JP6469675B2 - レジスト閾値制御を使用した電子又は光リソグラフィ用のフリーフォーム断片化方法 - Google Patents

Description

本発明は、特に、基材上に設計を転写するためのマスクの電子又は光リソグラフィの分野に適用される。又、本発明は、電子ビームを使用してパターンを基材又はマスク上において直接的に書き込むプロセスにも適用される。

ｅビームリソグラフィによってパターンを表面上に転写する方法の１つは、可変成形ビームを、即ち、ＶＳＢを、使用してポジ型又はネガ型レジスト被覆を生成するというものである。これを実行するには、断片化ステップにおいて、パターンを放射線量が割り当てられた複数の基本的な形態（「ショット」と呼称される）に切り分ける必要がある。ショットのジオメトリと放射線量は、緊密に関連しており、その理由は、現在使用されている寸法（６０〜８０ｎｍ未満の限界寸法又は「ＣＤ」を伴う技術）においては、近接効果（前方散乱及び後方散乱）が、主に、曝露されたエリアの密度に依存しているからである。

転写対象のパターンは、ほとんどの場合に、細い矩形（ライン）又は正方形（相互接続）などの単純な幾何学的形態を有する。これらの状況においては、ショットのジオメトリは、相応して定義され、且つ、単純でもあり、それぞれのパターンは、矩形又は正方形のショットの結合体として断片化される。

但し、いくつかの用途（インバースリソグラフィ、フォトニクス、計測較正、ソースマスク最適化など）においては、上述のタイプの単純な形態ではなく、円を、或いは、不定な、恐らくは、曲線状の、形態（フリーフォームと更に呼称される）を、有しうるパターンを設計に含めることが必要又は有利である場合がある。

これらの状況下においては、従来の断片化は、有利ではなく、その理由は、特にパターンの忠実性が重要である際に、非常に多数のショットが生成されるからである。書込み時間は、ショットの数に比例して増大し、その結果、マスク又はウエハの製造費用が大幅に増大する。

従って、表面上に転写されるパターンの不定な形態に対して、それ自体を適合させる能力を有する断片化方法を使用することが有利であろう。円形のショットを使用してフリーフォームを断片化することができることも有利であろう。

この方向における試みは、様々な線量を有する複数のオーバーラップしたＶＳＢショット及びこれらの様々な連続的な組合せを使用して円形パターンを形成する組立方法を開示している米国特許第８，０５７，９７０号明細書に記述されている。

但し、この従来技術の文献は、実際に曝露されるフリーフォームの外形の粗さ及び曝露線量の制御という問題に対して適切に対処してはいない。

米国特許第８，０５７，９７０号明細書

第１の一連のショットによって生成される近接効果からターゲット設計の明確なエリアを結果的にもたらす線量レベルを考慮して第２の一連のショットの曝露レベルの閾値を判定することにより、この問題に対する解決策を提供することが本発明の目的である。

これを目的として、本発明は、複数の基本特徴への表面の断片化データセットを生成する方法を開示しており、前記基本特徴は、表面上にフリーフォームの望ましいパターンを転写するべく、可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１つのショットに対してそれぞれが曝露されることを要し、前記方法は、それぞれが丸いショットプリントを規定するショットの第１の組によって前記フリーフォームの望ましいパターンのペービングを判定するステップと、それぞれが丸いショットプリントを規定するショットの第２の組の配置及び寸法を判定するステップと、ショットの第２の組内のショットの線量レベルを判定するステップであって、前記判定するステップは、ショットの第１の組の適用の結果として得られる表面上の線量分布とレジスト閾値の間の比較に基づいている、ステップと、を有する。

有利には、ショットの第２の組のショットの線量レベルを判定するステップは、レジスト閾値から、ショットの第２の組内の前記ショットの少なくとも１つの地点においてショットの第１の組によって適用される線量分布を減算するステップを有する。

有利には、丸いショットプリントを判定するショットの第１の組内のショットは、円形ビームによって形成されておらず、且つ、オーバーラップしている。

有利には、オーバーラップを有するショットの第１の組内のショットは、オーバーラップした丸いショットプリントを規定する。

有利には、丸いショットプリントを規定するショットの第１の組内のショットは、円形ビームによって形成されてはおらず、且つ、オーバーラップしてはいない。

有利には、オーバーラップを有していないショットの第１の組内のショットは、オーバーラップした丸いショットプリントを規定する。

有利には、本発明の方法は、ショットの第１の組及びショットの第２の組から、ショットプリントのプリントされた外形を判定するステップを更に有する。

有利には、ショットの第１及び第２の組内のショットによって規定される丸いショットプリントの間のオーバーラップの程度は、ショットプリントのプリントされた外形の粗さの極小化とショットカウントの極小化を少なくとも組み合わせた基準に基づいて決定されたレベルにおいて設定される。

有利には、本発明の方法は、プリントされた外形とフリーフォームの望ましいパターンの外形の間のフィット基準を算出するステップを更に有する。

有利には、フィット基準は、プリントされた外形の最大粗さ、プリントされた外形とフリーフォームの望ましいパターンの外形の間の最大距離又は最小表面、ショットプリントの最小サイズ、線量プロファイルのエッジにおけるプロセスウィンドウの最小値を有するグループのうちの少なくとも１つの制約を充足するべく、選択される。

有利には、前記ショットの第１及び第２の組のうちのそれぞれの組内のショットのシーケンス内の個々のショットＮの配置及び寸法は、ｉ）予め設定されたオーバーラップの程度、ｉｉ）ショットＮに起因したＮ−１個の以前のショットから算出されたフィット基準の改善の評価に基づいて判定される。

有利には、ショットの第２の組の配置及び寸法を判定するステップは、フリーフォームの望ましいパターンの外形の内部のショットの第１の組から、ショットプリントを有していないエリアを判定するサブステップを有する。

有利には、ショットの第２の組の配置及び寸法を判定するステップは、いくつかの少なくとも１つのショットプリントにより、ショットプリントを有していないエリアを実質的に充填するサブステップを更に有し、これらのショットプリントの配置及び位置は、ショットの第１の組内のＮ個のショットから予め算出されたフィット基準の改善の評価に基づいている。

有利には、本発明の方法は、丸いショットプリントをそれぞれが規定する個々のショットの新しい第２の組の配置及び寸法を判定する新しいステップと、ショットの新しい第２の組内のショットの線量レベルの計算において使用されるレジスト閾値を判定する新しいステップであって、前記判定するステップは、個々のショットの第１の組を適用した結果として得られる線量分布に基づいている、新しいステップと、を更に有し、前記判定する新しいステップは、フィット基準が既定のレベルよりも悪い限り、実行される。

有利には、本発明の方法は、データ準備ファイルを生成するステップを更に有し、前記ファイルは、ショットの第１の組及びショットの第２の組のジオメトリ及び線量レベルを含む。

又、本発明は、基本特徴への表面の断片化データセットを生成するコンピュータプログラムをも開示しており、前記基本特徴は、表面上にフリーフォームの望ましいパターンを転写するべく、可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１つのショットに曝露されることを要し、前記コンピュータプログラムは、丸いショットプリントをそれぞれが規定する個々のショットの第１の組によって前記フリーフォームの望ましいパターンのペービングを判定するべく構成されたモジュールと、丸いショットプリントをそれぞれが規定する個々のショットの第２の組の配置及び寸法を判定するべく構成されたモジュールと、第２のショットの組内のショットの線量レベルを判定するべく構成されたモジュールであって、前記判定のステップは、個々のショットの第１の組を適用した結果として得られる表面の線量分布とレジスト閾値の間の比較に基づいている、モジュールと、を有する。

特定の実施形態においては、既定の粗さ許容範囲レベルは、なんらのオーバーラップしたショットをも使用することなしに順守することができる。特定の実施形態においては、本発明は、フリーフォームの外形の粗さを極小化するために必要とされるショットの数の大幅な低減を提供する。又、本発明の方法は、好適な実施形態において使用される過剰曝露に起因したプロセスの変動に対する相対的に良好な安定性を提供する。ショットの数が従来技術との関係において低減されていることから、データ準備ファイルのサイズが低減される。

様々な実施形態及び以下の添付図面の説明から、本発明について更に十分に理解されると共に、その様々な特徴及び利点が明らかとなろう。

フリーフォームターゲット設計を断片化するための従来技術の方法を示す。 フリーフォームターゲット設計を断片化するための従来技術の方法を示す。 フリーフォームターゲット設計を断片化するための従来技術の方法を示す。 レジスト内において丸いショットプリントを形成する２つの方法の１つを示す。 レジスト内において丸いショットプリントを形成する２つの方法の他の１つを示す。 定義されたＰＳＦの様々なＣＤにおけるレジスト上のショットプリントの形状を表す。 同一のＰＳＦのＣＤの関数としての線量密度の変動を表す。 定義されたＰＳＦ及び定義されたＣＤについて、線量密度の関数としてのレジスト内の丸いショットプリントの直径の変動のグラフを表示する。 定義されたＰＳＦ及び定義されたＣＤについて、グラフ上の特定の地点におけるショットプリントの表現を表示する。 図３ａ及び図３ｂと同一のＰＳＦ及び別の定義されたＣＤについて、線量密度の関数としてのショットプリントの形状及び寸法の変動のグラフを表示する。 図３ａ及び図３ｂと同一のＰＳＦ及び別の定義されたＣＤについて、グラフ上の特定の地点におけるショットプリントの表現を表示する。 ターゲット設計を表す。 その個々のプリントされた外形によってこの設計を断片化するように判定されたショットプリントを表す。 ショットプリントのグループの外形を有する同一のショットプリントを表す。 ターゲット設計とグローバルなプリントされた外形の間の比較を表す。 本発明の特定の実施形態による方法のフローチャートを表示する。 本発明の一実施形態における定義されたＣＤの曝露の線量レベルの判定を示す。 本発明の一実施形態における定義されたＣＤの曝露の線量レベルの判定を示す。 本発明の一実施形態における定義されたＣＤの曝露の線量レベルの判定を示す。 本発明の一実施形態における定義されたＣＤの曝露の線量レベルの判定を示す。 いくつかのその実施形態における本発明の方法を実装する４つの主要なステップの１つを示す。 いくつかのその実施形態における本発明の方法を実装する４つの主要なステップの１つを示す。 いくつかのその実施形態における本発明の方法を実装する４つの主要なステップの１つ示す。 いくつかのその実施形態における本発明の方法を実装する４つの主要なステップの１つを示す。 その他の実施形態における本発明の方法を実装する４つの主要なステップの１つを示す。 その他の実施形態における本発明の方法を実装する４つの主要なステップの１つを示す。 その他の実施形態における本発明の方法を実装する４つの主要なステップの１つを示す。 その他の実施形態における本発明の方法を実装する４つの主要なステップの１つを示す。 その他の実施形態におけるプリントを要するショットの図を示す。 更に別の実施形態における方法の実装形態を示す。 更に別の実施形態における方法の実装形態を示す。 特定のターゲット設計用の本発明の方法の実装形態を示す。 特定のターゲット設計用の本発明の方法の実装形態を示す。

図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃは、フリーフォームターゲット設計を断片化するための従来技術の方法を示している。

縁部１１０、１２０を有する曲線状の形態１００は、一連のショット１３０、１４０を使用することにより、絶縁されることが可能であり、これらの一連のショットは、円形のインプリントを生成するべく本発明のフレームワークにおいて議論されている寸法（例えば、約６０〜８０ｎｍの範囲内の限界寸法又はＣＤ）を有するものと見なされてもよい（以下を参照されたい）。通常、形態１００及び最大ショット１３０は、約２００ｎｍの幅を有することになる。ショットが、図１ｂのように、オーバーラップしていない場合には、曲線状の形態の縁部は、２つの連続的なずれたショットの間の位置において大きな粗さを有することになる。図１ｃのように、２つの連続したショットがオーバーラップすることを許容すれば、曲線半径が無限大である曲線状の形態のエリア内において観察されうるように、この問題が多少軽減されることになる。但し、位置１５０におけるように、曲線半径が小さい場所においては、オーバーラップは、過大な線量を引き起こすことになり、従って、縁部が不均一になり、この結果、回路の機能特性が大きな影響を受けることになる。又、この従来技術の方法は、プロセスの変動に対する安定性が乏しくなる。

図１ｄ及び図１ｅは、レジスト内において丸いショットプリントを形成する２つの方法を示している。

図１ｄにおいては、パターニングビーム１０１ｄは、機器の書込みツールのステンシル１０２ｄ内の丸い孔１０３ｄを通じて成形されている。基材１０４ｄ上のショットプリント１０５ｄは、円形である。このタイプの絶縁は、本明細書においては、「円形ショット」と呼称される。

図１ｅにおいては、パターニングビーム１０１ｅは、機器の書込みツールのステンシル１０２ｅ内の丸くない形状１０３ｅの孔を通じて成形されている。基材１０４ｅ上のショットプリント１０５ｅは、後述するように、曝露線量及び形状１０３ｅのジオメトリの適切な調節により、丸い形状を有するように生成される。このタイプの絶縁は、本明細書においては、「丸い形状のインプリント」と呼称される。通常、ステンシルのアパーチャ及びショットプリントは、ＰＳＦのαパラメータのレベルの寸法（２０〜５０ｎｍ）を有することになる。

図２ａ及び図２ｂは、定義されたＰＳＦの様々なＣＤにおけるレジスト上のショットプリントの形状及び同一のＰＳＦのＣＤの関数としての線量密度の変動をそれぞれ表している。

本発明のいくつかの実施形態によれば、曲線状の望ましいパターンを絶縁するには、円形インプリントをレジスト上において残すショットを使用することが有益である。その理由は、この場合に、ショットの数が、通常、極小化されることになるからである。従来技術によれば、特に、米国特許第８，０５７，９７０号明細書によれば、円形ショットが、図１ｄに示されているように、円形形状のステンシルを通じて直接的に、或いは、オーバーラップした矩形ショットの組合せにより、生成されている。本明細書において記述されている本発明の実施形態によれば、正方形又は矩形ではなく、ほぼ円形のショットとして振る舞う小さなＣＤのショットの特性が利用されている。

この振る舞いの例示用の例として、図１ａは、相対的なレジスト閾値が０．５であるケースにおいて、１の相対重みを有する３０ｎｍのショートレンジアルファパラメータ、０．３の相対重みを有する２６８ｎｍのミドルレンジベータパラメータ、及び０．６の相対重みを有する１０μｍのロングレンジベータパラメータを有する３つのガウス関数から構成された点広がり関数（ＰＳＦ）における３０ｎｍのαパラメータを有する点広がり関数（ＰＳＦ）のいくつかのショットを表示している。図２１０ａ、図２２０ａ、及び図２２０ａに示されているショットは、それぞれ、α／３（１０ｎｍ）、２α／３（２０ｎｍ）、及びα（３０ｎｍ）のＣＤを有する。これらのショットは、その実際の意図するところに従って、円形であり、且つ、正方形ではない。これらは、本発明の目的のために使用可能でありうるが、実際には、α未満のＣＤを有するショット（２１０ａ及び２１０ｂ）は、使用可能ではなく、その理由は、底部までレジストを絶縁するべく必要される線量が過大であるためである（線量対サイズ比率が、それぞれ、２８及び８である）。ショット２４０ａ及び２５０ａは、それぞれ、４α／３及び５α／３のＣＤを有しており、且つ、完全な丸である。ショット２６０ａ、２７０ａ、及び２８０ａ（それぞれ、ＣＤが７０ｎｍ、１００ｎｍ、及び１５０ｎｍである）などのように、ＣＤが２αを超過した際には、ショットの形状は、正方形に近接した状態となり、且つ、これらのショットは、本発明を実装するべく使用するのが、相対的に困難である。

図２ｂは、図２ａのプロセスにおけるＣＤの関数としてのＤＴＳの変化を表示している（ＰＳＦのα＝３０ｎｍ）。ＤＴＳの変動は、ＣＤが、５０〜７０ｎｍである、即ち、約２αである際に、小さいことがわかる。同時に、ショットの形状は、ほとんど完全な円形である。従って、ほぼα〜２αのＣＤを有するフリーフォームターゲット設計の場合には、絶縁された際に円形ショットのように振る舞うことになる十分なショットを使用するように、本発明を実装することができる。

図３ａ及び図３ｂは、定義されたＰＳＦ及び定義されたＣＤについて、線量密度の関数としての丸いショットプリントの直径の変動のグラフ及びグラフ上の特定の地点のショットプリントの表現をそれぞれ表示している。

使用されているプロセスは、図２ａ及び図２ｂ（ＰＳＦのα＝３０ｎｍ）のものと同一の特徴を有する。図３ａ及び図３ｂに示されている例においては、プロセスは、ＣＤ＝αを有するジオメトリをターゲットにしている。

曲線は、α未満の鋭いスロープと、α超の相対的に滑らかなスロープと、を有することが、図３ａからわかる。従って、ショットプリントの直径は、α未満の線量に伴って、（地点３１０ａの３．５の相対線量における３ｎｍから地点３３０ａの４．２８の相対線量における３０ｎｍ（＝α）まで）迅速に増大している。次いで、ショットプリントの直径は、α〜２αの線量に伴って、（地点３４０ａの５の相対線量における３９ｎｍから地点３６０ａの８の相対線量における６０ｎｍまで）相対的に低速で増大する。

これらの地点に対応したショットプリントの外側境界線が推定され、且つ、推定の結果が、図３ｂにおいて表示されている。使用されたプロセスは、図２ａ及び図２ｂのものと同一の特徴を有する（ＰＳＦのα＝３０ｎｍ）。

本発明を実装するべく、ショットプリントの外側境界線の推定は、ユースケース（直接書込み／マスクプリンティング、使用される材料及びレジストのタイプなど）に対して正確に適合されたＰＳＦを使用したフルシミュレーションに基づいてもよく、或いは、例えば、定義された物理構成及び定義されたＣＤにおける線量対レジスト比の関数としてショットプリント直径の値を付与する相対的に単純な関数又は計算機（ａｂａｃｕｓ）を使用した相対的に粗い推定に基づいてもよい。フルシミュレーションは、相対的に正確であるが、大きな演算リソースを必要とする。いくつかの用途においては、計算器に基づいた推定により、十分に正確な結果を生成することができる。

図４ａ及び図４ｂは、図３ａ及び図３ｂと同一のＰＳＦ及び別の定義されたＣＤについて、線量密度の関数としてのショットプリントの形状及び寸法の変動のグラフ及びグラフ上の特定の地点のショットプリントの表現をそれぞれ表示している。

使用されたプロセスは、図２ａ及び図２ｂのものと同一の特徴を有する（ＰＳＦのα＝３０ｎｍ）。図４ａ及び図４ｂにおいて示されている例においては、プロセスは、ＣＤ＝５α（１５０ｎｍ）を有するジオメトリをターゲットとしている。

曲線は、５α未満の鋭いスロープと、５α超の相対的に滑らかなスロープと、を有することが、図４ａからわかる。従って、ショットプリントの寸法は、α未満の線量に伴って、（地点４１０ａの１の相対線量における９０ｎｍから地点４３０ａの１．８の相対線量における１５０ｎｍ（＝５α）まで）迅速に増大している。次いで、ショットプリントの寸法は、５α超の線量に伴って、（地点４４０ａの２．１の相対線量における１５８ｎｍから地点４８０ａの２８の相対線量における２４８ｎｍまで）相対的に低速で増大する。これらの地点に対応したショットプリントの外側境界線が推定され、且つ、推定の結果が、図４ｂにおいて表示されている。使用されたプロセスは、図２ａ、図２ｂ、図３ａ、及び図３ｂのものと同一の特徴を有する（ＰＳＦのα＝３０ｎｍ）。所定の線量レベル超において、ショットプリントの形状が丸くなっている。この閾値は、ＣＤに依存しているが、線量が、ほぼ、ターゲット上に形状を（その正常なＣＤにおいて）プリントするための線量の約１０倍〜１５倍になった際に、形状の変化が始まる。

ステンシル内において異なる孔の形状を使用することにより、ターゲットの外形の形態のために更に十分なショットプリントを得ることができる。

図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、及び図５ｄは、ターゲット設計、その個々のプリントされた外形によってこの設計を断片化するべく判定されたショットプリント、ショットプリントのグループの外形を有する同一のショットプリント、ターゲット設計とグローバルなプリントされた外形の間の比較をそれぞれ表している。

これらの図のジオメトリのサイズは、α〜５αであるが、これは、一例に過ぎない。

図５ａは、３つの準円形の形態５１０ａ、５２０ａ、５３０ａと、２つの曲線状の形態５４０ａ、５５０ａと、を有するターゲットフリーフォーム設計を表している。この設計のＣＤは、約αである（３０ｎｍのαを有するＰＳＦを有するプロセスの場合に、２９ｎｍである）。

本発明の一実施形態によれば、図５ｂに表示されているように、個々のショットプリント内における第１の断片化が実行される。このケースにおいては、ショットは、正方形又は矩形ではなく、且つ、ショットプリントは、正確に円形ではないが、依然として、丸い形状を有する。一例として、図５ａの要素５５０ａを取り上げよう。本発明を実装するべく実行される計算に従って、本説明において更に説明するように、要素５５０ａは、７つのサブ要素５５１ｂ、５５２ｂ、５５３ｂ、５５４ｂ、５５５ｂ、５５６ｂ、及び５５７ｂに断片化されている。これらのサブ要素の形状及び向きは、ＶＳＢツールがこれらのパラメータに対応しうるという仮定の下に、多様であってもよい。この実装形態においては、個々のショットプリントは、オーバーラップしてはいない。それぞれの個々のショットプリントの外形が推定される。或いは、サブ要素５５６ｂ及び５５７ｂのケースと同様に、サブ要素の外形がオーバーラップしている際には、計算は、その外形がオーバーラップしているショットプリントの組合せに対して適用される。次いで、近接効果補正アルゴリズムが、それぞれの推定されたショットプリント（或いは、ショットプリントのグループ）に適用される。有利には、国際公開第２０１１／１２８３９３号パンフレットによって開示されているタイプの近接効果補正アルゴリズムが使用されることになる。このようなアルゴリズムは、エネルギー許容範囲を使用した同時の線量及びジオメトリの最適化を許容する。

図５ｃには、近接効果補正の影響を含む次の計算の結果が表示されており、この場合に、ラインは、トポロジーの観点において連続した要素５５０ｃの統合された外形を示している。

次いで、推定された要素５５０ｃの外形が、ターゲット要素５５０ａの望ましい外形上に重畳される。差が存在している場合には、結果的に得られる外形５５０ａの粗度が、ターゲット設計５５０ａの設定された許容範囲内に収まる時点まで、本発明のプロセスが再実行される。粗度は、推定された外径とターゲット外形の間の差を算出するローカル関数によって定義される。

本発明者らは、異なる線量レベルが異なるショットに適用され、ショットプリント５５２ｂ、５５６ｂを形成するための線量レベルは、ショットプリント５５３ｂ、５５４ｂ、５５５ｂを形成するべく適用される線量レベルとは異なっていることに留意している。又、ほぼ同一のサイズのショットプリント（５５２ｂ〜５５６ｂ）は、ショットプリントの第１の組を形成するものと見なされてもよく、相対的に小さなサイズのショットプリント（５５１ｂ及び５５７ｂ）は、ショットプリントの第１の組の線量レベルの関数としてのその線量レベルの計算を許容するべく、ショットの第２の組として取り扱われることになる。後述するように、推定された外形とターゲット設計の外形の間の相対的に正確なマッチングを許容するべく、２つを超える数のショットプリントの組が存在してもよい。

又、本発明者らは、ｅビーム機器によって許容される場合には、絶縁ショットの形状が多様（正方形、矩形、三角形、台形など）であってもよいことに留意している。又、ショットプリントは、ターゲット設計の外形との間における推定された外形の相対的に良好なマッチングが許容される場合には、ターゲット設計の外形とオーバーラップするように生成されてもよい。この結果、この目標を実現するための相対的に高度な柔軟性が得られる。

図６は、本発明の特定の実施形態による方法のフローチャートを表示している。

このフローチャートは、初期ショットが、実質的に同一のサイズを有し、且つ、オーバーラップしている本発明の別の実施形態を表示している。次いで、ターゲット設計に鑑み、プリントされた外形の粗度を極小化するべく、更なる特徴が配置されている。この実施形態の構造的な特徴については、図８ａ、図８ｂ、図８ｃ、図８ｄ、図９ａ、図９ｂ、図９ｃ、図９ｄ、図１０ａ、図１０ｂ、及び図１０ｃとの関係において、コメントすることとする。

初期ステップ６１０において、ターゲット設計がコンピュータプログラムに入力されている。

後続のステップ６２０において、ベース断片化が、基本的な等しい丸いショットプリントのジオメトリに基づいて判定されており、その寸法は、ターゲット要素のトポロジーによって判定される。この判定のために、様々な手順を適用することが可能であり、これらについては、図８〜図１０との関係において説明することとする。ターゲット設計のペービングの寸法を判定するための手順については、本出願人に譲渡された国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１３／０５３８８３号パンフレットにおいて開示されている。

次いで、制約が基本ショットの間におけるオーバーラップのレベルに対して課せられているもの（ステップ６３０）と、このタイプの制約が適用されていない別のもの（ステップ６４０）と、という本発明の２つの可能な実施形態が存在している。

一例に過ぎないが、オーバーラップの程度に対して適用可能な制約のタイプを定義するべく提供される様々な可能性の１つとして、この制約は、ショットの組のうちの１つの組のショットの間の、且つ／又は、ショットの第１の組内のショットとショットの第２の組内のショットの間の、オーバーラップの程度に対して適用することができる。制約は、ターゲット設計の形状のタイプの関数として定義されてもよい。

図９ａ〜図９ｄにおいて示されているタイプの＜＜ワイヤ＞＞様の形状においては、ショットプリントの第１及び第２の組の間のオーバーラップを第２の組からのショットの表面の５０％に制限することが有利であり、その理由は、その結果、エッジ粗度とショットカウントの間の最良のトレードオフが提供されることになるからである。この実施形態においては、ショットプリントの第１の組からのショットプリントは、限られたオーバーラップ〜オーバーラップなしを、恐らくは、その表面の最大値の１／５を、有することができよう。この実施形態は、図９に示されているショットプリント構成を実質的に生成することになろう。

図１１ａ及び図１１ｂに示されているタイプのコンパクトな形状においては、格段に大きなオーバーラップ（任意のショットの組の場合に、最大で、８／１０）を許容することが相対的に有利となり、この結果、このケースにおいては、粗度とショットカウントの間の相対的に良好なトレードオフが引き起こされることになる。

いずれの場合にも、オーバーラップしたショットの利点は、ショットの間の二重の線量の寄与に起因してエッジの粗さを滑らかにするというものである。但し、相対的に大きなオーバーラップは、相対的に良好な粗度と、但し、相対的に多くのショットと、を意味している。オーバーラップの量が、重要なパラメータであり、且つ、慎重にチューニングする必要がある理由が、ここにある。

本発明のいくつかの実施形態によれば、ユーザーがアルゴリズムのパラメータを通じてオーバーラップの量を選択できるようにすることができる。このパラメータは、表面オーバーラップの百分率、粗度に対する許容範囲、或いは、中央線に沿ってショットを配置するためのピッチとして表現することができる。

次いで、ステップ６５０において、図７ａ、図７ｂ、図７ｃ、及び図７ｄとの関係において説明するように、基本的なショットプリントの線量分布に基づいて、追加ショットの線量レベルが判定されている。

次いで、ステップ６６０において、プリントされた外形とターゲット設計の外形の間のフィットを評価するための関数が適用されている。関数が、既定の許容範囲内の結果を返した場合には、手順は終了する。そうではない場合には、既定の許容範囲内の結果を返す時点まで、以前のステップが再実行される。

図７ａ、図７ｂ、及び図７ｃは、本発明の一実施形態における定義されたＣＤの曝露の線量レベルの判定を示している。

ショットプリントの直径は、通常、α〜５αである。絶縁対象の形態の幅は、同一の寸法を有するが、その長さは、大幅に変化しうる。

本発明の手順を適用するには、図６との関係において上述したように、ショットプリントのジオメトリ及び絶縁される第１のショットプリントの線量レベルの関数としてオーバーラップしたショットプリントに適用される線量レベルを判定する必要がある。

まず、ショットプリント７１０ａとの関係において図示されているように、近接効果を考慮することにより、ショットプリントの第１の組のプリントされた外形を判定する必要があり、その実際の外形は、図７ｂにおいて、ライン７１０ｂによって表示されている。同一の手順が、図７ａのオーバーラップした特徴７２０ａに適用され、且つ、この特徴の外形は、図７ｃにおいて、ライン７２０ｃによって表示されている。

次いで、ショット７２０ａに適用される線量レベルが、特徴７１０ａに適用された線量レベルと、２つの線量レベルが重畳された複合的な要素の望ましい線量レベルと、の関数として判定される。これは、レジスト閾値との関係において判定された複合的な閾値（例えば、０．５）を使用することにより、実行される。図７ｄに示されているように、適用される線量レベルは、例えば、ショットの第１の組から結果的に得られる線量を閾値から減算することにより、判定されることになる。換言すれば、オーバーラップしたショットプリントの線量レベルの計算の原理は、線量レベルが加法的であるというものである。図７ｄは、ライン７１０ｄ（図７ａのＡＡ’）に沿った線量レベルの組成の計算を示している。曲線７２０ｄは、ショットの第１の組の線量レベルを表示している。領域７３０ｄは、エッジターゲットにマッチングするためのショットの第１の組からの消失線量を表示している。曲線７４０ｄは、ショットの第１の組からの消失線量を充填するべく算出されたショットの第２の組の線量レベルを表示している。曲線７５０ｄは、ショットの第１及び第２の組の組成から結果的に得られる線量レベルを表示しており、即ち、グローバル線量プロファイルを表示している。本発明者らは、グローバル線量プロファイルがエッジターゲット７６０ｄにおいてレジスト閾値ラインと交差していることに留意している。

図８ａ、図８ｂ、図８ｃ、及び図８ｄは、いくつかのその実施形態における本発明の方法を実装する４つの主要なステップを示している。

これらの図において表されている実施形態においては、ショットの第１の組８２０ａ、８３０ａは、ターゲット設計を形成する曲線状のフリーフォーム８１０ａの寸法に基づいて判定されている。フリーフォームは、数百ｎｍの、最大で数ミクロンの、長さを有してもよく、ショットプリントは、数十ｎｍ〜最大で数百ｎｍの直径を有することになる。

次いで、ショットの第２の組８１０ｂ、８２０ｂ、８３０ｂ、８４０ｂが、ショットポイントの第１の組とターゲット設計の外形の間のギャップを充填するべく、判定されている。ショットプリントの第２の組の寸法は、ギャップが実際に前記ショットプリントの第２の組によって充填されるように判定される。

ショットの第１の組の線量は、図８ｃに表示されているこれらのショットプリントのオーバーラップの程度（例えば、アイテム８１０ｃ）を考慮することにより、図７ａ〜図７ｄとの関係において説明した手順によって判定される。

同様に、ショットの第２の組の線量は、図８ｄに表示されているこれらのショットプリントのオーバーラップの程度（例えば、アイテム８１０ｄ及び８２０ｄ）を考慮することにより、同一の手順によって判定される。

次いで、図６との関係において上述したように（ステップ６６０）、ターゲット設計の外形との関係においてプリントされた外形の粗度を評価するための手順が実行される。粗度が既定の許容範囲閾値を超過している場合には、手順の全体が、或いは、その他のいくつかのステップが、再実行される。

図９ａ、図９ｂ、図９ｃ、及び図９ｄは、その他の実施形態において本発明の方法を実装する４つの主要なステップを示している。

本発明のもう１つの実施形態によれば、ショットの第２の組は、ショットプリントの第１の組によって残されたギャップを充填するように判定されてはいない。第２の組のショット９１０ｂ、９２０ｂは、図９ｂによって示されているように、ショットプリントの第１の組及びそれらの外形とオーバーラップするように位置決めされている。以前の実施形態と同様し、フリーフォームは、数百ｎｍの、最大で数ミクロンの、長さを有してもよく、ショットプリントは、数十ｎｍ〜最大で数百ｎｍの直径を有することになる。

この第２の組のショットプリントの位置は、その中心９３０ｂを第１の組の２つの隣接したショットプリントによって空いた状態に残されたギャップの重心において配置することにより、判定される。

第２の組のショットの線量レベルは、図９ｄによって示されているように、相応して、下方に調節される。

ターゲット設計の外形との間におけるプリントされた外形のフィットを計測するための手順が、以前の実施形態について示されているものと同一の方式によって適用される。

ショットの第１及び第２の組は、オーバーラップを認めない機器によって投射されうることに留意されたい。この制約は、図９ｅによって示されているように、ショットプリントがオーバーラップすることを妨げず、この場合に、参照符号９１０ｅは、第１の組内のショットを表し、且つ、参照符号９２０ｅは、第２の組内のショットを表している。第１及び第２の組のうちの１つの組内のショットの間にオーバーラップは存在しておらず、２つの組のうちの１つの組内のショットの間にも、オーバーラップは存在していない。

図１０ａ及び図１０ｂは、更に別の実施形態における本発明の方法の実装形態を示している。

この実施形態においては、ショットプリントの第１の組は、図８ａ及び図９ａによって示されている実施形態におけると同様に、隣接したショットプリントから構成されている。以前の実施形態と同様に、フリーフォームは、数百ｎｍの、最大で数ミクロンの、長さを有してもよく、ショットプリントは、数十ｎｍ〜最大で数百ｎｍの直径を有することになる。

次いで、第１の組に加えて、第１の組内のものとほぼ同一の寸法のショットプリントの第２の組が形成されている。この第２の組内のショットは、第１の組内のショットと同一のライン上においてセンタリングされている（或いは、例えば、第１の組に従って、空いた空間の対称性に応じてシフトされている）。その形状及び線量レベルは、サイズが第１の組内のショットプリントのものに類似するように選択されると共にショットプリントの中心が第１の組内のショットプリントの中心の間の半分の距離においてターゲットの曲線状の形態のスケルトンの中央ライン又はブランチ上に位置決めされていることを除いて、以前の実施形態において適用されたものに類似した手順を適用することにより、ターゲット設計の外形にマッチングするように、選択されている。第２の組内のショットの線量レベルは、以前の実施形態におけると同一の方法によって算出される。

図１１ａ及び図１１ｂは、特定のターゲット設計用の本発明の方法の実装形態を示している。

本発明のもう１つの実施形態によれば、ターゲット設計は、オーバーラップしたショットの第１の組１０１０ａ、１０２０ａによってペービングされている。この実施形態においては、フリーフォームの寸法は、ほぼ百ｎｍとなる。次いで、第１の組内のショットの縁部が、ショットの第２の組１０１０ｂ、１０２０ｂによってペービングされている。ショットの第２の組の線量レベルの計算は、上述のその他の実施形態において適用されたものに類似している。

上述の様々な実施形態は、ショットの第１の組及びショットの第２の組によるペービングを最適化するように、ある程度まで、１つに組み合わせられてもよい。これらのショットの第１及び第２の組は、同一のパスにおいて、或いは、２つ以上の後続のパスにおいて、絶縁されてもよい。このプロセスは、ウエハを直接的に絶縁するべく（直接書込み）、或いは、マスクを絶縁するべく、使用することができる。標準的なｅビームリソグラフィのみならず、レーザー書込み機器を使用することができる。本発明は、機器の断片化及び近接効果補正モジュール内において入力されうる線量及び位置データを生成するように構成されたソフトウェアにおいて、そのほとんどが実装される。本発明を実装するべく使用されるコンピュータプログラムは、最適化規準のターゲットが充足されるように、２つを上回る数のショットの組と共に、複数回にわたって実行することができる。以上、本発明については、ほとんど、最適化が外形の粗度によって決定されるケースにおいて説明した。プリントされた設計の外形とターゲット設計の外形の間の最大距離又は最小表面、ショットプリントの最小サイズ、又は線量プロファイルのエッジにおけるプロセスウィンドウの最小値を最適化規準に追加することもできる。

本明細書において開示されている例は、本発明のいくつかの実施形態を例示するものに過ぎない。これらは、決して、添付の請求項によって定義された前記発明の範囲を限定するものではない。

Claims (18)

1. 基本特徴への表面の断片化データセットを生成する方法であって、
   前記基本特徴は、前記表面上にフリーフォームの望ましいパターンを転写するべく可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１つのショットに対してそれぞれ曝露されることを要する、方法であって、
   丸いショットプリントをそれぞれが規定するショットの第１の組（８１０ａ、８２０ａ、８３０ａ）によって前記フリーフォームの望ましいパターンのペービングを判定するステップ（６２０）と、
   丸いショットプリントをそれぞれが規定するショットの第２の組（８１０ｂ、８２０ｂ、８３０ｂ、８４０ｂ）の配置及び寸法を判定するステップ（６３０、６４０）とを有し、
   両方の前記判定するステップは、丸いショットプリントの望ましい寸法を判定するサブステップ、および対応する相対線量比を判定するサブステップを有し、方法がさらに、
   前記ショットの第２の組内のショットの線量レベルを判定するステップ（６５０）を有し、前記判定するステップは、前記ショットの第１の組を適用した結果として得られる前記表面上の線量分布とレジスト閾値との間の比較に基づいている、方法。
2. 丸いショットプリントの望ましい寸法を判定するサブステップおよび対応する相対線量比を判定するサブステップは、プロセスの定義された物理構成および定義された限界寸法に関する線量対レジスト比の関数として、ショットプリント寸法の値の計算を可能にする１つ以上の計算機またはモデルの使用に基づく請求項１に記載の方法。
3. 丸いショットプリントの寸法は、丸いショットプリントの直径である請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ショットの第２の組のショットの線量レベルを判定する前記ステップは、前記レジスト閾値から、前記ショットの第２の組内の前記ショットの少なくとも１つの地点において前記ショットの第１の組によって適用される線量分布を減算するステップを有する請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 丸いショットプリントを規定する前記ショットの第１の組内の前記ショットは、円形ビームによって形成されてはおらず、且つ、オーバーラップしている請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. オーバーラップを有する前記ショットの第１の組内の前記ショットは、オーバーラップした丸いショットプリントを規定する請求項５に記載の方法。
7. 丸いショットプリントを規定する前記ショットの第１の組内の前記ショットは、円形ビームによって形成されてはおらず、且つ、オーバーラップしていない請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
8. オーバーラップを有していない前記ショットの第１の組内の前記ショットは、オーバーラップした丸いショットプリントを規定する請求項７に記載の方法。
9. 前記ショットの第１の組及び前記ショットの第２の組から前記ショットプリントのプリントされた外形を判定するステップを更に有する請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ショットの第１及び第２の組内の前記ショットによって規定される前記丸いショットプリントの間におけるオーバーラップの程度は、前記ショットプリントのプリントされた外形の粗度の極小化とショットカウントの極小化とを少なくとも組み合わせた基準に基づいて判定されたレベルにおいて設定される請求項９に記載の方法。
11. 前記プリントされた外形と前記フリーフォームの望ましいパターンの前記外形との間のフィット基準を算出するステップを更に有する請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記フィット基準は、前記プリントされた外形の最大粗度、前記プリントされた外形と前記フリーフォームの望ましいパターンの前記外形との間の最大距離又は最小表面、前記ショットプリントの最小サイズ、線量プロファイルのエッジにおけるプロセスウィンドウの最小値からなるグループのうちの少なくとも１つの制約を充足するように選択される請求項１１に記載の方法。
13. 前記ショットの第１及び第２の組のうちのそれぞれの組内のショットのシーケンス内の個々のショットＮの配置及び寸法は、ｉ）予め設定されたオーバーラップの程度、ｉｉ）ショットＮに起因したＮ−１個の以前のショットから算出された前記フィット基準の改善の評価に基づいて判定される請求項１０または１１に記載の方法。
14. 前記ショットの第１の組及び前記ショットの第２の組から前記ショットプリントのプリントされた外形を判定するステップと、
    前記プリントされた外形と前記フリーフォームの望ましいパターンの前記外形との間のフィット基準を算出するステップとを更に有し、
    前記ショットの第１及び第２の組のうちのそれぞれの組内のショットのシーケンス内の個々のショットＮの配置及び寸法は、ｉ）予め設定されたオーバーラップの程度、ｉｉ）ショットＮに起因したＮ−１個の以前のショットから算出された前記フィット基準の改善の評価に基づいて判定され、
    前記ショットの第２の組の配置及び寸法を判定する前記ステップは、前記フリーフォームの望ましいパターンの前記外形の内部の前記ショットの第１の組からショットプリントを有していないエリアを判定するサブステップを有する請求項８に記載の方法。
15. 前記ショットの第２の組の配置及び寸法を判定する前記ステップは、いくつかの少なくとも１つのショットプリントによってショットプリントを有していない前記エリアを実質的に充填するサブステップを更に有し、これらのショットプリントの配置及び位置は、前記ショットの第１の組内の前記Ｎ個のショットから予め算出された前記フィット基準の改善の評価に基づいている請求項１４に記載の方法。
16. 丸いショットプリントをそれぞれが規定する個々のショットの新しい第２の組の配置及び寸法を判定する新しいステップと、
    前記ショットの新しい第２の組内のショットの線量レベルの計算において使用されるレジスト閾値を判定する新しいステップであって、前記判定する新しいステップは、前記個々のショットの第１の組を適用した結果として得られる線量分布に基づいている、判定する新しいステップと、
    を更に有し、
    両方の前記判定する新しいステップは、前記フィット基準が既定のレベルよりも悪い限り、実行される請求項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
17. データ準備ファイルを生成するステップを更に有し、前記ファイルは、前記ショットの第１の組及び前記ショットの第２の組のジオメトリ及び線量レベルを含む請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
18. 基本特徴への表面の断片化データセットを生成するコンピュータプログラムであって、
    前記基本特徴は、前記表面上にフリーフォームの望ましいパターンを転写するべく、可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１つのショットにそれぞれ曝露されることを要する、コンピュータプログラムであって、
    丸いショットプリントをそれぞれが規定する個々のショットの第１の組によって前記フリーフォームの望ましいパターンのペービングを判定するべく構成されたモジュールと、
    丸いショットプリントをそれぞれが規定する個々のショットの第２の組の配置及び寸法を判定するべく構成されたモジュールと、
    丸いショットプリントの望ましい寸法および対応する相対線量比を判定するモジュールと、
    前記ショットの第２の組内のショットの線量レベルを判定するべく構成されたモジュールであって、前記判定するべく構成されたモジュールは、前記個々のショットの第１の組を適用した結果として得られる前記表面上の線量分布とレジスト閾値との間の比較に基づいている、モジュールと、
    を有するコンピュータプログラム。

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