JP2011150333A - モデルベースのサブ解像度補助パターン（ｍｂ−ｓｒａｆ）の改良された生成及び配置のために信号強度を高めるための方法及び装置 - Google Patents

モデルベースのサブ解像度補助パターン（ｍｂ−ｓｒａｆ）の改良された生成及び配置のために信号強度を高めるための方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】モデルベースのサブ解像度補助パターン（ＳＲＡＦ）の生成プロセス及び装置を開示する。
【解決手段】ＳＲＡＦガイダンスマップ（ＳＧＭ）は、ＳＲＡＦ多角形及びＳＧＭイメージに関する反復により得られる信号強度向上の結果として、最適化されたＳＲＡＦのセットを最終的に出力するために反復的に最適化される。前回の反復で生成されたＳＲＡＦは、次の回のＳＲＡＦのセットを生成するためにマスクレイアウトに組み込まれる。反復プロセスは、ＳＲＡＦのセットが所望のプロセスウィンドウを与えるとき、または予め定義されたプロセスウィンドウ条件が満たされるときに、終了される。各種のリソグラフィ応答を表す各種のコスト関数が最適化プロセスのために予め定義されていてもよい。
【選択図】図８Ａ

Description

本発明は、概してフォトリソグラフィのための解像度向上技術に関し、より具体的にはモデルベースのサブ解像度補助パターンの生成及び操作のためのシステム及び方法に関する。
集積回路業界は、低コストでデバイス機能の増大を推進することにより、その発端以来、著しい成長率を維持してきた。この成長を可能にする主な要因の１つは、集積回路パターンの一部として形成可能な最小フィーチャサイズを着実に減少させる光リソグラフィの能力であった。フィーチャサイズ及びコストの着実な低下と、それに対応して回路あたりにプリントされるフィーチャ密度の増加は、一般に、「ムーアの法則」又はリソグラフィ「ロードマップ」と呼ばれる。
リソグラフィプロセスは、マスク又はレチクル上にマスタイメージを作成すること（マスクとレチクルは本明細書では区別なく使用される）と、ウェーハ上にトランジスタゲート、コンタクトなどの機能要素を画定するという設計意図に合致するパターンを作成するためにレジストで覆われた半導体ウェーハ上にマスクからイメージを投影することを含む。設計仕様の範囲内でウェーハ上にマスタパターンが正常に再現される回数が多いほど、完成したデバイス又は「チップ」あたりのコストが低くなる。露光ツールの結像縮小率のためにマスクレベルパターンがウェーハレベルパターンより数倍大きくなる可能性があることを除いては、最近まで、マスクパターンはウェーハレベルでの所望のパターンのほぼ正確な複製であった。マスクは、典型的に、石英又はその他の透明基板に光吸収材料を成膜してパターンを与えることによって形成される。次にマスクは、「ステッパ」又は「スキャナ」として知られる露光ツール内に置かれ、そこで特定の露光波長の光がマスクを通ってウェーハ上に誘導される。光は、マスクの透明領域を透過するが、吸収層によって覆われた領域では所望の量だけ、典型的には９０乃至１００％の量だけ減衰される。マスクの一部の領域を通過する光は、所望の位相角だけ、典型的には９０度の整数倍だけ位相シフトすることもできる。露光ツールの投影光学系によって収集された後、結果として生じる空間像パターンがウェーハ上に集束される。ウェーハ上に所望のパターンを形成するためにウェーハ表面に成膜した感光材料（フォトレジスト又はレジスト）は光と相互作用をし、その下のウェーハの層に周知のプロセスにより機能的電気回路を形成するためにパターンは転写される。
近年、パターン形成されるフィーチャサイズは、ウェーハ上にマスクパターンを転写するために使用される光の波長より著しく小さくなっている。こうした「サブ波長リソグラフィ」へと向かうトレンドによって、リソグラフィプロセスにおいて十分なプロセスマージンを維持することの難しさが増している。波長に対するフィーチャサイズの比率が減少するにつれて、マスク及び露光ツールによって作成される空間像がコントラストと鮮明さを失う。この比率は、ｋ1ファクタによって定量化される。ｋ1ファクタは、露光ツールの開口数（ＮＡ）に最小フィーチャサイズＷfを掛けて波長λで割ったものとして定義される。すなわち、ｋ1＝ＮＡ・Ｗf／λである。露光波長を選択する際の実用上の柔軟性は限られており、露光ツールの開口数は物理的限界に近づいている。従って、デバイスフィーチャサイズを連続的に低減するには、リソグラフィプロセスにおけるｋ1ファクタをますます積極的に低減する必要があり、すなわち、光学結像システムの伝統的な解像限界で又はそれ以下で結像する必要がある。
低ｋ1リソグラフィを可能にするための新しい方法は、もはや最終ウェーハレベルパターンの正確なコピーではないマスク上のマスタパターンを使用している。マスクパターンは、パターン密度又はピッチの関数としてパターンフィーチャのサイズ及び配置に関して調整される場合が多い。その他の技法は、光近接効果補正又はＯＰＣとして知られるマスクパターンへの余分な角部（「セリフ」、「ハンマーヘッド」、及びその他のパターン）の追加又は削除、及びウェーハ上に再現する予定のないその他の形状の追加を含む。これらのプリントされない「補助パターン」の、これらはサブ解像度補助パターン（ＳＲＡＦ）又は散乱バーとしても知られるが、その唯一の目的は、「メインフィーチャ」のプリント能力を高めることにある。ＳＲＡＦは典型的にはメインフィーチャの近くに配置された小さいバーである（用語「バー」によりライン及びその他の形状を網羅する）。それによってフォーカスの変化及び／又はドーズの変化に対してメインフィーチャのプリント能力をよりロバストにする。これらの方法はしばしば解像度向上技術（ＲＥＴ）と総称される。ｋ1の減少につれて近接効果の大きさが劇的に増加する。現在のハイエンドの設計では、ますます多くのデバイスレイヤがＲＥＴを必要とし、ほとんどすべてのフィーチャエッジは、プリントされるパターンが適度に設計意図に似ることを保証するために、ある程度の調整を必要とする。こうした広範なＲＥＴの適用の実現及び検証は、詳細なフルチップコンピュータリソグラフィプロセスモデリングによってのみ可能になり、このプロセスは一般にモデルベースのＲＥＴと呼ばれる。
先進のマスクセットの製造コストは着実に増加している。現在そのコストは、先進デバイス用のマスクセットあたり１００万ドルをすでに超えている。加えて、ターンアラウンドタイムは常に重大な関心事である。その結果、リソグラフィ主導のＲＥＴ設計は、コストとターンアラウンドタイム両方の低減を支援するものであるため、半導体製造プロセスの不可欠な部分になっている。
リソグラフィプロセスが６５ｎｍノード以下（例えば２８ｎｍノード）に入ったので、最先端チップ設計は先進露光ツールで使用される光の波長より小さい最小フィーチャサイズを有する。ＳＲＡＦはＯＰＣ技法が良好な結果をもたらす場合でも不可欠なものになる。典型的にＯＰＣは、レジスト像（ＲＩ）輪郭が公称条件で設計目標に十分近くなるよう設計レイアウトを修正する。ところが、更に何らフィーチャを加えない場合には、プロセスウィンドウ（ＰＷ）はかなり小さい。より広域のデフォーカス範囲及びデルタドーズ範囲にわたってメインフィーチャのプリント能力を高めることによりリソグラフィプロセスにおいて十分なプロセスマージンを維持するためにＳＲＡＦが必要とされる。
広く用いられているＳＲＡＦを実装する１つの方法は、経験的な（手動の）ルールジェネレータを使用するルールベースのＳＲＡＦ配置である。この方法においては、異なるＳＲＡＦの形態をもつ複数のベンチマークテストパターンの組み合わせがウェーハにプリント（またはシミュレーション）される。クリティカルディメンション（ＣＤ）がそのウェーハで測定され、ＣＤの比較結果からＳＲＡＦ配置のための一連のルールが定められる。そうして、ある設計における各々のメインフィーチャセグメントについてのＳＲＡＦ配置にそれら一連のルールが使用される。経験的なルールベースのＳＲＡＦ配置には、異なる複数のメインフィーチャセグメントから導かれるＳＲＡＦ間の多くの矛盾を解決する効率的なメカニズムが必要とされる点に留意すべきである。
別に提案されるＳＲＡＦ生成法は、逆リソグラフィ技術に基づく。この方法におけるゴールは、目的関数（コスト関数とも呼ばれる）を最小にするマスクイメージを特定することにある。目的関数は、結果として得られる空間像と理想的な設計目標像との偏差と、さらに、設計目標端部位置での空間像強度と広範囲のデフォーカス条件及びデルタドーズ条件にわたる輪郭しきい値との偏差と、を含む。こうした非線形プログラム問題を解くには種々の反復法が使用され、局所最小解が特定される。
こうした方法はいくらかの成功を収めているが、それらの不利益な点により開発サイクルは遅らされ、使用範囲も制限されている。例えば経験的（手動）ルールジェネレータは次の欠点をもつ。テストパターンの数が限られている中で、あらゆる可能なパターン、空き領域、ライン幅を考慮に入れることができない。マスクを製造し、ウェーハにプリントし、ＣＤを測定するのは高コストでありかつ時間がかかる。プロセスウィンドウ全域にわたりＳＲＡＦの特性を測るのは困難である。ＳＲＡＦ間の矛盾を解くのが難しい。逆リソグラフィに基づく方法も複雑で時間がかかる。反復による収束がかなり遅い可能性があるからである。局所最適に収束しても各ピクセルが連続値を持つと、矩形形状パターンしかマスクの制限により製造可能でない場合には直接それを使用することができない。また、目的関数は空間像の全体で設計目標との偏差を含むが、実際のところより関心があるのは空間像の輪郭の忠実度である。メインフィーチャの相当に内側のまたは外側のピクセルに注目することは非生産的であるかもしれない。
二次元パターン形状を考慮に入れ所望のプロセスウィンドウに最適化する高速で効率的なＳＲＡＦ配置アルゴリズムを実現するためのコンピュータモデルが作成されている。この手法はモデルベースのサブ解像度補助パターン（ＭＢ−ＳＲＡＦ）法と呼ばれる。ＭＢ−ＳＲＡＦ法はＲＥＴ解法としてある適用分野例えば、トレンチ、コンタクト、ビアのプリント、２８ｎｍ技術ノードのための金属層のために実行されている。
いまのＭＢ−ＳＲＡＦアルゴリズムはＳＲＡＦ配置を導くために信号マッピング（すなわち、種々の位置での信号強度の測定）に依存している。この信号マップは、ＳＲＡＦガイダンスマップ（ＳＧＭ）としても知られるが、像コントラストの変化及びプロセスフォーカス微分の変化から導出される。ＳＧＭの生成の詳細は、参照により援用される係属中の米国特許公開第２００８／０３０１６２０号に見られる。その現在のＭＢ−ＳＲＡＦ法は初期ＳＧＭに基づくが、これはプロセスウィンドウに最適化されていない可能性がある。ＳＧＭを動的に最適化することができ、計算負荷を低減しつつ十分に大きいプロセスウィンドウを持つことのできる方法が必要とされている。
本発明の実施形態は、モデルベースのサブ解像度補助パターン（ＭＢ−ＳＲＡＦ）の生成及び配置のための方法を提供する。本発明の一態様によれば、ＳＲＡＦガイダンスマップ（ＳＧＭ）の信号強度が、最適化されたＳＲＡＦのセットを最終的に出力するために反復的に高められる。最適化されたＳＲＡＦの「セット」は１つまたは複数のＳＲＡＦを含んでもよい。前回の反復で生成されたＳＲＡＦ多角形は、次のＳＲＡＦのセットを生成するために使用される次の更新されたＳＧＭを生成するために、変更されたマスクレイアウトまたは変更されていないマスクレイアウトに組み込まれる。反復プロセスは、ＳＲＡＦのセットが所望のプロセスウィンドウ（ＰＷ）を与えるとき、または予め定義されたＰＷ条件が満たされるときに、終了される。リソグラフィ応答を表すコスト関数が最適化プロセスのために予め定義されている。
一実施形態においては、反復処理は、正確なＳＲＡＦ配置のために像信号を強化するために、漸進的に更新されたＳＧＭともとのマスクレイアウトとを使用する。他の一実施形態においては、反復処理は、信号強度及びＳＲＡＦ配置に更なる改善をなし得るために、漸進的に更新されたＳＧＭと、光近接効果補正（ＯＰＣ）により漸進的に更新されたマスクレイアウトとを使用する。
本発明の他の一態様によれば、上述のＭＢ−ＳＲＡＦ信号強化とＳＲＡＦ配置最適化方法とをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム製品が開示される。
本発明の更なる一態様によれば、マスクレイアウトにある１つまたは複数の目標パターンに関してサブ解像度補助パターン（ＳＲＡＦ）を配置するために信号強度を高めるための方法が開示される。この方法は、マスクレイアウトのために初期ＳＲＡＦガイダンスマップを生成することと、初期ＳＲＡＦガイダンスマップに従ってマスクレイアウトに１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置することと、１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットの少なくとも一部の数、位置、及び寸法の１つまたは複数を変更することと、初期ＳＲＡＦガイダンスマップにおける信号強度の向上を測定することと、更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを、向上された信号強度により生成することと、を含む。
本発明の実施形態は、既存のＳＧＭベースのＳＲＡＦ生成法を改善することにより、計算を駆使するその他の技術例えば逆リソグラフィ技術（ＩＬＴ）の代替となりかつより高速な解法を提供する。
本発明の実施形態が図面を参照して以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。この説明に用いられる参照符号は各図面において対応する部分を指し示す。
典型的なリソグラフィ投影装置を示す代表的なブロック図である。 リソグラフィシミュレーションモデルの機能モジュールを示す代表的なブロック図である。 「牛の目」照明源と方形コンタクトパッド目標パターンとに対応して生成される初期ＳＧＭ強度マップを模式的に示す図である。 「牛の目」照明源と方形コンタクトパッド目標パターンとに対応して本発明の方法が適用された後の最適ＳＧＭ強度マップを模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係り、方形コンタクトパッド目標パターンについてＳＲＡＦ信号強度及びＳＲＡＦ配置の正確性における改善を示すために、本発明の方法を適用する前のＳＲＡＦ配置の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、方形コンタクトパッド目標パターンについてＳＲＡＦ信号強度及びＳＲＡＦ配置の正確性における改善を示すために、本発明の方法を適用した後の改善されたＳＲＡＦ配置の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、方形コンタクトパッド目標パターンについてＳＲＡＦを使用して改善されたリソグラフィ応答を示す図である。 本発明の一実施形態を使用したリソグラフィプロセスウィンドウの改善を示す図である。 本発明の一実施形態を使用したリソグラフィプロセスウィンドウの改善を示す図である。 本発明の一実施形態に係るプロセスのステップの一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るプロセスのステップの一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るプロセスのステップの一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係り、異なる反復回数により生成されたＳＲＡＦセットの解を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、異なる反復回数により生成されたＳＲＡＦセットの解を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、異なる反復回数により生成されたＳＲＡＦセットの解を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、異なる反復回数により生成されたＳＲＡＦセットの解を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、異なる反復回数により生成されたＳＲＡＦセットの解を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、種々のＳＲＡＦ解に関連する焦点深度（ＤＯＦ）値を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、マスクレイアウトの一例についてＳＲＡＦ信号強度及びＳＲＡＦ配置の正確性における改善を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、マスクレイアウトの一例についてＳＲＡＦ信号強度及びＳＲＡＦ配置の正確性における改善を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、マスクレイアウトの一例についてＳＲＡＦ信号強度及びＳＲＡＦ配置の正確性における改善を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、対称のＳＲＡＦまたは非対称のＳＲＡＦをもつ目標パターンの配列を示す図である。 本発明のシミュレーション方法の実装を支援することのできるコンピュータシステムを示すブロック図である。 本発明の方法を使用するのに好適なリソグラフィ投影装置を模式的に示す図である。
本発明が図面を参照して詳細に説明される。各図面は当業者が発明を実施することができるよう発明の例を示すものである。留意すべきは、後述の各図及び例は本発明の範囲を単一の実施例に限定するものではなく、記述または図示された要素のいずれかまたは全てを他の実施例と互いに交換可能である。また、本発明のある要素は公知の構成要素を使用して部分的にまたは完全に実施可能であるが、こうした公知の構成要素は本発明の理解のために必要な部分に限り説明し、公知の要素のその他の部分の詳細な説明は発明を不明確にしないために省略している。ソフトウェアで実装されると説明される実施形態はそれに限定されるものではなく、本稿で特に言及しない限り当業者に理解されるように、ハードウェアで実装される実施形態、またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実装される実施形態を含み得る。その逆も同様である。本明細書においては、単数形の構成要素で示される実施形態は限定的にみなされるべきではなく、本稿にて明示的にそうではないと述べない限り、本発明はむしろ、その構成要素を複数含む別の実施形態をも包含することを意図しており、その逆も同様である。さらに、出願人は、それを明示しない限りは、本明細書または請求項におけるいかなる用語にも一般的でない特別の意味を与えることを意図していない。また、本発明は、本稿で例示のために言及した公知の構成要素について現在及び将来知られる均等物を包含する。
本発明の例示的な実施形態を実装するためのリソグラフィシステムにおける一般環境
本発明を議論する前に、較正されるべきシミュレーションプロセス及び結像プロセスの全体について概説する。図１Ａは、代表的なリソグラフィ投影システム１０を示す。主要な構成要素は、深紫外エキシマレーザ源であってもよい光源１２、部分コヒーレンス（シグマで表される）を定義し特定のソース成形光学系１４、１６ａ、１６ｂを含み得る照明光学系、マスクまたはレチクル１８、及びレチクルパターンの像をウェーハ面２２に生成する投影光学系１６ｃである。瞳面の調整可能フィルタまたはアパーチャ２０がウェーハ面２２に入射するビーム角度範囲を制限してもよい。可能な最大角度は投影光学系の開口数ＮＡ＝ｓｉｎ（Θｍａｘ）を定義する。
リソグラフィシミュレーションシステムにおいて、これらの主要システム構成要素は別個の機能モジュールにより記述される。例えばそれを図１Ｂに示す。図１Ｂを参照すると、機能モジュールは、目標設計を定義する設計レイアウトモジュール２６、その目標設計を使用して結像プロセスで使用されるべきマスクをどのようにレイアウトするかを定義するマスクレイアウトモジュール２８、シミュレーションプロセスで使用される物理的マスクの特性をモデル化するマスクモデルモジュール３０、リソグラフィシステムの光学素子の特性を定義する光学モデルモジュール３２、及び所与のプロセスで使用されるレジストの特性を定義するレジストモデルモジュール３４を含む。知られているように、シミュレーションプロセスの結果は、例えば予測される輪郭及びＣＤを結果モジュール３６において生成する。
より具体的には、照明光学系及び投影光学系の特性が光学モデルモジュール３２に保存されており、これにはＮＡシグマ（σ）設定及び任意の特定照明源形状が含まれるがそれに限られない。σ（またはシグマ）はイルミネータの外径及び／または内径である。基板を覆うフォトレジスト層の光学特性、すなわち屈折率、層厚、伝播作用、及び偏光作用、もまた光学モデルモジュール３２の一部として保存されていてもよい。
最終的に、レジストモデルモジュール３４は、レジスト露光、ＰＥＢ、及び現像中に生じる化学処理の作用を、例えば基板ウェーハに形成されたレジストフィーチャの輪郭を予測するために記述する。シミュレーションの目的は、例えばエッジ配置やクリティカルディメンション（ＣＤ）を正確に予測することにあり、そうして目標設計とそれらを比較することができる。目標設計は一般に、プレＯＰＣのマスクレイアウトとして定義されており、標準化されたデジタルファイル形式例えばＧＤＳＩＩまたはＯＡＳＩＳで提供される。
一般に、光学モデルとレジストモデルとの接続は、シミュレートされたレジスト層内部の空間像であり、この像は、基板への投影光、レジスト界面での屈折、及びレジストフィルム積層における多数回の反射から生じる。光強度分布（即ち空間像強度）が光子の吸収により潜在的な「レジスト像」へと変換される。これは拡散プロセス及び各種のローディング効果によって更に修正される。フルチップに適用するための十分に高速の効果的なシミュレーション方法は、現実の三次元のレジスト積層での強度分布を二次元の空間（及びレジスト）像により近似する。
背景技術の欄で述べたように、本発明は、ＳＲＡＦガイダンスマップ（ＳＧＭ）を最適化することによりマスクレイアウトモジュール２８を更新する。
ＳＧＭを生成する１つの方法は、マスクレイアウトの像勾配マップを計算することと、マスクレイアウト内の各フィールドポイントについて、そのフィールドポイントに配置される仮想ユニットソースの寄与度を計算することと、を含む。ＳＧＭの各ピクセルには、計算された仮想ユニットソースの寄与度を表す値が割り当てられる。各ピクセル値は、そのピクセルがＳＲＡＦの部分に含まれるとしたときにマスクレイアウト内の目標パターンのエッジ挙動に肯定的に寄与するか否かを表す。ＳＲＡＦは、生成されたＳＧＭに従ってマスクレイアウトに配置される。マスクレイアウトはプレＯＰＣでもポストＯＰＣであってもよい。ＳＧＭに従ってＳＲＡＦを配置する際に、予め定義されたＳＲＡＦ配置ルールに従うようにしてもよい。ＳＧＭ生成及びＳＲＡＦ配置の更なる詳細は、参照により援用される係属中の米国特許公開第２００８／０３０１６２０号に見られる。本発明は、ＳＲＡＦ配置を改良するためにＳＧＭの信号強度を反復的に最適化するための方法を開示する。
図２Ａは、「牛の目」照明源に生成したＳＧＭ２００Ａを示す。この照明源はその中心点に例示的なプレＯＰＣの方形コンタクトパッド目標パターン２０２の位置を合わせている。この目標パターン２０２を破線の輪郭で示す。ＳＧＭ２００Ａは、本発明の手法が適用される前の初期ＳＧＭである。方形パターン２０２の寸法は例えば６０ｎｍである。しかし本発明はいかなる形であっても目標パターンの寸法または形状によって限定されるものではない。ふつう、ＳＲＡＦは比較的高強度の環状領域２０４に配置される。図２Ｂは、本発明の手法が適用された最適化されたＳＧＭ２００Ｂを示す。追加のＳＲＡＦが、本発明の適用により同定された新たに定義される高強度領域２０６に配置され得る。加えて、もう一方の高強度環状領域の信号強度が本発明の適用により改善されている。
本発明の例示的な実施の形態
図３Ａは、目標パターン２０２の近傍に配置された例示的な１セットのＳＲＡＦであるプリントされない散乱バー３０４Ａ〜Ｄを示す。図３Ａに示す例においては、散乱バー３０４Ａ〜Ｄは目標パターン２０２から距離ｄ１離れている。図３Ａのレイアウト３００Ａは典型的に、ＳＧＭを生成する既存のシミュレーション方法により生成されている。
図３Ｂは、本発明の改良されたＳＧＭ生成アルゴリズムにより生成されたレイアウト３００Ｂを示す。レイアウト３００Ｂは、同一の目標パターン２０２について異なる１セットのＳＲＡＦを含む。シミュレーション位置が目標パターン２０２の中心点を通る切断線３０３により示されている。シミュレーションによりレイアウト３００Ｂに生成されたＳＲＡＦは、目標パターン２０２から距離ｄ２離れて配置されている内側の１セットの散乱バー３１０Ａ〜Ｄと、それに加えて、距離ｄ１に同様であってもなくてもよい距離ｄ１’に配置されてもよい外側の１セットの散乱バー３０８Ａ〜Ｄと、を含む。一例においてはｄ１は１５７ｎｍであってもよく、ｄ２は８３ｎｍであってもよいが、本発明の範囲はこうしたｄ１、ｄ１’、及びｄ２の例示的な値に限定されない。図３Ｂにおける散乱バー３０８Ａ〜Ｄの寸法は図３Ａの散乱バー３０４Ａ〜Ｄの寸法と同様であってもよいしそうでなくてもよい。散乱バー３１０Ａ〜Ｄの追加により、目標パターン２０２の結像が改善される。
図４は、目標パターン２０２につきｘ軸の関数として切断線３０３に沿う信号プロファイル４０１〜４０４を示す。信号は局所強度傾斜値を表してもよい。その他の信号値、例えば、クリティカルディメンションにより正規化された局所強度傾斜、強度傾斜の逆数、局所傾斜により除算された強度、局所傾斜の二乗により除算された強度、プロセスフォーカス微分信号などが使用されてもよい。信号プロファイル４０１〜４０４の中央の落ち込みは、目標パターン２０２の中心点に位置が合わされている。信号プロファイル４０１は初期ＳＧＭに対応しており、もとのプレＯＰＣマスクレイアウトから生成されたものである。破線内部の領域４１０において信号プロファイル４０１は、ＳＲＡＦ配置のために用い得る尾根位置を特定するのに十分な程度の容易に認識可能な勾配を示していない。したがって、初期ＳＧＭのみを使用する場合には、リソグラフィシミュレーションは領域４１０にいかなるＳＲＡＦも配置しない可能性がある。信号プロファイル４０１によって図３Ａに示すマスクレイアウト３００Ａが生じるかもしれない。しかしながら、本発明の反復アルゴリズムを使用する場合には、領域４１０における信号強度及び信号勾配が漸進的に改善される。プロファイル４０２、４０３、４０４はそれぞれ２回目、３回目、４回目のＳＧＭに対応しており、最適化する反復回数を増やした結果である。プロファイル４０４は明らかに認識可能な信号の落ち込みを領域４１０に示している。したがって、領域４１０にＳＲＡＦを配置するために有利である。信号プロファイル４０４によって、図３Ｂに示すマスクレイアウト３００Ｂが生じ得る。すなわち領域４１０に含まれるマスクレイアウトの座標に追加のＳＲＡＦの散乱バー３１０Ａ〜Ｄが配置される。
図５は、本発明の例示的実施形態が、目標パターン２０２周囲の改良されたＳＲＡＦ生成及び配置の結果として既存のシミュレーション方法に比べてどのようにより良好なプロセスウィンドウを有するかを示すグラフである。図５のＸ軸は自由度（ＤＯＦ）の値を示し、Ｙ軸は露光寛容度（ＥＬ）のパーセント値を示す。破線の曲線５０４は既存技術のシミュレーション方法による結果を示し、実線の曲線５０２は本発明のシミュレーション方法による結果を示す。図５に示されるように本発明は、ＤＯＦ改善を説明する「ｅ」だけＤＯＦが改善されている。図５に示す例においてはｅは７１ｎｍであり、６８％のＤＯＦの改善に相当する。言い換えれば、本発明の実施形態に従ってより総合的な１セットのＳＲＡＦを生成しマスクレイアウトにおけるＳＲＡＦ配置を改良することにより、リソグラフィプロセスにおけるプロセスウィンドウが著しく改善される。
図６は、図３Ｂに示す切断線３０３に沿うｘ座標の関数としてのイメージログスロープ（ＩＬＳ）値のプロットを示す。図６のプロットの点（０，０）は、目標パターン２０２の中心点である。図６に示されるのは、ＳＲＡＦが配置されていない場合には（すなわち、既存のＳＲＡＦ生成アルゴリズムも、本発明のＳＲＡＦ生成アルゴリズムも使用されていない場合には）、ＩＬＳ値（曲線６０３）は、本発明のアルゴリズムに従ってＳＲＡＦが配置された場合に得られるＩＬＳ値（曲線６０４）よりも小さいということである。改良されたＩＬＳは改良された像コントラストを示す。ＩＬＳは、本発明の反復最適化プロセスに使用される１つの可能な目的関数またはコスト関数として使用することができる。その他の可能なコスト関数には、エッジ配置誤差（ＥＰＥ）値、マスクエラーエンハンスメントファクタ（ＭＥＥＦ）値、または、ＩＬＳ、ＥＰＥ、及びＭＥＥＦ等の任意の可能な組み合わせが含まれる。
図７は、本発明の一実施形態に係る改良されたＳＲＡＦ生成及び配置のための方法７００の例示的なステップを示すプローチャートである。方法７００は、もとのマスクレイアウトが取得されるステップ７０２から始まる。もとのマスクレイアウトは、何らかのＯＰＣが適用される前の目標パターンを備える。ステップ７０４においては、任意的に、目標パターンにＯＰＣが適用されてもよい。ステップ７０６においては、初期ＳＧＭがプレＯＰＣマスクレイアウトまたはポストＯＰＣマスクレイアウトから生成される。ステップ７０８においては、１回目のＳＲＡＦのセットが初期ＳＧＭに基づいて生成される。ステップ７１０においては、プレＯＰＣのまたはポストＯＰＣの目標パターンと１回目のＳＲＡＦのセットとが同時に配置された、変更されたマスクレイアウトが生成される。ステップ７１２においては、ステップ７１０の変更されたマスクレイアウトに基づいてＳＧＭが更新される。ステップ７１４においては、修正された次のＳＲＡＦのセットが生成されマスクレイアウトに配置される。ステップ７１０、７１２、７１４は、経路７１６で示すように、予め定義されたシミュレーション終了条件が満たされるまで反復的に繰り返される。
既存技術と比べたときの方法７００の主な相違点は、既存技術では初期ＳＧＭのみが使用されるのに対し、方法７００においてはＳＧＭが漸進的に更新されてより良好に最適化されたＳＧＭを生成し、より総合的で正確に配置されたＳＲＡＦのセットの生成が促進される点にある。更新されたＳＧＭを生成する際には、目標パターン（プレＯＰＣまたはポストＯＰＣ）の幾何のみが考慮されるのではなく、変更されたマスクレイアウトに位置する前回のＳＲＡＦ多角形のセットの幾何も考慮される。このようにして、ＳＧＭの信号強度が反復的に強化され、次回のＳＲＡＦセットはより簡単にかつ正確に生成され配置される。
このＳＧＭの漸進的更新がＳＧＭの信号強度における改善を測定することにより行われることを当業者は理解するであろう。ＳＧＭの信号強度の改善は、目標パターンに適切なＳＲＡＦを選択したことの結果である。単一のＳＲＡＦまたは多数のＳＲＡＦがＳＧＭ信号強度の改善に寄与してもよい。「ＳＲＡＦのセット」との用語は、１つのＳＲＡＦまたは多数のＳＲＡＦを包含する。ＳＲＡＦの前回のセットがＳＧＭを更新するために変更されるときには、そのＳＲＡＦのセットの全体が置き換えられてもよいし、あるいはその前回のセットのうち１つのまたは少数のＳＲＡＦのみが変更されてもよい。ＳＲＡＦの変更は、ＳＲＡＦの寸法の変更、ＳＲＡＦの数の変更、及び／またはＳＲＡＦの位置の変更を含んでもよい。１つの例示的な実施例においては、ＳＲＡＦの寸法を変えることなくＳＲＡＦの位置のみがＳＧＭを更新するために変えられてもよい。他の一実施例においては、ＳＲＡＦの位置を変えることなく１つまたは複数のＳＲＡＦの寸法のみが変えられてもよい。更に他の一実施例においては、ＳＲＡＦの前回のセットの少なくとも一部の位置及び寸法を維持しつつＳＲＡＦの数が変えられてもよい。ＳＲＡＦの数は、予め定義されたプロセスウィンドウ条件を達成するための有効性によって、及びマスク製造ルールチェック（ＭＲＣ）の制約によって、決定されてもよい。ＳＧＭが何ら改善されなくなったときには、ＳＲＡＦの追加は有用ではない。繰り返すが、これらの例は例示目的にすぎないこと、及び、ＳＧＭに改善が見られるならばその他の可能なＳＲＡＦの変更もなし得ることを当業者は理解するであろう。
図８Ａ及び図８Ｂは、最適化方法７００の２つの実施例を示す。図８Ａのフローチャートは、短いループまたは部分的なループの最適化プロセス８００Ａを示し、図８Ｂのフローチャートは、完全なループまたは長いループの最適化プロセス８００Ｂを示す。プロセス８００Ａ、８００Ｂは、プロセス７００のうちステップ７０８の後に始まる反復部分のみを示す。
プロセス８００Ａは、もとの（ＯＰＣ無しの）マスクレイアウトを取得するステップ８０２Ａから始まる。また、直前の反復ステップからの、すなわちｎ−１回目の反復ステップからのＳＲＡＦも取得される。言い換えれば、ステップ８０２Ａにおける変更されたマスクレイアウトは、もとの目標パターンとｎ−１回の反復からのＳＲＡＦとの和を含む。
ステップ８０４Ａにおいては、ｎ回目の反復のためのＳＧＭが、ステップ８０２Ａの変更されたマスクレイアウトに基づいて生成される。
ステップ８０６Ａにおいては、ｎ回目の反復のためにステップ８０４ＡのＳＧＭからＳＲＡＦが生成される。
ステップ８０８Ａにおいては、変更されたマスクレイアウトがステップ８０６ＡからのＳＲＡＦともとの（ＯＰＣ無しの）目標パターンとを含んで生成される。
ステップ８１０Ａにおいては、ステップ８０８Ａの変更されたマスクレイアウトを使用して、リソグラフィ応答が決定される。このリソグラフィ応答は、コスト関数によって、例えばＩＬＳ、ＥＰＥ、またはＩＬＳとＥＰＥとの組み合わせによって、定義されていてもよい。リソグラフィ応答はプロセスウィンドウのパラメタに関連している。典型的なプロセスウィンドウパラメタは、フォーカス、露光ドーズ量などである。これらが監視されることのできるリソグラフィ応答及びプロセスウィンドウパラメタの少数の例にすぎないこと、及び本発明の範囲がこうしたリソグラフィ応答及びプロセスウィンドウパラメタの選択には限られないことを当業者は理解するであろう。
ステップ８１２Ａにおいては、ｎ回目の反復終了時点現在の変更されたマスクレイアウトによって、所望のプロセスウィンドウが提供されるか否か（予め定義されたプロセスウィンドウ条件が満たされるか否か）が決定される。プロセスウィンドウ条件が満たされる場合には、反復が終了される。そうでない場合には、経路８１６Ａにより示すように、次回の反復ステップへと反復処理が継続される。ある特定のサイズの予め定義されたプロセスウィンドウが必ずしも反復処理を回していなくても既に提供されているという状況も、予め定義されたプロセスウィンドウ条件に含まれ得ることを当業者は理解するであろう。
図８Ｂに示す方法８００Ｂは、ステップ８０２Ｂで使用される初期マスクレイアウトに関して方法８００Ａとは異なる。もとのマスクレイアウトを使用することに代えて、ステップ８０２Ｂにおいては、直前の反復回すなわちｎ−１回目の反復の終了時に生成された変更されたマスクレイアウトが、ステップ８０４Ｂにおけるｎ回目の反復のためのＳＧＭを生成するために使用される。
ステップ８０４Ｂ及びステップ８０６Ｂは、ステップ８０４Ａ及びステップ８０６Ａと同様である。
ステップ８０８Ｂにおいては、ｎ−１回目の反復からの変更されたマスクレイアウトに更にＯＰＣが適用される。こうしてステップ８０８Ｂの終了時における補正された変更されたマスクレイアウトは、ポストＯＰＣの目標パターン（ＯＰＣがもとの目標パターンにｎ−１回既に適用されている可能性がある）とｎ回の反復により生成されたＳＲＡＦとを含む。
ステップ８１０Ｂ、８１２Ｂ、８１４Ｂ、及び経路８１６Ｂは、図８Ａにおける対応するステップ及び経路と同様である。
図７、図８Ａ、図８Ｂに示す方法が例示的にステップを示すにすぎないことを当業者は理解するであろう。これらすべてのステップがいかなる実施例にも含まれていなければならないわけではなく、また、上述の方法において中間または終端に何らかの適用しうるステップが追加して含まれていてもよい。各ステップの順序が変更されてもよい。次の回のＳＲＡＦのセットを反復的に配置する方法は、前回のＳＲＡＦのセットを完全に新たな次の回のＳＲＡＦのセットと置き換えることを含んでもよい。あるいは、そうした方法は、前回のＳＲＡＦのセットの少なくとも一部分を保持することと、その前回のＳＲＡＦのセットを次の回のＳＲＡＦのセットを取得するために調整することと、を含んでもよい。
図９Ａ及び図９Ｂは、反復によるＳＲＡＦの解が唯一のものである必要はないことを示す。例えば、図９Ａのレイアウト９００Ａはコーナーの検討をしていないＳＲＡＦの解を示し、図９Ｂのレイアウト９００Ｂはコーナーの検討をしているＳＲＡＦの解を示す。レイアウト９００Ａは、エッジの位置を合わせた散乱バー９０５、９０６（その他の同様の散乱バーについては簡明のため符号を付していない）を示す。レイアウト９００Ｂはエッジの位置を合わせた散乱バー９１０、９１１と、追加されたコーナーＳＲＡＦ９１２、９１３とを示す。エッジ位置を合わせた散乱バー９０５、９０６はエッジ位置を合わせた散乱バー９１１、９１０と異なる場所に配置されてもよいことに留意されたい。それらの寸法も互いに相違してもよい。
図９Ｄは、コーナーのＳＲＡＦ及び／またはエッジ位置を合わせた散乱バーの場所及び寸法が反復回数が進む中で変わり得ることを示す。図９Ｄは、図９Ｂのレイアウト９００Ｂと図９Ｃのレイアウト９００Ｃとの相対的な相違を強調するためにレイアウト９００Ｂとレイアウト９００Ｃとを重ね合わせている。図９Ｄにおいては、レイアウト９００ＣのＳＲＡＦ（例えば散乱バー９１４、コーナーＳＲＡＦ９１６等）はハッチングで示されている。
図９Ｅにはレイアウト９００Ｅを示す。前回のレイアウト９００Ｂまたは９００Ｃには現れていない更なる追加のコーナーＳＲＡＦが示されている。よって、反復による洗練の結果、追加のＳＲＡＦが生成されうることが理解される。ある場合においては、それによって特性の改善が達成されるのであれば、一部のＳＲＡＦを捨ててもよい。通常は特性の改善についての相違が連続する２回の反復間で無視しうるときに反復が終了される。
図１０は、特性改善すなわちプロセスウィンドウの改善の比較を種々のＳＲＡＦ解に対応して示す。図１０のＸ軸はＤＯＦ値を表し、Ｙ軸は露光寛容度の％値を表す。プロット１００１は、初期ＳＧＭ（本発明の反復処理を開始する前のもの）に基づきかつコーナーの検討をしていないＳＲＡＦの解についてのＤＯＦ−ＥＬ曲線を示す。プロット１００２は、初期ＳＧＭ（本発明の反復処理を開始する前のもの）に基づきかつコーナーの検討をしているＳＲＡＦの解についてのＤＯＦ−ＥＬ曲線を示す。プロット１００１とプロット１００２との間ではＤＯＦの改善はあまりない。ところが、９回の反復後にはＤＯＦ値は顕著に改善されている。プロット１００３はコーナーの検討をしている９回の反復の結果（すなわち、図９Ｃに示すＳＲＡＦの解）を示し、プロット１００４は更にコーナーの検討をしている１０回の反復の結果（すなわち、図９Ｅに示すＳＲＡＦの解）を示す。ＤＯＦの改善はプロット１００２とプロット１００３との間で顕著（５％のＥＬにおいておよそ１０ｎｍ）である。しかし、プロット１００３とプロット１００４との間ではそれほど顕著ではない。したがって、レイアウト９００Ｅの追加されたコーナーＳＲＡＦ９１８、９２０は特性の改善にそれほど寄与していない。よって、１０回の反復解ではなく、９回の反復解が最適解として選択され、１０回の反復後に反復処理が終了されてもよい。
ここまでは、比較的孤立した方形目標パターン２０２の周囲のＳＲＡＦ配置を説明した。目標パターン２０２はその周囲にＳＲＡＦ配置のための空間を十分に有している。目標パターン２０２はある配列の一部分であってもよいが、その配列は各デカルト方向にそこまで狭いピッチを有しない。図１１Ａ及び図１１Ｂは、非常に大きいマスクレイアウトを示し、このレイアウトはＹ方向のピッチが非常に狭い。よってＹ軸に平行なＳＲＡＦバー１１０５は連続するコンタクトパッド間においてＸ方向に配置されている。その他のＳＲＡＦパターンもコンタクトパッド周囲に配置されている。
図１１Ａは、パッチ境界レイアウトの例を示しており、破線の境界線１１０１、１１０２が４つのパッチ１１５０、１１６０、１１７０、１１８０の境界を定めている。破線の円形内部の領域１１０４は、レイアウト全体について最適ＳＧＭを生成することのできない弱い信号強度のために生じたＳＲＡＦ配置の矛盾（例えばＳＲＡＦ散乱バーが不連続）を示す。切断線１１０３が矛盾領域１１０４に配置されているのは、本発明の反復最適化プロセスの有効性を証明するためである。図１１Ｂには１０回の短いループの反復後を示しており、より良好な最適化されたＳＧＭを作成するために信号強度を強めることにより、領域１１０４内部及びレイアウトのいずれの領域からも矛盾が取り除かれているＳＲＡＦ解が取得されている。その結果、良好な結像を得られる。
図１２は、図１１Ａに示す切断線１１０３に沿ってＳＲＡＦ信号のプロットの比較を示す。信号プロファイル１２０１は、反復最適化を開始する前の初期ＳＧＭに対応する。説明のための領域１２１０、１２１２（それぞれ破線、一点鎖線の輪郭で示す）の内部では、プロファイル１２０１の信号勾配は正確なエッジでＳＲＡＦを配置するのに十分なほど認識可能ではない。ところが、信号プロファイル１２０２、１２０３、１２０４においては連続する反復の結果として信号強度が漸進的に改善されている。３回及び４回の反復で信号強度の変動は、ＳＲＡＦが配置されるべき尾根部の場所を明確に特定するのに十分に強くなっている（それぞれ信号プロファイル１２０３、１２０４で示す）。
図１３は、コンタクトパッド目標パターン２０２の配列１３００を示す。各パターン２０２の近傍には対応するＳＲＡＦが配置されている。各目標パターン２０２に対応するＳＲＡＦがまったく同様である必要はないことに留意されたい。例えば、配列要素１３０２においては目標パターン２０２ａは対称なＳＲＡＦのセット（４つの内側散乱バー及び４つの外側散乱バー）を有する。ところが配列要素１３０４においては、目標パターン２０２ｂは非対称のＳＲＡＦのセット（４つの内側散乱バー、４つの中間散乱バー、及び１つの右側のみの最外の散乱バー）を有する。こうした非対称性は、配列１３００の端部に配置されている１つまたは複数の目標パターンに付随していてもよい。前述のように、複数のＳＲＡＦが各目標パターンの周囲に示されているが本発明の範囲はそうしたＳＲＡＦの数によって限定されないことを当業者は理解するであろう。最適化されたＳＲＡＦの「セット」は１つだけのＳＲＡＦを含むものでもよい。
本発明の実施形態を実装するためのコンピュータシステムの詳細
図１４は、本稿に開示するリソグラフィシミュレーションのためのＳＧＭ最適化方法を支援及び／または実装することのできるコンピュータシステム１００を示すブロック図である。コンピュータシステム１００は、バス１０２または情報通信のためのその他の通信メカニズムと、情報処理のためにバス１０２に接続されるプロセッサ１０４と、を含む。コンピュータシステム１００は更に、情報と、プロセッサ１０４により実行されるべき命令とを保存するためにバス１０２に接続されるメインメモリ１０６例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはその他の動的ストレージデバイスを含む。メインメモリ１０６は、プロセッサ１０４により実行されるべき命令の実行中に一時的な変数またはその他の中間的な情報を保存するために使用されてもよい。コンピュータシステム１００は更に、静的な情報及びプロセッサ１０４のための命令を保存するためにバス１０２に接続されるリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１０８またはその他の静的ストレージデバイスを含む。ストレージデバイス１１０例えば磁気ディスクまたは光ディスクが設けられており、情報及び命令の保存のためにバス１０２に接続されている。
コンピュータシステム１００は、コンピュータのユーザに情報を表示するためのディスプレイ１１２例えばブラウン管（ＣＲＴ）またはフラットパネルディスプレイまたはタッチパネルディスプレイにバス１０２を通じて接続されていてもよい。入力デバイス１１４は、英数字及びその他のキーを含み、プロセッサ１０４に情報及びコマンド選択を通信するためにバス１０２に接続されている。その他の形式のユーザ入力デバイスはカーソル制御部１１６例えばマウス、トラックボール、またはカーソル方向キーであり、これはプロセッサ１０４に方向情報及びコマンド選択を通信しディスプレイ１１２上のカーソル移動を制御するためにある。この入力デバイスは典型的には第１（例えばｘ）軸及び第２（例えばｙ）軸の２つの軸に２自由度をもち、ある平面での位置特定を当該デバイスに許容する。タッチパネル（スクリーン）ディスプレイが入力デバイスとして使用されてもよい。
本発明の一実施形態によれば、シミュレーション処理のいくつかの部分が、メインメモリ１０６に格納されている１つまたは複数の命令の１つまたは複数の配列を実行するプロセッサ１０４に応答してコンピュータシステム１００により実行されてもよい。こうした命令は、メインメモリ１０６へと他のコンピュータ読み取り可能媒体例えばストレージデバイス１１０から読み出されてもよい。メインメモリ１０６に格納されている命令の配列を実行することにより、本稿に説明する処理の各工程をプロセッサ１０４に実行させる。マルチプロセッシングの構成においては１つまたは複数のプロセッサが、メインメモリ１０６に格納されている命令の配列の実行のために設けられてもよい。代替的な実施例においては、配線接続の回路が、本発明を実装するために、ソフトウェアの命令に置き換えてまたは組み合わせて使用されてもよい。よって、本発明の実施形態はハードウェア回路とソフトウェアのいかなる特定の組み合わせにも限定されない。
本稿で使用される用語「コンピュータ読み取り可能媒体」は、プロセッサ１０４への命令実行に参画するいかなる媒体をも指す。こうした媒体は多様な形式を取り得るものであり、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含みこれらには限れらない。不揮発性媒体は例えば光ディスクまたは磁気ディスク例えばストレージデバイス１１０を含む。揮発性媒体は動的メモリ例えばメインメモリ１０６を含む。伝送媒体は同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバを含み、バス１０２を備える配線を含む。伝送媒体は音波または光波の形式をとってもよく、例えば電波周波数（ＲＦ）データ通信及び赤外（ＩＲ）データ通信の際に生成されるものであってもよい。ありふれた形式のコンピュータ読み取り可能媒体には例えば、フロッピディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の任意の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他の任意の光媒体、パンチカード、紙テープ、その他の任意の穴パターンをもつ物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、その他の任意のメモリチップまたはカートリッジ、以下に述べる搬送波、またはその他の任意のコンピュータが読み取り可能な媒体が含まれる。
各種形式のコンピュータ読み取り可能媒体は、プロセッサ１０４に実行のために１つまたは複数の命令の１つまたは複数の配列を運ぶことに関係し得る。例えば、そうした命令は当初、リモートコンピュータの磁気ディスクにあってもよい。リモートコンピュータは自身の動的メモリに命令をロードして、モデムを使用し電話回線を通じて命令を送信することができる。コンピュータシステム１００の近傍のモデムは電話回線上のデータを受信し、赤外線送信機を使用してデータを赤外信号に変換することができる。バス１０２に接続されている赤外検出器は、赤外信号により搬送されたデータを受信することができる。バス１０２はデータをメインメモリ１０６に運び、そこからプロセッサ１０４は命令を読み出して実行する。メインメモリ１０６により受信された命令は、プロセッサ１０４による実行前または実行後にストレージデバイス１１０に保存されてもよい。
コンピュータシステム１００は好ましくは、バス１０２に接続されている通信インタフェイス１１８を更に含む。通信インタフェイス１１８は、ローカルネットワーク１２２に接続されているネットワークリンク１２０に接続される二方向データ通信を提供する。例えば、通信インタフェイス１１８は、総合デジタル通信網（ＩＳＤＮ）カード、または電話線の対応形式にデータ通信接続を提供するモデムであってもよい。他の例として、通信インタフェイス１１８は、互換性のあるＬＡＮにデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであってもよい。無線リンクが実装されてもよい。こうしたいかなる実装においても、通信インタフェイス１１８は、各種形式の情報を表すデジタルデータストリームを運ぶ電気信号、電磁気信号、または光信号を送受信する。
ネットワークリンク１２０は典型的に、１つまたは複数のネットワークを通じて他のデータデバイスへのデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク１２０は、ローカルネットワーク１２２を通じてホストコンピュータ１２４への、またはインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１２６により運営されるデータ施設への接続を提供してもよい。ＩＳＰ１２６は、世界的パケットデータ通信ネットワーク、今やそれは「インターネット」１２８と呼ばれているが、を通じてデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１２２及びインターネット１２８はともに、デジタルデータストリームを運ぶ電気信号、電磁気信号、または光信号を使用する。各種ネットワークを通過する信号、及びネットワークリンク１２０上の及び通信インタフェイス１１８を通過する信号は、コンピュータシステム１００へと及びコンピュータシステム１００からデジタルデータを運ぶものであり、情報を運ぶ搬送波の代表的な形式である。
コンピュータシステム１００は、ネットワーク、ネットワークリンク１２０、及び通信インタフェイス１１８を通じて、プログラムコードを含むメッセージを送信しデータを受信することができる。インターネットの例においては、サーバ１３０がインターネット１２８、ＩＳＰ１２６、ローカルネットワーク１２２、及び通信インタフェイス１１８を通じてアプリケーションプログラムのための要求コードを伝送してもよい。本発明によれば、こうしたダウンロードされたアプリケーションの１つが例えば実施形態に係る照明最適化を提供する。受信されたコードはプロセッサ１０４により実行されてもよい。後で実行するためにストレージデバイス１１０またはその他の不揮発性ストレージに受信され保存されてもよい。こうしてコンピュータシステム１００は、搬送波の形式でアプリケーションコードを取得してもよい。
リソグラフィツールの例
図１５は、本発明の処理を使用してリソグラフィプロセスのシミュレーションを行うことのできる代表的なリソグラフィ投影装置を模式的に示す図である。この装置は、下記の構成要素を備える。
−投影放射ビームＰＢを供給するための放射システムＥｘ、ＩＬ。本具体例においては放射システムは放射源ＬＡを備える。
−パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ（例えばレチクル）を保持するためのマスクホルダに設けられ、要素ＰＬに関しマスクを正確に位置決めするための第１位置決め装置に接続されている第１物体テーブル（パターニングデバイス支持部またはマスクテーブル）ＭＴ。
−基板（例えばレジストで覆われたシリコンウェーハ）Ｗを保持するための基板ホルダに設けられ、要素ＰＬに関し基板を正確に位置決めするための第２位置決め装置に接続されている第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ。
−マスクＭＡの照射された部位を基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイからなる）目標部分Ｃに結像するための投影系（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折光学系、反射光学系、または反射屈折光学系）。
ここに図示されるのは、（例えば透過型マスクをもつ）透過型の装置である。しかし一般には、（例えば反射型マスクをもつ）反射型であってもよい。それに代えて、リソグラフィ装置は、マスク使用の代替例として別種のパターニング手段を有してもよい。そうした例にはプログラマブルミラーアレイまたはＬＣＤマトリックスが含まれる。
ソースＬＡ（例えば水銀ランプまたはエキシマレーザ）は放射ビームを生成する。このビームは照明系（イルミネータ）ＩＬへと直接送られる。あるいは例えばビームエキスパンダＥｘ等の調整手段を通過してイルミネータＩＬへと送られる。イルミネータＩＬは、ビームの強度分布の外径及び／または内径（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）を設定するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。こうしてパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射するビームＰＢはその断面に所望の均一性及び所望の強度分布をもつ。
図１２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部にあってもよいし（例えばソースＬＡが水銀ランプの場合はしばしばそうである）、リソグラフィ投影装置から離れており生成した放射ビームが装置へと（例えば適切な誘導ミラーによって）導かれてもよい。後者の状況はソースＬＡが（例えばＫｒＦ、ＡｒＦ、Ｆ２レーザによる）エキシマレーザである場合に多い。本発明は少なくともこれら状況の両方を包含する。
ビームＰＢは続いて、パターニングデバイス支持部（例えばマスクテーブル）ＭＴに保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに阻止される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡにより反射されたビームＰＢはレンズＰＬを通過して、基板Ｗの目標部分Ｃに集束される。第２の位置決め装置（と干渉測定手段ＩＦ）により基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの経路に異なる目標部分Ｃを順次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の位置決め装置ＰＭを使用してビームＰＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを、例えばパターニングデバイスライブラリからのパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡの機械的交換後や露光走査中に正確に位置決めすることができる。一般に物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１２には明示されないが、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。しかし、ウェーハステッパでは（ステップアンドスキャンツールとは異なり）、パターニングデバイス支持部（例えばマスクテーブル）ＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。
図示のツールは２つの異なるモードで使用することができる。
ステップモードにおいては、パターニングデバイス支持部（例えばマスクテーブル）ＭＴが実質的に静止されており、マスクイメージ全体が１回の照射（つまり単一「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射される。
スキャンモードにおいては、所与の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で露光されないことを除いて、実質的に同じ状況が当てはまる。パターニングデバイス支持部（例えばマスクテーブル）ＭＴが所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に速さｖで移動可能であり、投影ビームＰＢにマスクイメージを走査させる。それとともに基板テーブルＷＴは速さＶ＝Ｍｖで同一方向または逆方向に同時に移動される。ＭはレンズＰＬの倍率である（通常Ｍ＝１／４または１／５である）。こうして、解像度で妥協することを要せず比較的大きい目標部分Ｃを露光することができる。
本稿に開示される概念は、サブ波長のフィーチャを結像するためのいかなる汎用の光学系をシミュレートまたは数学的にモデル化してもよく、特に、ますます小さいサイズの波長を生成可能とする新興の結像技術に有用であり得る。既に使用段階にある新興技術にはＥＵＶ（極紫外）リソグラフィが含まれ、これは１９３ｎｍ波長をＡｒＦレーザの使用により生成可能であり、さらに１５７ｎｍ波長をフッ素レーザの使用により生成可能である。また、ＥＵＶリソグラフィは２０ｎｍ乃至５ｎｍの範囲の波長を、シンクロトロンを使用することにより、またはその範囲の光子を生成するために（固体またはプラズマの）材料に高エネルギ電子を当てることにより、生成可能である。たいていの物質はこの波長域を吸収するので、モリブデンとシリコンの多層スタックを有する反射性ミラーにより照明が形成される。多層スタックミラーは各層の厚さが４分の１波長であるモリブデン及びシリコンの層の組を４０組有する。さらに小さい波長がＸ線リソグラフィでは生成されうる。典型的にシンクロトロンはＸ線波長の生成に使用される。たいていの物質はＸ線波長を吸収するので、吸収材料の薄片がフィーチャをプリントする（ポジ型レジスト）か否か（ネガ型レジスト）を決める。
本稿に開示される概念はシリコンウェーハ等の基板への結像に使用され得るが、いかなる形式のリソグラフィ結像システム例えばシリコンウェーハ以外の基板の結像に使用されるシステムに本開示の概念が使用されてもよい。
本発明は後述の各項を使用して更に説明される。
１．マスクレイアウトにある１つまたは複数の目標パターンに関してサブ解像度補助パターン（ＳＲＡＦ）を配置するための信号強度を強めるための方法であって、
前記マスクレイアウトについての初期ＳＲＡＦガイダンスマップを生成することと、
前記初期ＳＲＡＦガイダンスマップに従って前記マスクレイアウトに１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置することと、
前記１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットの少なくとも一部の数、位置、及び寸法のうち１つまたは複数を変更することと、
前記初期ＳＲＡＦガイダンスマップにおける信号強度の向上を測定することと、
更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを、強化された信号強度により生成することと、を含む、方法。
２．前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップに従って前記マスクレイアウトに次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置することをさらに含む、項１に記載の方法。
３．更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するステップと、前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置するステップと、を反復プロセスにおいて、予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされるまで繰り返すことをさらに含む、項２に記載の方法。
４．次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを反復的に配置するステップは、
前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを完全に新たな次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットに置き換えることを含む、項３に記載の方法。
５．次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを反復的に配置するステップは、
前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットの少なくとも一部を保持することと、
前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを取得するために前記前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを調整することと、を含む、項３に記載の方法。
６．補正されたマスクレイアウトを生成するために前記マスクレイアウトにあるもとの目標パターンに光近接効果補正（ＯＰＣ）を適用することをさらに含む、項１に記載の方法。
７．前記反復プロセスは、
更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するために、前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットと前回の補正されたマスクレイアウトとを使用することと、
次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを生成するために、前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを使用することと、
前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを含む次の回の補正されたマスクレイアウトを生成するために、前記前回の補正されたマスクレイアウトにＯＰＣを適用することと、
前記予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされているか否かを決定するために、前記次の回の補正されたマスクレイアウトを使用することと、を含む、項３に記載の方法。
８．前記反復プロセスは、
更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するために、前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットともとの目標パターンとを使用することと、
次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを生成するために、前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを使用することと、
前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを含む次の回のマスクレイアウトを生成することと、
前記予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされているか否かを決定するために、前記次の回のマスクレイアウトを使用することと、を含む、項３に記載の方法。
９．前記ＳＲＡＦガイダンスマップを使用してＳＲＡＦ配置ルールを生成することをさらに含む、項１に記載の方法。
１０．前記マスクレイアウトは予め定義されたマスクバイアスを含む、項１に記載の方法。
１１．前記プロセスウィンドウはフォーカスウィンドウ及び露光ドーズウィンドウの１つまたは複数を含む、項３に記載の方法。
１２．前記反復プロセスは、リソグラフィ応答を表す予め定義されたコスト関数が前記予め定義されたプロセスウィンドウ条件に関連する最適値に到達するときに終了される、項３に記載の方法。
１３．前記予め定義されたコスト関数は、イメージログスロープ（ＩＬＳ）、エッジ配置誤差、マスクエラーエンハンスメントファクタ、またはそれらの組み合わせを表す、項１２に記載の方法。
１４．その内部に記録されている命令を有するコンピュータ読み取り可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、該命令は実行されたときに、リソグラフィ結像プロセスにおいて結像されるべき複数の目標パターンを有するマスクレイアウトに相当するファイルを生成することをコンピュータに実行させ、前記ファイルの生成は、
前記マスクレイアウトについての初期ＳＲＡＦガイダンスマップを生成するステップと、
前記初期ＳＲＡＦガイダンスマップに従って前記マスクレイアウトに１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置するステップと、
前記１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットと前記複数の目標パターンとを使用して、更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するステップと、
前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップに従って前記マスクレイアウトに次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置するステップと、
更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するステップと、前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置するステップと、を反復プロセスにおいて、予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされるまで繰り返すステップと、を含む、コンピュータプログラム製品。
１５．前記方法は、補正されたマスクレイアウトを生成するために前記マスクレイアウトにあるもとの目標パターンに光近接効果補正（ＯＰＣ）を適用することをさらに含む、項１４に記載のコンピュータプログラム製品。
１６．前記反復プロセスは、
更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するために、前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットと前回の補正されたマスクレイアウトとを使用することと、
次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを生成するために、前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを使用することと、
前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを含む次の回の補正されたマスクレイアウトを生成するために、前記前回の補正されたマスクレイアウトにＯＰＣを適用することと、
前記予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされているか否かを決定するために、前記次の回の補正されたマスクレイアウトを使用することと、を含む、項１５に記載のコンピュータプログラム製品。
１７．前記反復プロセスは、
更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するために、前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットともとの目標パターンとを使用することと、
次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを生成するために、前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを使用することと、
前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを含む次の回のマスクレイアウトを生成することと、
前記予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされているか否かを決定するために、前記次の回のマスクレイアウトを使用することと、を含む、項１４に記載のコンピュータプログラム製品。
１８．前記ＳＲＡＦガイダンスマップを使用してＳＲＡＦ配置ルールを生成することをさらに含む、項１４に記載のコンピュータプログラム製品。
１９．前記マスクレイアウトは予め定義されたマスクバイアスを含む、項１４に記載のコンピュータプログラム製品。
２０．前記プロセスウィンドウはフォーカスウィンドウ及び露光ドーズウィンドウの１つまたは複数を含む、項１４に記載のコンピュータプログラム製品。
２１．前記反復プロセスは、リソグラフィ応答を表す予め定義されたコスト関数が前記予め定義されたプロセスウィンドウ条件に関連する最適値に到達するときに終了される、項１４に記載のコンピュータプログラム製品。
２２．前記予め定義されたコスト関数は、イメージログスロープ（ＩＬＳ）、エッジ配置誤差、マスクエラーエンハンスメントファクタ、またはそれらの組み合わせを表す、項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
２３．更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを反復的に生成するステップは、
前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットの少なくとも一部の数、位置、及び寸法のうち１つまたは複数を変更することと、
前回のＳＲＡＦガイダンスマップを更新するために信号強度の向上を測定することと、を含む、項１４に記載のコンピュータプログラム製品。
本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよいものと理解されたい。
上述の発明の詳細な説明は例示であり限定することを意図していない。よって、当業者であれば後述の請求項の範囲から逸脱することなく本発明の変形例を実施することが可能であろう。

Claims (15)

  1. マスクレイアウトにある１つまたは複数の目標パターンに関してサブ解像度補助パターン（ＳＲＡＦ）を配置するための方法であって、
    前記マスクレイアウトについての初期ＳＲＡＦガイダンスマップを生成することと、
    前記初期ＳＲＡＦガイダンスマップに従って前記マスクレイアウトに１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置することと、
    前記１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットと前記１つまたは複数の目標パターンとを使用して、更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成することと、
    前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップに従って前記マスクレイアウトに次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置することと、
    更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するステップと、前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置するステップと、を反復プロセスにおいて、予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされるまで繰り返すことと、を含む、方法。
  2. 次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを反復的に配置するステップは、
    前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを完全に新たな次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットに置き換えることを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを反復的に配置するステップは、
    前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットの少なくとも一部を保持することと、
    前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを取得するために前記前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを調整することと、を含む、請求項１に記載の方法。
  4. 補正されたマスクレイアウトを生成するために前記マスクレイアウトにあるもとの目標パターンに光近接効果補正（ＯＰＣ）を適用することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記反復プロセスは、
    更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するために、前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットと前回の補正されたマスクレイアウトとを使用することと、
    次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを生成するために、前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを使用することと、
    前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを含む次の回の補正されたマスクレイアウトを生成するために、前記前回の補正されたマスクレイアウトにＯＰＣを適用することと、
    前記予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされているか否かを決定するために、前記次の回の補正されたマスクレイアウトを使用することと、を含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記反復プロセスは、
    更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するために、前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットともとの目標パターンとを使用することと、
    次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを生成するために、前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを使用することと、
    前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを含む次の回のマスクレイアウトを生成することと、
    前記予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされているか否かを決定するために、前記次の回のマスクレイアウトを使用することと、を含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記ＳＲＡＦガイダンスマップを使用してＳＲＡＦ配置ルールを生成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記マスクレイアウトは予め定義されたマスクバイアスを含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記プロセスウィンドウはフォーカスウィンドウ及び露光ドーズウィンドウの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。
  10. 前記反復プロセスは、リソグラフィ応答を表す予め定義されたコスト関数が前記予め定義されたプロセスウィンドウ条件に関連する最適値に到達するときに終了される、請求項１に記載の方法。
  11. 前記予め定義されたコスト関数は、イメージログスロープ（ＩＬＳ）、エッジ配置誤差、マスクエラーエンハンスメントファクタ、またはそれらの組み合わせを表す、請求項１０に記載の方法。
  12. その内部に記録されている命令を有するコンピュータ読み取り可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、該命令は実行されたときに、リソグラフィ結像プロセスにおいて結像されるべき複数の目標パターンを有するマスクレイアウトに相当するファイルを生成することをコンピュータに実行させ、前記ファイルの生成は、
    前記マスクレイアウトについての初期ＳＲＡＦガイダンスマップを生成するステップと、
    前記初期ＳＲＡＦガイダンスマップに従って前記マスクレイアウトに１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置するステップと、
    前記１回目の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットと前記複数の目標パターンとを使用して、更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するステップと、
    前記更新されたＳＲＡＦガイダンスマップに従って前記マスクレイアウトに次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置するステップと、
    更新されたＳＲＡＦガイダンスマップを生成するステップと、前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを配置するステップと、を反復プロセスにおいて、予め定義されたリソグラフィプロセスウィンドウ条件が満たされるまで繰り返すステップと、を含む、コンピュータプログラム製品。
  13. 次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを反復的に配置するステップは、
    前回のＳＲＡＦのセットを完全に新たな次の回のＳＲＡＦのセットに置き換えることを含む、請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
  14. 次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを反復的に配置するステップは、
    前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットの少なくとも一部を保持することと、
    前記次の回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを取得するために前記前回の１つまたは複数のＳＲＡＦのセットを調整することと、を含む、請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
  15. 補正されたマスクレイアウトを生成するために前記マスクレイアウトにあるもとの目標パターンに光近接効果補正（ＯＰＣ）を適用することをさらに含む、請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
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