JP6688738B2 - 重複線量およびフィーチャの減少によって改良されたステッチング - Google Patents

重複線量およびフィーチャの減少によって改良されたステッチング Download PDF

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Description

本発明は、荷電粒子を使用してターゲットを露光させるための方法およびシステム、ならびに荷電粒子リソグラフィにおいて使用するために露光データを処理するための方法およびシステムに関し、より詳細には、ターゲットの露光中にステッチング(stitching)を実行するための方法およびシステムに関する。
マルチビームリソグラフィシステムでは、複数のビームが、レジストが塗布されたシリコンウェハなどのターゲットを露光するために使用される。通常、電子ビームなどの荷電粒子ビームが使用される。ターゲットの表面全体にわたって複数のビームが走査され、各ビームは、パターンの一部分をターゲットの一部分の上に同時に描画する。満足の行くスループットで必要とされる精度を提供するために、非常に多数のビーム、たとえば数万もしくは数十万、さらには数百万のビームが使用されることがある。そのようなシステムの一例は、M.J.Wielandら、「Throughput enhancement technique for MAPPER maskless lithography」、Proc. of SPIE、第7637巻、76371Z(2010年)に記載されている。
単一露光中、リソグラフィシステムは通常、ターゲットの一エリア、たとえば、単一の26mm×33mmのフィールドを露光する。各ビームは、ターゲット上の特定の割り振られたサブエリアを走査するために使用される。非常に多数のビームが使用される場合、これらのサブエリアは非常に小さい。
各ビームがターゲットの表面全体にわたって走査するので、各ビームは、ターゲット上で露光されることになる必要とされるパターンを再現するために何らかのやり方で変調される。マスクレスリソグラフィシステムでは、露光データは、ビームを変調するために使用される。露光データは通常、ターゲット上に露光されることになる形状(フィーチャと呼ばれる)を表すパターンデータを含む。各ビームは、ターゲットの表面の特定のパートの上を走査するので、パターンデータは、リソグラフィシステムに流され、ターゲットを走査するとき各ビームの強度を調整するために使用され得る。たとえば、パターンデータは、ビームによってたどられる走査線に沿って、フィーチャがターゲット上に形成されることになるターゲットの特定の一部を露光し、他の一部を露光しないように、各ビームのオンとオフとを切り換えるために使用され得る。
露光データは、露光線量(exposure dose)値も含み、ビームが走査するときビームの強度のさらなる変調を提供する。たとえば、パターンデータが、その走査経路の特定の一部の上でビームをオンに切り換えるために使用される場合、露光線量値は、リソグラフィシステムに、その走査経路のその部分の間にビームの強度をゼロパーセントと百パーセントの間の何らかの値に、たとえば70%に、設定するように指示することができる。ラスタ走査リソグラフィシステムでは、この露光線量変調は、ビームをディザリング(dithering)する、たとえば特定のマーク対スペース比(mark-space ratio)でビームのオンとオフを切り換えて所望のビーム強度を達成することによって達成され得る。露光線量値はまた、オフに切り換えられるべきであるとパターンデータが示すビームの強度を設定するために使用され得ることに留意されたい。マスクレスリソグラフィ機械において使用するための露光データの処理の一例が、E.A.Hakkennesaらの、「Demonstration of Real Time pattern correction for high throughput maskless lithography、Proc. of SPIE、第7970巻、79701A−1(2011年)」に記載されている。
ビームを生成するリソグラフィシステムは、その製造および動作中に生じるさまざまな誤差と不確実性とを必ず経験し、ターゲットを走査する他のビームと比較して、ターゲットを走査する各ビームの正確な位置の誤差および不確実性を招く。ターゲットは通常、露光中に移動するステージに取り付けられ、ステージ移動の、およびリソグラフィシステム内のターゲットの正確な位置の誤差および不確実性も存在する。その結果、あるビームによって走査されるターゲットのサブエリアは、別のビームによって走査されるターゲットの隣接サブエリアと完全にアライメントされないことがある。
サブエリア間の間隙などのこのミスアラインメントまたは隣接サブエリア内で露光されたフィーチャの不完全なアラインメントによって引き起こされる露光誤差を回避するために、リソグラフィシステムは、隣接サブエリアが重複するように設計され得る。隣接サブエリアが重複するエリア内で、複数のビームが、いわゆるステッチング領域内のターゲットの上に描画し得る。この文脈におけるステッチングは、ビームが、隣接サブエリア間のインターフェースにあるターゲットの上に描画することを指す。重複エリア内で描画するために、さまざまなステッチング技法が可能である。
1つの手法では、重複エリア内で走査するときにビームのうちの1つがオフに切り換えられ、したがって、ビームのうちの1つのみが、重複エリアを実際に露光するために使用される。この手法が、露光されることになるパターンに関係なく使用される場合、重複を除去し、サブエリア間の露光されていない間隙(gap)という課題を再び持ち込むに過ぎない。1つのビームのみによってパターンの重要な一部が露光され、パターンの重要でない一部の中で間隙が生じることを保証するために、重複エリア内で描画するビームは重複エリア内で露光されることになるフィーチャに基づいて選択される「スマート境界(smart boundary)」法が使用され得る。別の手法では、減少した露光線量を使用して重複エリアを露光するために、両方のビームが使用される。1つのビームが重複エリア全体にわたって走査するにつれて、そのビームはフェードアウトし得るが、第2のビームは、ソフトエッジを生じさせるためにフェードインする。露光されることになるフィーチャのトポロジに応じて、これらの2つの手法の組み合わせも使用され得る。
これらの技法は、隣接したサブエリア間の不完全なアラインメントの影響を減少させることができるが、露光されることになるフィーチャのトポロジに応じた複雑な計算を必要とし、依然として、ターゲットの他の領域内よりもステッチング領域内で限界寸法(CD)の著しく高い変動を招くことがある。
セル(またはキャラクタ)プロジェクション電子ビームリソグラフィとして知られる異なる電子ビームリソグラフィ技法では、隣接したショットエリア間でステッチング欠陥が生じることがある。US2004/0191643A1およびHiroshi Yamashitaら、「Recent Progress in Electron−Beam Cell Projection technology」、Jpn.J.Appl.Phys.第35巻(1996年)6404〜6414ページは、重複パターンまたは結合パターンを使用することによって、重複しない隣接ショットエリア間の誤差を減少させるために追加パターンを使用することによって、この問題に取り組んでいる。しかしながら、これは、成形ビームを形成するために使用されるセルプロジェクションステンシルを適合させることによって実現されるルールベースの機械的手法である。
セルプロジェクション技術では、システム内の精度誤差を平均化するためにターゲット表面上の複数の通過を実行することは、さらに一般的である。しかしながら、これは、そのようなシステムのスループットを減少させる。US2010/0055587A1は、セルプロジェクション技術を使用してパターンを形成するために必要なショットの数を減少させるために重複ショットと可変線量とを使用することを開示している。
しかしながら、これらの開示は、複数の荷電粒子ビーム直接描画リソグラフィにおいてステッチング誤差を減少させる解決策を提供していない。
US2005/0211921A1および本出願人に譲渡されたUS2012/0286170A1は、部分的に重複する描画エリアを使用することによって複数のビームリソグラフィにおいてビーム偏向誤差を減少させることを開示している。
本発明は、ターゲット上の重複エリア内の改善されたステッチングを提供するように露光データを処理するための方法とシステムとを提供することによって、上記の問題に取り組む。
本発明は、重複エリア内の限界寸法均一性(CDu)を改善するように露光ラチチュード(exposure latitude)を増加させるために重複エリア内でより高い露光線量を利用する。複数のビームは、重複エリア内で描画するために利用可能であるので、より高い露光線量は、スループットの不利益を招くことなく重複エリア内で付与可能である。このようにして、ステッチングは、ステッチングのない非重複エリア内のCDuに匹敵するまたはこれよりも良い重複エリア内のCDuを維持しながらリソグラフィシステム内でミスアラインメントを扱うために実行可能である。
一態様では、本発明は、複数の荷電粒子ビームを使用してターゲット上のパターンを露光するために露光データを処理するための方法を提供し、この露光データは、ターゲット上で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャを表すパターンデータを備え、方法は、パターンデータを複数のサブセクションに分割することと、このサブセクションの各々は、ターゲットの対応するサブエリア内で描画されることになるパターンの一部を表すパターンデータを備え、ここにおいて、パターンデータは、隣接サブエリアが重複する、ターゲットの対応する重複エリア内に描画されることになるパターンの一部を表す重複パターンデータを備える、重複パターンデータによって表される1つまたは複数のフィーチャのサイズを減少させるように重複パターンデータを処理することとを備える。処理は、非重複パターンデータすなわち重複パターンデータの一部でないパターンデータによって表されるフィーチャのサイズに対して、重複パターンデータによって表されるフィーチャのサイズを減少させる。
露光データは、荷電粒子ビームの露光線量を表す露光線量値をさらに備え、方法は、露光線量値を複数のサブ部分に分割することと、サブ部分の各々は、ターゲットの対応するサブエリアを露光するための露光線量値を含み、ここにおいて、露光線量値は、隣接サブエリアが重複する、ターゲットの対応する重複エリアのための露光線量を表す重複線量値と、隣接サブエリアが重複しない、ターゲットの対応する非重複エリアための露光線量を表す非重複線量値とを備える、重複エリア内の位置に対応する露光線量値の合計が非重複エリアのための最大露光線量値を超えるように、露光線量のうちの1つまたは複数を設定することとを備える。
露光データは、パターンデータと露光線量データの両方を含んでよい。露光線量データは、露光データ内のパターンデータと別個に表されてよく、たとえば、露光データファイルの一部分がパターンデータを備えてよく、データファイルの別個の部分が露光線量データを備えてよい。別法として、露光線量データおよびパターンデータは、両方のタイプのデータを包含する合成データによって表されてよい。露光データを処理するための方法は、パターンデータと露光線量データの両方を処理することを、本明細書で説明される方法に備えてよい。
重複エリア内の1つまたは複数のフィーチャの寸法の減少を定義する重複パターンデータは、ターゲット上に存在するレジスト層の現像後のフィーチャの所望のサイズと組み合わせた露光線量データから計算され得る。それによって、フィーチャを形成するために荷電粒子ビームによって露光されるエリアは減少されるが、レジストの現像後で結果として得られる重複領域内のフィーチャは、パターンデータによって定義された意図されたフィーチャ寸法に適合するように、重複領域のための露光線量データと重複パターンデータは一致させられる。
通常はレジストを塗布されたウェハであるターゲットは、複数の荷電粒子ビームによって露光され、各ビームは、ターゲットの別個のサブエリア内で描画する。このようにして、露光されることになるターゲットの表面は、サブエリアに分割される。パターンデータのサブセクションは各々、ターゲットの対応するサブエリアを露光するために使用されることになるデータを備える。ターゲットの隣接サブエリアが重複する場合、この隣接サブエリアは、ターゲット上で重複エリアを作製する。重複エリアを露光するために使用されることになるパターンデータの部分は、重複パターンデータと呼ばれる。同様に、露光線量データのサブ部分は各々、ターゲットの対応するサブエリアを露光するために使用されることになるデータを備える。重複エリアを露光するために使用されることになる露光線量データの部分は、重複線量データと呼ばれる。
一実施形態では、パターンデータのサブセクションは、ターゲットの特定のサブエリアを露光するために、単一荷電粒子ビームの制御に使用される。重複パターンデータは、パターンデータの複数のサブセクションの一部を形成し、複数のビームによるターゲット上の重複エリアの露光の目的で複数の荷電粒子ビームを制御するために使用され得る。同様に、露光線量データのサブ部分は、ターゲットの特定のサブエリアを露光するために単一の荷電粒子ビームの制御に使用され得る。重複線量データは、露光線量データの複数のサブ部分を形成し、複数のビームによるターゲット上の重複エリアの露光の目的で複数の荷電粒子ビームを制御するために使用され得る。
パターンデータによって表される、ターゲットで露光されることになるフィーチャは、重複パターンデータの中に部分的または全体的にあり、ターゲット上の重複エリアの中に部分的または全体的に形成されることになるフィーチャを表してよい。ターゲットを露光する前に、重複エリア内で形成されることになるこれらのフィーチャまたはフィーチャの一部分を表すパターンデータは、ターゲット上で非重複エリア内において形成されることになるフィーチャまたはフィーチャの一部分に対して、重複エリア内において形成されることになるフィーチャのサイズまたはその一部分を減少させるように処理される。たとえば、この処理は、データが、重複エリア内では減少した幅を有するが非重複エリア内での幅の減少がないフィーチャを表すように重複パターンデータを変えることをもたらすことがある。
パターンデータのサブセクションの第1のサブセクションはサブエリアの第1のサブセクションに対応してよく、パターンデータのサブセクションの第2のサブセクションはサブエリアの第2のサブセクションに対応してよく、第1のサブセクションと第2のサブセクションの各々は、第1のサブエリアおよび第2のサブエリアの重複エリアに対応する重複パターンデータを含んでよい。パターンデータは、重複パターンデータが、ターゲットの重複サブエリアに対応するパターンデータのサブセクションの各々の一部を形成するように構成されてよい。たとえば、ターゲットの2つのサブエリアが、重複エリアを形成するために重複する場合、2つのサブエリアを露光するためのパターンデータを有する2つのサブセクションは各々、重複エリアを露光するための重複パターンデータを含んでよい。
パターンデータのサブセクションは、重複パターンデータと非重複パターンデータの両方を含んでよく、重複パターンデータは、ターゲット上の対応する重複エリア(ターゲットの1つまたは複数のサブエリアが重複する)内に描画されることになるパターンの一部分を表すパターンデータを含み、非重複パターンデータは、ターゲット上の対応する非重複エリア(ターゲットの他の任意のサブエリアと重複しないサブエリアの一部である)内で描画されることになるパターンの一部分を表すパターンデータを含む。
パターンデータは、形状の方形部分の形をとるフィーチャを含んでよく、この形状は、部分的には重複パターンデータ内に、部分的には非重複パターンデータ内に備えられ、重複パターンデータの処理は、非重複パターンデータ内の方形部分の幅に対して重複パターンデータ内の方形部分の幅を減少させることをもたらし得る。たとえば、線などの形状の方形部分は、パターンデータによって表されてよく、部分的には重複パターンデータ内に、部分的には非重複パターンデータにあってよく、部分的にはターゲット上の重複エリア内で、部分的にはターゲット上の非重複エリア内で形成されることになる形状を表す。形状を表すパターンデータは、重複エリア内で形成されることになる方形部分の一部の幅を減少させるように処理される。たとえば、この処理は、パターンデータが、重複エリア内でより狭い幅と非重複エリア内でより広い幅とを有する方形部分を表すように、重複パターンデータを変えることをもたらすことがある。
重複パターンデータによって表されるフィーチャのサイズの減少は、減少したフィーチャの寸法が非重複パターンデータ内よりも重複パターンデータ内で小さいことをもたらすことがある。フィーチャのサイズの減少は、重複エリアを形成する隣接サブエリア間の交差の方向に垂直な方向におけるフィーチャの幅の減少であってもよいし、サイズの減少は、フィーチャの任意の寸法の減少であってもよい。
露光線量データの線量値の設定が、ターゲットの各重複エリアのための線量値の2つのセットを生成することを備えてよく、一方のセット内の各線量値は、他方のセット内の対応する線量値を有し、ここにおいて、線量値のうちの少なくともいくつかのための2つのセット内の対応する線量値の合計が、隣接サブエリアが重複しないターゲットの非重複エリアのための最大線量値を超える。
ターゲットの重複エリアのための露光線量データは、複数の荷電粒子ビームの露光線量の制御のために使用され得る。2つのビームが、重複エリアを露光するために使用される場合、露光線量データは、露光線量値の2つの異なるセットを生成するために使用されてよく、線量値の一方のセットは1つのビームを制御するために使用され、線量値の他方のセットは別のビームを制御するために使用される。線量値の2つのセットは、線量制御が2つのビームに対して異なるように修正可能である。両方のビームは同じ重複エリア内に描画されており、したがって、重複エリア内のターゲットに付与される実際の線量は、2つのビームからの線量の合計である。線量値の2つのセットは、2つのセット内の対応する線量値の合計が非重複エリアのための線量値よりも大きいように修正され得る。このようにして、重複エリア内の線量は、重複エリアの少なくともいくつかの部分に対して、非重複エリア内の線量よりも高い。
露光線量値データは、複数のサブ部分に分割されてよく、このサブ部分の各々は、ターゲットの対応するサブエリアを露光するための露光線量値を含み、ここにおいて、露光線量値は、隣接サブエリアが重複する、ターゲットの対応する重複エリアのための露光線量を表す重複線量値と、隣接サブエリアが重複しない、ターゲットの対応する非重複エリアための露光線量を表す非重複線量値とを備える。露光線量データの第1のサブ部分はサブエリアの第1のサブエリアに対応してよく、露光線量データの第2のサブ部分はサブエリアの第2のサブエリアに対応してよく、第1のサブ部分および第2のサブ部分の各々は、第1のサブエリアおよび第2のサブエリアの重複エリアに対応する重複線量値を含んでよい。
方法は、ターゲットのサブエリアの第1のサブエリアに対応する露光線量データの第1のサブ部分を識別することと、ターゲットのサブエリアの第2のサブエリアに対応する露光線量データの第2のサブ部分を識別することと、第1のサブエリアと第2のサブエリアが重複するターゲットの重複エリア内の描画位置に各々対応する複数の線量値を有する第1の重複線量データを生成することと、ここにおいて、線量値の少なくとも一部分は、重複エリア内の対応する描画位置に応じて変化し、線量値は、重複エリアの外部の第1のサブエリアの一部からの対応する描画位置の距離を増加させるにつれて大きさが減少する、ターゲットの重複エリア内の描画位置に各々対応する複数の線量値を有する第2の重複線量データを生成することと、ここにおいて、線量値の少なくとも一部分は重複エリア内の対応する描画位置に応じて変化し、線量値は、重複エリアの外部の第2のサブエリアの一部からの対応する描画位置の距離を増加させるにつれて、大きさが減少する、をさらに備えてよい。
このようにして、ビームが重複エリア全体にわたってサブエリアの縁の方へ走査するにつれて、露光線量は減少し得(フェードアウトし得)、サブエリアの縁から始まる重複エリア全体にわたってビームが走査するにつれて、第2のビームの露光線量は増加し得る(フェードインし得る)。第1の重複線量データおよび第2の重複線量データの線量値の変動は、線量値の対応する描画位置に応じて、線形変動または正弦波状変動であってよい。線量値のすべてが、重複エリア内で減少される必要があるとは限らず、たとえば重複エリア内の非重複エリアに近い線量値、の一部分は、前の値を保ってよい。
第1の重複線量データの線量値のうちの少なくともいくつかの減少は、ターゲットの第1のサブエリアからの距離に対して線形であってよく、第2の重複線量データの線量値のうちの少なくともいくつかの減少は、ターゲットの第2のサブエリアからの距離に対して線形であってよい。別の構成では、第1の重複線量データの線量値のうちの少なくともいくつかの減少は、ターゲットの第1のサブエリアからの距離に対して正弦波状であってよく、第2の重複線量データの線量値のうちの少なくともいくつかの減少は、ターゲットの第2のサブエリアからの距離に対して正弦波状であってよい。
露光線量データの線量値は、ディザリング値を備える。これらのディザリング値は、ビームの露光線量の変動を達成するために個々のビームのオンとオフとを切り換えるために使用され得る。
重複パターンデータによって表されるフィーチャのサイズの減少は、ターゲットの重複エリア内の位置に対応する露光線量値の合計がターゲットの非重複エリアのための最大露光線量値を超える量に関連し得る。フィーチャのサイズのこの減少は、ターゲットの重複エリア内の位置に対応する露光線量値の合計が、ターゲットの非重複エリアのための最大露光線量値を超える量の関数であってよく、ターゲットの重複エリア内の位置に対応する露光線量値の合計が、ターゲットの非重複エリアのための最大露光線量値を超える量に比例し得る。重複エリア内のより高い露光線量は、重複エリア内のフィーチャのサイズの減少によって補償される。露光データのこれらの2つの調整は、好ましくは、レジストの現像後の重複エリア内の解像(resolve)されたパターンが重複エリア内のフィーチャの所望の寸法を示すように実施される。重複エリア内のレジストにおいて描画されるフィーチャの寸法は、重複線量データと、レジストの現像後の、結果として得られるフィーチャの所望の寸法に基づいて、計算され得る。
さらなる態様では、本発明は、複数の荷電粒子ビームを使用してターゲット上のパターンを露光するための露光データファイルであって、露光データは、ターゲット上で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャを表すパターンデータと、ターゲット上のパターンを露光するための荷電粒子ビームの露光線量を表す露光線量データとを備え、ここにおいて、露光データは、本明細書で説明される方法のいずれかにより処理される、露光データファイルを備える。別の態様では、本発明は、露光データファイルを含むデータキャリアを備える。
さらなる態様では、本発明は、露光データを記憶するためのメモリ手段と、特許請求の範囲のいずれか一項に記載の方法により露光データを処理するための処理手段とを備える、データ処理システムを備える。
データ処理システムは、処理された露光データを記憶するためのメモリ手段をさらに備えてよい。
さらに別の態様では、本発明は、露光データに従って複数の荷電粒子ビームを使用してターゲットを露光するための方法であって、露光データは、ターゲット上で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャを表すパターンデータと、荷電粒子ビームの露光線量を表す露光線量データとを備える、方法を備え、この方法は、本明細書で説明される方法のいずれかにより露光データを処理することと、この処理された露光データに従って制御された荷電粒子ビームを使用してターゲットを露光することとを備える。方法は、ターゲットの第1のサブエリアを露光するための荷電粒子ビームの第1の荷電粒子ビームを割り当てることと、ターゲットの第2のサブエリアを露光するための荷電粒子ビームの第2の荷電粒子ビームを割り当てることと、ここにおいて、第1のサブエリアと第2のサブエリアは隣接し、重複エリア内で重複する、本明細書で説明される方法のいずれかに記載の方法により露光データを処理することと、処理された露光データの第1の部分に従って第1の荷電粒子ビームを使用してターゲットの第1のサブエリアを露光することと、処理された露光データの第2の部分に従って第2の荷電粒子ビームを使用してターゲットの第2のサブエリアを露光することとを備える。
さらに別の態様では、本発明は、複数の荷電粒子ビームを使用してターゲット上のパターンを露光するための方法であって、第1のサブエリアがターゲットの第2のサブエリアと重複する重複エリアを含めて、荷電粒子ビームの第1の荷電粒子ビームを使用してターゲットの第1のサブエリアを露光することと、重複エリアを含めて、荷電粒子ビームの第2の荷電粒子ビームを使用してターゲットの第2のサブエリアを露光することとを備え、ここにおいて、重複エリアの少なくとも一部分内の露光線量は、重複エリアの外部の第1のサブエリアおよび第2のサブエリア内の最大露光線量よりも高い、方法を備える。
方法は、重複エリアの外部の第1のサブエリアの中で描画するときの第1の荷電粒子ビームの最大露光線量よりも高く、重複エリアの外部の第2のサブエリアの中で描画するときの第2の荷電粒子ビームの最大露光線量よりも高い、重複エリアの少なくとも一部分の中で描画するときの第1の荷電粒子ビームと第2の荷電粒子ビームの合成露光線量を適用することとを備える。重複エリアの少なくとも一部分に対して、第1の荷電粒子ビームの露光線量は、重複エリア内のその描画位置に応じて変化し、ここにおいて、重複エリアの外部の第1のサブエリアの一部からの距離を増加させるにつれて、第1の荷電粒子ビームの露光線量が減少される。また、第2の荷電粒子ビームの露光線量は、重複エリア内のその描画位置に応じて変化してよく、ここにおいて、重複エリアの外部の第2のサブエリアの一部からの距離を増加させるにつれて、第2の荷電粒子ビームの露光線量が減少される。第1の荷電粒子ビームおよび第2の荷電粒子ビームの露光線量の変動は、描画位置に応じて、線形変動または正弦波状変動であってよい。
荷電粒子ビームは、ターゲット上で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャを表すパターンデータに従って制御され、方法は、重複エリアの外部の第1のサブエリアおよび第2のサブエリア内で描画されることになるフィーチャに対して重複エリア内で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャのサイズを減少させるように重複パターンデータを処理することを備える。重複パターンデータによって表されるフィーチャのサイズの減少は、重複エリア内の露光線量が重複エリアの外部の第1のサブエリアおよび第2のサブエリア内の最大露光線量よりも高い量の関数であってよく、これに比例してよい。
本発明のさらに別の態様は、複数の荷電粒子ビームを使用してターゲットを露光するための荷電粒子リソグラフィシステムであって、荷電粒子ビームを生成するために適合された荷電粒子生成器と、露光データに従って荷電粒子ビームを変調するように適合された変調システムと、ターゲットの表面にわたってビームを走査するために荷電粒子ビームを偏向するように適合された偏向システムと、荷電粒子ビームをターゲット上に投影するように適合された投影レンズシステムと、ターゲットを保持するための可動ステージと、変調システムと偏向システムとステージとを制御するように適合された1つまたは複数の制御ユニットとを備え、ここにおいて、リソグラフィシステムは、本明細書で説明される、ターゲットを露光するための方法により、ターゲットを露光するために適合される、システムを備える。
変調システムは、複数の荷電粒子ビームのうちの個々のビームのオンとオフとを切り換えるためのビームレットブランカアレイとビームストップアレイとを備えてよい。変調システムは、露光線量データに従って荷電粒子ビームの露光線量を調整するように適合されてよい。この露光線量の調整は、荷電粒子ビームをディザリングすることによって達成されてよい。変調システムは、パターンデータに従って荷電粒子ビームのオンとオフとを切り換えるように適合されてよい。
本発明のさまざまな態様は、図面に示される実施形態を参照しながら、さらに説明される。
荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの一例の簡略化された概要図。 図1のリソグラフィシステムのエンドモジュールの、側面図の形をした、簡略化された概要図。 露光データ処理システムの簡略化されたブロック図。 フィールドに分割されたウェハの一例の図。 ウェハのフィールドを描画するための荷電粒子サブビーム描画パスの構成の図。 ウェハのフィールドのストライプを描画するためのビームレット描画パスの構成の図。 ターゲットの表面上のサブエリアの構成を示す図。 ターゲットの表面上のビーム露光サブエリアを示す図。 ステッチング領域内の露光線量の一例の図。 露光ラチチュードを示すプロット。 パターンデータと露光線量データとを含む露光データファイルの表示を示す図。 サブ部分に分割された露光線量データの一例の図。 パターンデータによって表されるフィーチャの表示を示す図。 第1の実施形態における処理後のパターンデータによって表されるフィーチャの表示を示す図。 第1の実施形態における処理後の露光線量データによって表される露光線量値の表示を示す図。 フィーチャが、図14Aおよび図14Bによる修正されたパターンデータおよび露光線量データに従ってターゲットの表面上のレジスト内で解像されることを示す図。 第2の実施形態における処理後のパターンデータによって表されるフィーチャの表示を示す図。 第2の実施形態における処理後の露光線量データによって表される露光線量値の表示を示す図。 フィーチャが、図15Aおよび図15Bによる修正されたパターンデータおよび露光線量データに従ってターゲットの表面上のレジスト内で解像されることを示す図。
以下は、単なる例として与えられ、図面を参照した、本発明のさまざまな実施形態の説明である。特に記載のない限り、図面は、原寸に比例して描かれたものではない。
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の一実施形態の簡略化された略図を示す。図示の実施形態は、たとえば米国特許第6,897,458号、第6,958,804号、第7,019,908号、第7,084,414号、第7,129,502号、第7,709,815号、および第7,842,936号に記載されているものなどの全電子ビームの共通クロスオーバを持たない電子ビーム光学システムに基づき、これらの特許は、すべて本発明の権利者に譲渡され、すべてその全体が参照により本明細書に組み込まれる。図示の実施形態は、複数のサブビームから複数のビームレットを形成する。
電子源1は、均一な広がる電子ビーム20を生じさせ、電子ビーム20は、平行化された電子ビーム21を生じさせるためにコリメータシステム3を通過し、次いで、サブビームアパーチャアレイ4に当たる。アパーチャアレイ4は、ビームの一部を遮蔽し、複数のサブビーム22を発する。システムは、多数のサブビーム22、たとえば10,000から100,000のサブビームを生成し得る。
サブビームは集光レンズアレイ5を通過し、集光レンズアレイ5は、ビームストップアレイ8の平面内で、ビームストップアレイ8内の対応する開口に向けてサブビームをほぼ集束させる。サブビーム22は複数アパーチャアレイ6によって妨害され、複数アパーチャアレイ6は、各サブビームの(すなわち、これに対応する)パスに複数のアパーチャを含み、各サブビーム22からビームレット23のグループを生じさせる。ビームレットの各グループは、ビームストップアレイ8内の対応する開口の方へ向けられる。
次いで、ビームレット23が、ビームレットブランカアレイ7を通過する。ビームレットブランカアレイ7は、ビームレットをブランキングするために、ビームレットのグループ内の個々のビームレット23を特定の回数、偏向させ得る。偏向された(ブランキングされた)ビームレットはビームストップアレイ8によって遮蔽されるが、偏向されていない(ブランキングされていない)ビームレットは、ビームストップアレイ8の中の対応する開口を通過し、その後、ビーム偏向器アレイ9の中で偏向され、投影レンズ構成10によってターゲット上に投影される。ビーム偏向器アレイ9は、ターゲットの表面全体にわたってビームレットを走査するために、偏向されていないビームレット23の方向に略垂直な方向における各ビームレット23の偏向を提供する。リソグラフィ適用例では、ターゲットは通常、荷電粒子感受性層すなわちレジスト層を備えるウェハを備える。
図1に示される例では、アパーチャアレイ6が、各サブビーム22から、3つのビームレット23のグループを生じさせる。実際の一実施形態では、はるかに大きい数、たとえば50のビームレットまたはそれ以上が、単一投影レンズシステムを通って向けられることがある。
図2は、エンドモジュールの一実施形態をより詳細に示し、ターゲット30上に電子ビームレットを投影させる、ビームストップアレイ8と偏向アレイ9と投影レンズ構成10とを示す。ビームレット23は、ターゲット30上に投影され、好ましくは、直径が約10〜30ナノメートルの幾何学的スポットサイズをもたらす。投影レンズ構成10は、静電レンズのアレイを形成するために使用される、順に構成された3つのプレート12と13と14とを有する。
図2は、図2では左から右へのビームレットの偏向として示される、Y方向における偏向アレイ9によるビームレット23の偏向を示す。図2の実施形態では、1つまたは複数のビームレットが通過する偏向アレイ9の中のアパーチャが示されており、電極がアパーチャの両側に設けられ、これらの電極は、電圧+Vおよび−Vを備える。電極にわたる電位差によって、アパーチャを通過するビームレットの偏向が生じる。電圧(または電圧の符号)を動的に変更することによって、ビームレットが、走査するようにターゲットの表面上で掃引される。
図1に戻ると、制御ユニット104は、ビームレット変調データを受信して、個々のビームレットのブランキングの制御のために、このデータをブランカアレイ7に供給し、制御ユニット106は、タイミングデータを受信して、ビームレットの走査偏向を制御するために、偏向アレイ9に信号を送信し、制御ユニット108は、制御データを受信して、ステージ上で支持されたターゲット30の移動を制御するために、可動ステージ16に信号を送信する。この移動は、Y方向または機械走査方向と呼ばれる。Y方向の移動は通常、ステージ16の機械的運動によって達成されるが、別法として、システムの残りの移動、ビームレットの偏向、または上記の技法の任意の組み合わせによって達成されてもよい。ビームレットは、以下で説明されるように、通常Y方向に略垂直な、すなわちほぼ垂直であるが正確には垂直でない、X方向または偏向走査方向に、偏向器アレイ9によってターゲット30の表面全体にわたって走査される。
ブランカアレイ7によるビームレットのブランキング、偏向器アレイ9によるビームレットの走査偏向、およびステージ16によるターゲット30の移動は、ターゲット上のパターンの適切な露光を可能にするように協調されるべきである。制御ユニット110は、これらの動作を協調させるために使用されてよい。
ビームレット24は、ターゲット30の表面全体にわたって走査されるので、ビームは、ターゲット上に露光されることになる必要とされるパターンを再現するように変調される。マスクレスリソグラフィシステムでは、露光データは、ビームを変調するために使用される。露光データは通常、ターゲット上に露光されることになる形状(フィーチャと呼ばれる)を表すパターンデータを含む。各ビームレット24は、ターゲットの表面の特定の一部の上を走査するので、パターンデータは、リソグラフィシステムに流され、ターゲットを走査するとき各ビームレットの強度を調整するために使用され得る。図1のシステムでは、パターンデータは、ビームレットによってたどられる走査線に沿ってターゲットの特定の一部を露光し、他の一部を露光しないように、各ビームレットのオンとオフとを切り換えるために、ブランカアレイ7に流される。たとえば、パターンデータは、ターゲット上にフィーチャが形成されることになるその走査経路の一部の上ではオンに切り換えられるようにビームレットに指示し、フィーチャが存在しないことになるその走査経路の他の一部の上ではオフに切り換えられるようにビームレットに指示することがある。
露光データは、ビームレットが走査するにつれてビームレットの強度をさらに変調させるために使用される、すなわちパターンデータによるビーム変調に加えて、露光線量値も含み得る。たとえば、パターンデータが、その走査経路の特定の一部の上でビームレットをオンに切り換えるために使用される場合、露光線量値は、リソグラフィシステムに、その走査経路のその位置の間にビームの強度をゼロパーセントと百パーセントの間の何らかの値に、たとえば70%に、設定するように指示することができる。露光線量値はまた、オフに切り換えられるべきであるとパターンデータが示すビームの強度を設定するために使用され得ることに留意されたい。
パターンデータは通常、最初は、GDS−II形式またはOASIS形式などのベクトル形式で生成される。露光線量情報は、たとえば線量マップとして、またはパターンデータ内の各フィーチャに関連付けられた線量タグを使用することによって、記憶され得る。図3は、露光データを記憶するためのデータ記憶ユニット122と、リソグラフィシステムたとえば制御ユニット104および制御ユニット110に流れるように露光データを準備するように露光データを処理するための処理ユニット124とを含むリソグラフィシステムに露光データを供給するための基本システムのブロック図を示す。データ記憶ユニット122は、大量のデータを記憶するのに適した1つまたは複数のハードディスク記憶デバイスまたは他のタイプの記憶媒体もしくは記憶デバイスを備えてよく、処理ユニット124は、露光データを処理するのに適したソフトウェアを有する1つまたは複数のコンピュータプロセッサを備えてよい。
露光データは一般に、限界寸法均一性(CDu)と呼ばれる、ターゲット上のレジスト上に描画されるフィーチャの均一性に影響を与え得る特定の要因を補正するために処理を受ける。補正は通常、そのような不均一性を作り出すプロセスを補償するために、パターンデータに適用される。補正可能な一般的な効果は、エッチングローディング効果、荷電粒子ビーム近接効果、およびレジスト加熱効果である。これらの効果は、パターンの形状を変更すること(CDバイアス)によって、またはパターンの局所的な線量を変更すること(線量補正)によって、または線量補正と形状補正の組み合わせによって、補正可能である。次いで、露光データは、特定のサブビームまたはビームレットに割り振られたセクションに分割される。次いで、ベクトルベースのデータは通常、ビームレットを変調するためにビットマップ形式に変換される。
先に言及されたように、リソグラフィ適用例では、ターゲットは通常、荷電粒子感受性レジスト層を備えるウェハを備える。現在の業界標準は300mmウェハであるが、450mmウェハに対応する新しいシステムが設計されているところである。ウェハは一般に、26mm×33mmの最大寸法を有する固定サイズのフィールドに分割されるが、他のサイズのフィールドも使用されてよい。各フィールドは、複数の集積回路を生じさせるために処理され得る(すなわち、複数のチップのためのレイアウトが単一フィールドに描画され得る)が、ICは通常、フィールド境界線と交差しない。図4(寸法に比例して描かれていない)は、フィールドを描画する方向27を伴う、フィールド32に分割されたウェハ30を示す。
リソグラフィ機械の一実施形態では、機械は13,260のサブビームを生成し、各サブビームは、7×7アレイに構成された49のビームレットに分割され、649,740のビームレットをもたらす。この構成が図1の機械において適用されるとき、アパーチャアレイ4は13,260の穴を含み、アパーチャアレイ6およびビームレットブランカアレイ7は649,740の穴を含み、これによって、26×26mmのエリア(すなわち、ウェハ上に投影されるビームレットの完全なアレイのサイズ)の中に電子光学(EO)スリット26を形成する。49のビームレットを備える各サブビームは、Y方向に各フィールド内で単一ストライプを描画するために使用され得る。
図5は、ウェハ30のフィールド32を描画するためのビームの構成の一例を示す。この構成では、単一ビーム(たとえば、図1のアパーチャアレイ4によって形成されるサブビーム22)は、フィールド32の1つのサブエリア34(本明細書ではストライプと呼ばれる)を描画するために使用される。この実施形態では、ウェハ30がY方向に移動される間、各サブビームがストライプの幅全体にわたってX方向に走査され、各ストライプ34が、フィールド32の長さに沿って描画経路28に沿って露光されることになる。この例では、サブビームは、X方向にフィールドの幅にわたって(たとえば、26mmにわたって)均等に分散された描画経路28とともに構成され、(Y方向に略垂直な)X方向に幅35のストライプ(たとえば2μm)と、Y方向にフィールドと同じストライプ長(たとえば、図4の例では33mm)になる。
ウェハは、好ましくは、図4に示されるように前後両方のY方向にリソグラフィ機械によって描画される(露光される)。便宜上、図面は、垂直であるようにX方向とY方向とを示す。しかしながら、いくつかの実施形態では、2つの方向は略垂直であり(しかし、正確には垂直でない)、たとえば、X方向は、X方向に描画するためのサブビームの移動(走査)がY方向におけるターゲットの同時移動と協調されるようにやや傾斜されてよく、サブビームのための露光走査線の終端が、そのサブビームのための走査線の始端とウェハ上のほぼ同じY方向位置にある。
図6は、ビームレットの複数のグループが生成される一実施形態を示し、ビームレットの各グループは、ウェハ30のフィールド32の1つのストライプ34を描画することに割り当てられる。この構成では、ビームレット(たとえば、図1のアパーチャアレイ6によって単一のサブビーム22から形成されるビームレット24)の各グループは、フィールド32の1つのサブエリア34(ストライプ)を描画するために使用される。サブビームは、一方向に(たとえば、図5に示されるように、フィールド32の幅全体にわたってX方向に)均等に離間および分散された描画経路28とともに構成され、サブビームのうちのそれぞれ1つから形成された複数のビームレットは、異なる方向に(たとえば、フィールド32の長さに沿ったY方向に)均等に離間および分散された描画経路29とともに構成される。2つの方向は、好ましくは、互いに正確に垂直であるまたはほぼ垂直である。
以下の説明では、サブビーム、ビームレット(たとえば、図1に示される単一のサブビーム22から形成されるビームレット24)のグループ、または単一のビームレット24と呼ばれることがある、「ビーム」という用語が使用される。
各ビームがターゲットの表面全体にわたって走査するので、各ビームは、ターゲット上で露光されることになる必要とされるパターンを再現するために露光データに従って変調される。ビームを生成するリソグラフィシステムは、その製造および動作中に生じるさまざまな誤差と不確実性とを必ず経験し、ターゲットを走査する他のビームと比較して、ターゲットを走査する各ビームの正確な位置の誤差および不確実性を招く。ターゲットは通常、露光中に移動するステージに取り付けられ、ステージ移動の、およびリソグラフィシステム内のターゲットの正確な位置の誤差および不確実性も存在する。その結果、あるビームによって走査されるターゲットのサブエリアは、別のビームによって走査されるターゲットの隣接サブエリアと完全にアライメントされないことがある。
ターゲット上でのサブエリアのこのミスアラインメントの悪影響を減少させるために、リソグラフィシステムは、隣接サブエリアが重複するように設計され得る。一例が、X方向とY方向の両方でややアライメント不良の3つのサブエリア34aと34bと34cとを示す図に示されている。サブエリアのうちの隣接サブエリアが重複する。隣接サブエリア34aと34bは、重複エリア36abを形成するように互いに重複し、サブエリア34bと34cは、重複エリア36bcを形成するように重複する。サブエリア34a、34b、34cは、サブエリアが他の任意のサブエリアと重複しない非重複エリア38aと38bと38cも含む。サブエリアは、そのサブエリアが非重複エリアを持たないように他のサブエリアと完全に重複してもよいし、サブエリアは、1つ、2つ、またはそれより多くの他のサブエリアと重複してもよいし、サブエリアは、X方向とY方向の両方で重複してもよいことに留意されたい。
は、サブエリア34a、34b、34cの中で荷電粒子ビーム24aと24bと24cとを走査するための構成を示す。この構成では、第1のビーム24aは、描画経路28aに沿ってターゲットの第1のサブエリア34aを走査するように構成され、第2のビーム24bは、描画経路28bに沿って、第1のサブエリアに隣接し、これと重複する第2のサブエリア34bを走査するよう構成される。リソグラフィシステム内で、サブエリア34a、34bは互いに隣接しているが、ビーム24a、24bは、必ずしも互いに隣接していないことに留意されたい。第1のビーム24aは、第1のサブエリア34a内で露光されることになるフィーチャを表すパターンデータを用いて変調され、第2のビーム24bは、第2のサブエリア34b内で露光されることになるフィーチャを表すパターンデータを用いて変調される。
第1のビーム24aおよび第2のビーム24bは両方とも、2つの隣接サブエリア34a、34bが互いに重複する重複エリア36abを走査する。図8は、ビーム24aが描画経路28aに沿ってターゲットを走査し、ビーム24bが描画経路28bに沿って走査する、重複エリア36abを示す。2つのビームの描画経路は、重複エリア36abの中で重複する。この描画経路の重複は「ステッチング」と呼ばれ、隣接サブエリア間に露光されていない間隙が存在するリスクを減少させ、サブエリア間の移行を滑らかにすることを可能にする。
両方のビームが調整なしで使用される場合、重複エリアは、1つのビームのみによって露光されるターゲットの非重複エリア内で使用される露光線量に対して2倍の露光線量で露光される。このより高い露光線量は、重複エリア内で描画されるフィーチャが意図されたよりも大きいことを招く。たとえば、非重複エリアから重複エリアへと交差する、均一な幅の線の形をしたフィーチャは、重複エリア内で、非重複エリア内よりも大きい幅で露光される。この問題に対処するために重複エリア内で描画するためのさまざまな手法が可能である。
1つの手法では、重複エリア内で走査するときにビームのうちの1つがオフに切り換えられ、したがって、ビームのうちの1つのみが、重複エリアを実際に露光するために使用される。この手法が、露光されるパターンに関係なく使用される場合、重複を除去し、サブエリア間の露光されていない間隙という課題を再び持ち込むに過ぎない。重複エリア内で描画するビームが、重複エリア内で露光されるフィーチャに基づいて選択される「スマート境界」法が使用され得る。たとえば、露光されるフィーチャが、第1の非重複エリア38aと重複エリア36abとの間のスマート境界と交差するが、フィーチャが露光される間、重複エリアを露光する重複エリア36abおよび第2の非重複エリア38b間のスマート境界と交差しない場合、第1のビーム24aは、フィーチャを露光させることになる重複エリアを露光させるために使用される。これによって、境界と交差するフィーチャを非重複エリア38aと重複エリア36abの両方において1つのビームによって露光されることが可能になり、フィーチャのより均一な露光がもたらされる。
図9に示される別の手法では、両方のビームは重複エリアを露光するために使用されるが、各ビームが「ソフトエッジ」法を使って重複エリア内で描画するにつれて、各ビームの露光線量は次第に小さくされる。たとえば、第1のビーム24aが重複エリア36ab全体にわたって第1のサブエリア34aのエッジの方へ走査するにつれて、第1のビーム24aの露光線量70aが徐々に減少されることがあり、第2のビーム24bが重複エリア36ab全体にわたって第2のサブエリア34bのエッジから離れて走査するにつれて、第2のビーム24bの露光線量70bが、それに対応して増加することがある。これは、第1のビーム24aの露光線量70aを第1の非重複エリア38aとの境界における相対的100%線量から第1のサブエリア34aの縁(第2の非重複エリア38bとの境界)における0%線量に減少させことによって達成可能であり、第2のビーム24bの露光線量70bは、第2のサブエリア34bの縁(第1の非重複エリア38aとの境界)における0%線量から第2の非重複エリア38bとの境界における相対的100%線量増加されることがある。両方のビーム24a、24b走査から得られる合成線量72は、重複エリア36ab内で100%である。
露光されることになるフィーチャのトポロジに応じて、これらの2つの手法の組み合わせも使用されてよい。これらの技法の一例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、本出願人の米国特許出願公開第2012−0286170号に記載されている。
上記の手法のすべては、ステッチングの結果として露光線量の不均一性を持ち込むことを回避する、すなわち、ステッチングは、ターゲットの非重複エリアおよび重複エリア全体にわたって線量の変動を引き起こさない。以下で説明されるように、露光線量は、近接効果を補正するためなどのさまざまな理由で変化され得ることに留意されたい。上記の手法はまた、システムの公称100%線量に露光線量を制限する。荷電粒子ビームがラスタでターゲットの表面を走査するラスタ走査リソグラフィシステムでは、この100%線量が、ビームが十分にオンに切り換えられることに対応する。
対照的に、本発明は、露光線量がステッチングの結果として不均一であるように、重複エリア内での過剰露光の使用に依拠する。複数のビームによって描画することから生じる、重複エリア内で使用される累積露光線量は、公称100%露光線量、たとえば、ターゲットの非重複エリア内での各単一ビーム描画からの露光線量よりも大きい。たとえば、重複エリア36abを走査するときの第1のビーム24aおよび第2のビーム24bの露光線量が、重複エリアの少なくとも一部分にわたって、両方のビームからの合成線量が、それぞれの非重複エリア38a、38bを走査するときの各個々のビーム24a、24bの線量を超えるように設定される。
ステッチング領域(重複エリア)内のこのより高い線量が、ステッチング領域内の露光ラチチュードを改善する。露光ラチチュードは、線量の変化対限界寸法の変化との関係を指す。図10は、幅32nmの線のレジストにより覆われたターゲット上の荷電粒子ビームによる第1の露光を示す。第1の露光は、25nm FW50のスポットサイズを有するガウシアン電子ビームを使用して30uC/cm2の線量で作製される、すなわち、ビーム電流の50%が直径25nm以内にあり、線量プロファイル80をもたらす。ビームは、32nmの線を露光するために、その走査経路の32nmにわたってオンに切り換えられる。レジストは、15μC/cm2(平方cmあたりマイクロクーロン)の84をクリアするために線量を有する、すなわち、15μC/cm2で、レジストは、未露光から露光への移行を受ける。したがって、線量プロファイル80は、レジスト表面上の幅32nmの線を解像する。スポットサイズは、描画される線の幅程度であるので、線量プロファイル80の最大値は30μC/cm2よりも低いことに留意されたい。線がより広い場合、線量プロファイルは30μC/cm2レベルに達する。
25nm FW50のスポットサイズを有するガウシアン電子ビームを使用した43μC/cm2の線量における幅24nmの線の第2の露光は、線量プロファイル82になる。ビームは、線を露光するために、その走査経路の24nmにわたってオンに切り換えられる。示されるように、線量プロファイル82も、幅32nm、すなわち、84をクリアするために線量プロファイル82が線量に達する幅の線を解像する。
線量が増加される場合に線がどれほど広くなるかを表す露光ラチチュードは、露光ラチチュードが(Δ線量/ΔCD)/線量に等しいという式、すなわち、
Figure 0006688738
によって計算されてよく、ここで、CDは、限界寸法、この例では線の幅を指し、ΔDは線量の変化を指し、Dは公称線量を指す。両方の線量プロファイル80、82では、線縁における線量は同じ(すなわち、15μC/cm2)である。しかしながら、線量プロファイル82の傾き(ΔCD/Δdose)ははるかに大きく、したがって、露光ラチチュードの方が大きく、CDの所与の誤差に対してより大きな線量誤差が容認され得る。
より高い線量では、線量プロファイルはより急であり、レジスト内で形成される形状のより鋭い分離と、フィーチャのより正確な形成がもたらされ、より良い限界寸法均一性(CDu)を生じることになる。したがって、より高い露光線量は(特定の点まで)好ましい。
ラスタ走査リソグラフィシステムでは、荷電粒子ビームは、走査線の規則正しいパターンでターゲット表面を露光するためにターゲットにわたって走査され、ビームの最大線量は、供給源の明るさおよび走査の速度によって決定される。供給源の出力が増加可能でない限り、より高い線量は、ターゲットに線量を送達するようにより多くの時間を提供するためにより遅い走査を必要とし、したがって、システムのより低いスループットを招く。ベクトル走査リソグラフィシステムでは、荷電粒子ビームの走査速度、したがって線量は、より柔軟に制御され得るが、より複雑なビーム走査システムを犠牲にすることがある。
ターゲットの重複エリア36内で描画するための複数のビームの使用は、ビームが完全にアライメントされていない場合、重複エリア36内のステッチング誤差をもたらす。これらのステッチング誤差は、重複エリア36が非重複エリア38よりも高いCDuを有することになるために、他のタイプの誤差を増加させる。本発明の基礎となる洞察は、より高い露光線量を重複エリア内で使用することが露光ラチチュードを増加させ、それにより重複エリア内でCDuが改善するであろうということである。そのうえ、重複エリアを露光するために利用可能な複数のビームが存在するので、露光線量は、スループットの不利益を招くことなく重複エリア内で増加可能である。このようにして、ステッチングは、ステッチングのない非重複エリア内のCDuに匹敵するまたはこれよりも良い重複エリア内のCDuを維持しながらサブエリアのミスアラインメントを扱うために実行可能である。
上記で述べられたように、露光データは、パターンデータと露光線量データの両方を含んでよい。図11は、パターンデータ42と露光線量データ52とを含む、露光データ40のデータファイルを示す。露光線量データ52は、パターンデータ42と別個に表されてよく、たとえば線量マップでは、たとえば、露光データファイル40の一部分がパターンデータ42を備えてよく、データファイルの別個の部分が露光線量データ52を備えてよい。別法として、パターンデータ42および露光線量データ52は、両方のタイプのデータを包含する合成データによって表されてよく、たとえば、パターンデータ42内で表される各フィーチャは、線量値を含んでよい。パターンデータ42は、ターゲット30上に描画されることになるフィーチャの形状を表すデータを備え、露光データ52は、ターゲット30上のフィーチャを露光するための荷電粒子ビームのための露光線量を表す露光線量値を備える。
パターンデータ42は複数のサブセクション44に分割され、各サブセクション44は、ターゲット30の対応するサブエリア34内で露光されることになるフィーチャを表すデータを備える。パターンデータ42は、ターゲット上の重複エリア36内で露光されることになるフィーチャを表す重複パターンデータ46を含み、ターゲット上の非重複エリア38内で露光されることになるフィーチャを表す非重複パターンデータ48も含んでよい。パターンデータの各サブセクション44は、重複パターンデータ46と非重複パターンデータ48とを含んでよい。
露光線量データ52は同様に複数のサブ部分54に分割され、各サブ部分54は、ターゲット30の対応するサブエリア34を露光するために使用されることになる露光線量値を備える。露光線量データ52は、ターゲット上の重複エリア36を露光するために使用されることになる露光線量値を備える重複線量データ56を含み、ターゲット上の非重複エリア38を露光するために使用されることになる露光線量値を備える非重複線量データ58も含んでよい。露光線量データの各サブ部分54は、重複線量データ56と非重複線量データ58とを含んでよい。
一実施形態では、パターンデータ42のサブセクション44は、ターゲット30の特定のサブエリア34を露光するために、単一荷電粒子ビーム24の制御に使用される。重複パターンデータ46は、パターンデータ42の複数のサブセクション44の一部を形成し、ターゲット上の重複エリア36の露光の目的で複数の荷電粒子ビーム24を制御するために使用され得る。同様に、露光線量データ52のサブ部分54は、ターゲット30の特定のサブエリア34を露光するために、単一荷電粒子ビーム24の制御に使用され得る。重複線量データ56は、露光線量データ52の複数のサブ部分54の一部を形成し、ターゲット上の重複エリア36の露光の目的で複数の荷電粒子ビーム24を制御するために使用され得る。パターンデータ42のサブセクション44および露光線量データ52のサブ部分54は、代わりに、特定のサブエリア34を露光するために荷電粒子ビーム24のグループの制御に使用されてよく、本明細書で説明される同じ原理および詳細は、ビームのグループにも適用されることに留意されたい。
パターンデータ42によって表される、ターゲット30上で露光されることになるフィーチャ60のうちの1つまたは複数は、重複パターンデータ46の中に部分的または全体的にあり、ターゲット30上の重複エリア36の中に部分的または全体的に形成されることになるフィーチャを表してよい。ターゲット30を露光する前に、重複エリア36内で形成されることになるこれらのフィーチャまたはフィーチャの一部分を表すパターンデータ42は、重複エリア36内で形成されることになるフィーチャのサイズを減少させるように処理されてよい。たとえば、この処理は、データが、減少した幅を有するフィーチャ60を表すように、重複パターンデータ46を変えることになってよい。
図13は、ターゲット30上に露光されることになるパターンデータ42によって表されるフィーチャ60の表示である。フィーチャ60は、ターゲットのサブエリア34aおよび34bそれぞれの中で露光されることになるパターンデータ42のサブセクション44aおよび44b内で表される方形形状の形をとる。フィーチャ60の第1の部分は、ターゲットの非重複エリア38a内で露光されることになる非重複パターンデータ48aにおいて表され、第2の部分は、ターゲットの重複エリア36ab内で露光されることになる重複パターンデータ46abにおいて表され、第3の部分は、ターゲットの非重複エリア38b内で露光されることになる非重複パターンデータ48bにおいて表される。
図14Aは、一実施形態による、ターゲット30の露光の準備をするように重複パターンデータを処理した後の、パターンデータ42によって表されるフィーチャ60の表示である。重複パターンデータ46abの処理は、データが、非重複パターンデータ48aおよび48b内のフィーチャの幅に対して重複パターンデータ46ab内の減少した幅を有するフィーチャ60を表すように、データを修正することをもたらす。重複パターンデータ46ab内のフィーチャ60の幅の減少は、データの一部分にわたっての線形減少であり、重複エリア内のフィーチャの一部分のフィーチャの幅の漸減をもたらす。
図14Bは、一実施形態による、ターゲット30の露光の準備をするように重複線量データを処理した後の、露光線量データ52によって表される露光線量値の表示である。重複線量データ56abの処理は、重複エリア36abの少なくとも一部分にわたって露光線量がターゲットの隣接する非重複エリア38a、38b内の最大露光線量を超えるように、データが、ターゲットの対応する重複エリア36abの露光のための露光線量値を表すように、データを修正することをもたらす。
上記で述べられたように、重複線量データ56は、ターゲット上の対応する重複エリア36の露光の目的で複数の荷電粒子ビーム24を制御するために使用され得る。重複エリア36内の結果として生じる実際の線量は、重複エリア内で描画するによって付与された各ビーム線量の合計である。2つのビーム24a、24bが、ターゲット上の重複エリア36abを形成するために重複するターゲット上の隣接サブエリア34a、34b内で描画する場合、露光データは、重複エリア36abを露光するための2つのビーム24a、24bの各々に対する露光線量値を表す重複線量データ56abを含み得る。
図12は、この状況における露光線量データの処理の一例を示す。露光線量データ52は、非重複線量データ58aと重複線量データ56abと非重複線量データ58bとを含む、ターゲット30を露光するための露光線量値を含む。露光線量データ52は、ビーム24aがサブエリア36aを露光する露光線量を表すサブ部分54aとビーム24bがサブエリア36bを露光する露光線量を表すサブ部分54bとを含むサブ部分に分割される。重複線量データ56abは、ビーム24aが重複エリア36abを露光する露光線量値を表す重複線量データ56aと、ビーム24bが重複エリア36abを露光する露光線量値を表す重複線量データ56bに分割される。
重複線量データの処理は、データの2つのセット内の対応する露光線量値の合計が非重複線量データ58aおよび58bのための露光線量値よりも大きいように重複線量データ56aおよび56bの2つのセットを修正することをもたらす。このようにして、ターゲット上の重複エリア36abの少なくともいくつかの部分における結果として得られる実際の線量は、非重複エリア36aおよび36bにおける線量よりも高く、すなわち、重複エリア36abの一少なくとも部分にわたっての露光線量は、ターゲットの隣接する非重複エリア38a、38bにおける最大露光線量を超える。
図14Bに戻ると、ターゲット上のサブエリア36aを露光するためにビーム24aに使用されることになる露光線量値70aが示されており、ターゲット上のサブエリア36bを露光するためにビーム24bに使用されることになる露光線量値70bが示されている。水平軸は、露光線量データ52が露光値を表す、ターゲット上のサブエリア36aおよび36bを通る線に沿った位置を表し、垂直軸は、露光線量値の大きさを表す。
図14Bの実施形態では、各ビームの露光線量が、相補的変動における重複エリアの線形変動において減少される。ビーム24aの露光線量70aは、非重複エリア38aにおいては公称100%に設定され、重複エリア36abの第1の一部においては100%に保たれ、次いで、第1のサブエリア34aの縁における、すなわち、重複エリア36abの終わりにおけるゼロ線量まで、線形的に減少される。ビーム24bの露光線量70bは、この変動の鏡像に追従し、重複エリア36abの第1の一部の中の100%線量であり、第2のサブエリア34bの縁においてゼロ線量まで線形的に減少される。重複エリア36ab内の各点における合成線量70aおよび70bから生じる、重複36ab内の結果として生じる合成線量72は、非重複エリア38a、38b内で使用される公称100%線量を越える。
重複線量データ56a内の線量値の少なくとも一部分は、重複エリア36ab内の対応する描画位置に応じて変化し、非重複エリア38aの隣の重複エリア36abの縁からの対応する描画位置の距離を増加させるにつれて、大きさが減少する。この変動の鏡像で、重複線量データ56b内の線量値の少なくとも一部分は、重複エリア36ab内の対応する描画位置に応じて変化し、非重複エリア38bの隣の重複エリア36abの縁から対応する描画位置の距離を減少させるにつれて、大きさが増加する。
このようにして、ビーム24aが重複エリア36ab全体にわたってサブエリア34aの縁の方へ走査するにつれて、露光線量70aは減少する(フェードアウトする)が、隣接サブエリア34bの縁から始まる重複エリア36ab全体にわたってビーム24bが走査するにつれて、ビーム24bの露光線量は増加する(フェードインする)。重複線量データ56aおよび56b内の線量値のすべてが減少されるとは限らないことに留意されたい。この実施形態では、線量値70a、70bの変動およびフィーチャサイズ62の変動は、重複エリアの少なくとも一部分にわたって重複エリア36ab内の描画位置に対して線形的であるが、重複エリアの別の部分にわたって線量値の変動はない。以下で説明されるように、他の変動も使用されてよい。
ターゲットの重複エリア36ab内の各位置において、重複パターンデータ46abによって表されるフィーチャ60の減少した幅は、露光線量値70a、70bの合計72がターゲットの非重複エリア38a、38b内で使用される最大露光線量値を超える量に関連する(たとえば、幅は、この量に比例してよい)。合成露光線量72が増加するにつれて、フィーチャ60の幅が減少され、合成露光線量72が一定を保つとき、フィーチャ60の幅も一定を保ち、合成露光線量72が減少されるにつれて、フィーチャ60の幅が増加する。減少したフィーチャサイズと重複エリア内の増加された露光線量は、所望のサイズを有するが改善された露光ラチチュードを有するフィーチャを解像するために互いにバランスをとる。
図14Cは、図14Aおよび図14Bによる修正されたパターンデータおよび露光線量データによりビーム24a、24bによるターゲットの表面上のレジスト内で解像されるときのフィーチャ90を示す。重複エリア36ab内のフィーチャ90の部分92は、ターゲットの非重複エリア38a、38b内と同じ幅を有して解像される。パターンデータ42内で表される重複エリア内のフィーチャ60の減少したサイズは、露光線量データ52内で表される重複エリア内のより高い露光線量72によって補償される。露光データ40のこれらの2つの調整は、好ましくは、レジストの現像後の重複エリア内の解像されたパターンが重複エリア内のフィーチャの所望の寸法を示すように実施される。
重複パターンデータ46および重複線量データ56によって表される露光線量値の対応する増加によって表される1つまたは複数のフィーチャ60のサイズを減少させる露光データ40の処理は、所望の寸法であるが増加された露光ラチチュードを有するフィーチャの露光をもたらす。重複エリア36内のステッチングは、ステッチング内の誤差によりCDu誤差を引き起こし、これらのステッチング誤差は、ステッチングのない非重複エリア38内に存在しない。しかしながら、重複エリア36内の改善された露光ラチチュードは、最終結果は、重複エリア36内のCDuが非重複エリア38内のCDuに匹敵するまたはこれよりも良いことであるような、CDu誤差のすべての改善をもたらす。
図15A〜図15Cは、図14A〜図14Cに示される実施形態に類似するがパターンデータの正弦波状変動と対応する露光線量値の正弦波状変動とを有する別の実施形態を示す。図15Aおよび図15Bは、ターゲット30の露光の準備をするように重複線量データを処理した後の、パターンデータ42によって表されるフィーチャ60および露光線量データ52によって表される露光線量値の表示である。図15Cは、図15Aおよび図15Bによる修正されたパターンデータおよび露光線量データによりビーム24a、24bによるターゲットの表面上のレジスト内で解像されるときのフィーチャ90を示す。
この実施形態では、線量値70a、70bの変動およびフィーチャサイズ62の変動は、重複エリアの少なくとも一部分にわたって重複エリア36ab内の描画位置に対して正弦波状である。他の変動も可能であり、好ましくは、線量値70a、70bおよびフィーチャサイズ62は、重複エリアの少なくとも一部分にわたる重複エリア36ab内の描画位置に対して変化する。
合成露光線量値72が、ゼロに近い傾き(図15Bなどの線量対位置プロットにおいて)を有して重複エリア内で増加し、徐々に増加する(パターンデータ内のフィーチャ寸法の対応する修正を有する)ことが好ましい。図15Bに示される正弦波状変動は、このことを示し、類似の性質を有する他の関数も良好な結果を達成し得る。線量72が重複エリア内で増加するにつれて、露光ラチチュードも増加し、線量対位置プロットの傾きによって得られるステッチ誤差は、より良く補償可能である。
上記で図14A〜図14Cの実施形態について説明したように、フィーチャサイズを線形的に減少させ重複エリアのための露光線量を増加させる露光データ40の処理は、所望の寸法であるが増加された露光ラチチュードを有するフィーチャの露光をもたらす。フィーチャサイズおよび露光線量の正弦波状変動または類似の変動は、露光線量が重複エリア内でCDuをより良く提供するために増加するにつれて、改善された露光ラチチュードを提供する。
露光線量データの線量値は、各荷電粒子ビームによってターゲット上のレジストに付与される露光線量を変化させるために使用される。リソグラフィシステムは、可変強度荷電粒子源などの、露光線量を変化させるための手段を含んでよい。しかしながら、露光線量は、好ましくは、ビームのための所望の露光線量をもたらす特定のマーク対スペース比を達成するために個々のビームのオンとオフとを切り換えることによって変化させられる。この切り換えは、たとえば、図1に示されるなどのブランカアレイおよびビームストップアレイによって達成され得る。ディザリングの一例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、本出願人の米国特許出願公開第2012−0286169号および第2012−0286170号に記載されている。
したがって、これらの実施形態は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、さまざまな修正形態および代替形態が可能であることが認識されよう。したがって、特定の実施形態が説明されてきたが、これらは例にすぎず、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲において定義される。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]複数の荷電粒子ビーム(23)を使用してターゲット(30)上のパターンを露光するために露光データ(40)を処理するための方法であって、前記露光データが、前記荷電粒子ビームの露光線量を表す露光線量データ(52)と、前記ターゲット(30)上に描画されることになる1つまたは複数のフィーチャ(50)を表すパターンデータ(42)とを備える方法において、
前記ターゲットの重複エリア(36)内の位置に対応する線量値の合計が、隣接サブエリア(34)が重複しない前記ターゲットの非重複エリア(38)のための最大線量値を超えるように、前記露光線量データ(52)の1つまたは複数の線量値を設定することと、
前記パターンデータ(42)を複数のサブセクション(44)に分割することと、前記サブセクションの各々が、前記ターゲット(30)の対応するサブエリア(34)内で描画されることになる前記パターンの一部を表すパターンデータを備え、ここにおいて、前記パターンデータ(42)が、隣接サブエリア(34)が重複する、前記ターゲットの対応する重複エリア(36)内に描画されることになる前記パターンの一部を表す重複パターンデータ(46)を備える、
前記重複パターンデータによって表される1つまたは複数のフィーチャのサイズを減少させるように前記重複パターンデータ(46)を処理することと
を備える方法。
[2]パターンデータの前記サブセクション(44a)の第1のサブセクションが前記サブエリア(34a)の第1のサブセクションに対応し、パターンデータの前記サブセクション(44b)の第2のサブセクションが前記サブエリア(34b)の第2のサブセクションに対応し、前記第1のサブセクションおよび前記第2のサブセクション(44a、46b)の各々が、前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)の重複エリア(36)に対応する重複パターンデータ(46)を含む、[1]に記載の方法。
[3]前記パターンデータ(42)が、幅を有するフィーチャを表し、前記フィーチャが、部分的には前記重複パターンデータ(46)内に、部分的には非重複パターンデータ(48)内に備えられ、ここにおいて、前記重複パターンデータ(46)の前記処理が、前記非重複パターンデータ(48)内の前記フィーチャの前記幅に対して前記重複パターンデータ(46)内の前記フィーチャの前記幅を減少させることをもたらす、[1]または[2]に記載の方法。
[4]前記重複パターンデータ(46)の前記処理が、前記1つまたは複数のフィーチャの寸法が前記パターンデータ(42)の非重複パターンデータ(48)内よりも前記重複パターンデータ(46)内で小さいことをもたらす、[1]から[3]のいずれか一項に記載の方法。
[5]前記露光線量データ(52)の前記線量値のうちの1つまたは複数を設定する前記ステップが、前記ターゲットの各重複エリア(36)のための線量値(56a、56b)の2つのセットを生成することを備え、一方のセット内の各線量値が、他方のセット内の対応する線量値を有し、ここにおいて、前記線量値のうちの少なくともいくつかのための前記2つのセット内の対応する線量値の前記合計が、隣接サブエリア(34)が重複しない前記ターゲットの前記非重複エリア(38)のための最大線量値を超える、[1]から[4]のいずれか一項に記載の方法。
[6]前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの減少が、前記ターゲットの重複エリア(36)内の位置に対応する露光線量値の合計が前記ターゲットの前記非重複エリア(38)のための最大露光線量値を超える量に関連する、[5]に記載の方法。
[7]前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの減少が、前記ターゲットの重複エリア(36)内の位置に対応する露光線量値の合計が前記ターゲットの前記非重複エリア(38)のための最大露光線量値を超える前記量の関数である、[5]または[6]のいずれか一項に記載の方法。
[8]前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの前記減少が、前記ターゲットの重複エリア(36)内の位置に対応する露光線量値の合計が前記ターゲットの前記非重複エリア(38)のための最大露光線量値を超える前記量に比例する、[5]から[7]のいずれか一項に記載の方法。
[9]前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの前記減少が、前記ターゲット上に存在し前記荷電粒子ビームによって露光されることになるレジストの現像後の前記フィーチャの所望のサイズと組み合わせて前記重複エリア内の前記対応する線量値の合計(72)から計算される、[5]から[9]のいずれか一項に記載の方法。
[10]前記露光線量データ(52)が複数のサブ部分(54)に分割され、前記サブ部分の各々が、前記ターゲット(30)の対応するサブエリア(34)を露光するための露光線量値を含み、ここにおいて、前記露光線量データ(52)が、隣接サブエリア(34)が重複する、前記ターゲットの対応する重複エリア(36)のための露光線量を表す重複線量値(56)と、隣接サブエリア(34)が重複しない、前記ターゲットの対応する非重複エリア(38)のための露光線量を表す非重複線量値(58)とを備える、[1]から[9]のいずれか一項に記載の方法。
[11]露光線量データの第1のサブ部分(54a)が前記サブエリア(34a)の第1のサブエリアに対応し、露光線量データの第2のサブ部分(54b)が前記サブエリア(34b)の第2のサブエリアに対応し、前記第1のサブ部分および前記第2のサブ部分(54a、54b)の各々が、前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)の重複エリア(36a)に対応する重複線量値(56a、56b)を含む、[1]から[10]のいずれか一項に記載の方法。
[12]前記ターゲットの前記サブエリア(34a)の第1のサブエリアに対応する前記露光線量データ(52)の第1のサブ部分(54a)を識別することと、
前記ターゲットの前記サブエリア(34b)の第2のサブエリアに対応する前記露光線量データ(52)の第2のサブ部分(54b)を識別することと、
前記第1のサブエリアと前記第2のサブエリア(34a、34b)が重複する、前記ターゲットの重複エリア(36)内の描画位置に各々対応する複数の線量値を有する第1の重複線量データ(56a)を生成することと、ここにおいて、前記線量値の少なくとも一部分が、前記重複エリア内の対応する描画位置に応じて変化し、前記線量値は、前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリア(34a)の一部からの対応する描画位置の距離を増加させるにつれて、大きさが減少する、
前記ターゲットの前記重複エリア(36)内の描画位置に各々対応する複数の線量値を有する第2の重複線量データ(56b)を生成することと、ここにおいて、前記線量値の少なくとも一部分が前記重複エリア内の対応する描画位置に応じて変化し、前記線量値は、前記重複エリア(36)の外部の前記第2のサブエリア(34b)の一部からの対応する描画位置の距離を増加させるにつれて、大きさが減少する、
をさらに備える、[1]から[11]のいずれか一項に記載の方法。
[13]前記第1の重複線量データおよび前記第2の重複線量データ(56a、56b)の前記線量値の前記変動が、前記描画位置の少なくとも一部分にわたる前記線量値の対応する描画位置に応じた線形変動である、[12]に記載の方法。
[14]前記第1の重複線量データおよび前記第2の重複線量データ(56a、56b)の前記線量値の前記変動が、前記描画位置の少なくとも一部分にわたる前記線量値の対応する描画位置に応じた正弦波状変動である、[12]に記載の方法。
[15]前記露光線量データ(52)の前記線量値が、前記ビームをディザリングするためのディザリング値を備える、[1]から[14]のいずれか一項に記載の方法。
[16]前記ターゲット(30)にわたって前記複数の荷電粒子ビーム(23)をラスタ走査することによってターゲット(30)上のパターンを露光するための露光データ(40)を処理するために適合される、[1]から[15]のいずれか一項に記載の方法。
[17]露光データ(40)に従って複数の荷電粒子ビーム(23)を使用してターゲット(30)を露光するための方法であって、前記露光データが、前記ターゲット上で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャを表すパターンデータ(42)と、前記荷電粒子ビームの露光線量を表す露光線量データ(52)とを備える方法において、
[1]から[16]のいずれか一項に記載の方法により前記露光データ(40)を処理することと、
前記処理された露光データに従って制御された前記荷電粒子ビームを使用して前記ターゲットを露光することと
を備える方法。
[18]前記ターゲットの第1のサブエリア(34a)を露光するための前記荷電粒子ビームの第1の荷電粒子ビームを割り当て、前記ターゲットの第2のサブエリア(34b)を露光するための前記荷電粒子ビームの第2の荷電粒子ビームを割り当てることと、ここにおいて、前記第1のサブエリアと前記第2のサブエリアが隣接し、重複エリア(36)内で重複する、
前記処理された露光データの第1の部分に従って前記第1の荷電粒子ビームを使用して前記ターゲットの前記第1のサブエリア(34a)を露光することと、
前記処理された露光データの第2の部分に従って前記第2の荷電粒子ビームを使用して前記ターゲットの前記第2のサブエリア(34b)を露光することと
をさらに備える、[17]に記載の方法。
[19]複数の荷電粒子ビーム(23)を使用してターゲット(30)上のパターンを露光するための方法であって、
第1のサブエリア(34a)が前記ターゲットの第2のサブエリア(34b)と重複する重複エリア(36)を含めて、前記荷電粒子ビームの第1の荷電粒子ビーム(23a)を使用して前記ターゲットの前記第1のサブエリア(34a)を露光することと、
前記重複エリア(36)を含めて、前記荷電粒子ビームの第2の荷電粒子ビーム(23b)前記ターゲットの第2のサブエリア(34b)を露光することと
を備え、
ここにおいて、前記荷電粒子ビームが、前記ターゲット(30)上で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャ(60)を表すパターンデータ(42)に従って制御され、前記方法が、前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)内で描画されることになるフィーチャに対して前記重複エリア(36)内で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャのサイズを減少させるように前記重複パターンデータ(46)を処理することを備える、
ここにおいて、前記重複エリア(36)の少なくとも一部分内の露光線量が、前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)内の最大露光線量よりも高い、方法。
[20]前記重複エリア(36)の少なくとも一部分の中で描画するときの前記第1の荷電粒子ビームと前記第2の荷電粒子ビームの合成露光線量が、前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリア(34a)の中で描画するときの前記第1の荷電粒子ビーム(23a)の最大露光線量よりも高く、前記重複エリア(36)の外部の前記第2のサブエリア(34b)の中で描画するときの前記第2の荷電粒子ビーム(23b)の最大露光線量よりも高い、[19]に記載の方法。
[21]前記重複エリア(36)の少なくとも一部分に対して、前記第1の荷電粒子ビーム(23a)の露光線量(70a)が、前記重複エリア内のその描画位置に応じて変化し、ここにおいて、前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリア(34a)の一部からの距離を増加させるにつれて、前記第1の荷電粒子ビームの前記露光線量が減少する、[19]または[20]に記載の方法。
[22]前記重複エリア(36)の少なくとも一部分に対して、前記第2の荷電粒子ビーム(23b)の露光線量(70b)が、前記重複エリア内のその描画位置に応じて変化し、ここにおいて、前記重複エリア(36)の外部の前記第2のサブエリア(34b)の一部からの距離を増加させるにつれて、前記第2の荷電粒子ビームの前記露光線量が減少する、[21]に記載の方法。
[23]前記第1の荷電粒子ビームおよび前記第2の荷電粒子ビーム(23a、23b)の前記露光線量の変動が、描画位置に応じた線形変動である、[22]に記載の方法。
[24]前記第1の荷電粒子ビームおよび前記第2の荷電粒子ビーム(23a、23b)の前記露光線量の変動が、描画位置に応じた正弦波状変動である、[22]に記載の方法。
[25]前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの減少が、前記重複エリア(36)内の露光線量が前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)内の最大露光線量よりも高い量の関数である、[22]から[24]のいずれか一項に記載の方法。
[26]前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの前記減少が、前記重複エリア(36)内の露光線量が前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)内の最大露光線量よりも高い前記量に比例する、[25]に記載の方法。
[27]前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの前記減少が、前記ターゲット上に存在し前記荷電粒子ビームによって露光されることになるレジストの現像後の前記フィーチャの所望のサイズと組み合わせた前記重複エリア内の総露光線量(72)から計算される、[19]から[26]のいずれか一項に記載の方法。
[28]前記パターンがラスタ走査の形で前記ターゲット(30)上で露光される、[19]から[27]のいずれか一項に記載の方法。
[29]複数の荷電粒子ビーム(24)を使用してターゲット(30)を露光するための荷電粒子リソグラフィシステムであって、
前記荷電粒子ビームを生成するために適合された荷電粒子生成器(1、3、4、6)と、
露光データ(40)に従って前記荷電粒子ビームを変調するように適合された変調システム(7)と、
前記ターゲットの表面にわたって前記ビームを走査するために前記荷電粒子ビームを偏向するように適合された偏向システム(9)と、
前記荷電粒子ビーム(24)を前記ターゲット上に投影するように適合された投影レンズシステム(10)と、
前記ターゲットを保持するための可動ステージ(16)と、
前記変調システムと前記偏向システムと前記ステージとを制御するように適合された1つまたは複数の制御ユニット(104、106、108、110)と
を備え、
ここにおいて、前記リソグラフィシステムが、[17]から[28]のいずれか一項に記載の方法により前記ターゲットを露光するために適合される、システム。
[30]前記変調システムが、前記複数の荷電粒子ビーム(24)のうちの個々のビームのオンとオフとを切り換えるためのビームレットブランカアレイ(7)とビームストップアレイ(8)とを備える、[29]に記載のシステム。
[31]前記変調システムが、露光線量データ(52)に従って前記荷電粒子ビーム(24)の露光線量を調整するように適合される、[29]または[30]に記載のシステム。
[32]前記変調システムが、前記露光線量データ(52)に従って前記荷電粒子ビームをディザリングすることによって前記荷電粒子ビーム(24)の露光線量を調整するように適合される、[29]から[31]のいずれか一項に記載のシステム。
[33]前記変調システムが、パターンデータ(42)に従って前記荷電粒子ビームのオンとオフとを切り換えるように適合される、[29]から[32]のいずれか一項に記載のシステム。
[34]複数の荷電粒子ビーム(23)を使用してターゲット(30)上のパターンを露光するための露光データ(40)ファイルであって、前記露光データが、前記ターゲット(30)上で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャ(50)を表すパターンデータ(42)と、前記ターゲット上の前記パターンを露光するための前記荷電粒子ビームの露光線量を表す露光線量データ(52)とを備え、ここにおいて、前記露光データが、[1]から[16]のいずれか一項に記載の方法により処理される、露光データ(40)ファイル。
[35][34]に記載の露光データ(40)ファイルを含むデータキャリア。
[36]露光データ(40)を記憶するためのメモリ手段(122)と、
[1]から[16]のいずれか一項に記載の方法により前記露光データを処理するために適合された処理手段(124)と
を備えるデータ処理システム。

Claims (32)

  1. 複数の荷電粒子ビーム(23)を使用して、複数のビームリソグラフィによってターゲット(30)上にパターンを露光するための露光データ(40)を処理するための方法であって、各荷電粒子ビームが、前記ターゲットのサブエリア(34)を走査し、ここにおいて、隣接サブエリア(34;34a、34b)は、重複エリア(36)において重複し、前記露光データが、前記荷電粒子ビームの露光線量(70、70a、70b)を表す露光線量データ(52)と、前記ターゲット(30)上に描画されることになる1つまたは複数のフィーチャ(50)を表すパターンデータ(42)とを含む方法において、
    前記パターンデータ(42)を複数のサブセクション(44)に分割し、前記サブセクションの各々は、対応する荷電粒子ビームによって、前記ターゲット(30)の対応するサブエリア(34)内で描画されることになる前記パターンの一部を表すパターンデータを含み、ここにおいて、前記パターンデータ(42)は、隣接サブエリア(34)が重複する、前記ターゲットの対応する重複エリア(36)内に描画されることになる前記パターンの一部を表す重複パターンデータ(46)を含むことと、
    前記ターゲットの重複エリア(36)内の位置に対応する線量値の合計が、隣接サブエリア(34)が重複しない、前記ターゲットの非重複エリア(38)に対する最大線量値を超えるように、前記露光線量データ(52)の1つまたは複数の線量値を設定することと、
    ここにおいて、重複エリアにおいて描画する前記荷電粒子ビームのうちの少なくとも1つに対する前記露光線量の線量値は、前記重複エリア内の前記位置によって変化するように設定され、
    前記重複パターンデータによって表される1つまたは複数のフィーチャのサイズを減少させるように、前記重複パターンデータ(46)を処理し、ここにおいて、前記重複エリア内のより高い露光線量は、前記重複エリア内のフィーチャのサイズの減少によって補償されることとを含む方法。
  2. パターンデータの前記サブセクションの第1のサブセクション(44a)が前記サブエリアの第1のサブエリア(34a)に対応し、パターンデータの前記サブセクションの第2のサブセクション(44b)が前記サブエリアの第2のサブエリア(34b)に対応し、前記第1のサブセクションおよび前記第2のサブセクション(44a、44b)の各々が、前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)の重複エリア(36)に対応する重複パターンデータ(46)を含む請求項1記載の方法。
  3. 前記パターンデータ(42)が、幅を有するフィーチャを表し、前記フィーチャは、部分的には前記重複パターンデータ(46)で、部分的には非重複パターンデータ(48)で構成され、ここにおいて、前記重複パターンデータ(46)の前記処理は、前記非重複パターンデータ(48)内の前記フィーチャの前記幅に対して、前記重複パターンデータ(46)内の前記フィーチャの前記幅を減少させることをもたらす請求項1または請求項2記載の方法。
  4. 前記重複パターンデータ(46)の前記処理は、前記1つまたは複数のフィーチャの寸法が、前記パターンデータ(42)の非重複パターンデータ(48)内よりも、前記重複パターンデータ(46)内で小さいことをもたらす請求項1から3のいずれか1項記載の方法。
  5. 前記露光線量データ(52)の前記線量値のうちの1つまたは複数を設定するステップは、前記ターゲットの各重複エリア(36)に対する線量値(56a、56b)の2つのセットを生成させることを含み、一方のセット内の各線量値が、他方のセット内の対応する線量値を有し、ここにおいて、前記線量値のうちの少なくともいくつかに対する前記2つのセット内の対応する線量値の前記合計が、隣接サブエリア(34)が重複しない、前記ターゲットの前記非重複エリア(38)に対する最大線量値を超える請求項1から4のいずれか1項記載の方法。
  6. 前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの減少は、前記ターゲットの重複エリア(36)内の位置に対応する露光線量値の合計が、前記ターゲットの前記非重複エリア(38)に対する最大露光線量値を超える量に関連する請求項1から5のいずれか1項記載の方法。
  7. 前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの前記減少は、前記ターゲットの重複エリア(36)内の位置に対応する露光線量値の合計が、前記ターゲットの前記非重複エリア(38)に対する最大露光線量値を超える前記量に比例する請求項6記載の方法。
  8. 前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの前記減少は、前記ターゲット上に存在し前記荷電粒子ビームによって露光されることになるレジストの現像後の前記フィーチャの所望のサイズと組み合わせて、前記重複エリア内の前記対応する線量値の合計(72)から計算される請求項1から7のいずれか1項記載の方法。
  9. 前記露光線量データ(52)が複数のサブ部分(54)に分割され、前記サブ部分の各々は、前記ターゲット(30)の対応するサブエリア(34)を露光するための露光線量値を含み、ここにおいて、前記露光線量データ(52)は、隣接サブエリア(34)が重複する、前記ターゲットの対応する重複エリア(36)に対する露光線量を表す重複線量値(56)と、隣接サブエリア(34)が重複しない、前記ターゲットの対応する非重複エリア(38)に対する露光線量を表す非重複線量値(58)とを含む請求項1から8のいずれか1項記載の方法。
  10. 露光線量データの第1のサブ部分(54a)が前記サブエリアの第1のサブエリア(34a)に対応し、露光線量データの第2のサブ部分(54b)が前記サブエリアの第2のサブエリア(34b)に対応し、前記第1のサブ部分および前記第2のサブ部分(54a、54b)の各々は、前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)の重複エリア(36a)に対応する重複線量値(56a、56b)を含む請求項1から9のいずれか1項記載の方法。
  11. 前記ターゲットの前記サブエリアの第1のサブエリア(34a)に対応する前記露光線量データ(52)の第1のサブ部分(54a)を識別することと、
    前記ターゲットの前記サブエリアの第2のサブエリア(34b)に対応する前記露光線量データ(52)の第2のサブ部分(54b)を識別することと、
    前記第1のサブエリアと前記第2のサブエリア(34a、34b)が重複する、前記ターゲットの重複エリア(36)内の描画位置に各々対応する複数の線量値を有する第1の重複線量データ(56a)を生成させ、ここにおいて、前記線量値の少なくとも一部分は、前記重複エリア内の対応する描画位置に応じて変化し、前記線量値は、前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリア(34a)の一部からの対応する描画位置の距離が増加するにつれて、大きさが減少することと、
    前記ターゲットの前記重複エリア(36)内の描画位置に各々対応する複数の線量値を有する第2の重複線量データ(56b)を生成させ、ここにおいて、前記線量値の少なくとも一部分は、前記重複エリア内の対応する描画位置に応じて変化し、前記線量値は、前記重複エリア(36)の外部の前記第2のサブエリア(34b)の一部からの対応する描画位置の距離が増加するにつれて、大きさが減少することをさらに含む請求項1から10のいずれか1項記載の方法。
  12. 前記第1の重複線量データおよび前記第2の重複線量データ(56a、56b)の前記線量値の変動は、前記描画位置の少なくとも一部分にわたる前記線量値の対応する描画位置に応じた線形変動である請求項11記載の方法。
  13. 前記第1の重複線量データおよび前記第2の重複線量データ(56a、56b)の前記線量値の変動は、前記描画位置の少なくとも一部分にわたる前記線量値の対応する描画位置に応じた正弦波状変動である請求項11記載の方法。
  14. 前記露光線量データ(52)の前記線量値は、前記ビームをディザリングするためのディザリング値を含む請求項1から13のいずれか1項記載の方法。
  15. 前記方法は、前記ターゲット(30)にわたって前記複数の荷電粒子ビーム(23)をラスタ走査することによってターゲット(30)上にパターンを露光するための露光データ(40)を処理するように適合されている請求項1から14のいずれか1項記載の方法。
  16. 露光データ(40)にしたがって、複数の荷電粒子ビーム(23)を使用して、ターゲット(30)を露光するための方法であって、前記露光データは、前記ターゲット上に描画されることになる1つまたは複数のフィーチャを表すパターンデータ(42)と、前記荷電粒子ビームの露光線量を表す露光線量データ(52)とを含む方法において、
    請求項1から15のいずれか1項記載の方法にしたがって前記露光データ(40)を処理することと、
    前記処理された露光データにしたがって制御される前記荷電粒子ビームを使用して、前記ターゲットを露光し、ここで、各荷電粒子ビームは、前記ターゲットのサブエリア(34)を走査することとを含む方法。
  17. 前記ターゲットの第1のサブエリア(34a)を露光するために、前記荷電粒子ビームの第1の荷電粒子ビームを割り当て、前記ターゲットの第2のサブエリア(34b)を露光するために、前記荷電粒子ビームの第2の荷電粒子ビームを割り当て、ここにおいて、前記第1のサブエリアと前記第2のサブエリアは隣接し、重複エリア(36)内で重複することと、
    前記処理された露光データの第1の部分にしたがって、前記第1の荷電粒子ビームを使用して、前記ターゲットの前記第1のサブエリア(34a)を露光することと、
    前記処理された露光データの第2の部分にしたがって、前記第2の荷電粒子ビームを使用して、前記ターゲットの前記第2のサブエリア(34b)を露光することとをさらに含む請求項16記載の方法。
  18. 複数の荷電粒子ビーム(23)を使用して、複数のビームリソグラフィによってターゲット(30)上にパターンを露光するための方法であって、各荷電粒子ビームが、前記ターゲットのサブエリア(34)を走査する方法において、
    前記ターゲット(30)上に描画されることになる1つまたは複数のフィーチャ(60)を表すパターンデータ(42)と、前記荷電粒子ビームの各々の露光線量を表す露光線量データ(52)とにしたがって、前記荷電粒子ビームを制御することと、
    前記荷電粒子ビームの第1の荷電粒子ビーム(23a)を使用して、第1のサブエリア(34a)が前記ターゲットの第2のサブエリア(34b)と重複する重複エリア(36)を含む、前記ターゲットの前記第1のサブエリア(34a)を露光することと、
    前記荷電粒子ビームの第2の荷電粒子ビーム(23b)を使用して、前記重複エリア(36)を含む、前記ターゲットの前記第2のサブエリア(34b)を露光することと、
    ここにおいて、前記重複エリア(36)の少なくとも一部分内の露光線量は、前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)内の最大露光線量よりも高く、
    前記荷電粒子ビームが前記重複エリアを走査するとき、前記重複エリア内のその描画位置に応じて変化するように、前記荷電粒子ビーム(23a、23b)の少なくとも1つに対する前記露光線量(70a、70b)を制御することと、
    前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)内で描画されることになるフィーチャに対して、前記重複エリア(36)内で描画されることになる1つまたは複数のフィーチャのサイズを減少させるように、前記重複エリア(36)において描画されることになる前記パターンの一部を表す重複パターンデータ(46)を処理することとを含む方法。
  19. 前記重複エリア(36)の少なくとも一部分の中で描画するときの前記第1の荷電粒子ビームと前記第2の荷電粒子ビームの合成露光線量が、前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリア(34a)の中で描画するときの前記第1の荷電粒子ビーム(23a)の最大露光線量よりも高く、前記重複エリア(36)の外部の前記第2のサブエリア(34b)の中で描画するときの前記第2の荷電粒子ビーム(23b)の最大露光線量よりも高い請求項18記載の方法。
  20. 前記重複エリア(36)の少なくとも一部分に対して、前記第1の荷電粒子ビーム(23a)の露光線量(70a)が、前記重複エリア内のその描画位置に応じて変化し、ここにおいて、前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリア(34a)の一部からの距離が増加するにつれて、前記第1の荷電粒子ビームの前記露光線量が減少する請求項18または19記載の方法。
  21. 前記重複エリア(36)の少なくとも一部分に対して、前記第2の荷電粒子ビーム(23b)の露光線量(70b)が、前記重複エリア内のその描画位置に応じて変化し、ここにおいて、前記重複エリア(36)の外部の前記第2のサブエリア(34b)の一部からの距離が増加するにつれて、前記第2の荷電粒子ビームの前記露光線量が減少する請求項20記載の方法。
  22. 前記第1の荷電粒子ビームおよび前記第2の荷電粒子ビーム(23a、23b)の前記露光線量の変動は、描画位置に応じた線形変動である請求項21記載の方法。
  23. 前記第1の荷電粒子ビームおよび前記第2の荷電粒子ビーム(23a、23b)の前記露光線量の変動は、描画位置に応じた正弦波状変動である請求項21記載の方法。
  24. 前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの前記減少は、前記重複エリア(36)内の露光線量が前記重複エリア(36)の外部の前記第1のサブエリアおよび前記第2のサブエリア(34a、34b)内の最大露光線量よりも高い前記量に比例する請求項18から23のいずれか1項記載の方法。
  25. 前記重複パターンデータ(46)によって表される前記1つまたは複数のフィーチャのサイズの前記減少は、前記ターゲット上に存在し前記荷電粒子ビームによって露光されることになるレジストの現像後の前記フィーチャの所望のサイズと組み合わせて、前記重複エリア内の総露光線量(72)から計算される請求項18から24のいずれか1項記載の方法。
  26. 前記パターンは、ラスタ走査の形で前記ターゲット(30)上に露光される請求項18から25のいずれか1項記載の方法。
  27. 複数の荷電粒子ビーム(24)を使用して、ターゲット(30)を露光する荷電粒子リソグラフィシステムにおいて、
    前記荷電粒子ビームを生成させるように適合されている荷電粒子生成器(1、3、4、6)と、
    露光データ(40)にしたがって、前記荷電粒子ビームを変調するように適合されている変調システム(7)と、
    前記ターゲットの表面にわたって前記ビームを走査するために前記荷電粒子ビームを偏向するように適合されている偏向システム(9)と、
    前記荷電粒子ビーム(24)を前記ターゲット上に投影するように適合されている投影レンズシステム(10)と、
    前記ターゲットを保持する可動ステージ(16)と、
    前記変調システムと前記偏向システムと前記ステージとを制御するように適合されている1つまたは複数の制御ユニット(104、106、108、110)とを具備し、
    ここにおいて、前記リソグラフィシステムは、請求項16から26のいずれか1項記載の方法にしたがって、前記ターゲットを露光するように適合されているシステム。
  28. 前記変調システムは、前記複数の荷電粒子ビーム(24)の個々のビームのオンとオフとを切り換えるためのビームレットブランカアレイ(7)とビームストップアレイ(8)とを備える請求項27記載のシステム。
  29. 前記変調システムは、露光線量データ(52)にしたがって、前記荷電粒子ビーム(24)の露光線量を調整するように適合されている請求項27または28記載のシステム。
  30. 前記変調システムは、前記露光線量データ(52)にしたがって、前記荷電粒子ビームをディザリングすることによって、前記荷電粒子ビーム(24)の露光線量を調整するように適合されている請求項27から29のいずれか1項記載のシステム。
  31. 前記変調システムは、パターンデータ(42)にしたがって、前記荷電粒子ビームのオンとオフとを切り換えるように適合されている請求項27から30のいずれか1項記載のシステム。
  32. 露光データ(40)を記憶するメモリ手段(122)と、
    請求項1から15のいずれか1項記載の方法にしたがって、前記露光データを処理する,ように適合されている処理手段(124)とを具備するデータ処理システム。
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