JP5147380B2 - リソグラフィックマスクレイアウトを形成するための方法及びリソグラフィックマスクレイアウトを形成するための装置及びリソグラフィックマスクレイアウトを形成する方法を実行する１つ以上のプロセッサによる実行のための１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを収容するコンピュータリーダブル媒体 - Google Patents
リソグラフィックマスクレイアウトを形成するための方法及びリソグラフィックマスクレイアウトを形成するための装置及びリソグラフィックマスクレイアウトを形成する方法を実行する１つ以上のプロセッサによる実行のための１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを収容するコンピュータリーダブル媒体 Download PDFInfo
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Description
本発明はフォトリソグラフィシステムにおけるパターン生成に関する。
マスクレスリソグラフィシステムでは、画像パターンはターゲットウェハのオブジェクト平面におけるミラーのマイクロアレイにより生成される。これらのミラーはグレースケーリングを作るために制御されたやり方で傾斜されうる。ウェハスケールでは、これらのミラー（ピクセル）は数十ナノメータほどの小ささに縮小されうる。この代わりに、深紫外線（ＤＵＶ）リソグラフィにおいてターゲットとされているますます小さくかつ多様なパターンのために、これらのパターンのクリティカルな寸法（critical dimension）（ＣＤ）又はピッチは必ずしもピクセルサイズの倍数ではない。
ＣＤ及びピッチは必ずしも単独パターンに対する大きな制限ではない。しかし、グループ化されたパターンに対するピッチの連続的なレンジに亘る十分なピクセルレイアウトを見出すことは複雑であり、適当なピッチ及び周期性を有する画像を生成するためにだけではなく、標準画像品質要求に見合う画像を生成するためにもシステマチックなアプローチを必要とする。
伝統的なフォトリソグラフィック画像は特定画像によりエンコードされるガラス又は石英ガラスマスクを使用して製作される。マスクの下側は次いでクローム又は他の類似の材料によりコード化される。集束された光が次いでマスクを貫通し、画像が捕捉されうる窪んだ基板へと画像を投影する。光はマスクの透過部分を通過して、マスク下側のクローム材料が光を吸収して画像の暗い部分を形成するように作用する間に画像の明るい部分を形成する。各マスクは単一画像だけを作成するように構成されている。
マスクレスリソグラフィは従来のレチクルを使用するリソグラフィを越えて多くの利益を提供する。マスクレスリソグラフィックシステムの最大の利益の１つは多数のリソグラフィック画像を作成するために単一のプログラム可能なマスクを使用する能力である。従来技術から周知のように、マスクレスレチクルは数千のマイクロミラーのアレイを含む。これらのミラーのアレイは光変調器のプログラム可能なアレイの役割を果たし、そこでは偏向ミラーが所望のパターンの暗い部分に相応し、非偏向ミラーが中間状態に対するグレーレベルを有するパターンの明るい部分に相応する。照明源がマイクロミラーデバイスへと投影され、基板上に画像を作り出す。空間光変調器（ＳＬＭ）及びデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）がフォトリソグラフィにおいて現在使用されるマスクレスレチクルシステムの例である。
マスクベースのレチクルは単一画像を作り出すためにしか使用されえないが、マスクベースのレチクルにより作り出される画像は大抵の場合ＳＬＭにより作り出される画像よりは高い品質を有する。マスクレスレチクルにより作成される画像におけるいくつかのデグラデーションの原因となる問題のうちの１つは、これらの画像がサイズによる幾つかの限定及び寸法及びミラーの特性に関連する他の制限に直面することである。
例えば、マスクレスリソグラフィシステムでは、これらのミラーがグレースケーリングを作成するために制御されたやり方で傾斜されうる。ウェハスケールでは、これらのミラー又はピクセルは数十ナノメータほどの小ささへと縮小されうる。しかし、サイズ及びピクセルの他の限定のために及び深紫外線（ＤＵＶ）リソグラフィにおいてターゲットとされているますます小さくかつ多様なパターンのために、これらのパターンのＣＤ又はピッチが上述のようにピクセルサイズの倍数ではなくなりうる。
本発明の課題は、マスクレスリソグラフィシステムに対する多様なパターンの生成を提供する方法及びシステムを提供することであり、より特定すれば、様々なピッチで枝分かれするラインをプリントし、ホールを接続するための一定サイズのミラーアレイを使用するマスクレスリソグラフィの技術を提供することである。
ここで実施され記述されるような本発明における原理と一致して、本発明の実施形態はリソグラフィックマスクレイアウトを形成する方法を含み、このリソグラフィックマスクレイアウトはマスクレスリソグラフィシステムにおけるマイクロミラーアレイに実現される。この方法は所望の画像に関連する画像特性を表す理想マスクレイアウトを生成し、理想マスクレイアウトの平均強度に従って等価ミラーベースマスクレイアウトを作成することを含む。
本発明はピッチの連続的レンジに亘ってグループ化されたライン及び接点をプリントするために一定サイズの一定形状のミラーのアレイを使用してマスクレイアウトを生成するシステマチックなアプローチを提供する。これはマスクレスリソグラフィの分野でとりわけ有用であり、この場合目標はミラーアレイのピッチには依存せずにピッチの広いレンジに亘ってパターンをプリントすることができることを保証することである。
本発明の更なる特徴及び利点ならびに本発明の様々な実施形態の構造及び作動は添付した図面を参照しつつ、以下においてくわしく記述する。
本発明の以下の詳細な記述は本発明と一致する例示的な実施例を示す添付図面を参照する。他の実施例は可能であり、修正は本発明の精神と趣旨の中で実施例に対して行われうる。それゆえ、以下の詳細な記述は本発明を限定するものではない。むしろ本発明の趣旨は請求項により定められる。
当業者にとっては以下に記述されるような本発明はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア及び/又は図に示されたエンティティの多くの異なる実施形態において実装されうるものである。本発明を実装するための特定の制御されたハードウェアとともになんらかの実際的なソフトウェアコードは本発明を限定していない。よって、詳細のレベルがここで発表されるならば、本発明の作動及び挙動は実施例の修正及び変更例が可能であるという理解とともに記述される。
図１はマスクレスレチクル１００の概略図である。このマスクレスレチクル１００は例えばＤＭＤ又はＳＬＭ型デバイスであればよい。このレチクル１００は表面１１０を有するウェハ基板１０８の上に入射照明を反射する例えばオンポジションに構成されたミラーエレメント１０４を含むミラーエレメントのアレイ１０２を含む。ミラー１０６はオフポジションに構成され、入射照明を減衰させる。アレイ１０２内の個別ミラーの各々は所定の幅（Ｗ）を有する。
図２は、他方で、ガラス層２０２の表面上に位置決めされたクロームセグメント２０４を有するガラス層２０２を含む従来のマスク２００の図である。マスク２００はバイナリマスクとしても当業者に周知である。なぜなら、それは完全にオンか又は完全にオフかのいずれか、すなわち、完全に透過か完全に不透明かのいずれかであるからである。ガラス層２０２はピクセル化されておらず、その結果的に得られる画像の品質はＳＬＭベースのレチクルの場合と同じ程度にピクセルサイズによっては制限されない。しかし、マスクレスシステム１００により作成される画像の品質はピクセルサイズに依存している。これはとりわけ関連画像パターンのピッチが望ましいことにピクセル幅の整数倍であるからである。それゆえ、一回のチャレンジでシステム１００のようなマスクレスレチクルを使用してマスク２００のようなマスクにより作成される画像に匹敵しうる品質を有する画像を作成することができる。
マスクベースのシステムにより作成される画像に匹敵する品質及び他の特性を有する画像を作成するマスクレスレチクルを構成する一つのアプローチは、バイナリ（理想）マスク２００に関連するマスクレイアウト（画像テンプレート）を基礎として使用することである。この基礎は次いでミラーアレイ１００内のミラー１０２に対する等価マスクレイアウトを現像するのに使用されうる。等価マスクレイアウトは次いでミラーアレイ１０２を構成するためのインストラクションテンプレートとして使用され、マスク２００により作成される画像に匹敵しうる品質を有する画像を作成する。
理想バイナリマスクレイアウトに基づいて等価マスクレイアウトを現像する第１のステップは、理想的な条件下で望ましいリソグラフィック画像を作成するためにウェハ表面１１０上においてどのくらいの光が必要とされるのかを正確に決定することである。このプロセスの有効性は以下の例によって明らかとなる。
半導体デバイス製造会社は大抵の場合ウェハを非常に特殊な顧客/ユーザの要求に従って作成する。これらの要求はＣＤによって画像パターン及びパターンパラメータの形式で指定される。例えば、１つの要求はクリティカルパターンが所与のピッチにおいて７０ナノメータよりも広くないことを指定するかもしれない。よって、顧客は例えば７０ナノメータ（ｎｍ）ライン及びスペース（Ｌ/Ｓ）の要求を指定するマスクレイアウトの形式でパターン要求を与えるかもしれない。この事例の更なるサポートにおいて、ミラーアレイ１０２内部のミラー（ピクセル）の幅（Ｗ）が４０ナノメータ（４０ｎｍ２トータルサイズ）であると仮定してみよう。この場合、それゆえ、目標は７０ｎｍＬ/Ｓを作成することであり、よって１４０ｎｍの繰り返し周期又はパターンピッチを有するパターンを形成することである。実際には、本発明は様々なサイズのピクセルによって様々なピッチのパターンを作成するために使用されうる。
初期アプローチとして、４０ｎｍピクセルから７０ｎｍＬ/Ｓを作成する１つのアプローチは並列に２つの暗い４０ｎｍピクセルを置くことであろう。それは８０ｎｍラインを作成するだろうが、ちょうど７０ｎｍラインではない。代わりに、レジストにおいて結果的に７０ｎｍＬ/Ｓを有するようなエアリアル画像（aerial image）を実現するために複数の４０ｎｍピクセルのうちの１つのピクセルが非常に暗く構成され、別の１つのピクセルがグレーになるように構成されうる。この結果、アレイ１０２内部にピクセルを構成するために、ピクセルサイズに関わらず、表面１１０上に光が正確に投影されるべき場所が正確に決定されうるならば、十分な品質及び周期性を有する画像が作成されるとわかる。図３はこの画像作成プロセスの初期段階の概略図である。
図３は理想バイナリマスクレイアウト３０２及び完全に現像された等価ミラーベースマスクレイアウト３０４の概略図３００である。当業者には周知のように、マスクレイアウトはマスクの画像作成プロパティのグラフィカルな表現であり、所望の画像を作成するためにＳＬＭアレイ内部のミラーの傾斜角度をプログラムするために使用されうる。図３の例では上述のとおり、目標は４０ｘ４０ｎｍ２ピクセルを使用して７０ｎｍＬ/Ｓを作成することである。
異なるパースペクティブからは、理想バイナリマスクレイアウトは、もし光が従来のクローム及びガラスバイナリマスクを使用して発生されたならばウェハ上のどこにこの光が投影されて画像を作成するかの理論的抽象的なテンプレートである。よって、理想バイナリマスクレイアウトはいかなるピクセル制約とも無関係に作成されるレイアウトである。そして、理想バイナリマスクは周知の技術を使用して作成されうる。特に、本発明では、理想バイナリマスクレイアウト３０２は、もしマスク２００がミラーアレイ１０２の代わりに光を伝達するのに使用されたならばどのように光がウェハ１０８のウェハスケールに投影されて７０ｎｍＬ/Ｓを作成するかの概念図である。
一般的に理想バイナリマスクは、しかも特に理想バイナリマスク３０２はターゲットとされた画像と同じ周期又はピッチを有する（又は画像が縮小されるシステムでは倍数）。理想バイナリマスク３０２は所望のパターンの空間周波数と等しい（又は倍数の）空間周波数を有するバイナリ値からなる透過率関数を有し、この理想バイナリマスク３０２ではマスク透過率は空間の関数として連続的に変化しうる。グラフ３００はウェハスケール（ｘ軸）３０６及び強度透過率（Ｙ軸）３０８を含む。
図３の例では、バイナリマスクレイアウト３０２はスペースにより示される画像ピッチ３０９及びスペースにより示されるパターンピッチ３１０を有する。画像ピッチ３０９は画像の繰り返し周波数であり、パターンピッチ３１０は所望の画像をプリントするために必要なミラーベースパターンの繰り返し周波数であり、図３の場合にはこの所望の画像はバイナリマスクレイアウト３０２である。理想バイナリマスクレイアウト３０２は７０ｎｍライン３１２及び７０ｎｍスペース３１４を含み、これらは組み合わさって当業者には周知のように１：１枝分かれラインを形成する。バイナリマスクレイアウト３０２の作成は、本発明の実施例に従って所望の画像を作成するためにプログラム可能なミラーアレイ１０２を適切にプログラムするために必要な一連のステップの最初である。
また別のパースペクティブからは、理想バイナリマスクレイアウト３０２はどのような種類のミラーレイアウトが顧客により供給されるパターンパラメータ要求を満たすために必要とされるのかを決定するための出発地点、周期性の見地からのフレームワークを提供する。ミラーアレイ１０２のミラー/ピクセル幅（Ｗ）により制約が強制されるならば、この出発地点はマスクが必要とされる画像周期性及びピッチを達成するためにデザインされることを可能にする。言い換えれば、それはウェハ１０８の表面１１０をマッピングするための理論的なフットプリントを提供する。
ミラーアレイ１０２の適正なプログラミングを決定するためのプロセスを完了するためには、等価マスクレイアウト３０４がバイナリマスクレイアウト３０２に基づいて作成されなければならない。透過率がピクセル毎に変化することが許可されるだけである等価マスクレイアウト３０４を作成するためには、理想バイナリマスクレイアウト３０２はピクセル全体の複数のセグメントに亘って最終的に平均化される。この平均化を実行するためには、エリア３１０のような各エリアが例示的なミラーアレイ１０２内部のピクセルのピクセル幅（Ｗ）に等しい量によって分割される。
図３の例では、ピクセル幅（Ｗ）は４０ナノメータであり、スペース３１０は２８０ナノメータである。ピクセル幅（Ｗ）によるスペース３１０の分割は図３に示されたマスクレイアウトピクセル３１６を作成する。これらのピクセル３１６はエリア１〜７としてナンバリングされており、各々等価マスクレイアウト３０４の部分に相応する。見てわかるように、スペース３１０内部の等価マスクレイアウトの部分は７つのセグメントの全てを有し、各々はピクセル３１６のうちの１つに相応する。
次に、強度透過率値がピクセル３１６の各々に対して決定されなければならない。強度透過率値は各ピクセルスペース３１６内部の理想バイナリマスクレイアウトの強度値の平均化によって決定され、１〜７にナンバリングされる。つまり、ピクセルスペース１〜７の各々にわたる理想マスクレイアウト３０２の平均強度値が相応のピクセルの強度値として割り当てられる。エリア１０７の各々の内部における平均強度値の割り当てはピクセル３１８、３２０及び３２２のような個別ピクセルを作成する。言い換えれば、ピクセル３２２に対する強度透過率値を形成するためには、例えば理想バイナリマスクレイアウト３０２に関連する強度値がスペース３２４に亘って平均化される。
グラフ３００の視覚的な観察によれば、理想バイナリマスクレイアウト３０２の強度透過率値はスペース３２４の約６２％に亘って論理「１」であることがわかる。このスペースの約３２％に亘って論理「０」である。従って、スペース３２４に亘って理想バイナリマスクレイアウト３０２の平均強度透過率値はほぼ約０．６２の強度値に相応する。等価マスクレイアウト３０４全体はこのようにして作成される。このプロセスは図３のグラフ３００に示されるように一般的に多くのグレーレベルをディスプレイする透過率関数を有する等価マスクレイアウト３０４を結果的に生じる。加えて、結果的に生じるパターンの空間周波数はターゲットとされる空間周波数の倍数となり、さらにピクセル幅に亘るターゲット空間周波数の割合に依存する。
理想バイナリマスク３０２の生成及びピクセル化された等価マスクレイアウト３０４の作成を通して、ミラーアレイ１０２のようなミラーアレイはパターンを生成し、枝分かれしたライン及びコンタクトホールを様々なピッチでプリントするようにプログラムされうる。例示的なピクセル/ピッチ決定マトリクスが図４に提示され、様々な画像ピッチに亘るこのプロセスの機能性を示す。
図４は例示的なマトリクス４００を含み、このマトリクス４００は多数の独立ピクセル４０２を決定するためのツールとして機能する。独立ピクセル４０２は様々な画像ピッチ４０４及びパターンピッチ４０６でパターンをプリントするためにミラーアレイ１０２内部で構成される必要がある。これはピクセル幅に対する所望の画像ピッチの比（Ｒ１）を計算することによって実行される。もしＲ１が整数でなければ、それはますます大きな整数（ｎ＝２，３等々）によって積Ｒｎ＝ｎ＊Ｒ１が整数になるまで乗算される。整数である最小のＲｎはパターンを形成するために必要とされる独立ピクセルの最小数を表す。
マトリクス４００内部では、パターンピッチ４０６は画像ピッチの（ｎ）倍に等しく、そこでは（ｎ）は最小の整数であり、この結果、[（ｎ）＊ピッチ]/（ピクセル幅）はナノメータの整数である。一度独立ピクセル４０２の数が図４のマトリクス４００のような例示的な技術を使用して決定されると、エアリアル画像が現像され、等価マスクレイアウト３０４から得られる画像の品質をテストする。この画像はリソグラフィック画像シミュレーションを使用して現像される。一度等価マスクレイアウト３０４が生成されると、等価マスクレイアウト３０４を表すピクセル化された画像はその品質特性を査定するためにシミュレートされうる。
ＰｒｏｌｉｔｈＴＭシミュレーションデバイス（図示せず）のような標準ターンキーリソグラフィックシミュレーションツールを使用することによって、シミュレートされたエアリアル画像が等価マスクレイアウト３０４に基づいて構成される。様々なリソグラフィックシミュレーションツールが容易にパターンパラメータの品質及びリソグラフィック画像に関連するフィーチャを査定するための有効な及びコスト安なツールとして使用されうる。
本発明では当業者には周知の技術がパフォーマンスメトリックス又はシミュレートされた画像に関連する特性を査定するために使用されうる。例えば、図３のライン３１２のようなシミュレートされた画像の各ラインにおいては、幅又はターゲット閾値におけるＣＤのようなメトリックス、正規化された画像対数スロープ（normalized image log slope）（ＮＩＬＳ）及びライン位置が決定される。特に、これらのパフォーマンスメトリックス又は特性は等価マスクレイアウト３０４に関連する画像に対して査定される。これらのメトリックスは理想バイナリマスクレイアウト３０２又は減衰フェーズシフティングマスク（Attenuating Phase shifting Mask）又は交代フェーズシフティングマスク（Alternating Phase shifting Mask）のような他のステートオブジアート（state-of-the-art）レチクルのメトリックスと比較される。（バイナリマスクはミラーレイアウトを計算するための開始地点として使用されている。次いで画像はバイナリマスク又は他のステートオブジアートレチクルによる画像に対して検査されうる。）
計算されたライン位置は、例えば、ラインが理想的に配置されるべき場所（理想的な連続的なマスクレイアウト）と比較され、配置誤差（ＰＥ）とも呼ばれるこれら２つの間の差が計算される。加えて、全ラインに対するＣＤ、ＮＩＬＳ及びＰＥデータをプールすることによって（これは不可欠ではない）、平均値及び範囲が抽出されうる。範囲はラインがどのくらい均一であるかの尺度となり、平均値は基本ターゲットに達したか否かの指標となる。例えば平均ＮＩＬＳは十分な露光ラチチュードを保証する確実なターゲットを満たす必要があり、フォーカスによる平均ＣＤもマスクレイアウトが結果的に十分な焦点深度を生じることを保証するようにトラックされる必要がある。これらの比較の結果は次いで最終的に画像品質をテストするためにシミュレートされたエアリアル画像のフィーチャ及びパラメータを調整するのに使用される。
図５は例えば理想バイナリマスクのＮＩＬＳ値５０２と等価ミラーベースマスクレイアウトのＮＩＬＳ値５０４との間の比較のテーブル表示である。値５０６は値５０２と値５０４との間のデグラデーションの度合いを示す。カラム５０８はこれらの比較が様々なピッチ値に亘って行われうることを示す。特にテーブル５００のラインエントリ５１０は図３に示された理想バイナリマスクレイアウト３０２と等価マスクレイアウト３０４との間のＮＩＬＳ値の比較を示す。
テーブル５００は、等価マスクレイアウト３０４がミラーアレイ１０２内部のミラーを構成するためのツールとして使用されうるが、このようなアレイにより作成されたエアリアル画像は理想バイナリマスクレイアウト３０２から導出されるエアリアル画像と比較すると３４．５％低下していることを示している。よって、ミラーアレイ１０２は様々なピッチ及び周期を有する画像を作成する本発明の技術を使用して適正に構成されてはいるが、ＮＩＬＳのようなこれらの画像のパフォーマンス特性は理想バイナリマスクレイアウトにより作成された画像と比較すると重大なデグラデーションをこうむりうる。
もし（例えば先のパラグラフで確定されたように）画像の品質が不十分であると考えられるならば、等価ミラーベースマスクレイアウト３０４は等価ミラーベースマスクレイアウト３０４で使用されたグレーレベル（又は傾斜角度）の選択を最適化することによって改善されうる。
図６は最適化の初期ステップとして本発明で使用されるシフティング技術の概略図６００である。図６に図示された技術はウェハ１０８の平面において結果的に生じるエアリアル画像をシフトするシミュレーションツールを使用することを含む。ウェハ平面におけるエアリアル画像をシフトする能力は望ましいものである。なぜなら、それはウェハのどこでもパターンを位置決めする機構を提供するからである。それはまた光学系における欠陥による画像配置誤差のオフセッティングを容易にする。さらに、画像をシフトすることは多数のウェハデバイスが現像される場合に他のウェハ平面における画像とともに１つのウェハ平面における画像の非常に正確なアライメントを可能にする。
それゆえ、図６に示された概略図６００の場合には、エアリアル画像６０３は等価マスクレイアウト３０４に基づいて現像される。このエアリアル画像６０３は例えば概略図６０２に描かれたようにピクセルグリッド６０６に関してウェハ平面において１/２ピクセルだけシフトされる。このシフティングは概略図６０４に示されているようにシフトされたエアリアル画像を作成する。本発明において、顕著な達成は、見れば分かるように、エアリアル画像６０３のシフトを実行し、エアリアル画像を歪めることなしに概略図６０４を作成する能力である。シフト機能の完了の後で、シミュレーションが再び行われ、結果的に得られるエアリアル画像のパフォーマンスメトリックス（前述）が再び検査され、これらのパフォーマンスメトリックスが今や画像品質要求に見合うがどうかが決定される。もしパフォーマンスメトリックスが引き続き不十分であるならば、付加的な改善が図７に示されているように等価ミラーベースマスクレイアウト３０４において使用されるグレーレベル（又は傾斜角度）の選択の最適化によって行われる。
図７は、結果的に得られるエアリアル画像の品質をさらに改善するために等価マスクレイアウト３０４内部の選択されたピクセルのグレーレベルを摂動（perturb）する概略図である。前述のように及び図４で図示されたように、等価マスクレイアウト３０４を形成するために必要とされる独立ピクセルの個数が再び問題である。
例として、図７はユーザの所望に従い、等価マスクレイアウト３０４のエリア１及び７のピクセルへの調整を実行する。この調整は、エリア１及び７のピクセルのラインコントラストを改善するために透過率強度を低減するか又は傾斜角度を増大する。さらに又は代わりに、ユーザはピクセル４の傾斜角度を増大することによってエリア４のピクセルへの調整７０４を行うことを望むかもしれない。最後に、ユーザは再び透過率を低減するか又は傾斜角度を増大することによってスペース３及び５のピクセルへの調整７０６を実行するかもしれない。このようにして、ユーザは、シミュレーションツールを利用して、結果的に得られるエアリアル画像における改善を実現するために等価マスクレイアウト３０４の１つのピッチセグメント内部の独立ピクセルを摂動、さもなければ調整することができる。
一度全ての調整が等価マスク３０４の選択された１つのピッチセグメント内部で行われ、これらの調整が等価マスクレイアウト３０４に関連する他のピクセルの全てに適用される。画像品質へのこれらの摂動の効果はリソグラフィシミュレーションツールを使用して注意深くモニタされうる。これは改善されたソリューションを探すためにグレーレベル（又は傾斜角度）の小さい範囲に亘って生じる反復最適化プロセスである。要求された画像品質要求が達成された場合、摂動は停止されうる。
こうして、図７の文脈において議論された摂動フィーチャは、個別ピクセル調整の適当な組み合わせを選択するために選択されたピクセルにおける傾斜角度及びグレーレベルを調整する能力を提供する。ユーザは次いでグレートーンと傾斜角度調整のどのような特定の組み合わせが最も満足ゆく結果をもたらし、最も納得できるソリューションを与えるかを決定するためにリソグラフィシミュレーションを実行することができる。このプロセスは開始地点として初期ソリューションが開始されるアプローチを提供する。その初期ソリューションは、所定のステップを使用して所定のやり方においてある範囲内で摂動され、結果的に最適なソリューションを行うために調整の最も適切な組み合わせの選択を生じる。他の最適化技術も適用可能である。
最終的に、もし結果的に得られる画像への更なる改善がまだ必要であるならば、グレートーンを有するピクセルに関して傾斜されたミラーの増大されたイメージング能力の利点を利用するためにグレートーンからフェーズ傾斜への計算されたマスクレイアウト３０４の変換が行われる。
図８は、上述のようにグレートーンピクセル値を相応の傾斜角度へ変換するために使用される較正曲線の図８００を示す。較正曲線８００の予備的な使用は、所望の画像を作成するためにミラーアレイ１０２内部でミラーの各々に対する適正な傾斜角度へとミラー状態を変換することであり、これらのミラー状態は最初に図３に示されさらに図７で摂動された強度値を特徴付ける。
較正曲線８００の最初の部分８０２はピクセルのグレーレベル又は強度値を傾斜角度に変換することの予備的な有用性を見せるために使用される。この変換は、所与のピクセルに関連する強度値をミリラジアン（ｍｒａｄ）単位の角度に相応する較正曲線８００の軸８０４に沿った強度値にマッチングすることによって行われる。しかし、この較正曲線８００の第２の部分８０８は、ミラーに亘るフェーズ範囲が３６０度より大きくかつ７２０度よりも小さいようにそれらのミラーに対する付加的なフェーズシフティングオプションを提供する。この傾斜角度範囲内のピクセルにおいては、ミラーアレイ１０２内部のミラーの結果的に生じるフェーズシフトが結果的に得られる画像の品質を改善しうる。
こうして、本発明の技術を使用して、エアリアル画像は等価ミラーベースマスクレイアウト３０４から現像され、最初の推測のように使用される特性を有する。もしこの最初の推測が所定の画像品質要求を満たすために改善を要求するならば、反復画像改善プロセスが活性化されうる。このプロセスは等価マスクレイアウト３０４内部の個別ピクセルの状態を摂動することを含む。この調整はいちじるしくリソグラフィック画像の品質を向上させうる。
図９は本発明を実行する例示的な方法を示すフローチャート９００である。本発明のパターン生成技術では、ブロック９０２に示されているように望ましい画像に関連する特性を有する理想バイナリマスクレイアウトが生成される。ブロック９０４では、ブロック９０２で現像された理想バイナリマスクレイアウトの平均強度に基づいて等価マスクレイアウトが現像される。次に、シミュレーションツールが使用されて、ブロック９０６に示されているように等価マスクレイアウトに従って１つ以上の画像を作成する。これらの画像は次いでブロック９０８に示されているように関連パフォーマンスメトリックスが所定の画像品質要求に見合うかどうかを決定するために検査される。ブロック９１０において、結果的に得られるパフォーマンスメトリックスが所定の画像品質要求と比較される。もしこの比較によってパフォーマンスメトリックスが所定の画像品質要求を満たさないと示されるならば、等価マスクレイアウトはブロック９１２に示されたように最適化される。
図１０は図９のブロック９１２の付加的な詳細の図示を提供するより詳細なフローチャート１０００である。図１０のブロック１００２では、初期ソリューションが開始ポイントとして提供される。もし、等価マスクレイアウト３０４に基づいて画像が許容可能であると見なされれば、プロセスは停止する。もし他方で画像が許容できないと見なされれば、最適化フィーチャがブロック１００４に示されたように活性化される。
次いでパフォーマンスメトリックスが再び所定のスレッショルド要求と比較される。もし画像が許容可能であるならば、プロセスは停止する。もし画像が許容できなければ、個別ピクセルのグレースケール値がブロック１００６に示されたように摂動される。もし画像がこの地点で許容可能であるならば、プロセスは再び停止する。もし画像が許容できなければ、ブロック１００８に示されているように、グレースケールから傾斜角度への変換が実行される。もしこの地点で画像がまだ許容できなければ、よりラディカルなソリューションが追求され、画像の品質の向上を提供する。
図１１は汎用コンピュータシステムの図を示し、完全性のために提示される。上述のように、本発明はハードウェアにおいて又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせとして実装されうる。それゆえ、本発明はコンピュータシステム又は他のプロセッシングシステムの環境において実装されうる。このようなコンピュータシステム１１００の例が図１１に示されている。本発明では図９及び１０に示されたエレメントの全てが、例えば１つ以上の個別コンピュータシステム１１００を実行することができ、本発明の様々な方法を実装する。
コンピュータシステム１１００はプロセッサ１１０４のような１つ以上のプロセッサを含む。プロセッサ１１０４は特殊用途又は汎用デジタルシグナルプロセッサであればよく、それは通信インフラストラクチャ１１０６（例えばバス又はネットワーク）に接続されている。様々なソフトウェア実装がこの例示的なコンピュータシステムに関して記述される。この記述を読めば、当業者には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らかとなるだろう。
コンピュータシステム１１００はメインメモリ１１０８、有利にはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）も含み、さらにセカンダリメモリ１１１０も含む。セカンダリメモリ１１１０は例えばハードディスクドライブ１１１２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リムーバブルストレージデバイス１１１４を含む。リムーバブルストレージデバイス１１１４はよく周知のやり方でリムーバブルストレージユニット１１１８から読み出す及び/又はリムーバブルストレージユニット１１１８に書き込む。リムーバブルストレージユニット１１１８はフロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ、光ディスクなどを表し、これらはリムーバブルストレージドライブ１１１４によって読み出され書き込まれる。正しく認識されると思うが、リムーバブルストレージユニット１１１８はコンピュータソフトウェア及び/又はデータをそこに格納したコンピュータユーザブルストレージ媒体を含む。
代替的な実装では、セカンダリメモリ１１１０はコンピュータプログラム又は他の命令がコンピュータシステム１１００にロードされることを可能にするための他の類似の手段を含んでも良い。このような手段は、例えばリムーバブルストレージユニット１１２２及びインターフェース１１２０を含んでも良い。このような手段の例は（ビデオゲームデバイスにおいて見られるような）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、（ＥＰＲＯＭ又はＰＲＯＭのような）リムーバブルメモリチップ及び関連するソケット及び他のリムーバブルストレージユニット１１２２及びソフトウェア及びデータがリムーバブルストレージユニット１１２２からコンピュータシステム１１００へと伝送されることを可能にするインターフェース１１２０を含んでも良い。
コンピュータシステム１１００は通信インターフェース１１２４も含みうる。この通信インターフェース１１２４はソフトウェア及びデータがコンピュータシステム１１００と外部デバイスとの間で伝送されることを可能にする。通信インターフェース１１２４の例はモデム、（イーサネット（登録商標）カードのような）ネットワークインターフェース、通信ポート、ＰＣＭＣＩＡスロット及びカードなどを含みうる。通信インターフェース１１２４を介して伝送されるソフトウェア及びデータは通信インターフェース１１２４によって受信可能な電子信号、電磁気信号、光信号又は他の信号のような信号１１２８の形式である。これらの信号１１２８は通信パス１１２６を介して通信インターフェース１１２４に提供される。通信パス１１２６は信号１１２８を運び、ワイヤ又はケーブル、光ファイバ、電話線、セルラーフォンリンク、ＲＦリンク及び他の通信チャネルを使用して実装される。
本発明のアプリケーションでは、用語「コンピュータリーダブル媒体」及び「コンピュータユーザブル媒体」は一般的にリムーバブルストレージドライブ１１１４、ハードディスクドライブ１１１２にインストールされたハードディスク及び信号１１２８のような媒体に関して使用される。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１１００にソフトウェアを提供するための手段である。
コンピュータプログラム（コンピュータコントロールロジックとも呼ばれる）はメインメモリ１１０８及び/又はセカンダリメモリ１１１０に格納される。コンピュータプログラムは通信インターフェース１１２４を介しても受信されうる。このようなコンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータシステム１１００が上述のように本発明を実装することを可能にする。
とりわけ、コンピュータプログラムは、実行されると、プロセッサ１１０４が本発明のプロセスを実装することを可能にする。よって、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１１００のコントローラを表す。例として、本発明の実施例では、エンコーダ及び/又はデコーダの信号処理ブロックによって実行されるプロセス/方法はコンピュータコントロールロジックによって実行されうる。本発明がソフトウェアを使用して実装されるならば、ソフトウェアはコンピュータプログラム製品に格納され、リムーバブルストレージドライブ１１１４、ハードドライブ１１１２又は通信インターフェース１１２４を使用してコンピュータシステム１１００にロードされうる。
別の実施例では、本発明のフィーチャは例えば特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣｓ）及びゲートアレイのようなハードウェアコンポーネントを使用してハードウェアに主に実装される。ここに記述された機能を実行するようなハードウェアステートマシンの実装は当業者には明らかであろう。
本発明はマスクの代わりにミラーのアレイを使用するマスクレスリソグラフィシステムを使用するリソグラフィック画像を生成するためのシステマティックな技術を提供する。この技術は、アレイ内部のミラーが様々なピッチで枝分かれしたライン及びコンタクトホールを含む様々なパターンをプリントすることに使用されることを可能にする。さらに最適化技術は結果的に得られる画像の品質が不十分な場合に実装されうる。
１００ マスクレスレチクル
１０２ ミラーエレメントのアレイ
１０４ ミラーエレメント
１０６ ミラー
１０８ ウェハ基板
１１０ 表面
２００ 従来のマスク
２０２ ガラス層
２０４ クロームセグメント
３００ 概略図
３０２ 理想バイナリマスクレイアウト
３０４ 等価ミラーベースマスクレイアウト
３０６ ウェハスケール
３０８ 強度透過率
３０９ スペース
３１０ パターンピッチ
３１２ ７０ｎｍライン
３１４ ７０ｎｍスペース
３１６ ピクセル
３１８ ピクセル
３２０ ピクセル
３２２ ピクセル
３２４ スペース
４００ 例示的なマトリックス
４０２ 独立ピクセル
４０４ 画像ピッチ
４０６ パターンピッチ
５００ テーブル
５０２ 理想バイナリマスクのＮＩＬＳ値
５０４ 等価ミラーベースマスクレイアウトの値
５０６ ＮＩＬＳデグラデーションの値
５０８ カラム
５１０ ラインエントリ
６００ シフティングの概略図
６０２ 概略図（シフト前）
６０３ エアリアル画像
６０６ ピクセルグリッド
６０４ 概略図（シフト後）
７０２ 調整
７０４ 調整
７０６ 調整
８００ 較正曲線
８０２ 最初の部分
８０４ 較正曲線の軸
８０６ 第２の部分
９００ フローチャート
９０２〜９１２ ブロック
１０００ フローチャート
１００２〜１００８ ブロック
１１００ コンピュータシステム
１１０４ プロセッサ
１１０６ 通信インフラストラクチャ
１１０８ メインメモリ
１１１０ セカンダリメモリ
１１１２ ハードディスクドライブ
１１１４ リムーバブルストレージドライブ
１１１８ リムーバブルストレージユニット
１１２０ インターフェース
１１２２ リムーバブルストレージユニット
１１２４ 通信インターフェース
１１２６ 通信パス
１１２８ 信号
１０２ ミラーエレメントのアレイ
１０４ ミラーエレメント
１０６ ミラー
１０８ ウェハ基板
１１０ 表面
２００ 従来のマスク
２０２ ガラス層
２０４ クロームセグメント
３００ 概略図
３０２ 理想バイナリマスクレイアウト
３０４ 等価ミラーベースマスクレイアウト
３０６ ウェハスケール
３０８ 強度透過率
３０９ スペース
３１０ パターンピッチ
３１２ ７０ｎｍライン
３１４ ７０ｎｍスペース
３１６ ピクセル
３１８ ピクセル
３２０ ピクセル
３２２ ピクセル
３２４ スペース
４００ 例示的なマトリックス
４０２ 独立ピクセル
４０４ 画像ピッチ
４０６ パターンピッチ
５００ テーブル
５０２ 理想バイナリマスクのＮＩＬＳ値
５０４ 等価ミラーベースマスクレイアウトの値
５０６ ＮＩＬＳデグラデーションの値
５０８ カラム
５１０ ラインエントリ
６００ シフティングの概略図
６０２ 概略図（シフト前）
６０３ エアリアル画像
６０６ ピクセルグリッド
６０４ 概略図（シフト後）
７０２ 調整
７０４ 調整
７０６ 調整
８００ 較正曲線
８０２ 最初の部分
８０４ 較正曲線の軸
８０６ 第２の部分
９００ フローチャート
９０２〜９１２ ブロック
１０００ フローチャート
１００２〜１００８ ブロック
１１００ コンピュータシステム
１１０４ プロセッサ
１１０６ 通信インフラストラクチャ
１１０８ メインメモリ
１１１０ セカンダリメモリ
１１１２ ハードディスクドライブ
１１１４ リムーバブルストレージドライブ
１１１８ リムーバブルストレージユニット
１１２０ インターフェース
１１２２ リムーバブルストレージユニット
１１２４ 通信インターフェース
１１２６ 通信パス
１１２８ 信号
Claims (18)
- リソグラフィックマスクレイアウトを作成するための方法であって、前記リソグラフィックマスクレイアウトはマスクレスリソグラフィシステムにおけるマイクロミラーのアレイを構成する、リソグラフィックマスクレイアウトを作成するための方法において、
該方法は、
所望の画像に関連する画像特性を表す理想マスクレイアウトを生成することと、
該理想マスクレイアウトの平均強度に従って等価ミラーベースマスクレイアウトを作成することと、を含み、
前記作成することは、
（ａ）前記所望の画像のピッチの整数倍であるパターンピッチを、ミラー幅に相当するピクセル幅を各々が持つ複数のパターンピクセルに分割することと、
（ｂ）前記パターンピクセルの強度値を決定するために、個々のパターンピクセルに前記理想マスクレイアウトの相応の部分の強度平均値を割り当てることと、を含み、
前記分割することは、
前記ピクセル幅に対する前記所望の画像ピッチの比Ｒ １ を計算することと、
前記所望の画像ピッチと整数ｎとの積である前記パターンピッチを決定することと、を含み、前記整数ｎは、前記比Ｒ １ と整数ｎとの積Ｒｎを整数とする最小の整数ｎであり、前記積Ｒｎは、前記複数のパターンピクセルの数である、リソグラフィックマスクレイアウトを作成するための方法。 - 前記生成は前記画像特性を表すバイナリマスクレイアウトを作ることを含む、請求項１記載の方法。
- 前記特性はピッチ及び画像位置のうちの少なくとも１つを含む、請求項２記載の方法。
- 各ミラーは所定のミラー幅を有し、
画像特性は前記所定のミラー幅には依存しない、請求項１記載の方法。 - 理想マスクレイアウトは連続的に変化しうるマスク透過率を有する、請求項１記載の方法。
- 等価マスクレイアウトはウェハ平面における所望の画像を表す、請求項１記載の方法。
- さらに、等価マスクレイアウトに従って１つ以上の画像を作成することを有する、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
- リソグラフィックマスクレイアウトを作成するための装置であって、前記リソグラフィックマスクレイアウトはマスクレスリソグラフィシステムにおけるマイクロミラーのアレイを構成する、リソグラフィックマスクレイアウトを作成するための装置において、
該装置は、
所望の画像に関連する画像特性を表す理想マスクレイアウトを生成するための手段を有し、
該理想マスクレイアウトの平均強度に従って等価ミラーベースマスクレイアウトを作成するための手段を有し、
前記作成する手段は、
（ａ）前記所望の画像のピッチの整数倍であるパターンピッチを、ミラー幅に相当するピクセル幅を各々が持つ複数のパターンピクセルに分割する手段と、
（ｂ）前記パターンピクセルの強度値を決定するために、個々のパターンピクセルに前記理想マスクレイアウトの相応の部分の強度平均値を割り当てる手段と、を含み、
前記分割する手段は、
前記ピクセル幅に対する前記所望の画像ピッチの比Ｒ １ を計算する手段と、
前記所望の画像ピッチと整数ｎとの積である前記パターンピッチを決定する手段と、を含み、前記整数ｎは、前記比Ｒ １ と整数ｎとの積Ｒｎを整数とする最小の整数ｎであり、前記積Ｒｎは、前記複数のパターンピクセルの数である、リソグラフィックマスクレイアウトを作成するための装置。 - 前記生成するための手段は、画像特性を表すバイナリマスクレイアウトを作成する手段を含む、請求項８記載の装置。
- 前記特性はピッチ及び画像位置のうちの少なくとも１つを含む、請求項９記載の装置。
- 各ミラーは所定のミラー幅を有し、画像特性は前記所定のミラー幅には依存しない、請求項８記載の装置。
- 理想マスクレイアウトは連続的に変化しうるマスク透過率を有する、請求項８記載の装置。
- 等価マスクレイアウトはウェハ平面における所望の画像を表す、請求項８記載の装置。
- さらに、等価マスクレイアウトに従って１つ以上の画像を作成するための手段を有する、請求項８から１３のいずれかに記載の装置。
- リソグラフィックマスクレイアウトを作成する方法を実行する１つ以上のプロセッサによる実行のための１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを収容するコンピュータリーダブル媒体であって、前記リソグラフィックマスクレイアウトはマスクレスリソグラフィシステムにおけるマイクロミラーのアレイを構成し、前記命令によって１つ以上のプロセッサによって実行される場合には１つ以上のプロセッサは以下のステップを実行する、リソグラフィックマスクレイアウトを作成する方法を実行する１つ以上のプロセッサによる実行のための１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを収容するコンピュータリーダブル媒体において、前記１つ以上のプロセッサは、
所望の画像に関連する画像特性を表す理想マスクレイアウトを生成するステップを実行し、
該理想マスクレイアウトの平均強度に従って等価ミラーベースマスクレイアウトを作成するステップを実行し、
前記作成するステップは、
（ａ）前記所望の画像のピッチの整数倍であるパターンピッチを、ミラー幅に相当するピクセル幅を各々が持つ複数のパターンピクセルに分割するステップと、
（ｂ）前記パターンピクセルの強度値を決定するために、個々のパターンピクセルに前記理想マスクレイアウトの相応の部分の強度平均値を割り当てるステップと、を含み、
前記分割するステップは、
前記ピクセル幅に対する前記所望の画像ピッチの比Ｒ １ を計算するステップと、
前記所望の画像ピッチと整数ｎとの積である前記パターンピッチを決定するステップと、を含み、前記整数ｎは、前記比Ｒ １ と整数ｎとの積Ｒｎを整数とする最小の整数ｎであり、前記積Ｒｎは、前記複数のパターンピクセルの数である、リソグラフィックマスクレイアウトを作成する方法を実行する１つ以上のプロセッサによる実行のための１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを収容するコンピュータリーダブル媒体。 - 前記生成は前記画像特性を表すバイナリマスクレイアウトを作ることを含む、請求項１５記載のコンピュータリーダブル媒体。
- 理想マスクレイアウトは連続的に変化しうるマスク透過率を有する、請求項１５記載のコンピュータリーダブル媒体。
- さらに、１つ以上のプロセッサに等価マスクレイアウトに従って１つ以上の画像を作成させる１つ以上の命令を収容する、請求項１５から１７のいずれかに記載のコンピュータリーダブル媒体。
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