(57)【要約】【課題】リソグラフプロセスで用いられる二重パターニングプロセスを最適化するための良好な方法およびシステムを提供する。【解決手段】単一層でのパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを設定する方法が開示される。多重パターニングリソグラフプロセスは、第１パターニングステップと、少なくとも第２パターニングステップとを含む。方法は、少なくとも１つのプロセス条件に関して、多重パターニングリソグラフプロセスに関するパターンの設計パラメータ及び／又は分割パラメータの関数として、分割に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量に関する値を得ることを含む。方法は、少なくとも１つの計量の前記値を、設計パラメータ及び分割パラメータに基づいて評価し、少なくとも１つのプロセス条件を考慮することを含み。方法は、前記評価に基づいて多重パターニングリソグラフプロセスを用いて処理すべきパターンを分割するための設計及び／又は分割指針を導出することを含む。【選択図】図１ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の設計特徴物を含む、単一層でのパターンを処理するための多重パターニングリソグラフプロセスを設定するための方法であって、
多重パターニングリソグラフプロセスは、第１パターニングステップと、少なくとも第２パターニングステップとを含み、
該方法は、少なくとも１つのプロセス条件に関して、多重パターニングリソグラフプロセスに関するパターンの設計パラメータ及び／又は分割パラメータの関数として、分割に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量に関する値を得ることと、
少なくとも１つの計量の前記値を、設計パラメータの関数及び／又は分割パラメータの関数として評価し、前記少なくとも１つのプロセス条件を考慮することと、
前記評価に基づいて、多重パターニングリソグラフプロセスを用いて処理すべきパターンを分割するための設計及び／又は分割指針を導出することを含む方法。
【請求項２】
分割に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量に関する値を得ることは、縫合に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量に関する値を得ることを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
縫合に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量に関する値を得ることは、第１パターニングステップでパターン化される設計特徴物と少なくとも第２パターニングステップでパターン化される設計特徴物との間の縫合度を表すパラメータに関する値を得ることを含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの計量の値を評価することは、第１パターニングステップでパターン化される設計特徴物および第２パターニングステップでパターン化される設計特徴物の融合した輪郭の間の最小内部距離である縫合幅が、所定の値より大きいか否かを評価することを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
分割に関連したプロセス品質を表す前記計量は、回路性能、電気的計量、またはパターニング計量の何れかを含む請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの計量の前記値を、第１、第２および第３の設計パラメータ及び／又は分割パラメータの関数として評価するために、該方法は、少なくとも１つの計量の前記値をトポロジー的に体系付けることを含み、第１および第２の設計パラメータ及び／又は分割パラメータの所定値に関して、少なくとも１つの計量の値を、第３の設計パラメータ及び／又は分割パラメータの次の値と等距離で、前記トポロジー的に体系付けた値の中に位置決めするようにした請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの計量の値を評価することは、前記リソグラフプロセスを実施するためのプロセスウインドウを決定して、分割に関連したプロセス品質を表す計量に関する所定の値を得ることを含む請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの計量に関する値を得ることは、テストパターンについて実施するものであり、
前記方法は、処理すべき追加のパターンについて初期の設計を決定し、導出した設計及び／又は分割の指針を考慮することをさらに含む請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスに関する設計の設定及び／又は分割の設定について作業値を導出することをさらに含む請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
テストパターン用の設計であって、
該テストパターンは、請求項１〜９のいずれかに記載の単一層中のパターンを処理するための多重パターニングリソグラフプロセスを設定するための方法での使用に適合している設計。
【請求項１１】
単一層で処理される複数の特徴物を含むテストパターン用の設計であって、
該設計は、第１組の部分特徴物を備えた第１の部分設計、および第２組の部分特徴物を備えた少なくとも第２の部分設計を含む分割設計であり、
多重パターニングリソグラフプロセス用の設計を用いた場合、前記複数の特徴物が得られ、
前記複数の特徴物は、少なくとも１つのパラメータ化した特性を有し、異なる特徴物間で系統的な特性変動が存在しているテストパターン用の設計。
【請求項１２】
前記複数の特徴物は、第１、第２および第３のパラメータ化した特性を含み、これにより特徴物はトポロジー的に体系付けられ、第１のパラメータ化した特性について同じ値を有する特徴物は互いに等距離で位置決めされ、第２のパラメータ化した特性について同じ値を有する特徴物は互いに等距離で位置決めされ、第３のパラメータ化した特性について同じ値を有する特徴物は互いに等距離で位置決めされる請求項１０または請求項１１記載のテストパターン用の設計。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれかに記載の設計に係るテストパターンを含むレチクルであって、単一層中のパターンを処理する多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するためのレチクルのセット。
【請求項１４】
単一層中のパターンを処理するための多重パターニングリソグラフプロセスを設定するためのシステムであって、
該パターンは、複数の設計特徴物を含み、
多重パターニングリソグラフプロセスは、少なくとも第１パターニングステップと、第２パターニングステップとを含み、
該システムは、少なくとも１つのプロセス条件に関して、二重パターニングリソグラフプロセスに関するパターンの設計パラメータ及び／又は分割パラメータの関数として、分割に関連したプロセス品質を表す値を得るための計量決定手段と、
少なくとも１つの計量の前記値を、設計及び／又は分割パラメータの関数として評価し、前記少なくとも１つのプロセス条件を考慮するための評価手段と、
前記評価に基づいて、多重パターニングリソグラフプロセスを用いて処理すべきパターンを分割するための設計及び／又は分割指針を導出することを含むシステム。
【請求項１５】
コンピュータ上で実行した場合、請求項１〜９のいずれかに記載のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを最適化する方法を実施するために適合した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、例えば、集積回路などの半導体デバイスの製造に用いられるリソグラフプロセスの分野に関し、一般にはプロセス最適化に関する。詳細には、本発明は、リソグラフプロセスのための二重パターニング技術を最適化するための方法およびシステム、これによって得られるデバイスおよび、二重パターニング技術に関するこうした方法で用いられるリソグラフマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
最高の開口数１．３５を用いて浸漬リソグラフの使用を３２ｎｍノード超に拡張することは、意欲的なｋ１値での特徴物パターニングを必要する。４５ｎｍハーフピッチのノードは物理限界０．２５を超えるｋ１値に対応しているが、単一パターニングおよび二重パターニングの両方が可能性のある解決法である。単一パターニング法は、軸外照明および制約された設計ルールを必要とするため、実用化の容易さを制限する。
【０００３】
ランダムロジック設計に関して、単一パターニングは、例えば、設計変更の負担だけで実施できるであろう。リソグラフにおける二重パターニング（ＤＰ）または二重露光（ＤＥ）は、４５ｎｍハーフピッチのノードおよびそれ以上の条件を満たす代替の解決法となるであろう。それは、最大開口数ＮＡ＝１．３５での水浸漬リソグラフの使用を拡張するものである。
【０００４】
二重パターニングの狙いの１つは、ある設計を２つ以上の散在した設計に分割し、二重パターニングのフローを通じて目標パターンに再結合することによって、高密度な特徴物のリソグラフプロセスを可能にすることである。それは、レジスト中の２つの像の間の相互作用を抑制する。
【０００５】
設計分割の複雑さは、二重パターニングを適用する際に必要になり、パターン密度およびその２Ｄの中身に強く依存する。その結果、高密度パターンを持つデバイスについて多くの注意が必要になる。二重パターニングを適用するために、例えば、ランダムロジックパターンを分割する場合、設計は切断され分割される。小さなピッチを持つランダムロジック応用の二重パターニングにおいて、既存の多角形を２つの別々の設計に分配することは充分ではないであろう。こうした多角形の切断がしばしば必要になる。しかしながら、これは、二重パターニングプロセスの際、いわゆる縫合(stitching)ポイントで再結合する必要がある新しいライン端を作成することになる。
【０００６】
分割の利点を有効にするために、パターン端の２Ｄ印刷可能性を考慮する必要がある。本来、ライン端での小さな間隙および重大な２Ｄトポロジーは、部分分解能または禁制ピッチと同程度に重要である。多角形の切断は、分割競合を解決するのに必ずしも充分ではないことから、二重パターニングの利点を確保するために、分割ルールまたは設計ルールに関するニーズが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態の目的は、リソグラフプロセスの最適化、例えば、良好なリソグラフプロセスを設定するための良好な装置または方法を提供することである。
【０００８】
本発明に係る実施形態の利点は、リソグラフプロセスで用いられる二重パターニングプロセスの最適化、例えば、リソグラフプロセスで用いられる良好な二重パターニングプロセスを設定するための良好なシステムおよび方法が提供されることである。
【０００９】
本発明に係る実施形態の利点は、単一層中のパターンの最適なリソグラフプロセスを得るためのプロセスウインドウを最適化することによって、プロセス条件の適切な選択を可能にする方法およびシステムが提供されることである。
【００１０】
本発明に係る実施形態の利点は、二重パターニングを用いたリソグラフプロセスに関するプロセス変動を通じて、頑丈な縫合を提供することである。
【００１１】
本発明に係る実施形態の利点は、二重パターニングに関する設計での多角形の切断が、カラーリング(colouring)、即ち、多角形またはその一部を、別個にパターン化される２つの異なる層に割り当てることに適切な解決法となることである。それは、二重パターニングのプロセス変動を通じて、頑丈な方法で多角形の再結合を可能にする方法およびシステムが提供されるからである。
【００１２】
本発明に係る実施形態の利点は、製造に関する良好な設計を可能にする方法およびシステムが提供することである。
【００１３】
本発明に係る実施形態の利点は、例えば、集積回路及び／又は電子回路、およぴ対応する製造技術など、デバイスを設計するための良好な方法およびシステムが提供されることである。
【００１４】
本発明に係る実施形態の利点は、頑丈で効率的なリソグラフプロセスを可能にする方法およびシステムが提供されることである。
【００１５】
本発明に係る実施形態の利点は、多様または変化するプロセス条件下であっても良好なリソグラフプロセスが得られることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的は、本発明に係る方法およびデバイスによって達成される。
【００１７】
本発明は、例えば、単一層でのパターンを処理するための多重パターニングリソグラフプロセスを設定することによって、単一層でのパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するための方法に関する。該パターンは、複数の設計特徴物を含む。多重パターニングリソグラフプロセスは、第１パターニングステップと、少なくとも第２パターニングステップとを含む。該方法は、少なくとも１つ、必要ならば複数のプロセス条件に関して、多重パターニングリソグラフプロセスに関するパターンの設計パラメータ及び／又は分割パラメータの関数として、分割に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量(metric)に関する値を得ることと、少なくとも１つの計量の前記値を、パターンの設計パラメータの関数及び／又は分割パラメータの関数として評価し、前記少なくとも１つのプロセス条件を考慮することとを含む。
【００１８】
本発明に係る実施形態の利点は、二重パターニングリソグラフプロセスが、少なくとも１つのプロセス条件の関数として最適化できることである。計量に関する値の前記評価は、所定の基準に関して行ってもよい。該方法は、前記評価に基づいて、多重パターニングリソグラフプロセスを用いて処理すべきパターンを分割するための設計及び／又は分割指針を導出することをさらに含む。
【００１９】
分割に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量に関する値を得ることは、縫合に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量に関する値を得ることを含んでもよい。
【００２０】
縫合に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量に関する値を得ることは、第１パターニングステップでパターン化される設計特徴物と少なくとも第２パターニングステップでパターン化される設計特徴物との間の縫合度を表すパラメータに関する値を得ることを含んでもよい。
【００２１】
少なくとも１つの計量の値を評価することは、縫合幅(stitching width)、即ち、第１パターニングステップでパターン化される設計特徴物および第２パターニングステップでパターン化される設計特徴物の融合した輪郭の間の最小内部距離が所定の値より大きいか否かを評価することを含んでもよい。
【００２２】
本発明に係る実施形態の利点は、分割品質、例えば、縫合品質および縫合不良を表す良好な計量を用いることである。不充分な縫合品質は、縫合幅が所定の値より小さいか否か、例えば、実現可能な公称クリティカル寸法の９０％、または実現可能な公称クリティカル寸法の６０％、または実現可能な公称クリティカル寸法の３０％、または実現可能な公称クリティカル寸法の１０％より小さいか否かによって決定してもよい。
【００２３】
分割に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量は、回路性能、電気的計量、またはパターニング計量の何れかを含んでもよい。それは、例えば、品質パラメータとして信頼度(reliability)を含んでもよい。該方法は、分割プロセスとは関連しない少なくとも１つの追加の計量に関する値を決定することをさらに含んでもよく、該計量は、パターンの設計パラメータ及び／又は多重パターニングリソグラフプロセスのための分割パラメータの関数として、架橋(bridging)を表し、及び／又は狭窄(pinching)を表するための不完全な光学近接補正を表すものであり、そして、前記少なくとも１つの追加の計量を評価することを含んでもよい。本発明に係る実施形態の利点は、別々のプロセス不良原因が同時に考慮できることである。
【００２４】
少なくとも１つの計量の前記値を、第１、第２および第３の設計パラメータ及び／又は分割パラメータの関数として評価するために、該方法は、少なくとも１つの計量の前記値をトポロジー的に体系付けることを含んでもよい。そして、第１および第２の設計パラメータ及び／又は分割パラメータの所定値に関して、少なくとも１つの計量の値を、第３の設計パラメータ及び／又は分割パラメータの次の値と等距離で、前記トポロジー的に体系付けた値の中に位置決めする。
【００２５】
本発明に係る実施形態の利点は、少なくとも１つの計量を評価するために、、より多くの数の設計パラメータ及び／又はプロセスパラメータが考慮できることである。本発明に係る実施形態の利点は、計量値の間の良好な比較が得られることであり、例えば、使用可能なプロセスウインドウに関するサイズが比較的容易に決定できることである。トポロジー的に体系付けた値は、マトリクス形式で体系付けてもよい。
【００２６】
少なくとも１つの計量の値を評価することは、前記リソグラフプロセスを実施するためのプロセスウインドウを決定して、分割に関連したプロセス品質を表す計量に関する所定の値を得ることを含んでもよい。本発明に係る実施形態の利点は、リソグラフプロセス用のプロセスウインドウが決定できることであり、分割、例えば、縫合がプロセスウインドウ全体に渡って適切になる。
【００２７】
該方法は、前記評価に基づいて、多重パターニングリソグラフプロセスを用いて処理すべきパターンを分割するための設計及び／又は分割の指針を導出することを含む。本発明に係る実施形態の利点は、適切なテスト構造に関して、製作すべきデバイス中の個々の構造に関してこれを実施する必要なしで、一般には適切な情報が得られることである。値を得ることは、多重パターニングリソグラフプロセスのシミュレーションに基づいて実施してもよい。値を得ることは、実験的に得られる測定データに基づいて実施してもよい。値を得ることは、複数のプロセス条件下で複数のテスト構造についての少なくとも１つの計量に関する値を、例えば、実験的に決定することによって実施してもよい。
【００２８】
該方法は、設計及び／又は分割の指針に基づいて、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスに関する設計の設定及び／又は分割の設定について作業(working)値を導出することをさらに含んでもよい。少なくとも１つの計量に関する値を得ることは、テストパターンについて実施してもよく、多重パターニングリソグラフプロセスを用いて処理すべき追加のパターンについて、初期の設計、例えば、分割される設計を決定し、導出した設計及び／又は分割の指針を考慮してもよい。
【００２９】
本発明はまた、テストパターン用の設計に関するものであり、テストパターンは、例えば、上述したように、単一層中のパターンを処理するための多重パターニングリソグラフプロセスを設定することによって、パターンの多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するための方法での使用に適合される。
【００３０】
本発明はまた、処理される複数の特徴物を含むテストパターン用の設計に関するものであり、該設計は、第１組の部分特徴物を備えた第１の部分設計、および第２組の部分特徴物を備えた少なくとも第２の部分設計を含む分割設計であり、多重パターニングリソグラフプロセス用の設計を用いた場合、前記複数の特徴物が得られる。前記複数の特徴物は、少なくとも１つのパラメータ化した特性を有し、異なる特徴物間で系統的な特性変動が存在している。
【００３１】
複数の特徴物は、第１、第２および第３のパラメータ化した特性を含んでもよく、これにより特徴物はトポロジー的に体系付けられ、第１のパラメータ化した特性について同じ値を有する特徴物は互いに等距離で位置決めされ、第２のパラメータ化した特性について同じ値を有する特徴物は互いに等距離で位置決めされ、第３のパラメータ化した特性について同じ値を有する特徴物は互いに等距離で位置決めされる。
【００３２】
本発明はさらに、例えば、単一層中のパターンを処理するための多重パターニングリソグラフプロセスを設定することによって、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するためのレチクルのセットに関する。該レチクルは、上述したような設計に係るテストパターンを含む。
【００３３】
本発明はまた、例えば、単一層中のパターンを処理するための多重パターニングリソグラフプロセスを設定することによって、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するためのシステムに関する。該パターンは、複数の設計特徴物を含む。多重パターニングリソグラフプロセスは、少なくとも第１パターニングステップと、第２パターニングステップとを含む。該システムは、少なくとも１つ、必要ならば複数のプロセス条件に関して、二重パターニングリソグラフプロセスに関するパターンの設計パラメータ及び／又は分割パラメータの関数として、分割に関連したプロセス品質を表す値を得るための計量決定手段と、少なくとも１つの計量の前記値を、設計及び／又は分割パラメータの関数として評価し、前記少なくとも１つのプロセス条件を考慮するための評価手段とを備える。分割に関連したプロセス品質は、縫合に関連したプロセス品質であってもよい。
【００３４】
本発明はまた、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスの方法に関する。該方法は、所定の分割ルールに従ってパターン化すべき設計を、第１組の設計特徴物および少なくとも第２組の設計特徴物に分割することと、第１組の設計特徴物のための第１パターニングステップおよび第２組の設計特徴物のための第２パターニングステップを実施することとを含み、前記所定の分割ルールは、上述したように、例えば、単一層中のパターンを処理するための多重パターニングリソグラフプロセスを設定することによって、多重パターニングリソグラフプロセスの方法を用いて得られる。
【００３５】
本発明はまた、本発明の実施形態に係る方法を用いて最適化したレチクルまたはレチクルのセットに関する。多重パターニングリソグラフプロセスで用いられる第１組の設計特徴物および少なくとも第２組の設計特徴物は、層中に適用される目標パターンと組み合わせてもよい。
【００３６】
本発明はさらに、多重パターニングリソグラフプロセスによって製作されるデバイスに関する。該デバイスは、例えば、本発明の実施形態に係る方法を用いて設定され、最適化された単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを用いて製作される。
【００３７】
本発明はまた、コンピュータ上で実行した場合、上述したように、例えば、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを設定することによる最適化方法を実施するために適合したコンピュータプログラム製品に関する。
【００３８】
本発明はまた、上述したようなコンピュータプログラム製品を格納した機械読み取り可能なデータ格納デバイス、及び／又は、上述したようなコンピュータプログラム製品のローカルまたはワイドエリア通信ネットワーク上での伝送に関する。
【００３９】
本発明の特定および好ましい態様は、添付の独立請求項および従属請求項に記述されている。従属請求項からの特徴は、請求項において適切で明記されたものだけに限らず、独立請求項の特徴および他の従属請求項の特徴と組み合わせてもよい。
【００４０】
本分野においてデバイスについて一定の改善、変更および進化がなされているが、本概念は、先行した実践からの離脱を含む実質的に新しく新規な改善を示すものと考えられ、より効率的で安定した信頼性のあるこの種のデバイスの提供をもたらす。
本発明の教示は、良好な歩留まりを有し、改善したリソグラフプロセス方法の設計を可能とし、必要な仕様を満足するリソグラフプロセスを施した良好なデバイスが得られる。
本発明の上記および他の特性、特徴、利点は、本発明の原理を例として図示した添付図面と関連した下記の詳細な説明から明らかとなろう。この説明は、例示の目的だけであり、本発明の範囲を限定するものでない。下記に示した参照図面は、添付図面を参照している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１ａ】設計分割のタイプを示す。
【図１ｂ】設計分割のタイプを示し、本発明に係る実施形態で用いられる切断および分割設計の一例を示している。
【図２】例えば、本発明の実施形態に係る多重パターニングリソグラフプロセスを最適化、例えば、設定するための例示の方法の概略説明図である。
【図３】ランダムロジック金属レイアウトで用いられるパターン（左側）の分割を表現する、分割したテストパターン（右側）の例を示す。
【図４】本発明の実施形態に従って用いられるような二重パターニングリソグラフプロセスのための例示の計量(metric)としての縫合幅の概略図である。
【図５】多重パターニングリソグラフプロセスにおいて生ずる可能性があり、本発明の実施形態に係る方法を用いて考慮できる作像不良および縫合不良の影響の概略図である。不完全な光学近接補正、架橋(bridging)、狭窄(pinching)、および縫合不良を示す（左から右へ）。
【図６】本発明に係る実施形態で用いられるような縫合度を表す計量(metric)を示す部分マトリクスの概略図である。
【図７】本発明に係る実施形態で用いられるような、複数の変数の関数として縫合度を表す計量(metric)を示す部分マトリクスを含むより大きなマトリクスの概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するための例で用いられるプロセスウインドウ変動の概略図である。
【図９】本発明の実施形態に係る方法を用いて導出可能なように、マスク上の縫合オーバーラップが、重ね書き(overlay)だけでなく、調整外れプロセス条件における溝端の短縮化および溝端の丸み付けをどのように補償するかを示す。
【図１０】本発明の実施形態に係る方法を用いて得られるように、平行溝の縫合の研究についての結果を示す。
【図１１】本発明の実施形態に係る方法を用いて得られるように、縫合方向またはこれに垂直な方向に沿った重ね書き誤差の縫合幅への影響を示す。
【図１２】本発明の実施形態に係る方法を用いて得られるように、縫合オーバーラップが、高密度ピッチおよび小さな間隙を部分的にどのように再導入するかを示す。
【図１３】切断あり平行溝に関して、プロセス不良無しで縫合に関するオーバーラップピッチ領域の分析を示すものであり、大きなオーバーラップピッチが高密度ピッチを再導入し、ＮＡ１．３５での縫合および架橋の不良をもたらす。本発明の実施形態に係る方法を用いて得られるように、カラーリング(colouring)は何れのピッチでも問題でなく、頑丈な縫合が緩いピッチで実施可能であることを示す。
【図１４】本発明の実施形態に係る方法を用いて導出可能なように、開口数１．２に関して、大きなオーバーラップピッチが高密度ピッチを再導入し、縫合、架橋およびＯＰＣ（光学近接補正）の不良をもたらすことを示す。
【図１５】本発明の実施形態に係る方法を用いて導出可能なように、架橋を回避するために緩い間隙が要求できることを示す。
【図１６】本発明の実施形態に係る方法を用いて導出可能なように、異なる分解能限界を導く２つの可能性ある分割方法を示す、１．２および１．３５の開口数での単一パターニングおよび二重パターニングに関して、プロセス不良なしでのピッチ間隙の最小化の比較を示す。
【図１７】図１６に示すパターンについてピッチおよび間隙の分解能限界を示す。
【図１８】本発明の実施形態に係る二重パターニングプロセスの最適化方法を用いて得られるように、溝に関する二重パターニング結果を示す。
【図１９】本発明の実施形態に係る多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するためのシステムを示す。
【図２０】本発明の実施形態で用いられるような、複数の平行ラインを含むテストパターンを示す。
【図２１】本発明の実施形態で用いられるような、複数の角付きラインを含むテストパターンを示す。
【図２２】本発明の実施形態で用いられるような、複数のジグザグラインを含むテストパターンを示す。
【図２３】本発明の実施形態で用いられるような、突き出し(jog)を含むテストパターンを示す。
【図２４】本発明の実施形態に係る多重パターニングリソグラフプロセスを最適化、例えば、設定するための方法を実施するように適合した処理手段を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の実施形態は、特定の実施形態に関して一定の図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されず、請求項によってのみ限定される。記載した図面は、概略的かつ非限定的なものである。図面において、幾つかの要素のサイズは、説明目的のために誇張したり、縮尺どおり描写していないことがある。寸法および相対寸法は、本発明の実際の具体化に対応していない。
【００４３】
さらに、説明および請求項での用語、「第１」、「第２」、「第３」などは、類似の要素を区別するための使用しており、必ずしも時間的や空間的にランキングや他の方法での順番を記述するためではない。こうして使用した用語は、適切な状況下で交換可能であり、ここで説明した本発明の実施形態は、ここで説明したり図示したものとは別の順番で動作可能であると理解すべきである。
【００４４】
請求項で使用した用語「備える、含む(comprising)」は、それ以降に列挙された手段に限定されるものと解釈すべきでなく、他の要素またはステップを除外していないことに留意すべきである。
【００４５】
記述した特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を明記する際、参照したように解釈すべきであるが、１つ又はそれ以上の他の特徴、整数、ステップまたは構成要素、あるいはこれらのグループの存在または追加を排除していない。
【００４６】
「手段Ａと手段Ｂを備えるデバイス」という表現の範囲は、構成要素Ａと構成要素Ｂのみからなるデバイスに限定すべきでない。それは、本発明に関して、デバイスの関連する構成要素だけがＡとＢであることを意味する。
【００４７】
本明細書を通じて「一実施形態」または「実施形態」への参照は、実施形態と関連して説明した特定の特徴、構造または特性は、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。本明細書を通じていろいろな箇所で「一実施形態において」または「実施形態において」の文言の出現は、必ずしも同じ実施形態を参照するものでないが、そうであることもある。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つ又はそれ以上の実施形態において本開示から当業者にとって明らかなように、何れか適当な方法で組み合わせてもよい。
【００４８】
同様に、本発明の例示の実施形態の説明において、本発明の種々の特徴は、開示を簡素化し、１つ又はそれ以上の種々の発明態様の理解を助ける目的で、単一の実施形態、図面またはその説明にグループ化していることもある。しかしながら、開示の本方法は、請求項の発明が各請求項で明記したものより多くの特徴を必要とする意図を反映するものと解釈すべきでない。むしろ、下記請求項が反映しているように、発明態様は、前述の開示した単一の実施形態の全ての特徴よりは少ない。詳細な説明に続く請求項は、この詳細な説明の中に明確に組み込まれ、各請求項は本発明の別個の実施形態として自立している。
【００４９】
さらに、ここで説明した幾つかの実施形態は、他の実施形態に含まれる他の特徴の幾つかを含むとともに、異なる実施形態の特徴の組合せは、当業者にとって理解されるように、発明の範囲内にあり、異なる実施形態を形成することを意味する。例えば、下記請求項において、請求項の実施形態の何れかは任意の組合せで使用可能である。
【００５０】
ここに提供した説明では多数の特定の詳細が記述されている。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの特定の詳細なしで実施してもよい。例えば、周知の方法、構造および技術は、本説明の理解を曖昧にしないために、詳細には示していない。
【００５１】
本願において、分割または設計分割を参照する場合、設計特徴物を２つまたはそれ以上の組の特徴物へ分割することを参照するものであり、設計特徴物は、単一層中に適用されるパターンの設計特徴物である。これは、単一層中のパターンを形成するための多重パターニングの適用をもたらす。設計の分割は切断および縫合を意味することもあり、即ち、単一層中で目標の特徴物が得られるように、部分特徴物でのある特徴物を切断すること、これらを少なくとも部分的にパターニングすること、および部分特徴物を一緒に縫合することを意味することもある。分割は、特徴物の間で分割すること、および特徴物を小さなピースに切断することの両方を意味し、プロセスの少なくとも一部の後に、これらを一緒に回復することを意味する。
【００５２】
切断および分割は特徴物上での切断を意味し、プロセスの少なくとも一部の後に、特徴物の一部である異なる部分特徴物が作成され、一緒に回復する。
【００５３】
図１ａと図１ｂは、設計分割パターンの例を示しているが、第２の例（図１ｂ）だけが切断および縫合パターンの例を示す。第１の例（図１ａ）は、設計特徴物の組を、２つの分離した部分組の設計特徴物に分割する例を示す。両方の例において、破線は分割ラインを示す。両方の概略的な図面において、元のパターンを左側に示し、分割パターンを右側に示している。
【００５４】
本発明について、本発明の幾つかの実施形態の詳細な説明によって説明する。本発明の他の実施形態は、当業者の知識に従って構成可能であることは明らかである。本発明は、添付の請求項の用語によってのみ限定される。
【００５５】
第１の態様において、本発明は、例えば、単一層でのパターンを処理するための多重パターニングリソグラフプロセスを設定することによって、複数の設計特徴物を含む単一層でのパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するための方法に関する。こうした多重パターニングリソグラフプロセスは、例えば、二重パターニングプロセスでも構わない。これにより単一層中のパターンでの特徴物の作成は、少なくとも第１パターニングステップと第２パターニングステップとを含む。
【００５６】
代替として、レジスト現像前に、２つより多いパターニングステップを用いたパターンでの特徴物の作成も想定される。本発明の実施形態によれば、最適化方法、例えば、設定方法は、少なくとも１つのプロセス条件に関して、必要ならば複数のプロセス条件に関して、多重パターニングリソグラフプロセスのためのパターンの設計パラメータ及び／又は分割パラメータの関数として、分割に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量(metric)に関する値を得ることを含む。計量は、縫合に関連したプロセス品質を表すものでもよい。該方法は、分割プロセスを最適化するための利点を既に提供しているとともに、該方法は、設計の切断および縫合という特定のカテゴリーにとって特に適していることに留意すべきである。計量は、実施される縫合プロセスの関数である、電気的特性、パターニング特性、回路性能などを表すものでもよい。計量は、例えば、縫合ポイントの周りで発生する架橋の欠落を表すものでもよい。計量はまた、縫合パラメータを直接に表すものでもよく、例えば、第１パターニングステップでパターン化される設計特徴物と第２パターニングステップでパターン化される設計特徴物との間の縫合度を表すものでもよい。
【００５７】
こうして少なくとも１つの計量に関するこれらの値は、多重パターニングリソグラフプロセスのためのパターンの設計パラメータ及び／又は分割パラメータの関数として取得される。該方法は、少なくとも１つの計量の値を、設計及び／又は分割パラメータの関数として評価し、複数のプロセス条件を考慮することをさらに含む。
【００５８】
さらに、該方法は、この評価に基づいて、特定の応用で用いられる設計および分割パラメータを選択することを含んでもよく、これにより少なくとも１つのプロセス条件、必要に応じて複数のプロセス条件の評価を考慮する。代替として又はこれに加えて、該方法は、この評価に基づいて、設計及び／又は分割パラメータについての指針を決定することを含んでもよい。本発明に係る幾つかの実施形態において、複数のプロセス条件を考慮することは、設計および分割パラメータを選択することを含み、充分に大きなプロセスウインドウについて良好な計量の値が得られる。さらに、リソグラフプロセスを設定するために、設計及び／又は分割パラメータ用の導出した指針を考慮して、処理すべきパターン用の初期設計が決定できる。
【００５９】
パターン化される複合構造について、多重パターニング方法は、制約および設計制約を、切断および縫合などの分割の対象としてもよい。多重パターニング方法は、適切な分割を行うための分割パラメータの決定を支援して、良好な多重パターニングリソグラフプロセスを得るようにしてもよい。これは、例えば、複合多角形分割を含んでもよい。本発明に係る方法は、例えば、ランダムロジック構造などの複合構造にとって特に適したものでもよいが、本発明はこれに限定されない。
【００６０】
本発明に係る実施形態の利点は、パターンの多重パターニングリソグラフプロセスについてのプロセス変動を通じて頑丈な分割、例えば、縫合を確保するため、良好な分割および設計の指針が導出できることである。換言すると、本発明の実施形態は、得られる分割、例えば、縫合が、プロセス変動を通じて頑丈であるパラメータ空間を識別できるようにする。
【００６１】
本発明に係る実施形態の利点は、多重パターニングリソグラフプロセスを用いてパターン化すべき構造に関する設計パラメータ及び／又は分割パラメータについての指針が、追加の複雑さを伴う構造であっても導出できることである。
【００６２】
例として、本発明はこれに限定されないが、多重パターニングリソグラフプロセス１００を最適化、例えば、設定するための方法に係る標準および任意のステップの概要を図２に示している。
【００６３】
分割、例えば、縫合の程度を表したり、あるいは分割または縫合に関連したプロセス品質を都合よく表す少なくとも１つの計量の決定がテストパターンの組に対して実施しても構わないため、方法１００は、第１のステップ１１０において、代表的な２次元テストパターンを取得することを含んでもよい。こうしたテストパターンは、関心のある応用についての包括的な構造を含んでもよい。テストパターンに対して該方法を実施することによって、分割および設計パラメータならびにこれらのパラメータに関する指針が、パターン  化される現実のパターンが最適化方法で用いられる場合よりも効率的に導出できる。
【００６４】
テスト構造は、例えば、ピッチ変動、クリティカル寸法、間隙、トポロジーなど、設計パラメータの変動が存在する特徴物を都合よく含んでいる。テスト構造は、分割した特徴物を含んでもよく、特徴物に関する分割パラメータの変動が存在してもよい。こうした特徴物は、少なくとも第１のステップでパターン化される第１部分構造物および少なくとも第２のステップでパターン化される第２部分構造物に分割していてもよい。分割パラメータの変動は、例えば、分割位置の変動、縫合オーバーラップの変動などでもよい。
【００６５】
テスト構造は、レイアウトとして実現してもよく、マスク上の物理的構造として実現してもよい。該構造に用いられるテストパターンは、特別に設計してもよく、データベースから取得してもよく、前回の実験から取得してもよい。例えば、一実施形態では、テストパターンは、トポロジー的に体系化してもよい。こうしたトポロジー的な体系化は、１つのパラメータに関する値の変動を有し、他のパラメータに関して同じ値を有するテストパターンが、相互に等距離で位置決めされるように、あるいは、固定したまたは系統的に変化した距離で位置決めされるようにしてもよい。換言すると、異なるテストパターン間の１つのパラメータ値の系統的変動に関しては、テストパターン位置の間の系統的な距離変動を用いてもよい。
【００６６】
トポロジー的な体系化は、マトリクス形式としてもよい。これは、より詳細には、後述する多くの例で検討している。テストパターンは、関心のある応用について、例えば、ランダムロジックパターンのパターニングについて適切な情報を提供するように特別に選択してもよい。使用するテストパターンは、設計および分割パラメータが系統的に変化するようにしてもよい。例として、本発明の実施形態はこれに限定されないが、４５ｎｍハーフピッチのランダムロジック金属レイアウトおよび使用できる可能なテストパターンを示す関心のある応用を図３に示す。４５ｎｍハーフピッチのランダムロジック金属レイアウトを左側に示し、３つの可能性あるテストパターンを右側に示している。
【００６７】
他の任意のステップ１２０において、該方法は、１つの選択したパターニングプロセスに関する光学近接補正（ＯＰＣ）を実施することを含んでもよい。ＯＰＣは、従来の方法で実施してもよく、例えば、較正したレジストモデルの使用、または、例えば、較正なし一定閾値レジストモデルなど、較正なしレジストモデルの使用によるものでよいが、本発明はこれに限定されない。
【００６８】
代替またはこれに追加して、任意の光学近接補正を記述するパラメータは、縫合に関連したプロセス品質を表す計量の決定を内蔵してもよい。光学近接補正を記述するパラメータは、設計パラメータとみなされ、計量決定ステップ１３０において用いられる。
【００６９】
ステップ１３０において、該方法は、分割に関連したプロセス品質、例えば、縫合に関連したプロセス品質を表す少なくとも１つの計量に関する結果を決定することを含む。これは、多重パターニングプロセスに関してパターンの設計パラメータの関数及び／又は分割パラメータの関数として、例えば、少なくとも１つの計量に関するこうした値を得るための異なるテスト構造を用いて、及び／又は、第１のパターニングステップおよび少なくとも第２のパターニングステップについて異なる部分特徴物を用いて実施される。
【００７０】
さらに、得られる結果は、異なるプロセス条件の関数として、即ち、複数のプロセス条件について実施してもよい。考慮できる異なるプロセス変数は、パターニングプロセスの変動を表す任意の変数、例えば、一般的な照明条件、露光量、焦点深度、使用する照明光源、ウエハ上の重ね書き(overlay)などでもよい。
【００７１】
計量に関して得られる結果は、較正したモデルを用いたシミュレーションに基づいて、あるいは実験に基づいて、あるいは総合結像システム（ＡＩＭＳ:aggregate imaging system）測定に基づいて達成してもよい。
【００７２】
シミュレーションは、任意の従来のリソグラフパターニング用シミュレーションツール、例えば、Prolith（登録商標）、Solid E（登録商標）、Mentor OPC Verify（登録商標）、Synopsis SiVl（登録商標）などを用いて実施してもよい。計量の結果は、計量に関する値、例えば、計量に関する数値として表してもよい。分割、例えば、縫合に関連したプロセスパラメータを表す少なくとも１つの計量は、好都合には縫合幅でもよい。縫合幅は、第１のパターニングステップでパターン化される設計特徴物および少なくとも第２のパターニングステップでパターン化される設計特徴物の融合した輪郭の間の最小内部距離でもよい。例として、本発明はこれに限定されないが、縫合幅がどのように定義されるかの例を図４に示す。
【００７３】
距離を３つの異なる縫合について示しおり、２つの矢印間の（最小）距離である。本発明に係る実施形態の利点は、分割、例えば、これらの方法で導出される縫合パラメータおよび設計パラメータは、最適なプロセス条件下で良好であることだけでなく、プロセス変動を通じて得られる歩留まりが充分に高いことである。
【００７４】
従って、縫合品質は、種々のプロセス条件下、例えば、調整外れプロセス条件で決定された計量に基づいて判定される。調整外れプロセスパラメータは、例えば、露光量を、最良の合焦状態で所定の値、例えば、±３％に渡って変化させることによって、あるいは、焦点を、最良の露光量で所定の値、例えば、±５０ｎｍに渡って変化させることによって得られる。他のプロセスパラメータの変動は、例えば、照明タイプを変化させることによって実施してもよい。
【００７５】
縫合に関連したプロセス品質を表す他の計量は、例えば、縫合エリアで生ずる架橋(bridging)または狭窄(pinching)の発生や量でもよく、縫合によって影響を受ける電気的パラメータ、縫合によって影響を受ける回路性能などでもよい。
【００７６】
幾つかの実施形態では、計量は、限られた数のパラメータ値についてのみ、例えば、特別に選択したパラメータ部分空間、特別に選択したパラメータ群、及び／又は特別に選択したプロセス条件、選択した組のプロセス条件などについて評価してもよい。
【００７７】
所定のパラメータの関数として、あるいは、ある数のパラメータの関数として評価する場合、所定の組を選択してもよく、チェックすべき所定のパラメータ範囲を選択してもよく、所定のパラメータ関係を考慮してもよい。
【００７８】
幾つかの実施形態では、任意のステップとして、他の計量に関して値を決定してもよい。こうした計量は、分割、例えば、設計特徴物の間の縫合の程度を表すものでもよい。
【００７９】
代替またはこれに加えて、こうした計量は、リソグラフプロセスの異なる特徴物を表すものでもよく、例えば、不完全な光学近接補正を表したり、架橋及び／又は狭窄を表してもよい。これらの別々の影響は、縫合の態様とともに、図５に示している。
【００８０】
ステップ１４０において、少なくとも１つの計量に関する結果の評価が行われる。こうした評価は、得られた結果が、充分に良好なリソグラフプロセスの結果と対応しているか否かを表すものでもよい。こうした評価は、プロセス不良フラグを定義することを含んでもよい。こうしたプロセス不良フラグは、少なくとも１つの計量に関して決定した結果が所定の基準に従っているか否かを示すものでもよい。露光量、合焦およびマスクの誤差に加えて、縫合が、異なるパターニングステップ間の重ね書き誤差から損傷を受けることがある。重ね書き誤差は、ＸＹ方向で誘起される。縫合は、重ね書きシフトを受けた輪郭の間でチェックしてもよく、多重パターニングステップは、焦点外れ、減少した露光量および小型化したマスクで実施される。
【００８１】
こうした基準は、以前に実施した実験、計算などに基づいて決定してもよい。こうした評価の一例は、縫合幅が所定の値より小さいか大きいかの評価でもよい。例えば、ある実施形態において、不充分な分割、例えば、縫合の品質およびこれに対応する不充分なリソグラフプロセス品質は、縫合幅が所定の値より小さいか否か、例えば、実現可能な公称クリティカル寸法の９０％、または実現可能な公称クリティカル寸法の６０％、または実現可能な公称クリティカル寸法の３０％、または実現可能な公称クリティカル寸法の１０％より小さいか否かによって決定してもよい。
【００８２】
この評価は、充分または不充分な品質を示す二値の結果として表してもよいが、リソグラフプロセスに関して中間の品質レベルを表すより詳細な評価が得られるものでもよい。本発明に係る実施形態の利点は、縫合幅を計量として使用することであり、２つの輪郭間の縫合時のオーバーラップのエリアが僅かでも、頑丈な縫合が得られるためである。
【００８３】
図５は、異なるプロセス不良基準を左から右へ示しており、それぞれ不完全なＯＰＣ（ａ）、架橋の発生（ｂ）、狭窄の発生（ｃ）、縫合エラーの発生（ｄ）である。最初の３つは、作像不良エラーとも称される。不完全なＯＰＣは、プロセス条件が最良の露光量で最良の合焦状態、公称マスクである場合、溝端において所定値より大きいエッジ配置エラー（ＥＰＥ）として定義してもよい。例えば、最良の露光量で最良の合焦状態、公称マスクで、ＥＰＥが溝端において３ｎｍより大きい場合、プロセスは不良とみなすことができる。
【００８４】
一定の多角形構成では、溝端の後退を完全に補償するのにかなり充分な溝端のハンマーヘッドに広げる余裕は無いことに留意すべきである。また、最良の合焦状態、増加した露光量および大型化したマスクでは、隣接する輪郭間で架橋が生じ得ることに留意すべきである。
【００８５】
プロセス不良は、輪郭が所定の値に接近、例えば、１５ｎｍより接近すると、架橋に基づくものと考えてもよい。プロセス不良は、溝が非常に狭すぎて、例えば、所定の値より小さい内部幅を有する場合、例えば、合焦ずれ状態、減少した露光量、小型化したマスクで、３５ｎｍより小さい場合、狭窄に基づいて発生するであろう。
【００８６】
ステップ１５０において、計量について得られた結果または計量結果について得られた評価は整理することができ、設計パラメータ及び／又は分割パラメータなどの異なるパラメータの関数として容易な評価が得られるようにできる。得られた結果またはその評価は、トポロジー的に体系化することができ、容易な評価を可能にする。トポロジー的な体系化は、他のパラメータ値は維持しつつ、１つのパラメータ値の変動について得られた結果が等距離で位置決めされるようにできる。これは、多次元マトリクスにおいて選択したデータを整理することによって実施してもよい。ここで、各次元は、考慮される異なる分割または設計パラメータを表す。この任意のステップは、詳細に後述する。
【００８７】
ステップ１６０において、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスについて適切な設計および分割パラメータが決定され、少なくとも１つのプロセス条件、または必要ならば複数のプロセス条件に関する評価結果を考慮する。こうして、実施すべき多重パターニングリソグラフプロセスについて良好なプロセスウインドウが得られるように、設計および分割パラメータが選択できる。これは、プロセス、設計および分割の条件の変動の際、得られた計量結果がなお充分であるように、設計および分割パラメータを選択することによって取得してもよい。
【００８８】
ステップ１５０以下で記述したように、多次元マトリクス表現が得られる場合、適切な設計および分割パラメータの決定は、成功エリア、即ち、充分または適切なリソグラフプロセスが得られ、例えば、エラーフラグが得られないパラメータ空間についてマトリクスを選別することによって行ってもよい。
【００８９】
パターン、好ましくは、テスト特徴物を含むテストパターンの多重パターニングリソグラフプロセスについて設計および分割パラメータが決定されると、成功リソグラフプロセスをもたらすような得られた設計および分割パラメータは、ステップ１７０に示すように、関心のある他のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスについての設計および分割指針に翻訳してもよい。これにより指針は、プロセス変動を通じて頑丈な多重パターニングプロセスを確保できる。
【００９０】
追加のステップにおいて、得られた設計および分割パラメータは、処理すべきパターンの多重パターニングリソグラフプロセスについての初期の分割設計を得るために使用してもよい。これにより本発明の実施形態の利点は、初期の正確な分割設計は、所定の計量について所定の条件を満たす正確な処理パターンを直ちに生じさせることである。
【００９１】
本発明の実施形態によれば、該方法は、得られた評価結果または値を整理する任意のステップをさらに含み、設計パラメータ及び／又は分割パラメータなどの異なるパラメータの関数として容易な評価を行うことができる。これは、一方向の変数をそれぞれ用いることによって得られ、これにより多次元表現が得られる。データは、多次元マトリクスで整理してもよく、各次元は、考慮される別々のパラメータを表す。一例では、多次元マトリクスは、２次元マトリクス表現に視覚化される。この表現では、計量に関する値や結果は、２つの変数の関数として、２次元の部分マトリクスで表現される。これにより部分マトリクスの列(column)は第１の変数に関する値に対応し、部分マトリクスの行(row)は、第２の変数に関する値に対応する。
【００９２】
この例を図６に示しており、例えば、平行ラインについて、縫合度をピッチ（異なる列で変化する）およびオーバーラップ（異なる行で変化する）の関数として表す計量に関する結果を示す部分マトリクスを示している。暗い四角は、「フラグ有り(flagged)」を付記しており、これは縫合または架橋の不良が発生したことを意味する。一方、明るい四角は、「成功(success)」を付記しており、これは縫合が成功したことを意味する。
【００９３】
他の変数についても都合よく考慮される。例えば、第３の変数を考慮するために、第３の変数の各値について部分マトリクスが決定され、部分マトリクスは整理され、より大きな行または列のマトリクスに描かれる。同様にして、より大きな行または列のマトリクスである第４の変数の各値について決定することによって、そして、これらのより大きな行または列のマトリクスを、更なる列および行に整理することによって、第４の変数が考慮できる。より多くの変数が同様な方法で追加できる。
【００９４】
例として、本発明はこれに限定されないが、こうした表現の一例を図７に示し、３つの異なる変数、本例ではピッチ、オーバーラップ、間隙が考慮された表現を示している。図７において、部分マトリクスが表現され、別個の列に異なるピッチ値を、別個の行に異なる縫合オーバーラップ値を表している。こうした部分マトリクスは、特徴物間の間隙の異なる値について決定され、異なる間隙値に関する部分マトリクスはより大きな行のマトリクスに整理される。
【００９５】
マトリクスにおいて、計量結果またはその評価が表示可能であることが判る。本例では、灰色の四角は、縫合または架橋の不良が発生した四角を表現している。白色の四角は、縫合が成功した四角を表現している。他の例（不図示）では、第４の変数、例えば、追加の分割または設計パラメータが考慮可能であり、より大きな行のマトリクスが異なる露光量／合焦状態について決定され、より大きなマトリクスの別個の行として整理される。
【００９６】
こうして計量を４個の変数の関数として表現するマトリクスが得られる。第１および第２の変数の所定値に対応する計量結果について、第１および第２の変数の所定値であって、第３の変数の異なる値に関して対応する計量結果は、ｎ倍の部分マトリクス幅に渡ってシフトしたセルの中に容易に見つけられる。ここで、ｎは整数である。第１および第２の変数の所定値であって、第４の変数の異なる値に関して対応する計量結果は、ｍ倍の部分マトリクス高さに渡ってシフトしたセルの中に容易に見つけられる。ここで、ｍは整数である。
【００９７】
本発明に係る実施形態の利点は、計量の評価が効率的な方法で得られることである。異なる変数が第１、第２、第３または第４の変数として選択可能であること、及び／又は、考慮される変数の数は変更できることに留意すべきである。
【００９８】
一例では、マトリクスは、計量を、例えば、種々の間隙で異なるジグザグ分割についてのピッチおよび縫合オーバーラップの関数として表現する。計量は、全ての変数について可能性ある値に対応した全ての部分マトリクスでの全てのセルについて決定する必要はないが、これは、所定のルール、所定のアルゴリズム、ニューラルネットワーク等に基づいて決定できることに留意すべきである。
【００９９】
こうして、例えば、ある変数についての所定の部分範囲において、予想される適切な計量結果がない場合、決定すべき計量結果は決定できない。使用する変数のタイプは、分割及び／又は設計パラメータに限定する必要はないが、プロセスパラメータを含んでもよい。
【０１００】
例として、本発明は、２次元分割テストパターンを用いて、４５ｎｍノードハーフピッチのランダムロジック金属設計をベースに説明する。ここでは、分割テストパターンの設計および分割パラメータを系統的に変更している。種々の重要な２Ｄトポロジーを備えた代表的なテストパターンの組を使用し、密度および寸法を系統的な方法で変更した。分割および切断の位置および再結合の方法も変更した。各テストパターンについて、変化する重要なパラメータを持つ大きなマトリクスを選別し、最良の分割手法についての指針、および分割に従順な設計についての指針を導く。
【０１０１】
第１段階において、像輪郭シミュレーションを使用して、重要なパラメータを検討した。これらの結果は、ＮＡ１．２、ＮＡ１．３５および対応するＯＰＣでの種々の照明設定について比較した。これにより、小さな間隙の溝端での焦点深さ（ＤＯＦ）、マスク強化エラーファクタ（ＭＥＥＦ:mask enhanced error factor）、像ログスロープ（ＩＬＳ:image log slope）に関してピッチを通じて照明設定を最適化した。
【０１０２】
最適化については、分割パターンの詳細を考慮した。スルーピッチ金属結像について典型的な分解能限界として、ｋ１＝０．４を考えると、ＮＡ＝１．３５では１１５ｎｍピッチ、またはＮＡ＝１．２０では１３０ｎｍピッチで、ピッチ分割を選択した。分割ピッチは、禁止されたピッチ範囲に入ることがあり、これはＮＡおよび部分コヒーレンス（σ）の設定を調整することによつて、回避したり最小化した。ＮＡ＝１．３５は、１８０ｎｍピッチ未満の禁止範囲を移動させるのに役立った。レジスト目標ターゲットの増加は、ＤＯＦを改善した。間隙に関する分解能限界は改善し、多角形切断の必要性を低減した。小さな間隙での像ログスロープＩＬＳおよび溝のＭＥＥＦは、増加したＮＡやσから利益を得た。ＮＡ＝１．２とＮＡ＝１．３５の両方でのシミュレーションに基づいて、ｋ１＝０．４からピッチを通じてランダムロジック６５ｎｍ溝の作像について環状照明の設定を選択した。σｏｕｔ−σｉｎ＝０．９２−０．７２およびＸ／Ｙ偏光を選択して、小さな間隙でコントラストを増加させ、溝のＭＥＥＦを低減させた。
【０１０３】
使用したシミュレーション方法論は以下のようになる。レジスト中の像の輪郭についてシミュレーションを行った。レジスト中のターゲットは６５ｎｍであった。等方性で一定のエッチングバイアスを想定し、溝をハードマスク中で４５ｎｍに減少させた。
【０１０４】
アシスト特徴物の挿入後、較正なし一定閾値レジストモデルを用いて、高密度ＯＰＣ（Ｍｅｎｔｏｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｃａｌｉｂｒｅ  ｎｍＯＰＣを使用）を実行した。既定のＯＰＣ設定を用いた。この段階で、２つのパターニングステップは互いに独立していると想定した。さらに、像輪郭についてシミュレーションを行って、種々のプロセス条件下で比較した（Ｍｅｎｔｏｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｃａｌｉｂｒｅ  ＯＰＣＶｅｒｉｆｙを使用）。各パターニングステップは、最初に別個に検討した。
【０１０５】
露光量および合焦の条件は、図８に示すように、楕円のプロセスウインドウの中心およびエッジに沿って９個の異なる位置に変更した。最良の合焦状態で露光量を±３％で変更したもの、最良の露光量で焦点を±５０ｎｍで変更したもの、露光量および合焦状態を同時に±２．１％および±３５ｎｍでそれぞれ変更したものである。
【０１０６】
ＭＥＥＦは、溝、確実には溝端について重要であるため、露光量変動に追加して、エッジ当り±０．５ｎｍのマスクバイアス変動が誘起された。露光量が増加した場合、ＯＰＣ補正したマスク多角形を０．５ｎｍだけ大型化した。同様に、露光量が減少した場合、マスクを小型化した。
【０１０７】
特に記述していない限り、ＮＡ＝１．３５、環状照明、σｏｕｔ０．９２  −  σｉｎ０．７２、Ｘ／Ｙ偏光光でシミュレーションを行った。
【０１０８】
縫合オーバーラップ（パターニング１およびパターニング２から多角形間のマスクレベルでオーバーラップ）は、プロセス不良フラグなしでの縫合を確保するために必要である。最初に、図９で見えるように、中央で切断された高密度の平行ライン（１１０ｎｍピッチ）の縫合を検討した。公称マスクオーバーラップ０ｎｍで、２つのパターニングステップからの輪郭は、オーバーラップなしで互いに接触した。合焦ずれ状態、減少した露光量、および小型化したマスクでは、溝端の後退は、あるマスクオーバーラップによって補償される２つのパターン間に間隙をもたらした。「調整ずれ」プロセスでは、溝端の後退だけでなく、溝端の丸みを補償するために、４８ｎｍのオーバーラップが必要であり、定義した不良フラグに従って許容できる縫合幅を得た。
【０１０９】
最悪ケースの１０ｎｍ重ね書きエラーが縫合方向に沿って誘起された場合、縫合不良を回避するには、縫合オーバーラップを５６ｎｍまで増加させる必要があった。この例に基づいて、マスク縫合オーバーラップは、図９に示すように、重ね書きというよりも、プロセス変動による溝端および形状の変動を主に補償していることが判る。溝端プロセスは、重ね書きよりも縫合についてより重要であり、一方、重ね書きはパターン配置について依然として重要である。この例から、より良好な溝端パターンの忠実度を確保するには、より詳細なＯＰＣまたは分解能強化技術（ＲＥＴ:resolution enhancement technique）を使用すべきであることも示唆される。
【０１１０】
平行溝での縫合を、ＮＡ＝１．２０、最良の露光量、最良の合焦状態、公称マスクでの実験結果で図１０に示している。マスクオーバーラップ１６ｎｍでは不充分な縫合幅が観察され、くびれ(necking)を示した。さらに、マスクオーバーラップを３６ｎｍに増加させると、パターニング１，２の間の差がほとんど見えなかった。さらに、８ｎｍの溝端後退は、調整ずれプロセスでは補償する必要があった。このことに基づいて、必要なマスクオーバーラップは、約５０ｎｍ（３６ｎｍ＋２×８ｎｍ後退）と見積もられた。
【０１１１】
また、縫合方向に対して垂直な重ね書き誤差は、縫合幅にとって有益であったことに注目するのが興味深い（図１１）。ＸＹ方向の両方での縫合を有することは、対角線の仕様(specs)ではなく、ＸＹ重ね書き仕様(specs)を最小化すべきことを意味する。縫合を考えた場合、重ね書きプロセスウインドウは、円ではなく四角であるためである。
【０１１２】
さらに、図１２に示すように、平行な溝での切断と垂直な溝での切断について。両方の場合、多角形切断が、小さなスペースの隣に（小さなピッチ）、または小さな間隙の隣に生ずる。両方とも設計分割によって除去される。
【０１１３】
しかしながら、頑丈な縫合に必要なオーバーラップは、小さなピッチまたは小さな間隙を局所的に再び導入する。その結果、こうした切断は、二重パターニングの利益を制限する。不良に関して異なる理由を調査した。ＮＡ＝１．３５での平行な溝では、シミュレーションは、最小マスクオーバーラップ５６ｎｍが必要であることを示した。
【０１１４】
平行な溝での切断に起因して、１０４ｎｍピッチはプロセス不良なしの最後のものであった（図１３）。縫合不良は、ピッチ１０２ｎｍ以下で見つかった。これは、縫合オーバーラップを意図した溝端でのプロセス欠落によって説明される。オーバーラップを６４ｎｍに増加させると、ピッチ限界を９８ｎｍまで低下させたが、更なる増加は役に立たなかった。溝端が互いに接近し過ぎて、不充分な露光ラチチュードとなる場合、架橋の問題もピッチ９４ｎｍから発生した。
【０１１５】
減少したＮＡ＝１．２０で切断を伴う同じ平行な溝を解析すると、同じ５６ｎｍのマスクオーバーラップを必要とし、１０２ｎｍピッチはプロセス不良なしの最後のものであった。縫合の問題は１００ｎｍピッチで始まった。ＮＡ＝１．３５と比べて、この僅かな改善は、ＤＯＦの増加によって説明された。さらに、架橋問題がより大きなピッチ、即ち、９８ｎｍピッチで発生した。これは、オーバーラップを意図した溝端での露光ラチチュードの増えた損失を示している。
【０１１６】
ＯＰＣが完全に行われず、ＥＰＥ＞３ｎｍとなった場合、追加の問題が９６ｎｍピッチで発生した。縫合オーバーラップは、９６ｎｍ未満のピッチで、溝端の部分分解能(subresolution)を生成した。
【０１１７】
こうしてＮＡ＝１．２０では、大きなオーバーラップは、高密度ピッチを再び導入し、図１４に示すように、縫合、架橋、ＯＰＣの不良をもたらした。不良の原因は、異なるピッチで現れたが、頑丈な縫合のための最小ピッチの意味では、ＮＡ＝１．３５でのシミュレーションと比較して、真の変化は存在しなかった。
【０１１８】
結論として、二重パターニングの全ての利点を利用して、平行溝でのピッチ分解能を著しく改善するには、何れの縫合も回避すべきである。平行溝について縫合が必要な場合、ピッチを緩和する必要があり、プロセス変動を通じて頑丈な縫合を可能にする。
【０１１９】
同様な解析を「ダブルＴ形状」と称される垂直溝の構成について実行した。図１５においてパラメータａ，ｂ，ｃとして参照される、ピッチ、間隙および縫合オーバーラップを変化させた。ＮＡ＝１．３５でプロセス不良なしに関するパラメータ空間の解析に基づいて、我々は、間隙を緩和して、縫合に関する最小オーバーラップを可能にする必要があることを示す。間隙が５８ｎｍに等しいか、それにより大きい場合、平行溝で６０ｎｍの最小オーバーラップを用いた二重パターニングによってピッチ８８ｎｍを達成できる。間隙がさらに６２ｎｍに増えた場合、最小オーバーラップは５０ｎｍまで低減できる。
【０１２０】
組み合わせた積極的なピッチおよび間隙の状況も研究した。図１６に表示したパターンは、金属層について典型的なものであり、ピッチおよび間隙の両方をこれらの最小目標９０ｎｍと４６ｎｍで組み合わせている。テスト設計は、ピッチ、間隙、切断位置および縫合オーバーラップを変化させている。不良フラグ無しで最も密度の高いピッチおよび間隙の組合せを特定し、ＮＡ＝１．３５での単一パターニング、二重パターニングおよびＮＡ＝１．２０での二重パターニングについて３つのケースにおいて同じ不良基準を用いて比較した。
【０１２１】
二重パターニングフローの各リソグラフステップは、アシスト特徴物を用いて、エッチングバイアスを４５ｎｍまでと仮定して、６５ｎｍ溝で１１５ｎｍ〜１３０ｎｍの最小ピッチを目標とした。単一パターニングは、４５ｎｍ溝で９０ｎｍの最小ピッチを目標とするとともに、ピッチを緩和しつつ溝は目標を変更し、アシスト特徴物を使用しなかった。ＮＡ＝１．３５、１１０ｎｍの最小ピッチ、６６ｎｍの最小間隙で単一パターニングを用いて、我々のシミュレーションモデルでのプロセス不良は観察されなかった。より高密度のピッチまたは間隙は、不良をもたらすであろう。
【０１２２】
ＮＡ＝１．３５での二重パターニングを用いて、２つの切断位置が可能であった。積極的な間隙目標は、二重パターニングによって達成でき、２つの中央平行溝を切断する必要が生じた。しかしながら、頑丈な縫合を確保するには、ピッチは１００ｎｍ超に緩和すべきである。これは、縫合エリア周りの溝に関するピッチを制約する。しかしながら、平行溝の切断なしが許容される場合、完全な溝の二重パターニングを用いて９０ｎｍの目標ピッチが達成可能であった。
【０１２３】
その結果、小さな間隙は同じリソグラフステップで印刷する必要があり、最小間隙を６６ｎｍに制限する。ＮＡ＝１．２０での同様な解析は、同様な結論を導いた。平行ラインに切断を用いた場合、１０４ｎｍの最小ピッチは頑丈な縫合を確保する。これに対して間隙を１つの作像ステップで印刷する必要がある場合、それは７４ｎｍまで緩和すべきである。ＮＡの減少は、より悪い間隙分解能をもたらし、切断の必要性を増やした。結論として、二重パターニングを用いた著しい分解能の改善は、縫合が小さなスペース（高密度ピッチ）または小さな間隙の隣で生じなかった場合だけ可能であった（図１７）。
【０１２４】
図１８は、最良の露光量、最良の合焦状態、公称マスクでの二重パターニングを用いて、ＮＡ＝１．２０でのテストパターンのパターニングを示す。ピッチ９０ｎｍ／間隙４６ｎｍでは、平行ラインの中間での縫合幅が狭すぎて、調整ずれプロセスでの不良を既に示唆していた。ピッチを１００ｎｍまで緩和した場合、縫合は改善し、極めて積極的な間隙〜４５ｎｍは、二重パターニングを用いてパターン化した。間隙を〜６０ｎｍに緩和した場合、縫合が折り返しの中央で生じ、９０ｎｍピッチは、二重パターニングを用いてパターン化した。
【０１２５】
結論として、上記例は、設計分割の問題が、多角形切断およびカラーリングより多いことを示している。多角形は、二重パターニングプロセスフロー（＝縫合）を通じて再結合する必要がある。一方、ＯＰＣは、最適なプロセス条件でのあるオーバーラップを確保でき、歩留まりは、縫合不良に起因して調整ずれプロセス下で減少するかもしれない。例は、本発明の実施形態に係る、プロセス変動を通じた二重パターニング縫合の頑丈さを研究する発展した方法論を示している。代表的なテストパターンの設計および分割パラメータを系統的な手法で変化させた。露光量、合焦状態、マスクＣＤおよび重ね書きでの変動に起因したプロセス不良について定義し、フラグを立てた。シミュレーションに基づいて、プロセス不良フラグなしのパラメータ空間を特定した。成功のためのパラメータ空間は、二重パターニングでの歩留まりを維持するための頑丈な縫合を確保する最良の分割手法または設計指針を示すために使用した。
【０１２６】
溝端プロセス（パターンの忠実度および位置）は、重ね書きよりも、縫合にとって重要であった。好ましくは、パターン忠実度およびプロセスラチチュードを増加させるのに充分なＲＥＴ（ＯＰＣを含む）を用いて、ライン端および溝端のプロセスには充分な注意を払った。当然ながら、重ね書きは、パターン配置にとって、縫合よりも依然として重要である。
【０１２７】
前回ノードからの全体的な拡大縮小(scaling)は、二重パターニングの全ての利点を利用できなかった。パターン分割は、高密度ピッチ（＝小さなスペース）または小さな間隙に起因して必要であった。分割スペースまたは間隙の隣で切断および縫合が必要である場合、頑丈な縫合に必要なオーバーラップは、初期の最小目標スペースまたは間隙を局所的に再導入した。その結果、分割の利益は、部分的に消滅した。縫合の頑丈さは、最小の局所的な間隙またはスペース目標を充分に緩和することによって確保できた。縫合オーバーラップ量を減少させると、設計緩和の必要性を制限することに留意する。
【０１２８】
基本的には、二重パターニングの利益を制限するのは、縫合での作像分解能であった。例えば、シミュレーションモデルによれば、切断および縫合は、ＮＡ＝１．３５／１．２０でピッチを１００ｎｍ／１０４ｎｍに制限し、またはＮＡ＝１．３５／１．２０で間隙を６６ｎｍ／７４ｎｍに制限した。しかしながら、単一パターニング限界と比べて、即ち、我々のシミュレーションモデル１１０ｎｍピッチ／６６ｎｍ間隙、ＮＡ１．３５では、最高密度のピッチおよび最高密度の間隙が、目標設計において同じ場所に組み合わされない部分的な設計収縮を想定した適当な設計制限に基づいて、二重パターニングは、分解能の点で著しい利益をもたらた。
【０１２９】
金属層のスルーピッチ単一パターニングに関する典型的な限界は、ｋ１〜０．４であることが判った。シミュレーションモデルの仮定では、制限なしの設計が、二重パターニングの利益をｋ１〜０．３５に制限するであろうことを示した。しかしながら、ある従順な設計ルール制限が続く場合、ｋ１〜０．３０での４５ｎｍ  ｈｐ分解能限界が二重パターニングを用いて到達でき、より積極的なピッチまたは間隙に到達できる可能性があった。
【０１３０】
単一および二重パターニングの両方が、ｋ１〜０．３０での頑丈な作像を確保するための制限された設計ルールを必要とするため、これらの個々の実現の容易さは、４５ｎｍ  ｈｐ目標設計の従順性およびプロセス自体に依存することになる。しかしながら、３２ｎｍ  ｈｐ応用に下げると、ＮＡ＝１．３５のＡｒＦ水浸漬リソグラフ（即ち、ｋ１＝０．２２４）を用いた手法だけが、歩留まりを維持する従順な設計を伴う二重パターニングであるように思われる。
【０１３１】
この結果は、実験的にも確認した。金属ＬＥＬＥ（リソグラフ−エッチング−リソグラフ−エッチチング）二重パターニングプロセスフローを用いて、テストマスクをＮＡ＝１．２０でパターン化した。実験は、シミュレーションから得られた結果、即ち、プロセスの影響を考慮して、代表的な二重パターニングプロセスフローについての指針を得る方法論を確認した。これによりプロセスの影響は、本来、決定される指針において考慮される。
【０１３２】
下記の特定の態様が判明した。二重パターニングは、単一パターニングと比べてより密度の高いピッチおよび間隙をもたらす。両方の利益は必ずしも一緒に取得可能ではない。より密度の高いピッチをパターン化するには、平行ラインでの縫合を回避すべきである。突き出し(jog)をより大きくすると、縫合品質の増加に役立つことも判った。突き出しでの縫合不良は、不充分なオーバーラップまたは制限されたプロセス突き出し長に起因することがある。さらに、切断位置でのオーバーラップは、重ね書きエラーというよりも、ライン端の後退およびライン端の形状を補償する必要があることも判明した。シミュレーションおよび実験の両方は、系統的に変化した２Ｄ分割テストパターンのパターニングを比較するために用いた。
【０１３３】
本発明に係る実施形態の利点は、分割および設計パラメータについての指針が、分割の実施から独立して、ＥＤＡの販売者および設計者によって得られることである。
【０１３４】
第２の態様において、本発明はまた、複数の設計特徴物を含む、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを最適化、例えば、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを設定するためのシステムに関する。こうした多重パターニングリソグラフプロセスは、二重パターニングリソグラフプロセスでもよく、あるいは２つより多いパターニングステップを含んでもよい。多重パターニングリソグラフプロセスは、少なくとも第１のパターニングステップと第２のパターニングステップを含んでもよい。
【０１３５】
例として、本発明はこれに限定されないが、例示のシステムを図１９に示す。例示のシステム３００は、複数のプロセス条件に関して、分割に関連したプロセス品質、例えば、縫合に関連したプロセス品質、例えば、第１のパターニングステップでパターン化される設計特徴物と第２のパターニングステップでパターン化される設計特徴物との間の縫合度を表す計量に関する結果、例えば、値を決定するための計量決定手段３１０を備える。
【０１３６】
代替として、計量は、分割によって影響を受ける何れのプロセス特性、例えば、電気的パラメータ、パターンパラメータ、回路歩留まり、信頼性などであってもよい。こうした計量は、好ましくは、上述したような縫合幅でもよい。
【０１３７】
システム３００は、少なくとも１つの計量に関する結果を、設計及び／又は分割パラメータの関数として評価し、プロセス条件を考慮するための評価手段３２０をさらに備える。評価は、複数のプロセス条件を考慮する関数として行ってもよい。さらに、システム３００は、評価した結果に基づいて、特定の応用に関する特定の設計および分割パラメータを選択するため、あるいは多重パターニングリソグラフプロセスでの設計および分割に関する指針を導出するための選択手段３３０を備えてもよい。決定手段、評価手段及び／又は選択手段は、自動的及び／又は自動化した方法で動作してもよい。それは、ルックアップテーブルを用いたり、ニューラルネットワーク等を用いて、所定のアルゴリズムに従って動作してもよい。
【０１３８】
システム３００は、レイアウト時または印刷時のテストパターン、あるいはテスト結果またはシミュレーション結果を受け取るための入力手段３０５をさらに備えてもよく、その際、計量結果の決定を実施してもよい。
【０１３９】
システム３００は、設計パラメータ及び／又は分割パラメータを出力するため、及び／又は選択した設計及び／又は分割パラメータに基づいて設計及び／又は分割パラメータに関する指針を出力するための出力手段３３５をさらに備えてもよい。
【０１４０】
システムはさらに、設計及び／又は分割パラメータに関して出力した指針を、これらの指針に基づいて処理される関心パターンについて初期の分割設計を決定するためのシステムに供給するように適合していてもよい。
【０１４１】
多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するための方法の１つ又はそれ以上のステップを実施するように適合した他のコンポーネントおよび特徴を組み込んでもよい。第１の態様で説明したものと同じ特徴および利点が存在してもよい。
【０１４２】
第３の態様において、本発明はまた、多重パターニングリソグラフプロセスを最適化、例えば、設定するのを支援するように適合したテストパターンのセットを含む設計に関する。こうした設計は、例えば、電子フォーマットまたは印刷フォーマットで利用可能でもよい。設計は、上述した方法の実施形態の何れかに係る方法で使用されるように適合してもよい。それは、分割に関連した品質パラメータ、例えば、分割、例えば、多重パターニングリソグラフプロセスの第１のパターニングステップでパターン化される設計特徴物と少なくとも第２のパターニングステップでパターン化される設計特徴物との間での縫合の程度を表す少なくとも１つの軽量に関する値を、そこから導出するように適合してもよい。テストパターンは、多重パターニングリソグラフプロセスにおいて設計パラメータ及び／又は可能性ある分割パラメータの関数として、こうした値が導出可能なように適合してもよい。好ましい実施形態では、テストパターンは、複数のテストパターンが、異なる設計パラメータとともに存在し、あるいは異なる分割パラメータとともに使用するように適合するように、グループ化してもよい。
【０１４３】
テストパターンは、好ましくは、下記の特徴物の１つ、幾つかあるいは全てを含む。平行ラインの組、角を作成するラインの組、少なくとも２つの角を作成するラインの組。これらは、例えば、ジグザグ構造または突き出し(jog)をもたらす。更なる特徴は、下記の例で説明しているが、本発明の実施形態はこれに限定されない。
【０１４４】
例として、本発明はこれに限定されないが、使用できる適切なテストパターンの多くの例が下記の例で説明している。
【０１４５】
第１の例では、多重パターニングリソグラフプロセスを最適化するために使用するテストパターンは、平行ラインの組である。これによりテストパターンは、平行ライン間の中間で切断される。これらの平行ラインでは、寸法、ピッチおよびオーバーラップが変化している。
【０１４６】
所定の組のプロセス条件について、本例では１．３５の開口数、σｏｕｔ０．９２−σｉｎ０．７２の範囲の環状照明、Ｘ／Ｙ偏光を有する照明であり、分割に関連したプロセス品質パラメータをピッチおよびオーバーラップの関数として評価した。１０４ｎｍの最小ピッチが必要であることが判明した。１．３５の代わりに１．２０の開口数を用いてプロセスパラメータを変化させると、必要な最小ピッチの変動が得られなかった。縫合の頑丈さは、主としてライン端の形状、相対位置、およびプロセス変動を通じたこれらの変動に依存することが判った。
【０１４７】
より具体的には、下記の特性の１つ又はそれ以上が考慮できる。パターン化したラインでのライン端の後退、ライン端で丸くなる角、ライン端の幅、くびれ(necking)量−縫合オーバーラップなど。平行ラインの組を含むこうしたテストパターンの例を図２０に示す。
【０１４８】
第２の例では、テストパターンは、積極的なピッチおよび間隙を組み合わせて、少なくとも２の角を形成するような形状のラインを含む。ラインは、例えば、図２１に示すように、ジグザグラインでもよい。１１０ｎｍピッチおよび６６ｎｍ間隙を持つ構造を使用して、プロセス変動を通じた不良なしの二重パターニング限界が得られる。二重パターニングは、１．３５の開口数、σｏｕｔ０．９２−σｉｎ０．７２の環状照明、Ｘ／Ｙ偏光を有する照明を含むプロセス条件で行う。ピッチおよび間隙の両方の拡大縮小は、このジグザグにおいて可能でない。設計は、過剰に制約されたトポロジーを回避するように、即ち、積極的な間隙そして積極的なピッチを回避するように適合させる必要がある。より大きい間隙を保持し、高密度の平行溝での縫合の必要性を回避することは、９０ｎｍピッチでの目標に到達できることが判った。さらに、小さい間隙は、より緩いピッチで可能である。
【０１４９】
第３の例では、テストパターンは、角を含む。二重パターニングリソグラフプロセスは、１．５の開口数、σｏｕｔ０．９２−σｉｎ０．７２の環状照明、Ｘ／Ｙ偏光で行われる。最小ピッチは、高密度の平行ラインでの縫合オーバーラップに起因した架橋問題によって制限されることが判った。９８ｎｍ〜１００ｎｍの最小ピッチは、間隙を増加させることによって得られる。角から角への架橋は、間隙を制限する。こうしたテストパターンの例は、図２２に示す。
【０１５０】
第４の例では、突き出し(jog)を含むテストパターンを検討する。テストパターンは、１．３５の開口数、σｏｕｔ０．９２−σｉｎ０．７２の環状照明、Ｘ／Ｙ偏光のプロセス条件下でテストされる。８８ｎｍの幅で１９ｎｍより大きいオーバーラップ、および６６ｎｍの幅で２０ｎｍより大きいオーバーラップについて、何れの切断も良好であることが判った。
【０１５１】
約７０ｎｍの長さを持つ突き出しを用いた場合、これは縫合不良をもたらす。全体では、突き出しを大きくし、最小のオーバーラップを確保すると、何れのピッチでの何れの切断位置もＯＫである。４４ｎｍの突き出しでは、切断位置は、好ましくは、突き出し端と次のラインとの間で架橋が発生しないように選択できる。さらに、突き出し長は、あまり短すぎず、そして７０ｎｍと９０ｎｍの間にすべきでない。こうしたテストパターンの例を図２３に示す。
【０１５２】
第４の態様において、本発明は、設計パラメータに係る複数の設計特徴物を含む設計に従って、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスのための方法に関する。該方法は、所定のパラメータに係る設計を、第１組の設計特徴物および第２組の設計特徴物に分割するステップと、第１組の設計特徴物のための第１パターニングステップおよび第２組の設計特徴物のための第２パターニングステップを実施することとを含み、所定の分割パラメータおよび設計パラメータは、第１の態様で説明したように、良好なリソグラフプロセスを最適化、例えば、設定するための方法に係る方法を用いて決定される。
【０１５３】
第５の態様において、本発明は、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスのためのマスクのセットに関する。マスクのセットは、該パターンにパターン化すべき設計についての第１組の設計特徴物を含む第１のマスクと、該パターンにパターン化すべき設計についての第２組の設計特徴物を含む第２のマスクとを含む。マスクは、第１の態様で説明したように、良好なリソグラフプロセスを最適化、例えば、設計するための方法を用いて得られる所定の分割および設計パラメータに従って製作される。
【０１５４】
本発明の上述した方法の実施形態は、図２４に示すような処理システム９００において実施してもよい。図２４は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの少なくとも１つの形態のメモリを含むメモリサブシステム９０５と接続した少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサ９０３を含む処理システム９００の一構成を示す。
【０１５５】
プロセッサ９０３または複数のプロセッサは、汎用のものでもよく、特定目的のプロセッサでもよく、例えば、他の機能を実施する他のコンポーネントを有するチップに含まれたデバイスでもよいことに留意する。本発明の１つ又はそれ以上の態様は、デジタル電子回路、あるいはコンピュータのハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、これらの組み合わせで実現できる。処理システムは、少なくとも１つのディスクドライブ及び／又はＣＤ−ＲＯＭドライブ及び／又はＤＶＤドライブを有するストレージサブシステム９０７を含んでもよい。幾つかの実施例では、ディスプレイシステム、キーボード、ポインティングデバイスが、情報を手で入力するユーザに提供されるユーザインタフェイスサブシステム９０９の一部として含んでもよい。データを入力し出力するためのポートも含んでもよい。ネットワーク接続などの多くの要素、種々のデバイスとのインタフェイスなどを含んでもよが、図２４には示していない。
【０１５６】
処理システム９００の種々の要素は、簡単のため単一バスとして図２４に示すバスサブシステム９１３経由など、種々の方法で接続してもよい。少なくとも１つのバスのシステムを含むことは当業者に理解されるであろう。メモリサブシステム９０５のメモリは、ある時には、処理システム９００上で実行した場合、ここで説明した方法の実施形態のステップを実施する命令セットの一部または全て（いずれの場合も９１１として示す）を保持してもよい。図２４に示すような処理システム９００は先行技術であるが、単一層中のパターンの多重パターニングリソグラフプロセスを最適化、例えば、設定するための方法の態様を実施する命令を含むシステムは、先行技術ではない、従って、図２４には先行技術としてラベル付与していない。
【０１５７】
本発明はまた、コンピュータデバイス上で実行した場合、本発明に係る方法の何れかの機能性を提供するコンピュータプログラム製品を含む。こうしたコンピュータプログラム製品は、プログラム可能なプロセッサ実行用の機械読み取り可能なコードを搭載するキャリア媒体に有形的に埋め込まむことができる。
【０１５８】
本発明は、コンピュータ手段上で実行した場合、上述したような方法の何れかを実行するための命令を提供するコンピュータプログラム製品を搭載するキャリア媒体に関する。用語「キャリア媒体」は、命令を実行用プロセッサに提供するのに関与するいずれの媒体を参照する。こうした媒体は、多くの形態をとることができ、これに限定されないが、不揮発性メモリ、伝送媒体などである。不揮発性媒体は、例えば、マスストレージの一部であるストレージデバイスなど、光学または磁気ディスクを含む。コンピュータ読み取り可能な媒体の通常の形態は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フレキシブルディスクまたはフロッピー（登録商標）ディスク、テープ、メモリチップまたはカートリッジ、あるいはコンピュータ読み取り可能な他の何れの媒体を含む。コンピュータ読み取り可能な媒体の種々の形態は、実行用プロセッサに対して、１つ又はそれ以上の命令の１つ又はそれ以上のシーケンスを運搬する際に含まれるものでもよい。コンピュータプログラム製品は、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットなどのネットワークにおいて搬送波を介して伝送することも可能である。伝送媒体は、無線波および赤外データ通信で生成されるような音響または光の波の形態をとることができる。伝送媒体は、同軸ケーブル、銅線、光ファイバ、コンピュータ内のバスを備えた配線を含む。
【０１５９】
ここでは好ましい実施形態、特定の構造および構成を説明したが、添付した請求項によって定義されるような本発明の範囲および精神から逸脱することなく、形態および詳細での種々の変化や変更が可能であると理解すべきである。ブロック図から機能性を追加または削除してもよく、動作は機能的ブロック間で交換してもよい。説明した方法に対してステップは追加または削除してもよい。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図８】
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【図１９】
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【図２４】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【外国語明細書】
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