JP2003332232A - 双極照明を利用してルールベースのゲート短縮を行うための方法および装置 - Google Patents
双極照明を利用してルールベースのゲート短縮を行うための方法および装置Info
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Abstract
た長さをもつゲートをプリントするための方法を提供す
ること。 【解決手段】 基板上にゲート・パターンをプリントす
る方法であって、ゲート・フィーチャの1つが活性領域
の1つに重なるパターン内の少なくとも1つの領域を識
別する段階と、ゲート・フィーチャの1つが活性領域の
1つに重なる位置で、このゲート・フィーチャの1つの
幅寸法を縮小する段階と、パターンからゲート・フィー
チャを抽出する段階と、ゲート・フィーチャを垂直構成
要素マスクと水平構成要素マスクに分解する段階と、双
極照明を利用して垂直構成要素マスクおよび水平構成要
素マスクを照明する段階とを含む方法。
Description
ィに関し、詳細には、トランジスタの最小プリント可能
ゲート長の短縮と、得られる分解能の改善との両方をも
たらす双極照明技法とともに使用するためのマスク・レ
イアウトの生成に関する。さらに、本発明は、放射の投
影ビームを提供するための放射システムと、投影ビーム
をパターン形成するように働く、マスクを保持するため
のマスク・テーブルと、基板を保持するための基板テー
ブルと、基板の目標部分に、パターン形成された投影ビ
ームを投影するための投影システムとを備えるリソグラ
フィ装置を使用するデバイス製造方法に関する。
えば、集積回路(IC)の製造で使用することができ
る。そのような場合、マスクは、ICの個々の層に対応
する回路パターンを含む。このパターンの像を、感放射
線材料(レジスト)の層で覆った基板(シリコン・ウェ
ハ)上の目標部分(例えば、1つまたは複数のチップで
構成される)に形成することができる。一般に、単一の
ウェハは全体として網の目状の隣接する目標部分を含
み、この隣接する目標部分が、投影システムにより、一
度に1つずつ、連続的に照射される。一方の種類のリソ
グラフィ投影装置では、全マスク・パターンを一括して
目標部分に露出させることで、各目標部分が照射され
る。そのような装置は、通常、ウェハ・ステッパと呼ば
れる。走査ステップ式装置と通常呼ばれる他方の装置で
は、投影ビームの当るマスク・パターンを所与の基準方
向(「走査」方向)に漸進的に走査し、同時に、同期し
て、この方向に対して平行または逆平行に基板テーブル
を走査することで、各目標部分が照射される。一般に、
投影システムは、拡大率M(一般に、M<1)を持つの
で、基板テーブルが走査される速度Vは、マスク・テー
ブルが走査される速度の因数M倍となる。ここで説明し
たようなリソグラフィ装置に関して、例えば、米国特許
第6,046,792号から、もっと多くの情報を収集
することができる。この特許は、参照により本明細書に
援用する。
セスでは、感放射線材料(レジスト)の層で少なくとも
部分的に覆われた基板に、マスク・パターンの像が作ら
れる。この像形成工程の前に、基板は、下塗り、レジス
ト被覆、およびソフト・ベークのような様々な手順を経
ることができる。露出後に、基板は、露出後ベーク(P
EB)、現像、ハード・ベーク、および形成した像の特
徴の測定/検査のような他の手順を受けることができ
る。この手順の配列は、デバイス、例えばICの個々の
層をパターン形成する基礎として使用される。次に、そ
のようなパターン形成層は、エッチング、イオン打込み
(ドーピング)、メタライゼーション、酸化、化学機械
研磨などのような、全て個々の層を仕上げるために意図
された、様々なプロセスを経ることができる。いくつか
の層が必要な場合には、この全手順またはその変形を、
新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に、
デバイスの配列が基板(ウェハ)上に存在するようにな
る。次に、ダイシングまたは鋸引きのような方法で、こ
れらのデバイスを互いに分離し、それから、個々のデバ
イスを、ピンなどに接続されたキャリアに取り付けるこ
とができる。そのようなプロセスに関するより多くの情
報は、例えば、「Microchip Fabrica
tion:A practical Guide to
Semiconductor Processing
(マイクロチップの製造:半導体処理への実用的入門
書)」、Third Edition、by Pete
r vanZant、McGraw Hill Pub
lishing Co.、1997、ISBN0−07
−067250−4の本から得ることができる。この本
を参照により本明細書に援用する。
テーブル(および/または2つ以上のマスク・テーブ
ル)を有する種類のものであることがある。そのような
「マルチ・ステージ」の装置では、追加のテーブルは、
並列に使用されることがあり、または、1つまたは複数
の他のテーブルを露出に使用しながら、1つまたは複数
のテーブルで準備工程が行われることがある。双子ステ
ージ・リソグラフィ装置は、例えば、米国特許第5,9
69,441号および国際公開WO98/40791に
記載されている。これらを参照により本明細書に援用す
る。
シリコン・ウェハ上に集積される回路構成要素に対応す
る幾何パターンを備える。そのようなマスクを作成する
ために使用するパターンは、CAD(コンピュータ援用
設計)プログラムを利用して生成され、このプロセスは
しばしばEDA(電子設計自動化)と呼ばれる。ほとん
どのCADプログラムが、機能マスクを作成するために
1組の所定の設計規則に従う。これらの規則は、処理お
よび設計制限によって設定される。例えば、設計規則
は、回路デバイス(ゲート、コンデンサなど)または接
続線の間の空間公差を定義し、それにより回路デバイス
または線が望ましくない形で互いに相互作用しないこと
を保証する。
(マスクを介して)ウェハに元の回路設計を忠実に複写
することである。別の目標は、できるだけ大きな半導体
ウェハ表面積を使用することである。しかし、集積回路
のサイズが低減し、その密度が増大するにつれて、対応
するマスク・パターンのCD(限界寸法)が露光ツール
の分解能限界に近付く。露光ツールに関する分解能は、
ウェハに露光ツールが繰り返し露光することができる最
小フィーチャ(特徴)と定義される。この露光機器の分
解能値はしばしば、多くの先進IC回路設計に関するC
Dを制限している。
イクロプロセッサ速度、メモリ記憶密度、および低電力
消費の絶え間ない改善が、半導体デバイスの様々な層に
パターンを転写して形成するリソグラフィ技法の能力に
直接関係する。現況技術は、利用可能な光源の波長を十
分に下回るCDのパターン形成を必要とする。例えば、
248nmの電流発生波長が、100nmよりも小さい
CDのパターン形成に向けられる。Internati
onal Technology Roadmap f
or Semiconductors(ITRS 20
00)で述べられているように、この産業上の傾向は、
今後5〜10年間は続き、加速する可能性もある。
よび堅固さを維持しながら分解能を改善することを狙い
とするリソグラフィ方法は、分解能向上技法(RET)
として分類され、非常に広い範囲の適用例を含む。例と
しては、光源修正(例えば軸外し照明)、光干渉現象を
利用する特別なマスク(例えば減衰移相マスク、交互移
相マスク、クロムレス・マスク)の使用、およびマスク
・レイアウト修正(例えば光近接補正)が挙げられる。
1つは、トランジスタの長さをできるだけ短縮できるこ
とである。知られているように、トランジスタ・ゲート
の長さの短縮は、トランジスタの動作速度の増加をもた
らし、それに対応する電力要件の軽減を提供する。さら
に、短縮されたゲート長は、より低い電圧レベルでより
完全にトランジスタがターンオフできる能力を高め、漏
れ電流を低減する。したがって、短縮ゲート幅を有する
トランジスタの正確な複写が強く望まれる。
小に伴う前述の利点を提供するために、現在利用可能な
フォトリソグラフィ機器を利用して得ることができる最
小ゲート長のさらなる縮小を可能にする方法が求められ
ている。
るために、本発明の1つの目的は、現在利用可能なフォ
トリソグラフィ技術を利用して集積回路に含まれるトラ
ンジスタのゲート長を短縮するための方法を提供するこ
とである。すなわち、本発明の目的は、高レベルの分解
能を維持しながら、短縮された長さをもつゲートをプリ
ントするための方法を提供することである。さらに、本
発明の目的は、半導体設計の完全な再スケーリングを必
要とせずに、ゲート長の短縮を可能にすることである。
例示実施形態では、本発明は、基板上にゲート・パター
ンをプリントする方法であって、ゲート・フィーチャの
うちの1つが活性領域のうちの1つに重なるパターン内
の少なくとも1つの領域を識別する段階と、ゲート・フ
ィーチャのうちの1つが活性領域のうちの1つに重なる
位置で、このゲート・フィーチャのうちの1つの幅寸法
を縮小する段階と、パターンからゲート・フィーチャを
抽出する段階と、ゲート・フィーチャを垂直構成要素マ
スクと水平構成要素マスクに分解する段階と、双極照明
を利用して垂直構成要素マスクおよび水平構成要素マス
クを照明するステップとを含む方法に関する。
用することを特に参照するかもしれないが、本発明は他
の多くの可能な用途を有することは明確に理解すべきで
ある。例えば、集積光システム、磁気ドメイン・メモリ
の誘導および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気
ヘッドなどの製造で使用することができる。当業者は理
解するであろうが、そのような他の用途の環境では、こ
の明細書での用語「レチクル」、「ウェハ」または「チ
ップ」の使用は、より一般的な用語「マスク」、「基
板」および「目標部分」でそれぞれ置き換えられるもの
として考えるべきである。
ーム」は、紫外線放射(波長が、365、248、19
3、157または126nmである)およびEUV(極
端紫外線放射、例えば、波長が5〜20nmの範囲にあ
る)を含んだ、全ての種類の電磁放射を包含するように
使用する。
語は、基板の目標部分に作成すべきパターンに対応する
パターン形成された断面を、入射放射ビームに与えるた
めに使用することができるパターン形成手段を称するも
のとして、広く解釈すべきである。また、用語「光弁」
は、この文脈で使用することができる。従来のマスク
(透過型または反射型、バイナリ、移相、ハイブリッド
など)に加えて、他のそのようなパターン形成手段の例
は、次のものを含む。 a)プログラム可能ミラー・アレイ。そのようなデバイ
スの一例は、粘弾性制御層および反射表面を有するマト
リック・アドレス指定可能表面である。そのような装置
の基本原理は、(例えば)反射表面のアドレス指定され
た領域は入射光を回折光として反射するが、アドレス指
定されていない領域は入射光を非回折光として反射す
る。適切なフィルタを使用して、前記の非回折光を、反
射ビームからフィルタ除去して、後に回折光だけを残す
ことができる。このようにして、マトリックス・アドレ
ス指定可能表面のアドレス指定パターンに従って、ビー
ムはパターン形成される。必要なマトリックス・アドレ
ス指定は、適当な電子的な手段を使用して行うことがで
きる。そのようなミラー・アレイについて、例えば、米
国特許第5,296,891号および米国特許第5,5
23,193号からより多くの情報を収集することがで
きる。これらの特許は、参照により本明細書に援用す
る。 b)プログラム可能LCDアレイ。そのような構造の一
例は、米国特許第5,229,872号に与えられてい
る。この特許は、参照により本明細書に援用する。
点を提供する。例えば、本発明は、現在利用可能なフォ
トリソグラフィ技術を利用してトランジスタのゲート長
を短縮するための単純な方法を提供する。上述したよう
に、短縮したゲート長は、有利には、トランジスタ動作
速度の向上、トランジスタ電力要件の軽減、および漏れ
電流の低減をもたらす。重要なことに、本発明の技法
は、半導体設計の完全な再スケーリングを伴わずにトラ
ンジスタ・ゲート長の短縮を可能にする。
形態の以下の詳細な説明から当業者に明らかになろう。
点は、以下の詳細な説明および添付図面を参照すればよ
り良く理解できよう。
に、本発明の好ましい実施形態は、基板上にプリントさ
れる半導体デバイスに含まれるトランジスタのゲート長
を短縮するために、ゲート短縮技法と組み合わせた軸外
し照明(OAI)技法である双極照明を利用する。図1
に、軸外し照明の概念を例示する。図示するように、1
次のパターン空間周波数のうちの少なくとも1つを捕捉
することによって高い合焦寛容度およびイメージ・コン
トラストが達成される。典型的な軸外し照明システム
は、一部に、光源11と、マスク12と、レンズ13
と、フォトレジストで覆われたウェハ14とを含む。
知られているように、光源は、理論上無限のコントラス
トを有する2ビーム・イメージングの状態を生み出すよ
うに、2つの極に限定される。図2に記載した例を参照
すると、双極照明システムは、一部に、双極アパーチャ
16(または適切な回折光学要素など他の双極生成手
段)と、集光レンズ17と、マスク18と、投影レンズ
19と、ウェハ20とを含む。双極アパーチャ16は、
様々な形状および向き、例えば水平、垂直、または任意
の所与の角度であってよい。様々なサイズおよび形状の
例示双極アパーチャ16が図3の(a)〜(h)に示さ
れている。双極照明の概念の詳細な説明は、2000年
9月28日に出願の米国特許出願09/671802号
に記載されており、その出願を参照により本明細書に援
用する。
イメージ形成を例示する。図4に示す例は、100nm
垂直線42のプリントに対応する。既知のように、典型
的には、双極照明を利用するとき、少なくとも2つの露
光が存在する。第1の露光では、X双極アパーチャ44
が、100nm線42の垂直部分に関する最大空間イメ
ージ強度(すなわち最大変調)を提供する。得られるイ
メージ・プロフィルは、図4の線43によって示されて
いる。Y双極アパーチャ41を利用する第2の露光で
は、100nm線42の水平部分に関して最大の空間イ
メージ強度が生成される。しかし、Y双極アパーチャを
使用する第2の露光中、第1の露光中に形成された垂直
フィーチャが第2の露光中に劣化しないように100n
m線の垂直部分を遮蔽する必要があることに留意された
い。図4は、水平方向でそれぞれが20nmの幅である
シールド45を用いた100nm線42の遮蔽を例示す
る。その結果、Y双極アパーチャを使用して水平線を露
光するとき、垂直フィーチャ42のイメージング(すな
わち変調)は実質的に存在しない。空間イメージは、2
0nm遮蔽に対応する図4の線46によって示されるD
C変調である。図4の線47によって表される最終的な
空間イメージ強度は、X双極アパーチャを使用する第1
の露光とY双極アパーチャを使用する第2の遮蔽との和
に対応する。
であると仮定したとき、100nm垂直線42に関する
20nmシールド45から40nmシールド48への遮
蔽の幅の増大が、得られるイメージの最小強度レベルを
より低いレベルにシフトさせることに留意されたい。こ
れは、フィーチャの垂直部分に関連する空間イメージを
表す図5の線51によって表されている。図示するよう
に、空間イメージ51は、単なるDC変調である。しか
し、20nmシールドに関連付けられたDC変調46よ
りも低い。その結果、40nm遮蔽を利用して形成され
た合成イメージ53は、20nm遮蔽を利用して形成さ
れた合成イメージ47よりも良いイメージング結果を提
供する。
典型的には、はじめにY双極アパーチャが照明されて水
平フィーチャをプリントし、その後、X双極アパーチャ
を照明して垂直フィーチャをプリントすることに留意さ
れたい。Y双極アパーチャとX双極アパーチャは、露光
エネルギーが両方の露光に関して同一であるときにのみ
交換可能である。
明技法を利用するとき、イメージされる所望のパターン
を、独立した水平幾何形状と垂直幾何形状に分離しなけ
ればならない。しかし、スタティック・ランダム・アク
セス・メモリ(SRAM)など多数の半導体設計におい
て、しばしば45度の幾何形状(すなわち線)が存在す
る。短いとみなされるそのような45度幾何形状(例え
ば、多角形の短い辺から多角形の向かいあう短い辺まで
測定される直線距離が限界寸法の5倍未満である)は、
対応する垂直または水平幾何形状での垂直フィーチャま
たは水平フィーチャと考えることができる。短いと考え
ることができない(すなわち前述の短いものの定義を超
える)45度の幾何形状は、許容できる制限範囲内でそ
のような幾何形状をウェハ上に容易に複写することがで
きないので、設計から除外すべきである。
およびその後の双極照明を、その後のゲート短縮技法と
組み合わせて利用して、短縮されたゲート長を有する半
導体設計を達成する。図6に、本発明の方法の例示実施
形態を示すフローチャートを記載する。図6を参照する
と、第1のステップ(段階)60は、ウェハまたは基板
上にプリントされる所望のパターンに関連するデータを
得ることに関係している。プリントされる例示パターン
は図7に示されている。図示するように、パターンは、
活性領域81およびゲート領域82を含む。プロセスで
の次のステップ(ステップ61)は、活性領域81に重
なるゲート領域82の部分を識別することに関連する。
そのような領域は、図7で参照番号83によって示され
ている。
2)で、活性領域81に重なる垂直ゲート領域84の部
分が、位置ずれ公差に対する補正(または補償)を提供
するように、重なり公差(例えば25nm)だけ垂直方
向に伸ばされる。同様に、活性領域81に重なる水平ゲ
ート領域85の部分は、同じ重なり公差だけ水平方向に
伸ばされる。重なりの量は、基板に像形成するために利
用される装置の仕様および設計規則要件に応じて変化す
るが、典型的には、重なりは、限界寸法の30%の範囲
内である。
なる各垂直ゲート領域84と、活性領域81に重なる各
水平ゲート領域85のサイズが、典型的には10%程度
またはそれ以上縮小(すなわち短縮)され、ゲート・パ
ターンの垂直幾何形状と水平幾何形状が互いに分離され
る。前述したプロセスは図8から図11に示されてい
る。まず、図8は、本発明に関連して実施されるゲート
短縮を例示する。図8に示すように、垂直ゲート領域8
4はそれぞれ、前述した量だけ幅(すなわち水平軸に沿
って縁部から縁部に測定される長さ)を縮小され、水平
ゲート領域85もそれぞれ、同じ量だけ幅(すなわち垂
直軸に沿って縁部から縁部に測定される長さ)を縮小さ
れる。この例では、ゲート領域84および85の元の幅
が100nmであった。これらの領域は70nmの幅ま
で短縮されている。次に、図9に示すように、「短縮」
ゲート・パターンが、全体パターン(すなわち活性領
域)から抽出される。ゲート・パターンの垂直幾何形状
と水平幾何形状の両方が抽出されることに留意された
い。その後、ゲート・パターンが、双極照明に関して上
述したのと同様に、図10に示す垂直幾何形状91と図
11に示す水平幾何形状92に分離される。
関して1つと、垂直フィーチャに関して1つの2つのテ
スト・パターンが生成され、その後、様々なピッチおよ
び線:空間比に関して特定のイメージング・システムの
性能を求めるために利用される。次いで、これらのテス
ト・パターンが、シミュレーションまたは実験によって
テストされて、テスト・パターンで与えられる様々なピ
ッチ条件に関して得られる性能を求める。次いで、その
性能結果を利用して、イメージング性能を改善するため
に光近接補正フィーチャが必要であるかどうか判定す
る。ステップ64がプロセスにおける任意のステップで
あることに留意されたい。
の次のステップ(ステップ65および66)が、垂直フ
ィーチャ91および水平フィーチャ92に遮蔽を適用す
ることを必要とする。より具体的には、図12は、所望
のゲート・パターンに含まれる垂直ゲート領域91をプ
リントするためのマスク(すなわち垂直マスク)を例示
する。図12に示すように、遮蔽94が、垂直マスクに
含まれる水平フィーチャ92に追加され、それにより水
平フィーチャが露光されるのを防止する。典型的には、
シールドの寸法(すなわち幅)は、マスク・パターンが
許容する寸法(例えば、シールドが隣接フィーチャに干
渉しないような寸法)と同じであることに留意された
い。同様に、図13は、パターンに含まれる水平ゲート
領域92をプリントするためのマスク(すなわち水平マ
スク)を例示する。図13に示すように、遮蔽96が、
水平マスクに含まれる垂直フィーチャ91に追加され、
それにより垂直フィーチャが露光されるのを防止する。
遮蔽は、双極照明に関して上述したのと同様に適用され
る。さらに、図12に示す垂直マスクと図13に示す水
平マスクの両方が、ライン・エンド補正やスキャッタ・
バーなど光近接フィーチャ97を含んでいることに留意
されたい。そのようなOPC技法は任意選択であり、し
かししばしば利用される。
マスクと水平マスクの両方に適用された後、ステップ6
7で、垂直マスクと水平マスクの両方が、ブール「O
R」演算を利用するクリーンアップ操作を施されて、所
望のフィーチャまたはOPCフィーチャに対応しない無
関係のイメージを除去する。
テップ68であり、ステップ64と同様に、このステッ
プも任意選択ステップである。ステップ68によれば、
全体のイメージング性能を改善するために光近接補正技
法を行うとき、垂直マスクと水平マスクの両方に関連し
てOPC技法を適用することを考慮する必要がある。こ
れは、本発明の方法が2照明プロセスであることによ
る。すなわち、OPC技法は、垂直マスクと水平マスク
の両方による照明から得られる合成レジスト・パターン
に関連して考慮しなければならない。
して「短縮」ゲート・フィーチャをプリントするための
垂直マスクおよび水平マスクが完成し、それを利用し
て、ウェハ上に「短縮」ゲート・パターンをプリントす
ることができる。上述したように、垂直マスクと水平マ
スクが2つの個別の照明で利用される。
ョンで前述のプロセスを利用して得られるシミュレーシ
ョン結果を例示する。より具体的には、図14は、本発
明のプロセスを利用して、図5に例示されるパターンの
トップダウン・レジスト・イメージ(すなわち70nm
まで短縮されたゲートを有する100nmSRAM)の
結果を示す。図14に示すように、1つには、利用する
プロセス機器に基づいて決定される適切な垂直および水
平極照明設定を利用することによって、ゲート領域は、
明確なパターン画定と共にレジストに転写される。さら
に、ラインエンド短縮誤差も完全に補正されることに留
意されたい。図15は、図12および13に例示する垂
直マスクおよび水平マスク上に重畳された図14のシミ
ュレーション結果を例示する。図示するように、シミュ
レーション結果は、所望のパターンに正確に対応する。
図16は、本発明の方法を利用して得られる前述の例の
ゲート・パターンの3次元レジスト・プロフィルを示
す。
デバイスの設計に適用しているが、そのように制限され
てはいないことに留意されたい。前述の設計方法は、他
の論理設計またはIC設計の形態で利用することもでき
る。
ィーチャと水平ゲート・フィーチャの分解前にゲートを
短縮するプロセスを実施するが、ゲート短縮ステップを
実施する前に垂直ゲートと水平ゲートの分解を行うこと
もできる。したがって、ゲート短縮ステップは、垂直構
成要素と水平構成要素の分解の前または後に実施するこ
とができる。
と共に使用するのに適したリソグラフィ投影装置を概略
的に示す。この装置は、放射の投影ビームPBを供給す
るための、この特定の場合には放射源LAも備える、放
射システムEx、ILと、マスクMA(例えば、レチク
ル)を保持するためのマスク・ホルダを備え、かつ要素
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(例えば、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、
かつ要素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、マスクMAの照射部分の像
を、基板Wの目標部分C(例えば、1つまたは複数のチ
ップで構成される)に形成するための投影システム
(「レンズ」)PL(例えば、屈折、反射、または反射
屈折光学システム)とを備える。
なわち、透過マスクを有する)である。しかし、一般
に、本装置は、例えば、反射型(反射マスクを有する)
であることもある。もしくは、本装置は、マスクの使用
に対する代替として他の種類のパターン形成手段を使用
することもでき、その例として、プログラム可能ミラー
・アレイやLCDマトリックスが挙げられる。
マ・レーザ、またはプラズマ放電源)は、放射のビーム
を生成する。このビームは、直接か、または、例えばビ
ーム拡大器Exなどのコンディショニング手段を通り抜
けた後かいずれかで、照明システム(照明装置)ILに
送られる。照明装置ILは、ビーム内の強度分布の外側
半径範囲および/または内側半径範囲(通常、それぞ
れ、σ−outer、σ−innerと呼ばれる)を設
定するための調整手段AMを備えることができる。さら
に、照明装置は、一般に、積分器IN、集光器COなど
の様々な他の部品を備える。このようにして、マスクM
Aに当っているビームPBは、その断面内に所望の一様
強度分布を持つ。
放射源LAは、リソグラフィ投影装置のハウジング内に
あることがあるが(例えば、放射源LAが水銀ランプの
場合、そうであることが多い)、また、放射源LAがリ
ソグラフィ投影装置から遠く離れており、それの生成す
る放射ビームが装置の中に導かれることがある(例え
ば、適当な方向付けミラーを使用して)。この後者のシ
ナリオ(筋書き)は、放射源LAが(例えばKrF、A
rF、またはF2レージングに基く)エキシマ・レーザ
である場合に多い。本発明および特許請求の範囲は、こ
れらのシナリオの両方を含む。
MTに保持されているマスクMAと交差する。マスクM
Aを通り抜けたビームPBは、レンズPLを通り抜け
る。このレンズPLは、基板Wの目標部分CにビームP
Bを収束させる。第2の位置決め手段(および干渉測定
手段IF)を使って、基板テーブルWTは、例えば、ビ
ームPBの経路内に異なった目標部分Cを位置決めする
ように、正確に移動させることができる。同様に、第1
の位置決め手段を使用して、例えば、マスク・ライブラ
リからマスクMAを機械的に取り出した後で、または走
査中に、ビームPBの経路に対してマスクMAを正確に
位置決めすることができる。一般に、物体テーブルM
T、WTの移動は、長行程モジュール(粗い位置決め)
と短行程モジュール(精密位置決め)を使って行われ
る。これらのモジュールは、図17に明示的に示さな
い。しかし、ウェハ・ステッパ(走査ステップ式装置に
対して)の場合は、マスク・テーブルMTは、短行程用
アクチュエータに接続されるだけでよく、または、固定
されることもある。
することができる。ステップ・モードでは、マスク・テ
ーブルMTは基本的に静止したままであり、全マスク像
が一括して(すなわち、単一「フラッシュ」で)目標部
分Cに投影される。次に、異なる目標部分CがビームP
Bで照射されるように、基板テーブルWTがxおよび/
またはy方向に移動される。走査モードでは、基本的に
同じシナリオが当てはまるが、ただ、特定の目標部分C
が単一「フラッシュ」で露出されないことが異なる。代
わりに、マスク・テーブルMTが、特定の方向(いわゆ
る「走査方向」、例えば、y方向)に速度vで移動可能
であり、その結果、投影ビームPBはマスク像全体を走
査することができるようになる。これと並行して、基板
テーブルWTが、速度V=mvで、同じ方向または反対
方向に同時に移動する。ここで、MはレンズPLの拡大
率である(一般に、M=1/4または1/5)。このよ
うにして、分解能で妥協する必要なく、比較的大きな目
標部分Cを露出させることができる。
術に勝る重要な利点を提供する。例えば、本発明は、現
在利用可能なフォトリソグラフィ技術を利用してトラン
ジスタのゲート長を短縮するための単純な方法を提供す
る。上述したように、短縮されたゲート長は、有利に
は、トランジスタ動作速度の向上、トランジスタ電力要
件の軽減、および漏れ電流の低減をもたらす。重要なこ
とに、本発明の技法は、半導体設計の完全な再スケーリ
ングを伴わずにトランジスタ・ゲート長の短縮を可能に
する。
してきたが、本発明を、その精神または本質的な特徴を
逸脱することなく他の形で実施することができることに
留意されたい。したがって、本実施形態は、全ての点で
例示とみなされ、限定を加えるものではなく、本発明の
範囲は、頭記の特許請求の範囲によって示され、特許請
求の範囲と等価な意味および範囲の全ての変更が、本発
明に包含されるものと意図されている。
ある。
強度を示す図である。
きの、図4に示す照明によって得られるイメージ強度の
変化を示す図である。
る。
ターゲット設計パターンを例示する図である。
小された本発明の「ゲート短縮」ステップを例示する図
である。所与の例では、ゲート・パターンのこれらの重
なり部分は70nmまで低減される。
ゲート・パターンを示す図である。
ーンから抽出される垂直構成要素パターンを例示する図
である。
ーンから抽出される水平構成要素パターンを例示する図
である。
成要素マスクを例示する図である。
成要素マスクを例示する図である。
て基板を照明することによって得られるシミュレーショ
ン結果を示す図である。
び水平マスク上に重畳された図14のシミュレーション
結果を示す図である。図示するように、シミュレーショ
ン結果は、所望のパターンに正確に対応する。
ゲート・パターンの3次元レジスト・プロフィルを示す
図である。
するのに適したリソグラフィ投影装置を概略的に示す図
である。
Claims (23)
- 【請求項1】 ゲート・フィーチャと活性領域の両方を
含むパターンを基板上にプリントする方法であって、 前記ゲート・フィーチャのうちの1つが前記活性領域の
うちの1つに重なる前記パターン内の少なくとも1つの
領域を識別する段階と、 前記ゲート・フィーチャのうちの1つが前記活性領域の
うちの1つに重なる位置で、該ゲート・フィーチャのう
ちの1つの幅寸法を縮小する段階と、 前記パターンから前記ゲート・フィーチャを抽出する段
階と、 前記ゲート・フィーチャを垂直構成要素マスクと水平構
成要素マスクに分解する段階と、 双極照明を利用して前記垂直構成要素マスクおよび前記
水平構成要素マスクを照明する段階とを含む方法。 - 【請求項2】 活性領域に重なる部分を有する前記ゲー
ト・フィーチャがそれぞれ、そのゲート・フィーチャが
活性領域に重なる位置で幅寸法を縮小される請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】 さらに、前記垂直構成要素マスクに遮蔽
構成要素を追加する段階を含み、前記遮蔽構成要素が、
前記垂直構成要素マスクが照明されるときに前記ゲート
・フィーチャに含まれる水平構成要素の照明を妨げる請
求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 さらに、前記水平構成要素マスクに遮蔽
構成要素を追加する段階を含み、前記遮蔽構成要素が、
前記水平構成要素マスクが照明されるときに前記ゲート
・フィーチャに含まれる垂直構成要素の照明を妨げる請
求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 さらに、前記垂直構成要素マスクおよび
前記水平構成要素マスクに光近接補正フィーチャを追加
する段階を含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 前記垂直構成要素マスクが、前記基板上
にプリントされる垂直ゲート構成要素を備え、前記水平
構成要素マスクが、前記ウェハ上にプリントされる水平
ゲート構成要素を備える請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 活性領域に重なる各垂直ゲート構成要素
に関して、垂直方向での垂直ゲート構成要素の重なりの
量を増加させるように前記垂直構成要素マスクを調節
し、活性領域に重なる各水平ゲート構成要素に関して、
水平方向での水平ゲート構成要素の重なりの量を増加さ
せるように前記水平構成要素マスクを調節する請求項6
に記載の方法。 - 【請求項8】 複数回露光リソグラフィ・イメージング
・プロセスで使用するための相補マスクを生成する方法
であって、 基板上にプリントされるパターンを画定する段階であっ
て、前記パターンがゲート・フィーチャと活性領域の両
方を含む段階と、 前記ゲート・フィーチャのうちの1つが前記活性領域の
うちの1つと重なる前記パターン内の少なくとも1つの
領域を識別する段階と、 前記ゲート・フィーチャのうちの1つが前記活性領域の
うちの1つに重なる位置で、該ゲート・フィーチャのう
ちの1つの幅寸法を縮小する段階と、 前記パターンから前記ゲート・フィーチャを抽出する段
階と、 前記ゲート・フィーチャを垂直構成要素マスクと水平構
成要素マスクに分解する段階とを含む方法。 - 【請求項9】 活性領域に重なる部分を有する前記ゲー
ト・フィーチャがそれぞれ、そのゲート・フィーチャが
活性領域に重なる位置で幅寸法を縮小される請求項8に
記載の方法。 - 【請求項10】 さらに、前記垂直構成要素マスクに第
1の組の遮蔽構成要素を追加する段階であって、前記第
1の組の遮蔽構成要素が、前記垂直構成要素マスクが照
明されるときに前記ゲート・フィーチャに含まれる水平
構成要素の照明を防止する段階と、前記水平構成要素マ
スクに第2の組の遮蔽構成要素を追加する段階であっ
て、前記第2の組の遮蔽構成要素が、前記水平構成要素
マスクが照明されるときに前記ゲート・フィーチャに含
まれる垂直構成要素の照明を防止する段階とを含む請求
項8に記載の方法。 - 【請求項11】 さらに、前記垂直構成要素マスクおよ
び前記水平構成要素マスクに光近接補正フィーチャを追
加する段階を含む請求項8に記載の方法。 - 【請求項12】 複数回露光リソグラフィ・イメージン
グ・プロセスで使用するための相補マスク・パターンを
生成するための装置であって、 基板上にプリントされるパターンを画定するための手段
であって、前記パターンがゲート・フィーチャと活性領
域の両方を含む手段と、 前記ゲート・フィーチャのうちの1つが前記活性領域の
うちの1つに重なる前記パターン内の少なくとも1つの
領域を識別するための手段と、 前記ゲート・フィーチャのうちの1つが前記活性領域の
うちの1つに重なる位置で、該ゲート・フィーチャのう
ちの1つの幅寸法を縮小するための手段と、 前記パターンから前記ゲート・フィーチャを抽出するた
めの手段と、 前記ゲート・フィーチャを垂直構成要素マスクと水平構
成要素マスクに分解するための手段とを備える装置。 - 【請求項13】 活性領域に重なる部分を有する前記ゲ
ート・フィーチャがそれぞれ、そのゲート・フィーチャ
が活性領域に重なる位置で幅寸法を縮小される請求項1
2に記載の装置。 - 【請求項14】 さらに、前記垂直構成要素マスクに追
加するための第1の組の遮蔽構成要素手段を備え、前記
第1の組の遮蔽構成要素が、前記垂直構成要素マスクが
照明されるときに前記ゲート・フィーチャに含まれる水
平構成要素の照明を防止し、さらに前記水平構成要素マ
スクに第2の組の遮蔽構成要素を追加する段階を含み、
前記第2の組の遮蔽構成要素が、前記水平構成要素マス
クが照明されるときに前記ゲート・フィーチャに含まれ
る垂直構成要素の照明を防止する請求項12に記載の装
置。 - 【請求項15】 さらに、前記垂直構成要素マスクおよ
び前記水平構成要素マスクに光近接補正フィーチャを追
加する段階を含む請求項12に記載の装置。 - 【請求項16】 コンピュータによって可読な記録媒体
と、複数回露光リソグラフィ・イメージング・プロセス
で使用するための相補マスクに対応するファイルを生成
するようにコンピュータに命令するための記録媒体に記
録された手段とを備えるコンピュータを制御するための
コンピュータ・プログラム製品であって、前記ファイル
の生成が、 基板上にプリントされるパターンを画定する段階であっ
て、前記パターンがゲート・フィーチャと活性領域の両
方を含む段階と、 前記ゲート・フィーチャのうちの1つが前記活性領域の
うちの1つに重なる前記パターン内の少なくとも1つの
領域を識別する段階と、 前記ゲート・フィーチャのうちの1つが前記活性領域の
うちの1つに重なる位置で、該ゲート・フィーチャのう
ちの1つの幅寸法を縮小する段階と、 前記パターンから前記ゲート・フィーチャを抽出する段
階と、 前記ゲート・フィーチャを垂直構成要素マスクおよび水
平構成要素マスクに分解する段階とを含むコンピュータ
・プログラム製品。 - 【請求項17】 活性領域に重なる部分を有する前記ゲ
ート・フィーチャがそれぞれ、そのゲート・フィーチャ
が活性領域に重なる位置で幅寸法を縮小される請求項1
6に記載のコンピュータ・プログラム製品。 - 【請求項18】 前記ファイルの生成がさらに、前記垂
直構成要素マスクに遮蔽構成要素を追加する段階を含
み、前記遮蔽構成要素が、前記垂直構成要素マスクが照
明されるときに前記ゲート・フィーチャに含まれる水平
構成要素の照明を防止する請求項16に記載のコンピュ
ータ・プログラム製品。 - 【請求項19】 前記ファイルの生成がさらに、前記水
平構成要素マスクに遮蔽構成要素を追加する段階を含
み、前記遮蔽構成要素が、前記水平構成要素マスクが照
明されるときに前記ゲート・フィーチャに含まれる垂直
構成要素の照明を防止する請求項16に記載のコンピュ
ータ・プログラム製品。 - 【請求項20】 前記ファイルの生成がさらに、前記垂
直構成要素マスクおよび前記水平構成要素マスクに光近
接補正フィーチャを追加する段階を含む請求項16に記
載のコンピュータ・プログラム製品。 - 【請求項21】 前記垂直構成要素マスクが、前記基板
上にプリントされる垂直ゲート構成要素を備え、前記水
平構成要素マスクが、前記ウェハ上にプリントされる水
平ゲート構成要素を備える請求項16に記載のコンピュ
ータ・プログラム製品。 - 【請求項22】 活性領域に重なる各垂直ゲート構成要
素に関して、垂直方向で垂直ゲート構成要素の重なりの
量を増加するように前記垂直構成要素マスクを調節し、
活性領域に重なる水平ゲート構成要素に関して、水平方
向で水平ゲート構成要素の重なりの量を増加するように
前記水平構成要素マスクを調節する請求項21に記載の
コンピュータ・プログラム製品。 - 【請求項23】 (a)感放射線材料の層で少なくとも
部分的に覆われている基板を提供する段階と、 (b)放射システムを使用して放射の投影ビームを提供
する段階と、 (c)パターン形成手段を使用して前記投影ビームの断
面にパターンを与える段階と、 (d)前記パターン形成された放射のビームを感放射線
材料の前記層の目標部分に投影する段階とを含み、 段階(c)および(d)が、第1のパターンを用いて第
1の時間に、次いで第2のパターンを用いて第2の時間
に行われ、前記第1および第2のパターンが、請求項8
に記載の方法を使用して生成されるデバイス製造方法。
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