JP2003534652A - リソグラフィープロセスの間に線幅を選択的に最適化するための方法およびシステム - Google Patents
リソグラフィープロセスの間に線幅を選択的に最適化するための方法およびシステムInfo
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Abstract
Description
は、リソグラフィープロセスの間に用いられる基板の表面上のパターンの選択的
線幅を最適化する方法に関する。
である。このような基板は、パネルディスプレイ、回路基板、種々の集積回路な
どの製造で用いられる基板を含み得る。このような用途に頻繁に用いられる基板
は、半導体ウェハである。本記載が例示を目的として半導体ウェハの観点から記
載される一方、本記載はまた当業者に公知の他のタイプの基板にも適用されるこ
とを当業者は理解する。リソグラフィーの間、ウェハステージ上に配置されたウ
ェハは、リソグラフィー装置内に設けられる露光光学部品によって、ウェハの表
面に投射されたイメージに露光される。露光光学部品がフォトリソグラフィーに
おいて用いられるが、異なるタイプの露光装置が、特定の用途に応じて用いられ
てもよい。当業者に周知であるように、例えば、X線、イオン、電子またはフォ
トンリソグラフィーはそれぞれ、異なる露光装置を必要とし得る。フォトリソグ
ラフィーの特定の例は、例示のみを目的として本明細書において記載される。
ォトレジスト)の変化を生成する。これらの変化は、露光の間にウェハに投射さ
れた形状に対応する。露光に引き続いて、層はエッチングされ、パターン化され
た層を生成し得る。パターンは、露光の間にウェハに投射された形状に対応する
。このパターン化された層は次いで、ウェハ内の基底構造層(例えば、導電層、
半導体層または絶縁層)の露光された部分を排除するか、またはさらに処理する
ために用いられる。このプロセスは次いで、所望の形状がウェハの表面または種
々の層において形成されるまで、他の工程と共に繰り返される。
ology)は、狭いイメージングスロットを有する投射光学システムと共に機
能する。1度にウェハ全体を露光するのではなく、個々のフィールドが1度に1
つずつウェハ上でスキャンされる。これはウェハおよびレチクルを同時に移動さ
せることによってなされ、これにより、イメージングスロットがスキャンの間フ
ィールドにわたって移動される。ウェハステージは次いで、フィールド露光とフ
ィールド露光との間で非同期的にステップされる必要があり、これにより、レチ
クルパターンの複数のコピーをウェハ表面に露光することが可能となる。このよ
うに、ウェハに投射されたイメージの質が最大化される。ステップ・アンド・ス
キャン技術を用いることは概して、全体的なイメージの質を改良することを支援
し、イメージの歪みは概して、用いられる投射光学システム、照射システムおよ
び特定のレチクル内の不完全性に起因して、そのようなシステム内で起こる。
,563,684号)によって提案されている。Stagamanは、イメージ
の鮮鋭度を改良する従来のアプローチは、用いられるレンズの焦点面に表面を適
合させるために、ウェハ表面を平坦化する変形チャックを用いることであると述
べている。しかし、Stagamanはさらに、レンズと関連する実際のイメー
ジパターンがレンズの理論的に平坦な焦点面とは異なり得るため、ウェハの表面
を平坦化することが特定のレンズのパターンの鮮鋭度を必ずしも改良しないこと
を述べている。それゆえ、Stagamanは、レンズの実際の焦点パターンを
決定するアプローチを提案している。フレキシブルチャックは次いで、レンズの
実際の焦点パターンにウェハの表面を適合させるために用いられ、これにより、
平均的なイメージの鮮鋭度が改良される。このアプローチがいくつかの処理環境
において満足のいくものであると証明され得る一方、本発明者らは、平均的なイ
メージの鮮鋭度を補正することが、多くの処理環境においてはベストのアプロー
チではないことを発見した。必要なデバイスの公差は特定の要因に関するが、必
ずしも平均的なイメージの鮮鋭度に関与しないため、むしろ、特定のタイプの歪
みを補正する方法が必要である。
って特徴付けされ得る。プリントされたパターン内の任意の所定の線または形状
の線幅制御パラメータは、用いられるリソグラフィー装置の光学的性能、レチク
ルの特徴、焦点設定、光線量変動(light dose fluctuati
ons)などの結果、変動する。本発明は、焦点オフセット係数を用いて、上述
のようなスロット内の点における焦点を変化させ、変動に寄与する要因によって
導入される線幅制御パラメータの変動を補償する。焦点オフセット係数の組(単
数または複数)は、補正が所望される線幅制御パラメータの数に依存して、特定
のリソグラフィー装置用に生成される。
るために用いられ得るため、開示される本発明は、線以外の形状を最適化するた
めに用いられ得る。さらに、本発明が焦点オフセット係数の使用を介して線幅制
御パラメータを最適化する観点から記載されるが、焦点オフセットの使用を介し
て補償され得るシステムに関する問題であればいかなるタイプのものでも、本発
明の範囲内である。例えば、レチカル(retical)複屈折、線量制御およ
び照明特性、ならびに振動は、焦点オフセット係数の使用を介して補償すること
が可能なシステムに関する問題のすべてであり、それゆえに、本発明の方法およ
びシステムの使用を介してこれらを補償することは本開示の範囲内である。
を最適化する方法であり、これは、最適化のための線幅制御パラメータを選択す
る工程と、選択された線幅制御パラメータを最適化するためにリソグラフィーシ
ステム内でスキャンされているスロット内に複数の焦点を設定する工程とを包含
する。選択された線幅制御パラメータは、水平・垂直バイアス(「H−Vバイア
ス」)、グループ対孤立バイアス(group―to―isolated bi
as)(「G−Iバイアス」)および臨界精度スルーフォーカス(critic
al―dimension through―focus)(「CDスルーフォ
ーカス」)を含み得る。1つより多くのこのような線幅制御パラメータが最適化
のために選択され得る。 基板にわたって複数の焦点を設定するために、フレキシブルチャックが撓み、
スロット内の複数の点における焦点を変更する。これにより、選択された線幅制
御パラメータ(単数または複数)が最適化される。特定の焦点設定は、リソグラ
フィー装置、レチクルまたはレチクルを備えたリソグラフィー装置を較正するこ
とによって生成される。このような較正は、スロット内の特定の形状タイプ用の
線幅スルーフォーカスを決定するための、フィールドスルーフォーカスのプリン
トおよび空中イメージモニタの使用を含み得る。別個の較正が、異なる形状タイ
プ(例えば、コンタクトおよび信号線)に実行され得るか、または1つの較正が
実行され得る。
スロット位置における焦点を動的に調整することも開示されている。焦点オフセ
ット係数マトリックスが生成され、これは、スロット内の点またはスキャン方向
に沿った複数のスロットの位置において、複数の焦点オフセット係数を含み得る
。
法がさらに開示される。開示される方法は、リソグラフィー装置、レチクルまた
はレチクルを備えるリソグラフィー装置を較正する工程を含む。このような較正
は、データを生成し、このデータから焦点オフセット係数の組が生成され得る。
これらの焦点オフセット係数には、スロット内の点に対応する焦点オフセット係
数、そして、スキャン方向に沿った複数のスロットの点に対する焦点オフセット
係数がさらにある。較正の間、線幅は電子プローブまたは空中イメージモニタに
よって、光学的に測定される。十分に正確なモデルのモデルデータはまた、焦点
オフセット係数を生成するためにも用いられ得る。
ことによって、または補償デバイスまたは素子を用いることによって、決定され
得、データから直接焦点オフセット係数の組を決定する。
示される。このようなシステムは、投射システム、フレキシブルチャック、およ
び投射システムおよびフレキシブルチャックに結合された焦点オフセットコント
ローラを含み得る。焦点オフセットコントローラは、リソグラフィープロセスの
間にスキャンされているスロット内に複数の焦点を設定するように構成され、こ
れにより、線幅制御パラメータが最適化される。このようなシステムはまた、ウ
ェハステージを含み得、ここでウェハステージは、その上にフレキシブルチャッ
クが配置され、スキャン方向に沿って異なるスロットの位置の1つのスロット点
に複数の焦点を設定するように構成され得る。
例示し、そして記載とともに、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明
を生成および使用することを可能とする役割がある。同様の参照符号は、異なる
図面内の同様の要素を示す。
一方、リソグラフィープロセスの間、プリントされたパターンの鮮鋭度に影響を
及ぼし得る特定のパターンの歪みが実際には多く存在する。これらの特定のパタ
ーンの歪みは、種々の線幅制御パラメータを介して表され得る。多くのこれらの
線幅制御パラメータを記載する。しかし、本開示を読めば、当業者に明らかであ
るように、本明細書において開示される特定の技術は、任意の特定の線幅制御パ
ラメータの改良に適用し、それゆえに、本開示は以下に記載する特定の線幅制御
パラメータに限定されない。
えば、コンタクトは、線と同じパターンの歪みを受けやすい。本開示を読めば、
当業者に明らかであるように、他の形状も、これらの歪みを受けやすい。それゆ
え、本開示は、線および線幅の観点から記載されるが、これらの用語は、リソグ
ラフィープロセスの間、パターンの歪みを受けやすい任意の特定のタイプの形状
および精度を含むことを意味する。さらに、本発明が焦点オフセット係数の使用
を介して、線幅制御パラメータを最適化する観点で記載されるが、焦点オフセッ
トの使用を介して補償され得るシステムに関する問題であればいかなるタイプの
ものでも、本発明の範囲内である。例えば、レチカル複屈折、線量制御および照
射特性、ならびに振動は、焦点オフセット係数の使用を介して補償が可能である
システムに関する問題のすべてであり、それゆえに、本発明の方法およびシステ
ムの使用を介してこれらを補償することは本開示の範囲内である。
には同じ幅を有するプリントパターン内の水平線と垂直線との間の線幅の差によ
り特徴づけられる線幅制御パラメータを指す。このタイプのパターン歪みを図1
Aに示す。図1Aは、スロット100、スロット100内の第1の点110の水
平線111および垂直線112、ならびにスロット100内の第2の点120の
水平線121および垂直線122を示す。数本の線の一部分のみを図1Aに示す
。当業者には明らかなように、実際のパターンでは、より多くの線が存在する。
図1Aに見られるとおり、第1のスロット点110では、水平線111が垂直線
112よりも細い。これらの線は理想的には同じ幅を有するため、線111と線
112との間にはH−Vバイアスが存在する。このH−Vバイアスは、水平線1
11と垂直線112の間の線幅の差を示すことにより判定され得る。図1Aが一
定の縮尺で書かれておらず、よって、描かれた実際のH−Vバイアスが例示目的
のためだけであることに留意されたい。第2のH−Vバイアスが、図1の第2の
スロット点120に示されている。第2のスロット点120の水平線121と垂
直線122の間のH−Vバイアスは、第1のスロット点110のH−Vバイアス
と異なる。実際、H−Vバイアスは、スロット内で連続的に異なり得る。よって
、H−Vバイアスの差を2つのスロット点110および120で示しているが、
このような差は、スロット100内のさらに多くの点で起こり得る。さらに、第
1のスロット110と第2のスロット120との間での図1Aに示されるH−V
バイアスの差は、どちらのタイプの線(すなわち、水平線または垂直線)がより
太いかという点での違いを含むが、H−Vバイアスの差はまた、スロット100
内の任意の2つの点の間で、一方のタイプ(すなわち、水平または垂直)の線の
幅をわずかに広くするか、または狭くすることの結果としても起こり得る。
で異なり得る。H−Vバイアスと焦点設定との間の関係も異なり得る。図1Bは
、H−Vバイアス(y軸131に沿って示す)と焦点設定(x軸132に沿って
示す)との間の3つの例示的な関係を示す。図1Bはこれらのプロットを直線と
して示すが、このようなプロットは非線形であってもよく、それにより多項式で
表され得る。第1の例133では、H−Vバイアスは、焦点設定の変化とともに
著しく変化する。図1Bに示すプロットは、例えば、後述する図4に示すような
Bossung曲線から導出され得る。特定の焦点設定143で、H−Vバイア
スは、第1の例133ではゼロに低減され得る。第2の例134では、H−Vバ
イアスは、焦点設定とともに変化するが、第1の例133の場合よりもその度合
いは低い。第1の例133とは異なり、第2の例134のH−Vバイアスを取り
除くことはできず、特定の焦点設定144で最小化され得るだけである。最後に
、第3の例135では、H−Vバイアスは焦点設定とは無関係である。第1の例
133および第2の例134とは異なり、第3の例135のH−Vバイアスを最
小化または取り除く特定の焦点設定は存在しない。よって、前述の議論から分か
るように、H−Vバイアスを最小化する焦点設定は、スキャンされるスロット内
の各点で変わり得る。同様に、H−Vバイアスの焦点設定に対する依存の度合い
も、スロット内の異なる点で変わり得る。この変動は、用いられる特定のレチク
ルと同様に、特定のリソグラフィー装置の特性である。この用いられる特定のレ
チクルによる変化の原因は、レチクルの形状、レチクルのタイプ、またはレチク
ルのいずれかの他の特性の結果であり得、それは線幅の変動を生じさせる。よっ
て、本明細書中において用いられるように、レチクルという用語は、レチクルの
形状、および物理的なレチクル自体の両方を指すことを意味する。
同じ幅を有する同じパターン内のあるグループ内の線と孤立した線との間の線幅
の差により特徴づけられる線幅制御パラメータを指す。図2は、G−Iバイアス
の一例を示す。図2は、2組のグループ線211および221、ならびに2本の
孤立線212および222を含むスロット200を示す。図1と同様に、数本の
線の1部分のみを図2に示す。当業者には明らかなように、実際のパターンでは
、より多くの線が存在する。さらに、グループ線と孤立線と見なされる線との差
は、線ピッチおよび/または線幅の関数であることに留意されたい。線ピッチは
、隣接する線との間の距離である。線ピッチが大きくなると、ある特定の線が、
グループ線ではなく、孤立線の特性を帯びる。ある特定のパターン内のG−Iバ
イアスを決定する目的で、孤立またはグループとして線を識別することは、本開
示により、当業者には明らかである。
211よりも太い。グループ線および孤立線が理想的には同じ幅を有するパター
ンでは、このプリントされた幅の差がG−Iバイアスである。図2のスロット2
00内の第2の点220では、グループ線221が孤立線222よりも太く描か
れている。これがG−Iバイアスの第2の例である。実際には、G−Iバイアス
はスロット内で連続的に異なり得る。よって、G−Iバイアスの差を2つのスロ
ット点210および220に示してるが、このような差は、スロット200内の
さらに多くの点で起こり得る。図2に示される、第1のスロット点210と第2
のスロット点220との間のGIバイアスの差は、どちらのタイプの線(すなわ
ち、水平線または垂直線)がより太いかという点での違いを含むが、G−Iバイ
アスの差はまた、スロット200内の任意の2つの点の間で、一方のタイプ(す
なわち、水平または垂直)の線の幅をわずかに広くするか、または狭くすること
の結果としても起こり得る。よって、前述の議論から分かるように、G−Iバイ
アスを最小化する焦点設定は、スキャンされるスロット内の各点で変わり得る。
同様に、G−Iバイアスの焦点設定に対する依存の度合いも、スロット内で変わ
り得る。H−Vバイアスに関連して上述したように、この変動は、用いられる特
定のレチクルと同様に、特定のリソグラフィー装置の特性である。
ty)(「CD 均一性」)は、パターン内の異なる点での単一の臨界精度の変
動の最小化を指す。換言すれば、同じ臨界精度を有する形状の実際の精度の差が
パターン内で減少すると、CD均一性が増す。CD均一性は、臨界精度スルーフ
ォーカス(critical dimension through−focu
s)(CD through−focus)に結びつけられる。いずれの特定の
焦点設定でも、線がプリントされる実際の焦点が焦点設定と異なる場合、所与の
線のプリント幅が変わる。実際の焦点と焦点設定との差は、意図的であり得るか
、または用いられる特定の機器の意図的でない効果であり得る。プリント幅の変
動を図3Aに示す。図3Aは、スロット内のある特定の点でプリントされた線に
ついてのBossung曲線300を示す。Bossung曲線300は、y軸
310がx軸320に対応する焦点設定に対してプリントされた線の幅を示す、
線のスルーフォーカスプロットである。図3Aに示すように、焦点の第1の範囲
331は、第1の焦点設定330に対応する。この焦点の範囲については、線幅
の変動が第1の線幅範囲332に対応する。一方、焦点の第2の範囲341は、
第2の焦点設定340に対応する。この第2の焦点の範囲については、線幅の変
動は第2の線幅範囲342に対応する。これらの範囲332および342の各々
は、臨界精度の全指標範囲(CD TIR)と呼ばれる。第1の焦点の範囲33
1および第2の焦点の範囲341のサイズが同じであるため、Bossung曲
線300から、第2の焦点設定340のCD TIRが第1の焦点設定330の
CDTIRよりも狭いことが明らかである。
ために用いられ得る。例えば、特定のリソグラフィー装置は、所与の焦点設定に
ついて、公知の焦点範囲、または焦点深度を表わし得る。そして、Bossun
g曲線は、その曲線上のどこで、所与の焦点範囲が最小のCD TIRを生じる
かを決定するために用いられ得る。Bossung曲線上のこの範囲の中心点が
、この公知の焦点範囲に対する最良の焦点である。特定の曲線に依存するため、
最良の焦点設定が公知の焦点範囲のサイズに依存して異なることが考えられる。
例えば、このような状況を図3Bに示す。図3Bは、第2のBossung曲線
350を示す。Bossung曲線350は、2つの範囲361および371の
各々について、最良な焦点、すなわち、所与の焦点範囲に対する最小のCD T
IRを有する焦点を決定するために用いられ得る。図3Bに示すように、第2の
範囲371は、第1の範囲361の約2倍の大きさである。第1の焦点設定36
0では、第1の焦点範囲361に対応するCD TIR362が最小化される。
しかしながら、第1の範囲361が第2の範囲371のサイズである場合、Bo
ssung曲線350から、そのCD TIRが、その曲線での第1の焦点設定
の周囲の領域での急峻な傾斜により、第1の焦点設定360で著しく大きくなる
ことが明らかである。よって、第2の焦点範囲371に対する最良の焦点設定は
、第2の焦点設定370にある。この第2の焦点設定370は、第2の焦点範囲
371が第1の焦点設定360にある場合よりも小さなCD TIR372を生
じる。
察されたが、本発明を理解するためには、パターン歪みの複合的な効果を考慮す
ることが役立つ。図4Aは、スロット内の2つの特定の点に対するBossun
g曲線プロットである。第1の曲線の対410がスロット内の第1の点に対応す
る一方で、第2の曲線の組420は、スロット内の第2の点に対応する。第1の
曲線の組410では、第1の水平パターン線411の線幅が、第1の垂直パター
ン線412の線幅とともに示される。第2の曲線の組420では、第2の水平パ
ターン線421の線幅が第2の垂直パターン線422の線幅とともに示される。
第1の曲線の組410から分かるとおり、H−Vバイアスは、2つの曲線が交差
する焦点設定413で最小化される。焦点設定413では、水平線411の線幅
が垂直線412の線幅に等しい。しかしながら、第1の曲線の組410では、C
D TIRが、H−Vバイアスが最小化される焦点設定とは異なる焦点設定で最
小化される。焦点設定414では、この焦点設定で、線幅が焦点設定の周囲の焦
点範囲で比較的に一定であるため、CDスルーフォーカスTIRが最小化される
。第2の曲線の組420では、しかしながら、H−VバイアスがCDスルーフォ
ーカスと同じ焦点設定で最小化される。これら2組の曲線から分かるように、第
2の曲線の組420のように、異なる線幅制御パラメータがともに最適化される
場合がある一方で、第1の曲線の組410のように、1つの線幅制御パラメータ
の最適化が、別の線幅制御パラメータの誤差をより大きくすることが多々ある。
図4Aからは、たとえ同じ線幅制御パラメータを最適化しようと試みても、スロ
ット内の第1の点の最適な焦点が同じスロット内の第2の点の最適な焦点と異な
り得ることも明らかである。図4Bは、スロット内の焦点設定の数を増加するこ
との利点を示す。
x軸に沿った全焦点深度のプロットである。第1の曲線450は、単一の焦点設
定がスロット全体に対して用いられた場合のCD TIRと焦点深度の関係を示
す。焦点設定が1つだけ用いられるため、CD TIRは、焦点深度の増加とと
もに著しく増加する。これは、スロット内の異なる点でプリントされる形状が異
なって関連付けられるBossung曲線を有するため、CD TIRを最小化
する好適な焦点設定も異なるためである。
を生じ、焦点設定414は、第1のスロット点に最小のCD TIRを生じる。
スロットが単一の焦点設定のみを用いてプリントされる場合、第1の焦点設定お
よび第2の焦点設定の平均が用いられ得る。この2つの焦点設定の平均は、2つ
のスロット点に対して2つの別々の焦点設定を用いる場合よりも、スキャン中の
特定の焦点深度に対して、より大きなCD TIRを生じる。
発明に従って用いられる場合のCD TIRと焦点深度との関係を示す。複数の
焦点深度が用いられるため、特定の焦点深度に対するCD TIRの大きさは、
平均焦点設定が用いられる場合よりも小さい。各スロット点で用いられる特定の
焦点設定が、図4Aから判定され得る。図4Aから、CD TIRを最小化する
ために用いられる特定の焦点設定が、H−Vバイアスを最小化するために用いら
れる焦点設定と異なり得ることも明らかである。よって、製造時に、どの線幅制
御パラメータがある特定の構造に最も重要であるかに関してトレードオフが生じ
得る。
重要度を有し得る。例えば、タイミングが決定的な密集した回路において、G−
Iバイアスは無視してもよいが、H−Vバイアスを最小化することが必要とされ
得る。反対に、多くの平行線が上方デバイス層として配置される構造においては
、H−Vバイアスは重要でないが、非平面形状を考慮に入れるので、CDスルー
フォーカス均一性は重要であり得る。この開示内容によって、当該技術の当業者
にとって明らかであるように、これらの例に加えて、ある特定の線幅制御パラメ
ータの最適化が好ましい、多くの異なる状況がある。このような場合、イメージ
鮮鋭度を平均するための解決法は、特定の所望の線幅制御パラメータの選択的な
最適化のための解決法よりも望ましくない。本発明は、このような選択的な最適
化の解決法を提供する。
リントされたパターン内の所与の線または形状の線幅制御パラメータは、用いら
れるリソグラフィー装置の光学能力、レチクルの特定の特性、焦点設定、光線量
の増減などの結果として変動する。本発明は、焦点オフセット係数を用いて、ス
ロット内で焦点を制御して、このような変動に起因する要因によってもたらされ
る、線幅制御パラメータの変動を補償する。1組または複数の組の焦点オフセッ
ト係数は、補正することが望ましい線幅制御パラメータの数に依存して、特定の
リソグラフィー装置用に生成される。例えば、本発明は、1つのみの線幅制御パ
ラメータ、例えば、G−Iバイアスしか対象でない場合に、1組の焦点オフセッ
ト係数を含み得る。あるいは、複数の線幅制御パラメータ、例えば、G−Iバイ
アス、およびH−Vバイアスが対象である場合、複数の組が生成され得る。この
ような焦点オフセット係数は、特定のリソグラフィー装置、特定のレチクル、ま
たは、特定のレチクルとリソグラフィー装置との組合せに対して生成され得る。
焦点オフセット係数は、生成された後、新たな焦点オフセット係数が生成される
必要があることを装置またはレチクルの較正が示すまで、用いられ得る。
は、リソグラフィー装置に関して説明されるが、このような較正は、特定のレチ
クルに対して、またはレチクルと装置との特定の組合せに対して、行われ得る。
初期較正中、スルーフォーカス「スナップショット」が、所与の装置、レチクル
などについて、取られ得る。フィールドは、同じ露光スルーフォーカスでプリン
トされる。フィールドが、スルーフォーカスでプリントされた後、線幅が決定さ
れ、スロット内の所望の点の各々について、Bossung曲線、H−Vバイア
ス曲線、G−I曲線などがプロットされる。プリントされたフィールドの線幅は
、当該技術の当業者にとって明らかであるように、任意の効率的な方法で、例え
ば、光学的に、電気プローブを用いることによって、または空中イメージモニタ
を用いて、測定され得る。
ットは、26×5ミリメートルの精度であり得る。このようなスロットを用いて
、各々の端部での点、および1ミリメートルごとの点または27個の点がプロッ
トされ得る。この開示内容によって、当該技術の当業者にとって明らかであるよ
うに、選択された点の数は、決定的ではなく、所望の精度および装置能力に依存
して、変動し得る。例えば、さらなる点を選択することによって、より高い精度
を得ることができるが、必要な数の焦点オフセットで、スロットにわたってスキ
ャンを行うことは、より高度な焦点制御を必要とする。これを、以下でより詳細
に説明する。反対に、選択する点をより少なくすることによって、得られる精度
はより低くなるが、必要な焦点制御は、ずっと低い。本発明の発明者らは、26
×5mmのスロットについては、約27個の点が、精度と焦点制御との間の効率
的なトレードオフであることを見出した。図5に、スロット内にいくつかの点5
11〜514を有するスロット510を、点511、513、514のうちの3
つを表すBossung/H−Vバイアス曲線521、523、524を示す。
第1のBossung/H−Vバイアス曲線521は点Aに対応し、点Aにおい
ては、H−Vバイアスが焦点AH-Vで最小化され、CDスルーフォーカスが焦点
ACD-TIRで最小化されることを示す。Bossung/H−Vバイアス曲線52
3は点Kに対応し、点Kにおいては、H−VバイアスおよびCDスルーフォーカ
スが同じ焦点、KH-Vおよび焦点KCD-TIRで最小化されることを示す。最後に、
Bossung/H−Vバイアス曲線524は点Zに対応し、点Zにおいては、
H−Vバイアスが、焦点設定ZH-Vで最小化され、CDスルーフォーカスが焦点
設定ZCD-TIRで最小化されることを示す。これらのBossung/H−Vバイ
アス曲線(スロット内の所望の点の各々につき1つ)から、それぞれの点での所
望の焦点設定を所定の公称焦点設定と比較することによって、焦点オフセット係
数の組が生成され得る。図5の特定のBossung/H−Vバイアス曲線から
、H−Vバイアス焦点オフセット係数およびCDスルーフォーカスオフセット係
数が生成され得る。Bossung曲線自体が、例えば、Finle Tech
nologies製のPROLITHのような市販のモデリングプログラム、ま
たは当該技術の当業者にとって公知の他の類似のプログラムを用いることによっ
て、生成され得る。図5に示す特定の線幅制御パラメータに加えて、他の線幅制
御パラメータが、較正スルーフォーカスフィールド、例えば、G−Iバイアスか
ら、または、この開示内容によって、当該技術の当業者にとって明らかであるよ
うに、任意の他の線幅制御パラメータからプロットされ得る。
は、レチクルとリソグラフィー装置との特定の組合せに対する焦点オフセット係
数の所望の組を得ることができる。同様に、記載した較正技術は、必要に応じて
、繰り返され、特定のレチクルまたは装置に対する焦点オフセット係数の正確な
組が維持され得る。このような較正の頻度(すなわち、所与のシステムについて
、どの程度の頻度で較正を行う必要があるか)は、この開示内容によって、当該
技術の当業者にとって明らかになる。
なるように、スルーフォーカスフィールドを用いる較正技術に加えて、他のタイ
プの較正技術が、本発明から逸脱することなく用いられ得る。例えば、プリント
フィールドスルーフォーカスではなく、空中イメージモニタが用いられて、様々
なスロットポイントおよび焦点設定での線幅が決定され得る。
に、所望の線幅制御パラメータを最適化するために用いられる必要がある。上述
したように、所望の最適化される線幅制御パラメータの選択、すなわち、焦点オ
フセット係数の所望の組の選択は、特定の製造されるデバイスに依存し、デバイ
スごとに異なり得る。複数の組の焦点オフセット係数から特定の組を選択するこ
とは、この開示内容によって、当該技術の当業者にとって明らかになる。製造中
、スロット内の各々の点で、焦点オフセット係数の選択された組によって記述さ
れるように、異なる焦点が設定される。スロット内で異なる焦点を設定すること
は、フレキシブル、または、変形可能なチャックを用いることによって、行われ
得る。フレキシブルチャックは、様々な点でのウェハの高さを変更することがで
き、それにより、様々な焦点設定が設定されることを可能にする。好ましくは、
異なる焦点設定が、同時係属出願中の米国特許出願、代理人書類番号1857.
0260000に開示されるフレキシブルチャックで、設定される。この出願を
、本明細書中で参考として援用する。本発明による、スロット内の所望の点で、
複数の最良の焦点を設定することによって、スロット輝度補償は、最小化され得
る。
される。第1の工程610において、較正が行われる。上述したように、この較
正は、フィールドのスルーフォーカスプリントによって、または、空中イメージ
モニタを用いることによって行われ得る。他の較正技術が、この開示内容によっ
て、当該技術の当業者にとって明らかであるように、本発明から逸脱することな
く用いられ得る。工程610の較正は、この開示内容によって、当該技術の当業
者にとって明らかであるように、リソグラフィー装置、レチクル、レチクルと装
置との組合せ、または線幅の変動の一因となる較正を行うことができる任意の他
の素子に対し行われ得る。次の工程620において、線幅制御パラメータが、ス
ロット内の様々な点で、スルーフォーカスをプロットし得る。このようなプロッ
トは、Bossung曲線、H−V曲線、G−I曲線などを含み得、このような
線幅制御パラメータは、CDスルーフォーカス、H−Vバイアス、G−Iバイア
スなどを含み得る。他の線幅制御パラメータは、この開示内容によって、当該技
術の当業者にとって明らかであるように、本発明から逸脱することなくプロット
され得る。次の工程630において、所望の線幅制御パラメータに対する焦点オ
フセット係数が決定される。焦点オフセット係数は、上述したように、線幅制御
パラメータのプロットから決定される。あるいは、焦点オフセット係数は、説明
したプロットを実際に作製することなく、決定され得る。例えば、空中イメージ
モニタが用いられて線幅が測定される場合、焦点オフセット係数の組を計算する
ようにプログラムされ得る。同様に、他の計算デバイスまたは素子を用いて、ス
ロット内の点における線幅および焦点設定を含む較正データから、線幅制御パラ
メータを実際にプロットすることなく焦点オフセット係数を決定し得る。このよ
うな計算デバイスおよび素子は、任意の必要なプログラムと共に、この開示内容
によって、当該技術の当業者にとって明らかである。次の工程640において、
1つ以上の線幅制御パラメータが、最適化のために、設計実行時の関連技術の当
業者にとって明らかである特定の設計要件に依存して、選択される。工程640
において、最適化のために1つより多くの制御パラメータが選択される場合、ト
レードオフ解析を行って、選択された線幅制御パラメータに対応する焦点オフセ
ット係数から、最良の焦点設定を決定する。このような解析は、この開示内容に
よって、当該技術の当業者にとって明らかである。1つの線幅制御パラメータの
みが対象である場合、最適化のための線幅制御パラメータを選択する工程は、ス
キップされ得る。最終的に、工程650において、異なる焦点設定が、焦点補償
係数の選択された組に従って、スロット内の点で設定される。これらの焦点設定
は、上述したように、フレキシブルチャックを用いることによって、設定され得
る。
キャンに沿って最適化され得る。図5を再度参照すると、スロット510内の点
K513での最適な焦点が、スキャン中に変動することが可能である。図7Aに
、このような状況を示す。図7Aに、ステップ・アンド・スキャンプロセス中に
プリントされるフィールド700を示す。スロットは、スキャン方向705に沿
ってプリントされ、プリントされたフィールド700が得られる。スロットは、
スキャン中、フィールド700にわたってプリントされるが、図7Aには、フィ
ールド700に沿って、3つの個別のスロット位置710、720、730を示
す。これらのスロット位置は、スキャン中のある時間のスナップショットを表す
。第1のスロット位置710で、3つの点が、A1、B1、C1として表される。
これらの3つの点は、本発明に従って、最適な焦点設定が設定され得る、異なる
スロット位置を表す。第2のスロット位置720で、さらに3つの点が、A2、
B2、C2として表される。最終的に、第3のスロット位置730で、さらに3つ
の点が、A3、B3、C3として表される。従って、9つの異なる点が示されてい
る。これらの点の各々は、特定の線幅制御パラメータに対して関連付けられる理
想的な焦点設定を有し得る。これは、スロット内の点に対して既知の焦点設定を
有するパターンをプリントすることによって、決定され得る。その後、得られる
プリントされたパターンを解析し、スキャンに沿った所与の点、例えば、点A1
、A2、A3で、任意の形状の変動を決定し得る。このような変動を補償するため
、焦点設定は、スキャン中、動的に調節され得る。従って、スロット内の27個
の点で、理想的な焦点設定を決定するのではなく、スロット内の各々の点がスキ
ャンに沿って複数の焦点設定を有する、焦点設定のマトリクスが生成され得る。
マトリクス内の焦点設定の実際の数は、システムの所望の精度に基づいて決定さ
れ得、設定の実際の数は、この開示内容によって、当該技術の当業者に明らかな
考慮に依存する。マトリクスに含まれる焦点設定A1〜C3で、フィールド700
をプリントするために、スロット内の点での焦点設定は、スキャン中、スロット
がフィールド700に沿って移動するにつれて、動的に調節される。
において、スキャン中、焦点が動的に変化する。第1の工程740において、較
正を行う。上述したように、この較正は、例えば、フィールドのスルーフォーカ
スプリントか、または、空中イメージモニタの使用を経て行なわれ得る。本開示
が与えられれば、当業者であれば、本発明から逸脱することなく、他の較正技術
を用いることが可能である。本開示を読めば当業者にとって明らかなように、こ
の較正工程740を、リソグラフィー装置、レチクル、レチクルおよび装置の組
み合わせ、または線幅の変動に寄与する較正を行うことが可能な他の任意の素子
で行うことが可能である。
タをスルーフォーカスでプロットする。このようなプロットは、Bossung
曲線、H−Vバイアス曲線、G−Iバイアス曲線およびそのようなものを含み得
る。当業者にとって本開示を読めば明らかなように、本発明から逸脱することな
く、他の線幅制御パラメータをプロットすることが可能である。
いで、次の工程770に示すように、スロット内の点とスキャン部に沿ったスロ
ット点とにおいて、所望の線幅制御パラメータの焦点オフセット係数を決定する
。これらの焦点オフセット係数は、線幅制御パラメータのプロットと、工程76
0において生成されたプリントされたフィールドとから決定可能である。このプ
リントされたフィールドを分析して、所与の焦点設定のスキャン部に沿った特定
のスロット点における線幅制御パラメータの変動を決定することが可能である。
工程770において決定された様々な焦点オフセット係数は、特定の線幅制御パ
ラメータの焦点オフセット係数のマトリックスを形成する。
択する。これにより、後続工程において用いられる特定の焦点オフセット係数マ
トリックスは、最適化のために選択された線幅制御パラメータに基づく。工程7
80において最適化のために1つより多くの線幅制御パラメータが選択される場
合、トレードオフ分析を行って、選択された線幅制御パラメータに対応する焦点
オフセット係数から、最良の焦点設定を決定する。このような分析は、本開示を
読めば、当業者にとって明らかである。対象となる線幅制御パラメータが1つの
みである場合、最適化のために線幅制御パラメータを選択する工程をスキップし
てもよい。最後の工程790において、焦点オフセット係数のマトリックスに従
ってフィールドのスキャンが行なわれる間、焦点設定を設定し、動的に調節する
。
ラフィープロセスの間にウェハ820上にパターンを投射する素子を含む投射シ
ステム810が提供される。例えば、投射システム810は、投射光学部品と、
レチクルと、ステップアンドスキャンシステムにおいて存在するようなさらなる
素子とを含み得る。投射システム810に含まれる特定の素子は、当業者にとっ
て本開示を読めば明らかである。ウェハ820は、半導体ウェハであり得るか、
または、リソグラフィーによるパターニングが可能な他の任意の種類の基板であ
り得る。フレキシブルチャック830は、上面において上昇変化を生成すること
が可能であり、これにより、フレキシブルチャック830上に配置されたウェハ
820の表面の様々な点の上昇を変化させることが可能である。このフレキシブ
ルチャック830は、上記にて説明した、同時係属中の米国出願番号第(代理人
書類番号第1857.0260000)に開示があるものであれば任意のもので
よい。あるいは、当業者によって本開示を読めば明らかであるように、フレキシ
ブルチャック830は別の種類のフレキシブルチャックであってもよい。フレキ
シブルチャックは、ウェハステージ840上に取り付けられる。このウェハステ
ージ840は、フレキシブルチャック830およびウェハ820を投射システム
810に対して移動させる機能を行う。最後に、投射システム810、フレキシ
ブルチャック830およびウェハステージ840を、焦点オフセット制御器85
0に接続させる。この焦点オフセット制御器850は、適切な焦点オフセットを
適切なウェハ位置でかつ適切なタイミングで設定するために、残りのシステム素
子と連絡する。このオフセット制御器850は、汎用コンピュータにプログラム
され得るか、または、別のシステム素子の一機能または機能性素子であり得る。
オフセット制御器850は、ウェハステージ840およびフレキシブルチャック
830からのフィードバック情報を用いてスキャンされているウェハの位置をモ
ニタリングし、適切な信号をフレキシブルチャックに送って、焦点オフセットを
インプリメントする。これは、投射システム810においてやりとりされる情報
と連係して行なわれる。使用される特定の焦点オフセットを、焦点オフセット制
御器850に予めプログラミングするか、または、これらの焦点オフセットを、
焦点オフセット制御器そのものによって計算してもよい。動作中、焦点オフセッ
ト制御器850は、スキャンされているスロット内の複数の焦点を設定すること
ができ、これにより、線幅制御パラメータを最適化することができる。焦点オフ
セット制御器の特定のプログラミングおよびインプリメンテーションは、当業者
にとって、本開示を読めば明らかである。
を提示したのはひとえに例示目的のためであり、限定目的のためではないことが
理解されるべきである。例えば、本発明を特定の線幅制御パラメータに関して説
明してきたが、当業者であれば、本発明は任意の所望の線幅制御パラメータに適
用可能であることを認識する。当業者であれば、本明細書において、形式および
詳細について、本明細書中の特許請求の範囲に規定されているような本発明の意
図および範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことが可能であることを
理解する。従って、本発明の範囲は、上記の例示的実施形態のいずれによっても
限定されるべきではなく、本明細書の特許請求の範囲およびその均等物によって
のみ規定されるべきである。
するスロットを示す。
アス対焦点のプロットである。
示す。
プロットである。
プロットである。
スのCDスルーフォーカス状況を示すBossung/H−Vバイアスの組み合
わせのプロットである。
深度のプロットである。
−Vバイアスの曲線とを示す。
最適化を生成する工程を示すプロセスフロー図である。
。
る焦点オフセット係数を生成する工程を示すプロセスフロー図である。
Claims (19)
- 【請求項1】 リソグラフィーシステムにおいて線幅を選択的に最適化する
方法であって、 (a)最適化のために線幅制御パラメータを選択する工程と、 (b)該リソグラフィーシステムにおいて、スキャンされているスロット内の
複数の焦点を設定し、これにより、該線幅制御パラメータを最適化する工程と を包含する、方法。 - 【請求項2】 前記工程(a)は、H−Vバイアス、G−Iバイアスおよび
CDスルーフォーカスからなる線幅制御パラメータの群から線幅制御パラメータ
を選択する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記工程(a)は、最適化のため、複数の線幅制御パラメー
タを選択する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記工程(b)は、フレキシブルチャックの表面を撓ませて
(flex)、前記リソグラフィーシステムにおいてスキャンされている前記ス
ロット内の前記複数の焦点を設定し、これにより、前記線幅制御パラメータを最
適化する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 リソグラフィー装置、レチクルおよびレチクルを有するリソ
グラフィー装置の1つを較正する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法
。 - 【請求項6】 前記較正工程は、フィールドスルーフォーカスをプリントす
る工程をさらに包含する、請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記較正工程は、空中イメージモニタを用いて、スロットの
線幅スルーフォーカスを決定する工程をさらに包含する、請求項5に記載の方法
。 - 【請求項8】 スキャン方向に沿ったスロット点に対して複数の焦点を設定
する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 前記スキャン方向に沿った前記スロット点に対して複数の焦
点を設定する工程は、フレキシブルチャックの表面を撓ませて、該複数の焦点を
該スキャン方向に沿った該スロット点に対して設定し、これにより、前記線幅制
御パラメータを最適化する工程をさらに包含する、請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 前記フレキシブルチャックの表面を撓ませる工程は、前記
スロットがスキャンされている間に行なわれる、請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 リソグラフィーシステムにおいて用いられる焦点オフセッ
ト係数の組を生成する方法であって、 (a)リソグラフィー装置、レチクルおよびレチクルを有するリソグラフィー
装置の1つを較正する工程と、 (b)該工程(a)の間に収集されたデータに基づいて、該焦点オフセット係
数の組を決定する工程と を包含する方法。 - 【請求項12】 前記工程(b)は、 (i)前記工程(b)において収集された前記データから曲線をプロットし、
前記焦点オフセット係数の組を該プロットされた曲線から決定する工程と、 (ii)演算デバイスまたは素子を用いて、該工程(b)の間に収集されたデ
ータから、該焦点オフセット係数の組を直接決定する工程と のうちの1つをさらに包含する、請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 前記工程(a)は、前記較正工程の間にプリントされた線
幅を測定する工程をさらに包含する、請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 前記線幅を測定する工程は、線幅を光学的に測定する工程
を包含する、請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 前記線幅を測定する工程は、線幅を電気的プローブで測定
する工程を包含する、請求項13に記載の方法。 - 【請求項16】 フィールドを既知の焦点設定でプリントする工程と、スキ
ャン方向に沿ったスロット位置の焦点オフセット係数を決定する工程とをさらに
包含する、請求項13に記載の方法。 - 【請求項17】 リソグラフィープロセスの間に線幅を選択的に最適化する
システムであって、 投射システムと、 フレキシブルチャックと、 該投射システムおよび該フレキシブルチャックに接続された焦点オフセット制
御器であって、該焦点オフセット制御器は、該リソグラフィープロセスの間、ス
キャンされているスロット内の複数の焦点を設定するように構成され、これによ
り、線幅制御パラメータが最適化される、焦点オフセット制御器と、 を備える、システム。 - 【請求項18】 前記フレキシブルチャックが配置されるウェハステージを
さらに備える、請求項17に記載のシステム。 - 【請求項19】 前記焦点オフセット制御器は、スキャン方向に沿った異な
るスロット位置に対して、複数の焦点を1つのスロット点において設定するよう
にさらに構成される、請求項17に記載のシステム。
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