JP2006065338A - １／４波長リソグラフィの焦点深さを上げるためにモデルに基づき散乱バーを配置する方法、プログラム製品および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学近接効果補正形態を有するマスクを生成する方法を提供する。
【解決手段】方法は、基板上に描像すべき形態を有する所望の目標パターンを獲得し、前記マスクを描像する場合に使用すべき第一焦点設定を決定し、前記目標パターンおよび前記第一焦点設定に基づく第一干渉マップを決定し、前記第一干渉マップに基づいて、描像すべき形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な配置を表す第一シーディングサイトを決定し、前記第一焦点設定に対して所定量の焦点はずれを表す第二焦点設定を選択し、前記目標パターンおよび前記第二焦点設定に基づいて第二干渉マップを決定するステップと、前記第二干渉マップに基づいて、描像すべき前記形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な配置を表す第二シーディングサイトを決定し、前記第一シーディングサイトと前記第二シーディングサイトの両方を含む形状を有する補助形態を生成することとを含む。
【選択図】図１

Description

本特許出願およびそこから生じる１つまたは複数の特許は、２００５年８月２４日に出願され、「Method of Model Based Scattering Bars For Enhanced Depth Of Focus In Quarter-Wavelength Lithography」と題した米国暫定特許出願第６０／６０３，５６０号に対する優先権を主張し、これは参照により全体が本明細書に組み込まれる。

本発明の技術分野は概ね、ＯＰＣを提供し、全体的な描像性能を改良するために、目標パターン内に補助形態を生成し、配置する方法、プログラム製品および装置に関する。

リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。このような場合、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とができ、このパターンを、放射線感光性材料（レジスト）の層で被覆してある基板（例えばシリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイを含む）に転写することができる。一般的に、１枚の基板は、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分のネットワークを含んでいる。一タイプのリソグラフィ投影装置では、マスクパターン全体を目標部分に１回露光することによって各目標部分が照射され、このような装置を一般的にウェハステッパと呼ぶ。一般的に走査ステップ式装置と呼ばれる代替装置では、所定の基準方向（「走査」方向）にマスクパターンを投影ビームで漸進的に走査し、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影システムは倍率係数Ｍ（一般的に＜１）を有することから、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係数Ｍ倍となる。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関しての詳細は、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号を参照されたい。

リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、マスクパターンは少なくとも部分的に放射線感光性材料（レジスト）の層で覆われた基板上に描像される。この描像ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種の工程を経る。露光後、基板は、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および描像した形態の測定／検査といったような他の工程を通る。この一連の工程は、例えばＩＣといったようなデバイスの個々の層にパターンを形成するための基礎として使用される。このようなパターン形成された層は、次に、全て個々の層を仕上げる目的である、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。数枚の層が必要とされる場合には、行程全体、もしくはその変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。最終的に、デバイスのアレイが基板（ウェハ）上に存在する。次に、これらのデバイスはダイシングやソーイングといったような技法で相互より分離される。それから個々のデバイスは、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりし得る。

簡潔化の目的で、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。しかし、この用語は、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行うために、こうした設計タイプのいずれかに応じて作動する構成要素も含むことができ、こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および／あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備的ステップが１つ以上のテーブルにて実行される。例えば、２ステージリソグラフィ装置の詳細について、米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号を参照されたい。

上記で言及したフォトリソグラフィマスクは、シリコンウェハ上に集積すべき回路構成要素に対応する幾何学的パターンを有する。このようなマスクの生成に使用するパターンは、ＣＡＤ（コンピュータ援用設計）プログラムを使用して生成され、このプロセスはＥＤＡ（電子設計自動化）と呼ぶことが多い。大部分のＣＡＤプログラムは、機能的マスクを生成するために１組の所定の設計規則に従う。これらの規則は、処理および設計の制限によって設定される。例えば、設計規則は、回路デバイスまたは線が望ましくない方法で相互作用しないよう、回路デバイス（ゲート、コンデンサなど）または相互接続線間のスペース公差を画定する。設計規則の制限を、通常は「限界寸法」（ＣＤ）と呼ぶ。回路の限界寸法は、線または穴の最小幅または２本の線間または２つの穴間の最小スペースと定義することができる。したがって、ＣＤは設計された回路の全体的なサイズおよび密度を決定する。

マスクの「補助形態」を使用して、レジストに投影される像および最終的には現像されたデバイスを改良することができる。補助形態とは、レジストに現像されるパターンには現れないように意図されるが、現像した像が所望の回路パターンにさらに類似するように、回折効果を利用するためにマスクに設けられる形態である。補助形態は概ね「解像度未満」または「深い解像度未満」であり、これは少なくとも１つの寸法が、ウェハ上に実際に解像されるマスクの最小形態より小さいという意味である。補助形態は、限界寸法の分数として定義される寸法を有する。つまり、マスクパターンは一般的に例えば１／４または１／５のような１未満の倍率で投影されるので、マスク上の補助形態は、ウェハ上の最小形態より大きい物理的寸法を有する。

言うまでもなく、集積回路製造の目的の一つは、（マスクを介して）ウェハ上の元の回路設計を忠実に再現することであり、これは補助形態の使用により改良される。このような補助形態の配置は、予め定義された規則の組に従う。この方法に従い、設計者は例えば線へのバイアス付与方法を決定し、補助形態の配置は、予め決定された規則の組に従って決定される。規則の組を作成する場合は、試験マスクを様々な照明設定およびＮＡの設定に露光し、これを繰り返す。試験マスクの組に基づいて、補助形態の配置のために規則の組を作成する。

しかし、これらの規則は、１次元解析または１．５次元解析に基づいて作成される。１次元解析を使用して作成した規則は、平行線の解析に基づく。１．５次元解析を使用して作成した規則は、２本の平行線の間隔、線幅および平行線の近傍の線を考慮に入れる。１．５次元のアプローチは、平行線間のピッチが不均一な場合に有用であることが多い。考察する要素が多いほど、規則が複雑になることは明白である。

規則に基づくアプローチは、２次元解析が好ましい複雑な設計にはうまく適合しない。２次元解析は、１次元解析および１．５次元解析で考察する要素の全てに基づくが、さらに周囲の完全な解析、つまり完全な設計のレイアウトまたはその一部の解析にも基づく。その結果、２次元解析に基づく規則は、公式化して表現することが非常に困難であり、通常は非常に複雑な多次元マトリクスになる。設計者は、１次元または１．５次元のアプローチの使用を好むことが多い。

出願中の特許、２００４年１月１４日出願の米国特許出願第１０／７５６，８３０号では、出願人が、描像すべき形態の周囲の完全な解析を考慮に入れた補助形態作成の単純な方法を開示している。特に、マスクの設計のどこに補助形態または散乱バー（ＳＢ）を配置すべきかを同定する「シーディング」サイトを識別するために干渉マップを使用する方法が開示される。この方法によって、全チップデータ処理用のＳＢを確実に作成することができるが、干渉マップの作成時に使用するリソグラフィの印刷性能は、最善の焦点設定と思われる。

しかし、４５ｎｍおよび３２ｎｍの技術ノードのような照明波長λの１／３を超えるＩＣ設計規則（半形態ピッチで表す）では、従来の光学系（開口数、つまりＮＡ＜１）は、リソグラフィの製造に十分な解像度および所望の焦点深さ（ＤＯＦ）を達成することができない。ＩＣの製造には、開口数が１．０より大きい露光ツールの超高ＮＡ光学系（つまりＮＡ＞１）またはレンズが提案されている。理論的には、超高ＮＡは、印刷媒体が空気（屈折率ｎが約１．０）の下ではなく、空気中で１より大きい屈折率ｎを有する、つまりｎ＞１．０である水のような媒体の下にある場合に達成することができる。

超高ＮＡを有する浸漬リソグラフィを使用すると、下式によって照明波長の１／４で形態を印刷することができる。
解像度（または半ピッチＣＤ）＝ｋ₁［（λ／ｎ）／ＮＡ］ （１）
移相マスク（ＰＳＭ）使用し、さらに光学的近接効果補正（ＯＰＣ）、１９３ｎｍの露光波長、水での浸漬（１９３ｎｍでｎ＝１．４３）で、ＮＡ＝１．２である場合に達成可能なｋ₁≒０．３と仮定すると、半ピッチ形態ＣＤ≒３３ｎｍを印刷することが理論的に実現可能である。対応するＤＯＦは下式のように計算することができる。
ＤＯＦ＝ｋ₂［（λ）＊（ｎ）／（ＮＡ）²］ （２）
線およびスペースを印刷するために通常仮定されるｋ₂≒１．０について、同じ印刷条件であると、予想される理論的ＤＯＦは約１９０ｎｍ、つまり０．２μｍ未満である。これは、前進した機械的ウェハステージでの焦点面レベリング機能の観点から、ほとんど十分ではない。

コンタクトホールマスクを印刷する場合、典型的なｋ₂は線およびスペースの印刷で達成可能なものの半分でよい。ｋ₂≒０．５では、推定されるＤＯＦが０．１μｍを満たせず良好でない。直線偏光照明を使用すると、多分ｋ₂を改良することができる。線およびスペースのような方向性がある１次元形態の空中像のコントラストを向上できるからである。しかし、コンタクトホールのパターンは、多かれ少なかれ２次元構造のタイプである。

したがって、形態の望ましい限界寸法（ＣＤ）は減少し続けるので、実際の製造プロセスにて、このようにＣＤが減少した形態を印刷できるように、ＤＯＦの劣化を防止することが必要である。

以上を鑑みて、ＤＯＦを向上させ、前述した問題に対応するように、マスクの設計内でＳＢの配置および形状を最適化する方法を提供することが、本発明の目的である。

特に、本発明は、ＤＯＦ性能を最適化するような方法で自身内に配置された光学的近接効果補正形態を有するマスクを作成する方法に関する。方法は、（ａ）基板上に描像すべき形態を有する所望の目標パターンを獲得するステップと、（ｂ）マスクの描像時に使用すべき第一焦点設定を決定するステップと、（ｃ）目標パターンおよび第一焦点設定に基づいて第一干渉マップを決定するステップと、（ｄ）第一干渉マップに基づいて、描像すべき形態に対してマスク内の補助形態の最適な配置を表す第一シーディングサイトを決定するステップと、（ｅ）第一焦点設定に対して予め画定した量の焦点はずれを表す第二焦点設定を選択するステップと、（ｆ）目標パターンおよび第二焦点設定に基づいて第二干渉マップを決定するステップと、（ｇ）第二干渉マップに基づいて、描像すべき形態に対してマスク内の補助形態の最適な配置を表す第二シーディングサイトを決定するステップと、（ｈ）第一シーディングサイトと第二シーディングサイトとの両方を含む形状を有する補助形態を生成するステップとを含む。

本発明の方法は、先行技術に対する重要な利点を提供する。さらに重要なことは、本発明が、描像システムの波長の１／４程度の寸法を有する形態を描像する場合でも、結果としての焦点深さを向上させるＯＰＣ補助形態配置技術を提供することである。

さらに、本発明は、設計内のどこに補助形態を配置すべきか決定し、それによって経験を積んだマスク設計者がＯＰＣを実行する必要性を解消し、許容可能なＯＰＣの解決法を決定するために必要な時間も大幅に削減する、モデルに基づく方法を提供する。

本発明の別の利点は、補助形態の最適な（つまり最大）サイズを決定し、これによって結果のＯＰＣ性能をさらに向上させるために、モデルに基づくシステムを提供することである。

さらに別の利点では、本発明は、描像すべき目標パターンの各形態が、設計公差内で容易に印刷される「強い」形態であるか、または設計公差で印刷するにはさらにＯＰＣの処理が必要となるような「弱い」形態であるかを同定する単純な方法を提供する。

本発明の追加の利点は、本発明の例示的実施形態に関する以下の詳細な説明から当業者には明白になる。

本文ではＩＣの製造における本発明の使用に特に言及しているが、本発明には他にも多くの用途があることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、「ウェハ」および「ダイ」といった用語は、それぞれ「マスク」、「基板」および「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることが当業者には理解される。

本発明自体は、さらなる目的および利点とともに、以下の詳細な説明および添付図面を参照することによってさらによく理解することができる。

以下でさらに詳細に説明するように、本発明のＯＰＣ ＳＢ配置技術は、描像システムの波長の１／４程度の寸法を有する形態を描像する場合でも、結果としての焦点深さを向上させるように作用する。本発明を要約すると、通常は最適の焦点面である１つの焦点面に基づいて補助形態（ＳＢ）の配置を決定する代わりに、本発明のプロセスは複数の焦点面に基づいて最適な補助形態の配置を決定する（つまり複数焦点はずれ設定）。その後の各焦点はずれ設定にとって最適な補助形態の配置サイト（シーディングサイトとも呼ぶ）は、以前のサイトとはわずかに異なると判断されている。照明および隣接する形態の位置および形状または光学干渉範囲内の周囲の環境に応じて、補助形態の最適なシーディングサイトは、一連の焦点はずれ設定で決定すると「移動」する。対応する各補助形態シーディングサイトで、任意のシーディングサイトに補助形態を配置すると、特定の焦点はずれ設定について最適な印刷性能が生成される。したがって、全体的なＤＯＦを向上させるために、全てのシーディングサイトに補助形態を配置する必要がある。これは、様々な焦点はずれ設定について決定された最適シーディングサイトの列を追跡し、次に全てのシーディングサイトを含む最終的な補助形態構造を形成するように、シーディングサイトをまとめてグループ分けすることによって達成することができる。その結果生じる１つの補助形態は、描像システムのＤＯＦ性能を最適化する機能を果たす。

図１は、本発明の第一実施形態により補助形態をマスクパターンに適用する方法を示す例示的流れ図である。プロセスの第一ステップ（ステップ１０）は、パターンの描像に使用すべきマスクパターンおよび照明システムおよび設定を同定することである。コンタクトホール２１０を有する例示的な目標パターンが図２ａに図示されている。プロセスの次のステップ（ステップ１２）は、任意の描像システムを使用して目標パターンを描像するために最適な焦点設定を決定することである。知られているように、最適な焦点設定は、校正またはシミュレーションのプロセスによって決定することができる。プロセスの次のステップ（ステップ１４）は、最適な焦点設定を使用して目標パターンの干渉マップ（ＩＭ）を生成することである。上述したように、干渉マップは、米国特許出願第１０／７５６，８３０号で開示された方法で生成することができる。干渉マップが生成されたら、これを使用して、任意の焦点設定について、目標パターンの各形態に対して補助形態の最適なシーディングサイトを決定する（ステップ１６）。図２ｂを参照すると、コンタクトホール「ｘ」について、最適な焦点状態における補助形態の最適シーディングサイトが、位置「１」で示されている（上述したように、干渉マップの解析によって決定される）。図２ｂで図示した例は、１つのコンタクトホールに適用されている以前のプロセスを示しているのみであるが、実際に実施する場合は、補助形態を無数のコンタクトホールに隣接して配置するものとする。

引き続きプロセスの次のステップは、焦点はずれ設定を変更し、新しい焦点はずれ設定について干渉マップを再計算して、新しい焦点はずれ設定の補助形態について最適なシーディングサイトを決定することである。通常、その結果の干渉マップは、焦点はずれ設定が変化するにつれて変化し、したがって補助形態の最適な配置は、焦点はずれ設定が変化するにつれて変化する。干渉マップを計算すべき焦点はずれ設定の数は、最小で２と計算される。しかし、これより多い焦点はずれ設定を考えると、さらに最適な結果を獲得することができる。通常、３つまたは４つの焦点はずれ設定を考えると十分である。焦点はずれ設定間の変化は、例えば使用中の描像システムのＮＡなどに従って求める。一例として、ＮＡを０．８５と仮定すると、焦点はずれを調節するには０．２ｕｍの増分が普通である。ＮＡを０．９３と仮定すると、０．１５ｕｍの増分が普通である。以上の数字は単に例示的な性質であり、限定的なものではない。

以上のプロセスは、図１のステップ１８およびステップ２０で示されている。特に、最善の焦点状態のために補助形態の最適シーディングサイトが決定されたら、プロセスはステップ１８へと進み、別の焦点はずれ設定のために干渉マップを生成する必要があるか決定する。イエスの場合、プロセスはステップ２０へと進み、焦点はずれ設定が調節され、次にプロセスがステップ１４へと戻り、新しい焦点はずれ設定を使用して、干渉マップを再計算する。次に、プロセスは再びステップ１６へと進み、新しい焦点はずれ設定について補助形態の最適なシーディングサイトが決定される。全ての焦点はずれ設定を処理するまで、このループを繰り返す。

再び図２ｂを参照すると、以上のプロセスの結果が図示されている。特に、所与の例では、上述したように位置「１」が、最善の焦点におけるコンタクト「Ｘ」の補助形態のシーディングサイトを示す（つまり焦点はずれが０ｕｍに等しい）。位置「２」は、第一焦点はずれにおけるコンタクト「Ｘ」の補助形態のシーディングサイトを表す（つまり焦点はずれが０．０７５ｕｍに等しい）。位置「３」は、第二焦点はずれにおけるコンタクト「Ｘ」の補助形態のシーディングサイトを表す（つまり焦点はずれが０．１５０ｕｍに等しい）。位置「４」は、第三焦点はずれにおけるコンタクト「Ｘ」の補助形態のシーディングサイトを表す（つまり焦点はずれが０．２２５ｕｍに等しい）。

考察中の焦点はずれの状態についてシーディングサイトが決定されたら、プロセスの次のステップ（ステップ２２）は、各焦点はずれの状態について同定した各シーディングサイトを含む補助形態を形成することである。この結果の補助形態は、実際のマスク設計で使用すべき補助形態を表す。図２ｃを参照すると、所与の実施形態では、以前のプロセスで同定された各シーディングサイトの周囲に小さい正方形の補助形態２２０を形成することによって、補助形態を生成する。次に、小さい正方形２２０を一緒にグループ分けして、図２ｄで示すような１つの補助形態２３０を形成する。焦点はずれ設定を変更する場合に、増分が小さいほど、その結果の補助形態が階段状の形状を呈さなくなる。所与の実施形態は、正方形の形態のグループで形成される補助形態を例示するが、最終的な補助形態を形成するために任意のタイプの形状を使用することが可能であり、制約は、全てのシーディングサイトを補助形態で囲むことであり、補助形態が解像度未満のままであることである。

図３は、補助形態をマスクパターン内に配置するために以上のプロセスを使用した結果の実際の例を示す。図３を参照すると、要素３２０は、上述したような方法でシーディングサイトのグループを囲むように形成されたＳＢ（つまり補助形態）を表し、要素３４０は、意図的なコンタクトホールを表し、要素３６０は、ＯＰＣで修正／処理された意図的なコンタクトホールを表す。

最後に、米国特許出願第１０／７５６，８３０号で開示されたように、干渉を強め合う区域または干渉を弱め合う区域の一方または両方に補助形態を配置することが可能であることが分かる。補助形態を強め合う干渉の区域に配置する場合、補助形態は、描像されるコンタクトホールに対して同じ位相を有するように形成され、補助形態を弱め合う干渉の区域に配置する場合、補助形態は、描像されるコンタクトホールに対してπの移相を有するように形成される。両タイプの補助形態が図３に図示されている。

本発明の第二実施形態では、目標パターンに配置される補助形態のサイズおよび形状を最適にするプロセスが開示される。知られているように、最も強固な補助形態の性能のためには、可能な限り大きい補助形態を形成することが望ましい。さらに、補助形態の寸法が拡大すると、マスク製造プロセスが容易になる。しかし、上述したように、補助形態は、ＣＤ目標形態の通常の印刷状態で印刷可能であってはならない。既知の先行技術の方法は通常、補助形態のサイズを画定するために、従来の規則に基づくアプローチを使用し、ここではＸおよびＹのサイズ限界が予め画定されていた。このようなアプローチは効果的であったが、図３で示すような非常に不規則な形状を有する補助形態を生成することができる上述の補助形態生成方法を使用する場合は特に、光学的に隣接する補助形態に従って補助形態のＸおよびＹ寸法を調整できることがさらに望ましい。実際、本発明の補助形態生成方法を使用すると、補助形態のＸおよびＹのサイズ限界を画定する所定の規則を使用することは非常に困難である。

本発明の第二実施形態によると、目標パターン内の補助形態のサイズおよび形状を最大にするために、モデルに基づく方法が開示される。特に、空中像の解析を使用して、使用している所与の描像システムおよびプロセスの印刷閾値より多少のパーセンテージだけ小さい所定の閾値に補助形態が到達するまで、各補助形態を成長させる。

図４は、本発明の第二実施形態により補助形態を成長させる方法を示す例示的流れ図を示す。プロセスの第一ステップ（ステップ４１０）は、使用すべき目標パターンおよび照明システムを画定することである。プロセスの次のステップ（ステップ４２０）は、描像すべき形態に対する補助形態の最適なシーディングサイトを決定することである。ステップ４２０は、上記で検討した本発明の第一実施形態にて開示したプロセスを使用して実行することができる。しかし、ステップ４２０は、米国特許出願第１０／７５６，８３０号で開示されたシーディングサイト同定プロセスを使用しても実行できることが分かる。シーディングサイトが同定されたら、次のステップ（ステップ４３０）は、補助形態が所定の閾値より小さいサイズを有するように、シーディングサイトの周囲に補助形態を形成することである。

所定の閾値は、補助形態がウェハ上に描像されないことを保証するように、任意の補助形態が有する最大強度を表すことが分かる。通常、上述したように所定の閾値は、目標形態のＣＤの印刷閾値より多少低いパーセンテージに設定される。例えば、ＣＤの目標形態の通常の印刷閾値が（開放フレームの露光強度に対して）０．３である場合、補助形態の最大強度（つまり所定の閾値）は０．１５に設定することができ、これは印刷閾値より非常に低い。当業者には理解されるように、このプロセスで使用する所定の閾値は、使用する描像システム、および描像される形態の寸法によって決定される。

引き続きステップ４３０の終了後、補助形態をシーディングサイトについて位置決めし、対応する像の強度が所定の閾値より低くなる初期寸法を有するように、補助形態のサイズを決定する。補助形態の像の強度は、ＡＳＭＬ Ｍａｓｋ Ｔｏｏｌｓ，Ｉｎｃ．が販売しているＭａｓｋＷｅａｖｅｒ（商標）のような既知のＯＰＣシミュレーションシステムを使用して決定できる。

プロセスの次のステップ（ステップ４４０）は、第一補助形態を選択し、所与の補助形態の像の強度が所定の閾値に到達するまで、補助形態のサイズを増大させることである。所定の閾値と等しい像の強度に相当する所与の補助形態のサイズが、マスクで使用する所与の補助形態のサイズを画定する。第一補助形態の最大サイズが決定されたら、プロセスは次の補助形態へと進み、この補助形態に関連する像の強度が所定の閾値と等しくなるまで、この補助形態のサイズを増大させる。ステップ４３０でマスクパターンに配置された全ての補助形態が処理されるまで、このプロセスを継続する。このループは、図４でステップ４４０、ステップ４５０およびステップ４６０で表される。比較的敏感な（つまり印刷される可能性が高い）補助形態は、それほど敏感でない補助形態より早く所定の強度に到達し、したがって最終的マスクパターンでは感度が低い方の補助形態より小さいサイズを有することが分かる。

所与の実施形態では、以下のプロセスを使用して補助形態のサイズを増大させる。最初に、補助形態のサイズをＸ方向で増大させ、像の強度を監視する。上述したように、所与の補助形態の像強度は、ＯＰＣシミュレーションソフトウェアを使用して監視することができる。Ｘの限界に到達するまで、Ｘ方向でサイズを増大させる。Ｘの限界に到達したら、次にＹ方向で補助形態を成長させる。同様の方法で、Ｙの限界に到達するまで、補助形態のサイズをＹ方向で増大させる。解像度未満の要件に加えて、Ｘの限界およびＹの限界は、設計における目標パターン間のスペースの量、および目標パターンと解像度未満の補助形態との間に必要な最小距離にも支配される。上述したように、目的は、Ｘ方向とＹ方向の成長を両方とも最大にするが、補助形態の全体的なサイズおよび形状が、所定の閾値限界を超える強度が決して生じないようにすることである。また、以上の例は、最初にＸ方向で成長し、次にＹ方向で成長する補助形態を示すが、本発明はこのプロセスに制限されない。以上の変形では、最初にＹ方向で補助形態を成長させてから、Ｘ方向で成長させるか、あるいは補助形態のＸおよびＹ寸法を同時に成長させることが可能である。

図５ａから図５ｄは、補助形態を成長させる以上のプロセスを示す。特に、図５ａは、描像を改良するために補助形態を生成する例示的コンタクトホール５１０を示す（ステップ４１０に対応する）。図５ｂは、上記（ステップ４２０）の方法で干渉マップから決定された補助形態を配置するためのシーディングサイト５２０を示す。図５ｃは、シーディングサイトについて配置された初期補助形態５４０を示す（ステップ４３０）。図５ｄは、可能な限り最大サイズまで成長した補助形態を示す。

図６は、隣接する形態がいかに所与の補助形態の成長に影響を及ぼす（この場合は制限する）かを示す。所与の例では、第二コンタクトホール６１０を図５ａで示したパターンに追加する。この第二コンタクトホール６１０の結果、第一コンタクトホール５１０と第二コンタクトホール６１０の間に配置された補助形態６２０の成長が制限される。

本発明の第三実施形態では、干渉マップを使用して、目標パターンの所与の形態が描像性能に関して強い形態か弱い形態かを決定する。特に、干渉マップを解析して、マスク内の形態の位置で干渉の強度を決定する。高レベルの干渉を有する位置にある形態は、容易に描像される強い形態と見なされる。あるいは、低レベルの干渉を呈する位置にある形態は、許容不可能な描像結果を呈することがある。画定されると、以下で詳細に説明するように、追加のステップを実行して、弱い形態の許容可能な印刷を確保する。

図７は、描像すべき形態を描像プロセスに対して弱い形態か強い形態かを画定する方法を説明する流れ図を示す。第一ステップ（ステップ７１０）は、使用すべき目標パターンおよび照明システムを画定することである。プロセスの次のステップ（ステップ７２０）は、使用すべき描像システムおよびプロセスに基づいて目標パターンの干渉マップを生成することである。その後、干渉マップを使用して、各形態位置で干渉の大きさを決定する（ステップ７３０）。次のステップ（ステップ７４０）では、所与の形態位置における干渉の大きさが予め画定した干渉値より上か下かどうかに基づいて、描像すべき各形態を弱い形態か強い形態か画定する。予め画定した干渉値より大きい干渉の大きさを有するこれらの形態は、強い形態と画定され（容易に印刷される形態を表し）、予め画定された干渉値より小さい干渉の大きさを有する形態は、弱い形態と画定される（印刷が困難な形態を表す）。形態が強い干渉形態か弱い干渉かどうかを画定するのに使用される予め画定された干渉値は、プロセスウィンドウシミュレーションを使用して決定できる。例えば、目標パターンの干渉マップが、ＡＳＭＬ ＭａｓｋＴｏｏｌｓ，Ｉｎｃ．が販売するＬｉｔｈｏＣｒｕｉｓｅｒ（商標）などのシミュレーションプログラムを使用して（干渉の大きさを１．０に正規化してある場合に）形態位置で１．０から０．７の範囲の干渉の大きさを呈するとすると、０．８より大きい干渉の大きさを有する全ての形態は、公差内で良好に印刷され、０．８未満の干渉の大きさを有する形態は表示しうる。したがって、０．８より大きい干渉の大きさを有する形態は、強い形態と画定され、０．８未満の干渉の大きさを有する形態は、弱い形態と画定される。

形態が画定されたら、追加の測定を実行して、弱い形態がプロセス公差の要件内での印刷可能性を確保する（ステップ７５０）。このような追加の測定は、照明およびＮＡの設定の調節、目標パターン内での弱い形態の位置および／または形状の変更、または弱い形態および強い形態の２つの個別露光マスクへの分離を含むことができ、それに限定されるものでない。以上の調節のいずれかを実行した後、図７で示すプロセスを繰り返して、全ての弱い形態が削除されたか決定することができる。

図８ａおよび図８ｂは、弱い形態および強い形態を同定する干渉マップの使用を示す。特に、図８ａは、所与のＮＡおよび照明設定の部分的干渉マップを示す。図示のように、２つの外側の形態８１０および８２０は、容易に描像される強い形態であり、中央の形態８３０は、２つの外側の形態に対して弱い形態である。したがって、中央の形態は適切に描像されない。上述した調節の一つの実行することによって、図８ｂで示すように強い形態になるように、中央の形態の干渉の大きさを上昇させることが可能である。

図９は、本発明の補助で設計されたマスクで使用するのに適切なリソグラフィ投影装置を概略的に示したものである。この装置は、
− 放射線の投影ビームＰＢを供給し、この特定のケースでは放射線ソースＬＡも有する放射線システムＥｘ、ＩＬと、
− マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するマスクホルダが設けられ、かつ、品目ＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段に連結を行った第一オブジェクトテーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
− 基板Ｗ（例えばレジスト塗布したシリコンウェハ）を保持する基板ホルダが設けられ、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段に連結を行った第二オブジェクトテーブル（基板テーブル）ＷＴと、
− マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に描像する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折、反射光学または反射屈折光学システム）を有する。

ここで示しているように、本装置は透過タイプである（つまり透過マスクを有する）。しかし、概してこれは、例えば反射タイプでもよい（反射マスクを有する）。あるいは、装置は、マスクを使用する代替法として、別の種類のパターニング手段を使用してもよく、その例はプログラマブルミラーアレイまたはＬＣＤマトリクスを含む。

ソースＬＡ（例えば水銀灯またはエキシマレーザ）は放射線のビームを生成する。このビームは、直接的に、または例えばビーム拡大器Ｅｘのような調整手段を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬへと供給される。照明装置ＩＬは、ビームの強度分布の外部および／または内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定する調節手段ＡＭを有してよい。また、これは一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような様々な他の構成要素を有する。この方法で、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。

図９に関して、ソースＬＡはリソグラフィ投影装置のハウジング内にある（これは例えばソースが水銀灯である場合に多い）が、しかし、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能であることを注記する。これが作り出す放射線ビームは（例えば適した誘導ミラーの助けにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡが（例えばＫｒＦ，ＡｒＦまたはＦ₂レーザに基づく）エキシマレーザーである場合が多い。本発明はこれら両方のシナリオを網羅するものである。

ビームＰＢはその後、マスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢを集束するレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査中に、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。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴ、ＷＴの運動は、図９では明示的に図示されていないロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けで実現される。しかし、ウェハステッパの場合（走査ステップ式ツールとは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。

ここに表したツールは２つの異なるモードで使用可能である。
− ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴは、基本的に静止状態に維持され、マスク像全体が１回で目標部分Ｃに投影される（すなわち１回の「フラッシュ」）。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢで照射され得る。
− 走査モードにおいては、基本的に同じシナリオが当てはまるが、１回の「フラッシュ」で所与の目標部分Ｃが露光されない。代わりに、マスクテーブルＭＴは速度ｖで所与の方向（ｙ方向などのいわゆる「走査方向」）に移動可能であり、したがって投影ビームＰＢがマスク像を走査し、それと同時に基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向または反対方向に動作し、ここでＭはレンズＰＬの倍率である（通常はＭ＝１／４または１／５）。この方法で、解像度を妥協することなく、比較的大きい目標部分Ｃを露光することができる。

また、ソフトウェアは、開示された概念を実践するか、その実行を補助する。コンピュータシステムのソフトウェアの機能は、実行可能なコードなどのプログラミングを含み、上述した描像モデルの実践に使用することができる。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。使用時には、コードおよび場合によっては関連するデータ記録が、汎用コンピュータのプラットフォームに記憶される。しかし、他の場合はソフトウェアを他の位置に記憶したり、適切な汎用コンピュータシステムにロードするために転送したりすることができる。したがって、上記で検討した実施形態は、少なくとも１つの機械で読み取り可能な媒体によって担持されたコードの１つまたは複数のモジュールの形態で、１つまたは複数のソフトウェア製品を含む。コンピュータシステムのプロセッサでこのようなコードを実行すると、プラットフォームは、基本的に本明細書で検討し、図示した実施形態で実行する方法で、カタログおよび／またはソフトウェアのダウンロード機能を実践することができる。

本明細書では、コンピュータまたは機械で「読み取り可能な媒体」などの用語は、実行するためにプロセッサに命令を提供する動作に参加する任意の媒体を指す。このような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体など、任意の形態をとることができるが、これに制限されない。不揮発性媒体には、例えば光学または磁気ディスクがあり、上述したサーバプラットフォームの一つとして動作するコンピュータ内のいずれかの記憶デバイスなどがある。揮発性媒体には、こ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、動的メモリがある。物理的伝送媒体には、同軸ケーブル、コンピュータシステム内のバスを含むワイヤなどの銅線および光ファイバがある。搬送波伝送媒体は、電気または電磁信号、または高周波（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成されるような音波または光波の形態をとることができる。したがって、コンピュータで読み取り可能な媒体の一般的形態には、例えばフロッピー（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、任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、任意の他の光学媒体、パンチカードや紙テープなどのそれほど一般的に使用されていない媒体、穴のパターンを有する他の任意の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、他の任意のメモリチップまたはカートリッジ、搬送波伝送データまたは命令、このような搬送波を伝送するケーブルまたはリンク、コンピュータがプログラミングコードおよび／あるいはデータを読み出すことができる任意の他の媒体がある。このようなコンピュータで読み出し可能な媒体の形態の多くは、１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスを、実行するためにプロセッサに搬送することに関与する。

本発明を詳細に説明し、図示してきたが、これは例示にすぎず、制限として見なされないことが明白に理解され、本発明の範囲は、請求の範囲によってのみ制限される。

本発明の第一の実施形態により補助形態をマスクパターンに適用する方法を示す例示的流れ図である。 図２ａから図２ｄは、本発明の第一実施形態のプロセスにより補助形態をコンタクトホールに適用する例を示したものである。 補助形態をマスクパターン内に配置する以前のプロセスを使用した結果の例を示したものである。 本発明の第二実施形態により補助形態を成長させる方法を示す例示的流れ図を示したものである。 図５ａから図５ｄは、本発明の第二実施形態のプロセスにより補助形態をコンタクトホールに適用する例を示したものである。 隣接形態が任意の補助形態の成長に影響を与えられる方法の例を示したものである。 本発明の第三実施形態により、描像すべき形態が描像プロセスに対して弱い形態か強い形態かを画定する方法を記述する流れ図を示したものである。 ａは任意のＮＡおよび照明設定の例示的部分干渉マップを示したものである。 ｂは描像性能を改良するために補正を適用した後の同じ部分干渉マップを示したものである。 開示された概念の補助で設計されるマスクで使用するのに適した例示的リソグラフィ投影装置を概略的に示したものである。

Claims (19)

1. 自身内に配置された光学近接効果補正形態を有するマスクを生成する方法であって、
   （ａ）基板上に描像すべき形態を有する所望の目標パターンを獲得するステップと、
   （ｂ）前記マスクを描像する場合に使用すべき第一焦点設定を決定するステップと、
   （ｃ）前記目標パターンおよび前記第一焦点設定に基づく第一干渉マップを決定するステップと、
   （ｄ）前記第一干渉マップに基づいて、描像すべき形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な配置を表す第一シーディングサイトを決定するステップと、
   （ｅ）前記第一焦点設定に対して所定量の焦点はずれを表す第二焦点設定を選択するステップと、
   （ｆ）前記目標パターンおよび前記第二焦点設定に基づいて第二干渉マップを決定するステップと、
   （ｇ）前記第二干渉マップに基づいて、描像すべき前記形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な配置を表す第二シーディングサイトを決定するステップと、
   （ｈ）前記第一シーディングサイトと前記第二シーディングサイトの両方を含む形状を有する補助形態を生成するステップとを含む方法。
2. 前記第一焦点設定が、目標パターンを描像するために最適な焦点設定を表す、請求項１に記載の方法。
3. 前記補助形態は、前記補助形態が前記基板上に描像されないようなサイズを有する、請求項１に記載の方法。
4. さらに、前記目標パターン内に追加の補助形態を配置するステップを含み、前記追加の補助形態がそれぞれ、ステップ（ｂ）からステップ（ｈ）を実行することによって生成される、請求項１に記載の方法。
5. 前記干渉マップが、描像すべき前記形態の少なくとも１つと前記少なくとも１つの形態に隣接する場の区域との間で強め合う干渉の区域と弱め合う干渉の区域を画定する、請求項１に記載の方法。
6. さらに、
   前記補助形態の最高像強度レベルを決定するステップを含み、前記最高像強度が、前記基板に前記補助形態を描像しないことになる描像強度を画定し、さらに、
   前記補助形態に関連する像強度レベルが、前記最高像強度レベルと等しいか、それより低くなるように、前記補助形態のサイズを調節するステップを含む、請求項１に記載の方法。
7. さらに、
   前記基板に前記補助形態を描像しないことになる描像強度を画定する最高像強度レベルを決定するステップと、
   前記補助形態が、前記最高像強度レベルより低い描像強度レベルを有するように、前記各補助形態のサイズを最初に決定するステップと、
   前記各補助形態に関連する像強度レベルが、前記最高像強度レベルと等しいか、それより低くなるように、前記補助形態それぞれのサイズを調節するステップとを含む、請求項４に記載の方法。
8. フォトリソグラフィプロセスで使用する光学近接効果補正方法であって、
   （ａ）基板上に描像すべき形態を有する所望の目標パターンを獲得するステップと、
   （ｂ）前記目標パターンおよび前記第一焦点設定に基づいて干渉マップを決定するステップと、
   （ｃ）描像すべき複数の前記形態のそれぞれで干渉の大きさを決定するために、前記干渉マップを解析するステップと、
   （ｄ）所与の形態に対応する前記干渉の大きさが、所定の干渉値より大きいか小さいかに基づいて、描像すべき前記複数の形態のそれぞれを強い形態または弱い形態にカテゴリ化するステップとを含む方法。
9. 所与の形態の干渉の大きさが、干渉マップ上の所与の形態の位置における干渉のレベルによって決定される、請求項８に記載の方法。
10. コンピュータによって読み取り可能な記録媒体、リソグラフィ描像プロセスで使用するために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に記録媒体に記録された手段を有するコンピュータを制御するコンピュータプログラム製品であって、ファイルの生成が、
    （ａ）基板上に描像すべき形態を有する所望の目標パターンを獲得するステップと、
    （ｂ）前記マスクを描像する場合に使用する第一焦点設定を決定するステップと、
    （ｃ）前記目標パターンおよび前記第一焦点設定に基づいて第一干渉マップを決定するステップと、
    （ｄ）前記第一干渉マップに基づいて、描像すべき形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な位置を表す第一シーディングサイトを決定するステップと、
    （ｅ）前記第一焦点設定に対する所定量の焦点はずれを表す第二焦点設定を選択するステップと、
    （ｆ）前記目標パターンおよび前記第二焦点設定に基づいて第二干渉マップを決定するステップと、
    （ｇ）前記第二干渉マップに基づいて、描像すべき前記形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な配置を表す第二シーディングサイトを決定するステップと、
    （ｈ）前記第一シーディングサイトおよび前記第二シーディングサイトの両方を含む形状を有する補助形態を生成するステップとを含むコンピュータプログラム製品。
11. 前記第一焦点設定が、目標パターンを描像するために最適な焦点設定を表す、請求項１０に記載のコンピュータプログラム製品。
12. 前記補助形態は、前記補助形態が前記基板上に描像されないようなサイズを有する、請求項１０に記載のコンピュータプログラム製品。
13. さらに、前記目標パターン内に追加の補助形態を配置するステップを含み、前記追加の補助形態がそれぞれ、ステップ（ｂ）からステップ（ｈ）を実行することによって生成される、請求項１０に記載のコンピュータプログラム製品。
14. 前記干渉マップが、描像すべき前記形態の少なくとも１つと前記少なくとも１つの形態に隣接する場の区域との間で強め合う干渉の区域と弱め合う干渉の区域を画定する、請求項１０に記載のコンピュータプログラム製品。
15. さらに、
    前記補助形態の最高像強度レベルを決定するステップを含み、前記最高像強度が、前記基板に前記補助形態を描像しないことになる描像強度を画定し、さらに、
    前記補助形態に関連する像強度レベルが、前記最高像強度レベルと等しいか、それより低くなるように、前記補助形態のサイズを調節するステップを含む、請求項１０に記載のコンピュータプログラム製品。
16. さらに、
    前記基板に前記補助形態を描像しないことになる描像強度を画定する最高像強度レベルを決定するステップと、
    前記補助形態が、前記最高像強度レベルより低い描像強度レベルを有するように、前記各補助形態のサイズを最初に決定するステップと、
    前記各補助形態に関連する像強度レベルが、前記最高像強度レベルと等しいか、それより低くなるように、前記補助形態それぞれのサイズを調節するステップとを含む、請求項１３に記載のコンピュータプログラム製品。
17. コンピュータによって読み取り可能な記録媒体、リソグラフィ描像プロセスで使用するために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に記録媒体に記録された手段を有するコンピュータを制御するコンピュータプログラム製品であって、ファイルの生成が、
    （ａ）基板上に描像すべき形態を有する所望の目標パターンを獲得するステップと、
    （ｂ）前記目標パターンおよび前記第一焦点設定に基づいて第一干渉マップを決定するステップと、
    （ｃ）描像すべき複数の前記形態それぞれの干渉の大きさを決定するために前記干渉マップを解析するステップと、
    （ｄ）所与の形態に対応する前記干渉の大きさが、所定の干渉値より大きいか小さいかに基づいて、描像すべき前記複数の形態のそれぞれを強い形態または弱い形態にカテゴリ化するステップとを含むコンピュータプログラム製品。
18. 所与の形態の干渉の大きさが、干渉マップ上にある所与の形態の位置における干渉のレベルによって決定され、
    （ｄ）前記第一干渉マップに基づいて、描像すべき形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な位置を表す第一シーディングサイトを決定するステップと、
    （ｅ）前記第一焦点設定に対する所定量の焦点はずれを表す第二焦点設定を選択するステップと、
    （ｆ）前記目標パターンおよび前記第二焦点設定に基づいて第二干渉マップを決定するステップと、
    （ｇ）前記第二干渉マップに基づいて、描像すべき前記形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な配置を表す第二シーディングサイトを決定するステップと、
    （ｈ）前記第一シーディングサイトおよび前記第二シーディングサイトの両方を含む形状を有する補助形態を生成するステップとを含む、請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。
19. デバイス製造方法であって、
    （ａ）少なくとも部分的に放射線感光性材料の層で覆われた基板を提供するステップと、
    （ｂ）描像システムを使用して放射線の投影ビームを提供するステップと、
    （ｃ）投影ビームの断面にパターンを与えるためにマスク上のパターンを使用するステップと、
    （ｄ）放射線のパターン形成したビームを放射線感光性材料の層の目標部分に投影するステップとを含み、
    ステップ（ｃ）において、前記マスクが、
    前記基板に描像すべき形態を有する所望の目標パターンを獲得するステップと、
    前記マスクを描像する場合に使用する第一焦点設定を決定するステップと、
    前記目標パターンおよび前記第一焦点設定に基づいて第一干渉マップを決定するステップと、
    前記第一干渉マップに基づいて、描像すべき形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な配置を表す第一シーディングサイトを決定するステップと、
    前記第一焦点設定に対する所定量の焦点はずれを表す第二焦点設定を選択するステップと、
    前記目標パターンおよび前記第二焦点設定に基づいて第二干渉マップを決定するステップと、
    前記第二干渉マップに基づいて、描像すべき前記形態に対する前記マスク内の補助形態の最適な配置を表す第二シーディングサイトを決定するステップと、
    前記第一シーディングサイトおよび前記第二シーディングサイトの両方を含む形状を有する補助形態を生成するステップとを含む方法によって形成されるデバイス製造方法。