアウトを用いた二重露光の場合に、計算／予測されたレジストの外形全体を示しており、図５ｂはそれに対応する３次元プロファイルを示している。
【００３９】
上述したように、本発明と共に用いられるモデルベースのＯＰＣは、例えばエアリアル・イメージまたは経験的モデル、あるいは論理モデルに基づいて決定される。二重双極子リソグラフィ技術に必要なシールドを提供するためにモデルベースのＯＰＣを適用した、さらに詳細な例を以下に述べる。図７ａおよび図７ｂは、Ｔ字型のフィーチャである例示的なターゲット・パターンを示している。図７ａは（Ｙ極を用いて結像される）横のマスクを示しており、図７ｂは（Ｘ極を用いて結像される）縦のマスクを示している。最初は、横のマスクも縦のマスクもターゲット・マスクと同一である。次いで、本明細書で説明するように、許容される限度の範囲内で正確にターゲット・パターンが再現されるように、モデルのＯＰＣルールによってシールドが調整される。
【００４０】
図７ａおよび図７ｂを参照すると、この工程を説明するために、強度分布を調べることが可能な位置に切断線７１および７２が示されている。第１の切断線７１は縦のフィーチャを横切るように選択され、第２の切断線７２は横のフィーチャを横切るように選択されている。切断線７１での例示的な強度分布が図８ａに示され、切断線７２での例示的な強度分布が図８ｂに示されている。切断線の位置および強度分布は例示的なものにすぎないことに留意されたい。さらに図８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂ、１２ａおよび１２ｂに示される強度分布も例示のみを目的とするものであり、実際の強度分布を表したり、それに対応したりするものではない。
【００４１】
図８ａおよび図８ｂを参照すると、双極子Ｘを用いた照明後の強度分布がラベルＤＸで表示され、双極子Ｙを用いた照明後の強度分布がラベルＤＹとして示されている。図８ａの強度分布と図８ｂの強度分布の間の違いは、ＤＸまたはＤＹの照明から得られる強度分布の形である。閾値はレジストを現像する強度を示している。所与の例で示されるように、どちらの切断線でも、２つの露光の合計は閾値を超えている。すなわちこの状況では、マスクが原型のターゲット・パターンに一致していても、フィーチャは全くプリントされないことになる。強度分布を下げるためには、モデルのＯＰＣルールによって決められたシールドの要件に従って、ターゲット・フィーチャのエッジが外側に寄せられる（すなわちシールドされる）。本発明に従えば、横のマスクの縦のエッジ、および縦のマスクの横のエッジのみが外側に寄せられる（すなわちシールドされる）。このステップは、この工程のシールド・ステップに相当する。その結果、エアリアル・イメージに対する「悪い」露光の寄与が減少する。図９ａおよび図９ｂは、それぞれ縦のエッジのシールドを有する横のマスク、および横のエッジのシールドを有する縦のマスクを示している。図１０ａおよび図１０ｂを参照すると、シールドを施した後に、ある位置で２つの露光の合計が下がって閾値の強度より小さくなっており、したがってフィーチャのプリントが可能になる。
【００４２】
図７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂ、１１ａおよび１１ｂでは、フィーチャの各エッジにシールドが均一に施された場合が示されていることにも留意されたい。こうした均一な適用は１つの可能性ではあるが、所与のエッジそれぞれを個々のセグメントとして扱い、エッジがセグメントのバイアスによってセグメント上に施されたシールドを有する（あるいはシールドを施さない）ようにすることも可能である。例えば、所与のフィーチャのエッジを、例えば長さが２０〜５００ｎｍの範囲である個々のセグメントに分離することが可能であり、各セグメントは個々のエッジと見なされ処理される。
【００４３】
図１１ａおよび図１１ｂは、ファイン・フィーチャ・バイアスを提供するための、横および縦のマスクの他の変更形態を示している。それを超えると強度が閾値より低くなる位置間隔が、切断線の線幅になっている。シールド・ステップを実施しても、一般に線幅は目標の線幅とは等しくならない。ファイン・フィーチャ・バイアス・ステップを用いて、これらのオフセットが修正される。図１１ａおよび図１１ｂに示すように、予測された線の線幅が所与の位置における目標の線の線幅と等しくなるように、横のマスクのフィーチャの横のエッジ、および縦のマスクのフィーチャの縦のエッジが調整される。図１２ａおよび図１２ｂは、ファイン・フィーチャ・バイアス・ステップを実施したときの、切断線での強度分布を示している。
【００４４】
先に開示した方法の代替形態も可能であることに留意されたい。例えば、モデルベースのシールド構造体の配置は、二重双極子リソグラフィだけに限定されるものではない。多重露光のリソグラフィは、クエーサー型（ｑｕａｓａｒ）、環状、六重極およびソフト双極子（すなわち双極子に中心輝点（ｃｅｎｔｒａｌ  ｓｐｏｔ）を加えたもの）など様々な照明を用いることができる。シールドは、しばしば多重露光リソグラフィの要件になる。すなわち、本発明のモデルベースのシールド技術は、シールドを必要とする多重露光技術の変形形態すべてに用いることもできる。
【００４５】
さらに、本発明の工程の順序は、図３に示した特定の順番に限定されない。例えば、ＳＢの適用（ステップ３４）をシールドの適用（ステップ３２）の前に実施することもできる。
【００４６】
上述した本発明の方法を、先に論じたように、ＣＡＤ（コンピュータ援用設計）プログラムの中に組み込むことが可能であり、それが上述の方法を実施し、また本発明の工程によって作成された横および縦のマスクを表すファイルを生成するように部分的に機能することにも留意されたい。
【００４７】
本発明はまた、従来技術にまさる重要な利点をも提供する。最も重要なものは、複雑な手作りのルールベースの分解の流れを用いるのではなく、本発明の方法が、ターゲット・デザインから横および縦のマスクを作成するための簡略化されたモデルベースの処理を可能にすることである。
【００４８】
さらに、本発明の方法は処理の流れを簡略化するだけではなく、周知の技術に伴ういくつかの重要な問題を解消するのにも役立つ。例えば、本発明と比較すると、図２に示した周知のルールベースの方法では、プリントされるフィーチャの種類すべてに対して専用のルールを作成する必要がある。そのため、どんな実用的なデザインでも作成すべきルール・セットは膨大である。それとは異なり、本発明の方法を用いれば、ルールのライブラリを作成する必要がない。図１３に示した表は、本発明の方法と周知のルールベースの方法との間のいくつかの違いをリストにして示したものである。
【００４９】
さらに、本発明のモデルベースの方法は、ジョグ、Ｓ字ターンおよびＵ字ターンなど難しい構造をより有効に取り扱ったシールド処理をも提供する。さらに、本発明の方法は、複雑なロジックおよびメモリのマスク・パターンを、二重双極子リソグラフィ（ＤＤＬ）と互換性のあるマスク・レイアウトに同時に変換することも可能である。
【００５０】
図１４は、本発明を利用して設計されたマスクと共に用い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、
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、
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、
基板Ｗ（例えばレジスト塗布シリコン・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、
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、反射屈折光学系）と
を有している。
【００５１】
本明細書で図示する装置は、（例えば透過性マスクを有する）透過タイプのものである。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。あるいはマスクを使用する代わりに、装置には他の種類のパターン形成手段を用いてもよく、その例にはプログラマブル・ミラー・アレイやＬＣＤマトリックスが含まれる。
【００５２】
放射線源ＬＡ（例えば水銀ランプ、エキシマ・レーザーまたはプラズマ放電源）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−ｏｕｔｅｒ）、σ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）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。
【００５３】
図１４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レージングに基づく）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。
【００５４】
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にインターセプトされる。マスクＭＡを透過したビーム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（微細な位置決め）を用いて実現されるが、これらは図１４に明示されていない。しかし、（ステップ・アンド・スキャン式装置ではなく）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。
【００５５】
図示したツールは、以下の異なる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の上に結像させる。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。
【００５６】
本発明のある特定の実施例について開示してきたが、本発明はその趣旨および本質的な特徴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。例えば本発明の方法は、あらゆる極角度およびσ設定で使用することが可能であり、本明細書の例示的な実施例に記載され図示された極角度およびシグマ設定に限定されるものではない。したがって、本実施例はあらゆる点において例示的であり限定的なものではないと考えられるべきであり、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって示される。したがって、特許請求の範囲と同等の意味および範囲内にある変更はすべて、その中に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】双極子照明の原理を示す図。
【図２】二重双極子照明と共に用いる横および縦のマスクを作成するための、ルールベースの分解法の例示的な流れ図。
【図３】本発明のモデルベースのレイアウト変換法を示す例示的な流れ図。
【図４ａ】本発明の方法に従ってシールドを施した後の横のマスクを示す図。
【図４ｂ】本発明の方法に従ってシールドを施した後の縦のマスクを示す図。
【図４ｃ】本発明の方法に従ってスキャッタリング・バーを施した後の横のマスクを示す図。
【図４ｄ】本発明の方法に従ってスキャッタリング・バーを施した後の縦のマスクを示す図。
【図４ｅ】本発明の方法に従ってファイン・フィーチャ・バイアスを施した後の横のマスクを示す図。
【図４ｆ】本発明の方法に従ってファイン・フィーチャ・バイアスを施した後の縦のマスクを示す図。
【図５ａ】図４ｅおよび図４ｆに示したモデルベースで作成されたマスク・レイアウトを用いた二重露光の場合の、計算されたレジストの外形を示す図。
【図５ｂ】図５ａに対応する３次元のプロファイルを示す図。
【図６】本発明のモデルベースのＯＰＣ法で使用されるＳＰＩＦの作成方法を示す例示的な流れ図。
【図７ａ】本発明のシールド・ステップを実施する前の、例示的な横のマスクおよび例示的な縦のマスクを示す図。
【図７ｂ】本発明のシールド・ステップを実施する前の、例示的な縦のマスクおよび例示的な縦のマスクを示す図。
【図８ａ】図７ａに示したマスクに対応した例示的な強度分布を示す図。
【図８ｂ】図７ｂに示したマスクに対応した例示的な強度分布を示す図。
【図９ａ】シールド・ステップを実施した後の横のマスクを示す図。
【図９ｂ】シールド・ステップを実施した後の縦のマスクを示す図。
【図１０ａ】図９ａに示したマスクに対応した例示的な強度分布を示す図。
【図１０ｂ】図９ｂに示したマスクに対応した例示的な強度分布を示す図。
【図１１ａ】ファイン・フィーチャ・バイアスを提供するための横のマスクの他の変更形態を示す図。
【図１１ｂ】ファイン・フィーチャ・バイアスを提供するための縦のマスクの他の変更形態を示す図。
【図１２ａ】図１１ａに示したマスクに対応した例示的な強度分布を示す図。
【図１２ｂ】図１１ｂに示したマスクに対応した例示的な強度分布を示す図。
【図１３】本発明の方法と周知のルールベースの方法の間の例示的な違いを示す表。
【図１４】本発明を利用して設計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。
【符号の説明】
【００５８】
Ｃ  ターゲット部分
ＣＯ  コンデンサ
Ｅｘ  ビーム・エキスパンダ
ＩＬ  照明器
ＩＮ  インテグレータ
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
１０、１６  開口
１２  線
１５、２０、４３、４５  シールド
４７  スキャッタリング・バー
７１、７２  切断線
【図１】
2004177968.tif 000004
【図２】
2004177968.tif 000005
【図３】
2004177968.tif 000006
【図４ａ】
2004177968.tif 000007
【図４ｂ】
2004177968.tif 000008
【図４ｃ】
2004177968.tif 000009
【図４ｄ】
2004177968.tif 000010
【図４ｅ】
2004177968.tif 000011
【図４ｆ】
2004177968.tif 000012
【図５ａ】
2004177968.tif 000013
【図５ｂ】
2004177968.tif 000014
【図６】
2004177968.tif 000015
【図７ａ】
2004177968.tif 000016
【図７ｂ】
2004177968.tif 000017
【図８ａ】
2004177968.tif 000018
【図８ｂ】
2004177968.tif 000019
【図９ａ】
2004177968.tif 000020
【図９ｂ】
2004177968.tif 000021
【図１０ａ】
2004177968.tif 000022
【図１０ｂ】
2004177968.tif 000023
【図１１ａ】
2004177968.tif 000024
【図１１ｂ】
2004177968.tif 000025
【図１２ａ】
2004177968.tif 000026
【図１２ｂ】
2004177968.tif 000027
【図１３】
2004177968.tif 000028
【図１４】
2004177968.tif 000029
【外国語明細書】
2004177968.tif 000030
2004177968.tif 000031
2004177968.tif 000032
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