JP2016507906A - 電子または光リソグラフィ用の任意形状の分割方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、所望パターンが直線または曲線の形状である場合に表面を複数の基本特徴（７２０ａ）に分割するコンピュータ実装された方法を開示する。所望パターンに応じて、重なりの無い、または重なりの有る第１の分割を実行する。所望パターンが解像度の限界にある場合、ｅＲＩＦ（７３０ａ）を用いて第２の分割ステップを実行することが有利であろう。これらのｅＲＩＦは、所望パターンのエッジまたは中間軸（７１０ａ）あるいは骨格上に配置されている。本発明は更に、第１および第２の分割ステップに用いる基本特徴の位置および形状を画定する方法ステップを開示する。

Description

本発明は特に、基板に模様を転写するためのマスクの電子または光リソグラフィの分野に適用される。本発明はまた、電子ビームを用いて基板またはマスクに直接パターンを書き込む処理に適用される。

電子ビームリソグラフィによりパターンを表面に転写する一方法は、可変成形ビームすなわちＶＳＢを用いて正または負レジストコーティングを露出するものである。これを行うため、分割ステップを行う間、当該パターンは、（「ショット」として知られる）放射線量が割り当てられた基本形状に切断される。現在用いられている寸法（２５ｎｍ未満の臨界寸法すなわち「ＣＤ」での技術）において、近接効果（前方散乱および後方散乱）が露出領域の密度に大きく依存するため、ショットの幾何学形状および放射線量は相互に密接に関係している。

転写されるパターンは大抵、薄い長方形（ライン）または正方形（相互接続）等の単純な幾何学形状をなしている。これらの状況において、ショットの幾何学的形状は適宜画定されていて、且つ単純である。各パターンは、長方形または正方形のショットの統合体に分割される。

にもかかわらず、多くの用途（逆リソグラフィ、フォトニクス、計量校正等）において、上述のような単純な形状ではなく、円形、または不確定な、恐らくは曲線の形状（以下で任意形状と言う）の模様パターンを含めることが必要または有利な場合がある。

ＣＤが極めて低い場合の近接効果をより良好に補正すべく、マスクに解像度程度の任意形状の補助的特徴を転写可能であることも有利であろう。

これらの状況下で、従来の分割は生成するショットの個数が多過ぎるため、特にパターンの忠実度が最重要な場合に有利でない。書込時間は、ショットの個数に比例して増大するため、マスクまたはウェーハの製造コストが大幅に上昇する。

更に、リソグラフィツールとは独立に、従来の分割は大量のデータを生成するためデータの記憶および転写に負担である。このデータ量はまた、近接効果の補正を計算する際の最重要な課題である。

従って、電子ビーム装置およびソフトウェアの能力を最大限に利用しながら、表面に転写するパターンの不確定な形状に適応可能な分割方法を用いることは有利であろう。この方向での試みが、円形または曲線パターンを被覆すべく長方形および／または三角形のショットをグリフとして構成する構成方法を開示する米国特許第７，９０１，８５０号明細書に記述されている。

米国特許第７，９０１，８５０号明細書

しかし、上述の従来技術文献では、輪郭の粗さおよび／または解像度目標および／または電子ビーム装置で利用可能なショットの幾何学的形状等、各種の動作制約に対処可能な分割方法論を提供するような解決策を開示していない。

本発明の目的は上述の課題の解決策を提供することである。

このため、本発明は最初に、表面を複数の基本特徴に分割する、コンピュータ実装された方法を開示するものであり、前記基本特徴の各々が可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１個のショットに対して露光されて所望の任意形状パターンを当該表面に転写し、前記方法は、所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格を決定するステップを含んでいる。

有利な点として、所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格を決定するステップは、所望の任意形状パターンの中間軸および直線的骨格の少なくとも一方を決定するステップを含んでいる。

有利な点として、所望の任意形状パターンの少なくとも１個の中間軸を決定するステップは、所望の任意形状パターンの近似形状を決定する第１のステップ、および当該近似形状にボロノイ図アルゴリズムを適用する第２のステップを含んでいる。

有利な点として、所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格を決定するステップは、所望の任意形状パターンの少なくとも１個の直線的骨格を、所望の任意形状パターンを被覆するものとして最初に決定される多角形の頂点位置を含む点の組として決定するステップを含んでいる。

別の実施形態において、本発明は、表面を複数の基本特徴に分割する、コンピュータ実装された方法を開示するものであり、前記基本特徴の各々が可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１個のショットに対して露光されて所望の任意形状パターンを当該表面に転写し、前記方法は、ＶＳＢツール利用可能方向を考慮に入れるステップを含んでいる。

有利な点として、ＶＳＢツール利用可能方向は、表面の軸と０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°、１０５°、１２０°、１３５°、１５０°、１６５°、１８０°の角度をなす方向を含む一群内で選択される。

別の実施形態において、本発明は、表面を複数の基本特徴に分割する、コンピュータ実装された方法を開示するものであり、前記基本特徴の各々が可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１個のショットに対して露光されて所望の任意形状パターンを当該表面に転写し、前記方法は、分割された模様の輪郭をシミュレートするステップ、および分割された模様のシミュレートされた輪郭と所望の任意形状パターンの輪郭との距離を決定するステップを含んでいる。

有利な点として、当該実施形態による本発明の方法は更に、分割された模様のシミュレートされた輪郭と所望の任意形状パターンの輪郭との距離の限界をパラメータとして考慮に入れるステップを含んでいる。

別の実施形態において、本発明は、表面を複数の基本特徴に分割する、コンピュータ実装された方法を開示するものであり、前記基本特徴の各々が可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１個のショットに対して露光されて所望の任意形状パターンを当該表面に転写し、前記方法は、所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格を決定するステップと、ＶＳＢツール利用可能方向をパラメータとして考慮に入れるステップと、分割された模様の輪郭をシミュレートするステップと、分割された模様のシミュレートされた輪郭と所望の任意形状パターンの輪郭との距離を決定するステップとを含んでいる。

有利な点として、当該実施形態による本発明の方法は更に、トポロジカルな骨格の一区間の方向に近いツール利用可能方向を少なくとも１個選択するステップを含んでいる。

有利な点として、当該実施形態による本発明の方法は更に、基本特徴を、所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格のほぼ中央に置かれ、且つＶＳＢツール利用可能方向にほぼ平行な利用可能方向を有する長方形として画定するステップを含み、前記長方形の各々が、分割された模様のシミュレートされた輪郭と所望の任意形状パターンの輪郭との距離が所定の粗さ許容範囲内に留まるという制約下で最大のサイズを有している。

有利な点として、基本特徴の中心、向き、および幅の少なくとも１個が、ＶＳＢの処理および所望の任意形状パターン用の所定の粗さ許容限度の一群のパラメータのうち少なくとも１個のパラメータの関数として調整され、前記調整が、基本特徴の統合体の表面形状と所望パターンとの差の最小化に基づいている。

有利な点として、ＶＳＢ処理の当該一群のパラメータは、利用可能なショットの向き、最大ショットサイズ、点広がり関数（ＰＳＦ）の特性寸法、最大ショットサイズ、および最大重なりを含んでいる。

有利な点として、基本特徴のいくつかが重なり合い、カバーされていないショットの向きは、前記重なり合う基本特徴同士の重なり度合を変えることで補完される。

有利な点として、基本特徴の幅は、最大ショットサイズ、ＶＳＢ処理のＰＳＦの特性寸法、および所望パターンに対する粗さ許容度の関数として計算される。

有利な点として、基本特徴の長さは、ＶＳＢ処理の最大ショットサイズ、所望の任意形状パターンの局所的な幅、および一群のカテゴリールールのうち少なくとも１個のルールの関数として計算される。

有利な点として、当該一群のカテゴリールールは、幅中央での停止、所望パターンの反対側エッジへの移動、所定の幅での停止を含んでいる。

有利な点として、当該実施形態による本発明の方法は更に、角丸めに対する近接効果補正の作用を弱めるステップを含んでいる。

有利な点として、当該実施形態による本発明の方法は更に、転写されたパターンの要求解像度の閾値をパラメータとして決定するステップを含んでいる。

有利な点として、要求解像度の閾値パラメータは、処理の臨界寸法（ＣＤ）が２α未満となるものであり、αは処理のＰＳＦの前方散乱部分の特性寸法である。

有利な点として、当該実施形態による本発明の方法は更に、要求解像度が閾値パラメータよりも高い場合、解像度型である第１の組の基本特徴に加え、表面に転写する超微細な第２の組の基本特徴を決定するステップを含んでいる。

有利な点として、超微細な基本特徴の中心位置は、エッジのトポロジカルな骨格および所望パターンの中間軸の一方を近似する少なくとも１個の中心曲線を描くことにより決定される。

上述の主な制約（解像度の臨界および電子ビーム装置によるショットの幾何学的形状に課される制約）の下で、本発明はショットの数、従って表面への書き込み時間を最小化することができる。本発明はまた、転写されるパターンの輪郭の粗さを最小化にすることができる。各種実施形態において、ショット間における鋭い角度で生じる角丸め効果を利用すべく分割と近接効果補正のステップとの間にループが含まれている。従って、現在使われている装置では利用できない分割角度を代替することができる。実際、電子ビーム装置は、基準となる直交座標系に対する角度が９０°または４５°ずれたショットは滅多に分割できないが、特定のケースで３０°または６０°ならば可能であろう。

解像度が極めて決定的である場合、本発明によれば、（「電子解像度向上特徴」またはｅＲＩＦ）を粗い被覆に重ね合わせることにより、コントラストおよび輪郭粒度を同時に最適化することは可能であろう。

特定の実施形態において、基本特徴および／またはｅＲＩＦの自動配置は、計算能力および時間の観点から費用対効果が極めて優れている。

各種実施形態および以下の添付図面の説明から本発明に対する理解が深まり、各種の特徴および利点が明らかになろう。

転写されるパターンを示す。 従来技術の２個の分割方法のうちの１つを示す。 従来技術の２個の分割方法のうちの他の１つを示す。 本発明の一実施形態による分割方法を示す。 本発明の多くの実施形態により実行される処理の高水準フロー図を示す。 転写されるパターンおよび本発明の異なる実施形態による異なる２組のパラメータを用いる分割方法を各々示す。 分割の基本特徴と所望パターンとの距離の最大限度としての許容度の定義を示す。 本発明の各種実施形態における、転写されるパターン内で定義された変数を示す。 本発明の各種実施形態における、アルゴリズムの終了条件の定義を示す。 本発明の各種実施形態における、重なり合うショットを用いて転写されるパターンを被覆する２個の異なるモードのうちの１つを示す。 本発明の各種実施形態における、重なり合うショットを用いて転写されるパターンを被覆する２個の異なるモードのうちの他の１つを示す。 本発明の各種実施形態における、重なり合う被覆のパラメータ計算を示す。 本発明の各種実施形態における、重なり合う被覆のパラメータ計算を示す。 本発明の各種実施形態における、重なり合う被覆のパラメータ計算を示す。 本発明の各種実施形態における、重なり合う被覆のパラメータ計算を示す。 本発明の各種実施形態における、被覆にｅＲＩＦを追加する２個の異なる実施形態のうちの１つを示す。 ｅＲＩＦの寸法の計算を示す。 本発明の各種実施形態における、被覆にｅＲＩＦを追加する２個の異なる実施形態のうちの他の１つを示す。

図１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄは、転写されるパターン、従来技術の２個の分割方法、および本発明の一実施形態による分割方法を各々示す。

ＣＭＯＳ集積回路上の接点等、いくつかの特徴の解像度を向上させるには、図１ａに示す種類の特徴をマスクの表面に極めて素早く転写しなければならない。図１ｂに示すような標準的な分割を行えば、マンハッタン形状の特徴（すなわち水平および垂直なライン）と比較してショットの個数が劇的に増大するであろう。

図１ｃに、図１ｂに示す課題に対する従来技術の解決策を示す。例えば米国特許第７，９０１，８５０号明細書に開示された当該解決策によれば、長方形（１１０ｃ、１３０ｃ、後者は前者に対して９０°傾けられている）または三角形（１２０ｃ）のショットが曲線のパターンに沿って、当該パターンの表面の最大割合を覆うように配置されている。しかし、ショットの個数は依然として重要であり、良好な解像度を実現するのは極めて困難であろう。その理由は、全ての近接効果を充分考慮に入れて各ショットの適用量を計算することが、一群の重なり合う特徴と目標パターンとを合理的な許容囲内で良好に合致させるために必要な重なりの変動性に起因して極めて複雑であるからである。

本発明の一態様によれば、重なり合うショット（１１０ｄ、１２０ｄ、１３０ｄ、１４０ｄ、１５０ｄ、１６０ｄ）は様々な角度で傾いているため、目標パターンの幾何学的形状に合わせることがより容易である。また、重なりを相応に制限できるため、近接効果の補正計算が従来技術での処理よりも簡素化される。無論、利用可能な装置は、傾きの特定の値の良し悪しに制約される場合がある。本発明はまた、当該状況で生じ得る短所を解決する方法を以下の記述で示す。

図２に、本発明の多くの実施形態により実行される処理の高水準フロー図を示す。

ステップ２１０において、所望パターン（例えば図１ａの所望パターン）を表すデータが分割ソフトウェアに入力される。ステップ２２０において、第１のフィルタを適用して、所望パターンが特定の分割を必要とする形式であるか否かを判定する。

所望パターンの種類がテストされる。所望のパターン（またはその一部）がマンハッタン型である場合、重なり合わない基本特徴への分割が適用される。この分割は標準であって、本発明の一部ではない。

所望パターン（またはその一部）が任意形状（図１ａの所望パターンのケースに類似）である場合、本発明による任意形状分割が適用される。任意形状分割は、重なり無しまたは重なり有りの２種類であってよい。前者は、被覆の基本特徴が全く重なり合わず、補正を実行する際に信頼性がより高く且つ容易である。後者は、被覆の基本特徴の少なくとも一部が重なり合う。両方の場合において、所望パターンの第２の特性がステップ２３０においてテストされる。このテストは、所望パターンが解像度の限界にあるか否かを判定するものである。判定は、所望パターンのサイズ（最小寸法または臨界寸法すなわちＣＤ）と点広がり関数（ＰＳＦ）のαパラメータとの関係に基づいている。このパラメータは、ビームの前方散乱が有効である距離を表す。

本発明の例示的且つ非限定的なる実施形態として、当該テスト用の閾値を２αに設定することができる。これは、所望パターンのＣＤが２αよりも低い場合、所望パターンが解像度の限界にあると考えられることを意味する。所望パターンのＣＤが当該閾値よりも高い場合、ステップ２４０において、分割が１ステップ処理で実行されて所望パターンに最良に合致する重なり合う特徴の組を決定する。

所望パターンに要求解像度が所定の閾値よりも高い場合、コンピュータは、所望パターンを分割すべく２ステップ処理（本方法のステップ２５０）を適用することを決定する。
−最初に、所望パターンを、重なり合う特徴の組で近似する。この種の基本特徴の決定について図５ａ、５ｂ、６ａおよび６ｂを参照しながら記述する。
−第二に、電子超微細特徴を基本特徴に追加する。超微細特徴は実質的に、所望パターンの寸法より小さい寸法である。超微細特徴は例えば、電子解像度向上特徴すなわちｅＲＩＦである）。この種の基本特徴の決定について図７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄを参照しながら記述する。

次いで、従来の全ての分割方法と同様に、分割したデータをステップ２６０においてマージする。

更に、近接効果補正（すなわちＰＥＣ）をステップ２７０において適用する。より良好な結果を与える多くのケースにおいて、分割したデータを補正すべくステップ２４０（または２５０）とステップ２７０の間をループ化することが可能である。例えば、従来のＰＥＣアルゴリズムでは、転写されるパターンのエッジの粗さを緩和すべく角丸めを残す方が望ましいにも拘わらず、解像度を上げるべく多数の特徴の角丸めを減らすことがある。この場合、角丸めＰＥＣを中止または変更する。

次いで、分割したデータは、補正データ（ステップ２９０）として保存される（ステップ２８０）。

図３ａ、３ｂおよび３ｃに、転写されるパターンおよび本発明の異なる実施形態による異なる２組のパラメータを用いる分割方法を各々示す。

ＶＳＢツールでは、限られた数の形状、典型的には限られた数の方向を有する長方形または三角形を用いることが可能である。通常、長方形を０または９０°の角度で用いることができるが、いくつかのツールでは４５°の角度の長方形も許される。これらの方向を以下ではツール利用可能方向と称する。

図３ａに、１個以上の過渡的な副パターン（群）により分離された一方向の副パターンに切断可能な所望パターンを示す。これらの副パターンは、後続のステップにおいて１または複数のショットに分割される。

５個の副パターン３１０ｂ、３２０ｂ、３３０ｂ、３４０ｂおよび３５０ｂが一方向である決定された、第１の可能な分割を図３ｂに示す。各々の一方向副パターンには単一のツール利用可能方向を関連付けることができる。これら５個の副パターンに対する本発明の分割方法について、図４ａ、４ｂ、および４ｃを参照しながら詳細に説明する。

過渡的な副パターンが、機械ファイル形式またはＶＳＢツール内で使用される分割のような標準的な分割を用いて分割される。

第２の分割例を異なるパラメータの組と共に図３ｃに示す。

任意形状の分割方法の場合、分割の基本特徴と所望パターンとの距離が図４ａに示すように定義される。許容度を当該距離の最大限度として定義する。この許容度はユーザーにより設定される。

図４ｂ、４ｃは、本発明の各種実施形態における、転写されるパターン内で定義された変数およびアルゴリズムの終了条件の決定を各々示す。

本発明の方法の重なりの無い被覆を実行すべく、最初に、被覆に用いる長方形または箱形の中心位置を決定する。図４ｂに示すように、中心位置を決定する仕方は、所望パターン内で決定された各々の一方向区間の中間軸（４１０ｂ、４２０ｂ、４３０ｂ）を近似することである。平面内に境界を有する点の組の中間軸を、当該点の組の境界を画定する曲線上に少なくとも２個の最も近い点を有する点の組として定義する。中間軸の計算または近似の可能性について更に以下の記述を参照されたい。

各箱形の幅を、各箱形が所望パターンのエッジに重なるように決定する。当該パターンが、許容される最大ショットサイズよりも大きい場合、複数の箱形に分割される。

長方形または箱形４４０ｂ、４５０ｂおよび４６０ｂの高さは、許容度を尊重する制約下で箱形の個数を最小化するように決定されている。この高さは、許容度および局所中間軸傾きと、対応するツール利用可能方向の傾きとの差を用いて計算することができる。

次いで、被覆を停止する条件をテストする。これを図４ｃに示す。本例では、所望パターンの２個のエッジの両方が、ツール利用可能方向の一方と、予め設定された値よりも低い角度をなす場合、被覆は停止される。この値は、別のツール利用可能方向がより適している場合、複数のツール利用可能方向から選択されて新規の一方向副パターンを生成する。これは典型的には、現在のツール利用可能方向と次のツール利用可能方向との平均である。

図５ａおよび５ｂは、本発明の各種実施形態における、重なり合うショットを用いて転写されるパターンを被覆する２個の異なるモードを示す。

図５ａに、２次元に沿った被覆が重なり合うように実行される様子を見ることができる。基本特徴５１０ａの第１の組が水平線に沿って配置されている。基本的に、当該組内の全ての特徴は、同一方向の長方形であって、それらの表面がほぼ同じ割合で重なっている。基本特徴５２０ａの第２の組が、第１の組に対して４５°傾いている。所望パターンを水平でも垂直でもない特徴に分割する可能性は全ての電子ビーム装置においてあり得ない。しかし、これが可能な場合、分割の基礎として利用可能な基本特徴の模様を最適化する可能性が大きく広がる。

解像度を向上させるべく、所望パターンの角に追加的なショット５３０ａを含めることによりパターンの内側エッジを滑らかにすることが可能である。

図５ｂの所望パターンはもっと複雑である。最適分割に向けて被覆可能な仕方は、パターンの正確な形状、および電子ビーム装置による分割に利用可能な異なる向きの基本特徴の種類に依存するであろう。同図の例において、水平基本特徴５１０ｂ、垂直基本特徴５２０ｂ、水平方向に対して４５°の基本特徴５３０ｂ、および水平方向に対して１３５°の基本特徴５４０ｂを示す。トポロジカルな骨格として所望パターンの中間軸を用いることができる。平面内に境界５００ｂを有する点の組の中間軸５５０ｂを、点の組の境界を画定する曲線上で少なくとも２個の最も近い点を有する点の組として定義する。閉じた任意形状の中間軸を、限定された数のケースにおいて正確に計算することができる。多くの場合、任意形状を、例えばボロノイ図を用いて中間軸の正確な計算が実行できる形状で近似する必要がある。次いで、近似形状の中間軸を、初期任意形状の近似的な中間軸に変換する。近似的中間軸の計算に用いる技術の例として、Ａｔｔａｌｉ ａｎｄ ａｌｉｉ「Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｄｉａｌ Ａｘｅｓ−ａＳｔａｔｅ−ｏｆ−ｔｈｅ−Ａｒｔ Ｒｅｐｏｒｔ」、Ｂ．Ｈａｍｍａｎ Ｔ．Ｍｏｅｌｌｅｒ ａｎｄ Ｂ．Ｒｕｓｓｅｌ、ｅｄｔｉｏｒｓ、Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ、ａｎｄ Ｍａｓｓｉｖｅ Ｄａｔａ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ ａｎｄ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ、２００７が挙げられる。

代替的に、所望パターンが多角形の場合、トポロジカルな骨格として、一様な速度で小型化される多角形の頂点位置である形状の直線的骨格を用いるのが計算効率が高いであろう。Ａｉｃｈｈｏｌｚｅｒ、Ｏｓｗｉｎ；Ａｕｒｅｎｈａｍｍｅｒ、Ｆｒａｎｚ（１９９６）、「Ｓｔｒａｉｇｈｔ ｓｋｅｌｅｔｏｎｓ ｆｏｒ ｇｅｎｅｒａｌ ｐｏｌｙｇｏｎａｌ ｆｉｇｕｒｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｌａｎｅ」、Ｐｒｏｃ．２ｎｄ Ａｎｎ．Ｉｎｔ．Ｃｏｎｆ．、Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉｃｓ（ＣＯＣＯＯＮ ’９６）、Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｎｏ．１０９０、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、ｐｐ．１１７−１２６を参照されたい。

トポロジカルな骨格（または中間軸）の区間が決定されたならば、利用可能方向の中から処理中の区間の軸に最も近いツールの方向を選択することができる。

図６ａ、６ｂ、６ｃおよび６ｄに、本発明の各種実施形態における、重なり合う被覆のパラメータ計算を示す。

所望パターンの被覆に用いる基本特徴の中心位置が決定されたならば、これらの基本特徴の正確な形状を決定する必要がある。
−このステップを実行するために、装置の特性に依存する以下のパラメータ、すなわち使用中の電子ビーム装置のショットの最大サイズ（現行装置では２５０ｎｍ〜１ミクロン）と、
−使用中の電子ビーム装置で利用可能なショットの傾き（０°、３０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１３５°等）（利用可能な方向が多いほど良く、本発明の方法は全ての利用可能な方向を考慮に入れることができる）と、
−電子ビーム装置の点広がり関数（ＰＳＦ）の形状、すなわち前方散乱が有効な距離（この記述ではパラメータα）により画定できる形状とを考慮に入れる。

他のパラメータは用途に依存し、初期形状と最終形状（図４ａに示すような）との間の許容度、または初期形状とシミュレートされた輪郭との間の最大偏差により定義される。典型的には、許容度はＣＤに依存して数ナノメートルから数十ナノメートルの範囲で変動する。導波管または共鳴器のような光学素子では、例えばナノメートル範囲での粗さが求められる。電子素子の場合、粗さは典型的にはＣＤ／２０未満でなければならない。これは、分割を電子ビームによるマスク書きこみに適用する場合、拡大係数に基づきスケーリングする必要がある。

次いで、被覆に用いる基本特徴の実際の中心位置および寸法を計算する必要がある。

各ショットに対する基本特徴の位置および傾きは、基本特徴の統合体の表面形状と所望パターンとの差を粗さ許容範囲内で最小化すべく調整する必要がある。

使用する電子ビーム装置で傾き値が利用できない場合、追加的な重ね合わせにより補償することができる。

次いで、各基本特徴の幅と長さを決定する必要がある。図６ａを参照するに、基本特徴６１０ａを形成するショットの幅（所望の曲線パターンの区間に沿って画定）は、最大ショットサイズおよび最大間隙の関数として決定される。最大間隙は、異なる方法（シミュレーションまたは参照テーブル）により計算することができる。基本特徴の長さ６２０ａ（所望の曲線パターンの幅と交差する方向に画定される）は、所望の曲線パターンの局所形状６３０ａおよび最大ショットサイズの関数として計算される。今述べた所のデータ準備（すなわち「ｄａｔａｐｒｅｐ」）のステップに続く近接効果補正のステップを行う間、若干ぼやけた角における解像度を上げるために角丸めの若干の補正を含めることは標準的な行為ある点に注意されたい。重なり合う基本特徴による曲線パターンの被覆を含む本発明のｄａｔａｐｒｅｐを適用する際に、角丸め効果は有利に働く。近接効果６１０ｂにより、レジストのｃｏｕｎｔｏｕｒが、実験結果からα（αはＰＳＦの前方拡散パラメータ）のオーダーであると予想できる距離６２０ｂだけ角の底部から離れたライン６３０ｂまでずれることが図６ｂから分かる。

角丸めをモデリングすることができる。従って、重なりによる被覆の特定の構成から生じた所望の曲線パターンのエッジの粗さに対する影響を予想することができる。ＰＥＣステップを行う間、エッジチューニングを実行することができ、分割とＰＥＣステップとの間をループ化して、結果を向上させるべくショット間の重なりの量を変更することができる。重なりと粗さとの関係は、図６ｃと６ｄの比較から評価することができる。すなわち
−図６ｃでは、限られた重なり６１０ｃにより限られた角丸めが生じ、シミュレートされたレジストの輪郭６２０ｃと所望パターン６３０ｃの輪郭との間に有意差があり、
−図６ｄでは、顕著な重なり６１０ｄにより生じる近接効果６５０ｄは、角丸めが生じるものの、シミュレートされたレジストの輪郭６２０ｄが所望パターンの輪郭６３０ｄの極めて近くにあるという良好な結果をもたらし、その結果、粗さは許容範囲内に留まり易くなる。

図７ａおよび７ｂは、本発明の各種実施形態における、被覆にｅＲＩＦを追加する２個の異なる実施形態を各々示し、図７ｂはｅＲＩＦの寸法の計算を示す。

パターンが解像度の観点から臨界に達している（所望パターンのＣＤが２α未満）場合、第１レベルの被覆に、転写されるパターンのエッジ上の重なり合う（または恐らくは重なり合うショットが無い）超微細特徴を重ね合わせることが必要である。これらの超微細特徴は、第１の被覆の基本特徴よりもはるかに小さい、例えば１桁小さい寸法である。これらはｅＲＩＦであってよい。

図７ａに見られるように、第１レベルの被覆は、図５ｂを参照しながら説明したように実行することができる。中間軸７１０ａまたは直線的骨格は、第１の組の基本特徴７２０ａの幅および長さと同様に正確に計算される。図５ｂの分割の計算に用いたものと同一のパラメータ（利用可能なショットの傾き、粗さ許容度、ＰＳＦのα、最大ショットサイズ、最大重なり）を用いて図７ａの第１レベルの分割を計算することができるが、ｅＲＩＦによる第２の被覆がパターンのエッジに実行されるため、粗さ許容度をαの値の数倍まで緩和することができる。

次いで、第２レベルの分割を実行して、ｅＲＩＦの７３０ａを第１の分割のエッジに配置する。ｅＲＩＦを必要とする形状は、ＣＤに基づくデータフィルタを用いて、自身のサイズに応じて選択される。

図７ｂに見られるように、ｅＲＩＦの傾き７１０ｂおよび長さ７２０ｂは、エッジまたは中間軸の傾きまたは所望パターンの骨格に沿うように画定されている。利用可能なショットの傾きの任意の組、任意のエッジまたは中間軸あるいは骨格の傾きに対して、ｅＲＩＦの傾きおよび長さを、中間軸または骨格あるいはエッジの傾きに沿うように調整することができる。そのために、ｅＲＩＦの傾きを最初に、利用可能なショットの傾きのうちエッジに傾きに最も近い値に設定することができる。これによりｅＲＩＦの長さは、エッジの傾きに完全に沿うように１個の値しか取り得ない。

ｅＲＩＦの幅７３０ｂは、以下のようなルールにより画定することができる。
ａｓｅＲＩＦの幅＝（局所ＣＤ）／３

ルールの選択は、本発明のシステムのユーザーにより決定することができる。パターン印刷の精度を上げるには、ｅＲＩＦの幅を狭めるか、または後続のＰＥＣステップを行う間の線量係数を増大させてレジスト内における線量を急激に増やすことにより過露光の利得を得ることが可能である。

図７ｃの実施形態において、解像度目標はより野心的である。所望パターンのＣＤは、ＰＳＦのαパラメータにより決定される解像度限界に近い。この場合、各ｅＲＩＦを所望パターンの中間軸または骨格７１０ｃに沿って配置することがより最適である。各ｅＲＩＦの７３０ｃの形状は、所望パターンのエッジに沿って配置された（中間軸または骨格を用いて各ｅＲＩＦの位置を画定）各ｅＲＩＦの場合と同様に画定される。この種の実施形態のいくつかにおいて、第１の基本特徴７２０ｃを除外することができる。この場合、各ｅＲＩＦの露光線量は大幅に増大する筈である。

半導体ウェーハへの直接照射またはマスクの露出により本発明の方法を実装するには、例えば、ＶＩＳＴＥＣ（商標）社から販売されているＳＢ３０５４型の装置を用いることが可能である。分割およびＰＥＣステップは、本発明によるアルゴリズムにより変更された、Ｓｙｎｏｐｓｉｓ（商標）社から販売されているＰＲＯＸＥＣＣＯ（商標）ブランド、Ｇｅｎｉｓｙｓ（商標）社のＢｅａｍｅｒ（商標）ブランド、または本願譲受人であるＡｓｅｌｔａ Ｎａｎｏｇｒａｐｈｉｃｓ（商標）社から販売されているＩｎｓｃａｌｅ（商標）ブランドのソフトウェアにより実行することができる。

本発明の特定の実装例は特に、分割装置およびソフトウェアで利用可能なショットの傾きに依存する。ＰＥＣステップは、使用するＰＥＣソフトウェアで利用可能なアルゴリズムに従い実行される。特に、本発明の分割に容易に適合可能な角丸めアルゴリズムを提供するＩｎｓｃａｌｅ（商標）ソフトウェアを用いるのが有利である。また、米国出願第１３／６４１１２８号明細書に開示された種類の線量および形状最適化を組み合せて用いる線量変調アルゴリズムを実装するこの種のソフトウェアにおいて。これにより、本発明による分割をこの種のＰＥＣアルゴリズムと最適に一体化することが可能になる。
この分割が、リソグラフィツールがシングルまたはマルチパス露光を用いれば同様に実行できるのは、本発明の方法が充分堅牢であるためこの選択による影響を受けないからである。

本明細書に開示する例は本発明のいくつかの実施形態を説明するものに過ぎず、添付の請求項により定義される前記発明の範囲を一切制限しない。

Claims (22)

1. 表面を複数の基本特徴に分割する、コンピュータ実装された方法であって、
   前記基本特徴の各々が可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１個のショットに対して露光されて所望の任意形状パターンを前記表面に転写し、
   前記方法が、所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格を決定するステップを含む方法。
2. 前記所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格を決定する前記ステップが、前記所望の任意形状パターンの中間軸および直線的骨格の少なくとも一方を決定するステップを含んでいる、請求項１に記載の方法。
3. 前記所望の任意形状パターンの少なくとも１個の中間軸を決定する前記ステップが、前記所望の任意形状パターンの近似形状を決定する第１のステップ、および前記近似形状にボロノイ図アルゴリズムを適用する第２のステップを含んでいる、請求項２に記載の方法。
4. 前記所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格を決定する前記ステップが、前記所望の任意形状パターンの少なくとも１個の直線的骨格を、前記所望の任意形状パターンを被覆するものとして最初に決定される多角形の頂点位置を含む点の組として決定するステップを含んでいる、請求項１に記載の方法。
5. 表面を複数の基本特徴に分割する、コンピュータ実装された方法であって、
   前記基本特徴の各々が可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１個のショットに対して露光されて所望の任意形状パターンを前記表面に転写し、
   前記方法が、ＶＳＢツール利用可能方向をパラメータとして考慮に入れるステップを含む方法。
6. 前記ＶＳＢツール利用可能方向が、前記表面の軸と０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°、１０５°、１２０°、１３５°、１５０°、１６５°、１８０°の角度をなす方向を含む一群内で選択される、請求項５に記載の方法。
7. 表面を複数の基本特徴に分割する、コンピュータ実装された方法であって、
   前記基本特徴の各々が可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１個のショットに対して露光されて所望の任意形状パターンを前記表面に転写し、
   前記方法が、分割された模様の輪郭をシミュレートするステップ、および前記分割された模様のシミュレートされた輪郭と前記所望の任意形状パターンの輪郭との距離を決定するステップを含む方法。
8. 前記分割された模様のシミュレートされた輪郭と前記所望の任意形状パターンの輪郭との距離の限界をパラメータとして考慮に入れるステップを更に含んでいる、請求項７に記載の方法。
9. 表面を複数の基本特徴に分割する、コンピュータ実装された方法であって、
   前記基本特徴の各々が可変成形ビーム（ＶＳＢ）の少なくとも１個のショットに対して露光されて所望の任意形状パターンを前記表面に転写し、
   前記方法が、
   −前記所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格を決定するステップと、
   −前記ＶＳＢツール利用可能方向をパラメータとして考慮に入れるステップと、
   −前記分割された模様の輪郭をシミュレートするステップ、および前記分割された模様のシミュレートされた輪郭と前記所望の任意形状パターンの輪郭との距離を決定するステップとを含む方法。
10. 前記トポロジカルな骨格の一区間の方向に近いツール利用可能方向を少なくとも１個選択するステップを更に含んでいる、請求項９に記載の方法。
11. 前記基本特徴を、前記所望の任意形状パターンのトポロジカルな骨格のほぼ中央に置かれ、且つ前記ＶＳＢツール利用可能方向にほぼ平行な利用可能方向を有する長方形として画定するステップを更に含み、前記長方形の各々が、前記分割された模様のシミュレートされた輪郭と前記所望の任意形状パターンの輪郭との距離が所定の粗さ許容範囲内に留まるという制約下で最大のサイズを有している、請求項９に記載の方法。
12. 前記基本特徴の中心、向き、および幅の少なくとも１個が、前記ＶＳＢ処理および前記所望の任意形状パターン用の前記所定の粗さ許容限度の一群のパラメータのうち少なくとも１個のパラメータの関数として調整され、前記調整が、前記基本特徴の統合体の表面形状と前記所望パターンとの差の最小化に基づいている、請求項１０に記載の方法。
13. 前記ＶＳＢ処理の前記一群のパラメータが、利用可能なショットの向き、最大ショットサイズ、点広がり関数（ＰＳＦ）の特性寸法、最大ショットサイズ、および最大重なりを含んでいる、請求項１１に記載の方法。
14. 前記基本特徴のいくつかが重なり合い、外れたショットの向きが、前記重なり合う基本特徴同士の重なり度合を変えることにより補償される、請求項１２に記載の方法。
15. 前記基本特徴の幅が、最大ショットサイズ、前記ＶＳＢ処理のＰＳＦの特性寸法、および前記所望パターンに対する粗さ許容度の関数として計算される、請求項１０に記載の方法。
16. 前記基本特徴の長さが、前記ＶＳＢ処理の最大ショットサイズ、前記所望の任意形状パターンの局所的な幅、および一群のカテゴリールールのうち少なくとも１個のルールの関数として計算される、請求項１０に記載の方法。
17. 前記一群のカテゴリールールが、幅中央での停止、所望パターンの反対側エッジへの移動、所定の幅での停止を含んでいる、請求項１５に記載の方法。
18. 角丸めに対する近接効果補正の作用を弱めるステップを更に含んでいる、請求項１５に記載の方法。
19. 転写されたパターンの要求解像度の閾値をパラメータとして決定するステップを更に含んでいる、請求項９に記載の方法。
20. 前記要求解像度の閾値パラメータが、前記処理の臨界寸法（ＣＤ）を２α未満とするものであり、αは前記処理のＰＳＦの前方散乱部分の特性寸法である、請求項１８に記載の方法。
21. 前記要求解像度が前記閾値パラメータよりも高い場合、解像度型である第１の組の基本特徴に加え、前記表面に転写する超微細な第２の組の基本特徴を決定するステップを更に含んでいる、請求項１８に記載の方法。
22. 超微細な前記基本特徴の中心位置が、エッジのトポロジカルな骨格および前記所望パターンの中間軸の一方を近似する少なくとも１個の中心曲線を描くことにより決定される、請求項２０に記載の方法。

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