JP2014513871A - マルチビームレットリソグラフィ装置における使用のためのパターンを分割する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、マルチビームレットリソグラフィ装置における使用のためのパターンを分割するための方法に関連している。その方法は、マルチビームレットリソグラフィ装置の複数のビームレットによってターゲット表面上に露光される入力パターンを提供することを有している。入力パターン内において、第一および第二の領域が識別される。第一の領域は、複数のビームレットの単一のビームレットによって独占的に露光可能である領域である。第二の領域は、複数のビームレットの二つ以上のビームレットによって露光可能である領域である。第一および第二の領域の評価に基づいて、パターンのどの部分が各ビームレットによって露光されるかが確定される。

Description

本発明は、マルチビームレットリソグラフィ装置における使用のためのパターンを分割のための方法に関連している。本発明はさらに、プロセッサーによって実行されるときに、マルチビームレットリソグラフィ装置における使用のためのパターンを分割のための方法をおこなうようになされた、コンピューター読取可能媒体に関連している。最後に、本発明は、パターンを分割する方法を実行するためのプロセッサーが設けられたコントロールユニットを備えているマルチビームレットリソグラフィ装置に関連している。

多重ビームレットリソグラフィは、半導体産業の挑戦に対処する未来技術である。特に、企業心は、高いボリュームスループットを有している荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムを開発することに取られている。そのようなシステムでは、複数の荷電粒子ビームレットが、パターンをターゲット基板表面上に転写するために使用される。

そのような荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの例は、共に本出願人の名義の、米国特許第６，９５８，８０４号と国際特許出願ＷＯ２００９／１２７６５９に説明されるようなシステムを有している。これらのシステムでは、複数の荷電粒子ビームレットを設けるために、連続放射源または一定周波数で動作する源が、適切なコンポーネントと組み合わせて使用される。パターンデータは、静電偏向によってビームレットを変調するようになされた変調デバイスに送られる。それから、変調ビームレットは、ターゲット表面に移動される。一般に、この移動のあいだ、個々のビームレットの直径が低減される。

説明されたシステムでパターン形成することは、正確なパターン形成を可能にするために精巧なコントロールを必要とする。これは特に、ビームレットが、ターゲット表面上の隣接エリアをカバーしている走査軌道に従い、「ストライプ」とも呼ばれ、その結果、隣接ビームレットが隣接ストライプをカバーする場合である。そのような場合、これらのビームレットを変調する変調デバイスに送られるパターンデータは、隣接ビームレットが互いに悪影響を及ぼすことなく、露光される全エリアがパターン形成されるようであることを必要とする。

米国特許第６，９５８，８０４号 国際特許出願ＷＯ２００９／１２７６５９

スループットの著しい損失なしの改善された信頼性をもって、利用できるビームレットにわたるパターンの適切な分割を可能にすることが本発明の目的である。

この目的のために、本発明の実施形態は、マルチビームレットリソグラフィ装置における使用のためのパターンを分割するための方法を提供し、その方法は、前記マルチビームレットリソグラフィ装置の複数のビームレットによってターゲット表面上に露光される入力パターンを提供することと、前記入力パターン内の第一の領域を識別することを有し、各第一の領域は、前記複数のビームレットの単一のビームレットによって独占的に露光可能である領域であり、さらに、前記入力パターン内の第二の領域を識別することを有し、各第二の領域は、前記複数のビームレットの二つ以上のビームレットによって露光可能である領域であり、さらに、前記第一および第二の領域の評価に基づいて、前記パターンのどの部分が各ビームレットによって露光されるかを確定することを有している。この方法は、表面積の被覆が、第二の領域にかかっている特徴が、十分に低い歪みをもつ単一の特徴として現れるようにパターン化されることを可能にする。

いくつかの実施形態では、前記第一および第二の領域の評価は、前記パターン内に露光されるべき特徴を識別することと、各特徴について、その特徴が、第一の領域または第二の領域または両者内にいずれに配置されているかを確定することと、各特徴について、確定された特徴配置に基づいて、前記特徴をどのビームレットが露光するかを決定することを有している。ある特徴が、一つの第一の領域内に完全に配置されていることを確定することに対して、決定することは、前記特徴の露光を、前記第一の領域を露光するように構成された前記ビームレットに割り当てることを有していてよい。ある特徴が、一つの第二の領域内に完全に配置されていることを確定することに対して、決定することは、前記特徴の露光を、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの一つに割り当てることを有していてよい。ある特徴が、一つの第二の領域内に部分的にまた単一のビームレットの一つの第一の領域内に部分的にあることを確定することに対して、決定することは、前記特徴の露光を、前記単一のビームレットに割り当てることを有していてよい。ある特徴が、一つの第二の領域内に部分的にまた二つ以上のビームレットの複数の第一の領域内に部分的にあることを確定することに対して、決定することは、前記複数の第一の領域内の複数の特徴部分の露光を、それぞれの複数の単一のビームレットに、また、前記第二の領域内の一つの特徴部分の露光を、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの一つに割り当てることを有している。

いくつかの実施形態では、ある特徴が、一つの第二の領域内に部分的にまた二つ以上のビームレットの複数の第一の領域内に部分的にあることを確定することに対して、決定することは、前記複数の第一の領域内の複数の特徴部分の露光を、それぞれの複数の単一のビームレットに、また、前記第二の領域内の一つの特徴部分の露光を、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの一つに部分的に、また、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの別の一つに部分的に割り当てることを有している。前記第二の領域内の特徴部分の前記露光割り当ては、前記複数の第一の領域内の前記複数の特徴部分の断面積に基づいてよい。それから、前記一つの第二の領域内の前記一つの特徴部分の割り当ては、前記二つ以上のビームレットの前記一つに割り当てられた前記一つの特徴部分が、前記二つ以上のビームレットの前記一つに割り当てられた前記一つの特徴部分と、実質的に同様な大きさであるようなものであってよい。

いくつかの実施形態では、上述の方法は、二つの異なるビームレットによって露光されるべきパターンの二つの隣接部分に対して複数のサイクルでおこなわれ、また、前記方法は、考慮中の第一の二つのビームレットによって露光可能なパターンに対して実行された後、前記方法の以前のサイクルにおいて既に考慮された第一のビームレットと、前記第一のビームレットによって露光されるべき部分に隣接前記パターンの部分を露光するように構成された第二のビームレットによって露光されるべきパターンに適用される。前記方法は、すべてのビームレットの考慮の後に終了してよい。

さらに、本発明のいくつかの実施形態は、プロセッサーによって実行されるときに、パターンを分割するための上述の方法をおこなうようになされた、コンピューター読取可能媒体に関連している。

最後に、本発明のいくつかの実施形態は、複数のビームレットを生成するためのビームレット発生器と、前記ビームレットをパターン化して変調ビームレットを形成するためのビームレット変調器と、パターン化するための入力を前記ビームレット変調器に供給するためのコントロールユニットと、前記変調ビームレットをターゲットの表面上に投影するためのビームレット投影機を備えており、前記コントロールユニットは、パターンを分割する上述の方法の実施形態を実行するようになされている、リソグラフィ装置に関連している。前記コントロールユニットは、コンピューター読取可能データファイルを受け取るようになされていてよく、分割するための前記方法が、前記データファイルのデータに適用されてよい。リソグラフィ装置において分割する方法を実行することによって、データファイルを介して受け取られたパターン設計データは、パターンを分割する上述の方法の実施形態を実行することが不可能であるリソグラフィ装置での使用にも適しているフォーマットであってよい。さらに、データファイルのサイズは、一般にそれほど多量でなくなる。いくつかの実施形態では、前記パターンデータファイルには、前記方法が適用されるべきか否かを示すタグが設けられている。それから、前記コントロールユニットは、前記タグを検出し、前記タグの内容に基づいて、分割するための前記方法が実行されるか否かを決定するようになされている。そのようなタグはパターンデザイナーにより多くのフレキシビリティを提供し、なぜならば、リソグラフィ装置のセッティングをくつがえす可能性を提供するからである。

本発明の種々相が、図面に示される実施形態を参照してさらに説明される。
図１は、本発明の実施形態に使用され得る荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムを概略的に示している。 図２は、リソグラフィシステムを示す概念図である。 図３は、電子光学系でウェーハにパターン形成するための戦略を概略的に示している。 図４は、図３の書き込み戦略のさらなる実施を概略的に示している。 図５は、図３および４の書き込み戦略にしたがってパターンを書き込む典型的な方法に概略的に示している。 図６は、本発明の実施形態にしたがってパターンを分割する例を概略的に示している。 図７ａは、一つのビームレットについての図６のパターン分割の結果を概略的に示している。 図７ｂは、一つのビームレットについての図６のパターン分割の結果を概略的に示している。 図７ｃは、一つのビームレットについての図６のパターン分割の結果を概略的に示している。 図８は、分割前のパターンの例を概略的に示している。 図９ａは、本発明の実施形態にしたがって図８のパターンを分割する起こり得る結果を概略的に示している。 図９ｂは、本発明の実施形態にしたがって図８のパターンを分割する起こり得る結果を概略的に示している。

以下は、単なる例として図を参照して与えられる本発明のさまざまな実施形態の説明である。図は、縮尺どおりに描かれておらず、単に図解目的のために意図されている。用語「ビームレット」は言及されるけれども、この表現は、用語「ビーム」を排除すると解釈されるべきではない。

図１は、荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステム１の実施形態の単純化された概略図を示している。リソグラフィシステム１は、複数のビームレットを生成するビームレット発生器と、それらのビームレットをパターン形成して変調ビームレットを形成するビームレット変調器と、その変調ビームレットをターゲットの表面上に投影するためのビームレット投影機を適切に備えている。

ビームレット発生器は一般に、源と、少なくとも一つのビームスプリッターを備えている。図１中の源は、実質的に均質の拡大する電子ビーム４を作り出すようになっている電子源３である。電子ビーム４のビームエネルギーは、約１ないし１０ｋｅＶの範囲内に好ましくは比較的低く維持される。これを達成するために、加速電圧は好ましくは低く、電子源３は、グラウンド電位にあるターゲットに対して約−１〜−１０ｋＶの間の電圧に維持され得るけれども、他のセッティングが使用されてもよい。

図１では、電子源３からの電子ビーム４は、電子ビーム４を平行にするためのコリメータレンズ５を通る。コリメータレンズ５は、任意のタイプの平行化する光学系であってよい。平行化の前に、電子ビーム４は、ダブルオクタポール（図示せず）を通ってよい。続いて、電子ビーム４は、ビームスプリッター、図１の実施形態では開口アレイ６に入射する。開口アレイ６は、好ましくは、複数の貫通穴を有しているプレートを備えている。開口アレイ６は、ビーム４の一部を遮断するようになっている。加えて、アレイ６は、複数のビームレット７が、複数の平行電子ビームレット７を作り出すように通り過ぎることを可能にする。

図１のリソグラフィシステム１は、多数のビームレット７、好ましくは、１０，０００〜１，０００，０００のビームレットを生成するが、それよりも多数または少数のビームレットが生成されてもよい。平行化ビームレットを生成するために他の既知の方法が使用されてもよいことに注意されたい。第二の開口アレイがシステムで追加され、電子ビーム４からサブビームを作り出し、サブビームから電子ビームレット７を作り出してもよい。これは、さらに下流におけるサブビームの操作を可能にし、それは、特にシステムのビームレットの数が５，０００を超えるとき、システムオペレーションのための有益であることがわかる。

ビームレット変調器は、図１に変調システム８として示されており、一般に、複数のブランカーの配列を備えているビームレットブランカーアレイ９と、ビームレットストップアレイ１０を備えている。ブランカーは、一つ以上の電子ビームレット７を偏向することができる。本発明の実施形態では、ブランカーは、より明確には、第一の電極と第二の電極と開口が設けられた静電偏向器である。それから、それらの電極は、開口を横切る電場を生成するために開口の反対側に置かれている。一般に、それらの電極の一方、たとえば第二の電極は、グラウンド電位に接続されてグラウンド電極を形成する。

電子ビームレット７をブランカーアレイ９の平面内に集中させるため、リソグラフィシステムはさらに、コンデンサーレンズアレイ（図示せず）を備えていてよい。

図１の実施形態では、ビームレットストップアレイ１０は、ビームレットが通り過ぎることを許すための開口のアレイを備えている。ビームレットストップアレイ１０は、その基本形態において、複数の貫通穴が設けられた基板を備えており、それらは、一般に丸穴であるが、他の形状が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、ビームレットストップアレイ１０の基板は、貫通穴の規則的に離間したアレイをもつシリコンウエハーから形成され、表面充電を防ぐために金属の表面層で覆われてよい。いくつかのさらなる実施形態では、その金属は、ＣｒＭｏなどの天然酸化被膜を形成しないタイプである。

ビームレットブランカーアレイ９とビームレットストップアレイ１０は、一緒に動作してビームレット７を遮断するか通過させる。いくつかの実施形態では、ビームレットストップアレイ１０の開口は、ビームレットブランカーアレイ９中の静電偏向器の開口と整列されている。ビームレットブランカーアレイ９がビームレットを偏向すると、それは、ビームレットストップアレイ１０中の対応する開口を通り抜けない。代わりに、ビームレットは、ビームレットブロックアレイ１０の基板によって遮断される。ビームレットブランカーアレイ９がビームレットを偏向しないと、ビームレットは、ビームレットストップアレイ１０中の対応する開口を通り抜ける。いくつかの代替実施形態では、ビームレットブランカーアレイ９とビームレットストップアレイ１０の間の共働は、ブランカーアレイ９中の偏向器によるビームレットの偏向が、ビームレットストップアレイ１０中の対応する開口のビームレットの通り抜けをもたらす一方、非偏向が、ビームレットストップアレイ１０の基板による遮断をもたらすようなものである。

変調システム８は、コントロールユニット２０によって供給される入力に基づいてビームレット７にパターンを追加するようになっている。コントロールユニット２０は、データストレージ２１と読み出しユニット２２とデータコンバーター２３を備えていてよい。コントロールユニット２０は、たとえばクリーンルームの内側部分の外側に、システムの残りから遠くに設置されてよい。コントロールシステムはさらに、アクチュエーターシステム１６に接続されていてよい。アクチュエーターシステムは、図１に破線によって表わされた電子光学カラムの相対移動と、ターゲット位置決めシステム１４を実行するようになっている。

パターンデータを保持している変調光ビーム２４は、光ファイバーを使用して、ビームレットブランカーアレイ９に送信される。特に、光ファイバー端からの変調光ビーム２４は、ビームレットブランカーアレイ９に置かれた対応する光感応素子に投影される。光感応素子は、光信号を異なるタイプの信号たとえば電気信号に変換するようになっている。変調光ビーム２４は、対応する光感応素子に結合された一つ以上のブランカーをコントロールするためのパターンデータの一部分を運ぶ。いくつかの実施形態では、ビーム２４は、少なくとも部分的に、光導波路によって光感応素子の方に搬送されてよい。

ビームレット変調器から出て来る変調ビームレットは、ビームレット投影機によってターゲット１３のターゲット表面上にスポットとして投影される。ビームレット投影機は一般に、ターゲット表面上で変調ビームレットを走査するための走査偏向器と、変調ビームレットをターゲット表面上に集中させるための投影レンズ系を備えている。これらのコンポーネントは、単一エンドモジュール内に存在してよい。

そのようなエンドモジュールは、好ましくは、挿入可能交換可能ユニットとして構成されている。したがって、エンドモジュールは、偏向器アレイ１１と投影レンズ配列１２を備えていてよい。挿入可能交換可能ユニットはまた、ビームレット変調器と関連して上に論じられたようなビームレットストップアレイ１０を有していてよい。エンドモジュールを去った後、ビームレット７は、ターゲット面に配置されたターゲット表面に入射する。リソグラフィ用途にとっては、ターゲット１３は、通常、荷電粒子感応層またはレジスト層が設けられたウェーハである。

偏向器アレイ１１は、ビームレットストップアレイ１０を通った各ビームレット７を偏向するようになっている走査偏向器アレイの形を取っていてよい。偏向器アレイ１１は、比較的小さい駆動電圧の印加を可能にする複数の静電偏向器を備えていてよい。偏向器アレイ１１は投影レンズ配列１２の上流に描かれているけれども、偏向器アレイ１１は投影レンズ配列１２とターゲット表面の間に配置されていてもよい。

投影レンズ配列１２は、偏向器アレイ１１による偏向の前または後に、ビームレット７を集中させるようになっている。好ましくは、集中させることは、直径約１０ないし３０ナノメートルの幾何学的なスポットサイズをもたらす。そのような好ましい実施形態では、投影レンズ配列１２は、好ましくは、約１００ないし５００倍、最も好ましくは、可能な限り大きい、たとえば３００ないし５００倍の範囲内の縮小率を提供するようになっている。この好ましい実施形態では、投影レンズ配列１２は、有利に、ターゲット表面に接近して設置されてよい。

いくつかの実施形態では、ビームプロテクター（図示せず）が、ターゲット表面と投影レンズ配列１２の間に配置されていてよい。ビームプロテクターは、複数の適切に配置された開口が設けられたホイルまたはプレートであってよい。ビームプロテクターは、解放されたレジスト粒子がリソグラフィシステム１の感応素子のいずれかに到達し得る前に、それらを吸収するようになっている。

したがって、投影レンズ配列１２は、ターゲット表面上の単一のピクセルのスポットサイズが正確であることを確実にし得る一方、偏向器アレイ１１は、適切な走査動作によって、ターゲット表面上のピクセルの位置がマイクロスケールで正確であることを確実にし得る。特に、偏向器アレイ１１の動作は、ターゲット表面上のパターンを最終的に構成するピクセルのグリッドにピクセルが入るようなものである。ターゲット表面上のピクセルのマクロスケールの位置決めは、ターゲット位置決めシステム１４によって適切に可能になることが理解される。

一般に、ターゲット表面は、基板上のレジスト膜を備えている。レジストフィルムの部分は、荷電粒子すなわち電子のビームレットの照射によって化学的に変更される。その結果、膜の被照射部分は、現像剤にいくぶん可溶性となり、ウェーハ上にレジストパターンをもたらす。ウェーハ上のレジストパターンは、続いて、すなわち、半導体製造の分野において知られているような導入、エッチングおよび／または堆積ステップによって下層に転写されることができる。明らかに、照射が均一でないならば、レジストは、均一な方法で現像されず、パターンに誤りをもたらし得る。したがって、高品質射影は、複製可能な結果を提供するリソグラフィシステムを得るために関連がある。照射の差は、偏向ステップに起因しないはずである。

集積回路の設計は一般に、コンピューター読取可能ファイルで表わされる。ＧＤＳ−ＩＩフォーマットは、ここでＧＤＳはグラフィックデータ信号を表わし、かつては集積回路またはＩＣレイアウトアートワークのデータ交換のためのリソグラフィ業界標準だったデータベースファイルフォーマットである。より最近では、ＯＡＳＩＳ（オープンアートワークシステム交換標準）が新産業標準として採用されている。図１を参照して論じられた装置などの、マルチビームレットリソグラフィ装置にとって、ＧＤＳ−ＩＩまたはＯＡＳＩＳファイルは、リソグラフィ機械装置をコントロールするのに適しているフォーマットにそれを入れるために電子的に処理される。ＧＤＳ−ＩＩまたはＯＡＳＩＳファイルは、リソグラフィプロセスで使用される複数のビームレットをコントロールするための１セットのコントロール信号に変換される。今後、いくつかの実施形態は、ＯＡＳＩＳファイルだけに関連して論じられることがある。しかしながら、説明された実施形態はまた、ＧＤＳ−ＩＩファイルや、ＧＤＳ−ＩＩ標準またはＯＡＳＩＳ標準に由来した標準によるファイルなど、他のファイルにも適用し、また、将来の標準フォーマット、たとえばＯＡＳＩＳの後継者に適用し得ると理解されるべきである。

ＯＡＳＩＳファイルを処理して、マルチビームレットリソグラフィ装置のための中間データを生成するために前処理ユニットが使用されてよい。中間データは、ビットマップフォーマットであってよいが、ベクトルフォーマットでのエリアの記述などの別のフォーマットを有していてもよい。

ウェーハなどの基板のターゲット表面上へのコンピューター読取可能ファイル上に示された設計パターンの転写を可能にするために複数のビームレットをコントロールすることは、パターンを転写するために使用される複数のビームレットにわたるパターンの分割を必要とする。そのような分割は、それぞれのビームレットへの特徴の（部分の）割り当てを必要とする。各ビームレットが単に基板の小部分をカバーするだけであり、パターン特徴は、このビームレットによって完全にカバーされないエリアにわたって広がることがあるので、特徴割り当てはささいな問題ではない。今後、基板上の単一の通過の間に一つのビームレットによってカバーされるエリアは、ストライプと呼ばれる。

説明されるようなシステムでパターン形成することは、正確なパターン形成を可能にするために精巧なコントロールを必要とする。特に、ビームレットが、「ストライプ」とも呼ばれるターゲット表面上の隣接エリアを、隣接ビームレットが隣接ストライプをカバーするようにカバーする走査軌道に従う場合、これらのビームレットを変調するために変調デバイスに送られるパターンデータは、好ましくは、隣接ビームレットが互いに悪影響を及ぼすことなく、露光されるエリア全体がパターン形成されるようなものである。

図２は、リソグラフィシステム１００、たとえば図１の荷電粒子リソグラフィ装置を示している概念図である。リソグラフィシステムは、三つの高レベルサブシステム、ウェーハ位置決めシステム１０１と、電子光学カラム１０２と、データパス１０３に分割されている。ウェーハ位置決めシステム１０１は、電子光学カラムの下のウェーハを移動させるように構成されており、データパス１０３からコントロール信号が供給されてウェーハを電子光学カラム１０２内の電子ビームレットと整列させる。データパス１０３はさらに、電子光学カラム１０２にコントロール信号を供給して、所定のパターンが、電子光学カラム１０２の電子ビームレットによってデータパス１０３のコンピューター読取可能ファイルからウェーハ位置決めシステム１０１に置かれたウェーハ上に転写されることができるような電子光学カラム１０２の電子ビームレットの変調を可能にする。

ウェーハ上への設計パターンの効率的で正確な転写を実施する書き込み戦略は、図３および４に概略的に示されるような書き込みスキームに従ってよい。

図３は、ウェーハ２０１と電子光学カラムの射影を概略的に示しており、以下では、ＥＯスリット２０２と呼ばれ、ここでＥＯは電子光学を表わしている。ウェーハの典型的な寸法は、直径が３００ｍｍであるウェーハであり、それは現在の業界標準に相当している。ウェーハ２０１は、複数の固定サイズフィールド２０３に分割される。一つのフィールド２０３は、ウェーハ２０１上の長方形エリアとして定められ、一般に２６ｍｍ×３３ｍｍの最大サイズを有している。ＧＤＳ−ＩＩまたはＯＡＳＩＳファイルは、一般にフィールド２０３の特徴を説明する。各フィールド２０３は、生成された複合集積回路（ＩＣ）に処理されてよく、すなわち、マルチプルチップのレイアウトは、ただ一つのフィールドに書かれてよい。２６ｍｍ×３３ｍｍのサイズでは、単一３００ｍｍのウェーハ２０１上に利用可能な６３のフィールドがある。より小さいフィールド２０３は可能であり、したがって、一つのウェーハあたりに、より多くのフィールドが利用可能になる。

以下に説明されるリソグラフィ装置の代表的実施形態では、その装置は、いわゆる機械的走査方向（図３中の矢印によって示される）にフィールド幅２６ｍｍをカバーするために１３，０００のビームレットを使用する。２６ｍｍの距離にわたる１３，０００のサブビームは、（機械的走査方向に垂直な）ｙ方向に２μｍの幅をもついわゆるストライプをもたらす。ストライプの長さは、実質的にｘ方向のフィールドと等しい。

図３に示されるように、ウェーハ２０１は、好ましくは、リソグラフィ装置によって、ｘ方向の後方と前方の両方にパターン形成される。（上に論じられたような走査偏向器による）ｙ方向の書き込みの方向は、通常、一方向である。

フィールド２０３のサイズ（幅および／または長さ）がＥＯスリット２０２にサイズよりも小さく選択されたとき、それから、より多くのフィールドがウェーハ２０１上に置かれるが、すべての電子ビームレットがウェーハ２０１上への書き込むために使用されるとは限らない。ＥＯスリット２０２は、より多くの回数、ウェーハ２０１を走査することが必要となり、全体のスループットは低下する。

マルチビームレットリソグラフィ装置を使用してパターンの露光を配列するため、パターンは複数のビームレットにわたって分離される。それから、隣接ビームレットは、露光されるターゲット表面上の隣接領域を露光してよい。そのような露光は、図１のリソグラフィ装置に関連して論じられたような走査偏向器を使用してよい。走査偏向器は一般に、平行なすべてのビームレットのために三角形状偏向信号を生成する。偏向信号は、図４の概略図に示されるように、走査フェーズとフライバックフェーズを有している。走査フェーズのあいだ、偏向信号は、（オンに切り替えられたとき）ビームレットをｙ方向にゆっくり移動させ、また、ビームレットブランカーアレイは、ビームレットコントロール信号にしたがって、ビームレットのオンオフを切り替える。走査フェーズの後、フライバックフェーズがスタートする。フライバックフェーズのあいだ、ビームレットはオフに切り替えられており、また、偏向信号は、ビームレットを次の走査フェーズがスタートする位置にすばやく移動させる。

走査線は、走査フェーズのあいだのウェーハの表面上のビームレットの経路である。特別の測定なしでは、走査線は、ウェーハのｙ方向に沿って正確に書き込まれないが、ｘ方向の連続的ステージ移動のために、小さいｘ方向成分をもってわずかに斜めになる。このエラーは、小さいｘ方向成分を偏向フィールドに追加してステージ移動を調和させることによって修正され得る。この修正は、データパスがこのエラーを修正する必要がないように、ＥＯカラムで取り扱われてよい。このｘ方向成分は小さく、それは、ステージ移動は、ｙ方向偏向走査速度と比較して遅い（適切なｘ：ｙ相対速度比は１：１０００であってよい）からである。

走査線は、三つの区間、開始過走査区間とパターン区間と終了過走査区間に分割されてよい。ビームレットは、ｙ方向に沿って偏向される。ビームレットが偏向される距離は一般に、そのストライプが書き込むべきよりも広い。過走査は、以下に論じられるようにビームレットがウェーハを露光することができる位置を移動させるための空間を提供する。過走査区間の幅は一般に、ストライプ幅の約１０〜３０％である。たとえば、２μｍのストライプ幅の場合、０．５μｍ（または２５％）の過走査が適切である。走査線ビットフレームの過走査区間は、パターンを書き込むために使用されないビットを保持してよい。

図４では、走査線は、一つのビームレットだけがストライプを書き込んでいる状況について描かれている。偏向サイクルのあいだのビームレットの経路はＡ−Ｂ−Ｃである。ＡＢは、走査フェーズのあいだの走査線移動であり、一方、ＢＣは、ビームレットがオフに切り替えられているあいだのフライバックである。ストライプ境界が、ＤとＥでマークされている。

全走査線のあいだ、ビームレットは、リソグラフィシステムによってコントロールされる。過走査区間は、たとえば小さい位置決めエラーを補償するために、小さい調整をおこなうことを許す。他のやり方では、過走査区間中では、ビームレットは一般にオフに切り替えられている。パターン区間中では、ビームレットは、ウェーハフィールドに書き込まれるために必要とされる特徴に従って切り替えられる。

図５は、マルチビームレットリソグラフィ装置においてパターンを書き込むために使用される配列を概略的に示している。この代表的配列では、３つのストライプＩ，ＩＩ，ＩＩＩは、それぞれ、ビームレット３０１，３０２，３０３によって書き込まれることになっている。ストライプ境界は、破線によって表わされている。ビームレット軌道の部分も示されており、それらは、図４に関連して論じられたものと本質的に同様である。ビームレット３０１，３０２，３０３は、ウェーハのターゲット表面上のパターン特徴３１０を有しているパターンを露光する。

図４に関連して論じられた過走査エリアは、縫い合わせエラーを補償する可能性を可能にする。縫い合わせは、互いに対して隣接ビームレットによって正確に露光される領域のタイル張りに関する。互いに対する隣接ビームレットの小さい変位は、書き込まれるパターンの精度を低下させることがある。縫い合わせエラーを低減するため、シフトなどの小さい調整が、個別のビームレットによって書き込まれるパターンにおこなわれてよい。正確な調整を定めるために、やや複雑な測定および計算が必要である。本発明の発明者らは、過走査エリアを異なる目的に使用することによって、そのような小さい調整が回避され得るか、小さい調整の数が少なくとも低減され得ることを実現した。特に、彼らは、この洞察に基づいてパターンを分割するための方法を開発した。

パターンを分割するためのそのような方法は、下記の手続きに従ってよい。最初に、複数のビームレットによって露光される入力パターンが供給される。パターン内において、二つの異なる領域、すなわち、非重なり領域とも呼ばれる第一の領域と、重なり領域とも呼ばれる第二の領域が識別される。最後に、非重なりおよび重なり領域の評価に基づいて、パターンのどの部分が各ビームレットによって露光されるかの確定がなされる。

非重なり領域は、マルチビームレットリソグラフィ装置で生成される複数のビームレットの単一のビームレットによって独占的に露光可能である領域として定められる。これに対して、重なり領域は、そのように複数のビームレットの二つ以上のビームレットによって露光可能である領域として定められる。多くの配列において、重なり領域は、隣接「ストライプ」を露光するように構成された隣接ビームレットによって露光される。

図６は、ストライプＩ，ＩＩ，ＩＩＩによって露光される図５のパターン特徴を概略的に示している。図６では、重なり領域が、破線で示されている。破線は、それぞれのビームレットによって書き込まれるパターンの境界を示している。通常は、図６の左側に示されるように、パターンは、それぞれのビームレットによって書き込まれるストライプの境界が、重なり領域を二つの等しい部分に分割する直線であるような線の間に等しく分割される。しかしながら、上に定められるようにパターンを分割するための方法にしたがって、データ部分は、重なりエリアの異なる部分が異なるビームレットによって露光されるように異なるビームレットに割り当てられてよい。パターンデータのそのような再配列の結果が、図６の右側に概略的に示されている。

この再配列の結果、ストライプＩの露光のために構成されたビームレットは、それが独占的に露光するエリア内においてのほかに、ストライプＩＩ（図７ａを参照）の露光のために構成されたビームレットの露光エリアと重なる領域内においても、特徴を書き込む。その結果、ストライプＩＩの露光のために構成されたビームレットは、この重なり領域の露光をおこなわない。ストライプＩＩの露光のために構成されたビームレットは、今度は、その非重なりエリア内においてのほかに、ストライプＩＩＩ（図７ｂを参照）の露光のために構成されたビームレットの露光エリアとの重なりを有しているエリアにおいても、特徴を露光する。最後に、ストライプＩＩＩの露光のために構成されたビームレットは、特徴の残り全体を書き込み、したがって、ストライプＩＩ（図７ｃを参照）の露光のために構成されたビームレットと共有するエリア内においては、特徴を露光しない。

好ましくは、非重なりおよび重なり領域の評価は、パターン内において露光される特徴の識別を有している。各特徴について、それぞれの特徴が、非重なり領域、重なり領域、または両方内に配置されているかどうかが確定されてよい。続いて、各ビームレットについて、確定された特徴配置に基づいて、どのビームレットが特徴を露光するかが決定される。考慮されているビームレットの数がリソグラフィ装置内のビームレットの総数よりも低い場合、領域確定と、どのビームレットが特徴を露光するかの決定は、繰り返しのやり方によっておこなわれてよいことに注意されたい。

一般に、方法は、一時に二つのビームレットを評価する。たとえば、図７ａ〜７ｃに示されるパターン分割を得ることに関して、方法は、最初に、ストライプＩ，ＩＩを露光するために構成されたビームレットに適用され、それは、どのビームレットが、これらのビームレットの間の重なり領域内にある特徴部分を露光するかについての決定をもたらす。それから、続いて、方法は、ストライプＩＩ，ＩＩＩを露光するために構成されたビームレットに適用され、それは、どのビームレットがこれらの二つのビームレットの間の重なり領域内にある特徴部分を露光するかについての決定をもたらす。それから、ビームレットは、ストライプＩＩＩの露光のために構成されたビームレットと、その近隣のビームレット（図示せず）に対して使用される。それから、方法は、マルチビームレットリソグラフィ装置内の複数のビームレットの特定のビームレットにすべての特徴が割り当てられるまで、適用される。

好ましくは、特定のビームレットへのパターン部分の割り当てに関する決定は、所定のアルゴリズムに従う。そのようなアルゴリズムの（部分の）例が図８を参照して論じられる。図８は、二つの隣接ビームレットによって露光されるパターンを概略的に示している。これらのビームレットは、それぞれ、書き込みストライプＩ，ＩＩのために構成されている。再び、両方のビームレットによって共有される重なりエリアは、図中の破線部分に対応している。パターン形成される特徴は黒で示されている。

ある特徴が、一つの非重なり領域内に完全に配置されていることを確定することに対して、どのビームレットが特徴を露光すべきかを決定することは、特徴の露光を、非重なり領域を露光するように構成されたビームレットに割り当てることを有している。したがって、特徴Ａは、ストライプを露光するために構成されたビームレットによって独占的に露光可能であるので、ストライプＩに割り当てられる。同様に、特徴Ｂは、ストライプＩＩに割り当てられる。

特徴が、一つの重なり領域内に完全に配置されている場合、好ましくは、特徴は、重なり領域を露光するように構成された複数のビームレットの一つに割り当てられる。したがって、特徴Ｃは、それから、ストライプＩまたはストライプＩＩのいずれかに割り当てられる。そのような場合に、一つのビームレットだけが特徴を露光することを決定することによって、ストライプＩ，ＩＩをパターン形成するために構成されたビームレットのビームレット位置の小さい逸脱によって引き起こされる一般的な縫い合わせエラーが回避される。

特徴の一部分が非重なり領域内に配置されており、別の特徴部分が重なり領域内に配置されている場合、他のルールが適用されてよい。

たとえば、特徴が、一つの重なり領域内に部分的にまた単一のビームレットの一つの非重なり領域内に部分的に配置されている場合には、決定することは、その特徴の露光を、単一のビームレットへの割り当てることを有していてよい。たとえば、特徴Ｄは、重なり領域内に部分的に配置されているのに対して、別の部分は、ストライプＩの露光のために構成されたビームレットによって独占的に露光可能である領域内に配置されている。上述のルールにしたがって、特徴Ｄは、このビームレットによってそっくりそのまま露光される。同様に、図８中の特徴Ｅは、ストライプＩＩを露光するように構成されたビームレットによってそっくりそのまま露光される。単一のビームレットに対して特徴全体を再び割り当てることは、完全な特徴を形成するために特徴部分を縫い合わせる必要がないという利点を有している。したがって、縫い合わせエラーが回避される。

特徴の一部分が重なり領域内にまた二つ以上のビームレットの非重なり領域内に部分的に配置されている場合、また別のルールが適用されてよい。一般に、非重なり領域内の特徴部分は、この部分を露光することができるそれぞれのビームレットに割り当てられる。重なり領域内の特徴部分に関しては、いろいろな決定がなされてよい。たとえば、重なり領域内の特徴部分は、ビームレットの一つにそっくりそのまま割り当てられてよい。重なり領域内の特徴部分を露光するために割り当てられないビームレットによって露光される特徴部分が十分に大きい場合、これは容認可能な解決策になる。図８において、特徴Ｆは、このルールにしたがって分割される特徴である（複数の特徴Ｆ−Ｉ，Ｆ−ＩＩを形成する）。重なり領域内の特徴部分は、ストライプＩの露光のために構成されたビームレットにまるまる割り当てられる。

あるいは、重なり領域内の特徴部分は、重なり領域を露光するように構成された複数のビームレットの一つに部分的に割り当てられてもよく、その一方で、別の部分は、重なり領域を露光するように構成された複数のビームレットの別の一つに割り当てられる。重なりエリア内の異なるビームレットへの特徴部分のそのような割り当ては、それぞれのビームレットの非重なり領域の特徴部分の断面積に基づいてよい。このように、異なるビームレットによって露光される最小特徴サイズが、ある所定値に設定されてよい。

ある特定の実施形態では、第二の領域内の特徴部分の割り当ては、両方のビームレットに割り当てられる特徴部分のサイズが実質的に同じであるようなものである。このルールの適用の一例が、（Ｇ−Ｉ，Ｇ−ＩＩにそれぞれ分割される）図８中の特徴Ｇに関して示されている。

使用されるアルゴリズムが、図８を参照して論じられたすべてのルールを使用する場合、図８に示されたパターンに対するこのアルゴリズムの結果は、ビームレットＩが図９ａ示される特徴を露光し、ビームレットＩＩが図９ｂに示される特徴を露光するというものになる。

パターンを分割する方法の実施形態は、ＧＤＳ−ＩＩファイルやＯＡＳＩＳファイルなどのパターンデータファイルにデータを置く時に実行されてよい。しかしながら、そのようなファイルは、非常に多量になることがあり、それは望ましくない。

あるいは、パターンを分割する方法は、適切なコントロールユニット、たとえば図２のデータパス１０３に配置されたコントロールユニット２０内で実行されてよい。それから、コントロールユニットは、コンピュータープログラムを実行するようになっているプロセッサーを備えていてよい。そのようなコンピュータープログラムは、パターンを分割する方法の実施を可能にする要素を備えていてよい。コンピュータープログラムは、コントロールユニットに装填されることができるコンピューター読取可能媒体に格納されてよい。それから、プロセッサーによって実行されるとき、パターンを分割する方法のいくつかの実施形態がおこなわれてよい。

分割の方法の実行は、リソグラフィ装置のためのオプション機能であってよい。集積回路の設計は、コンピューター読取可能ファイル、たとえばＧＤＳ−ＩＩやＯＡＳＩＳファイル中に記述され、その方法が適用されるべきか否かを示すタグが設けられていてよい。したがって、その方法の実行を可能にする要素を備えているコンピュータープログラムを実行するようになっているプロセッサーは、それから、その方法が適用されるべきであることをデータファイル中のタグが示す状況下でその方法を実行する。タグがないか、その方法が適用されるべきでないことをタグが示すならば、プロセッサーは、パターンを分割することを差し控える。

本発明は、上に論じられたある実施形態に関連して説明された。これらの実施形態は、本発明の真意および範囲から逸脱することなく、この分野の当業者によく知られたさまざまな修正および代替形態が可能であることが認められよう。したがって、特定の実施形態が説明されたけれども、これらは、単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではなく、それは、添付の請求の範囲に定められている。

本発明は、上に論じられたある実施形態に関連して説明された。これらの実施形態は、本発明の真意および範囲から逸脱することなく、この分野の当業者によく知られたさまざまな修正および代替形態が可能であることが認められよう。したがって、特定の実施形態が説明されたけれども、これらは、単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではなく、それは、添付の請求の範囲に定められている。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］マルチビームレットリソグラフィ装置における使用のためのパターンを分割するための方法であり、
・前記マルチビームレットリソグラフィ装置の複数のビームレットによってターゲット表面上に露光される入力パターンを提供することと、
・前記入力パターン内の第一の領域を識別することを有し、各第一の領域は、前記複数のビームレットの単一のビームレットによって独占的に露光可能である領域であり、さらに、
・前記入力パターン内の第二の領域を識別することを有し、各第二の領域は、前記複数のビームレットの二つ以上のビームレットによって露光可能である領域であり、さらに、
・前記第一および第二の領域の評価に基づいて、前記パターンのどの部分が各ビームレットによって露光されるかを確定することを有している、方法。
［２］前記第一および第二の領域の評価は、
・前記パターン内に露光されるべき特徴を識別することと、
・各特徴について、その特徴が、第一の領域または第二の領域または両者内にいずれに配置されているかを確定することと、
・各特徴について、確定された特徴配置に基づいて、前記特徴をどのビームレットが露光するかを決定することを有している、［１］の方法。
［３］ある特徴が、一つの第一の領域内に完全に配置されていることを確定することに対して、決定することは、前記特徴の露光を、前記第一の領域を露光するように構成された前記ビームレットに割り当てることを有している、［２］の方法。
［４］ある特徴が、一つの第二の領域内に完全に配置されていることを確定することに対して、決定することは、前記特徴の露光を、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの一つに割り当てることを有している、［２］の方法。
［５］ある特徴が、一つの第二の領域内に部分的にまた単一のビームレットの一つの第一の領域内に部分的にあることを確定することに対して、決定することは、前記特徴の露光を、前記単一のビームレットに割り当てることを有している、［２］の方法。
［６］ある特徴が、一つの第二の領域内に部分的にまた二つ以上のビームレットの複数の第一の領域内に部分的にあることを確定することに対して、決定することは、前記複数の第一の領域内の複数の特徴部分の露光を、それぞれの複数の単一のビームレットに、また、前記第二の領域内の一つの特徴部分の露光を、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの一つに割り当てることを有している、［２］の方法。
［７］ある特徴が、一つの第二の領域内に部分的にまた二つ以上のビームレットの複数の第一の領域内に部分的にあることを確定することに対して、決定することは、前記複数の第一の領域内の複数の特徴部分の露光を、それぞれの複数の単一のビームレットに、また、前記第二の領域内の一つの特徴部分の露光を、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの一つに部分的に、また、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの別の一つに部分的に割り当てることを有している、［２］の方法。
［８］前記第二の領域内の特徴部分の前記露光割り当ては、前記複数の第一の領域内の前記複数の特徴部分の断面積に基づく、［７］の方法。
［９］前記一つの第二の領域内の前記一つの特徴部分の割り当ては、前記二つ以上のビームレットの前記一つに割り当てられた前記一つの特徴部分が、前記二つ以上のビームレットの前記一つに割り当てられた前記一つの特徴部分と、実質的に同様な大きさであるようなものである、［８］の方法。
［１０］前記方法は、二つの異なるビームレットによって露光されるべきパターンの二つの隣接部分に対して複数のサイクルでおこなわれ、また、前記方法は、考慮中の第一の二つのビームレットによって露光可能なパターンに対して実行された後、前記方法の以前のサイクルにおいて既に考慮された第一のビームレットと、前記第一のビームレットによって露光されるべき部分に隣接前記パターンの部分を露光するように構成された第二のビームレットによって露光されるべきパターンに適用される、［１］〜［９］のいずれか一つの方法。
［１１］前記方法は、すべてのビームレットの考慮の後に終了する、［１０］の方法。
［１２］プロセッサーによって実行されるときに、［１］〜［１１］のいずれか一つに記載のパターンを分割するための方法をおこなうようになされた、コンピューター読取可能媒体。
［１３］・複数のビームレットを生成するためのビームレット発生器と、
・前記ビームレットをパターン化して変調ビームレットを形成するためのビームレット変調器と、
・パターン化するための入力を前記ビームレット変調器に供給するためのコントロールユニットと、
・前記変調ビームレットをターゲットの表面上に投影するためのビームレット投影機を備えており、
前記コントロールユニットは、［１］〜［１１］のいずれか一つによるパターンを分割する方法を実行するようになされている、リソグラフィ装置。
［１４］前記コントロールユニットは、コンピューター読取可能データファイルを受け取るようになされており、パターンを分割するための前記方法が、前記データファイルのデータに適用される、［１３］のリソグラフィ装置。
［１５］前記パターンデータファイルには、前記方法が適用されるべきか否かを示すタグが設けられており、前記コントロールユニットは、前記タグを検出し、前記タグの内容に基づいて、パターンを分割するための前記方法が実行されるか否かを決定するようになされている、［１４］のリソグラフィ装置。

Claims (15)

1. マルチビームレットリソグラフィ装置における使用のためのパターンを分割するための方法であり、
   ・前記マルチビームレットリソグラフィ装置の複数のビームレットによってターゲット表面上に露光される入力パターンを提供することと、
   ・前記入力パターン内の第一の領域を識別することを有し、各第一の領域は、前記複数のビームレットの単一のビームレットによって独占的に露光可能である領域であり、さらに、
   ・前記入力パターン内の第二の領域を識別することを有し、各第二の領域は、前記複数のビームレットの二つ以上のビームレットによって露光可能である領域であり、さらに、
   ・前記第一および第二の領域の評価に基づいて、前記パターンのどの部分が各ビームレットによって露光されるかを確定することを有している、方法。
2. 前記第一および第二の領域の評価は、
   ・前記パターン内に露光されるべき特徴を識別することと、
   ・各特徴について、その特徴が、第一の領域または第二の領域または両者内にいずれに配置されているかを確定することと、
   ・各特徴について、確定された特徴配置に基づいて、前記特徴をどのビームレットが露光するかを決定することを有している、請求項１の方法。
3. ある特徴が、一つの第一の領域内に完全に配置されていることを確定することに対して、決定することは、前記特徴の露光を、前記第一の領域を露光するように構成された前記ビームレットに割り当てることを有している、請求項２の方法。
4. ある特徴が、一つの第二の領域内に完全に配置されていることを確定することに対して、決定することは、前記特徴の露光を、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの一つに割り当てることを有している、請求項２の方法。
5. ある特徴が、一つの第二の領域内に部分的にまた単一のビームレットの一つの第一の領域内に部分的にあることを確定することに対して、決定することは、前記特徴の露光を、前記単一のビームレットに割り当てることを有している、請求項２の方法。
6. ある特徴が、一つの第二の領域内に部分的にまた二つ以上のビームレットの複数の第一の領域内に部分的にあることを確定することに対して、決定することは、前記複数の第一の領域内の複数の特徴部分の露光を、それぞれの複数の単一のビームレットに、また、前記第二の領域内の一つの特徴部分の露光を、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの一つに割り当てることを有している、請求項２の方法。
7. ある特徴が、一つの第二の領域内に部分的にまた二つ以上のビームレットの複数の第一の領域内に部分的にあることを確定することに対して、決定することは、前記複数の第一の領域内の複数の特徴部分の露光を、それぞれの複数の単一のビームレットに、また、前記第二の領域内の一つの特徴部分の露光を、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの一つに部分的に、また、前記第二の領域を露光するように構成された前記二つ以上のビームレットの別の一つに部分的に割り当てることを有している、請求項２の方法。
8. 前記第二の領域内の特徴部分の前記露光割り当ては、前記複数の第一の領域内の前記複数の特徴部分の断面積に基づく、請求項７の方法。
9. 前記一つの第二の領域内の前記一つの特徴部分の割り当ては、前記二つ以上のビームレットの前記一つに割り当てられた前記一つの特徴部分が、前記二つ以上のビームレットの前記一つに割り当てられた前記一つの特徴部分と、実質的に同様な大きさであるようなものである、請求項８の方法。
10. 前記方法は、二つの異なるビームレットによって露光されるべきパターンの二つの隣接部分に対して複数のサイクルでおこなわれ、また、前記方法は、考慮中の第一の二つのビームレットによって露光可能なパターンに対して実行された後、前記方法の以前のサイクルにおいて既に考慮された第一のビームレットと、前記第一のビームレットによって露光されるべき部分に隣接前記パターンの部分を露光するように構成された第二のビームレットによって露光されるべきパターンに適用される、先行請求項のいずれか一つの方法。
11. 前記方法は、すべてのビームレットの考慮の後に終了する、請求項１０の方法。
12. プロセッサーによって実行されるときに、先行請求項のいずれか一つに記載のパターンを分割するための方法をおこなうようになされた、コンピューター読取可能媒体。
13. ・複数のビームレットを生成するためのビームレット発生器と、
    ・前記ビームレットをパターン化して変調ビームレットを形成するためのビームレット変調器と、
    ・パターン化するための入力を前記ビームレット変調器に供給するためのコントロールユニットと、
    ・前記変調ビームレットをターゲットの表面上に投影するためのビームレット投影機を備えており、
    前記コントロールユニットは、請求項１〜１１のいずれか一つによるパターンを分割する方法を実行するようになされている、リソグラフィ装置。
14. 前記コントロールユニットは、コンピューター読取可能データファイルを受け取るようになされており、パターンを分割するための前記方法が、前記データファイルのデータに適用される、請求項１３のリソグラフィ装置。
15. 前記パターンデータファイルには、前記方法が適用されるべきか否かを示すタグが設けられており、前記コントロールユニットは、前記タグを検出し、前記タグの内容に基づいて、パターンを分割するための前記方法が実行されるか否かを決定するようになされている、請求項１４のリソグラフィ装置。

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