(57)【要約】【課題】デバイスの製造に使うリソグラフィ投影装置の投影用パラメータ、特に放射線源強度分布、光学的近接補正規則およびプロセスウインドウを簡単なソフトウエアで決定する方法を提供すること。【解決手段】この方法は、結像すべきパターンの複数の形態を選択する工程、この放射線を複数の線源要素に概念的に分割する工程、各線源要素に対して、各選択した形態用のプロセスウインドウを計算し、次に計算したプロセスウインドウの重複を最適化する光学的近接補正規則を決める工程、および、これらのプロセスウインドウの重複および光学的近接補正規則が指定した基準を満たす線源要素を選択する工程、を含む。これらの選択した線源要素が線源の強度分布を形成する。前記決定した光学的近接補正規則に従って修正したパターンを有するパターニング手段と前記線源強度分布の線源を使って前記プロセスウインドウ内で基板を露出することもできる。【選択図】図２
2004191981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ投影装置において、
放射線の投影ビームを供給するための放射線システム、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するのに役立つパターニング手段を支持するための支持構造体、
基板を保持するるための基板テーブル、および
パターン化したビームを基板の目標部分上に投影するための投影システムを含む装置に使うためのパターニング手段用投影ビーム源強度分布および光学的近接補正規則を決めるための方法であって、
該方法が、
結像すべき所望のパターンの複数の形態を選択する工程、
放射線システムの放射線を複数の線源要素に概念的に分割する工程、
各線源要素に対して、各選択した形態用のプロセスウインドウを計算し、且つ計算したプロセスウインドウの重複を最適化する光学的近接補正規則を決める工程、
プロセスウインドウの重複および光学的近接補正規則が指定した基準を満たす線源要素を選択する工程、および
線源強度分布を形成し、選択した線源要素、および光学的近接補正規則についてのデータを出力する工程、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
線源要素を選択する工程に対する一つの基準または基準の組合せは、重複するプロセスウインドウが所定の閾値を超えることである請求項１に記載された方法。
【請求項３】
線源要素を選択する工程に対する一つの基準または基準の組合せは、選択した要素用の光学的近接補正規則が実質的に同じことである請求項１または請求項２に記載された方法。
【請求項４】
線源要素を選択する工程が前記光学的近接規則によって定められるベクトル空間に高密度線源要素を有する領域を指定する工程を含む請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された方法。
【請求項５】
選択した線源要素の和に相当する線源強度分布に基づいて出力した光学的近接補正規則を計算する工程をさらに含む請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された方法。
【請求項６】
各線源要素が該線源の各象限に一つ、対称に配置した四つのサブ要素を含む請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された方法。
【請求項７】
各線源要素が二つのサブ要素を少なくとも１組含み、前記二つのサブ要素が線源の対向する半分に配置してある請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された方法。
【請求項８】
放射線を複数の線源要素に分割する前記工程が、第１組のサブ要素を選択する工程、第２組のサブ要素を選択する工程、および、これらの線源要素の各々として順次第１組と第２組のサブ要素の組合せを創る工程、を含む請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された方法。
【請求項９】
選択し、出力した線源要素の和に実質的に相当する線源強度分布を放射線システムに創るために、放射線システムに挿入可能な、ビーム形成部材を作る工程、をさらに含む請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された方法。
【請求項１０】
マスクのような、パターニング手段を作る工程、を含み、該パターニング手段のパターンを基板上に結像したいパターンに従って形成し、出力した光学的近接補正規則に従って修正する請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された方法。
【請求項１１】
データプロセッサおよびデータ記憶手段を含むコンピュータシステムであって、データプロセッサがデータ記憶手段に記憶した実行可能プログラムに従ってデータを処理するようになっていて、実行可能プログラムが請求項１から請求項１０までの何れか１項に記載された方法を実行するようになっているコンピュータシステム。
【請求項１２】
コンピュータ上で請求項１から請求項１０までの何れか１項に記載された方法を実行するためのプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載されたコンピュータプログラムを備えるコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１４】
リソグラフィ投影装置において、
放射線の投影ビームを供給するための放射線システム、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するのに役立つパターニング手段を支持するための支持構造体、
基板を保持するるための基板テーブル、および
このパターン化したビームを基板の目標部分上に投影するための投影システムを含む装置を使うデバイス製造方法であって、
該方法が、
少なくとも部分的にエネルギー感応材料の層で覆われた基板を用意する工程、
基板上に創りたいパターンを用意する工程、
この支持構造体上にパターニング手段を設ける工程、
請求項１から請求項１０までの何れか１項に記載された方法によって出力した選択した線源要素の和に実質的に相当する線源強度分布を放射線システムに創る工程、
基板上に結像したいパターンに従ってこのパターニング手段のパターンを形成し、請求項１から請求項１０までの何れか１項に記載された方法によって出力した光学的近接補正規則に従って修正する工程、および
創った線源強度分布および形成したパターニング手段を使って創成したパターン化した放射線ビームを使って、基板上のエネルギー感応材料の層の目標領域を露出する工程を含む方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載されたの方法によって製造したデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ投影装置、更に詳しくは：
−  放射線の投影ビームを供給するための放射線システム；
−  所望のパターンに従ってこの投影ビームをパターン化するのに役立つパターニング手段を支持するための支持構造体；
−  基板を保持するための基板テーブル；
−  このパターン化したビームをこの基板の目標部分上に投影するための投影システム；
を含むリソグラフィ投影装置を使うリソグラフィ投影用パラメータ、特に放射線源強度分布、光学的近接補正規則およびプロセスウインドウに関する。
【背景技術】
【０００２】
ここで使う“パターニング手段”という用語は、入射放射線ビームに、この基板の目標部分に創成すべきパターンに対応する、パターン化した断面を与えるために使うことができる手段を指すと広く解釈すべきであり、“光バルブ”という用語もこのような関係で使うことができる。一般的に、上記パターンは、集積回路またはその他のデバイス（以下参照）のような、この目標部分に創るデバイスの特定の機能層に対応するだろう。そのようなパターニング手段の例には次のようなものがある。
−  マスク。マスクの概念は、リソグラフィでよく知られ、それには、二値、交互位相シフト、および減衰位相シフトのようなマスク型、並びに種々のハイブリッドマスク型がある。そのようなマスクを放射線ビーム中に置くと、このマスク上のパターンに従って、このマスクに入射する放射線の選択透過（透過性マスクの場合）または選択反射（反射性マスクの場合）を生ずる。マスクの場合、この支持構造体は、一般的にマスクテーブルであり、それがこのマスクを入射放射線ビームの中の所望の位置に保持できること、およびもし望むなら、それをこのビームに対して動かせることを保証する。
【０００３】
−  プログラム可能ミラーアレイ。そのような装置の一例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリックスアドレス可能面である。そのような装置の背後の基本原理は、（例えば）この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、一方アドレス指定されない領域が入射光を未回折光として反射するということである。適当なフィルタを使って、上記未回折光を反射ビームから濾過して取除き、回折光だけを後に残すことができ；この様にして、このビームがマトリックスアドレス可能面のアドレス指定パターンに従ってパターン化されるようになる。プログラム可能ミラーアレイの代替実施例は、極小ミラーのマトリックス配置を使用し、適当な局部電界を印加することにより、または圧電作動手段を使うことにより、それらの各々を軸線周りに個々に傾斜することができる。やはり、これらのミラーは、マトリックスアドレス可能で、アドレス指定したミラーが入射放射線ビームをアドレス指定されないミラーの方へ異なる方向に反射し；この様にして、反射ビームをこれらのマトリックスアドレス可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン化する。必要なアドレス指定は、適当な電子手段を使って行える。上に説明した両方の場合に、パターニング手段は、一つ以上のプログラム可能ミラーアレイを含むことができる。ここで言及したようなミラーアレイについての更なる情報は、例えば、米国特許ＵＳ５，２９６，８９１およびＵＳ５，５２３，１９３、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７およびＷＯ９８／３３０９６から集めることができ、それらを参考までにここに援用する。プログラム可能ミラーアレイの場合、上記支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動でもよい、フレームまたはテーブルとして具体化してもよい。
【０００４】
−  プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構成の例は、米国特許ＵＳ５，２２９，８７２で与えられ、それを参考までにここに援用する。上記同様、この場合の支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動でもよい、フレームまたはテーブルとして具体化してもよい。
簡単のために、この本文の残りは、ある場所で、マスクおよびマスクテーブルを伴う例を具体的に指向するかも知れないが；しかし、そのような場合に議論する一般原理は、上に示すようなパターニング手段の広い文脈で見るべきである。
【０００５】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使うことができる。そのような場合、パターニング手段がこのＩＣの個々の層に対応する回路パターンを創成してもよく、このパターンを、放射線感応性材料（レジスト）の層で塗被した基板（シリコンウエハ）の目標部分（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像することができる。一般的に、単一ウエハが隣接する目標部分の全ネットワークを含み、それらをこの投影システムを介して、一度に一つずつ、順次照射する。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを使う現在の装置では、機械の二つの異なる種類を区別することができる。一つの種類のリソグラフィ投影装置では、全マスクパターンをこの目標部分上に一度に露出することによって各目標部分を照射し；そのような装置を普通ウエハステッパと呼ぶ。代替装置−普通ステップアンドスキャン装置と呼ぶ ― では、各目標部分を投影ビームの下で与えられた基準方向（“走査”方向）に順次走査し、一方、一般的に、この投影システムが倍率Ｍ（一般的に＜１）であり、この基板テーブルを走査する速度Ｖが、倍率Ｍ掛けるマスクテーブルを走査する速度であるので、この基板テーブルをこの方向に平行または逆平行に同期して走査する。ここに説明したようなリソグラフィ装置に関する更なる情報は、例えば、ＵＳ６，０４６，７９２から収集することができ、それを参考までにここに援用する。
【０００６】
リソグラフィ投影装置を使う製造プロセスでは、（例えば、マスクの中の）パターンを、少なくとも部分的に放射線感応材料（レジスト）の層で覆われた基板上に結像する。この結像工程の前に、基板は、例えば、下塗り、レジスト塗布およびソフトベークのような、種々の処理を受けるかも知れない。露出後、基板は、例えば、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベークおよび結像形態の測定／検査のような、他の処理を受けるかも知れない。この一連の処理は、デバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン化するための基礎として使用する。そのようにパターン化した層は、次に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化処理、酸化処理、化学・機械的研磨等のような、全て個々の層の仕上げを意図した種々の処理を受けるかも知れない。もし、幾つかの層が必要ならば、全処理またはその変形を各新しい層に反復しなければならないだろう。結局、デバイスのアレイが基板（ウエハ）上にできる。次に、これらのデバイスをダイシングまたは鋸引のような手法によって互いから分離し、そこから個々のデバイスをキャリヤに取付け、ピンに接続し等できる。そのようなプロセスに関する更なる情報は、例えば、ピータ・バン・ザントの“マイクロチップの製作：半導体加工の実用ガイド”、第３版、マグロウヒル出版社、1997年、ISBN0-07-067250-4という本から得ることができ、それを参考までにここに援用する。
【０００７】
簡単のために、この投影システムを、以後“レンズ”と呼ぶかも知れないが；この用語は、例えば、屈折性光学素子、反射性光学素子、および反射屈折性光学素子を含む、種々の型式の投影システムを包含するように広く解釈すべきである。この放射線システムも放射線の投影ビームを指向し、成形しまたは制御するためにこれらの設計形式の何れかに従って作用する部品を含んでもよく、そのような部品も以下で集合的または単独に“レンズ”と呼ぶかも知れない。更に、このリソグラフィ装置は、二つ以上の基板テーブル（および／または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよい。そのような“多段”装置では、追加のテーブルを並列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露出に使ってもよい。二段階リソグラフィ装置は、例えば、ＵＳ５，９６９，４４１およびＷＯ９８／４０７９１に記載してあり、それらを参考までにここに援用する。
【０００８】
リソグラフィには、光学的近接効果として知られる問題がある。これは、高密度形態に比べた孤立した形態に対する回折パターンの固有の差によって生ずる。高密度形態は、入れ子になったパターンおよび密接した周期的形態を含むかも知れない。光学的近接効果は、高密度およびより孤立したラインを同時にプリントするときの限界寸法（ＣＤ）の差に繋がる。これらのラインは、マスク上で同じでもプリントしたとき異なる。
【０００９】
光学的近接効果は、使用する照明設定にも依る。元来、所謂従来の照明モードは、投影レンズの瞳に照明放射線の円盤状強度分布を有するものを使った。しかし、より小さい形態を結像する趨勢で、小さい形態用のプロセスウインドウ、即ち、露出および／または合焦ラチチュードを改善するために、軸外し照明モードが標準になった。しかし、光学的近接効果は、環状照明のような、軸外し照明に対して悪くなることがある。
【００１０】
この問題の一解決法は、レチクル上の異なる形態にバイアスを掛けることにより光学的近接補正（ＯＰＣ）を適用した。バイアス掛けの一つの形によれば、レチクル上のより孤立したラインを、基板上の像でそれらが高密度ラインと同じ横寸法でプリントされるように、幾らか太くすることによってこれらの形態にバイアスを掛けた。バイアス掛のもう一つに形では、ラインが、孤立であろうと高密度であろうと、正しい長さにプリントされるように、端の補正を適用する。しかし、ピッチが小さく且つ軸外し照明では、ＣＤがピッチの関数として大きく変動し、それでより多くのラインバイアス掛けを適用しなければならず、バイアス掛けがより複雑になる。光学的近接補正（ＯＰＣ）のもう一つの形は、例えば、孤立した形態の回折を変えて、それらが正しい寸法でプリントされるように、レチクル上に、“散乱バー”としても知られる所謂“補助形態”を使うことである。ＯＰＣは、例えば、ＵＳ５，８２１，０１４でおよびＳＰＩＥ第４０００巻、頁１０１５〜１０２３、“自動平行光学的近接補正および検証システム”、ワタナベ外で議論されている。
【００１１】
結像するパターンに依って放射線源の空間強度分布を最適化するための手法も知られている。一方法によれば、放射線源をブロックに分け、このシステムを、オンであるかオフである各ブロックで点線源に相当するとしてモデル化する。各線源に対して、今度は、基板上の選択した点での結果強度を計算する。次に最適化ルーチンを使って、基板での計算した強度とこのパターンを最高にプリントするための基板での理想的強度との間の差を最小にするように複数の照明源ブロックを含む最適線源分布を計算する。もう一つの手法は、この放射線源の全ブロックに対して実際の強度と理想的強度の差を計算し、それらをランク順に並べることである。この照明が閾値に達するまでランク順の線源ブロックを受入れることによって全体の照明強度分布を得る。これらの手法の更なる詳細は，ＵＳ６，０４５，９７６から得ることができ、それを参考までにここに援用する。
【００１２】
分るように、高度のソフトウエア・アルゴリズムおよび非常に複雑なマスク製作がＯＰＣに必要であり、同様に高度のソフトウエアが線源最適化に必要である。同時に最適化する照明強度分布とＯＰＣを満足に組合せ且つ形態または形態のグループの範囲に対して十分なプロセスラチチュードを有する適当なプロセスウインドウを与えることに問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、少なくとも部分的に、上記の問題を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、
−  放射線の投影ビームを供給するための放射線システム；
−  所望のパターンに従ってこの投影ビームをパターン化するのに役立つパターニング手段を支持するための支持構造体；
−  基板を保持するための基板テーブル；および
−  このパターン化したビームをこの基板の目標部分上に投影するための投影システム、を含むリソグラフィ投影装置に使うためのパターニング手段用投影ビーム源強度分布および光学的近接補正規則を決めるための方法であって、
この方法が：
結像すべき所望のパターンの複数の形態を選択する工程；
この放射線システムの放射線を複数の線源要素に概念的に分割する工程；
各線源要素に対して：各選択した形態用のプロセスウインドウを計算し、且つ計算したプロセスウインドウの重複を最適化する光学的近接補正規則を決める工程；
そのプロセスウインドウの重複および光学的近接補正規則が指定した基準を満たす線源要素を選択する工程；並びに
線源強度分布を形成する、選択した線源要素；および光学的近接補正規則についてのデータを出力する工程を含むことに特徴がある方法が提供される。
【００１５】
本発明の更なる態様は、データプロセッサおよびデータ記憶手段を含み、このデータプロセッサがこのデータ記憶手段に記憶した実行可能プログラムに従ってデータを処理するようになっていて、この実行可能プログラムが上記の方法を実行するようになっているコンピュータシステムを提供する。
この発明は、コンピュータで上記の方法を実行するためのプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム、およびこのコンピュータプログラムを備えるコンピュータプログラムプロダクトも提供する。
【００１６】
この発明のもう一つの態様は、リソグラフィ投影装置で：
−  放射線の投影ビームを供給するための放射線システム；
−  所望のパターンに従ってこの投影ビームをパターン化するのに役立つパターニング手段を支持するための支持構造体；
−  基板を保持するための基板テーブル；および
−  このパターン化したビームをこの基板の目標部分上に投影するための投影システム、を含むリソグラフィ投影装置を使うデバイス製造方法であって、
この方法が：
少なくとも部分的にエネルギー感応材料の層で覆われた基板を用意する工程；
この基板上に創りたいパターンを用意する工程；
この支持構造体上にパターニング手段を設ける工程；
上記の方法によって出力した選択した線源要素の和に実質的に相当する線源強度分布をこの放射線システムに創る工程；
基板上に結像したいパターンに従ってこのパターニング手段のパターンを、上記の方法によって出力した光学的近接補正規則に従って修正して形成する工程；並びに
この創った線源強度分布および形成したパターニング手段を使って、上記の方法によって出力したプロセスウインドウ内で、パターン化した放射線ビームを使って、この基板上のエネルギー感応材料の層の目標領域を露出する工程、を含むデバイス製造方法を提供する。
本発明は、上記のデバイス製造方法によって製造したデバイスも提供する。
【００１７】
この本文では、ＩＣの製造に於ける本発明による装置の使用を具体的に参照してもよいが、そのような装置は、他の多くの可能な用途があることを明確に理解すべきである。例えば、それを集積光学システム、磁区メモリ用誘導検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使ってもよい。当業者は、そのような代替用途の関係では、この本文で使う“レチクル”、“ウエハ”または“ダイ”という用語のどれも、それぞれ、より一般的な用語“マスク”、“基板”および“目標部分”で置換えられると考えるべきであることが分るだろう。
【００１８】
本文書では、“放射線”および“ビーム”という用語を紫外放射線（例えば、波長３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの）および超紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオンビームまたは電子ビームのような、粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含するために使用する。
【実施例】
【００１９】
次にこの発明の実施例を、例としてだけ、添付の概略図を参照して説明する。
【００２０】
実施例１
図１は、この発明の特別の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に描き示している。この装置は：
−  放射線（例えば、ＥＵＶ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で、この特別の場合、放射線源ＬＡも含むシステム；
−  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、且つこのマスクを部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第１位置決め手段に結合された第１物体テーブル（マスクテーブル）ＭＴ；
−  基板Ｗ（例えば、レジストを塗被したシリコンウエハ）を保持するための基板ホルダを備え、且つこの基板を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第２位置決め手段に結合された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ；および
−  マスクＭＡの被照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像するための投影システム（“レンズ”）ＰＬ（例えば、屈折性または反射屈折システム、ミラー集合体またはフィールド偏向器のアレイ）を含む。
ここに描写するように、この装置は、透過型である（即ち、透過性のマスクを有する）。しかし、一般的に、この装置は、上に言及した種類のプログラム可能ミラーアレイのような、他の種類のパターニング手段を使ってもよい。
【００２１】
この線源ＬＡ（例えば、水銀灯、エキシマレーザ、放電源、レーザ励起プラズマＬＰＰ、源貯蔵リングまたはシンクロトロンの電子ビームの経路の周りに設けたアンジュレータ）は、放射線のビームを作る。このビームを直接か、または、例えば、ビーム拡大器Ｅｘのような、状態調節手段を通してから、照明システム（照明器）ＩＬの中へ送る。この照明器ＩＬは、このビームの強度分布の外側および／または内側半径方向範囲（普通、それぞれ、σ外側および／またはσ内側と呼ぶ）を設定するための調整手段ＡＭを含む。その上、それは、一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような、種々の他の部品を含む。この様にして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する。
【００２２】
図１に関して、線源ＬＡは、（この線源ＬＡが、例えば、水銀灯である場合によくあることだが）この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、このリソグラフィ投影装置から遠く離れていて、それが作った放射線ビームをこの装置に（例えば、適当な指向ミラーを使って）導いてもよいことに注目すべきで；この後者のシナリオは、線源ＬＡがエキシマレーザである場合によくあることである。本発明および請求項は、これらのシナリオの両方を包含する。
【００２３】
ビームＰＢは、次に、マスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡを横切る。マスクＭＡによって選択的に透過されてから、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、それがこのビームを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分ＣをビームＰＢの経路に配置するように、正確に動かすことができる。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリから機械的に検索してから、または走査中に、第１位置決め手段を使ってマスクＭＡをビームＰＢの経路に関して正確に配置することができる。一般的に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１にはっきりは示さないが、長ストロークモジュール（粗位置決め）および短ストロークモジュール（微細位置決め）を使って実現する。しかし、ウエハステッパの場合は（ステップアンドスキャン装置と違って）、マスクテーブルＭＴを短ストロークアクチュエータに結合するだけでもよく、または固定してもよい。
【００２４】
図示する装置は、二つの異なるモードで使うことができる：
１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴを本質的に固定して保持し、全マスク像を目標部分Ｃ上に一度に（即ち、単一“フラッシュ”で）投影する。次に基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動して異なる目標部分ＣをビームＰＢで照射できるようにする；
２．走査モードでは、与えられた目標部分Ｃを単一“フラッシュ”では露出しないことを除いて、本質的に同じシナリオを適用する。その代りに、マスクテーブルＭＴが与えられた方向（所謂“走査方向”、例えば、ｙ方向）に速度νで動き得て、それで投影ビームＰＢがマスク像の上を走査させられ；同時に、基板テーブルＷＴがそれと共に同じまたは反対方向に速度Ｖ＝Ｍνで動かされ、このＭはレンズＰＬの倍率（典型的には、Ｍ＝１／４または１／５）である。この様にして、比較的大きい目標部分Ｃを、解像度について妥協する必要なく、露出することができる。
【００２５】
図２は、図１のリソグラフィ投影装置に使うためにこの発明を具体化する方法のフローチャートである。ステップＳ１０で、基板上に結像したいパターンについて、複数の形態を選択し、且つそれらの許容サイズマージン、即ち限界寸法を指定する。図３は、結像すべきパターンの一部を概略的に示し、輪によって指示する三つの形態１１、１２、１３が選択した形態の例である。更に、初期化をステップＳ１０で行って許容する光学的近接補正（ＯＰＣ）範囲、即ち許可できる形態のバイアス（例えば、拡幅または伸長）の量の限界および補助形態サイズの限界を定め、および許容できる最小の重複プロセスウインドウ（ＯＰＷ）閾値を選択する。どのＯＰＷがまだ許容できるかを示す下限は：１）ＯＰＷの最大合焦ラチチュード；２）ＯＰＷの最大露出ラチチュード；３）１）と２）の関数、例えば二つの積；４）ＯＰＷの面積；または５）上記の要因の組合せ、例えばＡＮＤおよびＯＲのような論理演算子を使う組合せによって定めることができる。
【００２６】
先のステップおよびステップＳ２０ないしＳ４０も図１に描くような実際のリソグラフィ投影装置で実行する必要はなく、勿論、この物理的装置をシミュレートするコンピュータモデルを使って実行し、それでパターン、照明システム、投影レンズ等がディジタルデータとして表される。これらの部材を参照することは、勿論、コンピュータモデルでの対応する仮想部材を含むと読むべきである。
【００２７】
Ｓ２０で、放射線源を概念的に複数の要素に分割する。“放射線源”またはここで同等に使う“投影ビーム源”という表現は、レーザのような、放射線を発生する実際の線源を指すことができ、または、放射線を状態調節する積分器またはその他の手段のような、仮想または“二次”線源として作用し、且つビーム経路の後の部材に対して“線源”として効果的に作用する、放射線経路内の一部を指すことができる。以下の実施例で、この放射線源は、照明システムの瞳にビームを含む。この瞳は、典型的には円形で、図４（ａ）に概略的に円１４によって表す。完全な放射線源は、マスクに入射する放射線の角強度分布に対応する、瞳１４での位置の関数としての強度分布を有する。
【００２８】
上記のように、この実施例の方法による計算のために、放射線源は複数の要素に分割され、各要素が線源の領域または画素に対応する。各線源要素は、“オン”か“オフ”のどちらでもよい。全体の線源は、“オン”である要素の和と考えることができる。計算を単純化するために、各線源要素は、図４（ｃ）にバツ印１５によって示すように、点線源によって近似することができる。一実施例によれば、ステップＳ２０について以下に説明する計算は、全瞳にわたる、この線源を分割したあらゆる要素領域、即ち図４（ａ）のグリッド上のあらゆる点について順番に行う。
【００２９】
しかし、テレセントリック性のために、即ちこの分布の重心が瞳の中心にあるのが好ましいために、線源が瞳で幾らかの対称性を有することが屡々必要である。従って、図４（ｂ）に示すもう一つの実施例によれば、瞳１４を両半分に分割することによって対称線源を構成し、計算用各線源要素が各半分に一つ且つ光軸（瞳の中心）に関して互いに直径的に対向する、二つのサブ要素１５、１６を含むことで十分である。それで、計算目的で単一線源“要素”が多数のサブ要素１５、１６から成ってもよい。この例では、線源を半分だけ（図４（ｂ）の左半分にグリッドで示す）考慮し且つ他の半分の線源を作るために対称性を使うことによって、計算の量が半分に減る。
【００３０】
図４（ｃ）に示す、更なる実施例によれば、瞳を象限に分割し、各線源要素が第１象限の点線源１５を垂直および水平軸周りに反射して他の三つの象限にバツ印１６、１７および１８で示す線源を作ることによって得た四つのサブ要素を含む。実際に、これは、回折パターンの正の次数と負の次数が一般的に同じであり、計算の量がほぼ四分の一に減少するという事実のために、丁度同様に機能することができる。
【００３１】
図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、これらの線源要素は、矩形グリッド上にあるが、これは、単に線源要素を構成する一例であり；状況に依って、六角形グリッドまたは極座標に従って配置した点線源のような、何か他の適当な分割を使ってもよい。線源瞳１４も六つまたは二つ若しくは四つ以外の他の数の領域に分割することができよう。瞳内のグリッド区域の正確な位置は、全く任意であってもよい。
【００３２】
複合線源要素、即ち多重点線源から成る線源要素を創るための更に改良した実施例を図５を参照して説明する。（ｉ）瞳の左半分を、図５の上左部に示すようにＮ点のグリッドに分割する。二つのバツ印によって示すように、これらの点の一つをこの瞳の右半分の対応する対称点と共に選択する。（ii）瞳の下半分をＭ点（ＭはＮと同じでもよい）のグリッドに分割し、図５の上中央図に二つの小さい正方形によって示す、対称線源点の更なる対を選択する。（iii）以下に説明する、ステップＳ２０の計算に使う、最終選択した線源要素は、ステップ（ｉ）と（ii）からの二つの線源対の和であり、即ち線源要素が図５の上右部に二つのバツ印と二つの四角形によって描く四つのサブ要素を含む。次に、ステップ（ｉ）と（ii）をＭ回繰返し、Ｍ“上／下”線源点対全てをやり遂げ、ステップ（ｉ）からの線源対を同じに保ち；次にステップ（ｉ）に戻って、“左／右”線源対を次の点対に進め、続けてステップ（ii）と（iii）もうＭ回繰返す。これを、全てのＮ“左／右”線源対を全てのＭ“上／下”線源対で評価するまで繰返し、図５の右側欄に概略的に描くＭ＊Ｎ線源要素の合計を得る。以下に説明するＯＰＣおよびＯＰＷの解析を、各選択したパターン形態に対するこれらのＭ＊Ｎ線源要素の各々について行う。
【００３３】
線源瞳の水平および垂直分割線による左／右および上／下半分への分割は、図示以外、例えば任意角による回転でもよくおよび／または必ずしも互いに直交しなくてもよい。唯一の基準は、分割線の方向が同じでないことである。この実施例は、瞳を（図４（ｂ）に示すように）半分に分割することに関して説明したが、図４（ａ）のように分割なしまたは図４（ｃ）のように象限への分割、または何か他の分割で行っても同等によい。
【００３４】
各線源要素（例えば、図４（ｃ）のサブ要素１５、１６、１７および１８から成る）についてステップＳ２０を続け、各選択した形態に対するプロセスウインドウを、例えば“プロリスの内部”クリスＡマック著1997年、ISBN0-9650922-0-8、特に第１０章に説明してあるように、計算する。
【００３５】
図６（ａ）は、一つの線源要素について、選択した形態１１、１２および１３に対するプロセスウインドウを概略的に示す。これらのプロセスウインドウは、結果として定めたサイズマージン内の形態の許容可能プリントを生ずることになる、線量および合焦（即ち、露出ラチチュードＥＬおよび合焦ラチチュード（焦点深度ＤＯＦ））の範囲を定める。次にこれらのプロセスウインドウの重複を最適化するＯＰＣ規則を決定する。これは、局部線量を効果的に減少するために、例えば構造体に大きい間隔のバイアスを掛けることによって、簡単であることができる。局部線量を効果的に減少すると、その形態に対するプロセスウインドウが押上げられ、それでその形態を露出するために高い線量が必要である。これは、図６（ｂ）に概略的に表し、決定したＯＰＣ規則を適用する結果、プロセスウインドウ２１、２２および２３が、最大に重複するように、図６（ａ）から移動する。バイアスを掛けるのと同様またはその代りに、プロセスウインドウの重複を最適化するために、補助形態の使用をＯＰＣに含めることができる。ＯＰＣ規則決定についての更なる情報は、“シリコン処理”ＳウオルフおよびＲＮタウバー著（ISBN0-9616721-6-1）からおよびそれに含まれている文献を参照することによって得ることができる。決定したＯＰＣ規則を適用する上記結果は、図６（ｂ）の線量−合焦軸に沿うプロセスウインドウの位置に加えて、図６（ｂ）のプロセスウインドウの形状および大きさに影響するかも知れない。従って、この発明によれば、プロセスウインドウ２１、２２および２３の形状および大きさの変化を計算する追加のステップに続いて、プロセスウインドウの重複を最適化するＯＰＣを決定する追加のステップおよび決定したＯＰＣ規則を適用する追加のステップをこの方法に含めることができる。
【００３６】
図６（ｃ）は、与えられた線源要素に対しおよび計算したＯＰＣ規則を適用することによって、選択した形態を全て成功裡にプリントできる、利用可能なプロセスウインドウを表す、結果として生じた重複プロセスウインドウＯＰＷを示す。各線源要素に対し１組のＯＰＣ規則を決定し且つ最適化したＯＰＷを得るように、これを繰返す。
【００３７】
図７は、ステップＳ２０の結果の概略的プロットである。各バツ印は、特定の線源要素に対するＯＰＣおよびＯＰＷのプロットを表す。図７は、この発明の理解を支援するための純粋に概略的な２Ｄプロットである。実際には、各組のＯＰＣ規則を多次元ベクトルおよび多次元ベクトル空間にあるバツ印として数学的に表すことができる。先に説明したように、このＯＰＷは、多くのパラメータ、例えば露出ラチチュード、合焦ラチチュード、ウインドウ面積またはそれらの組合せによって特徴付けることができる。このＯＰＣ基準は、図７で垂直にプロットした一つの値に組合わせることができる。例えば、垂直にプロットした量は、関数：［ＯＰＷの最大ＤＯＦ］についての閾値を有する［ＯＰＷの最大ＤＯＦ］ＡＮＤ［ＯＰＷの最大露出ラチチュード］についての閾値、を表すことができる。数学的には、この関数は次のように書く：ＭａｘＤＯＦ＆（ＭａｘＤＯＦ＞Ｆ＆ＭａｘＥＬ＞Ｅ）。これは、最大ＤＯＦが選択した値Ｆより大きく且つ同時に最大ＥＬが選択した値Ｅより大きい線源点についての最大ＤＯＦをプロットするだろう。これは単なる例に過ぎない。多くの他の組合せを案出することができる。
【００３８】
ステップＳ３０に従って、放射線源要素を評価し、最適化した線源の強度分布を形成することになっているものを選択しなければならない。先ず第１に、選択した線源要素は、ステップＳ１０で指定した最小閾値を満たすＯＰＷを持たねばならない。この閾値を図７に断続水平線で示す。この閾値は、例えば、最大焦点深度（ＤＯＦ）が０．３μｍより大きく且つ最大露出ラチチュード（ＥＬ）が７％より大きいかも知れない。この例では、閾値が二つ以上のパラメータを使う。その線以下のバツ印に対応する線源要素は、除去することができる。これは、図７の点のプロットに対して上に説明した関数を使って効果的に行うことができる。
【００３９】
第２に、線源要素は、マスクのようなパターニング手段を設計するとき一貫性があるように、ＯＰＣ規則の実質的に共通の組を持たねばならない。この発明を具体化する一方法によれば、図７のプロットで類似のＯＰＣと共に高密度のバツ印を有する領域を指定することによってこれを行う。適する領域を図７に破線楕円形３０で示す。数学的に言えば、この方法のステップは、多次元ベクトル空間で高密度の点を有する領域を探す。次に、この高密度領域で、全体の照明が適当に明るく；例えば、実際的目的のためにこの線源瞳の面積の少なくとも１０％が照明されるように十分な線源要素がなければならないという１次基準で出発して点を選択する。従って、選択した線源要素のＯＰＣ値の範囲について必ずしも何か厳密な制限があるのではなく；特定のケースに対する点の密度に依るが、しかし、好適基準は、勿論、選択した線源要素点のＯＰＣ値の広がりが最小になるように、ＯＰＣ値ができるだけ同じに近いことである。
【００４０】
勿論、この発明の方法のためには、線源要素点を図７のようにプロットすることは必要なく、実際これは多次元ＯＰＣベクトルに対して物理的に可能ではないことは言うまでもない。そうではなく、図７は、この発明の理解を助けるための例示である。計算は、関連データを処理するプロセッサによって行うことができる。
【００４１】
線源要素の組を選択してから、ステップＳ３５でＯＰＣ規則の最終組を決定する。この組のＯＰＣ規則は、これらの選択した線源要素に対する共通のＯＰＣベクトルに近似するＯＰＣベクトルによって効果的に与えられる。ステップＳ３５では、この最終組のＯＰＣ規則を、線源要素を別々に使うのではなく、選択した線源要素の和を含む、全体の最適化した線源を使って決定するのが好ましい。これらのＯＰＣ規則は、先に説明したように、ＯＰＷを最適化する既知のソフトウエアルーチンを使って決定する。
【００４２】
ステップＳ４０で、この最適化した方法の結果を出力する。これらの結果は、選択した放射線源要素のグループを表すデータおよびこの組のＯＰＣ規則を含む。任意に、選択した線源要素のグループに対するプロセスウインドウも出力できるが、これは本質的でない。図７を参照して、選択した放射線源要素のグループは、領域３０内のバツ印に対応するものである。最適化した放射線源強度分布は、これらの要素の和によって与えられる。このプロセスウインドウ情報は、このＯＰＣ規則および最適化した線源を使ってパターンの正しい露出を助けることができるが、この情報は、ステッパまたはスキャナのようなリソグラフィ装置を設定するために必要不可欠ではない。
【００４３】
ステップＳ１０ないしＳ４０の方法を実行するための装置は、図１のリソグラフィ投影装置の一部である必要はなく、結像すべきパターンを表すデータおよび保護装置の物理的性能へアクセスできる従来のコンピュータシステムでもよい。勿論、この装置は、リソグラフィ投影装置に専用のシステムでもよい。最適または近最適放射線源およびＯＰＣの計算を実行するためのコンピュータシステムは、データ記憶装置に記憶し且つプロセッサによって実行する、この発明を具体化した方法を実行するためのソフトウエアを含んでもよい。
【００４４】
任意に、図２の更なるステップＳ５０の部分の一つ以上を実行することができる。線源の所望の強度分布を含む、選択した放射線源要素のグループについて出力したデータは、その強度分布を有する実際の放射線源を構成するために使うことができる。これは、この投影装置の照明器ＩＬに、例えば灰色フィルタ若しくは空間フィルタ、または強度分布を定めるための何か適当な屈折、反射、回折または濾過手段のような光学手段を含む一つ以上のビーム形成部材を含めることによって行ってもよい。更に、この組の最適化したＯＰＣ規則についてのデータは、基板を露出する際に使うための、マスクのような、パターニング手段を設計するための所望のパターンに適用してもよい。最後に、この方法は、上記の放射線源およびパターニング手段を使い且つこの像をステップＳ４０で得たプロセスウインドウ内で露出してこのパターンを基板上に結像するステップを含むことができる。
【００４５】
本発明の特定の実施例を上に説明したが、本発明を説明したのと別の方法で実施してもよいことが分るだろう。この説明は、本発明を制限することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例によるリソグラフィ投影装置を描き示す。
【図２】本発明を具体化する方法の概要を示すフローチャートである。
【図３】結像すべきパターンの形態を概略的に示す。
【図４（ａ）】放射線源を線源要素に分割するための異なる方法を描き示す。
【図４（ｂ）】放射線源を線源要素に分割するための異なる方法を描き示す。
【図４（ｃ）】放射線源を線源要素に分割するための異なる方法を描き示す。
【図５】本発明の更なる実施例に従って放射線源を線源要素に分割するためのもう一つの構成を概略的に描き示す。
【図６（ａ）】特定のパターン形態用プロセスウインドウおよび重複するプロセスウインドウの最適化を概略的に描き示す。
【図６（ｂ）】特定のパターン形態用プロセスウインドウおよび重複するプロセスウインドウの最適化を概略的に描き示す。
【図６（ｃ）】特定のパターン形態用プロセスウインドウおよび重複するプロセスウインドウの最適化を概略的に描き示す。
【図７】重複するプロセスウインドウおよび同時光学的近接補正に基づく最適化した放射線源のための線源要素の選択を概略的に描き示す。
【符号の説明】
【００４７】
Ｃ  目標部分
Ｅｘ  ビーム拡大器
ＩＬ  照明システム
ＬＡ  放射線源
ＭＡ  パターニング手段
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影システム
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図６（ｃ）】
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【図７】
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