JP5632259B2 - マスク・パターンを生成するためのリソグラフィ装置、方法、及びコンピュータ・プログラマ製品並びにそれらを使用するデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置、マスク・パターンを生成する方法、デバイス製造方法、マスク・パターンを生成するためのプログラムを格納するコンピュータ可読記憶媒体に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）、フラット・パネル・ディスプレイ、及び微細構造を伴うその他のデバイスの製造で使用することができる。従来のリソグラフィ装置では、代わりにマスク又はレチクルとも呼ばれるパターン形成手段を使用して、ＩＣ（又は他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを放射線感光材料（例えば、レジスト）の層を持つ基板（例えば、シリコン・ウェハ又はガラス板）上の目標部分（例えば、１つ又は複数のダイスの一部を含む）に転写することができる。パターン形成手段は、マスクの代わりに、回路パターンを生成する個別に制御可能な要素からなるアレイを含むことができる。

一般に、単一の基板は、連続して露光される隣接する目標部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ装置は、パターン全体を一度に目標部分に焼き付けることによりそれぞれの目標部分が照射される、ステッパーと、所定の方向（「スキャニング」方向）でビームを通じてパターンをスキャンし、その一方でこの方向に並行に、又は逆並行に基板を同期スキャンすることによりそれぞれの目標部分が照射される、スキャナを含む。

投影リソグラフィでは、基板上に印刷される像は、光近接効果補正（ＯＰＣ）フィーチャを所望のパターンに追加することにより改善することができる。ＯＰＣフィーチャは、現像像自体の中に出現することを意図していないが、現像したときにパターンフィーチャが所望のパターンに近くなるようにパターンフィーチャの形状に影響を及ぼすことを意図している。これらは、さらに、異なるピッチのフィーチャの複数のプロセス・ウィンドウを互いに近づけ、１回の露光で複数の異なるピッチのフィーチャを印刷するようにすることもできる。知られているタイプのＯＰＣフィーチャは、散乱バー、セリフ、ハンマーの頭などを含む。

バイナリ・マスク（例えば、石英基板上のクロム・パターン）では、バイナリＯＰＣフィーチャのみを許す。ＯＰＣフィーチャが現像パターン内に現れるのを防ぐために、所定の分解能以下の分解能にする。例えば、ＯＰＣフィーチャは、散乱バーの場合に、露光放射線の波長よりも小さい幅にされ、投影像のコントラストはレジストしきい値よりも小さくなる。知られているＯＰＣフィーチャは、露光波長よりもかなり小さい（低ｋｌ）限界寸法（ＣＤ）のフィーチャを印刷可能にする場合に非常に大きな成功を収めているが、さらなる改善が望まれている。

したがって、必要なのは、光近接効果補正フィーチャをリソグラフィにもたらす改善された方法である。

本発明の一実施例では、印刷されるフィーチャを表すデバイス・パターンを受け取る工程及びマスク・パターンを生成する工程を含む投影用のマスク・パターンを生成する方法を実現する。マスク・パターンは、第２の強度レベルを持つ背景に対し第１の強度レベルを持つデバイスフィーチャ及び第３の強度レベルを持つ少なくとも１つの補正フィーチャを含む。第３の強度レベルは、第１の強度レベルと第２の強度レベルの間である。

本発明の他の実施例では、第２の強度レベルを持つ背景に対して第１の強度レベルを持つデバイスフィーチャ及び第３の強度レベルを持つ少なくとも１つの補正フィーチャを含む印刷されるフィーチャを表すデバイス・パターンを受け取る工程及びマスク・パターンを生成する工程を含むデバイス製造方法を実現する。第３の強度レベルは、第１の強度レベルと第２の強度レベルの間である。この方法は、さらに、基板を供給する工程、照明システムを使用して放射線ビームを供給する工程、個別に制御可能な要素からなるパターン形成アレイを使用してマスク・パターンに従ってビームを空間変調する工程、及び放射線パターン形成ビームを基板の目標部分に投影する工程も含む。

他の実施例では、本発明は、少なくとも１つのプロセッサを制御するためコンピュータ・プログラム・ロジックが記録されているコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品を実現し、このコンピュータ・プログラム・ロジックは上記実施例の１つ又は複数による方法及びデバイスに類似のオペレーションを実行するコンピュータ・プログラム・コード・デバイスを含む。

本発明のさらに他の実施例では、照明システム、個々に制御可能な要素からなるパターン形成アレイ、基板テーブル、投影システム、及びコントローラを備えるリソグラフィ装置を実現する。照明システムは、放射線ビームを供給する。個々に制御可能な要素からなるパターン形成アレイは、ビームを空間変調するために使用される。基板テーブルは、基板を支える。投影システムは、パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影する。コントローラは、パターン形成アレイを制御し、その要素が、デバイス・パターンと補正カーネルの畳み込みを含む投影パターンを表す状態を取るようにする。

本発明のさらに他の実施例では、個々に制御可能な要素からなるパターン形成アレイ、投影システム、及びパターン補正器を持つ投影リソグラフィ装置を実現する。個々に制御可能な要素からなるパターン形成アレイは、ビームを変調するように構成されている３つ以上の状態に設定可能である。投影システムは、ビームを基板に投影し、パターン形成アレイにより生じる変調により定められたパターンを印刷する。パターン補正器は、２レベル・デバイス・パターンを受け取り、デバイス・パターンを補正カーネルに畳み込み、デバイス・パターンの複数のレベルの間の少なくとも１つのレベルの強度レベルを持つ補正フィーチャを生成する。

以下では、本発明の他の実施例、特徴、及び利点、さらに本発明の様々な実施形態の構造及びオペレーションについて、付属の図面を参照しつつ詳しく説明する。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす付属の図面は、本発明を例示しており、その説明とともに、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を制作し利用できるようにするために使用される。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の一実施例に従い、方法により生成されるマスク・パターンの一部を示す図である。 本発明の様々な実施例によるマスク・パターンを生成する方法を示す図である。 本発明の様々な実施例によるマスク・パターンを生成する方法を示す図である。 本発明の様々な実施例によるマスク・パターンを生成する方法を示す図である。 本発明の一実施例によるコンピュータ・システム例を示す図である。

次に、付属の図面を参照しつつ、本発明について説明する。図面では、類似の参照番号は、同一又は機能的に類似の要素を示しうる。

概要及び用語
本文では集積回路（ＩＣ）の製造にリソグラフィ装置を使用することについて具体的参照を行う場合があるが、本明細書で説明されているリソグラフィ装置には、集積光学系、磁区メモリの誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他のアプリケーションのあることは理解されるであろう。当業者であれば、このような他のアプリケーションに関して、本明細書の「ウェハ」又は「ダイス」という用語の使用は、「基板」又は「目標部分」という、より一般的な用語とそれぞれ同義であると考えられることを理解するであろう。本明細書で参照している基板は、露光前後に、例えばトラック（例えば、通常レジストの層を基板上に形成し露光したレジストを現像する工具）又は測定若しくは検査工具内で処理されるようにできる。該当する場合には、本明細書の開示をそのような基板処理工具及び他の基板処理工具に適用することができる。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作製するために複数回処理することができ、したがって、本明細書で使用される基板という用語は、すでに複数の処理済み層を含む基板をも指すことができる。

本明細書で使用されているような「個々に制御可能な要素からなるアレイ」という用語は、入射ビームにパターン形成断面を与え、所望のパターンを基板の目標部分に作成するために使用できる任意のデバイスを指すものとして広く解釈すべきである。「光弁」及び「空間光変調器」（ＳＬＭ）という用語も、この文脈において使用することができる。そのようなパターン形成デバイスのいくつかの実施例を以下で説明する。

プログラム可能なミラー・アレイは、粘弾性制御層及び反射面を持つマトリクス・アドレス指定可能な表面を備えることができる。このような装置の背後にある基本原理は、例えば、反射面のアドレス指定領域は、入射光を回折光として反射するが、非アドレス指定領域は、入射光を非回折光として反射するというものである。適切な空間フィルタを使用し、非回折光を反射されたビームから除去し、回折光のみを残して、基板に到達するようにできる。このようにして、ビームは、マトリクス・アドレス指定可能な表面のアドレス指定パターンに応じてパターン化される。

代替えとして、フィルタを使用して、回折光を除去し、非回折光を残して、基板に到達するようにできる。回折光微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスのアレイも、それに対応する方法で使用することができる。それぞれの回折光ＭＥＭＳデバイスは、互いに関して変形し入射光を回折光として反射する回折格子を形成することができる複数の反射リボンを備えることができる。

さらに他の実施例は、小さな鏡からなるマトリクス配列を採用するプログラム可能なミラー・アレイを備えることができ、それぞれ、適当な局部的電界を印加するか、又は圧電作動手段を採用することにより、１本の軸を中心に個別に傾斜させることができる。前と同じように、鏡はマトリクス・アドレス指定可能であり、アドレス指定された鏡は、入射ビームを異なる方向の非アドレス指定鏡に反射するが、このようにして、反射されたビームは、マトリクス・アドレス指定可能な鏡のアドレス指定パターンに応じてパターン形成される。要求されるマトリクス・アドレス指定は、適当な電子的手段を用いて実行することができる。

上記の両方の状況において、個々に制御可能な要素からなるアレイは、１つ又は複数のプログラム可能なミラー・アレイを備えることができる。本明細書で参照されているようなミラー・アレイに関する詳細は、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号及び第５，５２３，１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７及びＷＯ９８１３３０９６に述べられており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

プログラム可能ＬＣＤアレイも使用できる。このような構成の実施例は、米国特許第５，２２９，８７２号で説明されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

例えば、フィーチャのプリバイアス、光近接効果補正フィーチャ、位相変動手法、及び複数の露光手法が使用される場合、個々に制御可能な要素からなるアレイ上に「表示される」パターンは、基板の層又は基板上に最終的に転写されるパターンと実質的に異なることがあることに留意されたい。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個々に制御可能な要素からなるアレイ上に任意の時点に同時に形成されるパターンに対応しないことがある。これは、基板のそれぞれの部分に形成される最終的パターンが、個々に制御可能な要素からなるアレイ上のパターン及び／又は基板の相対的位置が変化する所定の期間又は所定の露光回数にわたって構成される場合と考えられる。

本文では集積回路（ＩＣ）の製造にリソグラフィ装置を使用することについて具体的参照を行う場合があるが、本明細書で説明されているリソグラフィ装置には、例えば、ＤＮＡチップ、ＭＥＭＳ、ＭＯＥＭＳ、集積光学系、磁区メモリの誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他のアプリケーションのあることは理解されるであろう。当業者であれば、このような他のアプリケーションに関して、本明細書の「ウェハ」又は「ダイス」という用語の使用は、「基板」又は「目標部分」という、より一般的な用語とそれぞれ同義であると考えられることを理解するであろう。本明細書で参照している基板は、露光前後に、例えばトラック（通常レジストの層を基板上に形成し露光したレジストを現像する工具）又は測定若しくは検査工具内で処理されるようにできる。該当する場合には、本明細書の開示をそのような基板処理工具及び他の基板処理工具に適用することができる。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作製するために複数回処理することができ、したがって、本明細書で使用される基板という用語は、すでに複数の処理済み層を含む基板をも指すことができる。

本明細書で使用される「放射線」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を持つもの）、及び超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を持つもの）だけでなく、イオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を含む。

本明細書で使用される「投影システム」という用語は、例えば、使用している露光放射線、又は浸液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に必要に応じて、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系をはじめとする、様々な種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書で「レンズ」という用語を使用するが、これは、より一般的な用語「投影システム」と同義と考えることができる。

照明システムもまた、放射線ビームの向き付け、形状設定、又は制御を行うための屈折、反射、及び屈折反射光学コンポーネントを含む、様々な種類の光学コンポーネントを包含することができ、このようなコンポーネントは、総称的に又は単数形で「レンズ」と以下では呼ぶこともある。

リソグラフィ装置は、２つ（例えば、二段）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ若しくはそれ以上のマスク・テーブル）を持つタイプのものでよい。このような「多段」式機械では、追加テーブルを並列で使用することができるが、準備工程を１つ若しくは複数のテーブル上で実行しながら、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用することもできる。

リソグラフィ装置は、さらに、基板が比較的高い屈折率を持つ液体（例えば、水）の中に浸せきし、投影システムの最終要素と基板との間のスペースを埋めるようなタイプのものでもよい。浸液は、さらに、リソグラフィ装置内の他のスペースにも適用することができ、例えば、マスクと投影システムの第１の要素との間に適用することもできる。浸せきする手法は、投影システムの開口数を増やすための技術としてよく知られている。

さらに、この装置は、（例えば、選択的に化学薬品を基板に付着させたり、又は選択的に基板の表面構造を改変したりするために）流体と基板の照射を受ける部分との間の相互作用を可能にする流体処理槽を備えることができる。

リソグラフィ投影装置
図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置１００の概略を示している。装置１００は、少なくとも１つの放射システム１０２、個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４、対物テーブル１０６（例えば、基板テーブル）、及び投影システム（「レンズ」）１０８を備える。

放射システム１０２は、放射線ビーム１１０（例えば、ＵＶ放射線）を供給するために使用することができ、特にこの場合、放射線源１１２も備える。

個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４（例えば、プログラム可能ミラー・アレイ）は、パターンをビーム１１０に適用する場合に使用することができる。一般に、個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４の位置は、投影システム１０８に関して固定することができる。しかし、他の配置では、個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４を位置決めデバイス（図には示されていない）に接続し、投影システム１０８に関して正確に位置決めするようにできる。ここで示されているように、個々に制御可能な要素１０４は反射型である（例えば、個々に制御可能な要素からなる反射アレイを備える）。

対物テーブル１０６は、基板１１４（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェハ又はガラス基板）を保持するための基板ホルダ（特に図に示されていない）を備えることができ、対物テーブル１０６を位置決めデバイス１１６に接続し、投影システム１０８に関して基板１１４の位置を正確に決めることができる。

投影システム１０８（例えば、石英及び／又はＣａＦ２レンズ系若しくはそのような材料で作られたレンズ素子を備える反射屈折光学系、又はミラー・システム）は、ビーム・スプリッタ１１８から受け取ったパターン形成ビームを基板１１４の目標部分１２０（例えば、１つ又は複数のダイス）上に投影するために使用することができる。投影システム１０８は、個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４の像を基板１１４上に投影することができる。それとは別に、投影システム１０８は、個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４の要素がシャッターとして動作する二次放射線源の像を投影することができる。投影システム１０８は、さらに、二次放射線源を形成し微小スポットを基板１１４上に投影する微小レンズ・アレイ（ＭＬＡ）を備えることもできる。

放射線源１１２（例えば、エキシマ・レーザ）は、放射線ビーム１２２を出力することができる。ビーム１２２は、照明システム（照明器）１２４に、直接、又は例えばビーム拡大器１２６などの調整デバイスを横断した後に、供給される。照明器１２４は、ビーム１２２内の強度分布の外側及び／又は内側の放射状の広がり程度（それぞれσ外側及びσ内側と一般に呼ばれる）を設定する調整デバイス１２８を備えることができる。さらに、照明器１２４は、一般に、積分器１３０及びコンデンサ１３２などの様々な他のコンポーネントを含む。このようにして、個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４に当たるビーム１１０はその断面において所望の一様性及び強度分布を持つ。

図１に関して、放射線源１１２は、リソグラフィ投影装置１００の筐体内に置いてよいことに留意されたい（たいていの場合、放射線源１１２は、例えば、水銀灯である）。他の実施例では、放射線源１１２は、さらに、リソグラフィ投影装置１００から離れた場所にあってもよい。この場合、放射線ビーム１２２は、装置１００内に向けられるであろう（例えば、適当な指向ミラーの助けを借りて）。この後者のシナリオは、線源１１２がエキシマ・レーザである場合が多い。これらのシナリオは両方とも、本発明の範囲内で考察されることは理解されるであろう。

ビーム１１０は、その後、ビーム・スプリッタ１１８を使用して向き付けてから、個々の制御可能な要素からなるアレイ１０４をインターセプトする。個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４により反射されたビーム１１０は、ビーム１１０を基板１１４の目標部分１２０に集束させる投影システム１０８を通過する。

位置決めデバイス１１６（及び任意選択により、ビーム・スプリッタ１４０を介して干渉計測ビーム１３８を受ける底板１３６に載っている干渉計測デバイス１３４）の助けを借りて、基板テーブル１０６を正確に移動することができ、これにより、ビーム１１０の経路内で異なる目標部分１２０の位置を決定することができる。使用される場合、個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４用の位置決めデバイスを使用して、例えば、スキャン時に、ビーム１１０の経路に関して個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４の位置を正確に補正することができる。一般に、対物テーブル１０６の移動は、長行程モジュール（コース位置決め）及び短行程モジュール（精細位置決め）の助けを借りて実現されるが、これらは図１には明示的に示されていない。類似のシステムを使用して、個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４の位置決めを行うこともできる。ビーム１１０は、代替えとして／追加として、移動可能であってよいが、対物テーブル１０６及び／又は個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４は、固定位置を持ち、必要な相対移動を行うようにできることは理解されるであろう。

この実施例の他の構成では、基板テーブル１０６は、固定することができ、基板１１４は基板テーブル１０６上で移動可能である。これが行われる場合、基板テーブル１０６は、平坦な一番上の表面に複数の開口部を備え、それらの開口部を通してガスが供給され、基板１１４を支えることができるガス・クッションを実現する。これは、従来、空気軸受け配置と呼ばれている。基板１１４は、ビーム１１０の経路に関して基板１１４の位置を正確に決めることができる、１つ又は複数のアクチュエータ（図に示されていない）を使用して、基板テーブル１０６上を動く。それとは別に、基板１１４は、これらの開口部を通してガスの通過の始動及び停止を選択することにより基板テーブル１０６上を移動できる。

本発明によるリソグラフィ装置１００は、基板上のレジストを露光するためのものであるとして説明されているが、本発明は、この用途に限定されず、装置１００を使用して、パターン形成ビーム１１０を投影し、レジストのないリソグラフィで使用することができる。

示されている装置１００は、以下の４つの好ましいモードで使用することができる。

１．ステップ・モード：個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４上のパターン全体が１回（つまり、単一の「フラッシュ」）で目標部分１２０に投影される。その後、基板テーブル１０６は、ｘ及び／又はｙ方向に、パターン形成ビーム１１０により照射される異なる目標部分１２０の異なる位置に移動される。

２．スキャン・モード：与えられた目標部分１２０が単一の「フラッシュ」で露光されないことを除き、本質的に同じステップ・モードと同じである。その代わりに、個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４は、与えられた方向（いわゆる、「スキャン方向」、例えばｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、これによりパターン形成ビーム１１０は個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４をスキャンすることになる。同時に、基板テーブル１０６は、Ｍを投影システム１０８の倍率として速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向又は反対方向に同時移動される。このようにして、分解能を損なうことなく比較的大きな目標部分１２０を露光することができる。

３．パルス・モード：個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４は、本質的に静止状態に保たれ、パルス放射線システム１０２を使用してパターン全体が基板１１４の目標部分１２０上に投影される。基板テーブル１０６は、本質的に一定の速度で移動し、パターン形成ビーム１１０に基板１０６上の１本のラインをスキャンさせる。個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４上のパターンは、放射システム１０２のパルスからパルスまでの間に必要に応じて更新され、連続する目標部分１２０が基板１１４上の要求された場所で露光されるようにパルスのタイミングが決定される。その結果、パターン形成ビーム１１０は、基板１１４上をスキャンし、１片の基板１１４に対する完全なパターンを露光することができる。この処理工程は、基板１１４全体がライン毎に露光されるまで繰り返される。

４．連続スキャン・モード：実質的に一定の放射システム１０２が使用され、パターン形成ビーム１１０が基板１１４上をスキャンし、それを露光するときに個々に制御可能な要素からなるアレイ１０４上のパターンが更新されるという点を除き、パルス・モードと本質的に同じである。

上述の使用法又はまったく異なる使用法で組合せ形態及び／又は変更形態を使用することもできる。

上述のように、さらに、一般的に光近接効果補正又はＯＰＣフィーチャと呼ばれる小さなフィーチャをデバイスフィーチャの近くに追加するか、又は接触させることにより、基板１１４上の印刷像を改善できる。ＯＰＣフィーチャの様々な異なる形態について説明されている。ＯＰＣフィーチャの実施例としては、限定はしないが、散乱バー、ラダー・バー、ハンマーの頭、セリフなどがあり、様々な状況で使用される。例えば、散乱バーは、孤立又は半孤立ラインの空間周波数が同じパターン内の密集ラインの空間周波数に近くなるように使用することができ、これにより、同じパターン内の異なるピッチに対するプロセス・ウィンドウが互いに近づけられる。

「ＯＰＣフィーチャ」という用語は、近接効果を補正することを意図されていない補正フィーチャを包含するために使用されることが多く、文脈上別に示されていない限り、「光近接効果補正フィーチャ」、「ＯＰＣフィーチャ」、及び「補正フィーチャ」は、同義語であり、現像像を修正するが、それ自体現像像内で識別できないすべてのフィーチャを包含することを意図されているとみなすべきであることに留意されたい。

一般に、ＯＰＣフィーチャ自体はレジスト内に印刷されないということが要求条件となっている。これは、ＯＰＣフィーチャを限界寸法（ＣＤ）よりも著しく小さくすることにより達成される。そのため、ＯＰＣフィーチャの周囲の回折のせいで、空間像のコントラストが低減される。その後、所望の印刷フィーチャ（つまり、デバイスフィーチャ及び他のフィーチャ、例えば、現像レジスト内に出現することが意図されているマーク又は目標）はレジストを露光するが、ＯＰＣフィーチャはそうしないように、照射線量及びレジストしきい値が選択される。しかし、場合によっては、ＯＰＣフィーチャは、実際には、レジストしきい値を超える場合があるが、その結果、フィーチャはレジストの現像で洗い流されることがあることに留意されたい。

例えば、マスク、プログラム可能なパターン形成デバイスなどである、強度−コントラスト・デバイス１０４では、フィーチャ（印刷フィーチャとＯＰＣフィーチャの両方）は、背景と異なる強度レベルを持たせることにより定められ（つまり、明るい背景に暗いフィーチャ）、デバイスの像が基板１１４上に投影される。一実施例では、コントラスト最大の場合に、暗いフィーチャは、例えば、石英マスク上の従来のクロムの場合のようにまったく暗い。

印刷フィーチャ及び補正フィーチャを含むコントラスト・デバイスの実施例
図２は、本発明の一実施例に従い、方法により生成されるマスク・パターンの一部を示す図である。この実施例では、補正フィーチャは、中間強度レベルに設定される、つまり、印刷フィーチャの強度レベルと背景の強度レベルの中間である。暗いＬ字型印刷フィーチャ１は、明るい背景又は場に対して設定されている。一実施例では、印刷フィーチャ１は完全に暗く、コントラスト・デバイスが透過的、反射的、又は自己放射的かに応じて約０の透過率、反射率、又は放射率を持つか、又はできる限り暗い。それと同時に、明るい背景は、できる限り明るく、透過率、反射率、又は放射率ができる限り高い。明るい背景に暗いフィーチャの場合、ポジティブ・トーン・レジストが使用され、これは、露光化されている場合に現像で洗い流されるレジストである。強度レベルは、ネガティブ・トーン・レジストが使用される場合に逆にされる、つまり、露光されている場合にのみ現像後もレジストは残るものである。そのため、一般に、印刷フィーチャ１は、第２の強度レベルの背景に対して第１の強度レベルの領域により定められるものとして説明することができる。

この実施例では、散乱バー２〜５、ハンマーの頭６及び７、並びにセリフ８を含む、様々なタイプの補正フィーチャが印刷フィーチャ１の周りに用意される。補正フィーチャ２〜８は、第１の強度レベルと第２の強度レベルとの間の強度レベルである、第３の、又は中間の強度レベルの領域により定められる。一実施例では、第１の強度レベルは、実質的に０であり、第２の強度レベルはＩｍａｘ（例えば、特定のアプリケーションに対する最大強度レベル）、第３の強度レベルは約０．５＊Ｉｍａｘである。様々な実施例において、第３の強度レベルは、第１の強度レベルと第２の強度レベルとの間の任意の望ましい、又は都合のよいレベルに設定することができ、異なる補正フィーチャは異なる強度レベルを持つことができる。

一実施例では、いくつかの補正フィーチャは印刷フィーチャ１と同じ強度レベルを持つ。

補正フィーチャは、さらに、印刷フィーチャ１と同じ位相を持つか、又は位相不一致である。位相不一致補正フィーチャは、ネガティブ・グレーであると述べることができる。補正フィーチャの位相を調整するオプションがあるため、補正フィーチャを与える自由度がさらに高まる。

１つ又は複数の中間強度レベルを持つ補正フィーチャを定義することにより、補正フィーチャの寸法に対する制約条件が緩和されるか、又は撤廃される。中間強度レベルがレジストしきい値よりも低い、つまり、レジストを現像しようにも所定の露光では十分でない場合に、補正フィーチャを印刷フィーチャ１と同じくらい大きくすることができる。中間強度レベルがレジストしきい値よりも高い場合であっても、補正フィーチャは、印刷フィーチャと同じ強度レベルで定義された場合よりも大きくすることができ、それでも、現像像内で識別されることはできない。

上述のシナリオは、少なくとも少数の理由から望ましい。まず第１に、補正フィーチャの寸法に対する制約条件の緩和又は撤廃で、補正フィーチャの設計の柔軟性を大幅に高めることができ、そのため、最終的結果が改善される。第２に、補正フィーチャが大きいほど、マスク内に製造するのが容易であり、物理的にも堅牢になりうる。第３に、これにより、補正フィーチャを、これまでは可能でなかった限界寸法に匹敵する分解能を持つプログラム可能なパターン形成手段で定義することが可能である。

使用されるコントラスト・デバイスに応じて、補正フィーチャを中間レベルで定めることができる複数の方法がある。

一実施例では、プログラム可能パターン形成デバイスは、本質的に、複数の、又は連続する、強度レベルを出力できる。例えば、回折光ＭＥＭＳデバイスのアレイ（回折格子光弁ともいう）は、可動リボンの位置に応じて複数の異なる強度レベルを定めることができる。固定リボンと可動リボンとの間の間隔は、０次以上の回折ビーム内に向けられた入射光の割合を決定する。

一実施例では、プログラム可能パターン形成デバイスは、デバイスのスイッチング速度が露光時間及び／又はスキャン速度よりも高速なモードで使用できる。この実施例では、所定の要素が露光又はそのデューティ比において「オン」である期間により、純強度レベルが決まる。

一実施例では、マスクの吸収材の厚さ又は反射マスクの多層厚さを変化させて、異なる強度レベルを定めることもできる。

補正フィーチャパラメータを決定する処理工程の実施例
図３、４、及び５は、本発明の様々な実施例によるマスク・パターンを生成する方法を示す図である。これらの方法は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアなど、及びそれらの組合せで実行することができる。

図３は、本発明の一実施例により、所定のデバイス・パターンに適用される適切な補正フィーチャを決定するために使用される自動工程を示している。非機能的印刷フィーチャを含むこともできる、所望デバイス・パターンは、入力デバイス（図には示されていない）への入力ｓ１である。例えば、入力デバイスは、限定はしないが、ネットワーク・インターフェース又はコンピュータ可読記憶媒体用の読み取り装置とすることができる。所定のリソグラフィ装置及び／又は照明条件に適した空間周波数を発生することが決定されている、補正カーネルは、異なる装置及び／又は条件に対する複数の異なるカーネルを格納することができる、記憶デバイスｓ２から供給されるか、或いはカーネルは、装置及び／又は照明条件に関係する入力パラメータに応じて適切な補正カーネルを決定するためのアルゴリズムにより生成される。その後、カーネルと、乗算器ｓ３内のデバイス・パターンｓ１との畳み込みが行われ、（複数回の）露光ｓ４で使用される、投影パターンを生成する。一実施例では、投影パターン内の補正フィーチャは、使用されるパターン形成デバイスの利用可能な強度レベルの分解能及び個数の制限範囲内でできる限り詳しく近似されうる、正弦曲線又はその他の滑らかな曲線に従って変化する強度レベルを持つことができる。

図４は、本発明の一実施例により、所定のデバイス・パターンに適用される適切な補正フィーチャを決定するために使用される自動工程を示している。図４では、第１及び第２の１次元カーネルがｓ２ａ及びｓ２ｂで供給又は生成され、乗算器ｓ３ａ及びｓ３ｂのデバイス・パターンと順次畳み込みが行われる。一実施例では、１次元カーネルは直交しており、例えば、一方がＹ方向に延びる直線の周りにＸ方向のフィーチャを生成し、他方がＸ方向に延びる直線の周りにＹ方向のフィーチャを生成する。一実施例では、パターンが一方向に延びる直線のみを含む場合、単一の１次元カーネルのみを使用することが可能である。

一実施例では、補正フィーチャをルールベース又はモデルベースのプロシージャ内に挿入することができる。ルールベース・プロシージャでは、少なくとも１つの所定のルールを使用して、補正フィーチャの挿入を判別する。例えば、ルールは、ラインが孤立している場合、ラインから距離Ｄのところで幅Ｗの強度Ｉの各辺に補正フィーチャを挿入するという形をとりうる。モデルベースのアプローチでは、１つ又は複数の公式を使用して、印刷フィーチャの近さの関数として所定の位置に挿入される補正フィーチャの強度（及び／又は位相）を決定する。

図５は、本発明の一実施例による方法を示す流れ図を示している。この実施例では、本発明により中間強度レベルの補正フィーチャが可能になることでさらに自由度が高まり、補正フィーチャの生成に対し反復アプローチをとることができる。工程ｓ１１では、入力デバイス・パターンは、ルールベース又は所定のプロシージャに従ってＯＰＣフィーチャが適用される。これらは、グレースケール、つまり、中間強度レベルを持つか、又は初期近似として２値とすることができる。工程ｓ１２で、投影パターンを使用する露光のシミュレーションが実行される。工程ｓ１３で、シミュレートされた像と所望の像との比較が行われる。工程ｓ１４で、結果が満足なものかどうかの判定が行われる。「Ｙｅｓ」であれば、工程ｓ１６で、（複数回の）露光が実行される。シミュレートされた露光が満足であると考えられない場合、工程ｓ１５で、ＯＰＣフィーチャが調整され、処理工程は工程ｓ１２に戻ってシミュレーションを繰り返し、比較及び判別工程が繰り返される。

一実施例では、所望の画質が得られるまで、又は所定のサイクル数の間、このサイクルが繰り返される。

様々な実施例で、ＯＰＣフィーチャの調整工程ｓ１５は、ルールベースの工程、所定の工程、又はシミュレーション結果に基づく工程とすることができる。

一実施例では、シミュレーション及び比較結果を使用して、前の繰り返しにより出力されるパターンに適用される補正カーネルを計算する。

一実施例では、ＯＰＣフィーチャ工程ｓ１１の初期適用は、省略することができ、このサイクルは、シミュレートされた露光から始まる。

一実施例では、実際の露光の結果を、シミュレートされた露光の代わりに使用することができる。

マスク像が使用に適しているかどうかを判別するための基本的基準は、シミュレートされた像ができる限り印刷される所望のパターンに近い、つまり、所望のパターンからの偏差が最小であるという条件である。偏差は、都合のよい、又は好適な方法で、例えば、所望のパターンと投影像の強度の平方の差のすべてのピクセルにわたる総和により測定できる。

コンピュータ・システムの実施例
投影パターンを生成する本発明の処理工程は、単一工程であろうと反復であろうと、コンピュータ・プログラムにより実行することができ、これらのプログラムは、当業者であれば適当なプログラミング言語を使用して作成し、スタンドアロンのデバイス又はリソグラフィ装置の制御システムの一部であってもよい適当なコンピュータ上で実行することができる。これらのプログラムは、適当なコンピュータ可読記憶媒体上に格納し、適当な通信ネットワーク上で伝送することができる。

図６は、本発明をコンピュータ可読コードとして実装できる、コンピュータ・システム６００の実施例を示している。本発明の様々な実施例は、このコンピュータ・システム６００の実施例に関して説明される。当業者には、この説明を読んだ後であれば、他のコンピュータ・システム及び／又はコンピュータ・アーキテクチャを使用して本発明を実装する方法が明白になることであろう。

コンピュータ・システム６００は、プロセッサ６０４などの１つ又は複数のプロセッサを備える。プロセッサ６０４は、専用又は汎用デジタル・シグナル・プロセッサとすることができる。プロセッサ６０４は、通信インフラストラクチャ６０６（例えば、バス又はネットワーク）に接続される。様々なソフトウェア実装が、このコンピュータ・システムの実施例に関して説明される。当業者には、この説明を読んだ後であれば、他のコンピュータ・システム及び／又はコンピュータ・アーキテクチャを使用して本発明を実装する方法が明白になることであろう。

コンピュータ・システム６００は、さらに、メイン・メモリ６０８、好ましくはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）も備え、二次メモリ６１０を備えることもできる。二次メモリ６１０は、例えば、ハード・ディスク・ドライブ６１２及び／又はフロッピー（登録商標）・ディスク・ドライブ、磁気テープ・ドライブ、光ディスク・ドライブなどを表す取り外し可能記憶デバイス６１４を含むことができる。取り外し可能記憶ドライブ６１４は、よく知られている方法により取り外し可能記憶ユニット６１８に対し読み書きする。取り外し可能記憶ユニット６１８は、取り外し可能記憶ドライブ６１４により読み書きされる、フロッピー（登録商標）・ディスク、磁気テープ、光ディスクなどを表す。これからわかるように、取り外し可能記憶ユニット６１８は、コンピュータ・ソフトウェア及び／又はデータが格納されるコンピュータ使用可能記憶媒体を備える。

他の実装では、二次メモリ６１０は、コンピュータ・プログラム又はその他の命令をコンピュータ・システム６００にロードするための他の類似の手段を備えることができる。例えば、そのような手段は、取り外し可能記憶ユニット６２２及びインターフェース６２０を備えることができる。そのような手段の実施例は、プログラム・カートリッジ及びカートリッジ・インターフェース（ビデオ・ゲーム・デバイスにあるようなもの）、取り外し可能メモリ・チップ（ＥＰＲＯＭ又はＰＲＯＭなど）及び関連するソケット、並びに取り外し可能記憶ユニット６２２からコンピュータ・システム６００にソフトウェア及びデータを転送するために使用できるその他の取り外し可能記憶ユニット６２２及びインターフェース６２０を含むことができる。

コンピュータ・システム６００は、さらに、通信インターフェース６２４を備えることもできる。通信インターフェース６２４を使用すると、コンピュータ・システム６００と外部デバイスとの間でソフトウェア及びデータを転送することができる。通信インターフェース６２４の実施例は、モデム、ネットワーク・インターフェース（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）カード）、通信ポート、ＰＣＭＣＩＡスロット、及びカードなどを含むことができる。通信インターフェース６２４を介して転送されるソフトウェア及びデータは、電子信号、電磁信号、光信号、又は通信インターフェース６２４により受信することが可能なその他の信号とすることができる信号６２８の形をとる。これらの信号６２８は、通信経路６２６を介して通信インターフェース６２４に供給される。通信経路６２６は、信号６２８を搬送し、電線又はケーブル、光ファイバ、電話回線、携帯電話リンク、無線周波（ＲＦ）リンク、及びその他の通信チャネルを使用して実装することができる。

本明細書では、「コンピュータ・プログラム媒体」及び「コンピュータ使用可能媒体」という用語は、一般的に、取り外し可能記憶ドライブ６１４、ハード・ディスク・ドライブ６１２に装着されたハード・ディスク、及び信号６２８などの媒体を指すために使用される。コンピュータ・プログラム媒体及びコンピュータ使用可能媒体は、さらに、メモリ半導体（例えば、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）など）とすることができる、メイン・メモリ６０８及び二次メモリ６１０などのメモリを指す場合もある。これらのコンピュータ・プログラム製品は、コンピュータ・システム６００にソフトウェアを供給するための手段である。

コンピュータ・プログラム（コンピュータ制御ロジックともいう）は、メイン・メモリ６０８及び／又は二次メモリ６１０内に格納される。コンピュータ・プログラムは、さらに、通信インターフェース６２４を介して受信することもできる。そのようなコンピュータ・プログラムを実行すると、これによりコンピュータ・システム６００は、本明細書で説明されているように本発明を実装することができる。特に、コンピュータ・プログラムを実行すると、これにより、プロセッサ６０４は、図により示されているようになシステム１００内の１つ又は複数の要素のオペレーション、及び図３〜５に示されているような上記のシステム１００のオペレーションの実施例として説明されているオペレーションなどの本発明の処理工程を実装することができる。したがって、このようなコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム６００のシステムを制御することを表す。本発明がソフトウェアを使用して実装される場合、取り外し可能記憶ドライブ６１４、ハード・ドライブ６１２、又は通信インターフェース６２４を使用することで、このソフトウェアをコンピュータ・プログラム製品に格納し、コンピュータ・システム６００にロードすることができる。

本発明は、さらに、コンピュータ使用可能媒体上に格納されているソフトウェアを含むコンピュータ製品（コンピュータ・プログラム製品ともいう）も対象とする。このようなソフトウェアが１つ又は複数のデータ処理デバイスで実行されると、それにより（複数の）データ処理デバイスが本明細書で説明されているように動作する。本発明の実施例は、現在知られている又は将来知られるコンピュータ使用可能又はコンピュータ可読媒体を採用する。コンピュータ使用可能媒体の実施例は、限定はしないが、一次記憶デバイス（例えば、任意のタイプのランダム・アクセス・メモリ）、二次記憶デバイス（例えば、ハード・ドライブ、フロッピー（登録商標）・ディスク、ＣＤ ＲＯＭ、ＺＩＰディスク、テープ、磁気記憶デバイス、光記憶デバイス、ＭＥＭＳ、ナノ技術記憶デバイスなど）、及び通信媒体（例えば、有線及び無線通信ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、イントラネットなど）を含む。本明細書で説明されている実施例は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はそれらの組合せを使用して実装できることが理解されるであろう。

結論
これまで本発明の様々な実施例について説明してきたが、実施例としてのみ提示されており、限定することを意図していないことは理解されるであろう。当業者にとっては、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく形態及び詳細の様々な変更が可能であることは明白であろう。したがって、本発明の程度及び範囲は、上述の実施例により限定されるのではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ定義されるべきである。

Claims (16)

1. 個々に制御可能な要素からなるアレイを制御することにより、マスク・パターンを生成する方法であって、
   （ａ）印刷する１つ又は複数の印刷フィーチャを表すデバイス・パターンを受け取ることと、
   （ｂ）第２の強度レベルを持つ背景に対して第１の強度レベルを持つデバイス・パターンからの前記１つ又は複数の印刷フィーチャと、前記第１及び第２の強度レベルの中間にある第３の強度レベルを持つ複数の光近接効果補正フィーチャであって、生成されるマスク・パターン内の異なる光近接効果補正フィーチャが異なる第３の強度レベルを持つことができる光近接効果補正フィーチャとを含む前記マスク・パターンを生成することとを含み、
   生成されたマスク・パターンは、前記個々に制御可能な要素からなるアレイの要素を制御することにより基板にパターン形成するために用いられるよう構成されている、
   マスク・パターンを生成する方法。
2. 工程（ｂ）は、
   （ｂ１）前記デバイス・パターンと補正カーネルとの畳み込みを行うことを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記補正カーネルは、２次元である請求項２に記載の方法。
4. 前記補正カーネルは、１次元であり、工程（ｂ）は、さらに、
   （ｂ２）前記デバイス・パターンと第２の補正カーネルとの畳み込みを行い、前記第２の補正カーネルは１次元であり、前記補正カーネルに直交する請求項２に記載の方法。
5. 前記生成することは、少なくとも１つの所定のルールに従って光近接効果補正フィーチャを挿入することを含む請求項１に記載の方法。
6. 工程（ｂ）は、
   （ｂ１）前記光近接効果補正フィーチャの強度と印刷フィーチャの近さとの相関を求めることに基づいて光近接効果補正フィーチャを挿入することを含む請求項１に記載の方法。
7. 個々に制御可能な要素からなるアレイを用いたデバイス製造方法であって、
   （ａ）印刷する複数の印刷フィーチャを表すデバイス・パターンを受け取ることと、
   （ｂ）第２の強度レベルを持つ背景に対して第１の強度レベルを持つ印刷フィーチャと、前記第１及び第２の強度レベルの中間にある第３の強度レベルを持つ複数の光近接効果補正フィーチャであって、生成されるマスク・パターン内の異なる光近接効果補正フィーチャが異なる第３の強度レベルを持つことができる光近接効果補正フィーチャとを含むマスク・パターンを生成することと、
   （ｃ）前記個々に制御可能な要素からなるアレイを使用して、前記マスク・パターンに従ってビームを空間変調することと、
   （ｄ）パターン形成された放射線ビームを基板の目標部分に投影することと、
   を含むデバイス製造方法。
8. 工程（ｂ）は、
   前記デバイス・パターンと補正カーネルとの畳み込みを行うことを含む請求項７に記載の方法。
9. 前記補正カーネルは、２次元である請求項８に記載の方法。
10. 前記補正カーネルは、１次元であり、工程（ｂ）は、さらに、
    （ｂ２）前記デバイス・パターンと第２の補正カーネルとの畳み込みを行い、前記第２の補正カーネルは１次元であり、前記補正カーネルに直交する請求項８に記載の方法。
11. 工程（ｂ）は、
    少なくとも１つの所定のルールに従って光近接効果補正フィーチャを挿入することを含む請求項７に記載の方法。
12. 工程（ｂ）は、
    前記光近接効果補正フィーチャの強度と印刷フィーチャの近さとの相関を求めることを通じて光近接効果補正フィーチャを挿入することを含む請求項７に記載の方法。
13. 少なくとも１つのプロセッサを制御するコンピュータ・プログラム・ロジックが記録されているコンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータ・プログラム・ロジックは、
    印刷する複数の印刷フィーチャを表すデバイス・パターンを受け取るためのコンピュータ・プログラム・コード手段と、
    第２の強度レベルを持つ背景に対して第１の強度レベルを持つ印刷フィーチャと、前記第１及び第２の強度レベルの中間にある第３の強度レベルを持つ複数の光近接効果補正フィーチャであって、生成されるマスク・パターン内の異なる光近接効果補正フィーチャが異なる第３の強度レベルを持つことができる光近接効果補正フィーチャとを含むマスク・パターンを生成するためのコンピュータ・プログラム・コード手段と、を備え、
    生成されたマスク・パターンは、個々に制御可能な要素からなるアレイの要素を制御することにより基板にパターン形成するために用いられるよう構成されているコンピュータ・プログラム。
14. 生成するためのコンピュータ・プログラム・コード手段は、さらに、前記デバイス・パターンと補正カーネルとの畳み込みを行う請求項１３に記載のコンピュータ・プログラム。
15. 前記補正カーネルは、２次元である請求項１４に記載のコンピュータ・プログラム。
16. 前記補正カーネルは１次元であり、生成するためのコンピュータ・プログラム・コード手段は、さらに、前記デバイス・パターンと１次元であり前記補正カーネルに直交する第２の補正カーネルとの畳み込みを行う請求項１４に記載のコンピュータ・プログラム。

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