JP4639113B2 - 基板上に形成されるデザインを最適化する方法及びプログラム - Google Patents

Description

本出願は、「コーナーにおける面取り及び丸み付けを使用する光学近似補正」と題する、２００４年４月９日出願の米国仮出願第６０／５６０，６１５号に基づき優先権を主張するものである。その仮出願は、本明細書に参照によってその全体が援用される。

本発明は、フォトリソグラフィに関し、詳しくは、コーナーにおける面取り及び丸み付けを使用する光学近似補正技法に関する。

フォトリソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、製造に使用するマスクは、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを含むことができ、このパターンは、放射感応性材料（レジスト）の層でコーティングされた基板（シリコン・ウェハ）上の目標照射野（たとえば1つ以上のダイを含む）上に撮像されうる。一般に、単一ウェハは、投射システムによって連続的に、1度に１回照射される、隣接する目標照射野のネットワーク全体を含む。あるタイプのリソグラフィ投射装置では、各目標照射野は、１回でマスク・パターン全体が目標照射野上に露出されて、照射される。その装置は、通常ウェハ・ステッパと言われる。通常走査式ステッパ装置と言われる代替の装置では、各目標照射野は、所与の基準方向（「走査」方向）の投射ビームの下で、同期して基板テーブルをこの方向に対して平行に又は逆平行に走査しながら、マスク・パターンが順次走査されることによって照射される。一般に、投射システムは、倍率Ｍ（一般に＜１）を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、（倍率Ｍ）×（マスク・テーブルが走査される速度）になる。本明細書に述べるリソグラフィ装置に関する情報は、たとえば、参照により本明細書に援用されている米国特許第６，０４６，７９２号からもっと収集することができる。

リソグラフィ投射装置を使用する製造プロセスでは、放射感応性材料（レジスト）の層によって少なくとも部分的に覆われた基板上に、マスク・パターンが撮像される。この撮像工程に先立ち、下塗り、レジスト・コーティング及びソフト・ベーキングなど、基板には様々な処置を受ける。基板は露光後、露光後ベーキング（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーキング及び撮像形状の測定／検査など他の処置を受ける。これら処置は、デバイス、たとえばＩＣの個々の層をパターン形成するための基本として使用される。次いで、そのようにパターン形成された層には、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学機械的研磨など、すべて個々の層を仕上げるように意図された様々な処置が施されてもよい。いくつかの層が必要とされるならば、新しい層毎にその処置全部又はその変形を繰り返さなければならない。最終的には、デバイスのアレイが、基板（ウェハ）上に存在する。次に、これらデバイスは、賽の目に切る、又はのこぎりで切るような技法によって互いに分離され、そこで、個々のデバイスがキャリア上に搭載され、ピン等に接続されうる。

簡単化のため、投射システムを以降「レンズ」と呼ぶことがあるが、この用語は、たとえば屈折光学システム、反射光学システム及び反射屈折システムを含め、様々な種類の投射システムを包含するものとして広く解釈されるべきである。この放射システムは、放射の投射ビームを誘導し、形を整え又は制御するためのこれらデザインの種類によって動作する構成要素も含んでよく、該構成要素は、以下で総称的に又は個別に「レンズ」と呼ばれる。さらに、リソグラフィ装置は、２以上の基板テーブル（及び／又は２以上のマスク・テーブル）を有する種類のものでもよい。そのような「マルチステージ」の装置では、追加のテーブルを並行して使用でき、又は準備工程を1つ以上のテーブル上で実施することができ、一方1つ以上の他のテーブルを露光するために使用される。２ステージのリソグラフィ装置については、たとえば米国特許第５，９６９，４４１号及び第ＷＯ９８／４０７９１号に記載されており、ともに引用によって本明細書に援用される。

上記に述べたフォトリソグラフィ・マスクは、シリコン・ウェハ上へ集積化される回路構成要素に対応する幾何的パターンを含む。そのマスクを作成するために使用されるこのパターンは、ＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）プログラムを利用して生成される。このプロセスは、ＥＤＡ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）としばしば呼ばれる。大部分のＣＡＤプログラムは、実用マスクを作成するために、１組の所定のデザインルールに従う。このルールは、処理及びデザインの制限から設定される。たとえば、回路デバイス（ゲート、コンデンサなど）又は相互接続ラインが、望ましくない状態で相互に影響し合うことがないよう保証するために、デザインルールによって、回路デバイスの間、又は相互接続ライン間の間隔の公差が定義される。デザインルールによる制限は、通常、「クリティカル寸法」（ＣＤ）として呼ばれる。回路のクリティカル寸法は、最小ライン幅又は２つのライン間の最小間隔として定義されうる。したがって、ＣＤが、デザインされる回路の全体のサイズ及び密度を決定する。

もちろん、集積回路製造上の１つのゴールは、（マスクによって）ウェハ上にもともとの回路デザインを忠実に再生することである。しかし、リソグラフィ形状がますます顕微鏡的に微細になり、システム分解能が高くなるので、その結果、基板上にプリントされる形状は、いくらかリップルが起こりがちになる、すなわち、まっすぐであると考えられる縁部が、まっすぐでなくなりがちになる。このリップルは、フィルタ理論の「リンギング」と関連し、微小な形状を撮像するために必要になる高空間周波数を強調する、自然な副次的悪影響である。リップルを引き起こすことがある他のファクタは、当業者に周知である。図１に、リップルの問題を被った基板上にプリントされた形状を示す。

現状技術において、モデル・ベースのＯＰＣは、以下の工程を使用して目標の像と予測された像の間の不整合を補正する。
（１）対象の層が複数の区域に分割される。
（２）予測された像が、複数の区域の区域毎に１つの「評価点」（通常、中心点）において評価される。
（３）それぞれの評価に基づき、目標像と予測像の間の不整合を最小にするために、対応する区域の中心点におけるそれぞれの評価に従ってプリントされる形状が修正される。リップルが生じる低ｋ１システム、又はリップルがより一般的に起こるシステムにおいては、従来のモデル・ベースのＯＰＣ方法は、評価点が、それぞれの区域内で理想的に代表的な位置に偶然配置されていない場合、一般に図１に示すように、リップルを強調する。

より詳しく言うと、図２は、予測された像２２上に重畳された、リップルを有した目標の像２０を示す。目標像２０は、複数の区域２４に分割され、像２２、２４が、区域２４毎に評価点２６において評価される。各評価点２６は、それぞれ区域２４の中心点に位置する。この評価に基づき、目標像は、図３に示すように、修正される（修正されたマスク３０）。修正マスクは、目標像２０と予測像２２の間の不整合を考慮する。複数の区域２４毎の中心点における評価によって、目標像２０にΔｎのオフセットが加えられる。ただし、ｎは、対応する区域２４を表す。言い換えると、予想されるように、その結果得られた新しい縁部は、元の予測で高かったところの各位置では下方向に調節され、元の予測で低かったところの各位置では上方向に調節される。

図４は修正マスク３０に基づく新しい予測像４０を示す。予測像２２と比較すると、この所与の例では、従来のモデル・ベースのＯＰＣが、新しい予測像４０のリップルを強調し、それによって取り囲む構造に応じて破壊又はブリッジの可能性を増加する。

原理上、より良い評価点を選択することによって、改善された結果が得られ、この点で、いくつかの限られた方策が存在する。具体的には、コーナー又はその近辺における区域の評価点が、そのコーナーから後方に離して移動され、過大な補正を避ける。この方法は、有益であるが、取り囲む前後関係の形状と対象の個々の縁部上で見られるリップルの間の相互の影響が複雑なので、単純な場合を除き、この方法を適用することは、困難である。

さらに、モデル・ベースＯＰＣは、空中モデル又は校正モデルのどちらかを使用する。校正モデルは、マスク属性、マスクを作成するためのツールの特性、レジスト属性などを考慮しなければならない。このことから、校正モデルを使用することには、不利な点が多くある。この不利な点は、マスクを構築してウェハを露光すること、及びマスク、半導体、又はどんな関与する属性にも属すことがあり得ない任意の撮像属性をファクタとして考慮することを含め、校正が広範囲になることが含まれる。主な不利な点は、モデルを校正するために、合理的なマスクが、すでに存在していなければならないことである。したがって、業界では、モデル・ベースＯＰＣのために空中モデルが、しばしば使用される。と言うのは、それが、都合良く、既存のツールに頼らないからである。しかし、空中モデルは、校正モデルを使用する場合含まれるように、製品及び製造の欠陥を、ファクタとして含まない。

目標像と現実の欠陥を近似する予測像の間の不整合を無くす方法が、やはり考案されなければならない。

本明細書における教示によって、上記に述べた問題が緩和され、基板上に形成されるデザインを最適化する新規な方法が提供される。工程には、デザインによる像の少なくとも１つのコーナーの丸みを近似する工程と、さらに少なくとも１つのコーナーの近似した丸みにデザインの描写（表現）を生成する工程と、その描写に基づきデザインを撮像（結像）するために利用するマスクの最初の描写を生成する工程と、さらにマスクの最初の描写に光近接効果の補正（ＯＰＣ）を実施する工程とが含まれる。

ＯＰＣは、さらにマスクの最初の描写にデザインによる像を生成する工程と、近似した丸みにさらに付け加えられたデザインの描写と像の間のずれを評価する工程と、評価する工程の結果が予め定義された制約条件を満足するかどうかを判定する工程とを含む。その結果が予め定義された制約条件を満足しない場合、その結果に従ってマスクの次の描写が生成され、ＯＰＣが、ずれが予め定義された制約条件を満たすまで、繰り返される。

近似した丸みの判定は、予め定義されたルールによる導出に基づき行うことができ、このルールは、セリフの寸法を決定するために使用されうる。さらに、面とりから切り取りのサイズを選択することによって丸みが近似され、切り取りのサイズに従って少なくとも１つのコーナーを面取りして丸みを近似する。

面取りされたコーナーが、他のコーナーに隣接するとき、第１の面取りと第２の面取りが互いに影響し合わないように、第１の面取りと第２の面取りのうちの少なくとも１つのサイズが小さくされるなど、さらなる調節が必要であってもよい。或いは、第１の面取りと第２の面取りが互いに影響し合わないように、第１の面取りと第２の面取りのサイズが比例して縮小されてもよい。

また、別の新規な概念は、ＯＰＣを増強する方法を含む。工程は、マスク作成上の制約条件に基づき、マスクの最初の描写によるコーナーの丸みを判定する工程と、コーナーの丸み付けが適用された最初の描写に基づき、修正されたマスク描写を生成する工程とを含む。各コーナーにおける丸み付けは、所定の半径を有している。

したがって、撮像の制約条件から生じるコーナーの丸み、及びマスク作成の制約条件から生じるコーナーの丸みを、ともにファクタとされてもよい。

追加の目的、利点及び新規な特徴は、ある程度以下の説明中で述べられており、以下の添付した図面を検討するとある程度当業者に明らかになるはずであり、或いは実施例による製造又は動作から学ぶことができる。本教示の目的及び利点は、添付の特許請求の範囲に特に示す方法、手段及びその組合せを実施又は使用することによって、実現し得る。

図面に、本教示による1つ以上の実装形態を、例のみとし、限定するものとはせずに表す。図面では、同じ番号は、同じ又は類似の要素を示す。

説明
２００４年３月３０日出願の「フォトリソグラフィ・システムを使用してプリントする形状のうねりを抑制するための装置、方法及びプログラム製品」と題する米国関連特許出願第６０／５５７，８３３号（以下「“８３３号”特許出願」という。）に、それに従ってマスクを調節することによって予測像中の不一致を克服するための、新規な概念が記載されている。この出願は、本明細書に参照によってその全体が援用される。

発明者等は、既知のプリントによる製造限界に対し目標像を補正することによって、予測像のリップル及び他の悪影響を低減するための新規な概念をさらに考案した。１つのその限界に関して、所定の鋭さを超えてコーナーをプリントする方法も考案された。たとえば、図５Ａに、理想的な形状５０を示す。図５Ｂに、プリントされた実際の形状５２、又は形状５２の予測像を示す。理想的な形状５０は、無限の鋭さの理想的なコーナー５４を有するが、製造上及び物理的な限界のため、理想的なコーナーの形５４は、実際上達成できない。

“８３３号”特許出願中に、モデルＯＰＣにおいて目標像中のコーナーの丸みを補償するための新規な手法が記載されている。この手法は、コーナー近辺又はコーナーにおいて行われた評価に調節ファクタを適用する工程を含んでいる。或いは、コーナー近辺又はコーナーに位置した評価点をすべて無くしてしまうことを含むことができる。と言うのは、コーナーは、常にいくらか丸みを帯びているので、調節ファクタはこのことを考慮し、適宜調節が目標像に行われる。

本発明について、他の新規な手法は、コーナー毎に丸みをシミュレートするように目標像を修正することである。コーナーは、常にプリント・プロセス中、いくらかの丸みを付けられることになり、この避けられない丸み付けを補正する試みの結果、ＯＰＣ処理が、不要な結果（「リンギング」、「ネッキング」、「ブリッジ」）をもたらし得る。したがって、“８３３号”特許出願は、コーナーの丸み付けから生じる不整合を選択的に無視することができる方法を教示し、本発明は、避けられないコーナーの丸み付けを近似する方法で目標を変更し、次いでＯＰＣを適用してこの修正された目標を再生しようと試みるものである。

セリフを使用したルール・ベースのＯＰＣが大いに発展した。米国特許第５，６６３，８９３号、第５，７０７，７６５号及び第６，６７０，０８１号には、セリフを使用したＯＰＣが例示的に記載されている。これら特許は、本明細書に参照によってその全体が援用される。

セリフは、一般に、回路形状のコーナー上に位置する副次的なリソグラフィの正方形に形作られた形状である。これらは、実際の回路デザインとフォトレジスト層上に最終的に転送された回路パターンの間の同一性を向上させるために、最終的にウェハ上に転送されるデザイン中のコーナーを鋭くするように働く。凸状の頂点にある「正」のセリフは、頂点においてマスクの露光エネルギーを調節して、コーナーの欠損を防止する。凹状の頂点にある「負」のセリフは、最終パターン中の凹状の頂点の正確な描写を維持するように試みるために、凹状の頂点においてマスク・パターンの一部を取り除く。セリフを最適化するために開発されたルールに基づき、「コーナーの鋭さ」の限界が、一般的に理解される。

セリフを使用する典型的なＯＰＣでは、所与のセリフ（正及び負両方）の各縁部は、所与のセリフの他の各縁部に対して調節可能であり、それによってセリフ全体の寸法の修正が可能になる。その上、各セリフは、他のどのセリフとも独立に修正されることができる。特許第６，６７０，０８１号によって説明されているように、セリフのこれら修正は、予め定義されたルールによって管理される。そのルールは、生成する形状パターンに従って、ユーザによって選択／定義される。周知のように、そのルールは、回路デザインの形状が異なるのに従って変化することになる。もちろん、そのルールは、寸法及び間隔閾値が固定のセリフの種類のものであってもよい。

図６Ａ及び図６Ｂは、セリフを使用してプリントするパターンを示す。セリフの位置及び寸法は、例示及び説明の目的で誇張されている。各セリフは、「重ね合わせ部分」と「拡張部分」がある。形状のバックグラウンドを重ね合わせる負のセリフの一部分は、「重ね合わせ部分」（図６Ａ）であり、一方実際の形状を重ね合わせる正のセリフの一部分は、「重ね合わせ部分」（図６Ｂ）である。セリフの重ね合わせは、「短い重ね合わせ部」Ｏ_Ｓ、及び「長い重ね合わせ部」Ｏ_Ｌと定義することができる。同様に、「短い拡張部」Ｅ_Ｓ、及び「長い拡張部」Ｅ_Ｌと定義することができる。セリフのサイズと位置を決めるために、どのルール・ベースの手法を使用しても、所与のコーナーの各セリフを定義することができる。

発明者等は、最適な面取り、すなわちコーナーの切り取りを、最適なセリフ寸法を得るのと同じ方法で得られることを発見した。最適な面取りルールは、セリフ補正をするための理想的ルールとは異なることがあるが、このルールは、形の上で類似になる。図５Ｂに戻ると、コーナー５６の丸みが、上記で述べたようにセリフを使用して最小にされており、課題は、無くすことができない残されたコーナーの丸みであると考えられる。図５Ｂに示すように、ＯＰＣの前にコーナー５４’を面取りしてこの予想される丸みを近似又はシミュレートすることによって、その後のＯＰＣの処理で、コーナーの丸みをなくすようにする試みのための隣接する領域の補正が、損なわれないようにする。

図５Ｂに示すように、コーナーの丸みは、滑らかな曲線の形を取る。その形は、従来のＥＤＡソフトウェアが取り扱うことは、難しい又は不可能である。コーナーは、一連の直線状の縁部によって、多角形近似の形で近似することができる。その多角形による簡単化と多角形が理想的な曲線形状を近似する精度の間に、妥協点を見出すことができる。発明者等は、各末端部において対称的な４５°の角度を有した単一の多角形縁部が、大部分の場合良い妥協策になることを発見した。４５°の倍数の角度に縁部への幾何形状を限定すると、マスク作成において実用的な利点がある。と言うのは、大部分のマスク書き込み装置は、「階段状」パターンを使用して他の角度を近似しなければならないからである。しかし、多数の多角形の縁部、及びいくつかの場合４５°ではない角度によって、本当のコーナーの丸みをより良く近似でき、特定の状況では好ましい場合があることを理解されたい。

その角度を限定せずに単一の面取りした縁部の場合を考えると、面取りの切り取りは、その脚部の一方は、短い重ね合わせ部Ｏ_Ｓに等しく、他方は、長い重ね合わせ部Ｏ_Ｌに等しくなるように選ばれた三角形になる。Ｅ_Ｓ及びＥ_Ｌの値は、セリフを定義するために必要であるが、この面取りを生成するとき無視される。２つの元の目標縁部の長さが異なるため、より短い縁部に沿った方の縁部の重ね合わせ部がより短いので、Ｏ_Ｓ及びＯ_Ｌは、通常長さが互いに異なる。これは、そのような場合に見られる実際のコーナーの丸みの非対称曲線を近似する。本発明の好ましい実施例の場合のように、角度を４５°に限定すると、三角形の２つの脚部は、長さを同じにしなければならず、より短い長さＯ_Ｓが選択される。

隣接するコーナーの丸みと干渉しないコーナーの丸み（及びそれを近似する面取り）を有した１つのコーナーなど、２つの比較的長いラインによって接続されたコーナーは、ある公称面取り量に等しいＯ_Ｓ及びＯ_Ｌをともに有することになる。しかし、隣接するコーナー間のラインが、ラインの末端部において「Ｕ」縁部としばしば言われるように、比較的短いとき、一方のコーナーの面取りは、隣接するコーナーの面取りと干渉する恐れがある。図７Ａに、この概念を示す。

通常、セリフ用のルールは、凸状コーナー上へのセリフの配置と凹状コーナー上へのセリフの配置の間を区別する。凸状ルールを例として挙げ、４０ｎｍの「公称」セリフ・サイズ・ルール（面取りサイズ・ルールに対応する）を考える。しかし、図７Ｂに示すように、短い「Ｕ縁部」では、面取りは、ライン端末部の１／４だけ切り取るように短くされてよい。もちろん、このルールは、「本当の」Ｕ縁部を維持するために、ライン末端部の１／２より小さいラインのどんな割合ででも、面取りによって切り取ることができるように、修正されてよい。

これは、Ｕ縁部の長さに線形に依存する面取りの「並行重ね合わせ部」を調節するための、「ｐｓ＿ａｄｊ」（正のセリフの調節ルール）のパラメータを用いて達成されてよい。たとえば、公称面取り幅は、４０ｎｍとなり、並行重ね合わせ調整は、１６０ｎｍの縁部長における０ｎｍから８０ｎｍの縁部長さにおける−２０ｎｍへ線形に変化する。これによって、ライン幅が８０ｎｍから１６０ｎｍのいずれかの場合、ライン幅Ｗの１／４の面取りがもたらされる。この範囲の一方端では、１６０ｎｍ幅のラインは、調節されず、４０ｎｍの公称面取りサイズは、１６０ｎｍライン幅の正確に１／４になる。この範囲の他方端では、８０ｎｍ幅のラインは、４０ｎｍの公称面取りサイズに−２０ｎｍだけ調節されて、面取りが２０ｎｍになり、これはやはりライン幅の１／４になる。

図８は、目標像８００（破線）、セリフ８０２（対角線網掛け）、及び各コーナーにおいてプリントする形状のその結果生じた関与する面取り８０４を示す。セリフ８０２及び面取り８０４の寸法は、例示及び説明の目的だけであり、誇張されており、所与のパターンに対してベストでないかもしれない。さらに、セリフ８０２及び面取り８０４は、上記で述べた面取り８０４の寸法を決めるための概念を簡単に表すために、同じ像中に示されている。

図９は、“８３３号”特許出願中に記載され、ここで議論する新規な概念による中央値評価を使用して行う補正のシミュレートした結果を示す。図１０は、“８３３号”特許出願中に記載されたものだけによる中央値評価を使用して行う補正のシミュレートした結果を示す。図９において、目標像が９００（破線）で、補正されたマスク・パターンが９０２（対角線網掛け）で、予測したプリント結果が９０４（水平線網掛け）で示される。図１０において、目標像が１０００（破線）で、補正されたマスク・パターンが１００２（対角線網掛け）で、予測したプリント結果が１００４（水平線網掛け）で示される。

各図に示された領域Ａ〜Ｅは、ブリッジ、ネッキング（又はピンチング）、リップル、ライン・スムージング及び平均ライン幅による影響を比較するために選ばれた。ブリッジは、図１０のＡ及びＢと比べて図９のＡ及びＢを参照すると最も良く分かるように、低減されている。リップルは、図１０のＣと比べて図９のＣを参照すると最も良く分かるように、低減されている。平均ライン幅及びライン・スムージングは、図１０のＣ及びＤと比べて図９のＣ及びＤを参照すると最も良く分かるように、より良くなっている。ネッキングは、図１０のＥと比べて図９のＥを参照すると最も良く分かるように、低減されている。

上記の丸みを近似するために修正した目標像は、良好な近似であるが、それでもなお、目標像は、理想的な描写である。以下に述べる更なる増強策を考慮願いたい。

上記の像を作成するためのモデルＯＰＣループは、以下のとおりである。
（１）目標に対応してマスク描写を定義する。
（２）像を計算する（空中像又はレジスト中）。
（３）像と目標の間のずれを判定する。
（４）マスクを修正する。
（５）像が満足できるものになるまで繰り返す。
コーナーを面取りするために目標像を修正することによって、このモデルＯＰＣループは、上記で議論したように、本当に優れた像を生成する。しかし、モデルＯＰＣは、さらに、目標、マスク又はその両方について実際のコーナーの丸みを考慮に入れるために、修正されうる。

マスク構築機能及び／又は目標像修正機能は、モデルＯＰＣループ中に組み込まれてもよく、それによって、実際にリソグラフィでコーナーを有した形状をすべてプリントすることによって必然的に起こるはずのマスクの丸みを、ファクタとしてもよい。図１１は、これら概念を両方組み込んだモデルＯＰＣループの例示的フローチャートを示す。工程１１００で、図８に示す目標像８００などの最初の目標像が定義される。工程１１０１で、工程１１０１に先立ち定義された目標像と等しくなるようにマスクの最初の試算が選択される。工程Ａ及びＢは、工程１１００の後に組み込まれ、この工程において、理想的な目標、すなわち鋭いコーナーを有した目標が選ばれ、近似した丸み又は面取りが、それぞれ目標像の各コーナーに適用される。このようにして、より現実的に達成可能な目標が、生成される。目標の丸みを近似するこの工程は、投射システムがローパスフィルタとして働くと言う演繹的知識を構成し、したがって決して鋭いコーナーを撮像できない。

工程１１０２で、丸み付けがマスクの最初の試算に適用されてよく、実際のマスク上の形状のコーナーの実際の丸みをファクタとする（工程１１０２）。この丸み付けは、通常、マスク製造上の制約条件から生じる。その製造上の制約条件は、当業者に周知である。工程１１０４で、工程１１０２で生成されたマスク描写に基づき、像が生成され、工程１１０６で、生成された像とその描写の間のずれが判定される。予め定義された制約条件に基づき、像が満足できるものかどうかを判定する（工程１１０８）。予め定義された制約条件の設定、及び像が満足できるものかどうかの判定を行う方法は、リソグラフィ技術内で周知である。像が許容できる場合、プロセスは終了され（工程１１１０）、工程１１０４で像を生成するために使用されたマスクの描写に基づき、マスクが生成されてよい。或いは、像が満足できない場合、周知のＯＰＣ技法によって、像の描写が修正されてよい（工程１１１２）。像が満足できるものになるまで、工程１１０２〜１１０８が繰り返される。

図１２が、工程Ｂによる目標の修正（図１１）とマスク表示の修正（工程１１０２）の間の相似性を示す。より具体的に、図１２は、面取りして丸みをシミュレートすることによって修正された目標像１２００、及び丸み付けを適用して工程１１０４で修正されたマスクの描写１２０２を示す。目標１２００は、例示及び説明の目的で、マスクの描写１２０２に比べてわずかに拡大されている。マスク描写に丸み付けを適用することによって、コーナー欠陥のより良き描写が近似される。さらに、マスク描写の実際の丸みにが、近似するための丸み付けが適用された目標像を補完する。言い換えると、マスク描写の実際の丸み付けは、目標像の面取りされたコーナーを丸めることと言うことができる。

図１２は、各コーナーが所定の半径ｒで丸められるという別の概念も示す。本明細書で議論するように、丸み付けの効果は周知であり、大部分の種類のプリントでは、一般に近似されうる。例えば、発明者等は、典型的なマスク作成プロセスの場合、メモリ付きレンズで測定したとき４０〜８０ｎｍの範囲にある半径が、期待されうることを発見した。もちろん、マスク形状、マスク作成プロセス又はマスク書き込みシステムのパラメータに応じて、これとは異なる大きさの半径が選択されうる。

図１３は、図１１の工程１１０２中、一般に丸み付けに適用するフローチャートを示す。一般に、工程１３００で、各コーナーが調査され、工程１３０２で、所定の半径の丸み付けが適用される。工程１３０４で、修正されたマスクの描写（図１２の１２０２を参照）が作成され、この像に基づきＯＰＣが実施される。図１４は、さらに詳しくこの概念を示す。コーナー１４００は、基本的にウェハ・レベルで１４０４によって示されるように丸められており、目標像の面取り１４０２のサイズに対応する。

したがって、丸みを近似するための目標像の修正、又はマスク製造上の制約条件から生じる丸みをシミュレートするためのマスク描写の修正のどちらか、或いはその両方が使用されて、最終マスクが最適化されうる。

図１５は、本発明の助けによってデザインされたマスクとともに使用するのに適した、リソグラフィ投射装置を概略的に表す。この装置は、
放射の投射ビームＰＢを供給するための放射システムであって、この特定のケースでは、放射システムが放射源ＬＡも含む、放射システムＥ_Ｘ、ＩＬと、
マスクＭＡ（たとえばレチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備え、物品ＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続された第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（たとえば、レジスト被覆シリコン・ウェハ）を保持するための基板ホルダを備え、物品ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段に接続された第２の物体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば、1つ以上のダイを含む）上へマスクＭＡの照射部分を撮像するための投射システム（「レンズ」）ＰＬ（たとえば、屈折光学システム、光反射光学システム又は反射屈折光学システム）とを含む。

ここで示すように、装置は、透過型の種類（すなわち、透過マスクを有する）のものである。しかし、一般に、装置は、たとえば反射マスクを用いる反射型のものでもよい。或いは、装置は、マスク使用の代替として別の種類のパターン形成手段を使用してもよく、その例には、プログラム可能なミラー・アレイ又はＬＣＤマトリックスが含まれる。

放射源ＬＡ（たとえば、水銀ランプ又はエキシマ・レーザ）は、放射ビームを発生する。このビームは、直接に、又はたとえばビーム・エキスパンダＥ_Ｘなどの調整手段を経由した後のどちらかで、照明システム（照明装置）ＩＬ中に供給される。照明装置ＩＬは、ビーム中の輝度分布の外側及び／又は内側の半径方向ひろがり（通常、それぞれσ−アウター及びσ−インナーと言われる）を設定するための調節手段ＡＭを含むことができる。さらに、照明装置は、一般に、インテグレータＩＮ、集光レンズＣＯなど様々な他の構成要素を含む。このように、マスクＭＡに当たるビームＰＢは、その断面において所望の一様性及び輝度分布を有する。

図１５に関して、放射源ＬＡは、リソグラフィ投射装置の筐体中にあってもよいが（たとえば、放射源ＬＡが水銀ランプであるとき、しばしばこのケースになる）、放射源が発生する放射ビームを（たとえば、適切な誘導ミラーの助けによって）リソグラフィ投射装置中に誘導するようにして、放射源ＬＡをリソグラフィ投射装置から離してもよく、この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザ（たとえば、ＫｒＦ、ＡｒＦ又はＦ_２のレーザ発振に基づくもの）のとき、しばしばこのケースになることに留意されたい。本発明は、少なくともこのシナリオを両方包含する。

ビームＰＢは、その後、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を通り過ぎると、ビームＰＢは、基板Ｗの目標部分Ｃ上へビームＰＢを合焦させるレンズＰＬを通過する。第２の位置決め手段（及び干渉計による測定手段ＩＦ）の助けによって、たとえばビームＰＢの経路中に異なる目標部分Ｃを位置決めするために、基板テーブルＷＴは正確に移動されうる。同様に、第１の位置決め手段を使用して、たとえばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後、又は走査中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡが正確に位置決めされうる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１５に明示して示していないが、長行程モジュール（粗調整）及び短行程モジュール（微調整）の助けによって、実現されることになる。しかし、（走査型ステッパとは違い）ウェハ・ステッパの場合では、マスク・テーブルＭＴは、短行程アクチュエータだけに接続される、又は固定さてもよい。

示したツールは、２つの異なるモードで使用されうる。
ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは、基本的に静止状態に保持され、マスク像全体が、１回（すなわち、単一「フラッシュ」）で目標部分Ｃ上へ投射される。次いで、基板テーブルＷＴは、ビームＰＢが異なる目標部分Ｃを照射できるように、ｘ方向及び／又はｙ方向に移動される。
−走査モードでは、所与の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」では露光されないことを除き、基本的に同じシナリオが適用される。その代わり、マスク・テーブルＭＴが、所与の方向（いわゆる「走査方向」、たとえばｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、したがって投射ビームＰＢがマスク像全体にわたり走査できるようになり、並行して基板テーブルＷＴが、同時に速度Ｖ＝Ｍｖで同じ又は反対の方向に移動する。ただし、Ｍは、レンズＰＬの倍率（通常Ｍ＝１／４又は１／５）である。このようにして、分解能を損なう必要がなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することができる。

本明細書で開示された概念は、サブ波長の形状を撮像するためのどんな汎用の撮像システムもシミュレート又は数値演算的に模擬することができ、ますますより短くなる波長を発生する能力がある新興の撮像技法によって殊に有益なものになることができる。すでに使用に供されている新興の技法は、ＡｒＦレーザの使用による１９３ｎｍの波長、及びフッ素レーザの使用による１５７ｎｍの波長さえ発生する能力があるＥＵＶ（極紫外線）リソグラフィを含む。さらに、ＥＵＶリソグラフィは、２０〜５ｎｍの範囲の光子を発生するために、シンクロトロンを使用して、又は高エネルギーの電子を材料（固体又はプラズマのどちらか）に衝突させることによって、２０〜５ｎｍの範囲の波長を発生する能力がある。大部分の材料は、この範囲では、吸収性であるので、照射は、モリブデン及びシリコンが多層になった反射ミラーによって生成されてよい。多層ミラーは、各層の厚さが波長の１／４であるモリブデン及びシリコンの層の対を４０有する。より短い波長さえもＸ線リソグラフィによって生成されてよい。通常、シンクロトロンが使用されて、Ｘ線波長を生成する。大部分の材料は、Ｘ線波長では、吸収性であるので、吸収性材料の薄い一片によって、どこに形状をプリントし（ポジティブ・レジスト）、どこにプリントしないか（ネガティブ・レジスト）を画定する。

本明細書で開示された概念は、シリコン・ウェハなどの基板上へ撮像するために使用できるが、開示された概念は、どんな種類のリソグラフィ撮像システムについても、たとえば、シリコン・ウェハではない基板上へ撮像するために使用されるリソグラフィ撮像システムについても、使用することができることを理解されたい。

本明細書で開示された概念は、シミュレータとして、すなわちコンピュータ・システム上に実装することができるコンピュータ・プログラム製品として、使用されてよい。コンピュータ・システムのソフトウェア機能には、上記に述べたモデルの撮像を実現するために使用できる実行可能なコードを含め、プログラミングが伴う。ソフトウェア・コードは、汎用コンピュータで実行可能である。動作時は、コード及びおそらく関与するデータ・レコードが、汎用コンピュータ・プラットフォーム内に格納される。しかし、普段は、ソフトウェアは、他の場所に格納され及び／又は適切な汎用コンピュータ・システムにローディングされるために移送されることができる。したがって、上記で議論した実施例には、少なくとも１つのマシン読み出し可能な媒体によって記録されるコードの1つ以上のモジュールの形で、1つ以上のソフトウェア製品が伴う。コンピュータ・システムのプロセッサがそのコードを実行することによって、基本的に本明細書において議論し示した実施例で行われる方法で、プラットフォームによるカタログ及び／又はソフトウェアのダウンロード機能の実装が可能になる。

本明細書で使用されるように、コンピュータ「読み出し可能な媒体」又はマシン「読み出し可能な媒体」などの用語は、実行するためにプロセッサに命令を供給することに関係するどんな媒体も意味する。その媒体は、これらに限定されないが不揮発性媒体、揮発性媒体及び伝送媒体を含め、多くの形を取ることができる。不揮発性媒体は、たとえば、上記で議論したように、１つのサーバ・プラットフォームとして動作するすべてのコンピュータ中のすべての記憶装置など、光ディスク又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、そのようなコンピュータ・プラットフォームのメイン・メモリなどのダイナミック・メモリを含む。物理的伝送媒体は、コンピュータ・システム内のバスを含むワイヤを含め、銅ワイヤ及び光ファイバの同軸ケーブルを含む。搬送波伝送媒体は、無線周波（ＲＦ）及び赤外線（ＩＲ）のデータ通信中で発生されるような、電気信号又は電磁気信号、音波、或いは光のそのような形を取ることができる。したがって、コンピュータ読み出し可能な媒体の共通の形は、たとえば、フロッピー（登録商標）・ディスク、フレキシブル・ディスク、ハード・ディスク、磁気テープ、他のすべての磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、他のすべての光媒体、穿孔カード、紙テープ、穴のパターンを有した他のすべての物理的媒体などより一般に使用頻度の低い媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ及びＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、及び他のすべてのメモリ・チップ又はカートリッジ、搬送波による移送データ又は命令、搬送波などを送るケーブル又はリンク、或いはコンピュータがそれからプログラミング・コード及び／又はデータを読み出すことができる他のすべての媒体を含む。コンピュータ読み出し可能な媒体のこれらの形の多くは、実行するために1つ以上の命令の1つ以上のシーケンスをプロセッサに伝達するのに関与することができる。

上記にて、ベスト・モードと考えられるもの及び／又は他の実施例を述べてきたが、それらのなかで様々な修正を行うことができ、本明細書で述べた主題を様々な形と実施例で実装することができ、その教示を多数の用途に適用でき、そのなかのいくつかだけを本明細書で述べてきたことを理解されたい。添付の特許請求の範囲によって、本発明の教示の真の範囲に含まれる、応用、修正及び変更のどれも及びすべてを主張することを企図する。

基板上にプリントされた、リップルを被った例示的形状を示す図である。 例示的な、目標の像とそれに対応するリップルを被った予測された像を示す図である。 図２の目標像及び予測像、並びに図２の像の評価に基づき例示的な修正されたマスクを示す図である。 図３の修正マスクに基づく例示的な予測像を示す図である。 プリントされる理想的な形状を示す図である。 プリントされるそれに対応する実際の形状を示す図である。 形状に相対的に負であるセリフの重なる部分を示す図である。 形状に相対的に正であるセリフの重なる部分を示す図である。 互いに隣接するコーナーにおける面取りの起こり得る干渉を示す図である。 干渉を解消するための面取りによる調節を示す図である。 目標像、目標像に適用されたセリフ及び目標像の面取りのシミュレーションを示す図である。 各コーナーにおいて面取りするために調節された修正目標像の中央値評価を使用して実施されたシミュレーションを示す図である。 目標像を修正していない場合の図９と同じシミュレーションを示す図である。 モデルＯＰＣループの例示的なフローチャートの図である。 丸みをシミュレートするために面取りによって修正された目標像、及び丸み付けを適用するための工程中で修正された目標像を示す図である。 図１１の対応する工程中に一般に丸み付けを適用するためのフローチャートの図である。 ウェハ・レベルで丸み付けられたコーナーの図である。 本発明の助けによってデザインされたマスクとともに使用するのに適したリソグラフィ投射装置を概略的に表す図である。

Claims (15)

1. リソグラフィにより基板上に形成されるデザインを最適化する方法であって、
   （ａ）少なくとも１つのコーナー上に位置した場合において最終的に基板上に転送されるデザイン中のコーナーを鋭くするように働くセリフの寸法に基づき、前記デザインの前記少なくとも１つのコーナーの近似した丸みを決定する工程と、
   （ｂ）前記少なくとも１つのコーナーの前記近似した丸みを決定した後に前記デザインの表現を生成する工程と、
   （ｃ）前記デザインの表現に基づき前記デザインを結像するために利用されるマスクの最初の表現を生成する工程と、
   （ｄ）前記マスクの前記最初の表現を用いて光近接効果の補正（ＯＰＣ）を行う工程とを含む、方法。
2. 前記工程（ｄ）が、
   （ｅ）前記マスクの前記最初の又は次の表現に基づいて前記デザインの像を計算により生成する工程と、
   （ｆ）前記工程（ｂ）で生成された前記デザインの表現と工程（ｅ）で生成された前記像の間のずれを評価する工程と、
   （ｇ）前記工程（ｆ）の前記評価の結果が予め定義された制約条件を満足するかどうかを判定する工程と、
   （ｈ）前記結果が予め定義された制約条件を満足しない場合、前記結果に従って前記マスクの次の表現を生成する工程と、
   （ｉ）前記ずれが予め定義された制約条件を満たすまで、前記工程（ｅ）から前記工程（ｈ）を繰り返す工程とをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記工程（ｂ）が、
   （ｉ）前記近似した丸みに基づき、面取りの切り取りのサイズを選択する工程と、
   （ｉｉ）前記切り取りの前記サイズに従って前記デザインの表現における前記少なくとも１つのコーナーを面取りして、丸みを近似する工程とをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記面取りの切り取る形状を選択する工程をさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記切り取りの前記形状の少なくとも２つの角度が等しい、請求項４に記載の方法。
6. 前記面取りの前記切り取りのサイズが所定のサイズの増分の形で形成される面取りの角度に基づく、請求項３に記載の方法。
7. 前記所定のサイズが４５°である、請求項６に記載の方法。
8. 前記デザインの前記表現における前記少なくとも１つのコーナーを面取りして、前記丸みを近似する工程を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記近似した丸みが１組の所定のリソグラフィ処理ファクタに基づく最小の丸みにさらに対応する、請求項１に記載の方法。
10. 前記面取りが前記デザインの第１のコーナーに対応する第１の面取りに対応し、
    （ｉ）前記第１のコーナーに隣接する第２のコーナー用の第２の面取りの第２の切り取りのサイズを決定する工程と、
    （ｉｉ）前記第１の面取りと前記第２の面取りが互いに交差しないように、前記第１の面取りと前記第２の面取りのうちの少なくとも１つのサイズを小さくする工程とをさらに含む、請求項３及び８のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記面取りが前記デザインの第１のコーナーに対応する第１の面取りに対応し、
    （ｉ）前記第１のコーナーに隣接する第２のコーナー用の第２の面取りの第２の切り取りのサイズを決定する工程と、
    （ｉｉ）前記第１の面取りと前記第２の面取りが互いに交差しないように、比例して前記第１の面取りと前記第２の面取りのサイズを小さくする工程とをさらに含む、請求項３及び８のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記切り取りの前記サイズが、前記少なくとも１つのコーナーにおける前記セリフ及び前記デザインの対応する部分の重なり合う値に基づく、請求項３に記載の方法。
13. 前記工程（ｅ）の前に、
    （ｉ）マスク製造上の制約条件に基づき、前記マスクの前記最初の表現のコーナーの丸みを決定する工程と、
    （ｉｉ）マスク製造上の制約条件に起因したコーナーの丸み付けが適用された前記最初の表現に基づき、次のマスクの表現を生成する工程とをさらに含む、請求項２に記載の方法。
14. 各コーナーにおける丸みが所定の半径を有する、請求項１３に記載の方法。
15. 少なくとも１つのマシン読み出し可能な媒体によって移送可能な実行可能なコードを含み、少なくとも１つのプログラム可能なコンピュータによるコードの実行が、前記少なくとも１つのプログラム可能なコンピュータをして、前記基板上に製造される前記デザインを最適化するための請求項１から１４までのいずれか一項に記載の工程のシーケンスを実行させる、コンピュータ・プログラム。

Images