JP2013061669A

JP2013061669A - Ｏｐｃ（光学近接効果補正）設計プロセス

Info

Publication number: JP2013061669A
Application number: JP2012261737A
Authority: JP
Inventors: Tyminski Jacek; ヤツェックティミンスキー，; Popescu Raluca; ラルカポペスク，; Tomoyuki Matsuyama; 知行松山
Original assignee: Nikon Corp; Nikon Precision Inc
Current assignee: Nikon Corp; Nikon Precision Inc
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-04-04
Anticipated expiration: 2028-01-16
Also published as: US9286416B2; KR20170094553A; JP5149307B2; KR101831926B1; US8365107B2; KR20180021909A; US20190163050A1; KR101591100B1; JP5383893B2; KR101769258B1; KR101964572B1; US20100058263A1; JP2010517078A; US20130191794A1; WO2008089222A1; US20170363951A1; US20160161842A1; US9753363B2; KR20160014780A; KR20090113275A

Abstract

【課題】スループットの向上したＯＰＣ（光学近接効果補正）設計プロセスを提供する。
【解決手段】ＯＰＣ（光学近接効果補正）設計プロセスは、所定の投影ツールのスキャナパラメータをソフトウェア提供業者に提供することと、前記スキャナパラメータを、レチクル設計を行うためのソフトウェアに取り込むことと、前記ソフトウェアを、前記レチクル設計に用いるために、半導体デバイスメーカーに提供することを含む。
【選択図】図１３

Description

＜関連する出願の参照情報＞
この出願は、２００７年１月１８日に提出された米国仮特許出願第６０／８８５，５４７の利益を、米国特許法第１１９条の下で主張する。該出願の全ての内容を援用して本文の記載の一部とする。

本発明は一般に、光学近接効果補正（ＯＰＣ）システムおよびその使用方法に関し、より具体的には、スキャナベースのレチクル設計に用いられるモデル化技術及びＯＰＣ（光学近接効果補正）設計プロセスに関する。

半導体の製造は、益々微細な回路パターンを印刷しているリソグラフィプロセスに制限されている。リソグラフィプロセスは、２つの技術（ウエハリソグラフィ装置およびコンピュータリソグラフィ）によって駆動される。歴史的に、ウエハリソグラフィおよびコンピュータリソグラフィは、別々の独立したプロセスであり、それぞれがリソグラフィプロセスを最適化して、より微細な回路パターンを生じることを試みてきた。

マイクロエレクトロニクスの現世代において、より微細な回路パターンを形成することは、益々難しくなっている。例えば、特徴物と、線幅と、特徴物とラインの間隔は、次世代の技術（例えば４５ナノメートル（ｎｍ）の技術）において、益々小さくなっており、形成がより困難になっている。これらの困難の基本的な理由の一つは、集積回路（ＩＣ）パターンの像形成が、光学近接効果（ＯＰＥｓ）を起こしやすいことである。光学近接効果は、いずれのパターンも、その隣接するパターンの像形成と相互作用する、相互依存型で像を改変する。上記のような、より微細な回路パターンの必要性に対応するために、光学近接効果補正（ＯＰＣ）プロセスを用いて、像の忠実性を改善してきた。ＯＰＣの目的は、ＩＣの製造で用いられるパターンの像の忠実性の劣化を引き起こす、ＯＰＥｓを補正することである。しかし、ＯＰＣモデルの精度は、より微細な回路パターンの要求に対応しておらず、そのことは、製造コストの上昇と時間の増大を市場にもたらし、製造における品質の低下をもたらしていた。基本的には、今まで用いられていたＯＰＣモデルは不完全である。その理由は、ＯＰＥｓに影響を与えるあらゆる要素を含んでいないからである。

基本的には、ＯＰＣプロセスは、一連の光学ルール、一連のモデル化原則、または、ルールベースＯＰＣおよびモデルベースＯＰＣのハイブリッドな組み合わせによって管理される。一般には、最新のＯＰＣ技術は、付属のＯＰＣスクリプトでＯＰＣのソフトウェアプログラムをセットアップして、ルールベースＯＰＣのＯＰＣルールを生成するかまたは、モデルベースＯＰＣのＯＰＣモデルを生成することを含む。ＯＰＣプログラムは、所望のパターンに関連する情報により、初期のデータセットのコンピュータ補正を実行し、そのデータセットを操作して、補正データセットに到達する。次いで、このデータセットを用いて、ウエハ上に回路パターンを形成するのに用いられるレチクルを設計する。

しかし、データを操作して補正データセットに到達することは、反復プロセスを必要とする時間のかかるプロセスである。この反復プロセスは、ＯＰＣモデルのセットアップまたはＯＰＣルールを定期的に改変して、所望のＯＰＣモデルに到達することを含む。典型的には、これが、最良の推測および見積もりを必要とする、徹底的な手作業のプロセスである。例えば、ＯＰＣモデルを反復する間に、ＯＰＣ技術者は、どのようにＯＰＣモデルの不完全性を補償するべきかを推測しようとする。このことは時間がかかり、エラーおよび／または脱漏を起こしやすい。

従って、上述の欠陥および限界を克服することが、当技術分野において必要である。

第１の態様によれば、所定の投影ツールのスキャナパラメータをソフトウェア提供業者に提供することと、
前記スキャナパラメータを、レチクル設計を行うためのソフトウェアに取り込むことと、
前記ソフトウェアを、前記レチクル設計に用いるために、半導体デバイスメーカーに提供することを含む、ＯＰＣ（光学近接効果補正）設計プロセスが提供される。
以下の態様において、モデル化技術を提供する。そのモデル化技術は、ツールパラメータをモデルに入力すること、および、基本モデルのパラメータをモデルに入力することを含む。そのモデル化技術は、さらに、ツールパラメータおよび基本モデルのパラメータを用いて、シミュレートされた補正レチクル設計を生成することを含む。テストパターンの像を、シミュレートされた補正レチクル設計と比較する。δ_１＜ε_１（δ_１は、モデルと露光の差を表し、ε_１は所定の基準を表す）であるかどうかが決定される。そのモデル化技術は、さらに、δ_１＜ε_１である場合に、モデルを完成することを含む。

以下の態様において、設計レイアウトをモデル化するためのアプリケーションを展開するシステムを提供する。そのシステムは、コンピュータインフラストラクチャを有している。そのコンピュータインフラストラクチャは、ツールパラメータおよび基本モデルのパラメータを用いて、シミュレートされた補正レチクル設計を生成して、テストパターンの像を、シミュレートされた補正レチクル設計と比較して、モデルと露光の差を所定の基準と比較して、モデルと露光の差が、所定の基準未満である場合に、モデルを完成するよう動作可能である。

以下の態様において、露光装置を提供する。その露光装置は、少なくとも一つのモジュールを備える。そのモジュールは、ツールパラメータおよび基本モデルのパラメータを用いて、シミュレートされた補正レチクル設計を生成して、テストパターンの像を、シミュレートされた補正レチクル設計と比較して、モデルと露光の差を所定の基準と比較して、モデルと露光の差が所定の基準未満である場合に、そのモデルを完成するように構成されている。

以下の態様において、モデルの提供方法を提供する。その方法は、ツールパラメータおよび基本モデルのパラメータを用いて、シミュレートされた補正レチクル設計を生成することと、テストパターンの像を、シミュレートされた補正レチクル設計と比較することを含む。その方法は、さらに、モデルと露光の差を所定の基準と反復して比較することと、モデルと露光の差が、前記比較において、所定の基準未満になるまで、ツールパラメータおよび基本モデルのパラメータの少なくとも一方を変更することを含む。

以下の態様において、コンピュータプログラム製品は、読み出し可能なプログラムコードを組み込んで有する、コンピュータで使用可能な媒体を備える。そのコンピュータプログラム製品は、ツールパラメータおよび基本モデルのパラメータを用いて、シミュレートされた補正レチクル設計を生成する要素と、モデルと露光の差が所定の基準未満になるまで、ツールパラメータおよび基本モデルのパラメータの少なくとも一方を変更して、モデルと露光の差を所定の基準と比較することを繰り返す要素の、少なくとも一方の要素を含む。

以下の態様において、レチクルおよび半導体デバイスを製造する方法は、基本モデルのパラメータおよび所定の投影ツールのツールパラメータを用いた、シミュレートされた補正レチクル設計を修正することと、半導体デバイス用に像形成されるレイアウト設計を表すレチクル設計データを創生することと、シミュレートされた補正レチクル設計とレチクル設計データを比較することによってマスクのセットを創生することを含む。

以下の態様において、ＯＰＣ（光学近接効果補正）設計プロセスは、所定の投影ツールのスキャナパラメータをソフトウェア提供業者に提供することと、スキャナパラメータを、レチクル設計を行うためのソフトウェア製品に取り込むことと、ソフトウェアを、レチクル設計に用いるために、半導体デバイスメーカーに提供することを含む。

以下に、本発明の例示的な実施形態における非限定的な例として、本明細書で言及する複数の図面に関連して、本発明を詳細に説明する。

図１は、５世代の集積回路に関して、レチクル設計の解決方法に対するｋ１の傾向についてのグラフを示している。図２は、本発明に従うモデル化技術で用いられ得る、照明装置に関連するパラメータを示している。図３は、本発明に従うモデル化技術で用いられ得る、投影レンズに関連するパラメータを示している。図４（ａ）は、本発明に従うモデル化技術で考慮され得る像形成レンズの熱収差を示している。図４（ｂ）は、ＯＰＥに対する熱収差の効果をグラフで示している（９０ｎｍラインを用いている）。図５は、本発明の実施態様で用いられ得る、ＯＰＥに対するツールパラメータの感度グラフを示している。図６は、本発明の実施形態に従うプロセスを実行するフローチャートを示している。図７は、新しいスキャナのＯＰＣ設計のための、本発明に従って実施される光学モデル技術を用いることの時間的利点を示す。図８は、新しいデバイスのＯＰＣ設計のための、本発明に従って実施される光学モデル技術を用いることの時間的利点を示す。図９は、従来知られた光学モデルの影響と本発明に従って実施された光学モデルの影響の比較を示している。図１０は、本発明に従うフォトリソグラフィ装置を図示する概略図である。図１１は、半導体デバイスの製造を示すフローチャートである。図１２は、ウエハ処理を示すフローチャートである。図１３は、ＯＰＣ設計プロセスを示すフローチャートである。図１４は、本発明に従う認証プロセスを示している。

本発明は一般に、スキャナベースの光学近接効果補正（ＯＰＣ）システムおよびその使用方法に関する。実施形態において、本発明は、リソグラフィシミュレーションおよびＯＰＣモデルを利用して、集積回路の臨界寸法（ＣＤ）性能を向上させる。好ましい実施形態において、本明細書に記載する技術を実装するＯＰＣモデルは、４５ｎｍ以下のＣＤの集積回路のＣＤ性能を向上させるであろう。本発明を、スキャナまたはフルフィールドステッパなどの、いずれのツールに実装することができる。

短い所要時間でナノメートルレベルのＣＤ制御を達成するために、本発明のシステムおよび方法は、従来の入力パラメータ（露光量、デフォーカス、光源の種類、レンズのパラメータなど）のみではなく、それ以上のものを用いる。例えば、本発明のシミュレーション入力およびモデル入力は、本明細書に論じるように、液浸効果、スペクトル帯域幅および色収差、偏光の影響、全体的および局所的なフレア、波面収差、走査同期作用、および／またはＣＤの性能に影響を及ぼし得る他のパラメータを含む。これらのパラメータを、各世代のツール（tool generation）、または、いずれの個別のツールについて求めて、集積回路の製造中にパターン化されるパターンの精度を予測するにあたり、その全体効率を高めることができる。

比較として、図１は、１７年間にわたる５世代のＣＤについて、レチクル設計の解決方法(ソリューション)に対するｋ1の推移を示している。これらの世代は、４００ｎｍのＣＤ（１９９０）、２５０ｎｍのＣＤ（１９９５）、１３０ｎｍのＣＤ（２０００）、６５ｎｍのＣＤ（２００５）、４５ｎｍのＣＤ（２００７）を含む。当業者に理解されるように、ｋ1は、集積回路の像を形成することがどれだけ難しくなるかという係数を示している。図１に示すように、光学像が小さくなるにつれて、より小さなパターン（例えば、ライン、スペース、ホール、ポスト、および集積回路レイアウトの他のパターン）の像を形成することがより困難になる。これは、一連の世代それぞれにおける、あまりはっきりしないライン（例えば「曖昧な」、すなわち、あまりシャープではないライン）によって例示される。

より小さいパターンの像形成を制御する困難さ（たとえば、ｋ１値の低減による）を補償するために、ｋ１値の低減の問題を緩和する方法が導入された。例えば、４００ｎｍのＣＤ世代では、ｋ１の低減に関連する問題を緩和するために、特別な技術は必要とされなかった。しかし、２５０ｎｍのＣＤ世代では、パターンバイアスが、パターニングおよびパターンモデル化技術に導入された。その役割は、光学近接効果を補正して、孤立したパターンおよび密集したパターンの間にバイアスをもたらすことである。しかし、１３０ｎｍの世代までに、パターンモデリングは、より小さいパターンの寸法の像を形成する困難さを、十分に補償できなくなった。このようにして、印刷不可能なサブ解像度補助パターン（ＳＲＡＦ）が、ｋ１の低減に関連する問題を緩和するために、パターニングに導入された。同様に、６５ｎｍのＣＤ世代までに、パターンモデリングおよび印刷不可能なサブ解像度補助パターンは、より小さいパターンの寸法の像を形成する困難さを、十分に補償できなくなった。このようにして、製造を容易化する設計（ＤＦＭ）が、ｋ１の低減に関連する問題を緩和するために、モデル化に導入された。ＤＦＭは、ＩＣ設計レイアウトの広範囲な変更を自動化する一連の技術であって、パターン化された像の忠実性を向上することを目的としている。ＯＰＣは、ＤＦＭの重要な要素である。

最新の技術を導入する前の、４５ｎｍ以下の最新のＣＤ世代においては、照明装置のレイアウト、開口数、パターンバイアス、および印刷不可能なサブ解像度補助パターン（ＳＲＡＦ）に関連するデータのみを、ＤＦＭで用いて、ｋ１の低減における問題を緩和していた。しかし、このようなデータが、ｋ１の低減における問題を緩和するのに十分でないことが見出された。従って、本発明は、追加のパラメータをＯＰＣモデル化技術に導入することによる、解決方法を提供する。追加のパラメータはどれも、当業者によって先に考慮されていない。

より明確には、本発明は、歩留りに関連するレチクルの設計を向上させて、設計コストおよび製造コスト、並びに市場へ出るまでのＩＣの製品化に要する時間を削減する。そして、本発明は、スキャナの設計情報および実際に像形成するツールの性能情報を、レチクル設計のモデリングに組み入れることによって、より正確でより高速なＯＰＣ設計を提供する。本発明は、いずれのＣＤ世代に有益であり、ｋ１がほぼ０．３未満である場合に、最大の適用性を有する。

実施形態において、モデリングの新たに導入されたパラメータは、より厳正なＩＣのレイアウト設計をもたらすが、像形成は、先の世代に相対して、統計誤差および確定誤差の影響を受けやすい。これらのパラメータをいずれのツールまたは世代のツール（tool generation）に導入して、それによって、ツールに固有またはツール型に固有の、カスタマイズされたＯＰＣおよびＯＰＣ検証モデルをもたらすことができる。例えばそのツールは、スキャナまたはフルフィールドステッパであってよい。実施形態で、本発明のシステムおよび方法は、レチクル設計のモデル化において、下記の好ましいパラメータを用いる。
−例えば、瞳を横切る強度分布および偏光特性（偏光状態）などの、照明装置のディテール
−ジョーンズ行列マップによって定義されるレンズ特性、または、レンズの位相変換、振幅変換、および偏光変換の他の表現
−全体的なフレアおよび局所的なフレアを含むフレアデータ
−縦の色収差
−照明装置のスペクトル
−横方向の同期誤差、および
−縦方向の同期誤差

照明装置の特性は、照明装置の瞳の各位置における強度および偏光内容についての情報を含む。ジョーンズ行列マップは、ツールのレンズで生じる位相変換、振幅変換、および偏光変換についての情報を含む。これらの変換は、下記を表している。
−波面収差：波面収差は、投影レンズを伝播する波の定位相面の歪曲を示す。従来知られた波面収差技術は、偏光に関心を寄せていないので、波の偏光特性および変換は、従来は無視されてきたことに注目することが重要である。
−アポダイゼーション：アポダイゼーションは、光学系の出力強度プロファイルの変化を表し、レンズの一定の特性によって制御される複雑な関数である。アポダイゼーションは、典型的には、レンズの瞳の縁で零に近づく、不均一な透過プロファイルを示す。
−レンズを伝播する種々の偏光状態の間で生じる偏光変換
実施形態において、ジョーンズ行列マップを、投影系の各レンズについて定義する。しかし、代替的な実施形態において、ジョーンズ行列マップを、そのツールの特定の関連するレンズについて、定義することができる。

局所的なフレアおよび全体的なフレアを含むフレアデータは、像の品質の低下の一因となる迷光である。フレアは、典型的には、レンズで発生するが、他の源もフレアの一因になることがある。全体的なフレアは、像の寸法と無関係であるが、局所的なフレアは像の寸法に左右される。当業者は、フレアデータを計測することができ、そのフレアデータを本発明のモデリングに組み入れることができる。

縦の色収差に関しては、照明装置からの異なる色が、互いにわずかにずれる像を形成するであろう。異なる色それぞれに、どのくらいずれがあるかは、レンズにおける縦の色収差によって特徴付けられる。照明装置のスペクトルデータは、投影系で用いられる全ての色を考慮しており、波長に対する強度分布を含んでいる。それは、照明が単色であると想定する従来のシステムにおける単純な手法ではない。

スキャナにおいて、横方向および縦方向の同期誤差は、それらの移動標準偏差（MSDs）によって特徴付けられる。該誤差は、像形成中の、レチクルとウエハの間の移動誤差の原因となる。例えば、当業者は、全体のＩＣパターン像をウエハ上に露光するために、レチクルとウエハの両方を、集積回路の像を形成する間に移動することを理解するであろう。レチクルとウエハのこの移動は、非常に正確に同期されなければならない。しかし、レチクルとウエハの両方の移動は、像形成誤差を引き起こす同期誤差をもたらすことがある。従って、同期誤差を明らかにして、レチクルパターンのウエハ上への像形成に対する同期誤差の影響を、正確に予測することが重要である。従って本発明におけるモデル化技術は、レチクルパターンのウエハ上への像形成をより正確に予測するために、レチクルとウエハの両方のスキャナ同期誤差を考慮している。一般には、干渉法を用いて同期誤差を取得することができる。

さらなる実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、本発明のモデル化技術において、他のパラメータまたは代替的なパラメータを用いることができる。例えば、本発明は、下記のパラメータも企図することができる。
−開口数（ＮＡ）誤差：光学系のＮＡは、システムが光を受けるかまたは放出する角度範囲を特徴付ける、無次元数である。
−シグマ誤差：シグマ誤差は、照明の設定誤差である。
および／または
−熱収差：熱収差は、レンズが光を受けるときのレンズの熱状態に基づいて、システムを透過した後の、物体の一点からの光を、熱収差なしでレンズを伝播する光に対して予測されていたのとは異なる地点に到達させる作用を示す。熱収差は、光学系の動作中に、レンズの不均一な加熱によって引き起こされる。
また、実施形態では、フィールドに依存する特性を取り入れることができることも企図する。

従って、上述のパラメータを本発明のモデル化技術に用いることによって、モデル化プロセスの精度を向上させ、且つ、その速度を増すことができる。より具体的いうと、下記を有利に行うことができる。
−モデル設定プロセスにおいて、物理的モデルの品質を向上させる。
−より正確な、モデルベースＯＰＣを提供する。
−ＯＰＥ（光学近接効果）を含むレチクル設計の、テスト露光への高速変換を提供する。
−ＯＰＥテスト露光をせずに、ツール設計データに基づく予備的なＯＰＣを提供する。そして
−レチクル設計の反復サイクルを減らすことを提供する。

図２は、本発明に従うモデルで用いられ得る、照明装置に関係するパラメータを示す。より具体的にいうと、源の強度分布およびストークスパラメータの分布、または照明装置の偏光特性の他の形態（フォーム）を、本発明のモデル化技術で用いても良い。実例として、図２は、輪帯照明装置２００の光源形状を示す。図に示すように、輪帯照明装置は、照明装置で異なる、源の強度分布２０５を有する。源の強度分布は、光源のレイアウトの中央が最も強く、その端はあまり強くないようである。図２は、ストークスパラメータの分布２１０をさらに示す。当業者は、ストークスパラメータが、電磁放射線の偏光状態を説明する一連の値であることを理解している。

図３は、本発明に従うモデルで用いられ得る、投影レンズに関係するパラメータを示す。より具体的にいうと、図３は、レンズ３００におけるスカラーの偏光に依存しない収差およびアポダイゼーションを示し、さらに、レンズのジョーンズ行列マップ３０５を示している。繰り返すが、これらのパラメータを、本発明のモデル化技術に用いてもよい。

図４ａは、本発明に従うモデルで考慮され得る、投影レンズの熱収差を示す。図４ａに示すように、フィールド中央およびフィールド右側の像は、熱収差の異なる不均一な分布を示している。例えば、３０分におけるフィールドの中央は、８．８ｍλＲＭＳであるのに対して、３０分におけるフィールドの右側は、６．１ｍλＲＭＳである。これらの違いを、本発明のモデル化技術で考慮してもよい。

図４ｂは、熱収差のＯＰＥへの効果を図表で示しており、９０ｎｍラインを用いている。図４ｂのグラフにおいて、ｙ軸すなわち縦座標は、熱収差のＯＰＥへの影響であり、ｘ座標すなわち横座標は、ナノメートルのピッチである。より具体的にいうと、図４ｂは、０分〜３０分間の熱収差に左右される、種々のピッチについての像のサイズデルタ（size delta）を示す。

図５は、本発明に従う像形成ツールの特性ごとのＯＰＥ感度グラフである。より具体的にいうと、図５のグラフは、ＯＰＥ感度分析に基づいた、典型的なＯＰＥを示している。図５において、対ＯＰＥ感度を、下記のパラメータ（ＮＡ、シグマ、波面収差、アポダイゼーション、偏光収差、熱収差、照明装置の偏光状態、およびフレア）について分析した。これらの影響は、１．８ｎｍにわたる範囲のＯＰＥを示している。図５の例示的グラフでは、ツール（フォトリソグラフィ装置）が、アポダイゼーション、偏光収差、およびフレアに最も敏感であることが分かった。アポダイゼーション、偏光収差、およびフレアのそれぞれを、本発明のモデル化技術への入力として用いても良い。異なるパターンに関しては、ツールパラメータに対するＯＰＥ感度の大きさは、異なるであろうことに注目されたい。

当業者は、ツールパラメータを本発明のモデリングに入力する前に、図５のグラフで示したツール感度分析を行うことができることを、理解するであろう。またツール感度分析を、任意のパラメータと共に用いることもできる。その任意のパラメータは、いずれのツールまたは世代のツール（世代における各ツールは、同一または実質的に同一の結果をもたらすであろうと仮定する）のレンズ特性または他のツールパラメータに関連している。パラメータをモデリングに入力する前に、ツール感度分析を行うことによって、パラメータのツールへの影響を求めることができる。また、どのパラメータがツールの性能に影響を与えるかを知ることによって、本発明のモデリングへの入力を、それらのパラメータに制限することができる。

本発明に従うプロセス例
図６は、本発明の実施形態のプロセス工程を示すフロー図である。より具体的にいうと、図６は、画像形成モデルのセットアップと、本発明に従うＯＰＣおよびＯＰＣ検証を含む集積回路（ＩＣ）設計プロセスを示す。さらにもっと具体的にいうと、工程６００から６３５までは、本発明に従う画像形成モデルのセットアッププロセスを示すのに対して、工程６４０から６７０までは、本発明に従うＯＰＣおよびＯＰＣ検証を含むＩＣ設計を示す。ＯＰＣのセットアッププロセスとＯＰＣソフトウェアとＯＰＣ検証は、電子機器の設計自動化（ＥＤＡ）ツールまたは電子計算機支援設計（ＥＣＡＤ）ツールに実装することができ、従来知られたモデル化および検証技術と比較すると、本発明に従って、より正確にモデル化でき、レチクル設計を検証することができる。

図６は、同様に、その工程を実行する本発明の構成要素のハイレベルブロック図を表すことができる。図６の工程を、適切なハードウェアと組み合わせて、コンピュータプログラムコードで実行し得る。このコンピュータプログラムコードを、ディスケット、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭまたはテープなどの記憶媒体、並びに、読み取り専用記憶装置（ＲＯＭ）または読み書き可能な記憶装置（ＲＡＭ）などの、記憶装置デバイスまたは記憶装置デバイスのコレクションに、格納してもよい。本発明は、完全にハードウェアの実施形態をとるかまたは、ハードウェア要素とソフトウェア要素の両方（そのいずれも、一般には「制御プログラム」と呼ばれている）を含む実施形態をとることができる。ハードウェア要素およびソフトウェア要素は、本発明の機能を実行するように構成されている、コンピュータ・インフラストラクチャ（インフラ）を含む。本発明は、コンピュータで使用可能な媒体またはコンピュータが読み出し可能な媒体からアクセス可能な、コンピュータプログラム製品の形態もとることができる。該コンピュータプログラム製品は、コンピュータまたは任意の命令実行システムによって、または、コンピュータまたは任意の命令実行システムに関連して、使用するプログラムコードを提供する。

工程６００において、ツールパラメータをモデルに入力する。ツールパラメータは、例えば、図１０に示す例示的なフォトリソグラフィ装置のものであってよい。このことは、例えば、本明細書に開示された特定のツールのレチクルの設計レイアウトをもたらすであろう。より具体的にいうと、パラメータ（データ）は、（ｉ）照明装置のディテール（細部事項）、（ｉｉ）レンズの特性を表すジョーンズ行列マップによって定義されるレンズ特性、（ｉｉｉ）局所的なおよび全体的なフレアデータ、（ｉｖ）縦の色収差、（ｖ）照明装置のスペクトル、および（ｖｉ）横方向および縦方向の同期誤差を含むことができる。もちろん、本明細書で論じられるように、パラメータの付加的な組み合わせまたは代替的な組み合わせを、モデルに入力してもよい。これらの他のパラメータは、例えば、（ｉ）ＮＡ誤差、（ｉｉ）シグマ誤差、および／または（ｉｉｉ）熱収差を含む。ツールパラメータを入力する前に、どのツールパラメータをモデルで使用するのが好ましいかを決定するために、ＯＰＥの感度分析を行うことができる。

工程６０５において、基本モデルのパラメータをモデルに入力する。基本モデルのパラメータは、図１を参照して論じた、先の世代に用いられるようなレチクルの解決方法を含む。そのパラメータのどれもが、ツールの動作を正確に予測しない。例えば、基本モデルのパラメータは、一般的なテストレチクルデータ、照明装置データ、開口数データ、バイアスパターンデータおよび印刷不可能なサブ解像度補助パターン（ＳＲＡＦ）を含んでいる。工程６００および６０５のパラメータを用いることで、シミュレートされた補正レチクル設計を生成する。該レチクル設計は、意図した設計の基本寸法を像形成するためのターゲットレイアウトを提供するのに用いられる、レチクル設計を表している。

工程６１０において、テストパターンを、一般的なテストレチクルデータを用いて行う。テストパターンは、例えば、平行なライン、直交するライン、異なるスペースおよび／または異なる寸法のラインなどの、いずれのパターンの組み合わせを含むことができる。工程６１５において、テストパターンの像を、ＯＰＣモデルに基づいてシミュレートされた補正レチクルの像形成の予測（例えば、ＯＰＣモデルによって創生される、期待されるウエハ像）に対して比較する。１つの例示的且つ非限定的な例としては、テストレチクルを用いた１００ｎｍのレチクルラインを、８０ｎｍのラインとして像形成するように期待する。この８０ｎｍのラインを、シミュレートされたレチクルモデルから期待される像に対して、比較することができる。

工程６２０において、δ_１＜ε_１であるかどうかを求める。δ_１は、モデルと露光の差を表し、ε_１は所定の基準を表す。所定の基準は、例えば、設計者がモデルを許容するであろう誤差限界などの、モデルの所望の精度であってよい。δ_１＞ε_１ならば、基本モデルのパラメータを、工程６２５で変更して、工程６０５でモデルに入力することができる。代替的または付加的には、ツールパラメータを工程６３０で変更することができ、工程６００でモデルに入力できる。ツールパラメータの変更を有利に用いて、従来知られたシステムで以前から必要とされていた多くの反復操作を減じることができる。工程６００、６０５、６１０、６２０、６２５および６３０は、δ_１＜ε_１になるまで繰り返される。

一旦δ_１＜ε_１になると、モデルセットは工程６３５で完成する。より具体的にいうと、モデルセットが完成するとき、像形成ツールの基本寸法を予測することが可能になるので、どのように画像がツールを用いて形成されるかを、より正確に予測することができる。従って、このようにして、モデルセットが完成するときは、モデルのセットアップパラメータは知られており、レチクルの設計に用いることができる。

工程６４０において、意図したＩＣレイアウトを表すレチクルの設計をもたらす。すなわち、設計を表すべきであるガラス上のパターンを、ツールにもたらす。より具体的にいうと、工程６４５において、レチクルの設計データをＯＰＣツールに入力する。レチクルの設計データは、像形成されるレイアウト設計を表す一連の数字を含む。工程６４５の出力は、工程６３５のモデルセットに従ってなされた光学近接効果補正を含む、レチクルのレイアウトである。工程６５０において、光学近接効果補正されたレチクルの像形成の予測を、そのモデルを通じて行って、工程６５５において、そのレチクル設計の露光結果をもたらす。モデルを通じて行った予測と露光結果を、工程６６０で比較する。工程６６５において、δ_２＜ε_２ならば、レチクル設計は完了である。しかし、δ_２＞ε_２ならば、プロセスは工程６４０に戻るであろう。そこで、レチクルを再設計して、ＩＣのレイアウトパターンを補正しなければならない。モデルのセットアップ（工程６００〜６３５）の間に用いられる基準と設計検証（工程６４０〜６７０）の間に用いられる基準は異なっていてもよいので、δ_２＜ε_２はδ_１＜ε_１と異なることができることは理解されよう。しかし、δ_２＜ε_２およびδ_１＜ε_１は、類似した役割を果たす。

本発明に従うプロセスを用いる例示的実施
本発明を、スキャナベースの光学近接効果補正（ＯＰＣ）に用いられる、スキャナ特性ファイル（ＳＳＦ）を使用して実施し得る。実施において、像の光学近接効果に影響を与えるスキャナ特性データを、ＳＳＦから抽出して、本発明のモデルで用いる。これらのスキャナ特性は、一連のパラメータおよびデータセットを含む。その一連のパラメータおよびデータセットは、本明細書で詳述されるように、像形成に影響を及ぼす異なるスキャナ特性を数値化している。実施形態では、各スキャナモデルまたはスキャナタイプに単独のＳＳＦがある。ＳＳＦに含まれる情報は、典型的には機密であり、従って、暗号化された形式で、電子機器の設計自動化（ＥＤＡ）のソリューション提供業者にもたらされる。

本明細書で論じるように、実施形態において、ＳＳＦは、設計値に基づくバージョンと、設計データおよび一部の計測結果に基づくバージョンを含む。設計値に基づくバージョンの目的は、ＳＳＦのテンプレートを提供して、ＯＰＣおよびＯＰＣ検証ソフトウェアとスキャナ特性データの統合を導くことである。設計データおよび一部の計測結果に基づくバージョンは、ＯＰＣソフトウェアと統合されるスキャナの影響の初期評価を表す。またそれらのバージョンは、フィールドに依存しないスキャナの影響も表す。従って、それらのバージョンから抽出される、ＯＰＣモデルに対する、スキャナによって決定される調整の全てを、画像フィールド全体にわたって均一に適用するべきである。それらのファイルバージョンに含まれるデータの概要（本明細書において既に論じた）を、下の表１で説明する。

２つのスキャナの影響を、ＳＳＦのデータから推定することができる（像形成のセットアップに固有（像形成のＩＤに固有）、および、スキャナモデルに固有またはスキャナタイプに固有）。スキャナのセットアップＩＤは、ＯＰＣモデルに対する調整を決定する際の一つの要素である。ＩＤに特有のスキャナデータは、スキャナの照明装置の特性であり、照明装置のフィールドの瞳分布と照明装置の偏光マップとを組み合わせている。

ファイルのヘッダ
ＳＳＦファイルのヘッダは、いずれの知られたフォーマットでもたらされる、基本のアーカイブデータを含む。それぞれのラベルのもとで、ＳＳＦのヘッダは、下記の情報を含むことができる。
−スキャナの型
−ＳＳＦのバージョン
−ＳＳＦの使用開始日
−波長（ｎｍで）
−像面における媒体の屈折率
−スキャナの倍率
−Ｘ座標およびＹ座標に沿った格子（グリッド）マップデータにおけるノード数
−画像フィールドポイントの数、および
−データが収集された画像フィールドの座標

照明装置のデータ
例示的な実施形態において、照明装置のデータは、トップハットの強度分布を含む。実施形態では、ＩＤに固有の偏光照明装置の特性を、照明装置のセットアップ仕様と、照明装置の偏光格子マップと、照明装置レイアウトの強度分布を特定する命令または式から創生することができる。ＳＳＦは、ＩＤに固有の照明装置の特性を生成するのに必要な、この偏光格子マップを含んでいる。

ＳＳＦには、アジマス偏光の偏光照明装置の格子マップと、スキャナ型に応じた、Ｖ偏光およびＨ偏光照明装置の偏光照明装置の格子マップがあるだろう。説明のための一例として、ＳＳＦに含まれるアジマス偏光の照明装置の格子マップは、下記の例示的なフォーマットを有する。
[アジマス偏光の照明装置]
-1.000000 -1.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
-1.000000 -0.984375 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
-1.000000 -0.968750 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
. .
.
0.906250 -0.140625 0.794697 1.000000 78.746805 93.333764
0.906250 -0.125000 0.812689 1.000000 79.190948 93.451483
0.906250 -0.109375 0.824535 0.999999 79.592372 92.296603
0.906250 -0.093750 0.827760 0.999997 79.842081 93.570158
0.906250 -0.078125 0.847249 1.000000 80.091193 93.678275
. .
.
1.000000 0.968750 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
1.000000 0.984375 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
1.000000 1.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
[アジマス偏光の照明装置の終了]

偏光データは、“[アジマス偏光の照明装置]”の後に始まって、“[アジマス偏光の照明装置の終了]”ラベル（またはその同等のもの）に達する。各データ行は、照明装置の格子マップの一点を表す。各行の数字は、シグマユニット（Ｓ_ｘおよびＳ_ｙ）における瞳格子の位置を特定し、その後に、照明装置のフィールドの振幅、偏光度、偏光方位、およびＸ偏光成分とＹ偏光成分の間の位相シフトが続いている。

“[アジマス偏光の照明装置の終了]”ラベルに続いて、以下のデータを含んでもよい。
[アジマスの除外幅]
ＥｘＡｚｉｍ
[アジマスの除外幅の終了]
ここで、ＥｘＡｚｉｍは、セグメント化された輪帯照明装置における対角の除外領域幅（度数）である。

Ｖ偏光およびＨ偏光の照明装置の偏光格子マップが、ＳＳＦに含まれるのであれば、それらのフォーマットは、データブロックの頂部および底部のラベルが、例えば、[Ｖ偏光照明装置]または[Ｈ偏光照明装置]および[Ｖ偏光照明装置の終了]または[Ｈ偏光照明装置の終了]（またはその同等のもの）のそれぞれに置換されることを除いては、アジマス（方位）格子マップのフォーマットに類似することができる。Ｖ偏光およびＨ偏光データがＳＳＦに含まれないならば、それぞれのデータセグメントは、下記の典型的な形態を有するであろう。
[Ｖ偏光照明装置]
[Ｖ偏光照明装置の終了]
および
[Ｈ偏光照明装置]
[Ｈ偏光照明装置の終了]
偏光照明装置のデータを、ファイルのヘッダで特定される開口数で収集する。偏光照明装置の格子マップのデータセットにおいて、格子点座標、偏光度、および照明装置のフィールドの振幅は単位がないが、偏光方位角、およびＸ偏光成分とＹ偏光成分の間の位相シフトは、度数（degree）で表される。

ＩＤに固有の照明データを、下記の典型的なやり方で生成してもよい。
（ｉ）各照明装置の瞳格子点を、0.906250 -0.140625 0.794697 1.000000
78.746805 93.333764などの６つの数字によって、定義する。例えば、これらの0.906250 -0.140625は、格子マップノードの（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ）座標であり、0.794697は、そのノードにおける照明装置のフィールドの振幅Ｅであり、1.000000は偏光Ｐの度合いを表し、78.746805は、偏光ベクトルのアジマスαであり、93.333764は、Ｅ_ｘフィールドの振幅成分とＥ_ｙフィールドの振幅成分の間の位相シフトφである（αおよびφは度数である）。
(ii) 照明装置の格子点（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ）に関して、Ｅの２つのＥ_ｘ偏光成分およびＥ_ｙ偏光成分は、以下のように表すことができる。

偏光度Ｐは、（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ）座標において、Ｅ_ｘおよびＥ_ｙに加えて、Ｅに対して非干渉性（インコヒーレント）である強度（１−Ｐ）があることを示している。非干渉性である強度の部分（１−Ｐ）を、像形成に貢献する照明装置の座標（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ）に存在する、非偏光の力として処理するべきである。

照明装置の偏光オプション
スキャナのセットアップＩＤのそれぞれは、ＮＡレンズ、照明装置の種類、および照明装置の偏光を含んで、露光状態を特定する。可能な照明装置の種類は、従来の照明装置、小シグマ照明装置、およびオフアクシス照明装置を含む。オフアクシスの照明装置の中では、セットアップＩＤは、輪帯および多極設計を特定する。表２は、種々の照明装置の偏光オプションを表す。

表２に示すように、従来知られた照明装置および小シグマ照明装置は、非偏光であるか、Ｖ偏光か、Ｈ偏光である。オフアクシス照明装置、輪帯照明装置、Ｃ−四極照明装置および双極照明装置は、非偏光であるかまたはアジマス偏光である。四極照明装置は、非偏光である。

非偏光照明装置
非偏光照明装置のデータを、スキャナのセットアップＩＤによって決定される照明装置のレイアウトで特定される、照明分布マップとして生成するべきである。この場合においては、直交する２つの非干渉性の照明装置フィールドを、それぞれの照明装置の格子点で生成するべきである。

偏光照明装置の特性
セットアップＩＤが、アジマス偏光照明装置、Ｖ偏光照明装置、またはＨ偏光照明装置を求める場合は、ＳＳＦに含まれる、適切な照明装置の偏光格子マップのデータを用いて、スキャナの偏光特性を生成するべきである。これは、適切な照明装置の格子マップを、像形成のセットアップＩＤによって特定されるレイアウトに「マスキング」することによって、達成することができる。照明装置のレイアウトのマスキングは、スキャナのセットアップＩＤによって特定される形状の透明マスクを、適切な偏光格子マップに組み付けることに類似している。

多極照明装置
多極照明装置の極は、異なる形状を有することができ、例えばバン形状（bun-shaped）などがある。このバン形状を次のように表すことができる。

バン形状（bun-shaped）の多極照明装置の断面は、照明装置の瞳の全ての位置を含んでおり、座標（ｒ，ｔ）は不等式（２ａ）を満たしている。ここでσinおよびσoutは、照明装置のレイアウトの内縁および外縁の径を表し、φは極の角度幅を表し、θ’は極が位置合わせされている方向を表し、そしてｎは、多極のレイアウトにおける極（セグメント）の数を表している。Ｒ_１およびＲ_２は、極の中心の位置および極の幅をそれぞれ表している。

輪帯照明装置
アジマス偏光の輪帯照明装置は、典型的は、当業者によって理解されるように、除外領域で分けられる４つの四分円を含む。一例において、除外領域はそれぞれ２０度である。適切な照明装置のレイアウトをマスキングすることによって、ＩＤに固有の輪帯照明装置の特性を、ＳＳＦに含まれる照明装置の偏光格子マップから抽出することができる。ある例示的実施形態では、４つの除外領域からそれたマスキングを、対角線方向にもたらす。

レンズ特性データ
アポダイゼーションおよび偏光変換を含むレンズ収差の内容を、ジョーンズ行列の瞳格子マップによって表す。このデータは、以下の例示的なフォーマットを有する。
[ジョーンズ行列]
-1.300000 -1.300000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000
-1.300000 -1.279688 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
-1.300000 -1.259375 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
-1.300000 -1.239062 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
・
・
・
1.300000 1.259375 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000
1.300000 1.279688 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000
1.300000 1.300000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
[ジョーンズ行列の終了]

実施形態において、データは、“[ジョーンズ行列]”の後に始まって、“[ジョーンズ行列の終了]”ラベル（またはその同等のもの）に達する。各データ行は、ジョーンズ行列マップの瞳の一つの格子点を表す。各行（ＮＡ_ｘおよびＮＡ_ｙ）における最初の２つの数字は、ＮＡユニットの瞳格子における位置を特定し、その後に、ジョーンズ行列の係数Ｊｘｘ、Ｊｘｙ、Ｊｙｘ、およびＪｙｙの実部および虚部が続いている。従って、データの各行は、以下の情報（ＮＡ_ｘ、ＮＡ_ｙ、Ｒｅ（Ｊｘｘ）、Ｉｍ（Ｊｘｘ）、Ｒｅ（Ｊｘｙ）、Ｉｍ（Ｊｘｙ）、Ｒｅ（Ｊｙｘ）、Ｉｍ（Ｊｙｘ）、Ｒｅ（Ｊｙｙ）、およびＩｍ（Ｊｙｙ））を含む。ジョーンズ行列の係数は無単位である。

レンズの色収差のデータ
色収差の像形成に与える影響は、レーザを照射するスキャナ照明装置の、有限のスペクトル帯域幅に左右される。従って、色収差の像形成に与える影響を取り込んでいるＳＳＦデータは、以下の例示的なフォーマットに３つのパラメータを含むことができる。
[色収差]
ＣＡ_ｚγ_Gγ_Ｌ
[色収差の終了]
ここで、ＣＡ_ｚは、縦の色収差の係数を表し、γ_Gγ_Ｌは、レーザスペクトルのガウスおよびローレンツエンベロープ幅を表す。

スキャナレンズの色収差の影響は、レーザスペクトルを含むＩｃａ（ｚ）像の畳み込み（コンボリューション）によって、以下のやり方で取り込まれる。

フレアデータ
フレアデータは、ＳＳＦに３つのパラメータを含む。
[フレア]
ａｂＧＦ
[フレアの終了]

スキャナの局所的フレアの影響を、以下のやり方で取り込むことができる。
（フレアの修正の開始）

式（６）の積分を、√（ｘ_０ ^２＋ｙ_０ ^２）が零から無限大、またはその妥当な近似に変化するという方法で、実行するべきである。

全体的なフレアを、オープンフレームの強度のパーセンテージとしてその値を表す、単一のパラメータとして表す。全体的なフレアの影響を、以下の式で表す。

スキャナ同期データ
同期データは、ＳＳＦに含まれる３つのパラメータからなる。
[同期]
σ_ｘ，σ_ｙ，σ_ｚ
[同期の終了]
ここで、σ_ｘ，σ_ｙ，σ_ｚはナノメートルで与えられ、それぞれ、x方向、y方向、およびz方向における、走査同期の移動標準偏差（ＭＳＤ−ｘ、ＭＳＤ−ｙおよびＭＳＤ−ｚ）を表している。

スキャナ同期の影響を、同期誤差の確率分布を含む画像を畳み込む（コンボリューションする）ことによって、以下のやり方で取り込む。

ここでＩ_{ｓｙｎｃｈ}（ｘ，ｙ，ｚ）およびＩ（ｘ，ｙ，ｚ）は、それぞれ、同期誤差を含む画像および同期誤差を含まない画像である。ｐ_{ｓｙｎｃｈ}（ｘ，ｙ，ｚ）は、同期誤差のガウス確率分布である。σ_ｘ，σ_ｙおよびσ_ｚは、それぞれ、x、y、およびzにおける、同期の移動標準偏差であり、全てナノメートルである。式９から１１における不定積分は、正の無限大から負の無限大に拡張するが、それらの式に十分なレベルの精度をもたらすのに十分大きい有限境界内で実行するべきである。

スキャナの影響の順序
光学近接効果補正の間、画像を、以下の順序（色収差、局所的なフレア、全体的なフレア、および同期）で、スキャナの影響によって修正するべきである。

本発明に従うプロセスを実施することによる例示的な利点
図７は、ＯＰＣ設計が製造に利用可能になる前の、新しいスキャナのＯＰＣ設計のための、本発明に従って実施されるモデル化技術を用いることの時間的利点を示す。図７において、本発明のモデル化技術で考慮されるパラメータは、レンズおよびツールパラメータ７００を含み、さらに基本パラメータ７０５を含む。レンズおよびツールパラメータ７００を用いることによって、従来知られたモデル化システムの３回（またはそれ以上）の反復に比較すると、たった２回の反復のみを、ＯＰＣ設計の完了に必要とする。このことは、ＯＰＣ設計の完了に、時間的利点をもたらす。

図８は、既存の像形成ツールで製造される新しいデバイスのＯＰＣ設計について、本発明に従って実施されるモデル化技術を用いることの時間的利点を示す。図８において、本発明のモデリングで考慮されるパラメータは、レンズおよびツールパラメータ７００を含み、さらに、光学近接効果（ＯＰＥ）を含んだテスト露光（基本モデル化パラメータ）８０５を含む。上述のように、レンズおよびツールパラメータ７００の使用は、より厳正な予測モデルをもたらし、それによって、特定の画像レイアウトのレチクルを設計するのに必要とされる反復の数を減少させる。このように、レンズおよびツールパラメータ７００を用いることによって、従来知られたモデル化システムの３回（またはそれ以上）の反復に比較すると、たった２回の反復のみを、ＯＰＣ設計の完了に必要とする。

図９は、従来知られた光学モデルから製造されたレチクルを用いて得られるパターンと、本発明に従って実施された光学モデルから製造されたレチクルを用いて得られるパターンの比較を示している。より具体的にいうと、従来知られた光学モデルを用いて製造されたレチクル（破線で示されている）は、バーの間に狭いスペースを有するＴ−ｂａｒのパターン（実線で示されており、光学近接効果（ＯＰＥ）によって引き起こされる）を生成することを、図９は示している。このような狭いスペースは、Ｔ−ｂａｒのＯＰＥに左右される。この場合には、ＯＰＥの予測は正しくなく、Ｔ−ｂａｒの特徴である２つの垂直のバーの間の間隔制御を除外している。それに対して、本発明の、スキャナパラメータが組み込まれた光学モデル化技術は、正確にＯＰＥを補正している。正確にＯＰＣが行われたＴ−ｂａｒの画像は、Ｔ−ｂａｒパターンにおける垂直なバー間に、広いスペースを示している。このように、本発明のパラメータが組み込まれた光学モデルからのレチクルを用いて創生されたパターンは、所望の画像を提供することに関して、従来知られた光学モデルによって生成されたものよりも正確である。そして、初めにより正確な画像を有することによって、像形成プロセスに用いられるレチクルの製造に必要な反復の数を減じることができる。

光学近接効果（ＯＰＥ）を含んだテスト露光は、露光シミュレーションおよび実際の露光を含んでいる。露光シミュレーションは、実際の装置によって実際の露光をせずに、コンピュータだけで実施されることを意味する。

本発明に従って設計されたレチクルを用いる例示的なシステム
図１０は、本発明に従うフォトリソグラフィ装置（露光装置）４０を図示する概略図である。ウエハ位置決めステージ５２は、ウエハステージ５１、ベース１、追従ステージベース３Ａ、および追加のアクチュエータ６を有する。ウエハステージ５１は、ウエハＷを保持するウエハチャック７４および干渉計ミラーＩＭを含む。ベース１は、複数のアイソレータ５４（またはリアクションフレーム）によって支持されている。アイソレータ５４は、ジンバルのエアベアリングを含んでいてもよい。追従ステージベース３Ａは、ウエハステージフレーム（リアクションフレーム）６６によって支持されている。追加のアクチュエータ６は、リアクションフレーム５３を通して地面Ｇ上に支持されている。ウエハ位置決めステージ５２は、ウエハステージ５１を、駆動制御ユニット６０及びシステム制御装置６２によって正確な制御の下で、多様な（例えば３から６）自由度で移動させ、且つ、ウエハＷを、投影光学系４６に相対して、所望のように位置決めし方向付けるように構成されている。この実施形態において、ウエハステージ５１は、ウエハ位置決めステージ５２のｘモータおよびｙモータによって生成されるＺ方向の力を用いることによって、６自由度を有し、ウエハＷのレベリングを制御する。ただし、３自由度（Ｚ，θｘ，θｙ）または６自由度を有するウエハテーブルを、ウエハステージ５１に取り付けて、ウエハのレベリングを制御することができる。ウエハテーブルは、ウエハチャック７４、少なくとも３つの音声コイルモータ（図示せず）、およびベアリング系を有する。ウエハテーブルを、音声コイルモータによって鉛直面に浮上させ、且つ、ベアリング系によってウエハステージ５１上に支持することによって、ウエハテーブルがウエハステージ５１に相対して移動することができる。

Ｘ方向におけるウエハステージ５１の動作によって生成される反力を、ベース１および追加のアクチュエータ６の動作によって解消することができる。さらに、Ｙ方向におけるウエハステージの動作によって生成される反力を、追従ステージベース３Ａの動作によって解消することができる。

照明系４２は、フレーム７２によって支持されている。照明系４２は、放射エネルギー（例えば光）を、レチクルＲ上のマスクパターンを通して投影する。レチクルＲは、レチクルステージＲＳによって支持されており、且つそれを用いてスキャンされる。一実施形態では、レチクルは、本発明のモデル化技術を用いて設計される。レチクルステージＲＳは、粗動のためのレチクル粗動ステージおよび微動のためのレチクル微動ステージを有してもよい。この場合では、レチクル粗動ステージは、トランスレーションステージテーブル１００に、１自由度で対応している。レチクルステージＲＳの動作によって生成される反力を、特開平８−３３０２２４および米国特許第５８７４８２０号に記載されている構造に従って、レチクルステージフレーム４８およびアイソレータ５４を通して、機械的に地面に開放することができる。それら（特開平８−３３０２２４および米国特許第５８７４８２０号）の開示全体を援用して本文の記載の一部とする。光は、投影光学系フレーム５０上に支持される投影光学系（レンズアセンブリ）４６を通して焦点を合わせられ、且つ、アイソレータ５４を通して地面に開放される。

干渉計５６は、投影光学系フレーム５０上に支持され、ウエハステージ５１の位置を検出し、ウエハステージ５１の位置情報をシステム制御装置６２に出力する。第２干渉計５８は、投影光学系フレーム７５上に支持されており、レチクルステージＲＳの位置を検出し、その位置情報をシステム制御装置６２に出力する。システム制御装置６２は、駆動制御ユニット６０を制御して、ウエハＷまたは投影光学系４６に相対して、レチクルＲを所望の位置および方向に位置合わせする。本発明のシステムおよび方法を用いることによって、干渉計の精度を維持する。

本発明を実施することができる、多くの異なる種類のフォトリソグラフィックデバイス（例えばｊドライおよび液浸フォトリソグラフィツール）がある。例えば、装置４０は、スキャニング型のフォトリソグラフィシステムとして用いることができる露光装置を含み、それは、レチクルＲとウエハＷを同期して移動しながら、レチクルＲからのパターンをウエハＷ上に露光する。スキャニング型のリソグラフィデバイスにおいて、レチクルＲは、レチクルステージＲＳによって、投影光学系４６の光軸に垂直に移動される。そして、ウエハＷは、ウエハ位置決めステージ５２によって、投影光学系４６の光軸に垂直に移動される。レチクルＲとウエハＷのスキャニングは、レチクルＲとウエハＷが同期して移動している間に（ただし、ｘ軸に平行な、互いに平行な軸に沿って反対方向に移動している間に）起こる。

あるいは、露光装置４０は、レチクルＲおよびウエハＷが静止している間にレチクルＲを露光する、ステップアンドリピート型フォトリソグラフィシステムであることができる。ステップアンドリピートプロセスでは、ウエハＷは、個々のフィールドの露光の間に、レチクルＲおよび投影光学系４６に相対する定位置にある。続いて、連続する露光ステップの間に、半導体ウエハＷの次のフィールドが、投影光学系４６およびレチクルＲに相対する露光位置にもたらされるように、ウエハＷは、投影光学系４６の光軸に垂直なウエハ位置決めステージ５２によって連続的に移動される。このプロセスに続いて、レチクルＲ上の画像が、連続的にウエハＷのフィールド上に露光され、その後、半導体ウエハＷの次のフィールドが、投影光学系４６およびレチクルＲに相対する位置にもたらされる。

しかし、ここに示されている装置７０の用途は、半導体製造用フォトリソグラフィシステムに制限されない。装置７０（例えば露光装置）は、例えば、液晶ディスプレイのデバイスパターンを、矩形のガラスプレート上に露光するＬＣＤフォトリソグラフィシステム、または、薄膜磁気ヘッド製造用フォトリソグラフィシステムとして使用できる。さらに本発明は、近接フォトリソグラフィシステムに適用することもできる。プロキシミティフォトリソグラフィシステムは、レンズアセンブリを使用することなしに、マスクおよび基板を接近して置くことによって、マスクパターンを露光する。その上、ここに示される本発明は、他の半導体処理装置、機械ツール、金属切削機、および検査機を含む、他のデバイスに用いることができる。

照明系４２において、照明源は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）またはＦ_２レーザ（１５７ｎｍ）とすることができる。あるいは、照明源は、ｘ線および電子ビームのような荷電粒子ビームを用いることもできる。例えば、電子ビームを用いる場合は、熱電子放出型の六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）またはタンタル（Ｔａ）を電子銃として使用できる。さらに、電子ビームを使用する場合、構造は、マスクを使用する構造またはマスクを使用せずに基板上に直接パターンを形成できる構造とすることができる。

投影光学系４６に関して、エキシマレーザーのような遠紫外線を使用する場合、遠紫外線を透過する石英および蛍石のようなガラス材料を用いるのが好ましい。Ｆ_２型レーザーまたはｘ線を使用する場合、投影光学系４６は、好ましくは、カタディオプトリックまたは屈折性（レチクルも好ましくは反射性が望ましい）のいずれとするべきであり、電子ビームを使用する場合、電子光学系は、好ましくは、電子レンズおよびデフレクター（偏向器）を備えるべきである。電子ビーム用の光路は減圧状態にあるべきである。

また、波長が２００ｎｍ以下の真空紫外線（ＶＵＶ）を使用する露光デバイスでは、カタディオプトリック型光学システムの使用を考慮することができる。カタディオプトリック型光学システムの例は、特許公開公報に公開された特開平８-１７１０５４およびこれに対応する米国特許第５６６８６７２号、並びに特開平１０-２０１９５およびこれに対応する米国特許第５８３５２７５号の開示を含む。これらの場合、反射光学デバイスは、ビームスプリッタおよび凹面鏡を組み込んだカタディオプトリック光学システムとすることができる。特開平８-３３４６９５およびその対応米国特許出願第５６８９３７７号、並びに特開平１０-３０３９およびその対応米国特許第５,６８９,３７７号もまた、凹面鏡などを組み込んだ反射屈折型光学システムを使用するが、この光学システムはビームスプリッタを組み込んでいない。これらも本発明に採用できる。前記特許公開公報に記載の日本国特許出願および、前記米国特許における開示をここに援用して本文の記載の一部とする。

さらに、フォトリソグラフィシステムでは、上述の実施形態に示すモータと異なるリニアモータ（米国特許番号第５６２３８５３号または５５２８１１８号参照）が、ウエハステージまたはレチクルステージに使用される時、リニアモータは、エアベアリングを使用した空気浮上型、または、ローレンツ力またはリアクタンス力を利用した磁気浮上型のどちらにすることもできる。また、ステージは、ガイドに沿って移動可能であってよい。または、ガイドを使用しないガイドレスタイプのステージであってよい。米国特許番号第５６２３８５３号および５５２８１１８号における開示をここに援用し、本文の記載の一部とする。

あるいは、これらのステージの一つは平面モータで駆動しうる。平面モータは、２次元配置された複数の磁石を有するマグネットユニットおよび対向位置に２次元配置された複数のコイルを有する電機子コイルユニットによって生じる電磁力によって、ステージを駆動する。この型式の駆動システムでは、マグネットユニットおよび電機子コイルユニットの一方がステージに接続され、他方がステージの移動平面側に取り付けられる。

上記のようなステージの移動は、フォトリソグラフィシステムの性能に影響を与えうる反力を生じる。ウエハ（基板）ステージの動作によって生じる反力は、米国特許第５５２８１１８号および特開平８-１６６４７５号に記載されているようなフレーム部材の使用によって機械的に床（地面）に解放できる。また、レチクル（マスク）ステージの動作によって生じる反力は、米国特許第５８７４８２０号および特開平８-３３０２２４号に記載されているようなフレーム部材の使用によって、機械的に床（地面）に開放できる。米国特許番号第５５２８１１８号および５８７４８２０号、並びに、特開平８-３３０２２４号における開示をここに援用し、本文の記載の一部とする。

以上のように、種々のサブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、および光学的精度を保つように組み立てることで、上述の実施形態のフォトリソグラフィシステムを製造することができる。種々の精度を維持するために、この組み立ての前後には、あらゆる光学系を、光学的精度を達成するように調整する。同様に、あらゆる機械系およびあらゆる電気系を、それぞれの機械的精度および電気的精度を達成するように調整する。各サブシステムを組み立ててフォトリソグラフィシステムにするプロセスは、各サブシステム間の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続を含む。種々のサブシステムからフォトリソグラフィシステムを組み立てる前に、各サブシステムを組み立てるプロセスもあることはいうまでもない。フォトリソグラフィシステムを、種々のサブシステムを用いて組み立てると、総合調整を行って、あらゆる精度が、完全なフォトリソグラフィシステムにおいて維持されていることを確認する。さらに、露光システムの製造は温度および湿度が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

また、概略的に図１１に示したプロセスによって、上記システムを使用して半導体デバイスを製造できる。工程１１０１で、デバイスの機能特性および性能特性を設計する。次に、工程１１０２で、その前の設計工程に従って、パターンを有するマスク（レチクル）を設計し、並行する工程１１０３で、シリコン材料からウエハを製作する。工程１１０４では、工程１１０２で設計したマスクパターンを、工程１１０３で製作したウエハ上に、本発明の原理に従ってこれまでに記述したフォトリソグラフィシステムによって露光する。工程１１０５で、半導体デバイスを組み立てる（ダイシングプロセス、ボンディングプロセス、およびパッケージングプロセスを含む）。最後に、工程１１０６で、このデバイスを検査する。

図１２は、半導体デバイスを製造する場合の、上記工程１１０３の詳細なフローチャートの例を示す。工程１１１１（酸化工程）で、ウエハ表面を酸化する。工程１１１２（ＣＶＤ工程）で、ウエハ表面に絶縁フィルムを形成する。工程１１１３（電極形成工程）で、蒸着によりウエハ上に電極を形成する。工程１１１４（イオン注入工程）で、ウエハ中にイオンを注入する。上記工程１１１１〜１１１４は、ウエハ処理における、ウエハに対する前処理工程を形成し、処理要件に応じて各工程が選択される。

ウエハ処理の各段階において、上記前処理工程が完了すると、下記の後処理工程が実施される。後処理では、まず、工程１１１５（フォトレジスト形成工程）で、ウエハにフォトレジストを塗布する。次に、工程１１１６（露光工程）で、上記露光装置を使用して、ウエハにマスク（レチクル）の回路パターンを転写する。それから、工程１１１７（現像工程）で、露光されたウエハを現像し、工程１１１８（エッチング工程）で、残存フォトレジスト以外（露光された材料表面）の部分をエッチングにより除去する。工程１１１９（フォトレジスト除去工程）で、エッチング後に残る不要フォトレジストを除去する。これらの前処理工程および後処理工程を繰り返すことにより、多重の回路パターンを形成する。

付加的な方法例
図１３に示すように、さらなる実施形態として、ＯＰＣ設計プロセスにおいて、スキャナ製造業者は、スキャナパラメータをソフトウェア提供業者に提供する。ソフトウェア提供業者は、順に、これらのパラメータを、レチクルの設計を行うためのソフトウェアに取り込む。ソフトウェア提供業者は、半導体デバイスメーカーに、レチクル設計で用いるソフトウェアを提供する。その方法は、いずれの工程でデータを暗号化するプロセスを含むこともできる。さらなる実施形態において、スキャナ製造業者は、スキャナパラメータのソフトウェアのファイルフォーマットを、ソフトウェア提供業者に提供する。また、スキャナパラメータを直接、半導体デバイスメーカーに提供する。ソフトウェア提供業者は、半導体デバイスメーカーに、ソフトウェアを提供する。半導体デバイスメーカーは、スキャナパラメータを、レチクル設計に用いるソフトウェアに組み入れる。ここでもまた、いずれのステップは暗号化を含むことができる。

さらなる実施形態において、図１４に示すように、方法が、上述のスキャナパラメータのファイルフォーマットとの整合性を検証するために提供され、ソフトウェア提供業者を認証するために用いられるであろう。例えば、工程は、工程１４００において、ソフトウェアのファイルフォーマットをソフトウェア提供業者またはユーザーに提供することを含んでもよく、工程１４０５において、一連のサンプルデータをフォーマットに提供することを含んでもよい。工程１４１０において、サンプルのレチクルパターンを半導体デバイスメーカーに提供して、そのサンプルデータを用いて、工程１４１５においてスキャナモデルを生成する。工程１４２０において、もたらされた回路パターンを、スキャナモデルおよびサンプルのレチクルパターンを用いてシミュレートする。ステップ１４２５において、シミュレーション結果を、正確であることが知られている一連の結果（正確なシミュレーションまたは実際の露光結果のいずれかから）と比較して、ずれを特定する。ステップ１４３０において、ソフトウェア提供業者が正確にスキャナを表したかどうかが決定される。

本発明は、例示的な実施例として、フォトリソグラフィシステムにおいて特に論じられたが、本発明の製品、方法およびシステムを、例えば精密機器（例えばフォトグラフィシステム）のような、レチクルを設計することを所望されるいずれの用途を含む、他の状況及びさらなる状況で用いてもよい。従って、本発明をその実施形態との関係で説明してきたが、当業者は、本発明を、添付の特許請求の範囲の精神及びその範囲内で改変して、実行することができることを認識するであろう。それゆえ、前述の明細書に含まれるかまたは、添付の図面に示される全ての事項は例示にすぎず、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明は、添付の特許請求の範囲およびその均等物に従って決定されるべきである。

Claims

所定の投影ツールのスキャナパラメータをソフトウェア提供業者に提供することと、
前記スキャナパラメータを、レチクル設計を行うためのソフトウェアに取り込むことと、
前記ソフトウェアを、前記レチクル設計に用いるために、半導体デバイスメーカーに提供することを含む、ＯＰＣ（光学近接効果補正）設計プロセス。
さらにスキャナパラメータのソフトウェアのファイルフォーマットを、前記ソフトウェア提供業者に提供することと、前記スキャナパラメータを前記半導体デバイスメーカーに提供することを含む、請求項１に記載のプロセス。
さらに、一連のサンプルデータを用いてスキャナモデルを生成し、前記ソフトウェアから創生されるスキャナモデルを用いて回路パターンをシミュレートしてサンプルのレチクルパターンを生成し、正確であることが知られている一連の結果と、前記サンプルのレチクルパターンを比較することによって、前記ソフトウェア提供業者を認証することを含む、請求項２に記載のプロセス。
前記ソフトウェアは、
前記スキャナパラメータを含むツールパラメータをモデルに入力することと、
基本モデルのパラメータを前記モデルに入力することと、
前記ツールパラメータおよび前記基本モデルのパラメータを用いて、シミュレートされた補正レチクル設計を生成することと、
テストパターンの像を、前記シミュレートされた補正レチクル設計と比較することと、
モデルと露光の差（δ_１）が、所定の基準（ε_１）未満であるかどうかを決定することと、
前記モデルと露光の差（δ_１）が、前記所定の基準未満である場合に、前記モデルを完成することと、
どのツールパラメータを前記モデルで用いるかを決定するために、光学近接効果（ＯＰＥ）感度分析を行うことを含む、モデル化方法を実行するソフトウェアである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロセス。
前記所定の基準が、少なくとも、前記モデルの所望の精度である、請求項４に記載のプロセス。
前記シミュレートされた補正レチクル設計は、意図した設計の基本寸法を像形成するためのターゲットレイアウトを提供するのに用いられるレチクル設計を表す、請求項４または５に記載のプロセス。
δ_１＞ε_１である場合、前記基本モデルのパラメータおよび前記ツールパラメータの少なくとも一方を変更し、前記モデルに入力して、それにより反復操作を減じる、請求項４〜６のいずれか一項に記載のプロセス。
さらに、像形成されるレイアウト設計を表すレチクル設計データを入力することを含む、請求項４〜７のいずれか一項に記載のプロセス。
さらに、前記モデルを通じて予測を行うことと、レチクル設計の露光結果を提供することと、前記モデルを通じて行われた前記予測と前記露光結果を比較することとを含む、請求項８に記載のプロセス。
δ_２＜ε_２の場合、前記レチクル設計を完了し、δ_２＞ε_２の場合、前記レチクルを再設計し且つＩＣレイアウトパターンを補正する、請求項９に記載のプロセス。
前記ツールパラメータが、（ｉ）照明装置のディテール、（ｉｉ）レンズ特性を表すジョーンズ行列マップによって定義されるレンズ特性、（ｉｉｉ）局所的なフレアデータおよび全体的なフレアデータ、（ｉｖ）縦の色収差、（ｖ）照明装置のスペクトル、および（ｖｉ）横方向の同期誤差および縦方向の同期誤差を含む、請求項４〜１０のいずれか一項に記載のプロセス。
前記ツールパラメータが、さらに、（ｉ）ＮＡ誤差、（ｉｉ）シグマ誤差、および（ｉｉｉ）熱収差の少なくとも一つを含む、請求項１１に記載のプロセス。
前記基本モデルのパラメータが、一般的なテストレチクルデータ、照明装置データ、開口数データ、パターンバイアスデータおよび印刷不可能なサブ解像度補助パターン（ＳＲＡＦ）の少なくとも一つを含む、請求項４〜１２のいずれか一項に記載のプロセス。
前記スキャナパラメータを前記ソフトウェア提供業者に提供すること、前記スキャナパラメータを前記ソフトウェアに取り込むこと、前記ソフトウェアを前記半導体デバイスメーカーに提供することのいずれかにおいて、前記スキャナパラメータを暗号化することを含む請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプロセス。