JP2010146024A - デバイスレイアウトを用いるｎａ−シグマ露光設定および散乱バーｏｐｃの同時最適化の方法、プログラム製品、および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ターゲットレイアウトに基づきリソグラフィシステムの開口数（「ＮＡ」）およびシグマを最適化する方法、プログラム製品、および装置を開示する。
【解決手段】 ピッチ分析またはインターバル分析が実行されてデザインにおける臨界ピッチの分布を識別する。該ピッチ分析あるいはインターバル分析に基づき臨界密集ピッチが識別される。臨界フィーチャがバイアス調整により、またはバイアス調整なしでプリントするよう、ＮＡ、シグマ−イン、シグマ−アウトのパラメータが最適化される。臨界密集フィーチャ以外のフィーチャに対してＯＰＣに基づいて調整がなされ、リソグラフィ装置設定はさらに相互に最適化される。従って、リソグラフィ装置設定はどのようなパターンに対してもＯＰＣと同時に最適化される。
【選択図】 図２

Description

（優先権の請求）
本特許出願、およびこれより公布するあらゆる特許は、２００３年６月３０日に出願された米国仮特許申請番号６０／４８３，１０２、発明の名称“A method and program product of simultaneous optimization for NA-Sigma exposure settings and scattering bars OPC using a device layout”（「デバイスレイアウトを用いるＮＡ−シグマ露光設定および散乱バーＯＰＣの同時最適化の方法およびプログラム製品」）より優先権を請求するものであり、これの全体内容は、本明細書に含むものとする。

本技術分野は総括的には、リソグラフィ装置設定を最適化する、および光近接補正（ＯＰＣ）を最適化するマイクロリソグラフィの方法、プログラム製品、および装置に関する。

リソグラフィ投影装置は例えば、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。そして、放射線感光材料（レジスト）の層が塗布された基板（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から成る）にこのパターンを像形成することが出来る。一般的に、シングルウェハは、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全体ネットワークを含んでいる。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。こうした装置は一般的にウェハステッパと称されている。ステップアンドスキャン装置と称される別の装置では、所定の基準方向（「スキャニング」方向）にマスクパターンを投影ビーム下で順次にスキャニングし、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行にスキャニングすることにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影装置は倍率係数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するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号から得ることが出来る。

リソグラフィ投影装置を使用する製造工程において、マスクパターンは少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に像形成される。この像形成ステップに先立ち、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、ポストベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および像形成フューチャの測定／検査といったような他の工程を通る。この工程の配列は、例えばＩＣといったような素子の個々の層をパターン化するための基準として使用される。このようなパターン形成された層は、それから、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、全体工程、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、素子のアレイが基板（ウェハ）上に形成される。次に、これらの素子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。それから個々の素子は、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、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備えることが出来る。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）を有するタイプのものである。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工程が１つ以上のテーブルにて実行される。例えば、ツインステージリソグラフィ装置について、米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号において記載がなされているので、詳細は当該文献を参照されたい。

上記に該当するフォトリソグラフィマスクは、シリコンウェハ上に集積される回路部品に一致する幾何学的パターンから成る。こうしたマスクを作り出すために使用されるパターンはＣＡＤ（コンピュータ支援設計）を用いて生成され、その工程はしばしばＥＤＡ（コンピュータによる設計の自動化）に任される。ほとんどのＣＡＤプログラムは、機能性マスクを作り出すために予め規定された一式のデザインルールに従う。このようなルールは処理およびデザイン制限によって設定がなされる。例えば、回路デバイスもしくはラインが望ましからざる方法で相互作用しないよう、回路デバイス（ゲート、キャパシタ等）間、あるいは配線間のスペース許容値をデザインルールにて規定する。デザインルール制限は一般に「臨界寸法」（ＣＤ）に当たる。回路の臨界寸法はラインまたはホールの最少幅として、あるいは、２つのライン間、もしくは２つのホール間の最少スペースとして規定される。従い、設計される回路の全体サイズおよび密度はＣＤによって決定される。

当然ながら、集積回路製造における目標の１つは、ウェハ上に（マスクを介して）元の回路設計を忠実に再現することである。しかし、リソグラフ的に製造される構造のサイズが小さくなり、その構造密度が増すにつれ、マスク設計におけるコストと複雑さが益々増している。すなわち、半導体デバイスの性能向上が常に要求されるので、デザインルールの収縮速度が露光低波長化、および高開口数（ＮＡ）レンズの発達といったこれら両方の技術発展を、凌ぐ結果になっている。ゆえに、分解能向上技術は低K1システムにおいて不可欠である。この向上技術のタイプに、光近接補正（ＯＰＣ）およびリソグラフィ装置の最適化、特にNAおよびパーシャルコヒーレンスファクタ（シグマ）の最適化が含まれる。こうした技術は特定の近接効果を克服するのに有効である、しかしこれらはマニュアル（手作業）によって実行されている。

さらに、ＯＰＣ技術には、近接効果の補正を目的とした、元のマスクパターン上のサブリソグラフィのフィーチャのフィーチャバイアシングおよびその効果的な配置が含まれ、それによって最終的に転写される回路パターンを改善する。サブレゾルーション・アシスト・フィーチャ、あるいは散乱バーが光近接効果を補正する手段として使用されており、全体プロセスウィンドウを増すこと（すなわち、フィーチャが近接フィーチャに対して孤立しているか、密にパックされているかにかかわらず、規定ＣＤのフィーチャを一貫してプリントする能力）に有効であることが示されている。散乱バーは、（孤立した、あるいはそれほど密集していないフィーチャの）有効パターン密度をより密なものに変えるよう機能し、それによって、孤立した、あるいはそれほど密集していないフィーチャのプリンティングに関連する望ましからざる近接効果をなくす。

ＳＢを挿入する余裕のない中間ピッチフィーチャピッチに関して、光近接補正（ＯＰＣ）の一般的な方法は、プリントされるフィーチャ幅が意図する幅に近づくようにフィーチャエッジを調整する（もしくはバイアスを用いる）ことである。サブレゾルーションフィーチャおよび／あるいはフィーチャバイアスの使用が光近接効果の最小化に有効であるようにするためには、所望の目標が達成される場合にサブレゾルーションおよび／またはフィーチャエッジの調整（バイアシング）を取り込むべくマスクデザインを修正するために、かなりの経験と、マスクデザインおよびプリンティング工程に関してのかなりの知識とを有するオペレータが必要である。実際に経験豊かなオペレータがこのタスクを実行する場合であっても、所望の修正を行うためにサブレゾルーションフィーチャを正確に配置する目的で試行錯誤の工程を行う必要がある。後にシミュレーションを繰返す、繰り返しのマスク修正を伴う試行錯誤は時間を消費し、かつコスト高の工程となる。

前述の説明に基づいて、設計者がマスクパターンを最適化する体系的方法を作り上げる。図１３はこの体系的方法のフローチャートである。Ｓ２００において、デバイスレイアウトが試験され、臨界ピッチが識別される（Ｓ２０２）。それに応じ、所定のリソグラフィ装置に対して、ＮＡ、シグマアウター、およびシグマインナーのパラメータが調整される（Ｓ２０４）。これらのパラメータに基づいて所定マスクパターンに対して空中像がシミュレータにより生成され、所定パターンにおける顕著な近接効果を認識する。こうした効果は、マスクに対する散乱バー処理、パターン調整のためのＯＰＣ処理、あるいはこの両方の組み合わせによって達成される（Ｓ２０６）。依然、散乱バー処理および／あるいはＯＰＣ処理においても、最適化されたバイアスおよびＯＰＣ処理はなおもＮＡ、シグマアウター、およびシグマインナーといったような所定のリソグラフィ装置のパラメータに依存する。変更を行う場合には、マスクに対しこのルーチンを繰り返さなくてはならない。しばしば、この試行錯誤は所定のマスクに対してマニュアル作業で完璧に行うために、非常に時間を消費するものであり、かつ、リソグラフィ装置のパラメータをマニュアル調整して、光近接効果に対処する様々な処理を実行する設計者のスキルに主に依存している。

従い、リソグラフィ装置のパラメータを最適化することの可能な、かつOPCを用いてバイアスを最適に構成することの可能な方法およびルーチンを作り出す必要がある。

本開示のコンセプトは、リソグラフィ装置設定を最適化し、かつ、これらの設定に基づいて、基板表面に形成されるパターンに対する光近接補正（ＯＰＣ）を最適化する方法およびプログラム製品を含む。このステップには、臨界密集ピッチを認識して第一臨界フィーチャと第二臨界フィーチャと対応するステップと、臨界フィーチャに対する最適なリソグラフィ装置設定を判断するステップと、臨界フィーチャの分析に基づいてＯＰＣを実行するステップと、他の臨界フィーチャにＯＰＣ調整を行うステップと、他の臨界フィーチャに対してリソグラフィ装置設定を最適化するステップとを含む。好都合にＯＰＣおよびリソグラフィ装置設定は相互に最適化され得る。

本開示のコンセプトにはさらに、リソグラフィ装置設定を最適化し、かつ、これらの設定に基づいて基板表面に形成されるパターンに対する光近接補正（ＯＰＣ）を最適化する装置を含む。該装置は、投影ビームを供給する放射線システム、放射線の投影ビームを受け取り、調整された放射線ビームをマスクの部分に投影する照明装置を含む。該照明装置はプリセットシグマ−アウターおよびプリセットシグマ−インナーパラメータを有する。また、投影システムは基板の目標部分にマスクの対応する照射部分を結像するための開口数（“ＮＡ”）を有する。ＮＡ、プリセットシグマ−アウター、プリセットシグマ−インナー、およびＯＰＣは、臨界フィーチャを含む、パターンにおける複数のフィーチャに対して相互に最適化される。

該装置はさらに、複数のフィーチャにおける臨界フィーチャと非臨界フィーチャを認識し、臨界フィーチャがバイアス調整なしでプリントするよう、最適ＮＡ、プリセットシグマ−アウター設定、およびプリセットシグマ−インナー設定を判断し、臨界フィーチャ分析に基づいてＯＰＣを実行し、非臨界フィーチャにＯＰＣ調整を行い、そして、他のフィーチャに対しＮＡ、プリセットシグマ−アウター設定、およびプリセットシグマ−インナー設定を最適化することによって、プリセットＮＡ、プリセットシグマ−アウター、およびプリセットシグマ−インナーのパラメータを決定するように構成されたコンピュータシステムを含む。

添付の図面との関連における次の詳細説明により、前述のフィーチャおよび他のフィーチャ、態様、および本開示の長所がより明らかとなろう。

典型的なリソグラフィ投影装置を示したものである。 露光設定およびＳＢ処理を最適化するための典型的なフローチャートである。 基板の表面に形成される典型的なパターンあるいはそれの部分を示したものである。 図３より示されたパターンになされるピッチ分析の典型的な図表を示したものである。 本開示の新規なコンセプトに基づいて最適化された典型的なターゲットパターンを示したものである。 臨界ピッチに対して最適化された露光設定を有するターゲットパターンのプロセスウィンドウを示したものである。 図５に示された複数のカットラインのプロセスウィンドウを示したものである。 ＣＤ均一性分布を示したものである。 図５に示された複数のカットライン、およびＣＤ値のプロセスウィンドウを示したものである。 新たに最適化された露光設定および複数のフィーチャに対するＯＰＣに基づいた複数のカットラインのプロセスウィンドウを示したものである。 新たに最適化された露光設定に基づく複数のカットラインのＣＤ均一性分布を示したものである。 新たに最適化された露光設定および複数のフィーチャに対するＯＰＣに基づいた複数カットラインのプロセスウィンドウおよびＣＤ値を示したものである。 従来技術による露光設定およびＳＢ処理を最適化するためのフローチャートである。

図１は、本明細書において論じるコンセプトに従った使用法に好適なリソグラフィ投影装置１を示したものである。この装置は、
− この具体的な実施例において放射線システムが放射線源ＬＡも備えた、放射線の投影ビームＰＢを供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、
− マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダーを備え、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、レジスト塗布シリコンウェハ）を保持する基板ホルダを備え、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）に像形成する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、屈折システム、反射光学システム、あるいは反射屈折光学システム）とにより構成されている。投影システムは調整可能な開口数（「ＮＡ」）を有する。

ここで示しているように、この装置は透過タイプ（すなわち透過マスクを有する）である。しかし、一般的には、例えば（反射マスクを有する）反射タイプのものも可能である。あるいは、本装置はマスクを使用する代わりに他の種類のパターニング手段を使用することも可能である。そうした例にはプログラム可能ミラーアレイあるいはＬＣＤマトリクスを含む。

ソースＬＡ（例えば水銀ランプあるいはエキシマレーザ）は放射線のビームを作り出す。このビームは、直接的に、あるいは、例えばビームエキスパンダＥｘといったようなコンディショニング手段を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部かつ／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒに相当する）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、照明装置ＩＬは一般的に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビーム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１に関して、ソースＬＡはリソグラフィ装置のハウジング内にある（これは例えばソースが水銀ランプである場合に多い）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。この場合、ソースＬＡが作り出す放射線ビームは（適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオは、ソースＬＡがエキシマレーザ（例えばＫｒＦ、ＡｒＦ、あるいはＦ_２レージングに基づく）である場合に多い。本明細書において論じる実施形態は少なくともこれら両方のシナリオを網羅するものである。

続いてビームＰＢはマスクテーブル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を横断し、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段（および干渉計測手段ＩＦ）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、第一位置決め手段は、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、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ように使用可能である。一般的に、オブジェクト・テーブルＭＴおよびオブジェクト・テーブルＷＴの運動は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）にて行われる。これについては図２８に明示を行っていない。しかし、ウェハステッパの場合（ステップアンドスキャン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。

ここに表した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
− ステップモードにおいて、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。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により照射され得る。
− スキャンモードにおいて、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。

本明細書に開示するコンセプトは、サブ波長フィーチャを結像するための一般的な結像システムをシュミレートするか、または数学的にこれをモデルにしており、より小さくなっていくサイズの波長を作り出すことの可能な先端結像技術によって特に有益となる。既に使用されている先端技術には、ＡｒＦレーザの使用による１９３ｎｍ波長、そしてフッ素レーザの使用によって１５７ｎｍ波長さえも生成可能な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、シンクロトロンを使用することによって、あるいは、この範囲の光子を作り出す目的にて高エネルギー電子を有する材料（固体かプラズマのいずれか）を当てることによって２０−５ｎｍの範囲内の波長を作り出すことが可能である。ほとんどの材料はこの範囲内にて吸収性があることから、照明はモリブデンとシリコンのマルチスタックによる反射ミラーを用いて照明が行われる。マルチスタックミラーは、各層の厚さが１／４波長であるモリブデンとシリコンの４０層のペアを有する。さらに小さい波長でさえもＸ線リソグラフィによって作り出すことが可能である。一般にはシンクロトロンを用いてＸ線波長を作り出す。ほとんどの材料はＸ線波長で吸収性があることから、吸収材料の一薄片が、フィーチャがプリントする箇所（ポジティブレジスト）、またプリントしない箇所（ネガティブレジスト）を明確にする。

図２は、ＮＡ、シグマアウト、およびシグマインナーといったようなリソグラフィ装置設定を最適化するための、かつ最適化されたそうした設定に基いてＯＰＣ処理を施すための典型的な工程系統図である。ステップ１００において（以降、ステップをＳと省略する）、基板表面に形成されるパターンもしくはそれの部分（以降、「選択されたデザイン」とする）は分析のために選択され、そして、インターバルあるいはピッチ分析が選択されたデザインに実行される。

インターバルは、１つのフィーチャのエッジから他のフィーチャの他のエッジまでの距離と定義される。ピッチはインターバル＋フィーチャ幅として定義される。言い換えると、インターバルは２つのフィーチャ間の距離に関連するものであるのに対し、ピッチは２つのフィーチャ間の距離＋各フィーチャの幅に相当する。本出願にて用いられているように、かつ、従来技術において分かるように、設計において臨界密集ピッチは最少ライン幅およびインターバルに当たる。

インターバルあるいはピッチの分析（Ｓ１００）には、選択されたデザインにおけるインターバルあるいはピッチ分布の認識を伴う。ピッチはライン幅とインターバルとを含むことから、また、ＩＣ設計において最少ライン幅はデザインルールにより規定されることから、インターバル分析の結果をピッチ分析による結果に容易に転用が可能である。この逆もまた同様である。よって、説明を簡略化するため、次にインターバル分析について説明を行う。しかしながら、本開示はインターバル分析を制限するものではない。

図３は典型的な選択されたデザインを示したものである。しかし、本明細書に記載されているインターバルおよびピッチは、図示の選択されたデザインに制限されるものではなく、コンタクトホールを組み込んだ他のデザイン、もしくは、ラインおよびコンタクトホールを取り入れた他のデザインを含み得る。インターバルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦは異なる数値のインターバルを表す。図３に示されたインターバルＡ−Ｆを認識するためのインターバル分析（Ｓ１００）の実行には、数多くある方法のうちのいずれかを使用することが可能である。該方法には、選択されたデザインをマニュアルにて検査し、各インターバルを認識し、その値を判断する方法も含まれる。おそらくより簡単な技術ではマスクシミュレーションプログラムの使用を伴う。そうした典型的なソフトウェアプログラムにはＡＳＭＬ Ｍａｓｋｔｏｏｌｓ社によるＭＡＳＫＷＥＡＶＥＲがあり、これは選択されたデザインを試験し、類似のインターバルを認識、分類することが可能である。

Ｓ１０２において、臨界密集ピッチが認識される。説明の目的にて、インターバルＡが臨界密集ピッチ、すなわち結合した最少のインターバルとライン幅に相当すると仮定する。従って、フィーチャ３０は臨界フィーチャに当たる。

Ｓ１０４において、バイアス調整の必要なしに臨界フィーチャ３０がプリントするまでリソグラフィ装置設定が繰り返し調整される。バイアス調整を行い、あるいはバイアス調整を行わずに臨界フィーチャをプリントさせるよう、ＮＡおよびシグマ（シグマ−アウターおよびシグマ−インナー）を調整することが可能であることを本発明者は発見した。言い換えると、臨界フィーチャに対するバイアス調整は光近接効果をより悪化させ、かつ、しばしば実行が困難であることは周知である。ＯＰＣ分析によって特定されたバイアスＢ_Ａを調整する（すなわちフィーチャ３０のフィーチャジオメトリを変える）代わりに、バイアス調整を行い、あるいはバイアス調整を行わずにフィーチャ３０がプリントするようにリソグラフィ装置設定（すなわち、露光量、ＮＡ、シグマ−アウター、およびシグマ−インナー）を調整する。利用可能スペースによっては臨界フィーチャへのバイアス調整量がしばしば制限されることから、リソグラフィ装置設定の調整は臨界フィーチャをプリントさせるための簡単な方法である。

ＮＡおよびシグマを調整する方法はリソグラフの従来技術において公知である。おそらく、これらパラメータを調整する最良の方法は、臨界フィーチャがプリントするように最適なＮＡおよびシグマを自動的に判断する、ＡＳＭＬ ＭａｓｋＴｏｏｌｓ社によるＬｉｔｈｏｃｕｒｉｓｅｒといったようなシミュレーションソフトウェアパッケージを使用して行うことであろう。勿論、熟達したリソグラファであれば、臨界フィーチャをプリントするための適切な露光量を決定するまで、これらのパラメータを繰り返しマニュアル調整することが可能であろう。いずれにしても、フィーチャ３０のプリントにバイアス調整Ｂ_Ａを必要としないようにＮＡ_{ｏｐｔｉｍａｌ}、ｓｉｇｍａ−ｏｕｔｅｒ_{ｏｐｔｉｍａｌ}、ｓｉｇｍａ−ｉｎｎｅｒ_{ｏｐｔｉｍａｌ}といったような最適なリソグラフィ装置パラメータが決定される。

１つ以上のピッチが認識される場合、「ほとんどの」臨界フィーチャは認識され、かつ、ほとんどの場合、最少ピッチに一致する。そして最適な露光量パラメータが決定される。他の臨界ピッチはバイアスＢを調整することで解決される。

Ｓ１０６において、導き出された試算に従い散乱バー（ＳＢ）配置、ＳＢ幅、およびバイアスがインターバルごとに決定される。この技術は従来技術において周知であり、一般的にはリソグラファが所定インターバルに対するＳＢ幅および配置を選択して、このインターバルに基づいてフィーチャバイアスを判断する必要がある。ＡＳＭＬ ＭａｓｋＴｏｏｌｓ社によるＬｉｔｈｏｃｕｒｉｓｅｒといったようなシミュレーションソフトウェアにてこうした試算が可能である。

典型的な表１に示すようにＳ１０６の試算結果が集計される。従い、各ＳＢのサイズ、配置、および長さがバイアス調整と共に集計表で示されている。

Ｓ１０８において、Ｓ１０６において導き出された試算に基づいて図３の選択されたデザインに対して、インターバルＡ−Ｆのルールを生成するＯＰＣ分析がなされる。ＯＰＣ分析からＳＢルールを生成する技術はリソグラフィ技術において周知であり、既知のリソグラフィ装置パラメータの入力を必要とする。これらのパラメータには、図１に関連して論じたリソグラフィ装置のレンズの開口数（「ＮＡ」）、シグマ−アウター、およびシグマ−インナーを含む。光近接効果の分析に基づき、ＳＢ配置（ｘ、ｙ）、ＳＢ幅（Ｗ）、ＳＢ長（Ｌ）、ＳＢの数、およびインターバルごとのバイアス調整（Ｂ）を規定するＯＰＣルールがインターバルごとに生成される。ＯＰＣ分析の結果は表２に示すように集計される。インターバルＡに当たる臨界フィーチャ３０にはバイアス調整を行う必要はない。

図４は、図３の選択されたデザインに対して生成された典型的なヒストグラムである。ｘ軸はインターバルＡ−Ｆを示し、ｙ軸は各インターバルＡ−Ｆの頻度を示している。好都合に、このチャートは、インターバルごとのＳＢ配置（ｘ、ｙ）、ＳＢ幅（Ｗ）、ＳＢ長（Ｌ）、ＳＢの数、およびバイアス調整（Ｂ）を最適化するための、デザインにおけるインターバル量を認識する。この分析なしには、熟練したリソグラファであっても、ウェハに正確にプリントするためにデザイン上重要なインターバルのいくつかを見落とすことがある。

Ｓ１１０において、臨界フィーチャ３０以外のフィーチャにもＯＰＣ調整が実行される。ＯＰＣ調整を行う技術は従来技術において周知である。よって説明は簡単に行う。

デザインに他のフィーチャ（臨界フィーチャを含む）を考慮に入れると、実際のプロセスウィンドウは実質上小さくなることを本発明者は発見した。従い、リソグラフィ装置設定およびＯＰＣ処理のさらなる向上は複数フィーチャのプロセスウィンドウを増すことを本発明者は発見した。

Ｓ１１０において、臨界フィーチャ以外のフィーチャにＯＰＣ調整が実行され、そうしたフィーチャ３２が図３に示されている。これらの調整はフィーチャ３２のコスト関数分析によってなされる。

等式１は、最適なバイアス値を判断するために、予測臨界寸法（ＣＤ）とターゲットＣＤとの差あるいは偏差を係数とするコスト関数である。最適なバイアス値を判断するために他のコスト関数を用いることも可能である。しかし、等式１は変化度に基づいた方式に有効である。

ここで、ｂ_０，ｂ_１，．．．ｂ_ｎはバイアス値に当たる。△Ｅ_ｉはターゲットＣＤと予測ＣＤとの偏差に当たり、
はサンプル数に当たり、Ｎは、チップ挙動の平均的なケースおよび最悪のケースについて解を出すのに用いられる測定基準である。

等式１は最も悪いケースの挙動の解を出す（Ｎは高い値に設定される）。一般的に設計者はＮ＝４を選択するが、他の値を使用することも可能である。最も悪いケースの挙動の解を出すことによって、チップ故障（例えばブリッジによって生じる）はかなり回避される。等式１によると、高い値（Ｃ_１）になるに従い、次第にチップ設計における悪いケースの挙動となる。ゆえに、等式１は、Ｃ_１が最小であるバイアス値（ｂ_０，ｂ_１，．．．ｂ_ｎ）について解を出すべきである。

次に、ＳＢが最適化される。等式２は最適な散乱バー配置を判断するコスト関数を表す。

ここで、ｄ_０ ^１，ｄ_１ ^１，．．．ｄ_ｎ ^１は特定のインターバルにおけるＳＢ_１距離（フィーチャのエッジから画定される）に当たる。ｄ_０ ^２，ｄ_１ ^２，．．．ｄ_ｎ ^２はインターバルにおけるＳＢ_２距離（フィーチャのエッジから画定される）に当たる。
はサンプル数に当たり、Ｎは、チップ挙動の平均的なケースおよび最悪のケースについて解を出すのに用いられる測定基準である。

等式１と同様、等式２も最も悪いケースの挙動について解を出す（Ｎは高い値に設定される）。一般的に、設計者はＮ＝４を選択するが、他の値を使用することも可能である。最も悪いケースの挙動の解を出すことによって、チップ欠陥はかなり回避される。等式２によると、高い値（Ｃ_２）になるに従い、次第にチップ設計における悪いケースの挙動となる。ゆえに、等式２は、Ｃ_１が最小である距離値ｄ_０ ^１，ｄ_１ ^１，．．．ｄ_ｎ ^１およびｄ_０ ^２，ｄ_１ ^２，．．．ｄ_ｎ ^２について解を出すべきである。

Ｓ１１０のＯＰＣ調整の結果を表３に示している。Ｓ１１０により、“［ｖａｌｕｅ］”は最適値を表すものと仮定する。

Ｓ１１２において、ＯＰＣ調整が十分であるかどうかが判断される。従来技術の１つによりこの判断を行うことが可能である。新たに最適化された設定でプロセスウィンドウの増加を確かめることにより、Ｓ１１０におけるＯＰＣ調整が十分か否かを考察する。また、リソグラファは全体設計におけるターゲットプロセスウィンドウを設定し得る。例えば、設計者は臨界フィーチャ３０のみを考慮に入れて、複数フィーチャのターゲットプロセスウィンドウを、プロセスウィンドウの少なくとも７５％の領域になるように設定するか、もしくは特定のフォーカス深度（ＤＯＦ）をある特定の値の露光寛容度（ＥＬ）にて規定することが出来る。

ＯＰＣ処理が十分ではないと判断される場合、リソグラフィ装置設定は、ステップＳ１１０においてＯＰＣ調整されたマスクデザインに基づいてさらに最適化される。新たに選択されたフィーチャについても、Ｓ１０８およびＳ１１０は十分なＯＰＣ処理を達成するまで繰り返される。ただ臨界フィーチャのリソグラフィ装置設定を最適化するのではなく、リソグラフィ装置設定は複数フィーチャ（すなわち全体マスクデザイン）に対して最適化される。

（例）
図５は典型的なターゲットパターンである。参照番号５０は臨界フィーチャ（３２０ｎｍの臨界ピッチに当たる）を示しており、参照番号５２および５４は臨界フィーチャ以外の他の半孤立フィーチャを示している。臨界フィーチャ５０はＳ１００およびＳ１０２（図２）に従って認識された。図５の典型的なパターンは、表４に記載のパラメータを有するクエーサー照明を用いて照射される。

Ｓ１０６（図２）において、リソグラフィ装置設定が臨界フィーチャ５０に対して最適化される。表５はＳ１０６に基づいて最適化されたパラメータ、および対応するプロセスウィンドウエリアを表に示したものである。

図７は図５において示された複数のカットライン５０、５２、５４のプロセスウィンドウ７０を図示したものである。カットライン５０に加えて、複数カットラインが考慮されると、図６のプロセスウィンドウ６０に比較しプロセスウィンドウ７０はサイズが減少する。実際に、プロセスウィンドウ６０の領域は３２３．６４９１８（ｎｍｘｍｊ／ｃｍ^２）に激減する。

図８および図９は、露光設定および焦点を変化させるリソグラフィ装置のローバスト性を図示したものである。理想的には、どのような変化も臨界寸法の調整仕様内にてその対応変化を生ずるべきである。しかし、図８において分かるように、ＣＤは、露光設定および焦点の変化に応じて二様となり、仕様外となるＣＤ値がある。これは、図９でも示されているように、プロセスウィンドウ７０外のオペレーションによって生じる。さらに、図９のグラフには、露光設定と焦点の変化に応じた複数のＣＤ値であがプロットされている。理想的には、ＣＤ値はプロセスウィンドウ７０内にとどまるべきである。これはそうでない場合であることが容易に理解できる。これは、臨界フィーチャ５０を含む複数のフィーチャに対し露光設定およびＯＰＣ調整を相互に最適化することにより、本開示のコンセプトが解決する問題の１つである。図８および図９はS１１２において判断された十分ではないＯＰＣ調整を図示したものである。

Ｓ１１０に戻って、臨界フィーチャ５０以外のフィーチャにＯＰＣ調整がなされる。この例において、ＯＰＣ調整は他のフィーチャ５２、５４に基づいてなされる。従い、Ｓ１０８−Ｓ１１４から成るフィードバックループ分析は２回循環する。当然ながら、Ｓ１１０では他のフィーチャ５２、５４にＯＰＣ調整を実行する。

図１０は、臨界フィーチャ５０を含む複数のフィーチャ５０、５２、５４に対して相互に最適化された露光設定およびＯＰＣのプロセスウィンドウの主要図である。表６はその対応する最適化された露光設定を表に示したものである。複数のフィーチャに応じて露光設定およびＯＰＣ調整を相互に調整することにより、プロセスウィンドウエリアは、プロセスウィンドウ（図７）に比較してほぼ３００％まで増加した。

図１１および図１２は、露光設定および焦点を変化するリソグラフィ装置の最適なローバスト性を図示したものである。もう一度述べると、どのような変化も臨界寸法内においてその対応変化を生じるべきである。図１１から分かるように、露光設定および焦点が変わることで、ＣＤはある程度対称的に変わる。なぜならば、オペレーションが図１２にも示したプロセスウィンドウ１００内にあるからである。さらに、図１２のグラフにプロットされているのは、露光設定および焦点の変化に応じた複数のＣＤ値である。臨界フィーチャ５０を含む複数のフィーチャに対して、露光設定およびＯＰＣを相互に最適化することにより、ＣＤの変化はプロセスウィンドウ内となり、プロセスマージンを増す。

ソフトウェアは本開示のコンセプトの実行にあたって、それを履行するか、もしくはその実行を補助する。実行コードを含むプログラミングを必要とする、コンピュータシステムのソフトウェアの機能性は、上に記載の最適化技術を実行するのに用いられる。ソフトウェアコードは汎用コンピュータによって実行可能である。操作において、コードおよび、おそらく関連データレコードは汎用コンピュータのプラットフォームに格納される。しかし、別の際にはソフトウェアは他のロケーションに保存され、かつ／または移送されて適切な汎用コンピュータシステム内にローディングされる。従い、上記で論じた実施形態は、少なくとも１つの機械可読媒体により搬送される１つ以上のコードのモジュール形態の１つ以上のソフトウェア製品を必要とする。コンピュータシステムのプロセッサによるこのようなコードの実行により、基本的には本明細書で論じ、かつ図示の実施形態において実行される方法にて、プラットフォームによるカタログおよび／またはソフトウェアダウンロード機能の実行を可能にする。

本文において使用されている、コンピュータあるいは機械「可読媒体」は、プロセッサに実行のための命令を提供するのに関連した媒体である。このような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含む、しかしこれらに限定されない、他の多くの形態をとり得る。不揮発性媒体は、例えば、上記で論じたような、サーバプラットフォームの１つとして作動するコンピュータにおける何らかの格納装置といった、光ディスクあるいは磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、そうしたコンピュータプラットフォームの主メモリといったようなダイナミックメモリを含む。物理伝送媒体は、コンピュータシステム内のバスから成るワイヤを含めた、同軸ケーブル、すなわち、銅ワイヤおよび光ファイバを含む。搬送波伝送媒体は電気信号、電磁信号の形をとるか、もしくは、無線周波数（ＲＦ）かつ赤外線通信（ＩＲ）中に生成されるような音波もしくは光波の形をとる。ゆえに、コンピュータ可読媒体の共通の形態には、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、他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、他の光媒体を含み、かつ、パンチカード、紙テープ、孔パターンを有する他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、他のメモリチップあるいはカートリッジ、搬送波移送データあるいは命令、そうした搬送波を移送するケーブルあるいはリンク、あるいは、プログラミングコードおよび／またはデータのコンピュータ読み取りが可能な他の媒体といった一般にあまり使用されていないような媒体も含む。コンピュータ可読媒体のこうした形態の多くは１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行のためにプロセッサに伝えることに関与する。

以上、本発明の実施形態について詳細なる説明および図示を行ったが、本詳細説明は図説および例示の方法によってのみなされたものであり、制限を行う方法によるものではないことは明確に理解されよう。本発明の範囲は請求項の条項によってのみ制限される。

Claims (11)

1. （ａ）臨界密集ピッチを認識して第一臨界フィーチャと第二臨界フィーチャに該当するステップと、
   （ｂ）臨界フィーチャに対する最適なリソグラフィ装置設定を判断するステップと、
   （ｃ）臨界フィーチャの分析に基づいてＯＰＣを実行するステップと、
   （ｄ）他の臨界フィーチャにＯＰＣ調整を行うステップと、
   （ｅ）他の臨界フィーチャに対してリソグラフィ装置設定を最適化するステップとから成る、リソグラフィ装置設定を最適化し、かつ、基板の表面に形成されるパターンに対し光近接補正（ＯＰＣ）を最適化する方法。
2. リソグラフィ設定はレンズの開口数と照明装置のシグマから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. さらに、ＯＰＣ調整が所定の基準を満足させるまで、複数の臨界フィーチャに対してステップ（ｄ）とステップ（ｅ）を繰り返すステップから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. （ｆ）デザインにおける複数のインターバルあるいは複数のピッチを認識するステップと、
   （ｇ）複数のインターバルにおける類似インターバルを分類する、あるいは複数のピッチにおける類似ピッチを分類するステップと、
   （ｈ）最も多く発生するインターバルまたはピッチを判断するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 少なくとも１つの機械可読媒体により移送可能な実行可能コードから成るコンピュータプログラム製品において、少なくとも１つのプログラム可能コンピュータによるコード実行によって、少なくとも１つのプログラム可能コンピュータに、
   （ａ）臨界密集ピッチを認識して第一臨界フィーチャと第二臨界フィーチャに該当するステップと、
   （ｂ）臨界フィーチャに対する最適なリソグラフィ装置設定を判断するステップと、
   （ｃ）臨界フィーチャの分析に基づいてＯＰＣを実行するステップと、
   （ｄ）他の臨界フィーチャにＯＰＣ調整を行うステップと、
   （ｅ）他の臨界フィーチャに対してリソグラフィ装置設定を最適化するステップとから成る、リソグラフィ装置設定を最適化し、かつ、基板の表面に形成されるパターンに対し光近接補正（ＯＰＣ）を最適化するステップのシーケンスを実行させることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
6. リソグラフィ設定はレンズの開口数と照明装置のシグマ_イン設定およびシグマ_アウト設定から成ることを特徴とする請求項５に記載のコンピュータプログラム製品。
7. さらに、ＯＰＣ調整が満足されるまで複数の臨界フィーチャに対してステップ（ｄ）とステップ（ｅ）を繰り返すステップから成ることを特徴とする請求項５に記載のコンピュータプログラム製品。
8. （ｆ）デザインにおける複数のインターバルあるいは複数のピッチを識別するステップと、
   （ｇ）複数のインターバルにおける類似インターバルを分類する、あるいは複数のピッチにおける類似ピッチを分類するステップと、
   （ｈ）最も多く発生するインターバルまたはピッチを判断するステップをさらに有することを特徴とする請求項５に記載のコンピュータプログラム製品。
9. 投影ビームを供給する放射線システムと、放射線の投影ビームを受け取り、調整された放射線ビームをマスクの部分に投影する、プリセットシグマ−アウターおよびプリセットシグマ−インナーのパラメータを有する照明装置と、基板の目標部分にマスクの対応する照射部分を結像するための開口数（“ＮＡ”）を有する投影システムとから成り、ここで、ＮＡ、プリセットシグマ−アウター、プリセットシグマ−インナー、およびＯＰＣは、臨界フィーチャを含む、パターンにおける複数のフィーチャに対して相互に最適化されることを特徴とする、リソグラフィ装置設定を最適化し、かつ、基板の表面に形成されるパターンに対し光近接補正（ＯＰＣ）を最適化する装置。
10. （ａ）複数のフィーチャを含む臨界フィーチャと非臨界フィーチャを認識し、
    （ｂ）臨界フィーチャがバイアス調整なしでプリントするよう、最適ＮＡ、プリセットシグマ−アウター設定、およびプリセットシグマ−インナー設定を決定し、
    （ｃ）臨界フィーチャ分析に基づいてＯＰＣを実行し、
    （ｄ）非臨界フィーチャにＯＰＣ調整を行い、
    （ｅ）非臨界フィーチャに対してＮＡ、プリセットシグマ−アウター設定、およびプリセットシグマ−インナー設定を最適化することから成るステップによって、プリセットＮＡ、プリセットシグマ−アウター、およびプリセットシグマ−インナーのパラメータを決定するように構成されたコンピュータシステムをさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. ＯＰＣ調整が満足されるまで、複数の非臨界フィーチャに対してステップ（ｄ）とステップ（ｅ）を繰り返すステップをさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。