JP4871536B2

JP4871536B2 - 近接効果補正を制御するためのプロセス

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Publication number: JP4871536B2
Application number: JP2005188343A
Authority: JP
Inventors: フデクペーター; バイヤーディルク
Original assignee: ヴィステックエレクトロンビームゲーエムべーハー
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: TWI394197B; JP2006019733A; US20050287450A1; CN1734706A; US7241542B2; TW200614313A; EP1612834A1

Description

本発明は、電子ビームリソグラフィーシステムにおいて近接効果補正を制御するためのプロセスに関する。プロセスは、高解像度電子ビームリソグラフィー（ＥＢＬ）において近接補正を最適に制御するための点広がり関数（Point Spread Function、ＰＳＦ）の近接パラメータの正確な数決定に適している。

近接効果パラメータは、任意の近接効果補正ソフトウェアを制御するための特定の数の入力データである。これは、高いクリティカルディメンション制御（「ＣＤ制御」）の要件（インターナショナルセマテック社の販売する実際のインターナショナル・テクノロジー・ロードマップ・フォー・セミコンダクター（ＩＴＲＳ）に依存する）を満たし、また後のテクノロジーステップ（現像、エッチングなど）に関連して、マスクにおけるパターンバイアス及び／又はガウスビームを用いた直接描画作業及び／又は整形ビームを用いた直接描画作業を補償する。

様々な効果を反映した近接パラメータの決定のために多数の方法が提案されてきた。近接効果に加えて、電子ビームリソグラフィーシステムではかぶり効果も同時に生じる。近接効果補正を扱う刊行物が幾つかある。

非特許文献１は、クリティカルディメンション（ＣＤ）の変化、レジストの加熱及び近接効果を引き起こす５０ｋＶの電子ビーム描画の問題を示す。この実験方法は、離散した段階的なそれぞれに変えられた近接パラメータを用いた様々な条件下で描画した近接補正テストパターンの広範囲マトリクスを用いて、マスク製造プロセスにおける近接入力パラメータの決定に用いられる。次いで、最適なパラメータセットは、パターン変形効果が最小となるこれらテストパターンの直接測定から定められる。当該実験とパターン評価は非常に時間がかかる。入力パラメータの非常に多数の可能な組み合わせのために、当該方法は、得られるＰＳＦの２ガウス近似に限られる。この方法はマスク製造において頻繁に用いられる。

非特許文献２では、補正関数のためのパラメータを決定するのに用いられるテスト構造はドーナツである。この方法は、光学顕微鏡検査法（オプティカルマイクロスコピー）を用いて露光したドーナツの配列から近接パラメータを決定するための直接の技術を提供する。この方法は電子ビームを用いたＣＤ制御を実現するのに十分な感度を有さず、高解像度パターン成形ＥＢＬ法に適さない。

非特許文献３では、単一のポイント／ピクセルが広範囲の線量で露光され、パターンの直径が測定され、結果がガウス関数によって直接近似される。この方法はハイコントラストのレジストにのみ適用でき（すなわち、現像率効果の変化に敏感）、高解像度の測定技術（ＳＥＭ）と付加的プロセス（「リフトオフ」又はパターンの析出コーティング）を必要とする。この方法は、商業的に用いられる化学増幅レジスト（ＣＡＲ）には適用できない。極めて高い線量を用いるポイント露光法により、酸拡散効果は近接効果の実際の性質より勝る（非特許文献４）。

非特許文献５は、メッシュパターンの長方形配列から電子ビームリソグラフィーにおける近接パラメータを決定するための経験法を開示している。これから、処理の後、近接パラメータは光−光学検査により正される。測定すべきテストパターンは、近接効果を決定するのに用いられる。この方法は、同時代の従来の高解像度製造電子ビームリソグラフィーシステムに適さない。

幾つかの刊行物では、かぶり効果も考慮されている。非特許文献６は、高電圧電子ビームシステムでかぶり効果が減少すると示唆する。かぶり効果が影響を及ぼす。

非特許文献７が、ドーナツ構造を用いた電子ビームリソグラフィーにおける近接パラメータの決定に関して開示している。

また、非特許文献８が、電子ビームリソグラフィーにおける近接効果パラメータの決定に関して開示している。

Proc. SPIE, Vol. 4889, Part Two, pp 792-799 (paper No. 86)に開示された論文"Optimum PEC Conditions Under Resist Heating Effect Reduction for 90nm Node Writing" the article in Microelectronic Engineering 5 (1986) 141-159; North Holland with the title "Determination of the Proximity Parameters in Electron Beam Lithography Using Doughnut-Structures" the article "Point Exposure Distribution Measurements for Proximity Correction Electron Beam Lithography on a sub-100 nm Scale"; in J. Vac. Sci. Technol. B 5(1), Jan/Feb 1987 Z. Cui, Ph.D. Prewett, "Proximity Correction of Chemecally Amplified Resists for Electron Beam Lithography", Microelectronic Engineering 41/42 (1998) 183-186 the article "Determination of Proximity Effect Parameters in Electron-Beam Lithography" in J. Appl. Phys. 68 (12), 15. December 1990 the article "Fogging Effect Consideration in Mask Process at 50 KeV E-Beam Systems" the article in Microelectronic Engineering 5 (1986) 141-159; North Holland with the title "Determination of Proximity Parameters in Electron-Beam Lithography Using Doughnut-Structures" the article "Determination of Proximity Effect Parameters in Electron-Beam Lithography" in J. Appl. Phys. 68 (12), 15. December 1990 T. H. P. Chang, "Proximity effect in electron beam lithography", J. Vac. Sci. Technol. 12 (1975) p.1271

本発明の目的は、かぶり効果の影響を考慮することにより電子ビームリソグラフィーシステムの照射パラメータの確かな補正を可能にする方法を創出することである。

この目的は請求項１に記載のプロセスによって達成される。

前記の目的は、電子ビームリソグラフィーシステムで近接効果補正を制御するプロセスにより実現する。ここで、露光は、処理の後生じる、設計データに一致するパターンを得るために制御される。当該プロセスは以下のステップを有する。
近接補正を制御するためのプロセスを適用せずに任意の１組のテストパターンを露光し；
露光された１組のテストパターンから得られるテスト構造の幾何学的配列を測定し、それにより、１組の測定データを獲得し；
この１組の測定データからガウス関数又はガウス関数とは別な近接補正制御関数のための基本入力近接パラメータを決定し；
近接補正制御関数の少なくとも基本入力近接パラメータをそれぞれ変化させることにより近接効果のためのモデルを１組の測定データとフィットさせ、それにより近接補正制御関数のための最適な１組の近接パラメータを獲得し；
設計データに従うパターンの露光の間、電子ビームリソグラフィーシステムの露光制御に近接補正制御関数を適用し；及び
それぞれ変化させた近接パラメータを計算に適用し、計算結果を１組の測定データと比較する。

さらに、露光補正用の所定のパラメータセットを、名目線量で露光された孤立した明瞭線及び不明瞭線の測定データセットと結果の比較及び計算に適用することが有効である（「ON THE TARGET」）。フィットした近接パラメータセットを、他の任意のパターンからの測定データセットと結果との比較及び計算に適用するという別な可能性がある。他の任意のパターンは、例えば、ピラミッド状のパターンであり、テストパターンの代表点の測定から測定データセットと結果を比べることができる。フィットした近接パラメータセットを、他の任意のパターンからの測定データセットと結果との比較及び計算に適用するという、さらに別な可能性がある。他の任意のパターンは、デューティ比の複数の線であり、テストパターンの代表点での測定から測定データセットと結果を比べることができる。

当該方法は、ＥＢＬの干渉しない及び／又は干渉する非補正パターンに対する直接処理反応（電子エネルギー、レジスト材料、基板材料、前露光プロセス、後露光プロセス、パターン転写など）のパターン幾何学的配列の変化の解析に基づく。測定されたパターン変化の挙動は、特定の近接パラメータをモデルに挿入するバックシミュレーションを用いて再構成される。モデルから、計算データは、データが実際のパターンで測定された同じ点におけるシミュレーションパターンの横の輪郭の局在化（ローカリゼーション）を表す。代表テストパターン（単一の明瞭線／不明瞭線、ピラミッド状パターン、デューティ比の線の列など）の同じ点での計算結果と測定データとの比較により、所定のパラメータセットの質が視覚化される。

要求される要件−補正アルゴリズムがモデルで用いられるのと同じモデル概念で働いている−が満たされる場合、当該方法は、近接補正において実際に定められた近接パラメータセットを用いた後、場合によっては起こるパターン一様性のずれ（パターンの合致）と解像限界を一度に予言する。

本発明には、露光された非補正の代表パターン（典型的なパターン幾何学的配列の変化として直接処理反応を解析する）の固有の幾何学的ゆがみをモデルに基づいて解析及び解読し、データが後続の処理のために記録されるという利点がある。パターンは、（市販の測定ツール、例えばＣＤ−ＳＥＭを用いて）特定の点で測定される。連続する「バックシミュレーション」手続き（procedure）が、これら効果の最良の可能な再構成のために用いられる。「バックシミュレーション」は、前露光及び後露光の条件及び／又は近接効果（パターンサイズ及び近傍の効果）（＝パターン及びプロセスの再構成）に依存する、具体的なパターンの細部の測定された幾何学的配列の変化を最良に近似するために、どのようにして最適な数値入力パラメータセットを見出すかという計算法を意味する。このようなパターンの細部は、露光強度の関数としての特定点におけるパターンの寸法変化（例えば、最も単純な場合、両方の色調（tonalities）での露光線量に対する線幅及び／又はコンタクトの寸法変化）である。別な変数は、例えば、隣接パターン（例えば、ラージパッドのギャップ幅の変化に対する線幅測定（ピラミッド状パターン）及び／又は格子の線（デューティ比の線））の位置である。その結果、得られたパラメータをモデルに挿入した後、適切なシミュレーションは、測定から得られたものと同じパターン幾何学的配列の変化依存性の傾向を示さなければならない。従って、補正アルゴリズムがモデルで用いられたものと同じモデル概念で働いていれば、近接補正でこれらの入力パラメータセットを用いて、付随して発生するゆがみ効果（parasitic distortion effects）がよく回復することになる。測定及びシミュレーションは最小の解像可能なパターン寸法以下に実行される。これは、いわゆる「短距離」効果を記述するパラメータの正確な決定も可能にする。この効果は、電子の前方散乱、第２の電子分布、ビームぶれ、レジスト効果（現像、酸拡散、クエンチング）及びパターン転写（マイクロロード）から生じる。従って、このパラメータセットにより作動する近接補正装置は、深い１００ｎｍ以下のリソグラフィーのノードにおいても正確に作動することができる。

一対の露光パターン（付録の「テストパターン」で述べる）の実験測定は、PROX-Inのアクティブフリー編集ダイアログボックスに全ての必要な数値入力を与え、また測定データを含む単純なアスキーファイル（ASCIIファイル）を作るための事前条件である（PROX-Inはユーザフレンドリーウィンドウズ（登録商標）に基づくソフトウェアツールであり、ツールは、リソグラファーが近接効果パラメータの設定を決定するのを助ける働きをする）。従って、これらデータは、このプログラムにおける近接パラメータ決定に必要な、選択された特定の組込みアルゴリズムのベースとして働く。サブミクロン構造のパターンの低下／ゆがみを最大限避けるために、この効果を扱う補正法を適用することは避けられない。既存技術は、（ａ）露光線量のショットバイショットモジュレーション（shot-by-shot modulation）、（ｂ）パターン幾何学的配列の変更、又は（ｃ）前記の両方の方法の組み合わせに依拠する。

このプロセスの主な利点は、それが様々な入力パラメータにより近接補正された露光されたパターンの大きいマトリクスを利用しないことである。ここで、パラメータは、補正されない単純なテストパターンの測定から決定される。解析すべきデータ及び／又はパラメータの量は著しく減少する。本発明の利点は以下のようである。本発明は、露光されたテストパターンの比較的単純な設定を少しだけ使用する。基板（５インチ及びそれより大きい）の領域は、１％以下に限定されたテストパターンで覆われる。さらに、テストパターンは近接補正なしに露光される。さらには、テストパターンの周りの付加的な補助パターンの基板の「ダミー」露光により全域パターンロードを変更する可能性がある。これにより、現像及び／又はエッチングプロセスのバイアスに依存するパターンロードの変化を決定することができる。さらに、入力パラメータの１つの値をそれぞれ変えることによりパターン劣化の傾向を直接観察する可能性がある。次に、最良の可能性のあるＣＤ要件（ＣＤ直線性）を実現するために、入力パラメータのインタラクティブな微調整がある。例えば、様々なパラメータを有する付加的なガウス関数がどこでなぜ必要かを直接チェックする可能性を有する２以上のガウシアン入力パラメータセット（ガウス関数）を用いて、より良い結果を実現することができる。任意の近接パラメータセットのための特定のパターン細部のバックシミュレーション及び再構成により、パターンの様々な幾何学的配列の組み合わせのための所与のパラメータセットために、場合によっては起こるＣＤの変化を予言することが可能である。

コンピュータプログラム「PROX-In」は、製造の実際の条件下でこの用途で記述される方法の最適化及び試験の目的で開発され、実現した。

本発明の操作の性質及びモードを、添付図面に則して以下の本発明の詳細な記述に完全に記述する。

図１は、電子ビームリソグラフィーシステム１のブロック図を示す。電子ビームリソグラフィーシステム１は、電子ビーム３を放出する電子源２を有する。明細書では電子ビーム３の使用についてのみ述べる。しかしながら、本発明は電子ビームだけに限られないことが理解されよう。本発明は一般的に、基板４にパターン５を描くのに用いることができる粒子線を用いて使用することができる。基板４自体は、Ｘ座標のＸ及びＹ座標のＹで張られた平面内を電気モーター７及び８によって移動できるステージ６に配置されている。電子ビーム３は電子ビーム源２から出た後ビーム調整コイルを通る。ビーム調整コイル９の後、電子ビーム３の伝播方向に、ビームブランキングユニット１０が設けられている。その後、電子ビーム３は一般的に４つの磁気コイルを有する磁界偏向ユニット１１に達する。その後、電子ビーム３は基板４に向けられる。既に述べたように、基板４はステージ６上に位置決めされている。ステージの実際の位置は位置フィードバック装置１３によって制御される。さらに、電子検出器１４はステージ６の近傍に位置決めされる。コンピュータ１５が電子ビームリソグラフィーシステム１全体を制御するために設けられる。特に、必要な寸法のパターンを作るために、ビームパラメータを制御、測定及び調節する。コンピュータ１５は、アナログ・デジタル変換及び／又はデジタル・アナログ変換を実行するインターフェース１６によって電子ビームリソグラフィーシステム１に繋がっている。インターフェース１６はビームブランキングユニット１０、磁界偏向ユニット、位置フィードバック装置１３、電子検出器１４、及びステージを移動させるための電気モーター７及び８に接続している。ユーザーはディスプレイ１７を介して電子ビームリソグラフィーシステム１の設定及び／又は調整パラメータについて知ることができる。

図２ａはある領域２１を覆うパターン２０の例であり、領域２１は複数のガウスビーム２２で満たされている。ガウスビーム２２はどれも同じ直径を有する。図２ｂでは、ガウスビーム２２の断面２３の形状が示されている。複数のビームが、パターン２０の必要とする領域２１を覆う。

図３ａは、整形ビーム３２によって描かれたパターン３０の例を示す。パターン３０の全領域３１は多数の様々な形状の図形で覆われている。様々な形状の図形が描こうとするパターン３１の領域を満たす。この場合、領域３１は電子ビームの３つの異なる形状３２_１，３２_２及び３２_３で覆われている。図３ｂは、整形ビーム３２の断面３３の形状を示す。それぞれのビームの形状は描く必要があるパターンに従って調節できる。図３ｂに示されるように、ビームの形状は変えることができる。これは矢印３４によって示される。

両方の場合（ガウスビーム又は整形ビーム）において、ミクロン以下（サブミクロン）の構造又はパターンが、マスク描画にとって重大な因子になった。このパターンサイズを用いて、電子ビームリソグラフィーシステムは共通の付随して発生する電子散乱効果に対抗する。この効果は、描こうとするパターンを取り囲む領域で望んでいない露光デポジション（exposure depositions）を引き起こす。このパラサイト電子散乱効果は近接効果として知られている（例えば、非特許文献９参照）。最小構造サイズが電子の後方散乱の範囲より小さくなる場合、パターンの適用範囲（coverage）は描こうとするパターンの寸法制御に影響を及ぼす。他方で、前方散乱は最大解像度を制限する。電子のエネルギーが増加するに連れて、後方散乱と前方散乱との差が増加する。特定の領域内で落ちるパターンの細部は、実際に得られるリソグラフィックパターンイメージではユーザーがオリジナルに設計したサイズ及び形状からかなり大きいゆがみを受ける。サブミクロン構造のパターンの劣化／ゆがみを最大限に避けるために、この効果を扱うための補正法を適用することは避けられない。

図４ａは、ＧａＡｓ基板４１にコーティングされた、レジストを定めるポリ−（メチル−メタクリレート）（ＰＭＭＡ）層４０で散乱した１００の電子のシミュレーションした軌道を示す。電子の第１エネルギーは１５ｋｅｖに設定される。電子ビーム４３がＰＭＭＡ層に衝突すると、電子が散乱し、計算された軌道に従って移動する。図４ｂは、ＧａＡｓ基板４１にコーティングされたＰＭＭＡ層４０で散乱した１００の電子のシミュレーションした軌道を示す。電子の第１エネルギーは図４ａに示される計算値より高い。電子ビームリソグラフィーでは、際立ったゆがみは、電子と、正確に分離できず別個に取り扱えない別な効果と絡み合ったレジスト／基板システムとの相互作用から生じる。ここでは、レジストの潜像（レジストの分化（differentiation））を創出するレジスト量の対応する放射線−化学事象分布を用いた、レジストの吸収エネルギー密度分布（ＡＥＤＤ）広がりが主な役割を果たす。レジスト層でのＡＥＤＤのモデル化（modeling）は、電子散乱プロセスの統計的（モンテカルロ）計算又は解析的（輸送方程式）計算を用いて可能になる。実際の潜像は、露光から必要な放射線量を吸収した後、照射されたレジスト量の局所的な化学的加減（chemical modification）によって創出される。

図５ａは、基板のレジストに描かれる必要があるパターン５０の形状の概略図である。パターン５０は４つの異なる構造を有する。４つの構造は、パターンの設計データの結果の形状と同じ寸法で明瞭に描かれる。第１構造５１は、所定の幅を有するストレートラインである。第２構造５２は長方形の形状のランドである。ストレートラインがランドの上側コーナーと下側コーナーから延びる。第３構造５３は長方形の形状のランドである。ストレートラインがランドの下側コーナーから左に延びる。第４構造５４は２つのランドを有する。２つのランドは下側コーナーでストレートラインと繋がっている。別なストレートラインが、１つのランドの上側コーナーから左に延びる。

図５ｂがレジストに描かれた結果のパターンを示す。ここで、本発明に従う補正は適用されていない。レジスト層の近接効果ははっきり見えるようになる。２つのランドがラインで分かれている第１位置５６では、線幅の著しい広がりと両ランドの形状の曲がりが生じる。もはやランドとラインの分離はない。２つのランドが互いに向かい合う第２位置５７では、ゆがみによって２つのランドが繋がっている。

図６が、レジストに描画された第１の可能な（PROX-Inで既に実行された）テストパターン６０を示す。この第１テストパターン６０をバックシミュレーションする手続きは、ピラミッドの「PYR」と呼ばれる（ピラミッド状テストパターン６０を使用する）。この特別なプロセスは、PROX-Inユーザーインターフェースを介してユーザーにより開始される（図８参照）。この手続きにより、露光された対称ピラミッドテストパターン６０の線幅の変化から実験測定データを解析した後、入力パラメータを決定することができる。第１テストパターン６０は、所定の線幅６３を有する１本の線６１を含む。所定の線６１の両側では、ラージパッド６２が測定される線６１に沿って変わるギャップ幅６４で露光される。補正しない場合、所定の単一の明瞭線幅６３は、測定線６１とラージパッド６２の間の減少するギャップ幅６４と共に増加する。測定は図６のポイント６５でマークされた位置で行われる。測定された線幅６３に対する設計ギャップ幅の依存性は、このプロセスの計算とバックシミュレーションのために得られた入力データに基づく（図９参照）。得られたデータの第１列９１は、［μｍ］で表示された（降順の）、設計及び露光されたギャップ幅からなる一方、第２列は露光及び測定された線幅の適切な線幅６３を有する。この手続きのために、補正しないピラミッドテストパターン６０の最適露光線量を見出す必要がある。単一の既定された露光線（例えば、図６の第１テストパターン６０の右側のラインはラージエリアに影響されない）がターゲットに合う。図９に示される最初の上部の値は、非常に大きいギャップ幅６４のための線幅６１（ここでは例えば２μｍ）の初期値である。

図７も、直接近接パラメータの決定に使用できるPROX-Inですでに実行された可能な第２テストパターン７０を示す。前記の他の方法と同様に、この手続きは、露光された補正されてないデューティ比テストパターン「DRT」の線幅７１の測定値に基づく。多数の線７２がレジストにおいて露光され及び／又はさらに処理される。線と線の間の様々なピッチ７３の配列７４の線７２が作られる。この特別なプロセスは、特別なPROX-Inユーザーインターフェースを介してユーザーにより開始される（図１０参照）。当該手続きにより、露光された対称な第２テストパターン７０の代表線７５の幅の変化から実験測定データを解析した後、近接入力パラメータを決定することができる。得られたファイルを受け取るために（図１５参照）、フォームに２列のデータが与えられる。第１の列１１１は、比（１：１，１：２，１：３，…，１：２０）の数１，２，３，…，２０としてのデューティ比パラメータである。第２列１１２は比に対応するμｍで表した測定線幅である。様々な線／スペース率に対するそれぞれの配列７４のほぼ中央で線幅の変化を測定する必要がある。図７の黒丸点７５は測定が行われる位置を示す。「DRT」測定手続きを開始する前に、第２テストパターン７０の右側の単一の明瞭線７６のために最適な照射線量を決定する必要がある。言い換えれば、測定された単一の明瞭線はＣＡＤデータで必要とされる線幅を有し、パターン成形された線はできるだけ正確にターゲットに合っている。

図８は、図６に示されるようなユーザーが第１テストパターン６０の露光を開始するための入力ウィンドウ８０を示す。ユーザーは、表示された「PYR」の名称の上のマーク８１を設定する（「PYR」ボタンをチェックする）ことによりピラミッド手続きを選択し、バックシミュレーション手続きが開始する。結果は表９０に示される（図９参照）。露光された第１ピラミッドテストパターン６０から得られた測定結果は、第２（中央の）列９２に位置する。第１列９１はギャップ幅を示し、第３列９３は、シミュレーションによる、所定の入力パラメータセットのための、バックシミュレーション／再構築／計算した線幅６３を示す。図９ａはPROX-Inのグラフ形状９４の結果を示す。目的は、測定データ（黒）９６と計算結果（赤）９７の最良の一致をもたらすパラメータセット９５を見出すことである。

図１０は、図７に示すように、ユーザーが第２「DRT」テストパターン７０の手続きを開始するためのPROX-In入力ウィンドウ１００を示す。ユーザーが、表示された「DRT」の名称の上のマーク１０１を設定する（「DRT」ボタンをチェックする）ことによりインパクト係数テスト手続きを選択し、計算プロセスが開始する。結果は表１１０に示される（図１１参照）。露光された第２テストパターン７０から得られた測定結果は、３つの列に位置する。第１列１１１はデューティ比を有するデータを含み、第２列１１２は測定された線幅を有するデータを含み、第３列１１３はバックシミュレーションから計算した線幅を含む。

図１１ａはPROX-Inのグラフ形状１１４の結果を示す。目的は、測定データ１１６と計算結果１１７の最良の一致をもたらすパラメータセット１１５を見出すこと（ピラミッドパターンを有する先の場合と同じ）である。

別な実験データ及びシミュレートデータを得るために、他のテストパターンが設計され、使用されるのは明らかである。データに対して、決定された近接パラメータをクロスチェックし、フィットさせなければならない。フィットにより、微細バターンの対の露光を可能にするパラメータセットが与えられ、得られる結果は必要なパターンのために与えられる設計データとよく一致する。言い換えれば、本発明に従うプロセスで露光されたパターンは、設計データに応じて必要とされる寸法を有するパターンになる。

PROX-Inは標準コンピュータ１５で作動する。コンピュータ１５はウィンドウで作動し、特定のハードウェア／ソフトウェア構造は必要としない。PROX-Inのインストールは非常に簡単である。別個のディレクトリを作り、ここに供給／付与されたファイルをコピーすればよい。PROX-Inの一般構造は、コンピュータ１５に接続したディスプレイ１７に示されたメインウィンドウ１２０から明らかである。プログラムPROX-Inを開始すると、メインウィンドウがすぐに現れる（図１２参照）。メインウィンドウ１２０は３つの主要部分に分かれている。第１部分１２１はメインウィンドウ１２０の上半分全体にある。第１部分は、「CALCULATION α」及び「CALCULATION βandη」と付されている。第１部分１２１は、別個の第１分割ボックス１２１_１、第２分割ボックス１２１_２、第３分割ボックス１２１_３及び第４分割ボックス１２１_４から成る。第１分割ボックス１２１_１には「ALPHA」というタイトルがついている。第２分割ボックス１２１_２には「BETA-MANUAL」というタイトルがついている。第３分割ボックス１２１_３には「BETA-AUTO」というタイトルがついている。第４分割ボックス１２１_４には「ETA」というタイトルがついている。分割ボックスは、比較的大きいパターン／幅広い線の測定値からリソグラフィックプロセス反応の速い、まさに第一の評価をする働きをし、近接パラメータのための第１の（粗い）数値アプローチを行う。

第２部分１２２はメインウィンドウ１２０の下部に位置決めされている。第２部分１２２は「SIMULATION」と付されており、バックシミュレーションを用いて最良のパターン再構成に基づいたパラメータを「微調整」する働きをする。

第３部分１２３はメインウィンドウ１２０の右下に位置する。第３部分１２３は、テキストウィンドウ１２４を有する、スクロールされる「入力／出力」メモボックスである。選択した操作／計算から生じる幾つかの必要な情報が現れる。

新しい電子ビームリソグラフィックシステムは、１００ｎｍの装置の生成のレベル及びそれ以下でＣＤ要件を満たすように設計される。これらの規定を満たすために、全プロセスと正確な補正法の連続適用とを介して全てのパターンの劣化効果／ゆがみ効果をカバーする適切な知識ベースを有することが必要である。

電子ビームリソグラフィーシステム１では、際立ったゆがみは、電子と、正確に分離できず別個に取り扱えない別な効果と絡み合ったレジスト／基板システムとの相互作用から生じる。ここでは、レジストの潜像（レジストの分化）を創出するレジスト量の対応する放射化学事象分布を用いた、レジストの吸収エネルギー密度分布（ＡＥＤＤ）広がりが主な役割を果たす。レジスト層でのＡＥＤＤのモデル化（modeling）は、電子散乱プロセスの統計的（モンテカルロ）計算又は解析的（輸送方程式）計算を用いて可能になる。実際の潜像は、露光から必要な放射線量を吸収した後、照射されたレジスト量の局所的な化学修飾によって創出される。

近接補正制御関数ｆ（ｒ）は通常、２つ以上のガウス関数の和として記述される（方程式１参照）。規格化された２Ｇ関数の場合、関数は以下のようになる。

ここで、第１項のαは短距離の前方散乱を表し、第２項のβは後方散乱を表す。パラメータηは後方散乱成分と前方散乱成分のエネルギー比であり、ｒは電子入射の点からの距離である（図４ａ参照）。

最後のレジスト除去マスクは、適切なデベロッパーでの後露光プロセス（たいていはウェットプロセス）の適用後に得られる。実際のレジストパターン幾何学的配列の予言及びモデル化のために、放射線で改良したポリマーの溶解の挙動が正確に知られる必要がある。この複雑な熱流体運動学プロセスの非常に非線形な挙動のために、現像プロセスは大量の不確定性の全体のシミュレーションをもたらす。非常に様々なシステム（半導体基板、レジスト及び後露光プロセス）が存在するので、方程式１のパラメータは異なるシステムの全てに対して決定される必要がある。

マスク製造では同様の複雑化が、第２ステップ−ウェットエッチング及び／又はドライエッチングの両方でレジストを介する画像層及び／又は基板へのパターン転写−を証明する。

電子ビームリソグラフィックシステムのフィールドにおける近接効果の補正は、前記のような電子散乱現象のダブル又はマルチのガウス近似を用いるという原則に基づいた照射線量の最適化問題を扱う全ての市販のソフトウェアパッケージによって利用できる。入力パラメータが専らモンテカルロシミュレーションから決定される場合、計算は純粋なＡＥＤＤのみを有する。このような結果は、他の影響を及ぼす要素からの付加的な非線形効果についての情報を何も含まない。１つの影響要素はプロセス、例えば、レジストにおける放射線化学事象、熱効果、現像の溶解挙動及びマスク作成におけるエッチングである。他の影響を及ぼす要素はツールであり（例えば、アエリアル画像勾配及び／又はエッジの鋭さに影響を及ぼす空間電荷効果及び電子光学収差）、従属するインパクトが得られるパターン変形に影響を及ぼす。このために、補正のための入力データは、これらの効果を全て正確に記述し、さらに実験測定値から得られたこれらのパラメータの値を精密に調整する物理的挙動モデルを用いて見積もられるべきである。

補正プロセスのために、適当に選択された数値入力だけがこのシステムを作動させる。ゆえに、露光制御アルゴリズムを決定するのに必要なプロセスに依存する入力パラメータセットの数値決定のために、素早く簡単な方法を発展させる様々な努力がされてきた。柔軟なプログラムパッケージPROX-Inは、リソグラファーがこれらの最適な数値を見出す／決定するのを助ける。

同一の入力パラメータのためのシミュレーションモードで同じ結果を得るために、それぞれ、補正装置とPROX-Inソフトウェアのアルゴリズムの両方を同期させるために、特に気を使った。本発明は準現象学的コンセプトを利用している。

電子ビームリソグラフィックシステム１による近接補正は、１００ｎｍの装置の生成及びそれ以下のマスクの寸法誤差を１０ｎｍ未満に減少させる。

「PROX-In」をスタートさせる前に、以下の主な数値リソグラフィックパラメータを、特別に設計され露光されたテストパターンの設定から直接得ることは避けられない（数値計算のためのPROX-Inへの入力／設定パラメータとして必要）。

図１３は、メインウィンドウ１２０の第１部分の分割ウィンドウ１３０を示す。第１アプローチでは、αパラメータが、実際の電子のエネルギー、用いられるレジスト材料及び厚さの関数としてモンテカルロ計算から計算される。「CALCULATION α」と付された分割ウィンドウ１３０における選択ボタン「ALPHA」１３１により、Ｃ、Ｈ及びＯ原子から成る単純なポリマー材料（１．１〜１．３［ｇ／ｃｍ^２］の平均密度を有する任意のＰＭＭＡ−（Ｃ_５Ｈ_８Ｏ_２））のための初期α値（基板材料と独立した、電子の純粋な弾性的前方散乱にのみ依存する）を得ることができる。ユーザーは、レジスト材料のための入力部１３２、電子エネルギーのための入力部１３３及びレジスト深さのための入力部１３４を有する。αが決定される計算には、電子エネルギー［ｋｅＶ］とレジストの深さ［μｍ］が必要である。

一般に、得られたこの値を補正手続きへの入力データとして直接使用するのは良くない。この計算は、用いられる露光エネルギーとレジスト厚のα値の変化の依存性にアプローチするだけである。電子の前方散乱とは別にして、他の付加的プロセス（現像、エッチング）及び／又はツール依存誤差（光学収差、現露光プロセス安定性、前露光プロセス安定性、後露光プロセス安定性及び再現性の問題）がこのパラメータに影響を及ぼすので、実際のα最終パラメータは普通は少し大きめの値を有する。

実際のプロセスのための「バックシミュレーション」を用いた他の入力パラメータ（β，η…）の粗い見積もりの後、最終的なαパラメータの決定が実行される。

図１４は、β及びηの計算に用いられるディスプレイ又はユーザーインターフェースにおける、メインウィンドウの第１部分の分割ウィンドウ１４０を示す。βパラメータは、電子ビームリソグラフィックシステムでのパターン変形に対する近接効果の「長距離」インパクトを表す。これは、β値が、明瞭なモード及び／又は不明瞭なモードの両方で相互作用するパターン及び相互作用しないパターンの広範囲にわたる最終的な線量の割り当てを見事に定めることを意味する。

ゆえに、「良い」β値の見積もりは、実用的条件下で働く近接補正にとって重大な因子である。このパラメータは基板材料の組成に極めて敏感である（多くの現実の場合で、統計的／解析的電子散乱計算のための正確な基板定義が可能でない）。

分割ウィンドウ１４０は、ユーザーが評価された線幅［μｍ］の値を挿入するための入力部１４１を有する。このプロセスは、分割ウィンドウ１４０のボタン「BETA-MANUAL」１４２又は「BETA-AUTO」１４３を選択し、ボタン「Start calculation」１４４を押すことにより開始される。

開始後、ユーザーは(*.BET)タイプのアスキーテキストファイルを必要とする。このファイルの構成は、様々な線量で露光された補正しない幅の広い線を含むテストパターンの測定値のデータを必要とする。

図１５は、(*.BET)ファイルの表１５０を示す。準備として、測定された線幅［μｍ］に対する照射線量［μＣ／ｃｍ^２］が表示されている。

測定は、様々な線量で露光された孤立した幅広の線において実行される。測定の結果１６０は図１６に視覚化される。測定された線は、βより大きい幅の、長い孤立した線として露光されたパターンである（「全ての後方散乱する電子を集める」ため、すなわち５０ｋｅＶマスク作成のため、線幅は１０μｍ以上）。(*.BET)ファイル（表１５０）は、「線量」［μＣ／ｃｍ^２］と「線幅」［μｍ］の測定値を２つの列１５１，１５２に直接挿入して、任意のテキストエディタを用いて書かれており、アスキーフォーマットの線量値と共に下がっている（図１５の例の１５μｍ幅の線参照）。測定はＣＤ測定ツール（例えば、ライカLMS-IPRO、ライカLWM、CD-SEMなど）によって行われる。

当該方法は、照射線量に対する線幅の変化の解析に基づく（図１６参照）。線量は横座標に書かれ、最適な露光により最小の適正値から（細かい刻みで）増加している（ここで、線幅は１５μｍからより高い値（最適線量の約１０倍）までのターゲットに合う）。測定された線幅は座標に示される。前露光及び後露光プロセスからの全ての付加的なインパクトと共に、後方散乱の全効果の視覚化が、得られる線幅及び／又はフォーマットにより図１６に示される。所与のプロセス構成のための特定のβパラメータが、(*.BET)ファイルを「BETA-AUTO」及び／又は「BETA-MANUAL」下で作動するアルゴリズムに挿入することにより計算される。

図１７は、ηの計算に用いられるディスプレイ又はユーザーインターフェースのメインウィンドウ１２０の第１部分の分割ウィンドウ１７０を示す。ボタン「ETA」１７１は、PROX-Inのメインウィンドウ１２０においてηの計算を開始させる。このステップを実行するために、先に決定したβ値と、孤立した明瞭な、長い、幅の広い、及び狭い線の測定値からの入力データとしての２つの別な実験値が必要である。η値の計算は最適な線量率が必要である（両方の線に対するターゲットが合っている）。ここで、大きいパターンに対する線量をDose_large（例えば、１０μｍ又は１５μｍの露光された線）とし、小さいパターンに対する線量をDose_small（例えば、１０μｍの線）と定める。線量率は次元のない値として、Dose_small/ Dose_largeである。この値は、「Dose Factor（線量率）」１７２というタイトルの付いた位置に入れ、露光されたパターン寸法は「Pattern Dimensions」１７３の「large」と「small」の「width x length」（μｍ）１７４というタイトルの付いた位置に入れなければならない。ボタン「ETA」１７１を選択し、ボタン「Start calculation」を押した後、η値が計算され、赤で表示される（図１７参照）。

メインウィンドウ１２０の第２部分１８０には「SIMULATION」と付されており、選択パターンにおける数値入力パラメータセットの「微調整」に役立つ。パラメータ調整は、適用される線量及び／又は近傍に依存するパターンの測定された寸法変化の「バックシミュレーション」に基づく。４タイプのパターンが並んでおり、それによりバックシミュレーションを実行することが可能である（図１０）。１つのパターンは幅広の単一の明瞭線である。照射線量に対する線幅の変化は得られた結果に基づき、対応する(*.BET)ファイルが作られる（図１５参照）。別の可能性は、相対的最適線量（これを、解像可能な最小の線から２〜３μｍ（プロセスに依存する）までの幅の範囲の孤立した明瞭線の線幅に対する線量率、と定義する）である。測定値のアスキーデータは、(*.TGT)ファイルから線量率に対する線幅の形式で得られる。対応するデータは、補正しない露光テストパターンの測定から得られる。「PYR」（ピラミッド状パターン）は、測定線と大きい対称的に露光された測定線に沿うパッドとの間のプログラムされたギャップ幅に対する線幅の変化である（図６参照）。測定データは、(*.PYR)ファイルとして線幅に対するギャップ幅の形式の、測定値のアスキーフォーマットで必要である。「DRT」（デューティ比テスト）は、線／スペースの刻みに対する線幅の変化である。測定データは、(*.DRT)ファイルとしてピッチに対する線幅の形式の、測定値のアスキーフォーマットで必要である。データは、補正しないテストパターンの測定値から得られる（図７参照）。メインウィンドウ１２０の第２部分１８０に表示される、このシミュレーション部分の主なタスクは、用いられるリソグラフィーモデルのために適切な組の入力パラメータを（反復して）見出すことである。シミュレーションは測定値との最良のフィットを示す。これは、シミュレーションが、測定されたパターン幾何学的配列の変化の実際の状況を再構成することを意味する。

このシミュレーション部分の主な仕事は、シミュレーションが測定値との最良のフィットを示す、用いられるリソグラフィーモデルのための適正な組の入力パラメータを見出すことである。これは、シミュレーションが、測定されたパターン幾何学的配列の変化の実際の状況を再構成すべきことを意味する。

シミュレーションのスタートボタン１８１を押す前に、ユーザーは４つのパターンタイプ（「LW vs. Q」、「to Target…」、「PYR」、「DRT」）の１つを選択しなければならない。対応するアスキーファイルは測定データにより利用できる。全てのアクティブ編集ウィンドウ１８２を適切な数値で埋め、２，３又は４のガウス表現を用いた必要なモデルアプローチを選択する必要もある。

数値の曖昧性（例えば、適正な物理解釈のない１つの値の結果及び／又はパラメータ値だけでない）が、ある複雑化を引き起こす。ゆえに、一般的に、「２Ｇ」１８４（２ガウシアン）アプローチでシミュレーションをスタートし、スタート値として、初めの粗い近似から得られたβ値及びη値を挿入するのが良い。スタート値として、０．０５〜０．１μｍの範囲の数が設定できる。

シミュレーションをスタートした後、対応するアスキーファイルの要求が現れる（選択されたパターンタイプに依存する(*.BET)、(*.TGT)、(*.PYR)又は(*.DRT)の１つ）。ファイルがプログラムによって無事に読まれ解読されると、新しいグラフィックウィンドウ１９０（図１９参照）が、メインウィンドウ１２０の第２部分１８０の上側部分にすぐに現れる。メインウィンドウは、適切なグラフィックフォームの入力値を用いて測定値１９１及び関連するシミュレーション１９２の結果を示す。

図表と同時に、テキスト情報も、メインウィンドウ１２０の第３部分１２３（右下側に位置する）に現れる（図１２参照）。第３部分１２３は、フィットクオリティの評価による実験結果と計算結果の対応する数値比較を含む。データは通常のエディタと同様に第３部分１２３で直接扱われる。すなわち、テキストに印を付け、クリップボードにコピーし、また別な処理のためにコピーされたアスキーファイルを別なソフトウェア（例えば、エクセル）に直接挿入する。

第２部分１８０でのそれぞれのシミュレーションステップの後、「stat」１８３では（図１８参照）、まさに実行されたシミュレーションのクオリティを値が示している。一般的に、バックシミュレーション法を用いたパラメータ決定フィッティングプロセスの各ステップは、「stat」１８３の最小の可能な値を得る傾向がなければならない（例えば、図１９と図２０の「stat」値の差を見よ；明らかに図２０がより良いフィット２００を特徴付けることを示している）。

「ind」１９３，２０３はフィットプロセス中のフィットのクオリティ傾向を矢印「↑」の形式で示す。「Set」ボタン１９４，２０４を押すことにより、クオリティ評価のために最小の現在の「stat」値が設定され、インジケータ「ind」はこの値に従うフィットクオリティ傾向を示す。「ind」の意味は、「↑」は悪い、「↓」は良い、「←」は大きい変化なしである。

選択されたパターンタイプの場合、「DRT」を除いて、プログラムの「auto-ALPHA」、「auto-BETA」及び「auto-ETA」関数（図１８参照）をそれぞれ別個に試験することも可能である（適当なボックスをチェックする。ただし、同時に１つしかチェックできない）。その結果、第２部分１８０に赤で現れるα、β又はηの最適パラメータ値が提案される。計算された値の提案が信頼できるようであれば、それは次のシミュレーションステップのための新しい値として下の適当な編集ウィンドウに入れられる。自動フィットプロセスの第１ステップとして、大体適当で許容できるη値を見出すために「auto-ETA」関数から始めるのが良い。この値を下の編集ウィンドウに入れた後、パラメータフィットは全ての入力パラメータを通して何度も反復する必要がある。

「３Ｇ」及び「４Ｇ」と示されたボックス（メインウィンドウ１２０の第２部分１８０を見よ）は、２以上のガウシアンパラメータセットを選択するのに用いられる。測定のある領域が標準の２ガウシアンパラメータセットを用いたシミュレーションと満足のいくほどフィットしないことがしばしば起こる（図１９参照；点線の円１９５でマークされた領域）。測定された線幅変化の入力データが正しい場合、これは実際には補正プロセスのパターンの幾つかの組み合わせにとって、最適な線量の割り当ての局所的な障害をもたらし得る。一般的に、フィットのクオリティを改善するために２以上のガウシアンを用いることが可能である（図２０参照）。

「３Ｇ」又は「４Ｇ」を使用する場合、「３Ｇ」又は「４Ｇ」の最後の２つのパラメータとして「２Ｇ」プロセスから得られた両方の数値βとηをシフトさせるとよい（すなわち、β⇒γ、η⇒ν）。新しい「ブランク」パラメータβ及びηは幾つかの「小さい」初期値で設定され、ベストフィットを実現するために段階的に「調整」される。α、β及びηの微調整のために、「auto-」機能が役立つ。

図２１は選択ボックス２１０を示す。ユーザーは「LW vs. Q」２１１を選択し、同時に下の「Opt. Dose vs. LW」ボックス２１２もチェックする。これは、提案された入力パラメータセットによる補正プロセスに関する一般的見解を得るための全体の制御手続きである。当該手続きは入力ファイルを必要としない。結果はモデルからの計算結果を有する包括表２２０に現れる（図２２参照）。表２２０は７つの列と４６の行から成る。行はどれも、所与の線幅（１００μｍから５０ｎｍまでの露光された線幅）に対する補正後に計算された線量率を有する。図２２の列は以下の意味を有する。つまり、列番号１（参照番号２２１）は線幅［μｍ］であり、列番号２（２２２）は計算された最適線量［μＣ／ｃｍ^２］であり、列番号３（２２３）は単一の明瞭線の線量率であり、列番号４（２２４）は単一の明瞭なコンタクトの線量率であり、列番号５（２２５）はＬ／Ｓ（１：１）の大きい配列の中央の線に対する線量率であり、列番号６（２２６）は（１：１）の大きい配列の中央から取られた線の中央での露光強度率であり、列番号７（２２７）は単一の不明瞭線の線量率である。

図２３は選択ボックス２３０を示す。「to Target…」手続きにより、ユーザーは、所与のプロセスのために獲得可能な最小寸法の単位まで単一明瞭線を最適にパターン化するため、正確に抽出された「補正曲線」から最適なパラメータセットを得ることができる。

図２４は、単一の明瞭線の測定線幅２４２の最適線量と「２Ｇ」近似を用いて計算した線量の比較２４０を示す。「２Ｇ」近似を用いて計算した「補正曲線」２４１は、線幅の測定データに対して最良のフィットを与えない。

図２５は、単一の明瞭線の測定線幅の最適線量と「３Ｇ」近似を用いて計算した線量の比較２５０を示す。「３Ｇ」近似を用いて計算した「補正曲線」２５１は、線幅の測定データ２５２に対して最良のフィットを与える。

図２６は、結果の制御関数２６１のグラフ２６０の描写である。全パラメータセット決定プロセスの最終ステップは、露光プロセス最適化のための制御関数２６１の生成である。制御関数２６１は、得られた近接入力パラメータα、β、ηなどにより完全に定められる。

「EID」（Exposure Intensity Distribution、露光強度分布）の形式の制御関数２６１は、「EID to a File (*.pec)」チェックボックスをチェックした後、シミュレーションステップの１つに対して各ステップで得られる。この手続きは、得られる「EID」ファイルのファイルネームを必要とする（図２４参照）。ディスプレイの上側部分に、露光強度［任意単位］に対するラジアル距離［μｍ］として現れる制御関数のグラフ描写が現れる（図２３参照）。

図２７は、基板上のレジストに描く必要のあるパターン２７０の形状を示す。パターン２７０はＣＡＤデータで与えられ、この実施形態では４つの異なる構造を有する。パターン２７０の寸法は、ＣＡＤデータ又は設計データで明確に描かれる。第１構造２７１は、所定の幅を有するストレートラインである。第２構造２７２は長方形の形状のランドである。ストレートライン２７３がランドの上側コーナーと下側コーナーから延びる。第１構造のストレートライン２７１は、第２構造から延びるストレートライン２７３と平行である。第３構造２７４は長方形の形状のランドである。ストレートライン２７３がランドの下側コーナーから左に延びる。第４構造２７５は２つのランドを有する。２つのランドは下側コーナーでストレートライン２７１と繋がっている。別なストレートラインが、１つのランドの上側コーナーから左に延びる。前記のように、全てのストレートライン２７１は平行である。

ＣＡＤ設計で定められるパターンは、分割形状２７６に分けられる。各分割形状２７６には、リソグラフィープロセスのために所定の強度の電子ビームが割り当てられる。プロセス制御と得られる近接補正の結果、分割形状２７６はさらに分けられ、最適分割形状２７７になる。それぞれの最適分割形状２７７には、それぞれの線量の電子ビームが割り当てられる。線量の割り当ては、補正関数のベストフィットのパラメータセットにより実行される。

図２８は、適用された制御関数を用いて、また用いずに描かれたパターンの概略図を示す。第１領域２８０及び第２領域２８１に、所定の電子ビーム線量が割り当てられる。電子ビームの照射から生じるパターンの概略図２８２は、それぞれのランド２８４_１と２８４_２の間の接続部２８３を示す。ＣＡＤデータによって、ランド２８４_１と２８４_２が分離する。電子ビーム照射は、２つのランド２８４_１と２８４_２の間の望まれない接続を引き起こす。構造化パターンの実際の画像２８５は、２つのランド２８４_１と２８４_２の接続部を示す。本発明によれば、第１領域２８０及び第２領域２８１は、少なくとも２つの分割領域２８０_１，２８０_２，…，２８０_ｎと２８１_１，２８１_２，…，２８１_ｎに分けられる。ここで、異なる線量が分割領域に割り当てられる。本実施形態によれば、領域２８０及び２８１は、３つの分割領域２８０_１，２８０_２及び２８０_３に分けられる。それぞれの分割領域２８０_１，２８０_２及び２８０_３に、それぞれの線量が割り当てられる。ここで、第１分割領域２８０_１は線量Ｄ_０を受け、第２分割領域２８０_２は線量Ｄ_１を受け、第３分割領域２８０_３は線量Ｄ_２を受ける。様々な線量の様々な分割領域への本発明の割り当ての結果、ＣＡＤデータの必要とする寸法を有する構造が得られる。得られる様々な構造２８６の概略図は、２つの構造の明確な区切りがあることを示す。区切りは、一定の幅を有するストレート線２８７で定められる。パターン成形した構造の実際の画像２８８も示されている。

電子ビームリソグラフィーシステムのブロック図である。ガウスビームによって描いたパターンの例を示す図である。一定の直径を有するガウスビームの断面の形状を示す図である。整形ビームによって描いたパターンの例を示す図である。描く必要があるパターンに応じて形状寸法を調節した、整形電子ビームの断面の形状を示す図である。ＧａＡｓ基板にコーティングされたポリ−（メチル−メタクリレート）（ＰＭＭＡ）で散乱した１００の電子のシミュレーション軌道を示す図である。電子の一次エネルギーが図４ａに示された計算値よりも高い、ＧａＡｓ基板にコーティングされたポリ−（メチル−メタクリレート）（ＰＭＭＡ）で散乱した１００の電子のシミュレーション軌道を示す図である。基板のレジストに描かれる必要があるパターンの形状の概略図である。レジストに描かれたパターンの結果を示す図であり、本発明に従う補正は適用されていない。レジストに描画された第１テストパターンを示す図である。レジストに描画された第２テストパターンを示す図である。ユーザーが図６に示される第１テストパターンの露光を開始するための入力ウィンドウを示す図である。露光された第１テストパターンから得られた測定結果の表を示す図である。 PROX-Inのグラフ形状９４の結果を示す図である。ユーザーが図７に示される第２テストパターンの露光を開始するための入力ウィンドウを示す図である。露光された第２テストパターンから得られた測定結果の表を示す図である。 PROX-Inのグラフ形状１１４の結果を示す図である。コンピュータに接続したディスプレイに与えられたプログラムPROX-Inのメインウィンドウを示す図である。 αの計算に用いられるディスプレイ又はユーザーインターフェースにおける、メインウィンドウの第１部分の分割ウィンドウを示す図である。 β及びηの計算に用いられるディスプレイ又はユーザーインターフェースにおける、メインウィンドウの第１部分の分割ウィンドウを示す図である。適用される線量に対する露光された線幅の表を示す図である。露光された線量に対する線幅の変化を示す図である。 ηの計算に用いられるディスプレイ又はユーザーインターフェースにおける、メインウィンドウの第１部分の分割ウィンドウを示す図である。数値入力パラメータを「微調整」する働きをするメインウィンドウ（図１２参照）の第２部分を示す図である。「２Ｇ」近似を用いた、１５μｍ線幅の変化のシミュレーションを示す図である。「３Ｇ」近似を用いた、１５μｍ線幅の変化のシミュレーションを示す図である。選択ボックスを示す図である。モデルからの計算結果を有する包括的な表を示す図である。選択ボックスを示す図である。「２Ｇ」近似を用いた、単一の明瞭線の測定線幅の最適線量とシミュレーションとの比較を示す図である。「３Ｇ」近似を用いた、単一の明瞭線の測定線幅の最適線量とシミュレーションとの比較を示す図である。得られる制御関数のグラフを示す図である。リソグラフィックプロセスで描かれるべきパターンの概略図を示す図であり、パターンの分割要素への分割をしめす。適用制御関数により又はよらずに描いたパターンの概略図を示す図である。

符号の説明

１電子ビームリソグラフィーシステム
２電子ビーム源
３電子ビーム
４基板
５パターン
６ステージ
７電気モータ
８電気モータ
９ビーム調整コイル
１０ビームブランキングユニット
１１磁界偏向ユニット
１２磁気コイル
１３位置フィードバック装置
１４電子検出器
１５コンピュータ
１６インターフェース
１７ディスプレイ
２０パターン
２１領域
２２ガウスビーム
２３断面
３０パターン
３１領域
３２整形ビーム
３２_１異なる形状
３２_２異なる形状
３２_３異なる形状
３３断面
３４矢印
４０ＰＭＭＡ層
４１ＧａＡｓ基板
４２軌道
４３電子ビーム
５０パターン
５１第１構造
５２第２構造
５３第３構造
５４第４構造
５６第１位置
５７第２位置
６０第１テストパターン
６１線
６２パッド
６３線幅
６４ギャップ幅
６５ポイント
７０第２テストパターン
７１線幅
７２線
７３ピッチ
７４配列
７５黒丸点
７６単一の明瞭線
８０入力ウィンドウ
８１マーク
９０表
９１第１列
９２第２列
１００入力ウィンドウ
１０１マーク
１１０表
１１１第１列
１１２第２列
１２０メインウィンドウ
１２１第１部分
１２１_１第１分割ボックス
１２１_２第２分割ボックス
１２１_３第３分割ボックス
１２１_４第４分割ボックス
１２２第２部分
１２３第３部分
１２４テキストウィンドウ
１３０分割ウィンドウ
１３１選択ボタン
１３２入力部
１３３入力部
１３４入力部
１４０分割ウィンドウ
１４１入力部
１４２ボタン
１４３ボタン
１４４ボタン
１５０表
１５１列
１５２列
１７０分割ウィンドウ
１７１ボタン
１７２線量率
１７３パターン寸法
１７４幅×長さ
１８０第２部分
１８１スタートボタン
１８２アクティブ編集ウィンドウ
１８３ stat
１８４２Ｇ
１９０グラフィックウィンドウ
１９１測定結果
１９２シミュレーション
１９３ ind
１９４セットボタン
１９５点線の円
２００より良いフィット
２０３ ind
２０４セットボタン
２１０選択ボックス
２１１「LW vs. Q」
２１２「Opt. Dose vs. LW」ボックス
２２０表
２２１列番号１
２２２列番号２
２２３列番号３
２２４列番号４
２２５列番号５
２２６列番号６
２２７列番号７
２３０選択ボックス
２４０比較
２４１補正曲線
２４２測定線幅
２５０比較
２５１補正曲線
２５２測定データ
２６０グラフ
２６１制御関数
２７０パターン
２７１第１構造
２７２第２構造
２７３ストレートライン
２７４第３構造
２７５第４構造
２７６分割形状
２７７最適な分割形状
２８０第１領域
２８０_１分割領域
２８０_２分割領域
２８０_ｎ分割領域
２８１第２領域
２８１_１分割領域
２８１_２分割領域
２８１_ｎ分割領域
２８２概略図
２８３接続部
２８４_１ランド
２８４_２ランド
２８５実際の画像
２８６結果の構造
２８７ストレート線
２８８実際の画像

Claims

設計データと一致するマスク又はウェーハの全体にわたる全域のＣＤ一様性を最適化する処理から得られるパターンを得るために露光が近接補正制御関数により制御される、電子ビームリソグラフィーシステムにおける近接効果補正を制御するプロセスにおいて、
近接補正を制御するためのプロセスを適用せずに任意の１組のテストパターンを露光し；
露光された１組のテストパターンから得られるテスト構造の幾何学的配列を測定し、それにより１組の測定データを獲得し；
１組の測定データからガウス関数又はガウス関数とは別な近接補正制御関数のための基本入力近接パラメータを決定し；
近接補正制御関数の少なくとも基本入力近接パラメータをそれぞれ変化させることにより近接効果のためのモデルを１組の測定データとフィットさせ、それにより近接補正制御関数のための最適な１組の近接パラメータを獲得し；
近接補正制御関数を、設計データに従うパターンの露光の間、電子ビームリソグラフィーシステムの露光制御に適用し；及び
それぞれ変化させた近接パラメータを計算に適用し、計算結果を１組の測定データと比較する、
という各ステップを有するプロセス。
前記プロセスが、
それぞれ変化させた近接パラメータを計算に適用し、計算結果と、テストパターンとして露光された孤立した明瞭線及び不明瞭線の名目線量を有する１組の測定データとを比較するステップを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
前記プロセスが、
それぞれ変化させた近接パラメータを計算に適用し、計算結果と、ピラミッド状パターンである他の任意のパターンからの１組の測定データとを比較し、
露光されたテストパターンの代表点での測定値からの１組の測定データと結果を比較するステップを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
前記プロセスが、
それぞれ変化させた近接パラメータを計算に適用し、計算結果と、デューティ比の複数の線である他の任意のパターンからの１組の測定データとを比較し、
露光されたテストパターンの代表点での測定値からの１組の測定データと結果を比較するステップを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
近接補正制御関数が少なくとも２のガウス関数の和であることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
近接補正制御関数ｆ（ｒ）が「数１」で定められ、パラメータαを有する第１項がガウス関数による短距離の前方散乱を表し、パラメータβを有する第２項がガウス関数による後方散乱を表し、パラメータηは後方散乱成分と前方散乱成分のエネルギー比であり、ｒは電子入射の点からの距離であることを特徴とする請求項５に記載のプロセス。
近接補正制御関数が３のガウス関数の和で定められることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のプロセス。
近接補正制御関数が４のガウス関数の和で定められることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のプロセス。
設計データに従うパターンが最適分割形状に分割され、それぞれの線量がそれぞれの最適分割形状に割り当てられ、それぞれの線量は近接補正制御関数から決定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のプロセス。
最適分割形状に割り当てられたそれぞれの線量が、寸法の点で設計データに一致する露光パターンになることを特徴とする請求項９に記載のプロセス。
電子ビームリソグラフィーシステムによる近接補正制御関数の使用により、１００ｎｍの装置の生成のために、寸法誤差が１０ｎｍ未満に減少することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプロセス。
近接補正制御関数が、１組の測定データに最良に一致する近接パラメータを決定するのを助ける働きをするPROX-Inソフトウェアに組み込まれることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
PROX-Inソフトウェアが電子ビームリソグラフィーシステムに接続した標準コンピュータで作動し、
ディスプレイがコンピュータに接続しており、
メインウィンドウ（１２０）が、ユーザーインターフェースとしてディスプレイに表示され、
プログラムPROX-Inソフトウェアをスタートさせると、メインウィンドウがすぐに現れ、当該メインウィンドウが３つの主な部分に分かれている
ことを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
メインウィンドウの第１部分が、別個の第１分割ボックス、第２分割ボックス、第３分割ボックス及び第４分割ボックスから成り、別個の分割ボックスが近接パラメータを計算するのに用いられることを特徴とする請求項１３に記載のプロセス。
メインウィンドウの第２部分が、選択されたテストパターンにおける近接パラメータの数値を「微調整」する働きをし、
パラメータ調整が、適用される線量及び／又は近傍に依存するテストパターンの、測定された寸法変化の「バックシミュレーション」に基づく
ことを特徴とする請求項１３に記載のプロセス。
バックシミュレーションを実行するために、４タイプのパターンを選択することができ、
第１のパターンが幅広の単一の明瞭線であり、得られる露光線量に対する線幅の変化は得られた結果に基づき、対応する(*.BET)ファイルが作られ、
第２のテストパターンが所定の幅を有する孤立した明瞭線であり、相対的最適線量（最小の解像可能な線から２〜３μｍまでの幅の範囲の孤立した明瞭線の線幅に対する線量率と定義する）が露光され、測定値からのアスキーデータが(*.TGT)ファイルから線量率に対する線幅の形式で得られ、
第３のテストパターンが「PYR」（ピラミッド状パターン）であり、測定線と、大きい対称的に露光された測定線に沿うパッドとの間のプログラムされたギャップ幅に対して、線幅変化が得られ、測定データはアスキーフォーマット内にあり、(*.PYR)ファイルとして線幅に対するギャップ幅として表示され、
第４のテストパターンが「DRT」（デューティ比テスト）、つまり線／スペースのピッチに対する線幅の変化であり、測定値とデータはアスキーフォーマット内にあり、(*.DRT)ファイルとしてピッチに対する線幅として表示され、全てのデータは補正しないテストパターンの測定値から得られる
ことを特徴とする請求項１５に記載のプロセス。
メインウィンドウの第３部分がメインウィンドウの右下側に位置し、第３部分は、フィットクオリティの評価による計算結果と実験データの対応する数値比較を含み、
データは通常のエディタと同様に第３部分で直接扱われる、すなわち、テキストに印を付け、クリップボードにコピーし、またコピーされたアスキーデータを別な処理のための他のソフトウェア（例えば、エクセル）に直接挿入する
ことを特徴とする請求項１３に記載のプロセス。