TWI661265B - 使用多重射束帶電粒子束微影術於表面上形成圖案之方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種用於分裂或遮罩資料準備的方法，其中多數單一射束帶電粒子束投射被用於產生多數多重射束投射，其中為個別的單一射束投射決定多重射束曝光資訊，且多重射束曝光資訊被用於產生一組多重射束投射。此外，本發明揭露一種用於分裂或遮罩資料準備的方法，其中多數單一射束投射係藉由計算多個該單一射束投射會形成於一表面的圖像，而被用於產生一組多重射束投射。

Description

使用多重射束帶電粒子束微影術於表面上形成圖案之方法 相關申請案

本申請案主張美國臨時專利申請案第61/950,353號，其在2014年3月10日申請，且標題為“Method and System For Forming a Pattern On a Surface Using Multi-Beam Charged Particle Beam Lithography”，在此被併入本案作為參考。

本發明是有關於一種使用多重射束帶電粒子束微影術於表面上形成圖案之方法及系統。

發明背景

在生產或製造如積體電路的半導體裝置中，光學微影術可被用以製作半導體裝置。光學微影術為一印刷過程，其中一由一倍縮光罩製成的微影遮罩或光罩被用以將圖案轉移到例如一半導體或矽晶圓的基板以產生積體電路(I.C.)。其他基板可包括平板顯示器、全像遮罩或甚至是其他倍縮光罩。雖然傳統光學微影術使用具有193nm波長的光源，極紫外光(EUV)或X光微影術也被視為此應用中的光學 微影術種類。倍縮光罩或多重倍縮光罩可包含一對應於積體電路單一層的電路圖案，且此圖案可被成像至塗佈有一層被稱作光阻或阻膜的放射線敏感材料的基板的一特定區域。一旦圖案化層被轉移，該層可經歷例如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化及拋光的其他不同製程。這些製程被用以在基板中完成一單一層。若需要多層，則將會為每一新的層而重複完整製程或其變化。最終，多個裝置或積體電路的組合將會出現在基板上。這些積體電路將可藉由切割或鋸切而彼此分離，且將可被組裝成單一的封裝構造。在更一般的情況中，基板上的圖案可被用於定義如顯示像素、全相圖、定向自組裝(DSA)防護帶或磁性紀錄頭的實物。傳統的光學微影術寫入機器於光學微影術製程中通常將光罩圖案縮小四倍。因此，形成於倍縮光罩或遮罩的圖案必須比在基板或晶圓上所欲之圖案的尺寸大四倍。

在生產或製造如積體電路的半導體裝置中，非光學方法可被用於將一微影遮罩上之圖案轉移到例如矽晶圓的基板上。奈米壓印微影術(NIL)為一個非光學微影術製程的例子。在奈米壓印微影術中，一微影遮罩圖案藉由將微影遮罩接觸一表面而被轉移到該表面。

在生產或製造如積體電路的半導體裝置中，非光學方法可被用於將一微影遮罩上之圖案轉移到例如矽晶圓的基板上。奈米壓印微影術(NIL)為一個非光學微影術製程的例子。在奈米壓印微影術中，一微影遮罩圖案藉由將微影遮罩接觸一表面而被轉移到該表面。

帶電粒子束微影術之兩種常見類型是變形束 (VSB)及特徵投影(CP)。此等兩個類型皆為成形束帶電粒子束微影術之子類，其中精確電子束得以被成形及導向，以曝光一塗佈有阻膜的表面，諸如晶圓表面或倍縮光罩表面。在VSB中，此等形狀為簡單形狀，通常限於具有特定最小及最大尺寸且具有平行於笛卡爾坐標平面(亦即，「曼哈頓」定向)之軸的邊的矩形，及具有特定最小及最大尺寸的45度直角三角形(亦即，三個內角各自為45度、45度及90度的三角形)。在預定位置處，將一定劑量之電子投射至具有簡單形狀之阻膜。針對此類系統之總寫入時間隨發射之數目而增加。在特徵投影(CP)中，系統中具有模板，該模板中具有各種可為複雜形狀之開孔或符號，諸如直線、任意角度之線性、圓形、近似圓形、環形、近似環形、卵形、近似卵形、部分圓形、部分近似圓形、部分環形、部分近似環形、部分近似卵形或任意曲線形狀，且可為複雜形狀之連接組或複雜形狀之連接組之不連貫組的群組。電子束可投射經過模板上之符號，以在倍縮光罩上有效地形成更複雜之圖案。理論上，此類系統可比VSB系統快，因為此類系統可在每一耗時投射下投射更複雜之形狀。因此，VSB系統所投射之E狀圖案耗費4次投射，但相同E狀圖案可藉由符號投影系統而耗費1次投射。應注意，VSB系統可視為符號投影之特殊(簡單)狀況，其中符號僅為簡單符號，通常為矩形或45-45-90度的三角形。亦有可能部分地曝光一符號。此舉可例如藉由阻擋部份粒子束而達成。舉例而言，上文 所描述之E狀圖案可部分地曝光而為F狀圖案或I狀圖案，其中該粒子束之不同部分可被一開孔切斷。此舉與可使用VSB來投射各種不同尺寸之矩形之機制相同。在本揭露中，部分投射用於意指符號投影及VSB投射兩者。成形射束帶電粒子束微影術可使用單一成形射束，或可使用同時曝光表面之複數個成形射束，相對單一成形射束，該複數個成形射束產生較高寫入速度。

如所示，在微影術中，微影遮罩或倍縮光罩包括 對應於待被整合至基板上之電路組件的幾何圖案。用於製造倍縮光罩之圖案可利用電腦輔助設計(CAD)軟體或程式來產生。在設計圖案時，CAD程式可遵循一組預定設計規則以形成倍縮光罩。此等規則係由處理、設計及最終用途限制而設定。最終用途限制之實例為以使得電晶體在所需供應電壓下無法有效工作之方式下界定電晶體之幾何形狀。特定而言，設計規則可界定電路裝置或互連線之間的空間容限。舉例而言，設計規則用於確保電路裝置或線並不以不合意方式彼此相互作用。舉例而言，使用設計規則以使得線彼此並不靠太近而造成短路。另外，設計規則限制反映可以可靠地製造之最小尺寸。當提及此等小尺寸時，吾人通常引入臨界尺寸之概念。舉例而言，臨界尺寸界定為線之最小寬度，或兩條線之間之最小空間，此等尺寸要求精確的控制。

在使用光學微影術製造積體電路時之一目標在 於藉由使用倍縮光罩在基板上複製原始電路設計。積體電 路製造者一直試圖盡可能有效地使用半導體晶圓不動產。 工程師持續縮小電路之尺寸，以使得積體電路含有更多電路元件並消耗較少功率。隨著積體電路臨界尺寸之大小減小且其電路密度增大，電路圖案或實體設計之臨界尺寸接近傳統光學微影術中所使用之光學曝光工具的解析度極限。隨著電路圖案之臨界尺寸變得更小，且接近曝光工具之解析度值，實體設計準確轉錄成阻膜層上顯影之實際電路圖案變得困難。為了進一步使用光學微影術來轉印特徵小於光學微影術製程中所使用之光波長的圖案，已研發出已知為光學鄰近修正(OPC)之製程。OPC改變實體設計以補償諸如光繞射及特徵與鄰接特徵之光學交互的效應所導致之失真。OPC包括由倍縮光罩執行之所有解析度增強技術。

OPC把子解析度微影特徵加到遮罩圖案上以降 低原始實體設計圖案(即該設計)與最終轉移到該基板上的電路圖案之間的不同。該等子解析度微影特徵與該原始設計中之原始圖案交互作用且該等子解析度微影特徵彼此交互作用，並補償鄰近效應以改善最終轉移的電路圖案。用以改善該圖案之轉移之一特徵即為一子解析度輔助特徵(SRAF)。被加入以改善圖案轉移之另一特徵被稱為“襯線(serif)”。襯線是小特徵，可被設置在一圖案之一內或外轉角以銳化最終轉移的圖像中之該轉角。對於SRAF之表面製造製程所要求的精密度係時常小於意圖列印在基板上的圖案(常稱為主要特徵)所要求之精密度。襯線是一主要特徵的一部份。由於光學微影術之該等限制已經延伸到子波長區 域，該等OPC特徵必須越來越複雜以補償更微妙的交互作用與影響。當成像系統被推進更接近它們的極限時，產生足夠精細的OPC特徵之倍縮光罩的能力變得重要。儘管把襯線及其它OPC特徵加到一遮罩圖案中是有益的，但它實質上也增加了在該遮罩圖案中的特徵總數。例如，使用傳統技術把一襯線加到一正方形之每一轉角就多加了8個矩形到一遮罩或倍縮光罩圖案。加入OPC特徵是一很辛苦的任務且需要昂貴的計算時間進而導致更昂貴的倍縮光罩。 不僅OPC圖案複雜，而且由於相比於最小線及間距尺寸而言，光學鄰近效應是大範圍，因此一給定位置之正確的OPC圖案明顯取決於與其相鄰的其它幾何形狀。因此，例如，一線端將根據在該倍縮光罩上與它相鄰的是什麽而具有不同大小的襯線。即使目的應該是在該晶圓上產生完全相同的形狀。但這些微小但關鍵的變化是重要的且防止了其它形狀會形成倍縮光罩圖案。常見的是就主特徵(其是反映在OPC裝飾之前之該設計之特徵)與OPC特徵(OPC特徵可包括襯線、凹凸部及SRAF)來討論該等將被寫入一倍縮光罩上之經OPC裝飾之圖案。為了量化何謂微小變化，在OPC裝飾中相鄰區域之間的一典型微小變化可以是一主要特徵大小之5%到80%。應注意，為了清楚起見，在該OPC之設計中的變化是在此被提及者。製造變化，諸如轉角圓化，也將出現於實際表面圖案中。當這些OPC變化在該晶圓上產生實質上相同的圖案時，意味著在該晶圓上的幾何形狀是以在一指定誤差內相同為目標，該指定誤差根據該幾何 形狀被設計用於完成例如一電晶體或一導線的功能之細節而定。然而，典型的規格是在一主要特徵範圍的2%到50%中。還有很多也造成變化之製造因素，但總誤差之OPC成分通常在所列出的範圍中。諸如次解析度輔助特徵等OPC形狀係接受各種不同的設計規則，諸如一以可利用光學微影術被轉移至晶圓之最小特徵的大小為基礎之規則。其他設計規則係可來自於遮罩製造製程，或如果使用一符號投影帶電粒子束寫入系統以在一倍縮光罩上形成圖案，則設計規則來自於倍縮光罩製造製程。亦應注意的是，遮罩上之SRAF特徵的精度要求係可能低於遮罩上之主要特徵的精度要求。隨著製程節點持續縮小，光罩上之最小SRAF的尺寸亦縮小。例如，在20nm邏輯製程節點，對於最高精密度層而言，遮罩上需要40nm至60nm SRAF。

倒反微影術技術(ILT)係為一種OPC技術。ILT是一種直接從欲形成於一諸如矽晶圓等基板上的一圖案來運算將被形成於一倍縮光罩上的一圖案之製程。這可包括使用基板上的所欲圖案作為輸入，反方向模擬光學微影術之製程。ILT運算式倍縮光罩圖案可能是純粹曲線性，即完全非直線性，並可包括圓形、接近圓形、環形、接近環形、卵形及(或)接近卵形圖案。由於這些理想ILT曲線性圖案利用習見技術將難以形成於一倍縮光罩上且形成是昂貴的，故可使用曲線性圖案之直線性逼近或直線化。然而，相較於理想ILT曲線性圖案，直線性逼近係降低精確度。此外，若從理想ILT曲線性圖案產生直線性逼近，相較於 理想ILT曲線性圖案，整體計算時間係增加。在此揭示中，ILT、OPC、來源遮罩最適化(SMO)、及運算微影術係為可互換的用語。

相較於傳統光學微影術，EUV光學微影術具有 更高的解析度。EUV之極高的解析度大幅降低使用OPC製程的需求，使得EUV相較於193nm光學微影術有較低的遮罩複雜度。然而，因為EUV的極高解析度，光罩中的缺陷(例如多餘的線緣粗糙(LER))將會被轉移到晶圓上。因此，EUV遮罩的精準度要求比傳統光學微影術高。此外，即使EUV遮罩形狀不因加入傳統193nm微影術所需的複雜SRAF或襯線而複雜化，EUV遮罩形狀因加入EUV製造特有的複雜度而複雜化。在EUV微影術遮罩上寫入圖案時，最有關連的是例如電子的帶電粒子中程散射，其可影響大約半徑2微米。此中程散射為遮罩資料準備帶來新的考量，因為投射到遮罩表面的特定圖案形狀將首次受到鄰近圖案極大程度的影響。先前，當使用傳統193nm微影術曝光遮罩時，只有在寫入圖案時受短程散射影響，且長程散射僅對圖案大小有足夠的影響而其細部形狀不受影響，使得可以僅用劑量調節而進行修正。此外，因為晶圓使用EUV製程較為昂貴，希望減少或免除多重圖案化。在傳統光學微影術中使用多重圖案化，藉由使用多重遮罩(各含有一部份之層圖案)以曝光一層晶圓製程而得到細小的特徵。減少或免除多重圖案化需要單一遮罩具有更精細的圖案。例如，在傳統微影術中，一系列的共直線片段可被雙重圖案 化：即，首先畫出一長直線，接著使用一第二遮罩將直線切割為線段。在同一層使用單一遮罩寫入(例如EUV微影術)將需要一具有許多小線段的遮罩。在單一遮罩上寫入更大數量的更精細圖案的需求(每一圖案需要更為精準)，提高了EUV遮罩精細度要求。

有多種用於在倍縮光罩上形成圖案之技術，包 括使用光學微影術或帶電粒子束微影術。最常使用之系統為變形束(VSB)，其中，如上文所述，一定劑量之具有簡單形狀(諸如，曼哈頓矩形及45度直角三角形)之電子曝光一塗佈有阻膜之倍縮光罩表面。在傳統遮罩寫入時，電子之劑量或投射係經設計以避免任何重疊，以大幅簡化倍縮光罩上之阻膜將如何定位圖案之計算。類似地，該組投射係經設計以完全覆蓋待形成在倍縮光罩上之圖案區。本專利申請案之受讓人所擁有且出於各種目的以引用方式併入之美國專利第7,754,401號揭露了一種遮罩寫入的方法，其中用於寫入圖案之刻意投射重疊係被使用。當使用重疊投射時，帶電粒子束模擬可用以判定倍縮光罩上之阻膜將定位之圖案。重疊投射之使用可允許圖案能夠在減少之投射數或較高準確性或二者下被寫入。美國專利第7,754,401號亦揭露劑量調製之使用，其中所分配之投射劑量相對於其他投射之劑量而變化。該基於模型式分裂之術語係用於描述使用美國專利第7,754,401號之技術判定投射之製程。

對於最先進之技術世代的倍縮光罩寫入通常涉 及帶電粒子束寫入的多次操作(一種被稱為多次操作曝光 的過程)，藉此在該倍縮光罩上之該給定的形狀會被寫入和被再次覆寫入。在一般的情況下，寫入一個倍縮光罩會使用兩次到四次的操作，以平均該帶電粒子束寫入器的精準度誤差，使得可產生出更為精準的光罩。另外一般來說，在每一次操作中的該投射列表，包括該劑量，都是相同的。在一種多次操作曝光的變化中，該投射列表可以在所有曝光操作之間做變化，但在任何的曝光操作中該等投射的聯集會覆蓋相同的區域。多次操作寫入可以減少塗佈有阻膜表面的過熱。多次操作寫入也平均了帶電粒子束寫入器的隨機誤差。針對不同的曝光操作使用不同的投射列表的多次操作寫入也可以減少在寫入過程中特定系統錯誤的影響。

在光學微影術製程中，現有的光學微影術寫入機 器通常以四倍的倍率縮小光罩圖案。因此，形成於倍縮光罩或遮罩上的圖案必須比基板或晶圓上所欲的圖案大上四倍。

發明概要

本發明揭露一種用於分裂或遮罩資料準備的方法，其中多數單一射束帶電粒子束投射被用於產生多數多重射束投射，其中為個別的單一射束投射決定多重射束曝光資訊，所產生的多重射束曝光資訊而後被用於產生一組多重射束投射。此外，本發明揭露一種用於分裂或遮罩資料準備的方法，其中多數單一射束投射係藉由計算該單一 射束投射會形成於一表面的圖像，而被用於產生一組多重射束投射。

10‧‧‧電子束寫入器系統

12、230、424‧‧‧表面

14、402‧‧‧電子束源

16、22、30、40、404‧‧‧電子束

18‧‧‧板體

20、26‧‧‧開孔

24‧‧‧模板

28、808、1306、1316‧‧‧圖案

32、428‧‧‧載台

34、426‧‧‧基板

38‧‧‧縮減透鏡

42‧‧‧偏向器

210‧‧‧帶電粒子子束

220‧‧‧射束控制器

310‧‧‧矩形投射

320‧‧‧符號投影投射

330‧‧‧梯形投射

332‧‧‧掃描線

340‧‧‧拖曳投射

342‧‧‧曲線成形束

344‧‧‧初始參考位置

346‧‧‧位置

350、360、501、502、602、604、608、610、802、804、806‧‧‧投射

352‧‧‧圓形圖案

362、364‧‧‧矩形圖案

400‧‧‧帶電粒子束曝光系統

406‧‧‧集光器

408、416‧‧‧開孔板

410、418‧‧‧開孔

412、436‧‧‧子束

414、420、422‧‧‧元件

430‧‧‧制動器

432‧‧‧遮蔽控制器板體

434‧‧‧遮蔽控制器

440‧‧‧子束群集

510、648‧‧‧像素

600、642、644、800‧‧‧VSB投射

620‧‧‧區域

700、900、1000、1500‧‧‧概念流程圖

702、1002‧‧‧原始單一射束投射列表

704、706、710、714、716、904、908、912、914、1004、1008、1010、1014、1018、1020、1504、1506、1510、1514‧‧‧步驟

708、712、1012、1016‧‧‧子束投射資訊

718、916、1022、1516‧‧‧多重射束投射列表

828‧‧‧形狀輪廓

902‧‧‧單一射束投射列表

906‧‧‧圖案圖像

910‧‧‧經分類的圖案

922、1032‧‧‧倍縮光罩曝光過程資訊

1006‧‧‧經計算的圖案資訊

1102、1122‧‧‧截面劑量曲線

1104、1124‧‧‧較高臨界值

1106、1126‧‧‧較低臨界值

1114、1116、1134、1136、1414、1434‧‧‧寬度

1200‧‧‧運算硬體裝置

1202‧‧‧中央處理單元

1204‧‧‧主記憶體

1208‧‧‧磁碟控制器

1210‧‧‧磁碟

1212‧‧‧區域網路控制器

1214‧‧‧圖形處理單元

1220‧‧‧快捷周邊組件互連匯流排

1302‧‧‧正方形VSB投射

1304、1314‧‧‧尺寸

1308‧‧‧邊角

1312‧‧‧較小的正方形VSB投射

1402、1422‧‧‧經設計的圖案

1404、1424‧‧‧定值寬度

1406、1416、1426、1436‧‧‧長度

1412、1432‧‧‧經模擬的圖案

1502‧‧‧單一射束帶電粒子投射

1508、1512‧‧‧多重射束曝光資訊

圖1說明一帶電粒子束系統的實例；圖2說明一多重射束曝光系統的一電光示意圖實例；圖3A說明一矩形投射的實例；圖3B說明一圓形符號投影投射的實例；圖3C說明一梯形投射的實例；圖3D說明一拖曳投射的實例；圖3E說明一圓形圖案陣列之投射的實例；圖3F說明一矩形圖案稀疏陣列投射的實例；圖4說明一多重射束帶電粒子束系統的實例；圖5說明疊加於多重射束子束像素網格上的兩個非重疊VSB投射的實例；圖6A說明疊加於多重射束子束像素網格上的四個重疊VSB投射的實例；圖6B說明從圖6A的其中一VSB投射所產生的一組多重射束像素；圖6C說明從圖6A的另一VSB投射所產生的一組多重射束像素；圖7說明從一單一射束投射列表產生一多重射束投射列表的例示性方法概念流程圖；圖8A說明可於一表面上形成一接近圓形圖案的 三個重疊VSB投射的實例；圖8B說明一例示性子束像素的實例，其中圖8A的三個重疊VSB投射可為了一多重射束曝光系統被轉換成該例示性子束像素；圖9說明使用經計算的圖案資料，從一單一射束投射列表產生一多重射束投射列表的例示性方法概念流程圖；圖10說明使用經計算的圖案資料，從一單一射束投射列表產生一多重射束投射列表的另一個例示性方法概念流程圖；圖11A說明一劑量截面圖實例，顯示兩個阻膜臨界值各別的對齊圖案寬度；圖11B說明一類似圖11A的劑量截面圖實例，但具有一比圖11A更高的劑量邊緣斜率；圖12說明一用於該等方法的實施例的例示性運算硬體裝置；圖13A說明一100nm正方形VSB投射如何被對準於一表面上的實例；圖13B說明一60nm正方形VSB投射如何被對準於一表面上的實例；圖14A說明一將被形成於一表面上之寬度為100nm之所欲線圖的實例；圖14B說明一使用單一100nm寬之VSB投射而形成的模擬圖案的實例； 圖14C說明一將被形成於一表面上之寬度為60nm之所欲線圖的實例；圖14D說明一使用單一60nm寬之VSB投射所形成的模擬圖案的實例；及圖15說明從一單一射束投射列表產生一多重射束投射列表的另一個例示性方法概念流程圖。

較佳實施例之詳細說明

本揭示係有關微影術，且更特別有關使用帶電粒子束微影術來設計及製造一可能為倍縮光罩、晶圓或任何其他表面的表面。

現在參照圖式，其中類似的代號係指類似的物件，圖1說明一微影術系統的一實施例，例如一帶電粒子束寫入器系統，在此實例中係為一電子束寫入器系統10，其採用一變形束(VSB)來製造一表面12。電子束寫入器系統10具有一電子束源14，其朝向一開孔板18投射一電子束16。板體18中係形成有一允許電子束16通過之開孔20。一旦電子束16通過開孔20，其被一透鏡系統(圖未示)所導引或偏向成為朝向另一矩形開孔板體或模板遮罩24之電子束22。模板24中已形成一定數量的開口或開孔26，其係界定諸如矩形及三角形等不同的簡單形狀。形成於模板24中之各開孔26可被用於在一基板34(諸如矽晶圓、倍縮光罩或其他基板)之一表面12中形成一圖案。一電子束30係從該等開孔26的一者露出並通過一用於縮減來自開孔26的圖案 尺寸之電磁或靜電縮減透鏡38。在常見可取得的帶電粒子束寫入器系統中，縮減係數介於10與60之間。經縮減的電子束40係從縮減透鏡38露出，並藉由一系列的偏向器42而被導引至表面12上成為一圖案28。該表面12係塗覆有與電子束40起反應之阻膜(圖未示)。電子束22可被導引以重疊一開孔26的一可變部分，而影響圖案28的尺寸及形狀。遮蔽板(圖未示)係用以偏轉該射束16或該定形射束22，以當用以導引射束22的透鏡及偏向器42為後續投射作重新調整時，防止電子束在各投射後的一期間中觸及表面12。遮蔽板通常被定位以使電子束16偏轉，以防止其照射開孔20。 照慣例地，遮蔽期間可能是一段固定的時間長度，或其可依據例如偏向器42對於後續投射位置必須作多少重新調整而變動。

在電子束寫入系統10中，基板34裝設在一可移 式平台或載台32上。載台32允許基板34被重新定位，以使得比帶電粒子束40的最大偏向能力或場域尺寸更大之圖案可在一系列的次場域中被寫入至表面12，其中各次場域位於偏向器42使射束40偏向之能力內。在一實施例中，基板34可為一倍縮光罩。在此實施例中，倍縮光罩被曝光圖案之後經歷不同的製造步驟，經過其後則變成一微影遮罩或光罩。遮罩隨後可使用於一光學微影術機具中以將概呈縮減尺寸之倍縮光罩圖案28的一影像投射至一矽晶圓上，以產生一積體電路。更一般來說，遮罩可使用於另一裝置或機具中，以將圖案28轉移至一基板(未例示)上。

一帶電粒子束系統可以用多個可獨立控制的射 束或子束來曝光一表面。圖2說明一具有三個帶電粒子子束210的一電光示意圖。與每一子束210關聯的是一射束控制器220。舉例來說，射束控制器220可以允許與其關聯的子束210撞擊表面230，也可以防止子束210撞擊該表面230。在一些實施例中，射束控制器220還可以控制子束210的射束模糊、放大率、尺寸和/或形狀。在本揭露中，一個具有多個可獨立控制子束的帶電粒子束系統被稱為是一多重射束系統。在一些實施例中，從一個單一來源來的帶電粒子可以進一步被區分，以形成數個子束210。在其他實施例中，數個來源可被使用來產生數個子束210。在一些實施例中，子束210可以由一或多個開孔來成形，而在其他實施例中，可能沒有開孔來成形該等子束。每一個射束控制器220可允許與其關聯子束的曝光期間被單獨地控制。一般來說，在撞擊該表面230(該表面230通常會被塗佈一阻膜)之前，將由一或多個透鏡(圖未示)來縮小子束的尺寸。在一些實施例中，每一個子束可以有單獨的電光學透鏡，而在其他實施例中，數個子束(可能包含所有子束)將共用一個電光學透鏡。

就本揭露的目的來說，一次投射是指某表面區 域在一段時間內的曝光。該區域可由多個不連續的較小區域組成。一次投射可以包含數個其他投射，它們可能會或可能不會重疊，並且可能會或可能不會被同時曝光。一次投射可能包含一指定的劑量，或該劑量可能未被指定。投 射可以使用一成形束、一不成形束或者成形束和不成形束的組合。圖3說明一些不同類型的投射。圖3A說明一種矩形投射310的一個示例。舉例來說，一VSB帶電粒子束系統可以在各種的x和y維度中形成矩形投射。圖3B說明一符號投影(CP)投射320的一個示例，在此示例中其是圓形。 圖3C說明一梯形投射330的一個示例。在一實施例中，投射330可以使用一經光柵掃描的帶電粒子束而產生，舉例來說，在x方向上掃描該射束，如掃描線332所示。圖3D說明一拖曳投射340的示例，其揭示於美國專利申請公開第2011-00890345號中。投射340的形成是由在一個初始參考位置344上用一種曲線成形束342曝光該表面，然後把該成形束從位置344移動橫跨該表面到位置346。舉例來說，一種拖曳投射的路徑可能是線性的、分段線性的或是曲線的。

圖3E說明圓形圖案352陣列投射350的一個示 例。投射350可以用各種方式形成，包含單一圓形CP符號的多次投射、一種圓形開孔陣列之CP符號的一次或多次投射和採用圓形開孔的一次或多次多重射束投射。圖3F說明一矩形圖案362和364稀疏陣列投射360的一個示例。投射360可以用各種方式形成，包含多數VSB投射、一CP投射、採用矩形開孔的一或多個多重射束投射。在多重射束的一些實施例中，投射360可包含多數其他多重射束投射的交錯群組。舉例來說，圖案362可以被同時投射，然後在不同於圖案362的時間點上，圖案364可以被同時投射。

圖4說明帶電粒子束曝光系統400的一個實施 例。帶電粒子束系統400是一種多重射束系統，其中多數個可獨立控制的成形束可以同時曝光一表面。多重射束系統400有一個可產生電子束404的電子束源402。該電子束404被集光器406導引到開孔板408，該集光器可能包含靜電和/或磁性元件。開孔板408具有數個開孔410，其被電子束404照射，並且電子束404會通過它們以形成數個成形子束436。在一些實施例中，開孔板408可能有數百個或數千個開孔410。雖然圖4說明使用單一電子束源402的一個實施例，但在其他的實施例中，開孔410可以被源自數個電子束源的電子照射。開孔410可以是矩形的，或者可以是不同的形狀，例如圓形。接著該組子束436照射一遮蔽控制器板體432。該遮蔽控制器板體432具有數個遮蔽控制器434，每一個遮蔽控制器434都對準一個子束436。每一個遮蔽控制器434可以單獨地控制與其關聯的子束436，從而允許該子束436撞擊表面424，或是防止該子束436撞擊該表面424。該射束撞擊該表面的時間長短控制了由該子束所施加的總能量或「劑量」。因此，每一子束的劑量可以被獨立地控制。

在圖4中，被允許撞擊表面424的該等子束被圖 示為子束412。在一個實施例中，該遮蔽控制器434透過偏轉子束436使其被一個包含一個開孔418的開孔板416所阻擋而防止其子束436去撞擊該表面424。在一些實施例中，遮蔽控制器板體432可直接地相鄰於開孔板408。在其他的 實施例中，開孔板408和遮蔽控制器432的相對位置可以與圖4中所示的位置相互顛倒，使得射束404撞擊該數個遮蔽控制器434。包含元件414、420和422的一個透鏡系統允許該數個子束412投影到基板426的表面424上，通常是在一個比該數個開孔410更為縮小的尺寸下。該縮小尺寸子束形成一個子束群集440，該子束群集440撞擊該表面424以形成一圖案，該圖案匹配該等開孔410的一子集合的圖案，該子集合為相對應的遮蔽控制器434允許子束436撞擊表面424的那些開孔410。在圖4中，子束群組440有四個被描述的子束以在表面424上形成一圖案。

基板426被定位在可動平台或載台428上，其可 使用致動器430來被重新定位。藉由移動載台428，射束440可藉使用數次曝光或投射，以曝光出一個區域，該區域尺寸大於由子束群組440所形成之最大圖案的尺寸。在一些實施例中，該載台428會在一曝光過程中保持靜止，然後為一後續的曝光重新定位。在其他實施例中，載台428連續地移動且維持在一可變的速度下。在另一個實施例中，載台428可連續地移動，但是維持在一個恆定的速度下，其可增加該載台定位的準確性。對於那些載台428可連續移動的實施例中，一組偏向器(圖未示)可被使用來移動該射束以匹配載台428的方向和速度，以允許在一曝光過程中子束群組440相對於表面424是保持靜止的。在其他多重射束系統的實施例中，在一子束群組中的各別子束可以獨立於子束群組中的其他的子束，而被被偏轉以橫跨 表面424。在某些實施例中，載台428可在一橫跨整個曝光表面之單一方向移動，以曝光整個區域的一部分，該部分被稱為一條紋。整個曝光區域因此被曝光為多數條紋。在某些實施例中，載台428於相鄰或交互的條紋上採相反方向移動。

其他類型的多重射束系統可以產生數個未成形 的子束436，例如藉由使用數個帶電粒子束源以產生一高斯子束陣列。

再次參考圖1，可以合理的準確性投影到一表面 12上的最小尺寸圖案受限於與該電子束寫入器系統10和表面12有關的各種短程物理效應，該表面12通常包含一種塗佈在該基板34上的阻膜。這些影響包含前向散射、庫侖效應、和阻膜擴散。射束模糊，也稱為β_f，是一個被用來包含所有此等短程效應的術語。最新的電子束寫入系統可以實現在20nm至30nm的範圍內之有效的射束模糊半徑或β_f。 前向散射可構成整個射束模糊的四分之一到二分之一。最新的電子束寫入系統包含許多機構以把射束模糊的每一個構成成分降到最低。由於射束模糊的一些成分是一粒子束寫入器校準水平的函數，具相同設計的兩台粒子束寫入器的βf可能有所不同。阻膜的擴散特性也可能會有變化。基於投射大小或投射劑量的β_f變化可以被模擬和被系統性地解釋。但也有其他無法被解釋的影響，它們以隨機變化的方式出現。

一帶電粒子束寫入器(例如一電子束寫入器系統) 所投射的劑量是射束源14的強度和每一次投射曝光時間的函數。通常該射束強度保持固定，而在曝光時間上做變化以獲得可變的投射劑量。在一次投射之中不同的區域可以有不同的曝光時間，例如在一種多重射束投射中。在一種被稱為是鄰近效應校正(PEC)的過程中，該曝光時間可被變化以補償各種的長程效應，如後向散射、霧化、和負載效應。電子束寫入器系統通常允許設定一總劑量，稱為一基本劑量，其會影響在一次曝光操作中所有的投射。一些電子束寫入器系統會在該電子束寫入器系統本身內進行劑量補償計算，且不允許每次投射的劑量被單獨指派成為該輸入投射列表中的一部分，該等輸入投射因此具有未指派的投射劑量。在PEC之前，此種電子束寫入器系統中所有投射都有基本劑量。其他的電子束寫入器系統允許在逐個投射的基礎上指派劑量。在允許逐個投射的劑量指派的電子束寫入器系統中，該可用劑量層級的數量可能是64到4096或更多，或可有一個相對較少的可用劑量層級，諸如3至8層級。

電子束寫入器中的機構具有一相對粗略的解析 度計算。因此，例如在可能會被EUV遮罩所需要的2μm範圍中之中程校正無法被現有的電子束寫入器精準地計算。

例如，在使用帶電粒子束微影術在表面上曝光 重複圖案之情況下，如在最終製成之表面上所量測之每一圖案個例之尺寸將稍有不同，此為製造差異所致。尺寸差異之量為一重要的製造最佳化標準。在現有的遮罩遮蔽之 情況下，圖案尺寸不超過1nm之均方根(RMS)差異(1 σ)為所欲的。較大尺寸差異轉換成更大的電路效能差異，導致需要較高設計裕度，使得更加難以設計出較快、較低功率之積體電路。此差異稱作臨界尺寸(CD)差異。低CD差異為所欲的且表明製造差異將在最終製成之表面上形成相對小的尺寸差異。在較小標度之情況下，高CD差異之效應可被觀察為線緣粗糙(LER)。LER由製造稍有不同之線緣之每一部分引起，導致預想具有筆直邊緣之線上存在波紋。另外，CD差異與在阻膜臨界值之情況下的劑量曲線的斜率(其被稱為邊緣斜率)成反向相關。因此，邊緣斜率或劑量裕度為表面之粒子束寫入之一重要的最佳化因子。 在本揭露中，邊緣斜率及劑量裕度為可互換使用之術語。

在沒有投射重疊、間隙或劑量調整的傳統分裂 中，被寫入的形狀之劑量裕度被視為不可改變的：即，沒有藉著選擇分裂選項以增進劑量裕度的機會。現行實務中，避免使用被稱為串島(slivers)的非常狹窄的投射為一實際基於規則方法的例子，其可幫助劑量裕度投射列表的最佳化。

在一個重疊投射及劑量調節投射可被產生的分 裂環境下，將會有需要且有機會最佳化劑量裕度。因使用投射重疊及劑量調節而被允許的額外投射組合的靈活性將可允許分裂瓦解的產生，其似乎可在該表面產生目標遮罩形狀，但只能在完美的製造條件下進行。使用重疊投射及劑量調節投射因而產生解決劑量裕度問題及其改良的誘 因。

圖11A-B說明臨界尺寸變化如何可藉曝光圖案 於阻膜上而減少，以可在曝光或劑量曲線中產生一相對高的邊緣斜率，如美國專利第8,473,875號(標題為“Method and System for Forming High Accuracy Patterns Using Charged Particle Beam Lithography”)所敘述，在此被併入本案作為參考。圖11A說明一截面劑量曲線1102，其中X軸表示穿過一曝光圖案的截面距離，例如垂直兩個圖案邊緣的距離，且Y軸表示被阻膜接收的劑量。一圖案被阻膜所記錄，於此所接受的劑量係高於一臨界值。兩個臨界值被顯示於圖11A，其說明阻膜敏感度的變化效應。較高臨界值1104造成圖案寬度1114，其係被阻膜所記錄。較低臨界值1106造成圖案寬度1116，其被阻膜所記錄，其中寬度1116大於寬度1114。圖11B說明另一個截面劑量曲線1122。兩個臨界值被說明，其中臨界值1124與圖11A的臨界值1104相同，且臨界值1126與圖11A的臨界值1106相同。在兩個臨界值附近，劑量曲線1122的斜率比劑量曲線1102的斜率大。對於劑量曲線1122，較高臨界值1124造成圖案寬度1134，其被阻膜所記錄。較低臨界值1126造成圖案寬度1136，其被阻膜所記錄。正如所見，寬度1136與寬度1134之間的差異比寬度1116與寬度1114之間的差異小，此乃因為，相較於劑量曲線1102，劑量曲線1122的邊緣斜率較大。如果塗佈有阻膜的表面為一倍縮光罩，則使得阻膜臨界值改變的曲線1122下敏感度可造成由倍縮光罩製造 而得的光罩上的圖案寬度較接近光罩之目標圖案寬度，藉此當光罩被用於轉移一圖案到一基板(例如一矽晶圓)時，其提升可用積體電路的良率。類似的每一投射劑量改變容限的改良可在具有較大邊緣斜率的劑量曲線被觀察到。達到例如劑量曲線1122的一相對較高邊緣斜率因此為所欲的。

多重射束帶電粒子束寫入器通常比單一射束帶 電粒子束寫入器(例如傳統的VSB寫入器)快。然而，目前大多數用於半導體光學微影術的倍縮光罩是使用VSB寫入器曝光。因此許多電子設計自動化(EDA)及相關的軟體供應商具有製造為現有的一個或更多VSB寫入器而規格化的投射資料的能力。為了支持使用較新的多重射束寫入器於現有生產環境下，有利之處在於可以在現有的格式中讀取資料(例如VSB投射檔案)，且接著使用多重射束投射曝光一倍縮光罩。在此敘述多種可達成此目的的方法。

圖5說明兩個傳統的非重疊VSB投射501及502的 示例。在本示例中，投射501及502皆具有一1.0投射劑量，表示基本劑量的1.0倍。疊加在這兩個投射上的是一像素網格，例如一在多重射束寫入器中可用的像素網格。 如可見地，該等投射不對準於像素界線。此外，雖然該等VSB投射不重疊，仍有像素(特別是像素510)是兩個投射重疊。為產生等同於VSB投射501及502的多重射束投射資訊，一方法係在於結合該等投射劑量：

˙被投射501或投射502任一完全封閉的像素應具有 1.0的劑量。

˙像素510也應具有1.0的劑量。

˙除了像素510外，投射501或投射502周圍的像素應具有大於0.0且小於1.0的劑量。在一個實施例中，劑量可基於被其中一VSB投射所封閉的像素面積比例。

圖13A說明一正方形VSB投射1302的示例。在本 示例中，正方形1302具有100nm的尺寸1304。圖案1306為一個具有通常劑量的投射1302可如何被記錄到一塗佈有阻膜表面的示例。如可見地，圖案1306的邊角1308因射束模糊而成圓形的。如果使用4倍微縮列印被形成於一用於光學微影術的倍縮光罩，圖案1306可被用於在一晶圓上形成一大小約為25nm的圖案。圖13B說明一較小的正方形VSB投射1312的示例。在此示例中，投射1312的尺寸1314為60nm。圖案1316為投射1312可如何被記錄到一塗佈有阻膜表面的示例。如可見地，射束模糊的邊角圓弧效應造成被記錄的圖案幾乎為圓形。此外，圖案1316的直徑小於射1312的60nm尺寸。此外，雖未說明，圖案1316的邊緣斜率將會比圖案1306的邊緣斜率低，且可能低於一產生可接受的CD變化的最小預定水平。圖13A及圖13B說明如何因為不同的效應，使用帶電粒子束微影術而形成在一表面上的圖案如何明顯地不同於產生該圖案的投射之區域的簡單幾何聯集。在最小尺寸中小於100nm的圖案，此差異變得更為顯著。帶電粒子束模擬可被用於計算使用一組帶電粒子束投射而將會被形成於一表面的圖案。

圖14A說明一經設計的圖案1402的示例。圖案 1402被設計具有一定值寬度1404，寬度為100nm，且有一長度1406。圖14B說明一可使用一傳統的VSB投射被形成於一表面的經模擬的圖案1412的示例，其中該VSB投射為一寬度100nm的矩形，且具有一通常劑量。經模擬的圖案1412的寬度1414約為100nm，且經模擬的圖案1412的長度1416幾乎等同於經設計的圖案1402的長度1406。然而，如可見地，經模擬的圖案1412的邊角相較於經設計的圖案1402的邊角極為圓弧化。

圖14C說明一經設計的圖案1422的示例。圖案 1422經設計以具有一60nm的定值寬度1424，及一長度1426。圖14D說明可使用一傳統的VSB投射而被形成於一表面上的經模擬的圖案1432的示例，其中VSB投射為一60nm寬度的矩形，且具有一通常劑量。寬度1434小於60nm經設計的寬度1424，此乃起因於當繪製窄於100nm的圖案時帶電粒子微影束的限制。此外，圖案1432的長度1436小於經設計的長度1426。相較於圖案1422的邊角，圖案1432的邊角也為圓弧形。

圖14A至D說明被帶電粒子束微影術所產生的圖 案可能與被用於曝光該圖案的投射面積聯集有大幅的不同，就算當使用非重疊、通常劑量投射傳統地曝光。如果使用通常劑量投射曝光，比起尺寸更大的圖案，最小尺寸小於100nm的圖案將會更不同於投射聯集。帶電粒子束模擬也可被用於決定將會從一投射或一組投射而形成於一表 面上的圖案。

圖6A至C說明多重射束曝光資訊如何從一單一 射束投射資訊(例如一組VSB投射)被產生的一實施例的一示例。在此示例中該等單一射束投射重疊。圖6A說明一群VSB投射600，其包括四個投射602、604、608及610。相鄰的投射重疊，例如投射602與投射604重疊於區域620。 在本示例中，所有VSB投射具有一1.0的投射劑量。如曝光於一傳統VSB寫入器，該四個VSB投射會在重疊區域(例如區域620)中產生更高的劑量。疊加於投射600群組上者為一多重通道像素網格。在某些實施例中，像素網格間距(像素間的距離)可代表在一多重射束曝光系統中的子束網格間距。在其他實施例中，藉由在曝光通道中使用具有偏移子束對準的多重曝光通道，該像素網格間距可代表在一多重射束曝光系統上可用的網格間距。在一示例中，像素網格中的像素間隔為子束間隔的一半，在此使用兩個曝光通道得到更小的像素間隔，在該等兩個曝光通道中，相較於第一通道，第二通道子束對準係偏移了子束間距的一半。例如，如果該子束間距可為20nm，且如果相較於第一曝光通道，第二曝光通道中的子束被偏移10nm，則一10nm像素網格可使用兩個曝光通道而支持。在這個情況下，來自第二曝光通道的子束投射可重疊來自第一曝光通道的子束投射，但該像素網格仍被認為是10nm。

圖6B說明與圖6A中投射群組600相同的投射群 組630。投射群組630說明一僅為了VSB投射632所產生的 多重射束像素的一示例。實心圓點表示完全被VSB投射632的輪廓包圍的像素，且其可接受一1.0的像素劑量。空心圓點表示僅部分被VSB投射632包圍的像素且其接受一較低的劑量。圖6C說明與圖6A中投射群組600相同的投射群組640。投射群組640說明僅為了VSB投射644所產生的多重射束像素的一示例。實心圓點表示完全被VSB投射644的輪廓包圍的像素，且其可接受一1.0的像素劑量。空心圓點表示部分被VSB投射644包圍的像素且其接受一較低的劑量。如可見地，像素648完全被VSB投射642(如同圖6B的投射632)及VSB投射644兩者包圍，像素648接受從投射632多重射束劑量及投射644多重射束劑量兩者而來的劑量，如同當使用重疊VSB投射時之狀況。在某些實施例中，被VSB投射642及VSB投射644兩者包圍的像素648合併劑量由用於VSB投射642(其也是VSB投射632)及VSB投射644的多重射束轉換之劑量相加而決定，其為像素對像素或子束對子束。在某些實施例中，轉換投射632/642至多重射束像素及轉換投射644至多重射束像素可藉由不同的運算資源而同時完成。投射632/642的轉換在獨立於投射644被初步完成，即在投射644轉換時指派的像素劑量不取決於投射632/642轉換時指派的像素劑量。在此示例中，使用加成以結合像素劑量，被投射632/642及644完全包圍的像素648劑量為2.0。

圖7為轉換一單一射束投射列表至一多重射束投 射列表的一示例性方法的一概念流程圖700。輸入該流程 之資訊為一原始單一射束投射列表702。在某些實施例中，此將會是僅包含VSB投射的一投射列表。在步驟704中，一單一投射係擷取自原始投射列表702。該單一投射包括一指定的劑量。或者，該單一投射可為未指定的，其中事件劑量資訊取自另一個來源，例如一基本劑量規則。 在步驟706中，決定多重射束子束曝光資訊，在一預定的容限內，其與該單一VSB投射等效，例如上圖6B所述的投射632。在某些實施例中，可為了一多重射束曝光系統的多重曝光操作決定子束曝光資訊，其中，相較於在其他操作中，一操作的事件子束可被偏移。例如，子束尺寸可為20nm，且兩個操作可被使用，其中介於曝光操作間該等子束被偏移10nm，即子束尺寸的一半。步驟706的輸出資訊為一組具有劑量的子束投射。在某些實施例中，此組子束投射附加於從其他單一射束投射產生的其他子束投射資訊708，因此該最終單一射束投射於步驟706中被進行後，該子束投射資訊708包括所有子束投射資訊。在某些實施例中，一多重射束機器的曝光過程可被組織為條紋，每一條紋包括多數多重射束投射。在這些實施例中，在步驟710中該子束投射資訊可被分類為多數條紋。步驟710也可包括分類該子束投射資訊為多數曝光操作。步驟710的輸出資訊為一子束投射資訊712的分類列表。在步驟714中，一單一條紋的子束投射資訊被擷取，且接著在步驟716中被轉換為多重射束投射。每一多重射束投射包括多數子束。 在步驟716中所產生的多重射束投射被輸出至一多重射束 投射列表718。為另一條紋重新執行步驟714、716，直到所有條紋(包括多重曝光操作所有可能的條紋)已被處理。當所有條紋已被處理，該多重射束投射列表718則完成。

在方法700的其他實施例中，分類該等圖案為條紋710可被省略，或分類可基於不同於條紋的一標準。分類可提供的資料局部化的通常優點為減少在一特定時間該多重射束投射決定步驟716所需去取得之資料的資料量。

在方法700的其他實施例中，為一單一射束投射產生子束劑量資訊的步驟706可被平行化，例如藉由使用多重程式執行緒，因此多數單一射束投射被步驟706平行處理。

圖8A到B說明本揭露的另一實施例。圖8A說明一組三個VSB投射800的示例，包括投射802、投射804及投射806。所有投射具有特定的劑量：投射802具有1.0的劑量；投射804具有0.6的劑量；及投射806具有1.0的劑量。該投射組800可藉由帶電粒子束模擬而被模擬，以計算例如一將會被產生於一塗佈阻膜之表面上的圖案808。在本實施例中，子束投射資訊被產生，其將產生例如圖案808的該經計算的表面圖案。圖8B說明一形狀輪廓828，其與形狀輪廓808相同。圖8B也說明一子束網格的示例，其疊加於形狀輪廓828上。在圖8B中，使用圓點標示完全被形狀輪廓828包圍的子束網格。在某些實施例中，完全被形狀輪廓828包圍的子束網格可被指派相同的劑量，例如1.0。一般來說，完全被包圍的子束以外的子束也可被指 派一非零的劑量。在本實施例中，子束劑量被指派以在該表面上形成一經計算的形狀，例如在本示例中該經計算的形狀808/828。在其他實施例中，帶電粒子束模擬可包括決定形狀輪廓808/828的劑量裕度，且多重射束子束劑量可被產生，其將會保留或增強(即，增加)該劑量裕度。

圖9為使用經計算的圖案資訊轉換一單一射束投 射資訊為多重射束投射資訊的一示例性方法的一概念流程圖900。該輸入資訊為一原始單一射束投射列表902。也就是說，一組單一射束帶電粒子束投射為輸入資訊。在步驟904中，帶電粒子束模擬係被執行於原始投射列表902中的投射上，以計算一圖案圖像906。步驟904也可使用作為輸入倍縮光罩曝光過程資訊922。可被模擬的效果包括正向散射、背向散射、阻膜擴散、庫倫效應、霧化、負載及阻膜充電。帶電粒子束模擬的輸出資訊為一經計算的圖案圖像906。該經計算的圖案圖像可代表將會被形成在一表面上的一空中圖像。該經計算的圖案圖像也可代表將會被形成在該表面上的一顯影後圖案。在某些實施例中，該經計算的圖案圖像906包括一組圖案外形，例如圖8B的該輪廓828。在其他實施例中，該經計算的圖案圖像906包括劑量裕度資訊。在某些實施例中，該多重射束機器的曝光過程可被組織為條紋，每一條紋包括多數多重射束投射。在這些實施例中，該經計算的圖案圖像資訊藉由步驟908中的條紋被分類，以得到一組經分類的圖案910。在某些實施例中，穿過條紋界線的圖案可被分割。在步驟912中，與 一單一條紋關聯的該等圖案被擷取。可為多個條紋擷取穿過條紋界線的圖案。在步驟914中，多重射束投射係為一單一條紋而產生，其中該多重射束投射將形成擷取之圖案(呈單一條紋)的部分。該被產生的多重射束投射被輸出至一多重射束投射列表916。另一條紋的圖案接著在步驟912中被擷取，且這些多重射束投射被產生。重複該步驟直到所有經分類的圖案910被處理。因此，圖9的該方法產生一組將會產生一表面圖像的多重射束投射，其中該表面圖像在一預定容限內符合該經計算的圖像。在某些實施例中，該組多重射束投射可被產生以改進(即，增加)區域中的劑量裕度，其中該經計算的圖像劑量裕度低於一預定的所欲劑量裕度。使用一運算硬體處理器產生多重射束投射。

在方法900的某些實施例中，多重曝光操作的多 重射束投射可被產生。在某些實施例中，所有曝光操作的多重射束投射被同時產生，此係用於在步驟912中為一條紋而擷取的所有圖案。一同時產生所有曝光操作的多重射束投射的優勢為，在一表面的給定區域中，所有曝光操作中投射的該結合劑量可被相對容易地計算。

在方法900的其他實施例中，圖案的分類可被略 過，或基於條紋以外的一標準的分類可被使用。資料局部化的通常優點為減少在一特定時間該投射產生步驟914所需去取得之資料的資料量。

圖10為使用經計算的圖案資訊轉換單一射束投 射資訊為多重射束投射資訊的另一示例性方法的一概念流 程圖1000。相較於方法900，在方法1000中，圖案資訊被轉換為子束或像素投射資訊，其可包括劑量資訊，且接著該子束或像素資訊可能在一分類步驟後被轉換為多重射束投射。輸入至方法1000的資訊是一原始單一射束投射列表1002。在步驟1004中，帶電粒子束模擬係被執行於原始投射列表1002中的該等投射上，其使用如同額外輸入倍縮光罩曝光製程資訊1032。可被模擬的效果包括正向散射、背向散射、阻膜擴散、庫倫效應、霧化、負載及阻膜充電。 帶電粒子束模擬的輸出資訊為一組經計算的圖案資訊1006。該組經計算的圖案資訊可代表一將會被形成在一表面上的空中圖像。該組經計算的圖案資訊也可代表將會被形成在該表面上的一顯影後圖案。在某些實施例中，該經計算的圖案資訊1006包括一組圖案外形，即該一或多個圖案的外形資訊。在其他實施例中，該經計算的圖案資訊1006包括劑量裕度資訊。在步驟1008中，一單一經計算的圖案資訊係從該組圖案1006而擷取。在步驟1010中，子束曝光資訊被決定，其將會在該表面上產生一圖案，該圖案在一預定容限內等同該單一經計算的圖案資訊。在某些實施例中，可為一多重射束曝光系統的多重曝光操作決定子束曝光資訊。在某些多重曝光操作實施例中，相較於另一操作中的子束，一操作的子束可被偏移。步驟1010的輸出資訊為一組具有劑量的子束投射1012。子束投射資訊1012可被附加到源自其他經計算的圖案的該子束投射資訊。在每一經計算的圖案資訊，該等步驟1008及1010可被重複， 直到所有該等經計算的圖案資訊1006的子束投射資訊產生。當所有經計算的圖案資訊1006已被步驟1008處理，子束投射資訊1012(包含源自所有圖案資訊的該附加子束投射資訊)包括整個原始投射列表1002的子束投射資訊。

在某些實施例中，一多重射束機器的曝光過程 可被組織為條紋，每一條紋包括多數多重射束投射。在這些實施例中，在步驟1014中，該子束投射資訊可被分類為條紋。步驟1014也可包括將該子束投射資訊分類為多數曝光操作。步驟1014的輸出資訊為子束投射資訊1016的一分類的列表。在步驟1018中，一單一條紋的子束投射資訊被擷取，且在隨後的步驟1020中，多重射束投射從該子束投射資訊產生。每一多重射束投射包括多數子束。在步驟1020中產生的多重射束投射被輸出到一多重射束投射列表1022。步驟1018及1020接著為了另一條紋被重新進行，直到所有條紋(可能包括多重曝光操作的所有條紋)已被處理。當所有條紋已被處理，該多重射束投射列表1022被完成。

在方法1000的其他實施例中，將該等圖案分類為條紋1014可被省略，或分類可基於條紋以外的一標準。分類可提供的資料局部化的優點為減少在一特定時間該多重射束投射決定步驟1020所需去取得之資料的資料量。

在某些實施例中，某些經計算的圖案1006可被分割，例如大於一預定最大尺寸的圖案。分割大圖案可改善該子束產生步驟1010的表現，其包括當使用多重執行緒 規劃技術時允許此步驟增加的平行化。

圖15為轉換單一射束投射資訊為多重射束投射 資訊的另一示例性方法的一概念流程圖1500。輸入至方法1500的資訊為一組單一射束帶電粒子束投射1502。在某些實施例中，在投射列表1502中的投射可具有指派的劑量。 在步驟1504中，一單一射束投射被選擇。在步驟1506中，多重射束曝光資訊係為該選擇的單一射束投射而決定。例如，此資訊可為像素或子束曝光資訊，包括劑量。該所選擇之投射的多重射束曝光資訊係短暫儲存有其他單一射束投射之多重射束資訊以作為多重射束曝光資訊1508。在多重射束曝光資訊1508中，每一選擇的單一射束投射的資訊可分別被組織，且為一第一選擇的輸入投射所產生的多重射束曝光資訊不與為一第二選擇的輸入投射所產生的多重射束曝光資訊合併。在步驟1510中，所有選擇的輸入投射的該多重射束曝光資訊1508被結合。該結合可包括個別像素或子束的結合劑量，該結合劑量係例如在輸入單一射束投射重疊的狀況下，為了不同輸入單一射束投射而決定。 步驟1510的輸出資訊為一結合的多重射束曝光資訊1512，其可包括在該設計中個別像素或子束的劑量資訊。在步驟1514中，多重射束投射係從該結合的多重射束曝光資訊而產生，以製造一多重射束投射列表1516。在其他實施例中，步驟1506及步驟1510可被合併，因此當一選擇的單一射束投射1504之多重射束曝光資訊被決定時，該多重射束曝光資訊立刻與該結合的多重射束曝光資訊合併，該結合 的多重射束曝光資訊係為了前次選擇的單一射束投射而決定。

本揭露中所描述的分裂、遮罩資料準備及其他 流程可使用帶有適當電腦軟體作為計算裝置的通常目的電腦來實施。由於所要求之大量計算，多數電腦或處理器核心也可同時被使用。在一實施例中，該流程中的一或多個計算密集型步驟的計算可被細分為多數2維幾何區域，以支援平行處理。在另一實施例中，單獨使用或平行使用的特殊目的硬體裝置可被用以執行一或多個步驟的計算，其相較於使用通常目的電腦或處理器核心有更高的速度。在一實施例中，特殊目的硬體裝置可為一圖形處理單元(GPU)。在另一實施例中，本揭露中所描述的最佳化及模擬製程可包括修正及重新計算可能解答的反覆製程，以便最小化投射的總數目或總帶電粒子束寫入時間、或一計算的晶圓圖像及一目標晶圓圖像間的差異、或MEEF、或CD變化、或一些其他參數。在另一實施例中，該晶圓最佳化可在一基於建構校正的方法中被執行，使得不需要重複或更進一步的模擬。

圖12說明可被用於執行本揭露所描述的計算的 一運算硬體裝置1200的一示例。運算硬體裝置1200包括一中央處理單元(CPU)1202，具有附加的主記憶體1204。該CPU可包含，舉例來說，8個處理核心，從而提高該多重執行緒電腦軟體之任何一部分的效能。主記憶體1204的尺寸可以是，舉例來說，64G位元組。該CPU 1202被連接到 一個快捷週邊組件互連(PCIe)匯流排1220。一圖形處理單元(GPU)1214也連接到該PCIe匯流排。在運算硬體裝置1200中，該GPU 1214可能會或可能不會連接到例如一視訊監視器的一個圖形輸出裝置。如果沒有連接到一圖形輸出裝置，GPU 1214可以單純地被作為一高速平行計算引擎。 比起使用CPU 1202處理該所有的計算，藉由使用該GPU 1214處理一部分的計算，該計算軟體可以取得顯著較高的效能。該CPU 1202藉由PCIe匯流排1220和該GPU 1214連接。在其他實施例中(圖中未示出)，GPU 1214可能和CPU 1202整合在一起，而不是被連接到PCIe匯流排1220。磁碟控制器1208也可以被連接到該PCIe匯流排，且，舉例來說，有兩個磁碟1210連接到磁碟控制器1208。最後，一個區域網路(LAN)控制器1212也可以被連接到該PCIe匯流排，並提供十億位元乙太網路(GbE)的連結到其他的電腦。在某些實施例中，該電腦軟體和/或設計資料被儲存在磁碟1210上。在其他實施例中，該電腦程式或是該設計資料，或該電腦程式與該設計資料兩者，可經由該GbE乙太網路從其他的電腦或檔案服務硬體來取得。

雖然特定的實施例已經被詳細地描述於說明書 中，但將被理解的是，本領域之習知技藝者在完全理解前述說明時，可以容易地設想出這些實施例的改變、變化和等同物。於本揭幕中之用於分裂、遮罩資料準備、在一倍縮光罩上形成一圖案和製造一積體電路的方法的此等或其他改良及變化可被在本領域中的普通技術人員所實施，但 並偏離本標的範圍，其更具體地描述於所附隨的申請專利範圍中。此外，在本技術領域中的普通技術人員將會理解的是，前面的描述僅作為示例的方式，而不是意在限制。 在本說明書中的步驟可在不偏離本發明的範疇內被添加、取出或修改。一般來說，所呈現的任何流程圖僅意在指出一種可能的基本操作順序以實現一項功能，但許多的變化是有可能的。因此，本標的意圖涵蓋此等落在所附隨之申請專利範圍中及其等同物的範疇中的修改和變化。

Claims (21)

1. 一種使用多重射束帶電粒子束微影術於表面上形成圖案之方法，該方法包含下列步驟：輸入一組單一射束帶電粒子束投射；使用該組單一射束帶電粒子束投射計算一經計算的圖像；基於該經計算的圖像產生一組多重射束投射，以藉此將該組單一射束帶電粒子束投射轉換成將會於一表面上製造一表面圖像之該組多重射束投射，其中該表面圖像於一預定容限內符合該經計算的圖像，且其中該產生步驟是使用一運算硬體處理器執行，以及使用該組多重射束投射於該表面上形成該圖案。
2. 如請求項1之方法，其中該圖案包含一或更多個圖案，以及其中該經計算的圖像包含針對該一或更多個圖案的外形資訊。
3. 如請求項2之方法，其中該經計算的圖像包含針對該一或更多個圖案的劑量裕度資訊。
4. 如請求項1之方法，其中該經計算的圖像包含一空中圖像。
5. 如請求項1之方法，其中每一多重射束投射包含多個子束。
6. 如請求項1之方法，其中在該組單一射束帶電粒子束投射中的投射包含指定的劑量。
7. 如請求項1之方法，其中在該組單一射束帶電粒子束投射中的投射不具有指定的劑量。
8. 如請求項1之方法，其中在該組單一射束帶電粒子束投射中的投射係重疊。
9. 如請求項1之方法，其中在該組單一射束帶電粒子束投射中的投射包含變形束(VSB)投射。
10. 如請求項1之方法，其中該計算包含帶電粒子束模擬。
11. 如請求項10之方法，其中該帶電粒子束模擬包括由以下各者組成之一群組中的至少一者：正向散射、背向散射、阻膜擴散、庫倫效應、霧化、負載及阻膜充電。
12. 如請求項1之方法，其中該圖案包含一或更多個圖案，其中該多重射束帶電粒子束微影術包含曝光多個像素或子束，且其中該產生步驟包含：為該一或更多個圖案中的每一圖案決定像素或子束劑量資訊；及由針對該一或更多個圖案之該像素或子束劑量資訊，產生該組多重射束投射。
13. 一種使用多重射束帶電粒子束微影術於表面上形成圖案之方法，該方法包含下列步驟：輸入一組單一射束帶電粒子束投射；於該組單一射束帶電粒子束投射中選擇一第一單一射束投射；基於該第一單一射束投射決定一第一組多重射束曝光資訊，其將於一預定容限內產生一符合該第一單一射束投射的曝光；於該組單一射束帶電粒子束投射中選擇一第二單一射束投射；基於該第二單一射束投射決定一第二組多重射束曝光資訊，其將於該預定容限內產生一符合該第二單一射束投射的曝光；及使用該第一多重射束曝光資訊及該第二多重射束曝光資訊產生一組多重射束投射，藉此將該組單一射束帶電粒子束轉換成該組多重射束投射，其中該組多重射束投射係被用來於一表面上形成一圖案，且其中該產生步驟是使用一運算硬體處理器執行；以及使用該組多重射束投射於該表面上形成該圖案。
14. 如請求項13之方法，其中該第一多重射束曝光資訊及該第二多重射束曝光資訊個別包含針對多數子束或多數像素之每一者的一劑量。
15. 如請求項13之方法，其中該產生步驟包含：結合該第一多重射束曝光資訊及該第二多重射束曝光資訊，以產生一結合的多重射束曝光資訊；及決定一或更多個多重射束投射，其共同產生該結合的多重射束曝光資訊。
16. 如請求項15之方法，其中該第一多重射束曝光資訊及該第二多重射束曝光資訊各包含針對多數子束或多數像素之每一者的一劑量，且其中該結合步驟包含以像素對像素或子束對子束為基礎的結合劑量。
17. 如請求項16之方法，其中該等劑量藉由加成來結合。
18. 如請求項13之方法，其中各多重射束投射包含多個子束。
19. 如請求項13之方法，其中在該組單一射束帶電粒子束投射中的投射包含指定的劑量。
20. 如請求項13之方法，其中在該組單一射束帶電粒子束投射中的投射係重疊。
21. 如請求項13之方法，其中在該組單一射束帶電粒子束投射中的投射包含變形束(VSB)投射。