(57)【要約】  レチクル上にパターンを形成する荷電粒子ビームショットの組を判断し、この判断は、光学的リソグラフィプロセスをショットの組を用いて形成されたレチクルと共に用いて基板上に形成されるパターンを計算することを含む、マスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法を開示する。予備的なマスクモデルを用いて、荷電粒子ビームショットの予備的な組を生成し、次いで、最終のマスクモデルを用いるレチクルパターン、および結果として生じる基板パターンの両方を計算することによって、それらのショットを修正する、光近接効果補正（ＯＰＣ）またはＭＤＰのための方法も開示する。所望の基板パターンからフォトマスクに対する理想のパターンを計算し、計算において用いられるモデルは光学リソグラフィ効果および／または基板処理効果のみを含む、ＯＰＣのための方法も開示する。
2015520408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームリソグラフィを伴う使用のためのマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法であって、
レチクル上にパターンを形成することが可能である荷電粒子ビームショットの組を判断するステップを含み、前記判断するステップは、光学的リソグラフィプロセスをレチクルパターンと共に用いて基板上に形成されるパターンを計算するステップを含み、前記判断するステップはコンピューティングハードウェア装置を用いて実行される、方法。
【請求項２】
前記判断するステップは、前記ショットの組を用いて、前記レチクル上で計算されたパターンを計算するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レチクル上で前記計算されたパターンを計算するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
マスクモデルを入力するステップをさらに含み、前記レチクル上で前記計算されたパターンを計算するステップは前記マスクモデルを用いる、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記基板上に形成される前記パターン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６】
基板モデルを入力するステップをさらに含み、前記基板上に形成される前記パターンを計算するステップは前記基板モデルを用いる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板モデルは光学リソグラフィ効果を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基板モデルは、基板レジストベークおよび基板レジスト現像からなる群から選択される基板処理効果を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
所望の基板パターンを入力するステップと、
前記基板上の前記計算されたパターンを前記所望の基板パターンと比較するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板上の前記計算されたパターンを最適化するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板上の前記パターンに対する空間強度情報を出力するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記レチクル上の前記パターンは前記レチクルに対する完全なパターンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記レチクル上の前記パターンは前記レチクルに対する完全なパターンの一部を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記レチクルに対する完全な所望のパターンを入力するステップと、
前記荷電粒子ビームショットの組が判断される、前記レチクルに対する前記完全な所望のパターンの前記一部を識別するステップとをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
荷電粒子ビームショットの最初の組を入力するステップをさらに含み、
前記レチクルに対する前記完全な所望のパターンの前記一部を識別するステップは、前記荷電粒子ビームショットの最初の組によって、前記完全な所望のレチクルパターンの予め定められる許容差内にある前記レチクル上のパターンを生成することが可能ではない、前記レチクルに対する前記完全な所望のパターンの領域を判断するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記判断するステップは、前記基板上の前記パターンの限界寸法（ＣＤ）、前記基板上の前記パターンの限界寸法均一性（ＣＤＵ）、前記基板上の前記パターンの焦点深度（ＤＯＦ）、前記基板上の前記パターンの露出寛容度（ＥＬ）、前記基板上の前記パターンのプロセス変動（ＰＶ）帯、および前記基板上の前記パターンのマスク誤差増大係数（ＭＥＥＦ）からなる群から選択されるパラメータを最適化するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記レチクル上の前記パターンは集積回路デザインの一部を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
荷電粒子ビームリソグラフィを伴う使用のための光近接効果補正（ＯＰＣ）またはマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法であって、
荷電粒子ビームショットの組を入力するステップと、
前記荷電粒子ビームショットの組でレチクル上に形成されることになるレチクルパターンを計算するステップと、
光学リソグラフィプロセスを前記レチクルに対する計算されたパターンと共に用いて基板上に形成されることになる基板パターンを計算するステップとを含み、
前記レチクルパターンを計算するステップおよび前記基板パターンを計算するステップは、コンピューティングハードウェア装置を用いて実行される、方法。
【請求項１９】
前記レチクルパターンを計算するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記レチクルパターンを計算するステップはマスクモデルを用いるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記マスクモデルは、前方散乱、後方散乱、クーロン効果、フォギング、ローディングおよびレチクルレジスト帯電からなる群から選択される少なくとも１つの効果を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記マスクモデルはガウス型を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記基板パターン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１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記基板パターンを計算するステップは基板モデルを用いるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記基板モデルは、光学リソグラフィ、基板レジストベーク、基板レジスト現像および基板レジストエッチングからなる群から選択される少なくとも１つの効果を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記基板パターンを計算するステップは基板モデルを用いるステップを含み、前記基板モデルは、前記マスクモデルに含まれるすべての効果を排除する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
荷電粒子ビームリソグラフィを伴う使用のための光近接効果補正（ＯＰＣ）またはマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法であって、
基板に対する所望の基板パターンを入力するステップと、
レチクルに対する所望のレチクルパターンを入力するステップとを含み、前記所望のレチクルパターンは前記所望の基板パターンから判断されており、前記方法はさらに、
予備的なマスクモデルを入力するステップと、
荷電粒子ビームショットの予備的な組を判断するステップとを含み、前記判断するステップは、前記ショットの予備的な組を用いて前記レチクル上に形成されることになる計算された予備的なレチクルパターンを計算するステップを含み、前記計算するステップは前記予備的なマスクモデルを用い、前記計算された予備的なレチクルパターンは前記所望のレチクルパターンに近似し、前記方法はさらに、
最終のマスクモデルを入力するステップと、
前記ショットの予備的な組または前記ショットの予備的な組から導き出されるショットの組を修正して、ショットの最適化された組を形成するステップとを含み、前記修正して形成するステップは、前記ショットの最適化された組を用いて前記レチクル上に形成されることになる最終パターンを計算するステップを含み、前記最終パターンを計算するステップは前記最終のマスクモデルを用い、前記修正して形成するステップは、前記ショットの最適化された組から形成されるマスクを用いて光学的リソグラフィプロセスで前記基板上に形成されることになる基板パターンを計算するステップを含み、前記修正して形成するステップは、コンピューティングハードウェア装置を用いて実行される、方法。
【請求項２８】
入力された前記所望のレチクルパターンはインバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を用いて判断され、前記ＩＬＴは直線化を排除する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
インバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を用いて前記レチクルに対する前記所望のパターンを判断するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記レチクルに対する前記所望のパターンは１つ以上の複雑な形状を含み、ある複雑な形状は、非マンハッタンの、非４５度縁部を有する多角形を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ショットの最適化された組を用いて形成されるレチクルは、前記ショットの予備的な組を用いて形成されるレチクルよりも前記所望の基板パターンにより近く近似するパターンを前記基板上に形成することが可能である、請求項２７に記載の方法
【請求項３２】
前記ショットの最適化された組を用いて形成される前記レチクルは、異なる製造条件の範囲の下で、前記所望の基板パターンにより近く近似するパターンを前記基板上に形成することが可能である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ショットの予備的な組または前記ショットの予備的な組から導き出されるショットの組を修正して、ショットの最適化された組を形成するステップは、ショットを追加するかまたは削除するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記最終パターンを計算するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
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、エッチング、フォギング、ローディング、およびレジスト帯電からなる群の少なくとも１つを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記荷電粒子ビームシミュレーションは複数個のガウス型を含むモデルを用いる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記基板パターン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２７に記載の方法。
【請求項３８】
前記計算された予備的なレチクルパターンは、前記所望のレチクルパターンをマスク寸法において４ｎｍ内に近似するよう目標とされる、請求項２７に記載の方法。
【請求項３９】
前記レチクル上の前記最終パターンは、前記所望の基板パターンの基板寸法において１ｎｍ内にあるよう目標とされる、請求項２７に記載の方法。
【請求項４０】
前記最終のマスクモデルは、前記予備的なマスクモデルより詳細にされるかまたはより正確である、請求項２７に記載の方法。
【請求項４１】
荷電粒子ビームリソグラフィを伴う使用のための光近接効果補正（ＯＰＣ）またはマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法であって、
予備的なマスクモデルを入力するステップと、
荷電粒子ビームショットの予備的な組を判断するステップとを含み、前記判断するステップは、前記ショットの予備的な組を用いてレチクル上に形成されることになるレチクルパターンを計算するステップを含み、前記計算するステップは前記予備的なマスクモデルを用い、前記方法はさらに、
最終のマスクモデルを入力するステップを含み、前記最終のマスクモデルは、前記予備的なマスクモデルより詳細にされるかまたはより正確であり、前記方法はさらに、
前記ショットの予備的な組または前記ショットの予備的な組から導き出されるショットの組を修正して、ショットの最適化された組を形成するステップを含み、前記修正して形成するステップは、前記ショットの最適化された組を用いて前記レチクル上に形成されることになる最終パターンを計算するステップを含み、前記最終パターンを計算するステップは前記最終のマスクモデルを用い、前記修正して形成するステップは、コンピューティングハードウェア装置を用いて実行される、方法。
【請求項４２】
前記予備的なマスクモデルはガウス型である、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記レチクルに対する所望のレチクルパターンを入力するステップをさらに含み、前記修正して形成するステップは、前記最終パターンを最適化するステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記修正して形成するステップは、前記最終パターンのプロセス変動（ＰＶ）帯を最適化するステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記修正して形成するステップは、前記最終パターンのマスク誤差増大係数（ＭＥＥＦ）を最適化するステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
荷電粒子ビームリソグラフィを伴う使用のためのマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法であって、
レチクルに対する所望のパターンを入力するステップと、
荷電粒子ビームショットの予備的な組を入力するステップとを含み、予備的なマスクモデルを用いて、前記ショットの予備的な組は、前記レチクル上で前記所望のパターンをおおよそ形成するよう判断されており、前記方法はさらに、
最終のマスクモデルを入力するステップを含み、前記最終のマスクモデルは、前記予備的なマスクモデルより詳細にされるかまたはより正確であり、前記方法はさらに、
前記ショットの予備的な組を修正して、ショットの最適化された組を形成するステップを含み、前記修正して形成するステップは、前記ショットの最適化された組を用いて前記レチクル上に形成されることになる最終パターンを計算するステップを含み、前記計算するステップは前記最終のマスクモデルを用い、前記修正して形成するステップは、コンピューティングハードウェア装置を用いて実行される、方法。
【請求項４７】
前記修正して形成するステップは、前記レチクル上の前記最終パターンを最適化するステップを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記最終のマスクモデルは、前方散乱、後方散乱、クーロン効果、フォギング、ローディング、レチクルレジスト帯電、レチクルレジストベーク、レチクルレジスト現像、およびレチクルエッチングからなる群から選択される少なくとも１つの効果を含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記最終パターンを計算するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
荷電粒子ビームリソグラフィを伴う使用のための光近接効果補正（ＯＰＣ）またはマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法であって、
荷電粒子ビームショットの予備的な組を入力するステップを含み、前記ショットの予備的な組を、予備的なマスクモデルを用いて予め生成して、おおよそ所望のレチクルパターンを形成し、前記方法はさらに、
基板に対する所望の基板パターンを入力するステップと、
最終のマスクモデルを入力するステップとを含み、前記最終のマスクモデルは、前記予備的なマスクモデルより詳細にされるかまたはより正確であり、前記方法はさらに、
前記ショットの予備的な組を修正して、ショットの最適化された組を形成するステップを含み、前記修正して形成するステップは、前記ショットの最適化された組を用いてレチクル上に形成されることになる最終レチクルパターンを計算するステップを含み、前記計算するステップは前記最終のマスクモデルを用い、前記修正して形成するステップは、前記ショットの最適化された組から形成されるレチクルを用いて光学的リソグラフィプロセスで前記基板上に形成されることになる基板パターンを計算するステップを含み、前記修正して形成するステップは、コンピューティングハードウェア装置を用いて実行される、方法。
【請求項５１】
前記修正して形成するステップは、ショットを加えるまたは削除するステップを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記修正して形成するステップはショット数を低減する、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記ショットの最適化された組を出力するステップをさらに含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
前記最終のレチクルパターンを計算するステップは、荷電粒子シミュレーションを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５５】
前記基板パターン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５０に記載の方法。
【請求項５６】
前記基板パターンを計算するステップは基板モデルを用いるステップを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５７】
前記基板モデルは光学リソグラフィ効果を含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記基板モデルは、基板レジストベークおよび基板レジスト現像からなる群から選択される基板処理効果を含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
前記修正して形成するステップは、前記基板パターンの限界寸法（ＣＤ）、前記基板パターンの限界寸法均一性（ＣＤＵ）、前記基板パターンの焦点深度（ＤＯＦ）、前記基板パターンのプロセス変動（ＰＶ）帯、前記基板パターンの露出寛容度（ＥＬ）、および前記基板パターンのマスク誤差増大係数（ＭＥＥＦ）からなる群から選択されるパラメータを最適化するステップを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項６０】
光近接効果補正（ＯＰＣ）のための方法であって、
基板に対する所望の基板パターンを入力するステップと、
前記基板に対する前記所望のパターンからフォトマスクに対する理想のパターンを計算するステップとを含み、前記計算するステップに用いられるモデルは、光学リソグラフィ効果および基板処理効果の少なくとも１つからなり、前記計算するステップは、コンピューティングハードウェア装置を用いて実行される、方法。
【請求項６１】
前記モデルは、基板レジストベークおよび基板レジスト現像からなる群から選択される基板処理効果を含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記モデルは基板エッチング効果を含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
前記計算するステップはインバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を含み、前記ＩＬＴは直線化を排除する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
前記理想のパターンは１つ以上の複雑な多角形によって表わされ、前記１つ以上の多角形は、非マンハッタンの、非４５度縁部を含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６５】
光近接効果補正（ＯＰＣ）のための方法であって、
基板に対する所望の基板パターンを入力するステップと、
基板モデルを入力するステップとを含み、前記基板モデルは先在するマスクモデルを用いて判断されており、前記マスクモデルに含まれる効果を前記基板モデルから排除し、前記方法はさらに、
前記基板モデルを用いて前記基板に対する前記所望のパターンからフォトマスクに対する理想のパターンを計算するステップを含む、方法。
【請求項６６】
前記基板モデルの判断では、マスク効果が、前記先在するマスクモデルを用いて計算されており、前記基板モデルのための較正プロセスから減じられている、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
光近接効果補正（ＯＰＣ）のための方法であって、
レチクル上にレチクルパターンを形成するためのマスクモデルを判断するステップを含み、前記レチクルを光学的リソグラフィプロセスにおいて用いて、前記レチクルパターンを荷電粒子ビームリソグラフィを用いて基板に転写し、前記マスクモデルは、前方散乱、後方散乱、クーロン効果、フォギング、ローディングおよびレチクルレジスト帯電からなる群から選択される少なくとも１つの効果を含み、前記方法はさらに、
光学リソグラフィを用いて前記基板に前記レチクルパターンを転写するための基板モデルを判断するステップを含み、前記マスクモデルは前記基板モデルを判断する際に用いられ、前記基板モデルは、前記マスクモデルに含まれる効果を排除する、方法。
【請求項６８】
前記マスクモデルは、レチクルレジストベーク、レチクルレジスト現像およびレチクルエッチングからなる群から選択される少なくとも１つの効果を含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記基板モデルを判断するステップでは、マスク効果が、前記マスクモデルを用いて計算され、前記基板モデルのための較正プロセスから減じられる、請求項６７に記載の方法。
【請求項７０】
前記基板に対する所望の基板パターンを入力するステップと、
前記基板モデルを用いて前記所望の基板パターンから前記レチクルに対する所望のレチクルパターンを判断するステップとをさらに含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７１】
前記所望のレチクルパターンを判断するステップはインバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を用いるステップを含み、前記ＩＬＴは直線化を排除する、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記所望のレチクルパターンは１つ以上の複雑な形状を含み、前記複雑な形状は、非マンハッタンの、非４５度縁部を有する多角形を含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
予め定められる許容差内で、前記レチクル上に前記所望のレチクルパターンを形成することが可能である、荷電粒子ビームショットの組を判断するステップをさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記荷電粒子ビームショットの組を判断するステップは、前記ショットの組が前記レチクル上に形成する計算されたパターンを計算するステップを含み、前記計算するステップは前記マスクモデルを用いる、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記計算するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項７４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
この出願は、「荷電粒子ビームリソグラフィを用いてパターンを形成するための方法およびシステム（Method And System For Forming Patterns Using Charged Particle Beam Lithography）」と題される、２０１２年４月１８日に提出された米国仮特許出願第６１／６２５，７８９号からの優先権を主張し、これをすべての目的のためにここに引用により援用する。この出願は、さらに、１）２０１３年４月１５日に提出された、「荷電粒子ビームリソグラフィを用いてパターンを形成する方法およびシステム（Method and System For Forming Patterns Using Charged Particle Beam Lithography）」と題されるFujimuraの米国特許出願第１３／８６２，４７１号；２）２０１３年４月１５日に提出された、「荷電粒子ビームリソグラフィを用いてパターンを形成する方法およびシステム（Method and System For Forming Patterns Using Charged Particle Beam Lithography）」と題されるFujimuraの米国特許出願第１３／８６２，４７２号；３）２０１３年４月１５日に提出された、「荷電粒子ビームリソグラフィを用いてパターンを形成する方法およびシステム（Method and System For Forming Patterns Using Charged Particle Beam Lithography）」と題されるFujimuraの米国特許出願第１３／８６２，４７５号；４）２０１３年４月１５日に提出された、「荷電粒子ビームリソグラフィを用いる限界寸法均一性のための方法およびシステム（Method And System For Critical Dimension Uniformity Using Charged Particle Beam Lithography）」と題されるPearmanの米国特許出願第１３／８６２，４７６号；および５）「光学リソグラフィを用いて製造される基板上における像の最適化のための方法およびシステム（Method And System For Optimization Of An Image On A Substrate To Be Manufactured Using Optical Lithography）」と題される、２０１３年３月２１日に公開された米国特許公開第２０１３／００７０２２２号に関連し；それらのすべてをすべての目的のためにここに引用により援用する。
【背景技術】
【０００２】
開示の背景
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、ホログラフィマスクまたは他のレチクルをも含むことができる。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線リソグラフィも本願においては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結像できる。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てもよい。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、誘導自己組織化（ＤＳＡ）ガードバンド、または磁気記録ヘッドといった加工品を規定してもよい。従来の光学リソグラフィ書込装置は、典型的には、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。
【０００３】
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は、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。
【０００４】
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。これらは、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、通常は、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）、ならびに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効率よくもたらす。理論的に、このようなシステムはＶＳＢシステムよりも速く、なぜなら、各々の時間のかか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。成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィは、単一の成形ビームを用いてもよく、または単一の成形ビームより速い書込速度を生じさせ、同時に表面を露光する、複数の成形ビームを用いてもよい。
【０００５】
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配線が不所望な態様で互いに影響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。
【０００６】
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。光学リソグラフィをさらに用いて、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を転写するために、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作用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。
【０００７】
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、基板上に印刷するよう意図される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作用を補償するために、ＯＰＣフィーチャはますます複雑にならなければならない。結像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ア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、他のものがレチクルパターンを形成できることを妨げていた。レチクルに書込まれるべきＯＰＣ装飾パターンは、デザインされたフィーチャ、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ＯＰＣフィーチャとに基づいて論じるのが従来的である。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、デザインされた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。ラインエッジ粗さおよび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、ウェハのジオメトリは、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、典型的な仕様はデザインされたフィーチャ範囲の２％から５０％にある。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写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、マスク上のデザインされた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。
【０００８】
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、基板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、理想的な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。
【０００９】
ＥＵＶリソグラフィでは、ＯＰＣフィーチャは概して必要ではない。したがって、レチクル上に製造されるパターンの複雑さは従来の１９３ｎｍ波長の光学リソグラフィでよりも少なく、ショット数低減は対応してそれほど重要ではない。ＥＵＶでは、しかしながら、マスク精度要件が非常に高く、なぜならば、典型的にはウェハ上のパターンのサイズの４倍であるマスク上のパターンは十分に小さく、それらは、電子ビームのような荷電粒子ビーム技術を用いて精密に形成するのが挑戦的であるからである。
【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。従来のマスク書込において、電子の線量またはショットは、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、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、マスク書込方法を開示する。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書込まれることを可能にし得る。米国特許第７，７５４，４０１号は、線量変更の使用も開示し、ショットの割当てられた線量は、他のショットの線量と異なる。モデルに基づく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、典型的には、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。異なる露光パスに対して異なるショットリストを用いるマルチパス書込は、書込処理において特定のシステム系エラーの影響を減少させることもできる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
開示の概要
レチクル上にパターンを形成する荷電粒子ビームショットの組を判断し、この判断は、光学的リソグラフィプロセスをショットの組を用いて形成されたレチクルと共に用いて基板上に形成されるパターンを計算することを含む、マスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法を開示する。
【００１３】
荷電粒子ビームショットの入力された組を用いて、レチクルパターンを計算し、それを次いで用いて、光学的リソグラフィプロセスを計算されたレチクルパターンと共に用いて形成されるであろう基板パターンを計算する、光近接効果補正（ＯＰＣ）またはマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法を開示する。
【００１４】
予備的なマスクモデルを用いて、荷電粒子ビームショットの予備的な組を生成し、次いで、最終のマスクモデルを用いるレチクルパターン、および結果として生じる基板パターンの両方を計算することによって、それらのショットを修正する、光近接効果補正（ＯＰＣ）またはマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法を開示する。
【００１５】
予め生成された予備的なショットの組を入力し、次いで、最終のマスクモデルを用いてレチクルパターンを計算することによって、それらのショットを修正する、光近接効果補正（ＯＰＣ）またはマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法を開示する。いくつかの実施の形態では、基板モデルおよび計算されたレチクルパターンを用いて、基板パターンも計算する。
【００１６】
所望の基板パターンからフォトマスクに対する理想のパターンを計算し、計算において用いられるモデルは光学リソグラフィ効果および／または基板処理効果のみを含む、光近接効果補正（ＯＰＣ）のための方法も開示する。
【００１７】
マスクモデルを判断して、前方散乱、後方散乱、クーロン効果、フォギング、ローディングおよびレチクルレジスト帯電のようなレチクル書込効果をモデル化し、光近接効果補正（ＯＰＣ）のための方法も開示する。続いて、マスクモデルを用いて、基板モデルを判断し、それによって、マスクモデルは、マスクモデルに含まれる効果を排除する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】可変成形ビーム（ＶＳＢ）荷電粒子ビームシステムの例を示す。
【図２】光学リソグラフィを用いて、シリコンウェハ上に集積回路などの基板を製造する際に用いるための、レチクルなどの表面を準備する方法の先行技術の概念的フロー図である。
【図３】光学リソグラフィを用いて、シリコンウェハ上に集積回路などの基板を製造する際に用いるための、レチクルなどの表面を準備する例示の方法の概念的フロー図である。
【図４】図３からのＯＰＣ最適化を詳述する例示的な概念的フロー図を示す。
【図５】図２の先行技術デザインフローのための較正されたモデルを形成するための先行技術方法を示す。
【図６】マスクモデルを形成する例示的な方法の概念的フロー図を示す。
【図７】基板モデルを形成する例示的な方法の概念的フロー図を示す。
【図８】光学リソグラフィを用いて、シリコンウェハ上に集積回路などの基板を製造する際に用いるための、レチクルなどの表面を準備する別の例示の方法の概念的フロー図である。
【図９】先在するショットリストの最適化のための方法の概念的フロー図を示す。
【図１０】インバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を用いる処理によって出力されてもよいパターンのような複雑なパターンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態の詳細な説明
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る、レチクル、ウェハ、または任意の他の表面であり得る表面のデザインおよび製造に関する。
【００２０】
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、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は電子ビーム源１４を有し、電子ビーム１６をアパーチャ板１８に投射する。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２４にはいくつかの開口またはアパーチャ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２４に形成された各アパーチャ２６を用いて、シリコンウェハ、レチクルまたは他の基板のような基板３４の表面１２においてパターンを形成してもよい。電子ビーム３０はアパーチャ２６の１つから出て、電磁気または静電縮小レンズ３８を通過し、レンズ３８は、アパーチャ２６から出て来るパターンのサイズを低減する。一般に利用可能な荷電粒子ビームライタシステムでは、低減係数は１０と６０との間にある。低減された電子ビーム４０は、低減レンズ３８から出て、一連の偏向器４２によって表面１２上にパターン２８として方向付けられる。表面１２は、電子ビーム４０と反応するレジスト（図示されていない）で被覆されている。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。遮断板（図示せず）を用いて、ビーム１６または成形ビーム２２を偏向させて、各ショットの後、ビーム２２を方向付けるレンズおよび偏向器４２が次のショットのために再調整されている期間の間、電子ビームが表面１２を到達するのを防ぐ。典型的には、遮断板は、電子ビーム１６を偏向させて、それがアパーチャ２０を照射するのを防ぐように位置決めされる。遮断期間は固定長の時間であってもよく、または、それは、たとえば、次のショットの位置のために偏向器４２をどれほど再調整しなければならないかによって、変動してもよい。
【００２１】
電子ビームライタシステム１０では、基板３４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は基板３４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４０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に一連のサブフィールドにおいて書込むことができ、各サブフィールドはビーム４０を偏向させる偏向器４２の能力内にある。一実施の形態において、基板３４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で露光された後、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（図示せず）。
【００２２】
図１は、単一ビーム４０が表面１２を照射する荷電粒子ビームシステムを示すが、いくつかの荷電粒子ビームライタは、独立して調節可能および位置決め可能であってもなくてもよい複数のビームで表面を同時に照射することが可能である。マルチビーム荷電粒子ビームライタは概して単一ビームライタライタより高速の書込速度を有する。いくつかのタイプのマルチビームライタは成形ビームであり、その一方で他のものでは、ビームは表面にわたって走査される。この開示のために、用語「ショット」は、成形単一ビームライタと同様に、成形ビームマルチビーム荷電粒子ビームライタおよび走査ビームマルチビーム荷電粒子ビームライタの両方のための露光情報を含む。
【００２３】
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および通常は基板３４においてレジストコーティングを含む表面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。ビームぼけの成分の一部は粒子ビームライタの較正レベルの関数であるので、同じ設計の２つの粒子ビームライタのβｆは異なってもよい。レジストの拡散特性も変動してもよい。ショットサイズまたはショット線量に基づくβｆの変動は、シミュレーションされ、システムを介して明らかにされ得る。しかし、明らかにできないまたはされない他の影響もあり、それらはランダムな変動として現れる。
【００２４】
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、ビーム源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、ビーム強度は名目上固定されたままであり、露光時間を変えて可変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、フォギングおよびローディング効果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計算を行ない、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、ショットごとの明示的な線量の割当てを可能にする。ショットごと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以上であるか、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。走査型マルチビームシステムに対しては、線量調整は、表面を複数回走査することによって行なわれてもよい。
【００２５】
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畳を避ける。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。いくつかの電子ビームライタシステムは、ショットを露光パス内で重畳させないことによって、この方法を実施する。
【００２６】
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。
【００２７】
図２は、光学リソグラフィを用いて、シリコンウェハのような基板上においてパターンを形成する先行技術方法２５０の概念的フロー図である。第１のステップ２５２において、物理的デザイン、たとえば集積回路の物理的デザインが設計される。これは論理ゲート、トランジスタ、金属層、および集積回路の物理的デザインにあるべき他の項目を定めることを含み得る。次に、ステップ２５４において、光近接効果補正（ＯＰＣ）を、物理的デザイン２５２におけるパターン上において、インバースリソグラフィ技術（ＩＬＴ）を用いて行なって、目標マスクデザイン２５６を形成する。ＩＬＴプロセスは、マスク＋基板モデル２８２を用いて、その計算を導く。マスク＋基板モデル２８２は、通常は基板効果をモデル化するよう意図されるが、さらに以下に説明されるように、このモデルを判断する方法は、さらにマスク効果を含んでもよい。未加工または「理想的な」、ＩＬＴにより生成されたパターンは、通常、曲線から成り、したがって、従来の非重畳ＶＳＢショットを用いてフラクチャリングすることは困難である。ＩＬＴ  ＯＰＣステップ２５４において、したがって、パターンを、ＩＬＴ  ＯＰＣ  ２５４の直線化サブステップにおいて、より直線であるよう単純化して、ＶＳＢショットによる後のフラクチャリングを軽減する。ＩＬＴにより生成されたパターンの直線化はＩＬＴプロセスの精度を低減する。結果として生じる目標マスクデザイン２５６を、マスクデータ準備（ＭＤＰ）ステップ２５８において荷電粒子ビームショットにフラクチャリングする。従来は、非重畳ＶＳＢショットは、割当てられていないショット線量で生成されるか、または割当てられたショット線量はすべて同じである非重畳ＶＳＢショットが生成される。ＭＤＰ２５８の出力はショットリスト２６０である。近接効果補正（ＰＥＣ）改善ステップ２６２において、ショット線量を調節して近接効果を明らかにし、最終ショットリスト２６４を形成する。最終ショットリスト２６４はマスク書込ステップ２６６において表面を生成するために用いられるが、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。用いられている荷電粒子ビームライタのタイプによっては、ＰＥＣ改善２６２は荷電粒子ビームライタによって実行されてもよい。マスク書込ステップ２６６は、単一露光パスまたは複数露光パスを含んでもよい。電子ビームライタシステムは、ステンシルを介して表面上に１つ以上の電子ビームを投射して、ステップ２６８において示されるように、表面上にパターンを含むマスク像を形成する。付加的処理ステップ（図示せず）の後に、次いで、完成した表面は、ステップ２７０において示される光学リソグラフィ装置において用いられて、シリコンウェハのようなレジストでコーティングされた基板を露光して、レジスト上に潜像２７２を形成してもよい。次いで、露光された基板は、レジストベークおよびレジスト現像のようなさらなるレジスト処理ステップ２７４を経て、基板上にパターン２７６を形成する。
【００２８】
図２のフローでは、ウェハ像２７２を含むパターンは、次のものを含むさまざまな理由で、物理的デザイン２５２とは異なるかもしれない：
・角が丸くなる。物理的デザイン２５２におけるパターンは通常は直角の角を有するが、当業者は、これらがマスク上において丸められ、さらにウェハ上において丸められることを理解する。角が丸くなるのは、荷電粒子ビームリソグラフィおよび光学リソグラフィプロセスの限界のためで、通常であると考慮される。
・ＩＬＴ結果の直線化は、理想的な曲線から成るＩＬＴパターンを目標マスクデザイン２５６に対して出力した場合と比べて、結果として生じる目標マスクデザイン２５６の精度を低減する。
・ＭＤＰステップ２５８において生成されたショットは、フラクチャリングプロセスの限界のため、目標マスクデザイン２５６におけるパターンを正確に形成しない。
・従来の光学リソグラフィの限界。これらの限界は、相対的に大きなＭＥＥＦを含むかもしれず、それによって、マスク上の相対的に小さなＣＤ誤差を、ウェハ上においてより著しくするかもしれない。
・マスク＋基板モデル２８２の限界。マスクプロセスおよび基板プロセスを束ねることは誤りを生じさせる。加えて、マスク製造プロセスパラメータはわずかに変動し、これらの変動は、一般的に、ＩＬＴ  ＯＰＣ  ２５４が行われるときには、得られない。
【００２９】
さまざまな実施の形態では、かなり異なるフローを用いる。このフローの特徴は次のものを含む：
・ＩＬＴを用いることなどによって、理想的なレチクルパターンを生成する。理想的なＩＬＴパターンは通常は曲線から成り、非マンハッタンの、非４５度の縁部を伴う多角形として表される。さらに、光学リソグラフィおよび基板処理効果のみを含むモデルを用いて、これらのパターンを生成し−荷電粒子ビームおよびレチクル処理効果を省略する。したがって、ＩＬＴは、実際には物理的デザインの形成に対する理想的なマスクパターンであるマスクデザインパターンを出力することが可能である。
・基板パターンの品質を改善するように、生成された荷電粒子ビームショットの予備的な組をＯＰＣ最適化する。これを行なうために、ダブルシミュレーションを用いる：
ｏ荷電粒子ビームシミュレーションを用いるなどして、レチクルパターンを計算する。予備的なショットの組を生成するために用いられたマスクモデルより高い精度のマスクモデルを、この最適化ステップに用いる。
ｏリソグラフィシミュレーションを用いるなどして、計算されたレチクルパターンを入力として用いて、基板パターンを計算する。
以下の段落において、これについてより十分に説明する。
【００３０】
図３は、シリコンウェハのような基板上に、本開示の一実施の形態に従って、光学リソグラフィを用いて、パターンを形成するための概念的フロー図３００である。第１のステップ３０２において、物理的デザイン、たとえば集積回路の物理的デザインが設計される。これは、たとえば集積回路の物理的デザインのような物理的デザインにあるべき論理ゲート、トランジスタ、金属層、および他の項目を含み得る。次に、ステップ３０４で、光近接効果補正（ＯＰＣ）が、物理的デザイン３０２におけるパターン上、または物理的デザインにおけるパターンの一部上で行なわれて、理想的なマスクデザイン３０６を形成する。いくつかの実施の形態では、ＯＰＣステップ３０４においてＩＬＴを用いる。ＯＰＣ／ＩＬＴプロセスはフロー２５２におけるように直線化を用いず、理想的なパターンを理想的なマスクデザイン３０６において形成する。理想的なマスクデザイン３０６におけるパターンは、たとえば、非マンハッタンの、非４５度縁部を有する多角形を用いて表された複雑な形状であってもよい。図１０においてそのようなパターンを示し、それは、非マンハッタンの、非４５度縁部を有する多角形を用いて表されてもよい例示的な複雑な形状１００２を示す。図３におけるＯＰＣ／ＩＬＴステップ３０４は、光学リソグラフィおよび基板処理効果を組込むが、荷電粒子ビーム露光およびレチクル処理効果は組込まない基板モデル３４０を用いる。フロー２５０の目標マスクデザイン２５６と比較して、理想的なマスクデザイン３０６は、レチクルに対する理想パターンに、より近い。ステップ３０８で、理想的なマスクデザインは、予備的な荷電粒子ビームショットの組３１０にフラクチャリングされる。予備的なショットの生成３０８は、単一のガウス型のような、相対的に単純な予備的なマスクモデル３４２を用いてもよい。予備的なショットリスト３１０は、レチクル上において、レチクルに対する所望のパターンに近似する予備的パターンを形成することが可能である。１つの実施の形態では、予備的なショットリスト３１０は、理想的なマスクデザイン３０６と比較して、マスク上においてたとえば４ｎｍの目標精度を有してもよい。別の実施の形態では、目標ショット数は、最終のまだ決定されないショット数のたとえば２％内にあってもよい。
【００３１】
ステップ３１２において、ＯＰＣ最適化を実行する。ＯＰＣ最適化は、予備的なショットリスト３１０および物理的デザイン３０２の両方を入力する。ＯＰＣ最適化３１２は２つのシミュレーションサブステップを用い、それらは、この開示において「ダブルシミュレーション」として規定するものとする。最終のマスクモデル３４６および基板モデル３４０はＯＰＣ最適化３１２において２つのシミュレーションサブステップによって用いられる。ＯＰＣ最適化３１２の詳細は、図４および関連付けられる記載において以下により詳細に記載される。いくつかの実施の形態では、最終のマスクモデル３４６および予備的なマスクモデル３４２は、同じであってもよい。いくつかの実施の形態では、ＯＰＣ最適化３１２はショット数を低減してもよい。ＯＰＣ最適化３１２の出力は、最適化されたショットリスト３１４である。１つの実施の形態では、最適化されたショットリスト３１４の目標ショット数は最終のショット数の１％内にあってもよい。別の実施の形態では、最適化されたショットリストは、ウェハ上において１ｎｍの目標精度を有してもよい。
【００３２】
近接効果補正（ＰＥＣ）改善ステップ３２０において、最適化されたショットリスト３１４におけるショットのショット線量は、長距離効果を明らかにするよう調整されるが、それは、後方散乱、ローディング、フォギング、およびレジスト帯電を含んでもよい。ＰＥＣ改善３２０の出力は調整された線量を伴う最終ショットリスト３２２である。調整された線量を伴う最終ショットリスト３２２はマスク書込ステップ３２４においてレチクルを生成するために用いられるが、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。用いられている荷電粒子ビームライタのタイプによっては、ＰＥＣ改善３２０は荷電粒子ビームライタによって実行されてもよい。マスク書込ステップ３２４は、単一露光パスまたは複数露光パスを含んでもよい。電子ビームライタシステムは、ステンシルを介してレチクル上に１つ以上の電子ビームを投射して、ステップ３２６において示されるように、レチクル上にパターンを含むマスク像を形成する。さまざまな処理ステップ（図示せず）の後に、次いで、完成したレチクルは、ステップ３２８において示される光学リソグラフィ装置において用いられて、シリコンウェハのようなレジストでコーティングされた基板を露光して、レジスト上に潜像３３０を形成してもよい。次いで、露光された基板は、レジストベークおよびレジスト現像のようなさらなるレジスト処理ステップ３３２を経て、基板上にパターン３３４を形成する。
【００３３】
図４は、ＯＰＣ最適化ステップ３１２の１つの実施の形態の詳細を示す概念的フロー図４００である。プロセス４００への１つの入力は物理的デザイン４０２であり、それは図３の物理的デザイン３０２に対応する。ステップ４３４において、物理的デザイン４０２を処理して、所望のウェハ像４３６を判断する。１つの実施の形態では、この処理は物理的デザインパターンにおいて角（内側の角および外側の角の両方）を丸み付けることを含む。他の実施の形態では、ステップ４３４において、物理的デザイン４０２におけるパターン上において、他の処理を行ってもよい。さらに他の実施の形態では、物理的デザイン４０２それ自体を所望のウェハ像４３６として用いる。プロセス４００への別の入力は、予備的なショットリスト４０４であり、それは図３の予備的なショットリスト３１０に対応する。ステップ４０６において、荷電粒子ビームシミュレーションが、計算されたマスク像４０８を計算する。荷電粒子ビームシミュレーション４０６は最終マスクモデル４３０を用い、それは図３の最終のマスクモデル３４６に対応する。荷電粒子ビームシミュレーション４０６の出力は計算されたマスク像４０８である。次いで、リソグラフィシミュレーション４１０が、ウェハ４１２上において計算されたパターンを計算するが、それは、計算されたマスク像４０８を含むレチクルまたはフォトマスクを用いて、光学リソグラフィプロセスで、レジストをコーティングされたウェハ上に結像される空間像またはパターンである。リソグラフィシミュレーション４１０は基板モデル４３２を用いるが、それは図３の基板モデル３４０に対応する。リソグラフィシミュレーション４１０は、さらに、基板レジスト上の計算された空間像の空間強度情報４１６を出力してもよい。一実施の形態では、ステップ４１４において、ウェハ４１２上の計算されたパターンを所望のウェハ像４３６と比較して、計算されたウェハパターン４１２および所望のウェハ像４３６が互いの予め定められる許容差内にあるかどうか判断してもよい。他の実施の形態では、計算されたウェハパターン４１２または空間強度情報４１６において像質測定４１８を行なってもよい。像質測定ステップ４１８において測定されてもよいパラメータは、限界寸法（ＣＤ）、限界寸法均一性（ＣＤＵ）、焦点深度（ＤＯＦ）、露出寛容度（ＥＬ）およびプロセス変動（ＰＶ）帯を含む。別の実施の形態では、ステップ４２０において、計算されたマスク像４０８を用いて、マスク誤差増大係数（ＭＥＥＦ）を計算し、リソグラフィシミュレーション４１０から出力してもよい。いくつかの測定は、荷電粒子ビームシミュレーション４０６および／またはリソグラフィシミュレーション４１０が、プロセス変動の影響を測定するためなど、１つより多い製造条件に対して実行されることを必要としてもよい。異なる製造条件を、最終のマスクモデル４３０および基板モデル４３２の異なる変動として反映してもよい。同様に、いくつかの測定は、荷電粒子ビームシミュレーション４０６が、最終のマスクモデル４３０によって決定されるような１つより多い製造条件に対して実行されることを必要としてもよい。ウェハパターン比較４１４、像質測定４１８、および／またはＭＥＥＦ測定４２０は、条件付ステップ４２２に伝わり、シミュレーションされたショットが所望の許容差内にあるかどうかが判断される。ショットが所望の許容差内にない場合、ステップ４２４においてショットリストを修正して、修正されたショットの組によって形成されるパターンが所望の基板パターンにより近く近似するようにする。ステップ４２４において修正されるショットリストは予備的なショットであってもよく、または予備的なショットの組から導き出されてもよい。ショット修正４２４はたとえば、既存のショットの位置、形状または線量を変更することを含んでもよい。ショット修正４２４は、さらに、ショットを削除することおよびショットを加えることを含んでもよい。いくつかの実施の形態では、必要なショット修正を直接計算してもよく、ショットリスト修正４２４の結果は最適化されたショットリスト４２６である。他の実施の形態では、ショットリスト修正４２４は反復的であってもよく。その場合、ショットリスト修正４２４は、見直されたショットの組を荷電粒子ビームシミュレーション４０６に出力する。条件付ステップ４２２において用いられる許容差は、フォトマスクまたは基板の処理における変更のために変化してもよい。最終的に、条件付ステップ４２２は、所望の許容差に到達したと判断し、そのときのショットリストを最適化されたショットリスト４２６として出力する。１つの実施の形態では、最適化されたショットリスト４２６の目標ショット数は最終ショット数の１％内にあってもよい。
【００３４】
図５は、図２のフロー２５０におけるマスク＋基板モデル２８２のようなマスク＋基板モデルを形成する先行技術方法の概念的フロー図５００を示す。第１のステップ５０２において、特殊化されたテストパターンを設計する。ステップ５０２の出力はマスクデザイン５０４である。結果として生じるマスクデザイン５０４を、マスクデータ準備（ＭＤＰ）ステップ５０６において荷電粒子ビームショットにフラクチャリングする。従来は、非重畳ＶＳＢショットは、ＭＤＰステップ５０６において、割当てられていないショット線量で生成されるか、または割当てられたショット線量はすべて同じである非重畳ＶＳＢショットが生成される。ＭＤＰ５０６の出力はショットリスト５０８である。近接効果補正（ＰＥＣ）改善ステップ５１０において、ショットリスト５０８におけるショットのショット線量は、長距離効果を明らかにするよう調整されるが、それは、後方散乱、ローディング、フォギング、およびレジスト帯電を含んでもよい。ＰＥＣ改善５１０の出力は調整された線量を伴う最終ショットリスト５１２である。最終ショットリスト５１２はレチクル書込ステップ５１４において表面を生成するために用いられるが、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。用いられている荷電粒子ビームライタのタイプによっては、ＰＥＣ改善５１０は荷電粒子ビームライタによって実行されてもよい。レチクル書込ステップ５１４は、単一露光パスまたは複数露光パスを含んでもよい。電子ビームライタシステムは、ステンシルを介して表面上に１つ以上の電子ビームを投射して、レチクル上に像を形成する。次いで、像を含むレチクルは、さまざまなレチクル処理ステップ５１６を経て、フォトマスク５１８になる。フォトマスク５１８を光学リソグラフィマシン５２０において用いて、シリコンウェハのようなレジストでコーティングされた基板上に潜像を形成する。次いで、潜像５２２を含むレジストでコーティングされた表面をステップ５２４においてベーキングおよび現像によってのように処理して、レジスト５２６上にパターンを形成する。ステップ５２８において、基板上の処理されたレジストコーティング上のパターン上でさまざまな測定を行なう。これらの測定値はモデル較正ステップ５４０への入力の１つである。
【００３５】
マスクデザイン５０４は、ステップ５３０にも入力され、レジスト上の所望のウェハ像が計算される。ステップ５３０は、マスクデザインパターン上で、９０度の角のような角の丸み付けを含んでもよい。ステップ５３０は、さらに、高速の３次元の近距離場像計算を含んでもよい。ステップ５３０の結果は所望の潜在しているウェハレジスト像５３２である。ステップ５３４において、レジスト処理ステップの効果を、所望の潜在しているレジスト像５３２のパターン上で計算して、所望のウェハレジストパターン５３６を形成する。所望のウェハレジストパターン５３６はモデル較正ステップ５４０への入力の１つである。
【００３６】
モデル較正ステップ５４０は、テストパターン測定値５２８および所望のウェハレジストパターン５３６を用いて、マスク＋基板モデル５４２を形成する。フロー５００から理解することが可能であるように、モデル化されたプロセスは、荷電粒子ビームレチクル露光およびマスク処理、ならびにさらに、光学リソグラフィを用いてレジストでコーティングされた基板にマスクパターンを転送して潜像を形成することも含む。対照的に、レジスト処理ステップ５２４はマスク＋基板モデル５４２に含まれず、なぜならば、その効果はステップ５３４において事前計算するからである。マスク＋基板モデル５４２は、先行技術フロー２５０においてマスク＋基板モデル２８２に対応する。
【００３７】
マスク＋基板モデル５４２の先行技術の成功は、プロセスのマスク作成部分が相対的にうまく機能するためであり、ＰＥＣ前にすべての形状に同様の線量を与えることによって、マスク上に予測可能な形状を生じさせることが可能である。しかしながら、１００ｎｍ未満のマスクパターンに対しては、荷電粒子ビーム露光プロセスは、すべてのパターン形状に対する同様の線量がレチクル上に予測可能なパターンを生じさせるようにうまく機能しない。加えて、ＭＢ−ＭＤＰを用いるとき、それは意図的にレチクル上に変動する線量を生じさせるのだが、レチクル／マスク製造効果−荷電粒子ビームシミュレーションを含む−は、マスクまたは基板効果のいずれかの正確なシミュレーションを可能にするために、光学リソグラフィのような基板製造効果から分離されなければならない。
【００３８】
先行技術フロー２５０において、マスク製造効果を光学リソグラフィおよび基板レジスト効果と共に包含することが最もよく働くのは、荷電粒子ビーム露光プロセスが、ＰＥＣの改善２６２の前に、目標マスクデザイン２５６のすべての部分に、一定の線量を与えることが可能であるときである。
【００３９】
図６は、フロー３００の最終のマスクモデル３４６の生成に対する概念的フロー図６００である。ステップ６０２において、マスクデザイン６０４を形成するためにテストパターンを設計する。結果として生じるマスクデザイン６０４を、ＭＤＰステップ６０６において荷電粒子ビームショットにフラクチャリングする。ショットは割当てられたショット線量であってもよく、または割当てられないショット線量であってもよい。ＭＤＰの出力はショットリスト６０８である。近接効果補正（ＰＥＣ）改善ステップ６１０において、ショットリスト６０８におけるショットのショット線量は、長距離効果を明らかにするよう調整されるが、それは、後方散乱、ローディング、フォギング、およびレジスト帯電を含んでもよい。ＰＥＣ改善６１０の出力は調整された線量を伴う最終ショットリスト６１２である。最終ショットリスト６１２はレチクル書込ステップ６１４において表面を生成するために用いられるが、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。用いられている荷電粒子ビームライタのタイプによっては、ＰＥＣ改善６１０は荷電粒子ビームライタによって実行されてもよい。レチクル書込ステップ６１４は、単一露光パスまたは複数露光パスを含んでもよい。電子ビームライタシステムは、ステンシルを介してレジストでコーティングされたレチクル表面上に１つ以上の電子ビームを投射して、レチクルレジスト上に潜像を形成する。レジスト処理ステップ６１６はレジスト上の潜像をレジスト像６１８に変換する。次いで、像を含むレチクルは、エッチング処理ステップ６２０、および恐らくは他の処理ステップを経て、フォトマスク６２２になる。
【００４０】
第１の実施の形態では、レチクルレジスト像６１８上のパターンをステップ６２６において測定してもよく、これらの測定値をレチクルモデル較正ステップ６２８において用いてもよい。第２の実施の形態では、完成したフォトマスク６２２上のパターンをステップ６２４において測定し、測定結果をマスクモデル較正ステップ６４６において用いる。
【００４１】
マスクデザイン６０４は、ステップ６３４にも入力され、レチクル上の所望の空間像が計算される。ステップ６３４の結果は所望の潜在しているレチクル像６３６である。６３８において、レチクルレジスト処理ステップの効果を、所望の潜在しているレチクル像６３６のパターン上で計算して、所望のレチクルレジストパターン６４０を形成する。前段において記載された第１の実施の形態において、所望のレチクルレジストパターン６４０はモデル較正ステップ６２８への入力の１つである。前段の第２の実施の形態において、エッチング処理の結果をステップ６４２において計算して、所望のマスクパターン６４４を生じさせ、それがモデル較正ステップ６４６への入力になる。
【００４２】
第１の実施の形態では、レチクルモデル較正ステップ６２８は詳細なレチクルレジストモデル６３０を形成する。エッチング計算ステップ６３２はエッチングの効果を計算して、最終のマスクモデル６４８を形成する。エッチング計算は単純なバイアスであってもよく、またはより複雑な計算であってもよい。第２の実施の形態において、マスクモデル較正ステップ６４６のための両方の入力は既にレチクルエッチング効果を含んでいるので、マスクモデル較正６４６は最終のマスクモデル６４８を直接形成する。最終のマスクモデル６４８は図３のフロー３００において最終のマスクモデル３４６に対応する。最終のマスクモデル３４６に含まれてもよい物理的現象は、前方散乱、後方散乱、クーロン効果、フォギング、レジスト帯電、ローディング、レジストベーク、レジスト現像、およびレジストエッチングを含む。
【００４３】
フロー３００の予備的なマスクモデル３４２を、フロー６００と同様のフローで形成することが可能である。単純なマスクモデルの形成において、モデルは、最終のマスクモデル３４６より計算するのがより単純で、より高速であるよう、制限されてもよい。１つの実施の形態では、予備的なマスクモデル３４２は単一のガウス型である。
【００４４】
図７は、別の実施の形態に従って基板モデルを形成するためのフロー７００を示す概念的フロー図である。第１のステップ７０２において、テストパターンを設計する。これらのパターンは形状を含み、それらは、マスク製造、および光学リソグラフィによるレジストでコーティングされた基板へのマスク転写の後、測定される。ステップ７０２の出力は、マスクデザイン７０４である。結果として生じるマスクデザイン７０４を、ＭＤＰステップ７０６において荷電粒子ビームショットにフラクチャリングする。ショットは、割当てられた線量を有してもよく、または割当てられていない線量を有してもよい。ＭＤＰ７０６の出力はショットリスト７０８である。近接効果補正（ＰＥＣ）改善ステップ７１０において、ショットリスト７０８におけるショットのショット線量は、長距離効果を明らかにするよう調整されるが、それは、後方散乱、ローディング、フォギング、およびレジスト帯電を含んでもよい。ＰＥＣ改善７１０の出力は調整された線量を伴う最終ショットリスト７１２である。最終ショットリスト７１２はレチクル書込ステップ７１４において表面を生成するために用いられるが、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。用いられている荷電粒子ビームライタのタイプによっては、ＰＥＣ改善７１０は荷電粒子ビームライタによって実行されてもよい。レチクル書込ステップ７１４は、単一露光パスまたは複数露光パスを含んでもよい。電子ビームライタシステムは、ステンシルを介して表面上に１つ以上の電子ビームを投射して、レチクル上に像を形成する。次いで、像を含むレチクルは、さまざまな処理ステップ７１６を経て、フォトマスク７１８になる。フォトマスク７１８を光学リソグラフィマシン７２０において用いて、シリコンウェハのようなレジストでコーティングされた基板上に潜像を形成する。次いで、潜像７２２を含むレジストでコーティングされた表面をステップ７２４においてベーキングおよび現像によってのように処理して、レジスト７２６上にパターンを形成する。ステップ７２８において、基板上の処理されたレジストコーティング上のパターン上でさまざまな測定を行なう。これらの測定値は基板モデル較正ステップ７４４への入力の１つである。
【００４５】
マスクデザイン７０４は、ステップ７３０にも入力され、荷電粒子ビームシミュレーションを用いるなどして、期待されるマスク像が計算される。その計算は先に判断されたマスクモデル７３２を用いるが、それは、１つの実施の形態においては、フロー６００における最終のマスクモデル６４８に対応する。ステップ７３０の出力は、期待されるマスク像７３４である。ステップ７３６において、期待されるマスク像を用いて、レジスト上で所望の像を計算する。ステップ７３６は、マスクデザインパターン上で、９０度の角のような角の丸み付けを含んでもよい。ステップ７３６は、さらに、高速の３次元の近距離場像計算を含んでもよい。ステップ７３６の結果は所望の潜在しているレジスト像７３８である。ステップ７４０において、レジスト処理ステップの効果を、所望の潜在しているレジスト像７３８のパターン上で計算して、所望のウェハレジストパターン７４２を形成する。所望のウェハレジストパターン７４２は基板モデル較正ステップ７４４への入力の１つである。
【００４６】
基板モデル較正ステップ７４４は、テストパターン測定値７２８および所望のウェハパターン７４２を用いて、基板モデル７４８を形成する。基板モデル７４８はフロー３００において基板モデル３４０に対応する。マスク＋基板モデルを生じさせる先行技術フロー５００と比較して、所望のウェハレジストパターン７４２を期待されるマスク像７３４から計算する。フロー５００では、所望のウェハレジストパターン５３６をマスクデザイン５０４から直接計算する。ステップ７３０のフロー７００への追加は、事前計算されたマスクモデル７３２を必要とするが、前方散乱、後方散乱およびクーロン効果のようなマスク効果を含まない基板モデル７４８の生成を可能にする。言い換えれば、計算されたマスク効果を所望のウェハレジストパターン７４２に含むことによって、基板モデル較正ステップ７４４はそのデータソースの両方−ウェハレジスト測定値７２８および所望のウェハレジストパターン７４２−に対するマスク効果を理解する。マスクモデル７３２が正確である限り、所望のウェハレジストパターン７４２に含まれるモデル化されたマスク効果は、ウェハレジスト測定７２８に含まれるレチクル書込７１４およびレチクル処理７１６からの実際のマスク効果と等しいことになり、マスク効果をモデル較正ステップ７４４中においてウェハレジスト測定値７２８から本質的に減じて、マスク効果を明らかにせず、マスク効果によって影響を受けない基板モデル７４８をもたらす結果となる。
【００４７】
図３の例示的なフロー３００を再び参照して、マスク効果を含まない基板モデル３４０が利用可能であることによって、理想的なＩＬＴステップ３０４は次いで理想的なマスクデザイン３０６を計算することが可能である。予備的なショットの生成３０８ステップは、予備的なマスクモデル３４２をショット生成のために用いる。したがって、先行技術フロー２５０マスク＋基板モデル２８２において生じるであろうような、理想的なＩＬＴ３０４に対して用いられるモデルへのマスク効果の包含は、マスク効果を不正確に二重補償するであろう。比較して、先行技術フロー２５０では、目標マスクデザイン２５６は、ＩＬＴ  ＯＰＣ  ２５４の出力であり、マスク効果に対する補償を含んでおり、なぜならば、マスク＋基板モデル２８２は、光学リソグラフィおよびウェハ効果とならんで、荷電粒子ビーム効果を含む、マスク効果を含むからである。
【００４８】
図８は、シリコンウェハのような基板上に、本開示の別の実施の形態に従って、光学リソグラフィを用いて、パターンを形成するための概念的フロー図８００である。第１のステップ８０２において、物理的デザイン、たとえば集積回路の物理的デザインが設計される。これは、たとえば集積回路の物理的デザインのような物理的デザインにあるべき論理ゲート、トランジスタ、金属層、および他の項目を含み得る。次に、ステップ８０４で、ＯＰＣが、物理的デザイン８０２におけるパターン上、または物理的デザインにおけるパターンの一部上で、ＩＬＴを用いて行なわれて、理想的なマスクデザイン８０６を形成する。ＯＰＣ／ＩＬＴプロセスはフロー２５０のステップ２５４におけるように直線化を用いず、理想的な−および典型的には曲線から成る−パターンを理想的なマスクデザイン８０６において形成する。理想的なＩＬＴステップ８０４は、フロー２５０にあるように、リソグラフィおよび基板処理効果を組込むが、荷電粒子ビーム露光およびレチクル処理効果は組込まない基板モデル８４０を用いる。基板処理効果は、たとえば、基板レジストベークおよび基板レジスト現像を含んでもよい。したがって、理想的なマスクデザイン８０６は実際にはマスクのための計算された目標パターンである。
【００４９】
ＭＤＰステップ８０８で、理想的なマスクデザイン８０６は、荷電粒子ビームショットの組８１０にフラクチャリングされる。ＭＤＰステップ８０８はダブルシミュレーションを用いて、基板上にショットの組で形成されるパターンを判断する。ダブルシミュレーションは２部構成の手順である。第１の部分では、マスクモデル８４２を用いることにより、レチクル上にショットの組で生じさせられるパターンを計算する。第２の部分では、基板モデル８４０を用いることにより、計算されたレチクルパターンを用いて基板上に形成されるパターンを計算する。荷電粒子ビームシミュレーションを用いることにより、マスクモデルを用いてレチクルパターンを計算してもよい。リソグラフィシミュレーションを用いることにより、基板モデルを用いて基板パターンを計算してもよい。基板モデル８４０は、光学リソグラフィ効果を含んでもよく、さらに、レジストベークおよびレジスト現像のようなレジスト効果を含んでもよい。ＭＤＰ８０８は計算されたレチクルパターンと物理的デザイン８０２との比較を含み、基板パターンのＣＤ、基板パターンの限界寸法均一性（ＣＤＵ）、基板パターンの焦点深度（ＤＯＦ）、基板パターンの露出寛容度、レチクルパターンのプロセス変動（ＰＶ）帯、またはレチクルパターンのマスク誤差増大係数（ＭＥＥＦ）の最適化を含んでもよい。ＭＤＰ８０８はショットリスト８１０を出力する。ＭＤＰ８０８は、さらに、基板レジストパターンに対する計算された空間強度情報８４４を、パターンの一部またはパターン全体に関して出力してもよい。
【００５０】
近接効果補正（ＰＥＣ）改善ステップ８２０において、ショットリスト８１０におけるショットのショット線量は、長距離効果を明らかにするよう調整されるが、それは、後方散乱、ローディング、フォギング、およびレジスト帯電を含んでもよい。ＰＥＣ改善８２０の出力は調整された線量を伴う最終ショットリスト８２２である。調整された線量を伴う最終ショットリスト８２２はマスク書込ステップ８２４において表面を生成するために用いられるが、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。用いられている荷電粒子ビームライタのタイプによっては、ＰＥＣ改善８２０は荷電粒子ビームライタによって実行されてもよい。マスク書込ステップ８２４は、単一露光パスまたは複数露光パスを含んでもよい。電子ビームライタシステムは、ステンシルを介して表面上に１つ以上の電子ビームを投射して、ステップ８２６において示されるように、表面上にパターンを含むマスク像を形成する。付加的処理ステップ（図示せず）の後に、次いで、完成した表面は、ステップ８２８において示される光学リソグラフィ装置において用いられて、シリコンウェハのようなレジストでコーティングされた基板を露光して、レジスト上に潜像８３０を形成してもよい。次いで、露光された基板は、レジストベークおよびレジスト現像のようなさらなるレジスト処理ステップ８３２を経て、基板上にパターン８３４を形成する。
【００５１】
図９は、先在するショットリストの最適化のための概念的フロー図９００である。フロー９００は、所望のレチクルパターン９０２および予備的ショットリスト９０４で始まり、予備的ショットリスト９０４は所望のレチクルパターン９０２をおおよそ形成することが可能である。いくつかの実施の形態では、予備的なショットリスト９０４を、ＭＤＰ／フラクチャリングステップ９３０において、単一のガウス型モデルのような予備的なマスクモデル９３２を用いて、前もって形成している。ＭＤＰステップ９１０は元の荷電粒子ビームショットリスト９０４においてショットを修正して、所望のレチクルパターン９０２を元のショットリスト９０４より正確に形成することが可能である、結果として生じる最適化されたショットリスト９１２を形成する。最適化されたショットリスト９１２におけるショットは、重畳してもよく、異なる割当てられた線量を有してもよい。ＭＤＰステップ９１０は、最終のマスクモデル９０６を用いて、元のショットリストおよび／または修正されたショットリストから、レチクルパターンを計算する。近接効果補正（ＰＥＣ）改善ステップ９１４において、最適化されたショットリスト９１２におけるショットのショット線量は、長距離効果を明らかにするよう調整されるが、それは、後方散乱、ローディング、フォギング、レジスト帯電および他の長距離効果を含んでもよい。ＰＥＣ改善９１４の出力は、最終ショットリスト９１６である。最終ショットリスト９１６はマスク書込ステップ９１８において表面を生成するために用いられるが、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。用いられている荷電粒子ビームライタのタイプによっては、ＰＥＣ改善９１４は荷電粒子ビームライタによって実行されてもよい。マスク書込ステップ９１８は、単一露光パスまたは複数露光パスを含んでもよい。電子ビームライタシステムは、表面上に１つ以上の電子ビームを投射して、ステップ９２０において示されるように、表面上にパターンを含むマスク像を形成する。さらなる処理ステップ（図示せず）の後に、次いで、完成した表面は、ステップ９２２において示される光学リソグラフィ装置において用いられて、シリコンウェハのようなレジストでコーティングされた基板を露光して、レジスト上に潜像９２４を形成してもよい。次いで、露光された基板は、レジストベークおよびレジスト現像のようなさらなるレジスト処理ステップ９２６を経て、基板上にパターン９２８を形成する。フロー９００は、たとえば、予備的ショットリスト９０４が形成されてから、マスクプロセスが変化して、マスクモデル変更を引起し、それにより、見直されたマスクプロセスに対応する最終のマスクモデル９０６を用いて予備的ショットリスト９０４においてショットの再最適化を必要とするときに、有用であってもよい。マスクプロセス変更は、たとえば、マスクプロセスバイアス変更であってもよい。
【００５２】
ここに記載されたフローのいくつかの実施の形態は、ＭＤＰ／ショット生成中において複雑なキャラクタ投影（ＣＰ）キャラクタを用いてもよい。特に円形のＣＰキャラクタを用いることが可能である。
【００５３】
この開示において述べられたさまざまな実施の形態を物理的デザインの一部で用いてもよい。１つの実施の形態では、レチクルに対する完全な所望のパターンを入力し、前もって判断されたショットの組も入力する。前もって判断されたショットの組を用いて、レチクルパターンを計算し、次いで、計算されたレチクルパターンをレチクルに対する所望のパターンと比較する。計算されたレチクルパターンと所望のレチクルパターンとの間の差が、たとえば２ｎｍのような、予め定められるしきい値を越える領域については、フロー３００またはフロー８００を用いて、ショットを再生成する。別の実施の形態では、計算されたレチクルパターンと所望のレチクルパターンとの間の差が、予め定められるしきい値を越える領域については、それらの領域における既存のショットをフロー９００で最適化する。
【００５４】
ここに記載または言及される計算は、さまざまな態様で達成されてもよい。一般的に、計算は処理内方法、前処理方法、または後処理方法によって達成されてもよい。処理内計算は、その結果が必要なときに計算を行なうことを含む。前処理計算は、予め計算し、その結果を記憶して、後の処理工程で検索することを含み、特に何回も繰返される計算では、処理性能を向上させ得る。計算は、ある処理工程で延期させて、後の後処理工程で行なうこともできる。前処理計算の一例は、２つの重畳ショットによりショット重畳の付近で形成されるパターンを予め計算することである。前処理計算の別の一例はショットグループであり、これは所与の入力パターンまたは入力パターン特性の組に関連付けられる１つ以上のショットについての線量パターン情報の事前計算である。ショットグループおよび関連付けられている入力パターンは、事前計算ショットグループのライブラリ内に保存することができ、ショットグループをなすショットの組は、パターンを再度計算することなく、入力パターンの付加的インスタンスのために迅速に生成することができる。一部の実施の形態において、事前計算は、ショットグループがレジスト被覆表面にもたらす線量パターンのシミュレーションを含み得る。他の実施の形態において、ショットグループは、たとえばコレクトバイコンストラクション（correct-by-construction）技術を用いることによるなどして、シミュレーションを用いずに定めることができる。一部の実施の形態において、事前に計算されたショットグループは、ショットリストの形で、ショットグループライブラリ内に保存することができる。他の実施の形態において、事前計算されたショットグループは、コンピュータコードの形で保存することができ、これは特定の種類の入力パターン向けのショットを生成することができる。さらに他の実施の形態において、複数の事前計算されたショットグループはテーブルの形で保存することができ、表の入力はパターン幅といったさまざまな入力パターンまたは入力パターン特性に対応し、各テーブル入力は、ショットグループのショットのリスト、または適切なショットの組をどのように生成するかについての情報を提供する。さらに、異なるショットグループは、ショットグループライブラリにおいて異なる形で保存することもできる。一部の実施の形態において、所与のショットグループが作成できる線量パターンも、ショットグループライブラリに保存することができる。一実施の形態において、線量パターンは、グリフと呼ばれる二次元（ＸおよびＹ）線量マップとして保存することができる。
【００５５】
本開示に記載されるフラクチャリング、マスクデータ準備、近接効果補正、およびショットグループ形成フローは、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列に用いることができる。一実施の形態において、演算は並列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、最初のショットの組は、コレクトバイコンストラクション方法によって判断することができるので、ショット修正は必要ない。
【００５６】
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。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光学近接補正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、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１つの可能なシーケンスを示すよう意図されるにすぎず、多くの変更が可能である。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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月18日(2014.12.18)
【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】
荷電粒子ビームリソグラフィを伴う使用のためのマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法であって、
レチクル上にパターンを形成することが可能である荷電粒子ビームショットの組を判断するステップを含み、前記判断するステップは、光学的リソグラフィプロセスをレチクルパターンと共に用いて基板上に形成されるパターンを計算するステップを含み、前記判断するステップはコンピューティングハードウェア装置を用いて実行される、方法。
【請求項２】
前記判断するステップは、前記ショットの組を用いて、前記レチクル上で計算されたパターンを計算するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レチクル上で前記計算されたパターンを計算するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
マスクモデルを入力するステップをさらに含み、前記レチクル上で前記計算されたパターンを計算するステップは前記マスクモデルを用いる、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記基板上に形成される前記パターン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６】
所望の基板パターンを入力するステップと、
前記基板上の前記計算されたパターンを前記所望の基板パターンと比較するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板上の前記計算されたパターンを最適化するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基板上の前記パターンに対する空中の強度情報を出力するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記判断するステップは、前記基板上の前記パターンの限界寸法（ＣＤ）、前記基板上の前記パターンの限界寸法均一性（ＣＤＵ）、前記基板上の前記パターンの焦点深度（ＤＯＦ）、前記基板上の前記パターンの露出寛容度（ＥＬ）、前記基板上の前記パターンのプロセス変動（ＰＶ）帯、および前記基板上の前記パターンのマスク誤差増大係数（ＭＥＥＦ）からなる群から選択されるパラメータを最適化するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
荷電粒子ビームリソグラフィを伴う使用のための光近接効果補正（ＯＰＣ）またはマスクデータ準備（ＭＤＰ）のための方法であって、
荷電粒子ビームショットの組を入力するステップと、
前記荷電粒子ビームショットの組でレチクル上に形成されることになるレチクルパターンを計算するステップと、
光学リソグラフィプロセスを前記レチクルに対する計算されたパターンと共に用いて基板上に形成されることになる基板パターンを計算するステップとを含み、
前記レチクルパターンを計算するステップおよび前記基板パターンを計算するステップは、コンピューティングハードウェア装置を用いて実行される、方法。
【請求項１１】
前記レチクルパターンを計算するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記レチクルパターンを計算するステップはマスクモデルを用いるステップを含み、
前記マスクモデルは、前方散乱、後方散乱、クーロン効果、フォギング、ローディングおよびレチクルレジスト帯電からなる群から選択される少なくとも１つの効果を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板パターン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１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板パターンを計算するステップは基板モデルを用いるステップを含み、
前記基板モデルは、光学リソグラフィ、基板レジストベーク、基板レジスト現像および基板レジストエッチングからなる群から選択される少なくとも１つの効果を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板パターンを計算するステップは基板モデルを用いるステップを含み、前記基板モデルは、前記マスクモデルに含まれるすべての効果を排除する、請求項１２に記載の方法。
【国際調査報告】
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