JP2016018995A - 畳み込みカーネルを使用する粒子ビーム描画機のカスタマイズ化 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所望のパターン160は、ターゲット上の画像領域上にラスターグラフィックスといった、参照ツールにとって適切なグラフィカル表示として与えられる。グラフィカル表示の要素から、要素の公称位置を中心とする画素群へのマッピングを記述する畳み込みカーネル162が使用される。公称露光パターンは、畳み込みカーネルによるグラフィカル表示の畳み込みによって算出され、公称露光パターンは、処理装置によって露光される時、ターゲット上に公称線量分布を作成するのに適切である。
【選択図】図25
Description
i)ターゲット上の画像領域上にグラフィカル表示として所望のパターンを与えることであって、前記グラフィカル表示は既定の解像度の幅を有し、当該解像度の幅は通常、前記画像領域内の画素の近接する位置間の公称距離より大きい、所望のパターンを与えることと、
ii)畳み込みカーネルを与えることであって、前記カーネルはグラフィカル表示の要素から画素群へのマッピングを記述し、前記画素群は前記要素の公称位置を中心とする、畳み込みカーネルを与えることと、
iii)畳み込みカーネルによるグラフィカル表示の畳み込みによって、多数の画素上で画定された画素ラスターグラフィックスとして公称露光パターンを算出することであって、前記公称露光パターンはターゲット上に公称線量分布を作成するのに適切であり、当該公称線量分布は所望の強度分布を模倣することができる、または、所望のパターンの等高線を実現するのに役立つ場合がある、公称露光パターンを算出することと、
を含む。
iv)公称露光パターンから、アパーチャ画像の露光による前記描画プロセスによって所望のパターンを露光するのに適切な露光パターンを生成する、
さらなるステップを有する。
本発明の好ましい実施形態を用いるのに適切なリソグラフィ装置の全体像を図1に示す。下記では、本発明の開示に必要とされるその細部のみを示し、明確にするために、図1の範囲に示さない構成要素もある。リソグラフィ装置1の主要構成要素は、本例では、図1において垂直方向に下行するリソグラフィビームlb、pbの方向に相当して、照明システム3、パターン画定(PD)システム4、投影システム5、および、基板16を有するターゲットステーション6である。装置1全体は、荷電粒子のビームlb、pbが当該装置の光軸cwに沿って妨げられずに確実に伝達されるように、高真空で保持された真空ハウジング2に収められている。荷電粒子光学システム3、5は、静電レンズおよび/または磁気レンズを使用して実現される。
MRMCカーネルによって、ラスター化されたビットマップデータといった、所望のパターンのグラフィカル表示の畳み込みによって、MBWのカスタマイズ化を本発明に従って成し遂げる。本発明によるこのカーネルは、元のベクトルデータが、参照ツール、例えば、VSBマスク描画ツールによって描画されたかのように、同じ線量分布を最終的に生成できるようにする。所望のパターンのグラフィカル表示は、現状技術において使用される種々のフォーマットのいずれかであってよい。図8および図10に関して論述された上記例において、線量レベルプロファイル72のような線量レベルパターンを使用することは適切である。
Po i、j=Σk、l(Pi+k、j+l・Kk、l)/Ko (1)
式中、Pi、jは、元のパターンの位置(i、j)における画素値を示し、その合計は、カーネルマトリックスにおける指数一式に及び、定数Koはカーネルの正規化である。
Ko=Σk、lKk、l (2)
本発明のさらなる態様は、参照ツールがMBWタイプ自体のものである場合である。例えば、いくつかのMBW機が設置されるマスクショップの場合、本発明は、場合により様々な結像パラメータを有する種々のMBWの性能を適合させるように適切に使用可能である。さらなる有用なタスクは、MBWを参照ツールのより古いバージョンに適合させることである。
本発明によるカーネルは、XY平面内で等方性を有する必要はない。例えば、MBW機がマスクを描画し、計量による綿密な分析によって、マスク上で、X方向の線幅が匹敵するY方向の線幅とある程度まで異なっているという状況がある場合があり、別のMBWデバイスにおいてかかる状況を模倣するために、本発明の別の態様による1つの適切なアプローチは異方性カーネルを用いることである。異方性カーネルの例が図24Aおよび図24Bに示されている。特に、図24Aは、Y方向に沿った線幅の約2倍である、X方向に沿った広い線幅を有する異方性カーネル151を示す。対照的に、図24Bに描写されたカーネル153は、Y方向に沿ってより広い線幅による異方性を有する。図24Cは、図24aのカーネル151のマトリックス表示152を示す。ここでは、例えば、小数第2位で四捨五入した実数値として、(正規化されない)個々の値が示される。カーネルはX方向またはY方向の線に制限されないが、X/Y方向に対して随意の角度で指向された異方性にも応用可能であることに留意することは意味のあることである。
図25は、本発明に照らして、データ経路170のフローチャートを示す。データ経路は、リアルタイムで描画ツールの処理システム18(図1)において行われるのが好ましく、変形では、データ経路の算出の一部または全てを、例えば、適切なコンピュータにおいて、前もって行うことができる。
−ベクトルベースの物理的補正プロセス(ステップ160)
−ベクトルを画素データに翻訳するためのラスター化プロセス(ステップ161〜164)、および、
−描画プロセスでの一時的な記憶のために画素データをバッファに保留すること(ステップ165)。
VSBツール、または、(一般に)参照ツールのデータ準備には通常、図19と共に上述されるように、CD変化を線幅の関数として考慮するために補正関数を使用する。さらに、進歩的な半導体ユーザは、洗練された型を応用して、CD値、線端短縮およびコーナープルバック半径、ならびに、関連のパターン特性を測定するのに対し、ベクトル入力データ、基本的に、線量割り当ておよびオプションとして形状も修正することによって、意図した形状からの偏向を補償する。この最適化は、どれくらいの並列コンピュータを使用するかに応じて計算時間の多くの時間または日にちを要する場合が多い計算集中シミュレーションに基づいており、その算出は、特定のビーム、ならびに、線量分布(点広がり関数)、レジストぼけ(例えば、CAR、すなわち、化学増幅型レジストにおける酸拡散効果)、および、入力数としてのレジストコントラストといったプロセス特性に基づいている。最終的に、あるVSB描画パラメータ(またはより一般的には、該当の参照ツールの描画パラメータ)を前提とすると、ぼけ関連のCD誤差またはコーナー丸めといった非常に重要な補正は、データ修正によって行われる。最も単純な場合、ほんのより小さいぼけである可能性がある、異なる描画性質をMBWが有する場合、意図されたパターンは、VSBツール(参照ツール)のために準備されたデータによって直接的に得られることはない。一般的な場合、ぼけだけでなく、点広がり関数(線量分布関数の2Dプロファイル)は、荷電粒子光学システムにおける差異によって、著しく偏向する。
参照ツールの強度プロファイル、例えば、VSB描画機の強度プロファイル61、62は既知であり、例えば、実験的に確定されていることは、かなりありふれたことである。代替的には、参照ツールにとって線形グラフ(図19)が既知である場合があり、当該線形グラフにより、強度プロファイルを算出することができ、または、データの実験セット、例えば、参照ツールによって印刷される、可変の線量または可変の設計幅の関数としての線幅のセットを初期データとして利用して、強度プロファイルを確定することができる。MRMCカーネルの確定/最適化のために、ここでは、強度プロファイルが既知であることを前提とする(数学的に、例えば、ぼけおよび他の結像アーチファクトを含む、デルタ関数のような無限に小さいパターン要素が、露光中基板上で生成する線量分布である点広がり関数)。
Claims (15)
- 荷電粒子マルチビーム処理装置(1)においてターゲット(16)上に所望のパターンを露光する露光パターンを計算する方法であって、粒子ビーム(Ib、50)はパターン画定デバイス(4)に向けて照らし、該パターン画定デバイス(4)は、前記ターゲット上の画像領域内の多数の画素(px)を露光することによって、前記所望のパターンを描画するために前記粒子ビーム(pb)が貫通する複数のブランキングアパーチャ(24、33、43)で構成されるアパーチャアレイ(26)を備え、
前記パターン画定デバイスにおいて、前記複数のブランキングアパーチャ(24、33、43)は、前記ブランキングアパーチャの相互の位置を画定する既定の配列で配列され、各ブランキングアパーチャは、対応する露光間隔中に前記ターゲット上に生成された相当するアパーチャ画像上に、対応するブランキングアパーチャを通って露光する線量値に関して選択的に調節可能であり、前記線量値は離散グレースケールから選択された対応する値を利用し、
前記所望のパターンの描画プロセス中、一連の露光間隔(T1)が設けられ、各露光間隔で、前記ブランキングアパーチャによって、前記ターゲット(16)上への結像が行われるため、相当する複数のアパーチャ画像(b1、bi0、bi1)が生成され、
i)前記ターゲット上の前記画像領域上にグラフィカル表示(72、101)として前記所望のパターンを与えることであって、前記グラフィカル表示(72、101)は既定の解像度の幅を有し、前記幅は、前記画像領域内の前記画素の近接する位置間の公称距離より大きい、所望のパターンを与えることと、
ii)畳み込みカーネル(91、111)を与えることであって、前記カーネルは前記グラフィカル表示の要素から画素群へのマッピングを記述し、前記画素群は前記要素の公称位置を中心とする、畳み込みカーネル(91、111)を与えることと、
iii)前記畳み込みカーネル(91、111)による前記グラフィカル表示(72、101)の畳み込みによって、前記多数の画素上で画定された画素ラスターグラフィックス(ps)として公称露光パターンを算出することであって、前記公称露光パターンは前記ターゲット上に公称線量分布を作成するのに適切である、公称露光パターンを算出することと、を含む、方法。 - 前記描画プロセスによって、相互に重複するアパーチャ画像が生成され、前記アパーチャ画像は、前記ターゲット上に生成された近接するアパーチャ画像の画素位置間の距離(e)の倍数である公称幅(b)を有し、
iv)前記公称露光パターンから、アパーチャ画像の露光による前記描画プロセスによって前記所望のパターンを露光するのに適切な露光パターンを生成する、
さらなるステップを有する、請求項1に記載の方法。 - 前記グラフィカル表示(72、101)は、ラスター幅を有する参照ラスター上のラスターグラフィックスであり、前記ラスター幅は解像度の幅として使用される、請求項1または2に記載の方法。
- 前記グラフィカル表示(160)は、前記画像領域内の前記画素の近接する位置間の公称距離より大きいのが好ましいラスター幅を有する参照ラスター上のラスターグラフィックスに変換されるベクトルグラフィックスである、請求項1または2に記載の方法。
- ステップiiiの算出、および、存在する場合後続する算出は、リアルタイムで描画プロセス中に行われ、算出されるデータを永続的に記憶することなく、関連する算出を一時的に行う、請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の方法。
- 前記畳み込みカーネルは、前記処理装置によって模倣される参照描画装置の点広がり関数を表す、請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の方法。
- 前記畳み込みカーネル(111、151、153)は、画素値の離散マトリックス(112、152)として表され、ステップiiiの畳み込みは、離散畳み込みとして行われる、請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の方法。
- 前記畳み込みカーネルは、模倣される参照描画装置の時間依存の描画性質に相応する時間依存性(f(t))を有する時間依存値を含む、請求項1〜7のうちいずれか一項に記載の方法。
- 前記畳み込みカーネル(151、153)は、前記画像領域上の2つの主な方向に関して異方性を有する、請求項1〜8のうちいずれか一項に記載の方法。
- 前記異方性カーネルは、前記ブランキングアパーチャによる前記ターゲット(16)上への結像の異方性を補償するように構成される、請求項9に記載の方法。
- ステップiiiの前記畳み込みを、前記離散グレースケールの前記解像度よりも高い演算精度を有する演算値を使用して行う、請求項1〜10のうちいずれか一項に記載の方法。
- 2つ以上の畳み込みカーネルが使用され、各カーネルは、前記画像領域内の複数のサブ領域の中の対応するサブ領域上で、および/または、前記パターン画定デバイスにおいて存在する複数のアパーチャアレイからの対応するアパーチャアレイで使用される、請求項1〜11のうちいずれか一項に記載の方法。
- 前記描画プロセス中、アパーチャ画像の位置は、露光間隔中、画素(px)の位置において前記ターゲットに対して固定されたままであるが、露光間隔同士の間では、前記アパーチャ画像の位置は前記ターゲット上でずれるため、前記ターゲット上の前記画像領域内の多数の画素を露光する、請求項1〜12のうちいずれか一項に記載の方法。
- 前記グラフィカル表示(72、101)の解像度の幅は、前記荷電粒子マルチビーム処理装置(1)によって生成された前記アパーチャ画像の公称幅より大きい、請求項1〜13のうちいずれか一項に記載の方法。
- 荷電粒子の構造化ビームによってターゲット(16)を露光するための荷電粒子マルチビーム処理装置(1)であって、
照明システム(3)と、
パターン画定デバイス(4)と、
投影光学システム(5)と、を備え、
前記照明システム(3)は、前記荷電粒子のビームを作り、当該ビームを広範なビーム(Ib)にして前記パターン画定デバイス(4)を照らすように構成され、前記パターン画定デバイス(4)は、照らしている前記ビームの形状を多数のサブビームで構成される構造化ビームにするように構成され、前記投影光学システム(5)は、前記パターン画定デバイスにおいて画定された前記ビーム形状の画像を前記ターゲット(16)上に投影することで、前記ターゲット上の画像領域内に多数の画素(px)を露光するように構成され、
前記パターン画定デバイス(4)は、前記サブビーム(51、52)を形成する複数のブランキングアパーチャ(24、33、43)で構成されたアパーチャアレイ(26)を備え、前記複数のブランキングアパーチャ(24、33、43)は、前記ブランキングアパーチャの相互の位置を画定する既定の配列で配列され、各ブランキングアパーチャは、対応する露光間隔の間に前記ターゲット上に生成された相当するアパーチャ画像上に、前記対応するブランキングアパーチャを通って露光する線量値に関して選択的に調節可能であり、前記線量値は離散グレースケールから選択された対応する値を利用し、
前記所望のパターンの描画プロセス中、一連の露光間隔(T1)が設けられ、各露光間隔で、前記ブランキングアパーチャによって、前記ターゲット(16)上への結像が行われるため、相当する複数のアパーチャ画像(b1、bi0、bi1)が生成され、
前記処理装置は、参照描画装置における所望のパターンの描画プロセスを模倣するように構成され、前記参照描画装置は、前記処理装置によって生成された前記アパーチャ画像の公称幅より大きい解像度の幅を有する点広がり関数を有し、前記所望のパターンを、前記処理装置によって描画可能な公称露光パターンに変換するために、請求項1〜14のうちいずれか一項に記載の方法が使用される、荷電粒子マルチビーム処理装置(1)。
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