JP2014520403A - 荷電粒子ビームリソグラフィを用いてパターンを形成するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

荷電粒子ビームリソグラフィのためのフラクチャリングまたはマスクデータ準備またはマスクプロセス補正のための方法において、表面上にパターンを形成する複数の射出が決定され、ビームぼけ（β_ｆ）の変化に対する得られたパターンの感度を低減するように射出が決定される。複数の射出における少なくとも一部の射出は、他の射出と重複する。一部の実施形態において、β_ｆは、最初の射出決定の間、または後処理ステップにおいてのいずれかで、複数の射出において重複する射出の量を制御することによって低減される。β_ｆに対する低減された感度は、荷電粒子ビームリソグラフィプロセスのためのプロセスウィンドウを拡張する。

Description

関連出願
本出願は、あらゆる目的において参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１１年６月２５日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｗｉｔｈ Ｃｈａｒｇｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｅａｍ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」と題する米国特許出願第１３／１６８，９５３号への優先権を請求する。本出願はまた、あらゆる目的において参照することにより本明細書に組み込まれる、２０１１年６月２５日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｈｉｇｈ Ａｃｃｕｒａｃｙ Ｐａｔｔｅｒｎｓ Ｕｓｉｎｇ Ｃｈａｒｇｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｅａｍ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」と題する米国特許出願第１３／１６８，９５４号に関する。

本開示は、リソグラフィに関し、より具体的には、荷電粒子ビームリソグラフィを使用した、レチクル、ウエハ、または任意の他の表面であり得る表面の設計および製造に関する。

集積回路といった半導体デバイスの生産または製造においては、半導体デバイスを作製するために光リソグラフィが使用され得る。光リソグラフィは、レチクルから製造されるリソグラフィマスクまたはフォトマスクを使用して、パターンを半導体またはシリコンウエハといった基板に転写して、集積回路（Ｉ．Ｃ．）を創出する、印刷プロセスである。他の基板としては、フラットパネルディスプレイ、ホログラフィックマスク、またはさらには他のレチクルも含まれ得る。従来の光リソグラフィは、１９３ｎｍの波長を有する光源を使用するが、極紫外線（ＥＵＶ）またはＸ線リソグラフィも、光リソグラフィの種類であると見なされる。レチクルまたは複数のレチクルは、集積回路の個々の層に対応する回路パターンを含有し得、このパターンは、フォトレジストまたはレジストとして既知の放射線感受性材料の層でコーティングされた基板上のある特定の領域上に画像化することができる。一度、パターン化された層が転写されると、層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、および研磨といった、種々の他のプロセスにかけられ得る。これらのプロセスは、基板における個々の層を完成させるために採用される。いくつかの層が必要とされる場合、全体のプロセスまたはその変形が各新たな層に対して繰り返される。最終的に、複数のデバイスまたは集積回路の組み合わせが、基板上に存在する。次いで、これらの集積回路は、ダイシングまたはソーイングによって互いから分離され得、次いで、個々のパッケージに載置され得る。より一般的な場合において、基板上のパターンを使用して、表示画素、ホログラム、または磁気記録ヘッドといった加工品を定義し得る。

集積回路といった半導体デバイスの生産または製造においては、非光学的方法を使用して、リソグラフィマスク上のパターンを、シリコンウエハといった基板に転写することができる。ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）は、非光リソグラフィプロセスの例である。ナノインプリントリソグラフィにおいて、リソグラフィマスクパターンは、表面とのリソグラフィマスクの接触を通じて、表面に転写される。

集積回路といった半導体デバイスの生産または製造においては、マスクレス直接書き込みも使用して、半導体デバイスを作製することができる。マスクレス直接書き込みは、荷電粒子ビームリソグラフィを使用して、パターンを半導体またはシリコンウエハといった基板に転写して、集積回路を創出する印刷プロセスである。他の基板としては、フラットパネルディスプレイ、ナノインプリンティング用のインプリントマスク、またはさらにはレチクルが含まれ得る。層の所望のパターンが、この場合では基板でもある表面に直接書き込まれる。一度、パターン化された層が転写されると、層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、および研磨といった、種々の他のプロセスにかけられ得る。これらのプロセスは、基板における個々の層を完成させるために採用される。いくつかの層が必要とされる場合、全体のプロセスまたはその変形が各新たな層に対して繰り返される。層の一部は、光リソグラフィまたは非光リソグラフィを使用して書き込まれ得る一方で、他のものは、マスクレス直接書き込みを使用して書き込まれ、同じ基板を作製し得る。また、所与の層の一部のパターンは、光リソグラフィまたは非光リソグラフィを使用して書き込まれ得、他のパターンは、マスクレス直接書き込みを使用して書き込まれ得る。最終的に、複数のデバイスまたは集積回路の組み合わせが、基板上に存在する。次いで、これらの集積回路は、ダイシングまたはソーイングによって互いから分離され得、次いで、個々のパッケージに載置され得る。より一般的な場合において、表面上のパターンを使用して、表示画素、ホログラム、または磁気記録ヘッドといった加工品を定義し得る。

荷電粒子ビームリソグラフィの２つの一般的な種類は、可変成形ビーム（ＶＳＢ）およびキャラクタプロジェクション（ＣＰ）である。これらは、双方とも、成形ビーム荷電粒子ビームリソグラフィのサブカテゴリであり、ウエハの表面またはレチクルの表面といったレジストコーティングされた表面を露光するように、高精度の電子ビームが成形され、方向付けられる。ＶＳＢにおいて、これらの形状は、単純な形状であり、通常、ある特定の最小および最大サイズであり、かつデカルト座標平面の軸に平行である辺を有する矩形（即ち、「マンハッタン」配向）、ならびにある特定の最小および最大サイズの４５度の直角三角形（即ち、それらの３つの内角が４５度、４５度、および９０度である三角形）に限定される。既定の場所において、ある線量の電子が、これらの単純な形状でレジストに射出される。この種類のシステムに対する全書き込み時間は、射出数とともに増加する。キャラクタプロジェクション（ＣＰ）において、システム内にステンシルが存在し、その中に、直線、任意の傾きの直線形、円形、ほぼ円形、環状、ほぼ環状、楕円形、ほぼ楕円形、部分的に円形、部分的にほぼ円形、部分的に環状、部分的にほぼ環状、部分的にほぼ楕円形、または任意の曲線形状といった複雑な形状であり得、かつ接続された組の複雑な形状、またはばらばらな組の接続された組の複雑な形状の群であり得る、様々なアパーチャまたは特徴を有する。電子ビームをステンシル上のキャラクタを通じて射出して、レチクル上により複雑なパターンを効率的に生成することができる。理論上、かかるシステムは、各々時間のかかる射出を用いて、より複雑な形状を射出することができるため、ＶＳＢシステムよりも高速であり得る。このため、ＶＳＢシステムを用いたＥ形状のパターン射出は、４回の射出が必要であるが、キャラクタプロジェクションシステムでは１回の射出で同じＥ形状のパターンを射出することができる。ＶＳＢシステムは、通常、矩形または４５−４５−９０度の三角形の単純なキャラクタに過ぎない、キャラクタプロジェクションの特別な（単純な）場合であると考えられ得るということに留意されたい。キャラクタを部分的に露光することもまた可能である。これは、例えば、粒子ビームの一部を遮断することによって行うことができる。例えば、上で説明されるＥ形状のパターンは、Ｆ形状のパターンまたはＩ形状のパターンとして部分的に露光され得、ここで、ビームの異なる部分は、アパーチャによってカットされる。これは、ＶＳＢを使用して、種々のサイズの矩形を射出することができるのと同じ機構である。本開示において、部分射影は、キャラクタプロジェクションおよびＶＳＢプロジェクションの双方を意味するように使用される。

示されるように、リソグラフィにおいて、リソグラフィマスクまたはレチクルは、基板上に集積されるべき回路構成要素に対応する、形状パターンを備える。レチクルを製造するために使用されるパターンは、コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）ソフトウェアまたはプログラムを利用して生成されてもよい。パターンを設計する際、ＣＡＤプログラムは、レチクルを創出するために、一組の既定の設計規則に従ってもよい。これらの規則は、処理、設計、および最終用途制限によって設定される。最終用途制限の例は、トランジスタの形状を、トランジスタが、必要とされる供給電圧で十分に動作することができないように定義することである。特に、設計規則は、回路デバイス間または相互接続配線間の空間公差を定義することができる。設計規則は、例えば、回路デバイスまたは配線が、望ましくない様態で互いに相互作用しないことを確実とするために使用される。例えば、設計規則は、配線が短絡を引き起こし得るように互いに近付きすぎないように使用される。設計規則の制限は、とりわけ、確実に作製することができる最小寸法を反映する。これらの最小寸法を言及する時、通常、限界寸法の概念が導入される。これらは、例えば、配線の最小幅または２つの配線間の最小空間として定義され、それらの寸法は、精巧な制御を必要とする。

光リソグラフィによる集積回路作製における１つの目標は、レチクルの使用によって、基板上に元の回路設計を再現することである。集積回路作製者は、常に、半導体ウエハ面積を可能な限り効率的に使用することを試みている。技術者は、集積回路が、より多くの回路要素を含有し、かつより少ない電力を使用することを可能にするように、回路のサイズを縮小し続ける。集積回路の限界寸法のサイズが低減され、かつその回路密度が増加するにつれて、回路パターンまたは物理的設計の限界寸法は、従来の光リソグラフィにおいて使用される光学的露光ツールの解像限度に近付く。回路パターンの限界寸法が小さくなり、露光ツールの解像値に近付くにつれて、レジスト層に現像される実際の回路パターンへの物理的設計の正確な転写は、困難になる。光リソグラフィプロセスにおいて使用される光波長よりも小さい特徴を有するパターンを転写するための光リソグラフィの使用を促進するために、光学近接補正（ＯＰＣ）として既知のプロセスが開発されている。ＯＰＣは、物理的設計を改変して、特徴の光学的回折および光学的相互作用といった効果によって引き起こされる歪みを、近接特徴で補正する。ＯＰＣは、レチクルを用いて実施される全ての解像度向上技術を含む。

ＯＰＣは、元の物理的設計パターン、即ち、設計と、基板上の最終転写回路パターンとの間の相違を低減するように、サブ解像度リソグラフィ特徴をマスクパターンに追加することができる。サブ解像度リソグラフィ特徴は、物理的設計における元のパターンと、および互いと相互作用し、最終転写回路パターンを改善するように近接効果を補正する。パターンの転写を改善するために使用される１つの特徴は、サブ解像度補助特徴（ＳＲＡＦ）である。パターン転写を改善するために追加される別の特徴は、「セリフ」と称される。セリフは、最終転写画像の角を鋭くするように、パターンの内または外角に位置付けることができる小さい特徴である。ＳＲＡＦのための表面製造プロセスに必要とされる精度は、しばしば主要特徴と称される、基板上への印刷が意図されるパターンに対して必要とされる精度よりも低い場合が多い。セリフは、主要特徴の一部である。光リソグラフィの限界が、サブ波長領域まで拡大するにつれて、ＯＰＣ特徴は、さらにより微細な相互作用および効果を補正するために、ますます複雑にしなければならない。撮像システムがそれらの限界に追い込まれるにつれて、十分に微細なＯＰＣ特徴を有するレチクルを生産する能力が重要になる。セリフまたは他のＯＰＣ特徴をマスクパターンに追加することは有利であるが、マスクパターンにおける総特徴数も実質的に増加させる。例えば、従来の技術を使用して正方形の角の各々にセリフを追加することは、マスクまたはレチクルパターンにさらに８つの矩形を追加する。ＯＰＣ特徴の追加は、非常に手間のかかる作業であり、費用のかかる演算時間を必要とし、かつより高価なレチクルをもたらす。ＯＰＣパターンは複雑であるだけでなく、光学的近接効果は、最小配線および空間寸法と比較して長距離であるため、所与の場所における正確なＯＰＣパターンは、近傍にどのような他の形状があるかに著しく依存する。このため、例えば、配線端は、レチクル上でその付近に何があるかに依存して、異なるサイズのセリフを有する。これは、ウエハ上に全く同じ形状を生産することが目的であり得る場合でさえも同様である。これらのわずかな、しかし重要なばらつきは、重要であり、かつ他がレチクルパターンを形成することができることを阻止している。従来、レチクル上に書き込まれるＯＰＣ装飾パターンは、主要特徴、即ち、ＯＰＣ装飾前の設計を反映する特徴、ならびにＯＰＣ特徴がセリフ、ジョグ、およびＳＲＡＦを含み得るＯＰＣ特徴の観点から述べられる。わずかなばらつきが意味するものを定量化すると、近傍から近傍へのＯＰＣ装飾における典型的なわずかなばらつきは、主要特徴サイズの５％から８０％であり得る。明確にするために、言及されるものが、ＯＰＣの設計におけるばらつきであるということに留意されたい。角取りといった製造上のばらつきもまた、実際の表面パターンに存在する。これらのＯＰＣのばらつきが、ウエハ上に実質的に同じパターンを生成する時、ウエハ上の形状は、例えば、トランジスタまたは配線等のその形状が実施するように設計される機能の詳細に依存する、所定の誤差内で同じであることが目標とされるということを意味する。それでもなお、典型的な仕様は、主要特徴範囲の２％〜５０％である。同様にばらつきを引き起こす多数の製造上の要因が存在するが、その総合誤差のＯＰＣ構成要素は、しばしば、列記される範囲内である。サブ解像度補助特徴といったＯＰＣ形状は、光リソグラフィを使用してウエハに転写することができる最小特徴のサイズに基づく規則といった、種々の設計規則に従う。他の設計規則は、マスク製造プロセスから、またはキャラクタプロジェクション荷電粒子ビーム書き込みシステムを使用して、レチクル上にパターンを形成する場合、ステンシル製造プロセスからもたらされ得る。マスク上のＳＲＡＦ特徴の精度要件は、マスク上の主要特徴に対する精度要件よりも低い場合があるということもまた、留意されたい。プロセスノードが縮小し続けるにつれて、フォトマスク上の最小ＳＲＡＦのサイズもまた縮小する。例えば、２０ｎｍの論理プロセスノードにおいて、４０ｎｍから６０ｎｍのＳＲＡＦが、最高精度層に対するマスクに必要とされる。

ＥＵＶ光リソグラフィは、従来の光リソグラフィに比べ、はるかに高い解像度を有する。ＥＵＶの非常に高い解像度は、ＯＰＣ処理の必要性を著しく低減し、ＥＵＶのマスクの複雑性は１９３ｎｍ光リソグラフィよりも低下する。しかしながら、ＥＵＶの非常に高い解像度によって、過剰なラインエッジラフネス（ＬＥＲ）といったフォトマスクの欠陥がウエハに転写される。したがって、ＥＵＶマスクの精度要件は、従来の光リソグラフィのものよりも高度である。さらに、たとえ、従来の１９３ｎｍリソグラフィに必要とされる複雑なＳＲＡＦまたはセリフの追加によって、ＥＵＶマスクの形状が複雑にならないとしても、ＥＵＶの製造に特有のいくつかの複雑性の追加によって、ＥＵＶマスクの形状は複雑になる。約２ｕｍの半径に作用し得る、電子といった荷電粒子の中距離散乱は、ＥＵＶリソグラフィのマスク上にパターンを書き込むことに特に関係する。隣接したパターンの影響が、特定のパターンがマスクの表面上に与えるであろう形状に対して、初めて著しく作用するため、この中距離散乱は、マスクデータ準備に対する新たな検討をもたらす。以前は、従来の１９３ｎｍリソグラフィ用のマスクを露光する時、短距離散乱は書き込まれているパターンにのみ影響し、長距離散乱は、パターンのサイズのみが影響を受け、その詳細な形状は影響を受けないのに十分大きな有効範囲を有し、線量調整の使用だけで補正を行うことが可能であった。さらに、ウエハのＥＵＶ処理はより高額のため、複数のパターニングを低減する、または排除することが望ましい。複数のパターニングを従来の光リソグラフィにおいて使用して、それぞれが層のパターンの部分を含む、複数のマスクを使用するウエハ処理の１つの層に対してパターンを露光することによって、小さい特徴の露光を可能にする。複数の露光の低減または排除は、単一のマスクがより微細なパターンを含むたこと必要とする。例えば、一連の共線の線分は、最初に長い線を描画し、次いでその線を従来のリソグラフィでの第２のマスクによって、線分に切断することによって、二重パターニングされてもよい。ＥＵＶリソグラフィのものといった単一のマスクによって書き込まれた同じ層は、多くの小さい線分を含んでいるマスクを必要とし得る。各パターンがより正確であることを必要とする、単一のマスク上により膨大な数の微細なパターンを書き込むことの必要性は、ＥＵＶマスク上の精度の必要性を高める。

光リソグラフィまたは荷電粒子ビームリソグラフィを使用することを含む、レチクル上にパターンを形成するために使用されるいくつかの技術が存在する。最も一般的に使用されるシステムは、可変成形ビーム（ＶＳＢ）であり、上で説明されるように、マンハッタン矩形および４５度直角三角形といった単純な形状を有するある線量の電子が、レジストコーティングされたレチクル表面を露光する。従来のマスク書き込みにおいて、電子の線量または射出は、どのようにしてレチクル上のレジストがパターンを描出するかの計算を大幅に簡略化するように、可能な限り、重複を回避するように、従来、設計される。同様に、一組の射出は、レチクル上に形成されるべきパターン領域を完全に被覆するように設計される。本特許出願の譲受人によって所有され、かつ全ての目的で参照することにより組み込まれる、米国特許第７，７５４，４０１号は、パターンを書き込むための意図的な射出重複が使用される、マスク書き込みの方法を開示する。重複射出が使用される時、荷電粒子ビームシミュレーションを使用して、レチクル上のレジストが描出するパターンを決定することができる。重複射出の使用は、パターンが、低減された射出数でもって書き込まれることを可能にし得る。米国特許第７，７５４，４０１号はまた、線量調整の使用を開示し、射出の割り当てられた線量が、他の射出の線量に対して変化する。モデルベースのフラクチャリングという用語は、米国特許第７，７５４，４０１号の技術を使用して、射出を決定するプロセスを説明するために使用される。

最も高度な技術ノードに対するレチクル書き込みは、典型的に、マルチパス露光と呼ばれるプロセスである、荷電粒子ビーム書き込みの複数のパスを含み、それにより、レチクル上の所与の形状が書き込まれ、上書きされる。典型的に、２から４つのパスを使用して、荷電粒子ビームライタにおける精度誤差を平均するようにレチクルを書き込み、より正確なフォトマスクの創出を可能にする。また、典型的に、線量を含む射出のリストは、パスごとに同じである。マルチパス露光の一変形において、射出のリストは、露光パス間で変化し得るが、いずれの露光パスにおける射出の集合も、同じ領域を被覆する。マルチパス書き込みは、表面をコーティングするレジストの過熱を低減することができる。マルチパス書き込みはまた、荷電粒子ビームライタのランダム誤差を平均する。異なる露光パスに対して異なる射出リストを使用したマルチパス書き込みはまた、書き込みプロセスにおけるある特定のシステム誤差の影響を低減することができる。

現在の光リソグラフィ書き込み機械は、典型的に、光学的リソグラフィプロセスの間、フォトマスクパターンを４倍低減する。したがって、レチクルまたはマスク上に形成されるパターンは、基板またはウエハ上の所望のパターンのサイズよりも４倍大きくなければならない。

製造上のばらつきは、所与の一組の荷電粒子ビームリソグラフィ射出を使用して、ウエハまたはレチクルといった表面上に製造されるパターンのサイズおよび形状にばらつきを引き起こす可能性がある。製造上のばらつきは、例えば、製造されるパターンの限界寸法（ＣＤ）にばらつきを引き起こす可能性がある。この製造上のばらつきの原因には、粒子ビーム強度のばらつき、露光時間の想定外のばらつき、およびレジスト感度のばらつきが挙げられる。線量マージンという用語は、線量に関連する製造上のばらつきに対する、一組の荷電粒子ビーム射出によって画定されたパターンの公差を説明する。より高い線量マージンは、より高い公差を示す。

線量マージンは、製造公差の典型的な評価基準である。しかし、他にも製造上のばらつきの原因がある。重複した射出または線量が調節された射出が使用される世界において、前方散乱、クーロン効果、およびレジスト拡散の物理的効果を含むビームぼけまたはβ_ｆに対する感度もまた問題となり得る。

荷電粒子ビームリソグラフィのためのフラクチャリングまたはマスクデータ準備またはマスクプロセス補正のための方法が開示され、表面上にパターンを形成する複数の射出が決定され、β_ｆの変化に対する得られたパターンの感度を低減するように射出が決定される。複数の射出における少なくとも一部の射出は、他の射出と重複する。一部の実施形態において、β_ｆは、最初の射出決定の間、または後処理ステップにおいてのいずれかで、複数の射出において重複する射出の量を制御することによって低減される。β_ｆに対する低減された感度は、荷電粒子ビームリソグラフィプロセスのためのプロセスウィンドウを拡張する。

表面上にパターンを形成するため、および集積回路を製造するための方法もまた開示され、β_ｆの変化に対するパターンの感度が低減される。

本開示の改善および利点は、β_ｆのばらつきによって引き起こされたパターンのばらつきの大きさを低減するように、パターンを形成する射出のパラメータを制御することによって達成することができ、それにより、より高い品質のパターンをレチクルおよびウエハといった他の表面上に形成することを可能にする。

荷電粒子ビームシステムの実施例を例解する。 表面上に形成されることが所望される矩形パターンの実施例を例解する。 表面上に図２Ａのパターンを形成する時の、角取りの実施例を例解する。 表面上に形成されることが所望されるパターンの、別の実施例を例解する。 表面上に図３Ａのパターンを形成する時の、角取りの実施例を例解する。 表面上に形成されることが所望される円形パターンの実施例を例解する。 図４Ａの円形パターンを形成し得る一組の従来の非重複ＶＳＢ射出の実施例を例解する。 図２Ａの円形パターンが重ねられた、図４Ｂの一組の射出を例解する。 図４Ａの円形パターンを形成し得る一組の重複ＶＳＢ射出の実施例を例解する。 図４Ａの円形パターンが重ねられた図５Ａの一組の射出を例解する。 二組の射出に対する、パターン領域とβ_ｆとの間のグラフ関係の実施例を例解する。 本発明にしたがって、図４Ａの円形パターンを形成し得る、例示的な一組の重複ＶＳＢ射出を例解する。 図４Ａの円形パターンが重ねられた図７Ａの一組の射出を例解する。 本発明にしたがって、図４Ａの円形パターンを形成し得る、別の例示的な一組の重複ＶＳＢ射出を例解する。 図４Ａの円形パターンが重ねられた図７Ｃの一組の射出を例解する。 四組の射出に対する、パターン領域およびβ_ｆとの間のグラフ関係の実施例を例解する。 シリコンウエハ上に集積回路といった基板を作製する際に、表面をどのように調製するかの概念的流れ図の実施形態を例解する。 シリコンウエハ上に集積回路といった基板を作製する際に、表面をどのように調製するかの概念的流れ図の実施形態を例解する。

ここで、同様の番号が同様の項目を指す図面を参照すると、図１は、本開示に従って、表面１２を製造するために可変成形ビーム（ＶＳＢ）を採用する、荷電粒子ビームライタシステム、この場合、電子ビームライタシステム１０といった、リソグラフィシステムの実施形態を識別する。電子ビームライタシステム１０は、電子ビーム１６をアパーチャプレート１８に向けて射影する電子ビーム源１４を有する。プレート１８は、電子ビーム１６が通過することを可能にする、その中に形成されるアパーチャ２０を有する。一度、電子ビーム１６がアパーチャ２０を通過すると、それは、レンズシステム（図示せず）によって、電子ビーム２２として、別の矩形アパーチャプレートまたはステンシルマスク２４に向かって方向付けられるか、偏向される。ステンシルマスク２４は、その中に形成される、矩形および三角形といった種々の単純な形状を画定する、いくつかのアパーチャ２６を有する。ステンシルマスク２４内に形成される各アパーチャ２６は、表面１２上にパターンを形成するために使用することができる。電子ビーム３０は、アパーチャ２６のうちの１つから現れ、パターン２８として表面１２上に方向付けられる。表面１２は、電子ビーム３０と反応するレジスト（図示せず）でコーティングされる。電子ビーム２２は、アパーチャ２６の可変部分と重複するように方向付けられ、パターン２８のサイズおよび形状に影響を及ぼすことができる。表面１２は、移動可能プラットフォーム３２上に載置される。荷電粒子ビーム３０の最大偏向能力またはフィールドサイズよりも大きいパターンが、表面１２に書き込まれ得るように、プラットフォーム３２は表面１２が再配置されることを可能にする。一実施形態において、表面１２はレチクルであってもよい。本実施形態において、レチクルは、パターンとともに露光された後、種々の製造ステップにかけられ、それを通じて、リソグラフィマスクまたはフォトマスクになる。次いで、マスクを光リソグラフィ機械において使用して、概してサイズが低減された、レチクルパターン２８の画像をシリコンウエハ上に射影して、集積回路を生成し得る。より一般的には、マスクを別のデバイスまたは機械において使用して、パターン２８を基板上に転写する。別の実施形態において、表面１２はシリコンウエハといった基板の表面であってもよい。

合理的な精度で表面１２上に射影することができる最小サイズパターンは、電子ビームライタシステム１０、および表面１２と関連付けられる、多様な短距離の物理的効果によって制限される。これらの効果には、前方散乱、クーロン効果、およびレジスト拡散が含まれる。β_ｆとも呼ばれるビームぼけは、これらの短距離効果の全てを含むように使用される用語である。最も現代的な電子ビームライタシステムは、２０ｎｍから３０ｎｍの範囲内の効果的なビームぼけ半径またはβ_ｆを達成することができる。前方散乱は、全ビームぼけの１／４から１／２を成し得る。現代的な電子ビームライタシステムは、ビームぼけの構成部分の各々を最小に低減するように、多数の機構を含有する。ビームぼけの一部の構成要素は、粒子ビームライタの校正レベルの関数であるため、同じ設計の２つの粒子ビームライタのβ_ｆは、異なり得る。レジストの拡散特徴もまた変化し得る。射出サイズまたは射出線量に基づくβ_ｆのばらつきは、シミュレーション、および体系的に説明することができる。しかし、説明することができない、または説明されない他の効果が存在し、それらは、ランダムなばらつきとして考えられる。

電子ビームライタシステムといった荷電粒子ビームライタの射出線量は、ビーム源１４の強度、および各射出に対する露光時間の関数である。典型的に、ビーム強度は一定のままであり、露光時間は、可変射出線量を得るように変化する。露光時間は、近接効果補正（ＰＥＣ）と呼ばれるプロセスにおいて、後方散乱およびフォギングといった、種々の長距離効果を補正するために変化し得る。電子ビームライタシステムは、通常、露光パスにおける全ての射出に影響する、ベース線量と呼ばれる全体的な線量の設定を可能にする。一部の電子ビームライタシステムは、電子ビームライタシステム自体内で線量補正計算を実施し、各射出の線量が、入力射出リストの一部として個々に割り当てられることを可能とせず、したがって、入力射出は、割り当てられていない射出線量を有する。かかる電子ビームライタシステムにおいて、全ての射出は、ＰＥＣの前は、ベース線量を有する。他の電子ビームライタシステムは、射出ごとの線量割り当てを可能にする。射出ごとの線量割り当てを可能にする電子ビームライタシステムにおいて、利用可能な線量レベルの数は、６４から４０９６以上であり得るか、または３から８のレベルといった比較的少ない利用可能な線量レベルが存在し得る。本発明の一部の実施形態は、比較的少ない線量レベルのうちの１つの割り当てを可能にする、荷電粒子ビーム書き込みシステムとの使用を目標とする。

従来、射出は、可能な限り重複を回避しながら、矩形射出を用いて入力パターンを完全に被覆するように設計される。また、全ての射出は、比較的大きい矩形射出が、長距離効果の非存在下で、射出サイズと同じサイズのパターンを表面上に生成する線量である、通常の線量を有するように設計される。

１００ｎｍ以上のエッジ長を有する、従来の折れたマンハッタン形状は、比較的β_ｆのばらつきに影響されない。これは、ＶＳＢ射出のエッジを用いて描画された所望のマスク形状のマンハッタンエッジが、β_ｆにおけるばらつきに不感性であるためである。しかしながら、任意の設計されたマンハッタン形状について、設計された形状にある９０度の角は、フォトマスク上に９０度の角として形成されない。代わりに、角は主にβ_ｆの値によって決定された角度に角取りされる。角取りされた領域は、たとえ、従来の折れた形状においても、β_ｆに敏感である。図２Ａは、レチクル上に形成されるように所望され得る長方形２０２の実施例を例解する。図２Ｂは、従来のＶＳＢ射出を使用して、形状２０２からレチクル上に形成され得る形状２２２の実施例を例解する。形状２２２の寸法は、角の領域２２４を除いて形状２０２と同じである。形状２２２の角の領域２２４は、形状２０２の尖った角に比べて、β_ｆのために角取りされている。角２２４の半径２２６は、β_ｆの値次第であり、より大きいβ_ｆはより大きい角取りの半径を生成し、より小さいβ_ｆはより小さい角取りの半径を生成する。

半導体技術の絶え間ない進歩は、サブ１００ｎｍ特徴を有するフォトマスクの創出を必要とし、結果として生じる、より高い精度の要求は、従来のフラクチャリングが、たとえマンハッタン形状のものであっても線量マージンおよび他の製造上のばらつきに次第に敏感になることを意味する。さらに、マスク上に所望される形状が、小さな（サブ８０ｎｍ）マンハッタンジョグ、斜線特徴、または曲線特徴を含む時、従来の折れた形状は、線量マージン、β_ｆ、および他の製造上のばらつきに対して上昇した感度を有する。図３Ａは、レチクル上に形成されることが所望され得るパターン３０２の実施例を例解する。パターン３０２は、従来通り、射出３０４、射出３０６、射出３０８、および射出３１０を含む４つのＶＳＢ射出を使用して露光されてもよい。パターン３０２において、射出間の境界線は、点線を用いて例解される。図３Ｂは、一組の従来のＶＳＢ射出３０４、３０６、３０８、および３１０を使用して、形状３０２からレチクル上に形成され得るパターン３２２を例解する。見ることができるように、パターン３２２の角は、形状２２２に例解されるものと同様の角の半径で、β_ｆのために角取りされる。しかしながら、パターン３２２は、形状２２２よりもβ_ｆのばらつきに比較的敏感である。すなわち、レチクル上のパターン３２２の形状は、β_ｆのばらつきによって、パターン２２２の形状よりも、より深刻な影響を受ける。形状２２２に比べて、β_ｆのばらつきに対してパターン３２２に比較的大きい感受性を引き起こす１つの要因は、パターン２２２において使用される射出に比べて、パターン３２２において使用される射出が比較的小さいサイズのためである。

上記に示されるように、非重複ＶＳＢ射出を使用する従来のフラクチャリングが使用される時、１００ｎｍ以上のエッジ長のマンハッタン形状のエッジは、β_ｆのばらつきに比較的影響されない。その一方、線量調整を伴って重複する射出を使用するというさらなる柔軟性により、製造上のばらつきに対するパターン公差を改善する機会と、製造上のばらつきを最適化する、利用可能な解決策の間における選択の必要性との両方が増加する。

図４Ａはレジストコーティングされた表面上に形成されることを所望される、３５０ｎｍの直径を有する円形パターン４０２の実施例を例解する。円形パターンを使用して、例えば、半導体製造プロセスにおける層間の接触およびビアを形成することができる。図４Ｂは、パターン４０２を形成するために使用することができる一組の従来の非重複ＶＳＢ射出４１０を例解する。一組の射出４１０は、射出４１４、射出４１６、射出４１８、射出４２０および射出４２２の５つの射出から成る。図４Ｃは、図４Ａの円形パターン４０２が重ねられた図４Ｂの一組の射出４１０を例解する。従来は、一組の射出４１０の射出は、長距離補正が適用される前、全て同じ線量を有する。

図５Ａは、円形パターン４０２を形成するためにも使用することができる一組の重複する射出５００を例解する。一組の射出５００は、射出５０２、射出５０４、射出５０６、射出５０８、射出５１０、射出５１２および射出５１４の７つの射出から成る。明確にするために、射出が重複する領域は、クロスハッチングで網掛けされている。一組の射出５００における射出の線量は、長距離補正の前に、射出によって変化することができる。図５Ｂは、所望の円形パターン４０２が重ねられた一組の射出５００を例解する。一組の射出５００といった重複する射出を用いた、モデルベースのフラクチャリング技術の使用は、従来の非重複射出と比較して少ない射出で、所与の精度のパターン、特に曲線のパターンの形成を可能にすることができる。同様に、パターンの精度が第一目的の場合、モデルベースのフラクチャリングを使用して、従来の非重複射出と比較して、所与の数の射出に対するより高品質のパターン、特に円形またはほぼ円形のパターンといった曲線のパターンを形成することができる。

一組の荷電粒子ビーム射出から表面上に生成されるパターンは、シミュレーション技術を使用して決定され得る。一組の射出は、β_ｆの変化に対するパターンの感度を判断するために、複数のβ_ｆの値に対してシミュレーションしてもよい。図６は、一組の射出４１０および一組の射出５００に対する、β_ｆの様々な値のために表面上に生成されたパターン領域のグラフ６００の実施例を例解する。曲線６１２は、一組の射出４１０の計算されたパターン領域を例解する。曲線６１４は、一組の射出５００の計算されたパターン領域を例解する。見ることができるように、２８ｎｍと３２ｎｍとの間のβ_ｆのばらつきは、曲線６１２および曲線６１４の両方のパターン領域におけるばらつきを生成する。曲線６１２の負勾配は、一組の射出４１０がβ_ｆの増加につれて、低減されたパターン領域を生成することを示す。その一方、曲線６１４の正勾配は、一組の射出５００がβ_ｆの増加につれて、増加されたパターン領域を生成することを示す。

重複しない一組の射出からの曲線６１２の勾配のしるしと、パターンの異なる部分において様々な線量を生成する重複を伴う一組の射出からの曲線６１４の勾配のしるしとの間の相違は、パターン領域が、パターンを形成する射出のβ_ｆの均一のばらつきに対して不感性であることに対する、線量配分を発見し得ることを示唆する。本発明の一実施形態は、β_ｆに関するパターン領域曲線の勾配の絶対値を低減するように、射出重複の量を調節することを含む。一部のパターン構造に対して、ほぼゼロの勾配曲線、つまりβ_ｆの値のある範囲にわたって、β_ｆにおける変化がパターン領域における変化を生成しない部分を生成する、一組の射出が生成されてもよい。本発明の他の実施形態において、パターン領域以外のパターンパラメータは、β_ｆのばらつきに対して不感性であるように調節されてもよい。一実施形態において、射出重複は、限界寸法が一部の既定の幅を超えるβ_ｆの変化に対して不感性である、表面パターンを生成する線量パターンを生成するように調節されてもよい。

射出にわたるβ_ｆのばらつきの最も大きな原因は、ビームが交差するように互いに反発する負帯電の電子の効果である、クーロン効果である。クーロン効果は、開放領域（ｏｐｅｎ ａｒｅａ）依存性因子であり、それは、クーロン効果が所与の射出に対する表面を照射する荷電粒子ビームの領域に依存することを意味する。より多くのビーム中の電子が、より大きな反発力を創出するため、より大きい領域はクーロン効果を増大する。上で説明される最適化の方法は、基本となる電子ビーム（Ｅ−ｂｅａｍ）シミュレーションがβ_ｆの射出サイズ依存をモデル化する時に、より効果的である。

図７Ａは、本発明の一実施形態にしたがって、表面上にパターン４０２を形成することができる例示的な一組の射出７００を例解する。一組の射出７００は、射出７０２、射出７０４、射出７０６、射出７０８および射出７１０の５つの射出から成る。図７Ａにおいて、一組の射出７００において重複する領域は、クロスハッチングで網掛けされている。重複する領域は、領域７１４、領域７１６、領域７１８および領域７２０から成る。一組の射出７００において重複する量は、一組の射出５００のものよりも少ない。図７Ｂは、円形パターン４０２が重ねられた一組の射出７００を例解する。図８は、グラフ６００と同様の、β_ｆに関連するパターン領域のグラフ８００の実施例を例解する。グラフ８００において、曲線８１２は、一組の射出４１０に対するパターン領域のばらつきである、グラフ６００の曲線６１２に対応する。曲線８１４は、一組の射出５００に対するパターン領域のばらつきである、グラフ６００の曲線６１４に対応する。曲線８１６は、一組の射出７００に対するβ_ｆのばらつきに関連する、計算されたパターン領域の実施例を例解する。見ることができるように、曲線８１６の勾配の絶対値は、曲線８１２または曲線８１４のいずれかの勾配よりも小さい。これは、β_ｆのばらつきが、一組の射出４１０または一組の射出５００と比較して、一組の射出７００から表面上に生成されたパターンの領域上にほとんど効果がないということを示す。このβ_ｆに対する不感性は望ましく、β_ｆに影響を及ぼし得る製造プロセス上のばらつきにもかかわらず、より正確なパターンが、表面上に形成され得ることを示す。一実施形態において、円形パターンが転写されている表面は、光学的リソグラフィプロセスにおいて、シリコンウエハといった基板にパターンを転写するために使用されるレチクルである。レチクル上のより正確なパターンは、例えばより高いウエハ製造収率をもたらす、ウエハ上のより正確なパターンを生成し得る。

本発明の一部の実施形態において、例えばβ_ｆ感度を最小化する、射出重複の調整は、２ステップのプロセスの一部であってもよい。第１のステップにおいて、最初の組の射出が、表面上に所望のパターンを形成し得るように決定される。この最初の組の射出における射出は、重複してもよい。この第１のステップは、表面上に形成されるパターンを決定するための、荷電粒子ビームシミュレーションの使用を含むことができる。第２のステップにおいて、β_ｆのばらつきに対する感度を低減するように射出重複は調節される。β_ｆ感度を低減するように射出重複を調整するプロセスが、表面上のパターン形状、線量マージン、またはマスクの品質に影響を及ぼす他の基準を著しく変化させないというのは重要である。荷電粒子ビームシミュレーションはまた、β_ｆの様々な値に対して表面上に生成されるパターンを決定するために、第２のステップにおいて使用されてもよい。図７Ａの実施例において、射出重複を調節する第２のステップは、１つ以上のサブステップを含んでもよい。最初の組の射出の荷電粒子ビームシミュレーションが、β_ｆ感度を低減するために追加の射出重複が必要であると判断する場合、これを達成するためにその後使用され得る２つの例示的サブステップは、以下の通りである。

・射出７０４、７０６、７０８および７１０の内側のエッジを、射出７０２との重複を増加するように移動する。射出７０４のエッジ７１４は、正の「ｘ」方向に移動し、射出７０６のエッジ７１６は、負の「ｙ」方向に移動し、射出７０８のエッジ７１８は、負の「ｘ」方向に移動し、射出７１０のエッジ７２０は、正の「ｙ」方向に移動する。

・射出７０４、７０６、７０８および７１０の外側のエッジを、先のサブステップにおける、これらの射出の内側のエッジが移動された方向と同じ方向に移動する。外側のエッジの移動は、先のサブステップにおける内側のエッジの移動によって提供された追加の線量に起因する、表面上のパターン形状の拡大を防ぐことを防ぐために行われる。外側のエッジは、概して、内側のエッジの移動よりも小さい移動を必要とする。

２つのサブステップは、実際には組み合わせることができる。本実施例は表面上に形成されるパターンの整合性を維持しながら、射出重複を調節するための１つの技術を例解する。本発明の他の実施形態において、所望の表面パターンを生成する射出の決定、およびβ_ｆ感度を低減する射出重複の調節は、単一のステップまたはプロセスに組み合わせることができる。

図７Ｃは、表面上に円形パターン４０２を形成することができる、別の例示的な一組の重複する射出７４０を例解する。一組の射出７４０は、射出７４２、射出７４４、射出７４６、射出７４８、射出７５０、射出７５２、および射出７５４の７つの射出から成る。一組の射出７４０における各射出は、少なくとも１つの他の射出と重複するが、他の実施形態において、一組の射出における一部の射出は他の射出と重複しなくてもよい。図７Ｃにおいて、射出重複の領域は、クロスハッチングされて例解される。一組の射出７４０の７つの射出は、一組の射出７００の５つの射出によって生成され得るパターンよりも、円形パターン４０２により等しいパターンを、表面上に生成し得る。図８のグラフ８００において、、曲線８１８は、β_ｆの各種値を伴う一組の射出７４０によって、生成されたパターンの領域の実施例を例解する。見ることができるように、曲線８１８の勾配の絶対値は、曲線８１６の勾配の絶対値のように、曲線８１２または曲線８１４のいずれかよりも小さい。

グラフ８００の曲線８１６、および曲線８１８のほぼゼロの勾配は、パターン４０２といったパターンを生成する一組の射出における重複の量を調節することによって達成されることができる。重複領域の増加は、曲線の勾配を増加し得、重複量の減少は、曲線の勾配を減少し得る。また、パターンの周辺付近の射出重複における変化は、パターンの周辺から離れている射出重複における同様の変化よりも、パターンのβ_ｆ感度に影響を及ぼし得る。本発明の一部の実施形態において、規則に基づく技術を使用して、β_ｆ感度を低減するために適した射出構造を決定してもよい。

射出重複はまた、複数の重複している複雑なキャラクタ射影射出を使用してパターンを形成する時、ならびに複雑なキャラクタ射影射出およびＶＳＢ射出の組み合わせを使用してパターンを形成する時、β_ｆ依存を低減するために使用されてもよい。

本発明において説明および言及される計算は、種々の方法において達成することができる。一般的に、計算は、プロセス内、前プロセスまたは後プロセス方法によって達成することができる。プロセス内計算は、その結果が必要とされる時に計算を実施することを含む。前プロセス計算は、事前計算し、次いで、その後の処理ステップ中の後の取り出しのために結果を記憶することを含み、特に、何度も繰り返され得る計算に対して、処理性能を改善することができる。計算はまた、処理ステップから保留し、次いで、後の後処理ステップにおいて行うことができる。前プロセス計算の実施例は、射出重複変化の種々の量に対する、β_ｆの変化への種々の型のパターンの感度の変化を事前計算することである。前プロセス計算の別の実施例は、所与の入力パターンまたは一組の入力パターン特徴と関連付けられる１つ以上の射出に対する線量パターン情報の事前計算である、射出群である。射出群および関連付けられる入力パターンは、射出群を含む一組の射出を、パターン再計算を伴わずに、入力パターンの追加のインスタンスに対して迅速に生成することができるように、事前計算された射出群のライブラリに保存され得る。一部の実施形態において、事前計算は、射出群がレジストコーティングされた表面上で生成する線量パターンのシミュレーションを含んでもよい。他の実施形態において、射出群は、例えば、コレクトバイコンストラクション（ｃｏｒｒｅｃｔ−ｂｙ−ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）技術によって、シミュレーションせずに決定することができる。一部の実施形態において、事前計算された射出群は、射出のリストの形態で、射出群ライブラリに記憶することができる。他の実施形態において、事前計算された射出群は、特定の種類（単数または複数）の入力パターンに対して射出を生成することができる、コンピュータコードの形態で記憶することができる。なお他の実施形態において、複数の事前計算された射出群は、表の形態で記憶することができ、テーブル内のエントリは、種々の入力パターン、またはパターン幅といった入力パターン特徴に対応し、かつ各表エントリは、射出群における射出のリスト、またはどのように適切な組の射出を生成するかに関する情報のいずれかを提供する。さらに、異なる射出群は、射出群ライブラリにおいて、異なる形態で記憶することができる。一部の実施形態において、所与の射出群が生成することができる線量パターンもまた、射出群ライブラリに記憶することができる。一実施形態において、線量パターンは、グリフと呼ばれる２次元（ＸおよびＹ）線量マップとして記憶することができる。

図９は、シリコンウエハ上の集積回路といった表面を作製する際に使用するためのレチクルをどのように調製するかの概念的流れ図９５０である。第１のステップ９５２において、集積回路の物理的設計といった物理的設計が設計される。これは、論理ゲート、トランジスタ、金属層、および集積回路におけるものといった物理的設計において見出されなければならない他の項目を決定することを含むことができる。物理的設計は、直線、部分的に曲線、または完全に曲線であってもよい。次に、ステップ９５４において、光学近接補正が決定される。本開示の実施形態において、これは、入力として、射出群ライブラリ９７４からの事前計算された射出群のライブラリを取ることを含むことができる。これはまた、代替的に、または加えて、入力として、ステップ９６２においてステンシル９８４上で利用可能である複雑なキャラクタを含む、事前設計されたキャラクタ９８０のライブラリを取ることを含むことができる。本開示の実施形態において、ＯＰＣステップ９５４もまた、射出数または書き込み時間の同時最適化を含むことができ、フラクチャリング動作、射出配置動作、線量割り当て動作を含むことができるか、あるいは、射出順序最適化動作もしくは他のマスクデータ準備動作も含むことができ、これらの動作の一部または全ては、単一のステップにおいて同時であるか、または組み合わされる。ＯＰＣステップは、部分的に、または完全に曲線のパターンを創出することができる。ＯＰＣステップ９５４の出力は、マスク設計９５６である。

マスクプロセス補正（ＭＰＣ）９５７は、任意に、マスク設計９５６において実施されてもよい。ＭＰＣは、従来の光学的リソグラフィマスクにおいて、約１００ｎｍよりも小さいパターンと関連付けられる効果といった、非線状効果を補正するように、レチクルに書き込まれるべきパターンを修正する。ＭＰＣはまた、ＥＵＶマスクに影響する非線状効果を補正するために使用されてもよい。ＭＰＣ９５７が実施される場合、その出力は、マスクデータ準備（ＭＤＰ）ステップ９５８に対する入力となる。

ステップ９５８において、フラクチャリング動作、射出配置動作、線量割り当て動作、または射出順序最適化を含み得る、マスクデータ準備動作（ＭＤＰ）が実施され得る。ＭＤＰは、入力として、マスク設計９５６またはＭＰＣ９５７の結果を使用することができる。本発明の一部の実施形態において、ＭＰＣは、フラクチャリングまたは他のＭＤＰ動作の一部として実施することができる。他の補正はまた、フラクチャリングまたは他のＭＤＰ動作の一部として実施することができ、可能な補正には、前方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、エッチング、後方散乱、フォギング、ローディング、レジスト帯電、およびＥＵＶ中距離散乱が含まれる。ＭＤＰステップ９５８の結果は、射出リスト９６０である。ＯＰＣステップ９５４もしくはＭＤＰステップ９５８のいずれか、または別個のプログラム９７２は、所与の入力パターンに対して使用され得る１つ以上の射出群を事前計算すること、およびこの情報を射出群ライブラリ９７４に記憶することを含むことができる。１つのステップにおいて、ＯＰＣおよびマスクデータ準備の種々の動作のいずれかまたは全てを組み合わせることが、本開示において企図される。フラクチャリング動作を含むことができる、マスクデータ準備ステップ９５８はまた、マスク設計に近く整合するマスクを創出するように、事前計算された射出群と整合させるための、パターン整合動作を含むことができる。マスクデータ準備ステップ９５８はまた、フォトマスク９６４上に生じるパターンまたはパターンの部分がβ_ｆのばらつきに対して不感性であるように、射出の重複を調節することも含むことができる。マスクデータ準備ステップ９５８はまた、フォトマスク９６４上のパターンの線量マージンの増加も含むことができる。マスクデータ準備はまた、パターンがわずかに異なっている、表面上に形成されるべきパターンを入力すること、その数のパターンを形成するために使用されるべき一組のキャラクタを選択すること（一組のキャラクタは、ステンシルマスク上に適合し、一組のキャラクタは、恐らく複雑なおよびＶＳＢキャラクタの双方を含み、一組のキャラクタは、様々なキャラクタ線量もしくは様々なキャラクタ位置に基づく）、またはビームぼけ半径を変化させること、または一組のキャラクタ内のキャラクタの部分露光を適用すること、または射出数もしくは総書き込み時間を低減するようにキャラクタをドラッグすることを含むことができる。表面上の一組のわずかに異なるパターンは、基板上に実質的に同じパターンを生成するように設計することができる。また、一組のキャラクタは、既定の組のキャラクタから選択することができる。本開示の一実施形態において、マスク書き込みステップ９６２の間に迅速に選択され得るステップ９８０におけるステンシル上で利用可能な一組のキャラクタは、特定のマスク設計に対して調製することができる。該実施形態において、一度マスクデータ準備ステップ９５８が完了すると、ステンシルは、ステップ９８４において調製される。本開示の別の実施形態において、ステンシルは、ＭＤＰステップ９５８の前、またはそれと同時に、ステップ９８４において調製され、特定のマスク設計から独立していてもよい。本実施形態において、ステップ９８０において利用可能なキャラクタ、およびステンシルレイアウトは、多くの潜在的なマスク設計９５６に対して一般的に出力されて、特定のＯＰＣプログラム９５４または特定のＭＤＰプログラム９５８によって出力される可能性が高いパターン、またはメモリ、フラッシュメモリ、システムオンチップ設計といった、物理的設計９５２を特徴付ける特定の種類の設計、または物理的設計９５２において設計される特定のプロセス技術、または物理的設計９５２において使用される特定のセルライブラリ、またはマスク設計９５６において異なる組のわずかに異なるパターンを形成し得る、任意の他の共通の特徴を組み込むように、ステップ９８２において設計される。ステンシルは、ステップ９５８において決定された、限られた数のキャラクタといった、一組のキャラクタを含むことができる。

射出リスト９６０は、電子ビームライタシステムといった荷電粒子ビームライタを使用する、マスク書き込みステップ９６２において、表面を生成するために使用される。マスク書き込みステップ９６２は、ＶＳＢアパーチャおよび複数の複雑なキャラクタの双方を含有するステンシル９８４を使用することができるか、またはＶＳＢアパーチャのみを備えるステンシルを使用することができる。電子ビームライタシステムは、レチクルといった表面にパターンを形成するように、ステンシルを通じて表面上に電子のビームを射影し、次いで、それはフォトマスク９６４になるように処理される。次いで、完成したフォトマスク９６４は、ステップ９６６に示される、光リソグラフィ機械において使用することができる。最後に、ステップ９６８において、シリコンウエハといった基板が生成される。先で説明されたように、ステップ９８０において、キャラクタを、ＯＰＣステップ９５４またはＭＤＰステップ９５８に提供することができる。ステップ９８０はまた、キャラクタを、キャラクタおよびステンシル設計ステップ９８２、または射出群事前計算ステップ９７２に提供することができる。キャラクタおよびステンシル設計ステップ９８２は、入力を、ステンシルステップ９８４、およびキャラクタステップ９８０に提供する。射出群生成ステップ９７２は、情報を、射出群ライブラリ９７４に提供する。また、射出群事前計算ステップ９７２は、入力として、物理的設計９５２またはマスク設計９５６を使用することができ、１つ以上の射出群を事前計算することができ、これは、射出群ライブラリ９７４に記憶される。

ここで図１０を参照すると、シリコンウエハといった基板上に直接書き込まれる表面をどのように調製するかの別の概念的流れ図１０５０が示される。第１のステップ１０５２において、集積回路の物理的設計といった物理的設計が決定される。これは、設計者が基板上へ転写したい理想的なパターンであり得る。物理的設計は、直線、部分的に曲線、または完全に曲線であってもよい。次に、ステップ１０５８において、近接効果補正（ＰＥＣ）、およびフラクチャリングといった他のデータ準備（ＤＰ）ステップが、基板書き込みデバイスへの入力データを準備するように実施される。ステップ１０５８は、基板画像１０６８がβ_ｆのばらつきに対して不感性であるように、射出重複を調節することを含んでもよい。ステップ１０５８はまた、ステップ１０７４から、可能なグリフまたはパラメータ化されたグリフを入力することを含んでもよく、グリフは、恐らく重複するＶＳＢ射出に基づいており、グリフは、グリフ生成ステップ１０７２における様々な射出線量または様々な射出位置の計算を使用して決定される。ステップ１０５８はまた、グリフに整合させて、ステップ１０５２において創出される物理的設計に近く整合するウエハ画像８１４を創出するように、パターン整合を含むことができる。コレクトバイコンストラクション「決定性」計算が実施される唯一の反復を潜在的に含む、パターン整合、線量割り当て、および等価性チェックの反復もまた、実施することができる。ステップ１０５８の結果は、射出リスト１０６０であり、次いで、ウエハ書き込みステップ１０６２においてウエハを調整するために使用される。一実施形態において、ウエハ書き込み１０６２は、電子ビームライタシステムを使用して達成され得る。電子ビームライタシステムは、シリコンウエハといった基板１０６８上にパターンを形成するように、調節可能なアパーチャを通じて表面上に電子のビームを射影する。射出群事前計算ステップ１０７２は、情報を、射出群ライブラリ１０７４に提供する。また、射出群事前計算ステップ１０７２は、入力として、物理的設計１０５２を使用することができ、１つ以上の射出群を事前計算することができ、これは、射出群ライブラリ１０７４に記憶される。ステップ１０６２は、処理の各層に対して必要とされる際、繰り返し適用を含むことができ、潜在的に、一部は、図９と関連して説明される方法を使用して処理され、他は、図１０に関して上で概略される方法を使用して処理されるか、または他は、シリコンウエハ上に集積回路を生成するための任意の他のウエハ書き込み方法を使用して生成される。

本開示において説明されるフラクチャリング、マスクデータ準備、近接効果補正、および射出群創出フローは、演算デバイスとして適切なコンピュータソフトウェアを有する汎用コンピュータを使用して実装することができる。大量の計算が必要とされるため、複数のコンピュータまたはプロセッサーコアもまた、並行して使用されてもよい。一実施形態において、演算は、並行処理をサポートするように、フロー内の１つ以上の演算集約的ステップに対して、複数の２次元幾何学領域に細分化されてもよい。別の実施形態において、単一または複数のいずれかで使用される、特殊用途ハードウェアデバイスは、汎用コンピュータまたはプロセッサーコアを使用するのを上回る速度で、１つ以上のステップの演算を実施するために使用されてもよい。一実施形態において、特殊用途ハードウェアデバイスは、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）であってもよい。別の実施形態において、本開示において説明される最適化およびシミュレーションプロセスは、射出の総数、もしくは総荷電粒子ビーム書き込み時間のいずれか、または何らかの他のパラメータを最小化するように、可能な解決策を訂正および再計算する反復プロセスを含んでもよい。なお別の実施形態において、最初の組の射出は、射出修正が必要とされないように、コレクトバイコンストラクション方法において決定されてもよい。

本明細書は、具体的な実施形態に関して詳細に説明されているが、当業者は、前述の理解を得れば、これらの実施形態の改変、変形、および同等物を容易に着想し得るということが理解されるであろう。フラクチャリング、マスクデータ準備、近接効果補正および光学近接補正のための本方法に対するこれらおよび他の修正ならびに変形は、添付の請求項により具体的に記載される本主題の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって実践され得る。さらに、当業者は、前述の説明が、例に過ぎず、かつ制限を意図するものではないということを理解するであろう。本発明の範囲から逸脱することなく、ステップを本明細書におけるステップに追加する、それから取り出す、または修正することができる。概して、提示されるいずれのフローチャートも、ある機能を達成するための基本的動作の１つの可能な順序を示すことを意図するに過ぎず、多くの変形が可能である。このため、本主題は、かかる修正および変形を、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内にあるとして、網羅するということが意図される。

Claims (28)

1. ビームぼけ（β_ｆ）を含む荷電粒子ビームリソグラフィプロセスを使用して表面を製造するための方法であって、以下のステップを含む方法：
   前記表面上にパターンを形成する複数の荷電粒子ビーム射出を決定するステップであって、前記複数の射出における一部の射出が互いに重複するステップと、
   β_ｆのばらつきに対するパターンの感度を低減するステップと、
   前記複数の射出を用いて前記表面上に前記パターンを形成するステップ。
2. 前記β_ｆに対するパターンの感度は、前記複数の射出における射出間の前記重複を変化させることにより低減される、請求項１に記載の方法。
3. 前記感度は限界寸法の感度を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記低減するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを使用することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記荷電粒子ビームシミュレーションは、前方散乱、後方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、エッチング、フォギング、ローディング、およびレジスト帯電から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
6. 光学的リソグラフィプロセスを使用して、集積回路を製造するための方法であって、前記光学的リソグラフィプロセスは、ビームぼけ（β_ｆ）を含む荷電粒子ビームリソグラフィプロセスを用いて製造されるレチクルを使用し、前記方法は、以下のステップを含む、方法：
   前記レチクル上にパターンを形成する複数の荷電粒子ビーム射出を決定するステップであって、前記複数の射出における一部の射出が互いに重複するステップと、
   β_ｆのばらつきに対するパターンの感度を低減するステップと、
   前記複数の射出を用いて前記レチクル上に前記パターンを形成するステップ。
7. 前記β_ｆに対するパターンの感度は、前記複数の射出における射出間の前記重複を変化させることにより低減される、請求項６に記載の方法。
8. 前記低減するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを使用することを含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記荷電粒子ビームシミュレーションは、前方散乱、後方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、エッチング、フォギング、ローディング、およびレジスト帯電から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の方法。
10. ビームぼけ（β_ｆ）を含む荷電粒子ビームリソグラフィプロセスとの使用のための、フラクチャリングまたはマスクデータ準備またはマスクプロセス補正のための方法であって、以下のステップを含む方法：
    表面上にパターンを形成する複数の荷電粒子ビーム射出を決定するステップであって、前記複数の射出における一部の射出が互いに重複するステップと、
    β_ｆのばらつきに対するパターンの感度を低減するステップ。
11. 前記複数の射出における射出は、可変成形ビーム（ＶＳＢ）射出を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記β_ｆに対するパターンの感度は、前記複数の射出における射出間の前記重複を変化させることにより低減される、請求項１０に記載の方法。
13. 前記射出重複は、前記表面上の前記パターンの周辺付近である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記低減するステップは、最適化技術を使用することを含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記感度がβ_ｆの既定の範囲内で最小化、またはほぼ最小化される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記低減するステップは、規則に基づく技術を含む、請求項１０に記載の方法。
17. 前記決定するステップにおいて、前記表面上の前記パターンの線量マージンが増加される、請求項１０に記載の方法。
18. 前記感度は領域感度を含む、請求項１０に記載の方法。
19. 請求項１８に記載の方法であって、前記射出重複は領域を含み、前記低減するステップは、以下のステップを含む、方法：
    複数のβ_ｆの値のために、前記複数の射出によって形成される前記表面上の前記パターンをシミュレーションするステップと、
    前記シミュレーションが、β_ｆの上昇を伴って前記表面上の前記パターンの前記領域が減少することを示す場合、射出重複の前記領域を増加させるステップと、
    前記シミュレーションが、β_ｆの上昇を伴って前記表面上の前記パターンの前記領域が増加することを示す場合、射出重複の前記領域を減少させるステップ。
20. 射出重複の前記領域が増加される場合、非重複射出領域が低減され、射出重複の前記領域が低減される場合、前記非重複射出領域が増加される、請求項１９に記載の方法。
21. 前記感度は限界寸法の感度を含む、請求項１０に記載の方法。
22. 前記パターンは、円形またはほぼ円形のパターンを含む、請求項１０に記載の方法。
23. 前記表面はレチクルである、請求項１０に記載の方法。
24. 前記低減するステップは、荷電粒子ビームシミュレーションを使用することを含む、請求項１０に記載の方法。
25. 前記荷電粒子ビームシミュレーションは、前方散乱、後方散乱、レジスト拡散、クーロン効果、エッチング、フォギング、ローディング、およびレジスト帯電から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項２４に記載の方法。
26. ビームぼけ（β_ｆ）を含む荷電粒子ビームリソグラフィプロセスとの使用のための、フラクチャリングまたはマスクデータ準備またはマスクプロセス補正のためのシステムであって、以下を含むシステム：
    表面上にパターンを形成する複数の荷電粒子ビーム射出を決定することが可能なデバイスであって、前記複数の射出における一部の射出が互いに重複するデバイスと、
    β_ｆのばらつきに対するパターンの感度を低減することが可能なデバイス。
27. 前記β_ｆに対するパターンの感度は、前記複数の射出における射出間の前記重複を変化させることにより低減される、請求項２６に記載のシステム。
28. 前記低減することが可能なデバイスは、荷電粒子ビームシミュレーションを含む、請求項２６に記載のシステム。