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特許7474787局所パターン密度に対する荷電粒子ビーム露光を判定するための方法とシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-17
(45)【発行日】2024-04-25
(54)【発明の名称】局所パターン密度に対する荷電粒子ビーム露光を判定するための方法とシステム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20240418BHJP
G03F 7/20 20060101ALI20240418BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 541M
G03F7/20 504
H01L21/30 541W
H01L21/30 541Q
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2021569565
(86)(22)【出願日】2020-05-13
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-25
(86)【国際出願番号】 IB2020054546
(87)【国際公開番号】W WO2020240322
(87)【国際公開日】2020-12-03
【審査請求日】2023-04-24
(31)【優先権主張番号】16/422,269
(32)【優先日】2019-05-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】509142184
【氏名又は名称】ディー・ツー・エス・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｄ２Ｓ， ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤村 晶
(72)【発明者】
【氏名】ゼイブル，ハロルド・ロバート
(72)【発明者】
【氏名】シラリ，ナゲシュ
(72)【発明者】
【氏名】ガスリー，ウィリアム・イー
(72)【発明者】
【氏名】ペアマン，ライアン
【審査官】今井 彰
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－２１９２８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－６７４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３２４８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２２９０４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３２３３８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００３／０１２４４４２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／３０
Ｇ０３Ｆ １／３６、１／７０、７／２０－７／２４、９／００－９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
荷電粒子ビームシステムを使用して表面上の領域においてパターンを露光するための方法であって、前記領域の元の露光情報のセットを入力することと、
目標の近接効果補正（ＰＥＣ）後の最大線量を入力することであって、前記目標のＰＥＣ後の最大線量は、最大書き込み時間に基づく、前記最大線量を入力することと、
前記元の露光情報のセットに基づいて、前記領域の局所パターン密度を判定することと、
前記局所パターン密度に対するＰＥＣ前の最大線量を、前記目標のＰＥＣ後の最大線量に基づいて判定することと、
前記元の露光情報のセットを、前記ＰＥＣ前の最大線量で変更し、変更された露光情報のセットを作成することと、を含む、前記方法。
【請求項2】
前記変更された露光情報のセットがＰＥＣによって改良され、前記目標のＰＥＣ後の最大線量よりも少ない、調整された線量が得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記領域の人工的バックグラウンド線量を判定することをさらに含み、前記人工的バックグラウンド線量が、閾値以下の露光を伴う付加的なパターンを含み、前記付加的なパターンが、前記変更された露光情報のセットと組み合わされる、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記人工的バックグラウンド線量が、前記表面上の前記パターンのエッジから所定の距離を超えてのみ適用される、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記元の露光情報のセットが複数の露光パスの情報を含み、前記人工的バックグラウンド線量が露光パスにのみ追加される、請求項３に記載の方法。
【請求項6】
前記元の露光情報のセットに基づいて、前記領域の後方散乱を計算することをさらに含み、前記計算された後方散乱が所定の閾値未満である前記領域において、前記人工的バックグラウンド線量は、前記所定の閾値と前記計算された後方散乱との差異である、請求項３に記載の方法。
【請求項7】
前記領域がパーティションに細分され、前記人工的バックグラウンド線量が各パーティションについて判定される、請求項３に記載の方法。
【請求項8】
個々のパーティションの内部における任意の場所の前記人工的バックグラウンド線量が、前記パーティション全体に補間される、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記補間が、隣接するパーティションの前記人工的バックグラウンド線量に基づく、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
マスク露光が、前記局所パターン密度の判定、前記ＰＥＣ前の最大線量の判定、前記人工的バックグラウンド線量の判定、及び前記変更された露光情報のセットの作成からなる群から選択される１つまたは複数のステップについてインラインで実行される、請求項３に記載の方法。
【請求項11】
目標線量マージンを入力することをさらに含み、前記目標線量マージンは、前記目標のＰＥＣ後の最大線量を判定するために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
露光される前記パターンの線量マージンを計算することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
所定の後方散乱領域での所定のパターンの所定のエッジ位置での目標最小線量マージンを計算することをさらに含み、前記ＰＥＣ前の最大線量が、前記目標最小線量マージンより下に露光される前記パターンの前記線量マージンを達成するように判定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記変更された露光情報のセットで前記表面を露光することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願
この出願は、２０１９年５月２４日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ Ａ ＣＨＡＲＧＥＤ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＢＥＡＭ ＥＸＰＯＳＵＲＥ ＦＯＲ Ａ ＬＯＣＡＬ ＰＡＴＴＥＲＮ ＤＥＮＳＩＴＹ」と題された米国非仮特許出願第１６／４２２，２６９号の利益を主張するものであり、これは全目的のために参照により組み込まれる。
この出願は、２０１９年５月２４日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ Ａ ＣＨＡＲＧＥＤ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＢＥＡＭ ＥＸＰＯＳＵＲＥ ＦＯＲ Ａ ＬＯＣＡＬ ＰＡＴＴＥＲＮ ＤＥＮＳＩＴＹ」と題された米国非仮特許出願第１６／４２２，２６９号の利益を主張するものであり、これは全目的のために参照により組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
本開示はリソグラフィに関し、より具体的には、荷電粒子ビームリソグラフィを使用する、レチクル、ウェーハ、または任意の他の表面であってよい表面の設計及び製造に関する。
【0003】
荷電粒子ビームリソグラフィの３つの一般的なタイプは、非成形（ガウス）ビームリソグラフィ、成形荷電粒子ビームリソグラフィ、及びマルチビームリソグラフィである。すべてのタイプの荷電粒子ビームリソグラフィにおいて、荷電粒子ビームは、レジストでコーティングされた表面にエネルギーを発して、レジストを露光する。
【0004】
成形荷電粒子ビームリソグラフィは、可変成形ビーム（ＶＳＢ）またはキャラクター投影（ＣＰ）であり得、精密な電子ビームのショットが成形され、ウェーハの表面またはレチクルの表面などのレジストコーティングされた表面を露光するように操縦される。ＶＳＢでは、これらの形状は単純な形状であり、通常、特定の最小サイズと最大サイズの長方形に限定され、側面は直交座標系の面の軸に平行（つまり「マンハッタン」の方向）であり、特定の最小サイズ及び最大サイズの４５度の直角三角形（つまり３つの内角が４５度、４５度、９０度の三角形）である。所定の位置で、これらの単純な形状で電子の投与がレジストに発射される。このタイプのシステムの書き込み時間の合計は、ショット数と共に増加する。ＣＰでは、直線、任意の角度の線形、円形、ほぼ円形、環状、ほぼ環状、楕円形、ほぼ楕円形、部分的に円形、部分的にほぼ円形、部分的に環状、部分的にほぼ環状、部分的にほぼ楕円形、または任意の曲線の形状などの複雑な形状である可能性があり、また複雑な形状の接続されたセットまたは複雑な形状の接続されたセットのばらばらのセットの群であり得る、様々な開口またはキャラクターがある、システムにおけるステンシルがある。電子ビームをステンシルのキャラクターに照射して、レチクル上により複雑なパターンを効率的に生成できる。理論的には、このようなシステムはＶＳＢシステムよりも高速になり得る。なぜなら、これは時間のかかる各ショットを伴って、より複雑な形状を発射することができるためである。したがって、ＶＳＢシステムでのＥ字型パターンの発射は４ショットになるが、ＣＰシステムの１ショットで同じＥ字型パターンを発射することができる。
【0005】
成形荷電粒子ビームリソグラフィは、単一の成形ビームを使用できるか、または表面を同時に露光する複数の成形ビームを使用することができ、複数の成形ビームは、単一の成形ビームよりも速い書き込み速度を生成する。複数の荷電粒子ビームが同時に表面を露光する場合、荷電粒子ビームリソグラフィは頻繁にマルチビームリソグラフィと呼ばれる。マルチビームリソグラフィは、成形または非成形の荷電粒子ビームリソグラフィの複数のビームであり得る。
【0006】
リソグラフィでは、リソグラフィマスクまたはレチクルは、基板の上にて統合される回路の構成要素に一致する幾何的なパターンを含む。レチクルを製造するために使用されるパターンは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）のソフトウェアまたはプログラムを利用して生成し得る。パターンを設計する際に、ＣＡＤプログラムは、レチクルを作成するために、あらかじめ定められた一連の設計規則に従う場合がある。これらの規則は、処理、設計、及び最終用途の制限によって設定される。最終用途の制限の例は、必要とされる供給電圧で十分に動作することができないように、トランジスタの幾何学形状を定めることである。特に、設計規則は、回路デバイス間または相互接続線間の間隔公差を定義することができる。設計規則は、例えば、回路のデバイスまたはラインが所望されていない方法で互いと相互作用しないことを確実にするために使用される。例えば、ラインが互いに近づきすぎて、短絡を引き起こし得ないように設計規則が使用される。設計規則の制限は、とりわけ確実に製作できる最小寸法を反映する。これらの小さい寸法を参照するとき、通常、限界寸法の概念が取り入れられる。これらは、例えば１つのフィーチャの重要な幅または領域、または２つのフィーチャ間の重要な空間、または重要な空間領域として定められ、それらの寸法は精緻な制御を必要とする。
【0007】
集積回路などの半導体デバイスの製作または製造において、光学的リソグラフィを使用して半導体デバイスを製造することができる。光学的リソグラフィは、リソグラフィマスクまたはフォトマスクまたはレチクルを使用してパターンを半導体またはシリコンウェーハなどの基板に転写し、集積回路（ＩＣ）を作成する印刷プロセスである。他の基板には、フラットパネルディスプレイ、ホログラフィックマスク、または他のレチクルさえも含まれる場合がある。従来の光学的リソグラフィは、通常、１９３ｎｍ以上の波長の放射線を使用する。極端紫外線（ＥＵＶ）またはＸ線リソグラフィも光学的リソグラフィのタイプと見なされるが、従来の光学的リソグラフィの１９３ｎｍよりもはるかに短い波長を使用する。１つまたは複数のレチクルは、集積回路の個々の層に対応する回路パターンを含み得、このパターンは、フォトレジストまたはレジストとして知られる放射線感受材料の層でコーティングされた基板の特定の領域に画像化することができる。従来の光学的リソグラフィ書き込み機は、通常、光学的リソグラフィプロセス中にフォトマスクパターンを４分の１の倍率に縮小する。したがって、レチクルまたはマスクに形成されるパターンは、基板またはウェーハの目的のパターンのサイズの４倍でなければない。
【0008】
集積回路などの半導体デバイスの製作または製造では、非光学的方法を使用して、リソグラフィマスク上のパターンをシリコンウェーハなどの基板に転写することができる。ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）は、非光学的リソグラフィのプロセスの例である。ＮＩＬでは、リソグラフィマスクと基板の接触により、リソグラフィマスクのパターンが基板に転写される。ＮＩＬのリソグラフィマスクは、通常、荷電粒子ビームリソグラフィを使用した表面の製造の際に製造される。
【0009】
集積回路などの半導体デバイスの製作または製造では、マスクレスの直接的な書き込みを使用して半導体デバイスを製造することもできる。マスクレスの直接的な書き込みは、荷電粒子ビームリソグラフィを使用してパターンを半導体やシリコンウェーハなどの基板に転写し、集積回路を作成する印刷プロセスである。他の基板には、フラットパネルディスプレイ、ナノインプリンティング用のインプリントマスク、さらにはレチクルさえも含まれる可能性がある。レイヤーの望ましいパターンは、この場合は基板でもある表面に直接書き込まれる。パターン化されたレイヤーが転写されると、そのレイヤーは、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、及び研磨などの他の様々なプロセスを経ることができる。これらのプロセスは、基板の個々の層を仕上げるために使用される。複数のレイヤーが必要な場合は、プロセス全体またはそのバリエーションが、新しい各レイヤーに繰り返される。いくつかのレイヤーは、光学的リソグラフィを使用して書き込むことができるが、他の層は、同じ基板を製造するためにマスクレスの直接的な書き込みを使用して書き込むことができる。また、所与のレイヤーのいくつかのパターンは、光学的リソグラフィを使用して書き込まれ得、他のパターンは、マスクレスの直接的な書き込みを使用して書き込まれ得る。最終的には、複数のデバイスまたは集積回路の組み合わせが基板上に存在する。次に、これらの集積回路は、ダイシングまたはソーイングによって互いに分離され、次いで個々のパッケージに固定される。より一般的なケースでは、表面のパターンを使用して、ディスプレイのピクセル、ホログラム、または磁気記録ヘッドなどのアーティファクトを定義できる。
【0010】
光学的リソグラフィによる集積回路の製作における１つの目標は、レチクルを使用することによって、元の回路設計を基板上に再現することであり、マスクまたはフォトマスクと呼ぶ場合もあるレチクルは、荷電粒子ビームリソグラフィを使用して露光され得る表面である。集積回路の製作者は、つねに、半導体ウェーハのスペースを可能な限り効率的に使用しようと試みている。エンジニアは、集積回路がより多くの回路要素を含み、より少ない電力を使用することを可能にするために回路のサイズを縮小し続けている。集積回路の限界寸法のサイズが減少し、その回路密度が増加するにつれ、回路パターンまたは物理的設計の限界寸法は、従来の光学的リソグラフィで使用される光学的露光ツールの分解能の限度に近づく。回路パターンの限界寸法がより小さくなり、露光ツールの分解能の値に近づくにつれ、レジスト層で現像された実際の回路パターンに物理的設計を正確に転写することは困難になる。光学的リソグラフィプロセスで使用される光波長よりも小さいフィーチャを有するパターンを転写するため光学的リソグラフィを使用することを促進するために、光学近接効果補正（ＯＰＣ）として知られるプロセスが開発されてきた。ＯＰＣは、光学回折及びフィーチャの近接するフィーチャとの光学的相互作用などの影響によって引き起こされる歪みを補償するために物理的設計を改変する。レチクルを用いて実行する分解能向上技術は、ＯＰＣ及び逆リソグラフィ技術（ＩＬＴ）を含む。
【0011】
ＯＰＣは、パターンをマスクして元の物理的設計パターン、つまり設計と、基板上の最終的な転写回路パターンとの差異を減少させるため副次的分解能のリソグラフィのフィーチャをマスクパターンに追加し得る。副次的分解能のリソグラフィのフィーチャは、物理的設計の元のパターン、及び互いと相互作用し、また近接効果を補償して最終的な転写回路のパターンを改善する。パターンの転写を改善するために追加される１つのフィーチャを「セリフ」と呼ぶ。セリフは、特定のフィーチャの印刷の製造変動に対する精度または復元力を増強する小さいフィーチャである。セリフの例は、パターンの角に配置されて最終的な転写画像の角を鮮明にする小さいフィーチャである。基板上に印刷することを目的とするパターンは、主要フィーチャと呼ぶ。セリフは主要フィーチャの一部である。レチクルに書き込まれるＯＰＣで装飾されたパターンを、主要フィーチャ、つまりＯＰＣ装飾前の設計を反映するフィーチャ、ならびにセリフ、ジョグ、副次的分解能アシストフィーチャ（ＳＲＡＦ）及びネガのフィーチャを含む可能性があるＯＰＣフィーチャに関して説明することは、因習的である。ＯＰＣフィーチャは、光学的リソグラフィを使用してウェーハに転送することができる最小のフィーチャのサイズに基づいた規則などの、多様な設計上の規則に曝される。マスク製造プロセスから、またはレチクルにパターンを形成するためにキャラクター投影荷電粒子ビーム書き込みシステムを使用する場合は、ステンシル製造プロセスから、他の設計規則が生じる場合がある。
【0012】
ＳＲＡＦフィーチャが、パターンの転送を改善するために使用される。ＳＲＡＦの表面製造プロセスに要求される精度または正確性は、主要フィーチャの精度または正確性よりも低い場合がよくある。ネガのフィーチャとしてＯＰＣによって導入される同様の装飾がある。大きなフィーチャの内部には、リソグラフィのパフォーマンスを増強させるために狭いスペースが導入されている場合がある。狭いスペースは、同じように狭い線よりも確実に書き込むのが難しいため、これらのネガのフィーチャは、表面に確実に書き込むのが最も難しい部分になることがよくある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0013】
荷電粒子ビームシステムを使用して表面上の領域においてパターンを露光する方法は、その領域の元の露光情報のセットを入力することと、目標の近接効果補正後（ＰＥＣ）の最大線量を入力することが含まれる。目標のＰＥＣ後の最大線量は、最大書き込み時間に基づいている。局所パターン密度は、元の露光情報のセットに基づいて、パターンの領域に対して判定される。ＰＥＣ前の最大線量は、目標のＰＥＣ後の最大線量に基づいて、局所パターン密度に対して判定される。元の露光情報のセットは、ＰＥＣ前の最大線量で変更され、変更された露光情報のセットが作成される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】当技術分野で知られているような可変形状ビーム（ＶＳＢ）荷電粒子ビームシステムの例を示している。
【図2】当技術分野で知られているような、マルチビーム露光システムの電気光学系の例の概略図を示している。
【図4】当技術分野で知られているようなマルチビーム荷電粒子ビームシステムの例を示している。
【図11】いくつかの実施形態による、局所パターン密度によって調整された例示的動的最大線量を示している。
【図12】当技術分野で知られているような、直線性補正を伴うラインの端部の線量マップを示している。
【図13】いくつかの実施形態による、ＰＥＣ後の最大線量でのラインの端部の線量マップを示す。
【図14】いくつかの実施形態による、局所パターン密度による様々なＰＥＣ後の最大線量での線量マージンを示している。
【図15】いくつかの実施形態による、追加された人工的バックグラウンド線量での局所パターン密度による様々なＰＥＣ後の最大線量に対する線量マージンを示している。
【図16】当技術分野で知られているような、シリコンウェーハに集積回路などの基板を製造する際に使用するための表面またはレチクルを作成するための概念的なフロー図を示す。
【図17】いくつかの実施形態による、動的最大線量及び人工的バックグラウンド線量が計算されるフローを示す。
【図18】諸方法の実施形態で使用される例示的なコンピューティングハードウェアデバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本開示は、ショットまたは形状を露光するために必要な線量を低減することによって、荷電粒子ビームの書き込み時間を短縮するための方法を説明する。方法には、書き込まれるパターンの密度に基づいて、近接効果補正前（ＰＥＣ前）の最大線量を動的に計算することが含まれる。方法は、比較的低密度の露光領域で人工的バックグラウンド線量をキャストすることにより、その領域でのＰＥＣ前の最大線量を計算することも含む。
【0016】
荷電粒子ビームリソグラフィのコストは、レチクルやウェーハなどの表面にパターンを露光するのに必要な時間に直接関係している。従来、露光時間は、パターンを書き込むために必要な露光量に関連している。最も複雑な集積回路の設計の場合、レチクルのセットまたは基板のいずれかで層のパターンのセットを形成することは、費用と時間を要するプロセスである。したがって、レチクル及び他の表面において、それらを書き込むのに必要な時間を減らすことなどによって、これらのパターンを形成するために必要な露光を減らすことができることは、有利であろう。
【0017】
ここで、図面を参照すると、同様の番号が同様の品目を指しており、図１は、表面１１２を製造するために可変形状ビーム（ＶＳＢ）を使用する、荷電粒子ビームライタシステム、この場合は電子ビームライタシステム１００などのリソグラフィシステムの実施形態を示している。電子ビームライタシステム１００は、電子ビーム１１６を開口プレート１１８に向けて投射する電子ビーム源１１４を有する。プレート１１８には、電子ビーム１１６が通過することを可能にする開口１２０が形成されている。電子ビーム１１６が開口１２０を通過すると、それは、レンズのシステム（図示せず）によって、電子ビーム１２２として、別の長方形の開口プレートすなわちステンシルマスク１２４に向けられる、つまり偏向される。ステンシル１２４は、長方形や三角形などの様々な単純な形状を画定するいくつかの開口部すなわち開口１２６を形成している。ステンシル１２４に形成された各開口１２６は、シリコンウェーハ、レチクル、または他の基板などの基板１３４の表面１１２にパターンを形成するために使用され得る。電子ビーム１３０は、開口１２６の１つから出て、電磁または静電縮小レンズ１３８を通過し、これは、開口１２６から現れるパターンのサイズを縮小する。一般的に利用可能な荷電粒子ビームライタシステムでは、縮小係数は１０～６０である。縮小された電子ビーム１４０は、縮小レンズ１３８から出て、一連の偏向器１４２によってパターン１２８として表面１１２に向けられる。表面１１２は、電子ビーム１４０と反応するレジスト（図示せず）でコーティングされている。電子ビーム１２２は、開口１２６の可変部分に重なるように向けることができ、パターン１２８のサイズ及び形状に影響を与える。ブランキングプレート（図示せず）を使用して、ビーム１１６または成形ビーム１２２を偏向させて、各ショットの後の期間に電子ビームが表面１１２に到達するのを防ぐことができるようにし、そのときビーム１２２を向けるレンズ及びデフレクタ１４２が次のショットのために再調整され得る。ステンシル１２４は、ビーム１１６を偏向させてステンシル１２４の非開口部分に当たるようにすることにより、それ自体が偏向器として機能することができる。典型的には、ブランキングプレートは、電子ビーム１１６を偏向させて、それが開口１２０を照射するのを防ぐように配置される。従来、ブランキング期間は、固定された時間の長さであり得るか、またはそれは、例えば、次のショットの位置に対して偏向器１４２をどれだけ再調整しなければならないかに応じて変化し得る。ＶＳＢシステムは、キャラクターがまさに単純なキャラクターであり、通常は長方形または４５度の直角三角形である、キャラクター投影の特殊な（単純な）ケースと考えることができることに留意されたい。キャラクターを部分的に露光させることも可能である。これは、例えば、粒子ビームの一部をブロックすることによって行うことができる。本開示では、部分的な投影が、キャラクター投影とＶＳＢ投影の両方を意味するために使用される。
【0018】
電子ビームライタシステム１００では、基板１３４は、可動プラットフォームすなわちステージ１３２に取り付けられている。ステージ１３２は、基板１３４を再配置することを可能にし、荷電粒子ビーム１４０の最大偏向能力またはフィールドサイズよりも大きいパターンが、一連のサブフィールドで表面１１２に書き込まれ得るようにし、それにおいて各サブフィールドは、ビーム１４０を偏向させる偏向器１４２の能力内にある。一実施形態では、基板１３４はレチクルであり得る。この実施形態では、レチクルは、パターンで露光された後、それがリソグラフィマスクまたはフォトマスクになる様々な製造工程を経る。次に、マスクを光学的リソグラフィ機で使用して、一般にサイズが縮小されたレチクルパターン１２８の画像をシリコンウェーハ上に投影して、集積回路を製造することができる。より一般的には、マスクは、パターン１２８を基板（図示せず）に転写するために別のデバイスまたは機械で使用される。
【0019】
電子ビームライタシステムなどの荷電粒子ビームライタのショットの線量は、ＶＳＢ、ＣＰ、またはマルチビーム機のいずれであっても、このＶＳＢの例ではビーム源１１４の強度とショットごとの露光時間の関数である。通常、ビームの強度は固定されたままであり、露光時間は可変のショットの線量を得るために変化する。露光時間は、中距離効果補正（ＭＥＣ）、ローディング効果補正（ＬＥＣ）やフォギング効果補正（ＦＥＣ）などの様々な長距離効果、及び近接効果補正（ＰＥＣ）と呼ばれる過程での後方散乱を補うよう、変化させてよい。本開示では、ＰＥＣという用語は、ＭＥＣ、ＬＥＣ、ＦＥＣ、及び後方散乱補正を説明するために使用される。電子ビームライタシステムでは、通常、基本線量と呼ばれる全体的な線量を設定できる。これは、露光の通路のすべてのショットに影響する。一部の電子ビームライタシステムは、電子ビームライタシステム自体の中で線量補償計算を実行し、各ショットの線量を入力ショットリストの一部として個別に割り当てることを許容しないため、入力ショットには、割り当てられていないショット線量がある。このような電子ビームライタシステムでは、ＰＥＣの前に、すべてのショットに基本線量がある。他の電子ビームライタシステムでは、ショットごとに線量を割り当てることができる。ショットごとの線量の割り当てを可能にする電子ビームライタシステムでは、利用可能な線量レベルの数は６４～４０９６以上である場合もあれば、３～８レベルなどの比較的少数の利用可能な線量レベルがある場合もある。本開示のいくつかの実施形態は、線量のレベルの割り当てを可能にする荷電粒子ビームの書き込みシステムでの使用を対象としている。
【0020】
荷電粒子ビームシステムは、複数の個別に制御可能なビームすなわちビームレットで表面を露光させることができる。図２は、３つの荷電粒子ビームレット２１０が存在する電気光学系の概略図を示している。各ビームレット２１０に関連付けられているのは、ビームコントローラ２２０である。各ビームコントローラ２２０は、例えば、関連するビームレット２１０が表面２３０に衝突することを可能にすることができ、またビームレット２１０が表面２３０に衝突するのを防ぐこともできる。いくつかの実施形態では、ビームコントローラ２２０はまた、ビームレット２１０のビームぼけ、倍率、サイズ、及び／または形状を制御することができる。本開示では、複数の個別に制御可能なビームレットを有する荷電粒子ビームシステムは、マルチビームシステムと呼ばれる。いくつかの実施形態では、単一のソースからの荷電粒子を細分して、複数のビームレット２１０を形成することができる。他の実施形態では、複数のソースを使用して、複数のビームレット２１０を作成することができる。いくつかの実施形態では、ビームレット２１０は、１つまたは複数の開口によって成形され得るが、他の実施形態では、ビームレットを成形するための開口がなくてもよい。各ビームコントローラ２２０は、関連するビームレットの露光期間を個別に制御することを可能にすることができる。一般に、ビームレットは、表面２３０に当たる前に、１つまたは複数のレンズ（図示せず）によってサイズが縮小され、表面２３０は通常、レジストでコーティングされる。いくつかの実施形態では、各ビームレットは別個の電気光学レンズを有し得るが、他の実施形態では、場合によりすべてのビームレットを含む複数のビームレットが、電気光学レンズを共有する。
【0021】
図３Ａ～３Ｄは、様々なタイプのショットを示している。図３Ａは、長方形のショット３１０の例を示している。ＶＳＢ荷電粒子ビームシステムは、例えば、様々なｘ及びｙの寸法で長方形のショットを形成できる。図３Ｂは、この例では円形であるＣＰショット３２０の例を示している。八角形などのＣＰショット、または文字Ｅなどのより複雑な形状として、任意の形状を表すことができる。この開示の目的では、ショットとは、ある期間にわたるある表面領域の露光である。この領域は、複数の不連続な小さな領域で構成され得る。ショットは、複数の他のショットから構成することができ、これはオーバーラップする場合もしない場合もあり、同時に露光する場合もしない場合もある。ショットは、指定された線量を含む場合もあれば、線量が指定されていない場合もある。ショットは、成形ビーム、非成形ビーム、または成形ビームと非成形ビームの組み合わせを使用できる。
【0022】
図３Ｃは、円形パターン３５２のアレイであるショット３５０の例を示している。ショット３５０は、単一の円形ＣＰキャラクターの複数のショット、円形の開口のアレイであるＣＰキャラクターの１つまたは複数のショット、及び円形の開口を使用する１つまたは複数のマルチビームショットを含む、様々な方法で形成され得る。図３Ｄは、長方形のパターン３６２及び３６４のまばらなアレイであるショット３６０の例を示している。ショット３６０は、複数のＶＳＢショット、ＣＰショット、及び長方形の開口を使用する１つまたは複数のマルチビームショットを含む、様々な方法で形成することができる。マルチビームのいくつかの実施形態では、ショット３６０は、他のマルチビームショットの複数のインターリーブされたグループを含み得る。例えば、パターン３６２を同時に撃つことができ、次にパターン３６４を、パターン３６２とは異なる時間に、同時に撃つことができる。
【0023】
図４は、荷電粒子ビーム露光システム４００の実施形態を示している。荷電粒子ビームシステム４００は、複数の個別に制御可能な成形ビームが同時に表面を露光することができるマルチビームシステムである。マルチビームシステム４００は、電子ビーム４０４を生成する電子ビーム源４０２を有する。電子ビーム４０４は、静電要素及び／または磁気要素を含み得る凝縮器４０６によって、開口プレート４０８に向けられる。開口プレート４０８は、電子ビーム４０４によって照射され、電子ビーム４０４が通過して複数の成形ビームレット４３６を形成する複数の開口４１０を有する。したがって、マルチビーム荷電粒子ビームシステム４００は、荷電粒子ビーム源４０２及び開口プレート４０８を含み、開口プレート４０８は、荷電粒子ビーム４０２源が照射する複数の開口４１０を含む。いくつかの実施形態では、マルチビーム荷電粒子ビームシステムは、単一の開口プレート４０８を含む。いくつかの実施形態では、開口プレート４０８は、数百または数千の開口４１０を有し得る。図４は、単一の電子ビーム源４０２を備えた実施形態を示し、他の実施形態では、開口４１０は、複数の電子ビーム源からの電子によって照射され得る。図４に示すように、開口４１０は円形であり得、または図１に示されるような長方形の開口１２０などの異なる形状であり得る。次に、ビームレット４３６のセットは、ブランキングコントローラプレート４３２を照らす。ブランキングコントローラプレート４３２は、複数のブランキングコントローラ４３４を有し、そのそれぞれは、ビームレット４３６と位置合わせされている。各ブランキングコントローラ４３４は、ビームレット４３６が表面４２４に衝突することを可能にするか、またはビームレット４３６が表面４２４に衝突するのを防ぐために、関連するビームレット４３６を個別に制御することができる。ビームが表面に当たる時間の長さは、そのビームレットによって適用される総エネルギーまたは「線量」を制御する。通常、マルチビームライタは、露光する領域全体をスキャンする。したがって、書き込み時間は、形状の数や形状の複雑さに関係なく一定である。
【0024】
基板４２６は、アクチュエータ４３０を使用して再配置することができる可動プラットフォームまたはステージ４２８に配置される。ステージ４２８を移動することにより、ビーム４４０は、複数の露光またはショットを使用して、ビームレットグループ４４０によって形成される最大サイズのパターンの寸法よりも大きい領域を露光することができる。いくつかの実施形態では、ステージ４２８は、露光中に静止したままであり、その後、次の露光のために再配置される。他の実施形態では、ステージ４２８は、継続的に可変速度で移動する。さらに他の実施形態では、ステージ４２８は、継続的に、しかし一定の速度で移動し、これにより、ステージの位置決めの精度を高めることができる。ステージ４２８が継続的に移動するこれらの実施形態では、一組のデフレクタ（図示せず）を使用して、ステージ４２８の方向及び速度に一致するようにビームを移動し、ビームレットグループ４４０が、露光の間、表面４２４に対して静止し続けるようにし得る。マルチビームシステムのさらに他の実施形態では、ビームレットグルーの個々のビームレットは、ビームレットグループの他のビームレットとは独立して、表面４２４を横切って偏向され得る。
【0025】
他のタイプのマルチビームシステムは、複数の荷電粒子ビーム源を使用してガウスビームレットのアレイを作成することなどによって、複数の非成形ビームレット４３６を作成することができる。本開示は、荷電粒子ビームリソグラフィに関して説明されているが、説明されている方法は、レーザーリソグラフィ、特にマルチビームレーザーリソグラフィにも適用され得る。
【0026】
線量は、ビームの電流密度を動的に変更するのではなく、露光時間を制御することによって、あらゆる高精度のｅＢｅａｍライタで制御される。実際には、露光時間は電流密度よりもはるかに正確に制御できることが理解されている。このため、高線量の露光は、低線量の露光と比較して、ビームがオンになっている時間を増やすことによって達成される。ｅＢｅａｍライタが可変の電流密度を持つことが考えられる。この開示の本実施形態は、線量の制御が露光の時間を制御することによって少なくとも部分的に達成される場合に適用可能である。ビームレットグループの各ビームレット４３６の露光時間は、ブランキングコントローラ４３４を使用して個別に制御することができる。したがって、マルチビーム書き込み時間は、適用する必要のある最大線量によって決まる。ストライプなどの各ビームレットグループでステージが停止するライタでは、最高線量のビームレットがストライプ全体の露光時間に影響する。一定速度のステージを備えたライタでは、速度は設計全体で一定であってよく、設定は、レチクルのサブセット、完全なレチクルもしくはウェーハ、またはその他いずれかの表面である場合がある。あるいは、一定期間、部分的に一定であってもよい。したがって、ストライプの最高線量のビームレットは、ステージの速度を決定し、したがって、デザイン全体または表面全体の書き込み時間を決定することができる。速度が可変のステージでも、安定性をもたらすべくステージを重くしていることから、速度の変化を顕著に速くすることができず、加速または減速に多くのエネルギーを消費し、振動やブレの原因となる。
【0027】
高度なプロセスノードでは、マスクに正確に書き込む必要のあるフィーチャは、前方散乱と、商用価値を帯びるのに十分な速さでマスクを印刷するために使用される典型的なレジストのレジストブラーとの一般的な組み合わされたブラー半径と比較して、サイズが３倍未満である。典型的な先端のマスクでは、幅が６０ｎｍ未満の副次的分解能アシストフィーチャ（ＳＲＡＦ）がマスクに書き込まれ、結合されたブラーの範囲は２０ｎｍを超える。ＥＵＶリソグラフィ用のマスクでは、一般に、幅が約３０ｎｍのＳＲＡＦが通例マスクに必要になると予想される。マスクの形状を生成する光近接効果補正（ＯＰＣ）または逆リソグラフィ技術（ＩＬＴ）のステップでは、より小さな形状（ＳＲＡＦなど）を正確に印刷できれば、ウェーハのパフォーマンスをさらに向上させることができる。しかし、ＯＰＣ／ＩＬＴによって生成されたマスクの形状が、マスクのプロセスのバリエーション全体にわたって、実際にマスク上で確実に生成できることも重要である。トレードオフを表す、マスクの最小許容フィーチャの幅や最小許容フィーチャの間隔といったマスクの設計の規則が確立される。ＯＰＣ／ＩＬＴは、出力がマスクの設計の規則に準拠していることを保証する必要がある。マスクメーカーは、特定の合意された仕様に合わせて、製造のバリエーション全体でマスクの設計ルールに正確に準拠するマスクを製造する必要がある。形状が狭いと、マスクに書き込むのがいっそう難しくなる。小さな正方形の形は書くのが最も難しい。ただし、小さな正方形の形状はウェーハの性能に与える影響が小さいため、通常、先端のマスクの処理では、狭いＳＲＡＦを正確に書き込む必要性は重要なものである。
【0028】
より大きな他の形状の存在下、同じマスクで、マスクにそのような小さな形状を書き込むことは、通常、線量の変調によって達成される。全体的なマスク書き込み時間は、マスクのコストの主要な要因の１つであるため、より大きな「主要な」フィーチャに対して望ましい精度を達成するのに十分な感度を持つレジストが、精度と速度／コストのトレードオフを表すために、選択される。しかし、ＳＲＡＦやその他の小さな形状を書くことも正確に行う必要があり、ＳＲＡＦの線量を増強、つまり増加、または部分的に増強して、ＳＲＡＦの印刷を改善するのが一般的な手法である。
【0029】
業界では、通常の線量が増強される量は、典型的には通常の線量の１．２倍から通常の線量の３倍まで変化し得るが、線量は通常の線量の任意の倍数であり得る。より多くの増強はより長い書き込み時間につながるが、より小さな形状のより正確な印刷につながる可能性がある。図５Ａ～５Ｂは、十分に大きい形状５０２及びその線量プロファイル（すなわち、線量曲線）５１２と、より小さいＳＲＡＦ形状５０６及びその線量プロファイル５２２との間の違いを示し、両方のショットは、それぞれ形状５０２及び５０６のショットの輪郭を通して線５０４及び５０８に沿って測定された通常の線量であり、線５１４によって示されるのと同じレジスト閾値を有する。形状５０２及び５０６は、幅よりもはるかに長い長方形の形状を示すために分割されており、通常の線量を使用して、通常の線量の半分の閾値で各形状をレジストに照射する。レジスト閾値を下回る線量は印刷されない。
【0030】
ＶＳＢ機では、ショットのアウトラインは、ライタに向けられたｅＢｅａｍの投影の形状である。マルチビーム機では、ショットの輪郭はライタに向けられた所望の形状の形状をしており、ピクセルへのラスター化と、形状の描画に使用されるピクセルに応じて様々な線量のｅＢｅａｍ投影に至る。理解を簡素化するために、本開示では、線量プロファイルは、機械がＶＳＢであるかのように描かれ、説明されているが、実施形態はマルチビームにも適用され得る。マルチビーム機では、ピクセルへのラスター化は線量プロファイルをさらに複雑なものにし、ピクセルグリッドに対する形状の位置に依存する。この開示の概念を理解するには、マルチビームの書き込みのこれらの追加の複雑さは妥当ではない。
【0031】
十分に大きい形状の場合、線量プロファイル５１２は通常の線量でプラトーに達する。このプラトーは、形状５０２の幅がさらに大きくても同じ線量である。形状５０６によって示されるようなより小さな形状の場合、線量プロファイルのピークを通常の線量に到達させるのに十分なエネルギーがない。線量プロファイル５２２の形状はプラトーがない。さらに、線量プロファイル５２２は、形状５０６の幅と同じ位置でレジスト閾値５１４を超えない。十分なエネルギーがないため、レジストへ露光する形状は、所望の幅よりも狭くなる。
【0032】
形状５０２及び５０６の左端の線量マージンは、それぞれ、エッジの傾き５１６及び５２８によって示されている。傾き５２８は傾き５１６より緩い。形状５０６が狭いほど、線量プロファイルは低くなり、傾き５２８は緩くなる。形状５０２が、線量プロファイル５１２がプラトーに交わるのに十分な幅になると、広目の形状は、傾き５１６を変更しない。傾きが緩いほど線量マージンが劣悪になる、つまり、形状の幅である限界寸法（ＣＤ）は、特定の線量変動が与えられると、より多くの変動を受ける可能性がある。ここでの線量マージンという用語は、一連の荷電粒子ビームショットによって定められるパターンの、線量に関連する変動を含むあらゆるタイプの製造での変動に対する許容度を表す。より良好の線量マージンは、より高い耐性を示す。当業者にとって、線量の変動に対する回復力は、製造の変動の多くの原因の優れた代用であると、一般に理解されている。線量マージンによって示される製造の変動に対する弾力性を改善するための、１つの従来の方法は、図５Ｃの線量プロファイル５３２によって示されるように、より小さな形状に対して通常よりも高い基本線量を使用することである。レジスト閾値５１４を超える線量プロファイル５３２の点の間の距離によって示されるＣＤが、目標の形状５０６の所望の幅となるように線量が選択されるこの例では、１．０を超える基本線量が使用される。業界では、線量の調整と形状の調整の多くの組み合わせが使用されている。図５Ｃは、線量の調整のみが展開される一例である。この例では、形状５０６について線量が計算されると、線量プロファイル５３２の傾き５３８を計算することによって、閾値５１４を超える線量マージンを測定することができる。エッジの傾き５３８は、エッジの傾き５２８よりも良好である（すなわち、より急な傾きを有する）が、それでもエッジの傾き５１６よりも劣悪な可能性があることに留意されたい。
【0033】
線量マージンは、コントラストがあるため、やはり小さなフィーチャの印刷適性にとって重要である。コントラストは、露光領域のすぐ近くの内部と、露光領域のすぐ近くの外側のレジストに適用されるエネルギー量の差である。半導体マスク処理のすぐ近くとは、数ナノメートルから数十ナノメートルであり得る。線量プロファイルは対象の長さスケールの連続関数であるため、線量のマージンとコントラストは、互いに高度に相関している。コントラストが不十分な場合、形状が分解できなくなる。与えられたレジストで確実に分解できる形状の最小のサイズを小さくすることは、マスク製造の経済性にとって重要である。
【0034】
表面に形状を印刷するためにｅＢｅａｍライタが直接キャストする必要がある線量の量に影響を与える別の要因がある。これは近接効果補正（ＰＥＣ）と呼ばれ、対象の領域の周りのｅＢｅａｍの「ショット（複数）」によって放出された電子の後方散乱を補正する。図６Ａ～６Ｂは、ＰＥＣが適用された後の図５Ａ～５Ｂのショットに対応する、結果として生じる線量を示す。図６Ａにて、形状５０２及びその周囲のショットによってキャストされる、典型的には１０μｍのオーダーのショットまでの距離範囲内にある電子の後方散乱は、後方散乱６１８を表す破線によって示される。周辺領域に露光が密集している場合、後方散乱６１８は高次になる。周囲の領域がまばらに配置されている場合、後方散乱６１８はより低く、おそらくゼロに近くなる。ＰＥＣは、一般的に実施されているように、十分に大きい形状５０２に対して適用線量を繰り返し最適化するので、ショットの形状５０２に適用される線量は、後方散乱によってもたらされる追加の線量があるにもかかわらず、形状５０２の幅が正確に印刷されるようになる。露光（後方散乱を除く）の補正された線量プロファイル６１２は、線量プロファイル５１２よりも線量が少ない。エッジの傾き６１６は、エッジの傾き５１６よりも緩い。隣接する領域から受ける後方散乱の量が多いと、線量のマージンが劣悪化する。図６Ｂは、ＳＲＡＦなど、より小さな形状に適用された同じＰＥＣを示している。ＰＥＣは通常、すべてのサイズのすべての形状に同じ方法で適用されるため、ＰＥＣが適用された後、結果として得られるＰＥＣ後の線量プロファイル６２２の大きさは、線量プロファイル５２２と比較して、さらに小さくなる（後方散乱６１８の水平な破線で示される、後方散乱からの基本線量は含まれない）。したがって、エッジの傾き６２８は、エッジの傾き５２８よりもさらに緩くなり、エッジの傾き６１６よりも実質的に緩くなり、線量マージンを劣悪化させ、これらの形状は、製造の変動の影響をはるかに受けやすくする。図６Ｃは、図５Ｃに記載されたショットのＰＥＣ後の線量プロファイルを示し、それにおいて所望の限界寸法（ＣＤ）を満たすように線量が増加されていた。エッジの傾き６３８は、ＰＥＣが適用される前のＰＥＣ前のエッジの傾き５３８よりも緩い（より劣悪）が、通常の線量であるＰＥＣ後のエッジの傾き６２８よりも良好である。
【0035】
後方散乱は、レジスト及びレジストの下の材料と衝突した後に「跳ね返る」電子などの荷電粒子によって引き起こされる。後方散乱の有効半径は、例えば、ショットのサイズよりもはるかに大きい１０ミクロンの場合がある。したがって、ショットのその有効半径内の近くのショットからのすべての後方散乱は、ショットの位置での線量を追加する。補正しないと、後方散乱によって、ショットに意図したショットの線量よりも多くの線量が追加され、パターンがより広く、露光密度が高い領域ではさらに大きく、記録される可能性がある。
【0036】
図７Ａ～７Ｇは、当技術分野で知られているように、後方散乱効果を補正するために各形状を発射するために使用される線量を補正するためにＰＥＣによって適用される反復シーケンスを示す。図７Ａは、長方形のショット７０２の輪郭の例を示している。断絶は、ショット７０２が垂直方向に任意に長くなり得ることを示している。ショット７０２の幅、「ｇ」と「ｈ」の間の距離は、説明のために、この例では１００ｎｍから３００ｎｍの間であると想定され、一般的に使用されるマスク製造プロセスを想定しており、約１０μｍの想定される後方散乱範囲よりも大幅に小さい。マルチビーム機のショットサイズは通常５～２０ｎｍである。マルチビーム機の場合、ショットの集合を組み合わせて、ショット７０２などの形状を発射する。後方散乱は、ショットの集合と同じ方法で単一のショットに適用され、ＰＥＣ補正は同じ方法で適用される。図７Ｂは線量グラフ７１０の例を示し、後方散乱がほとんどない、通常のショットの線量でのショットの輪郭７０２を通る線７０４に沿った線量を示す。他の長距離効果はまた、図７Ｂのバックグラウンドの露光に何も寄与しないと想定され、ほぼゼロのバックグラウンド露光レベルにつながる。レジストに供給される総線量はｙ軸に示され、通常の線量の１．０倍である。バックグラウンドの露光がほぼゼロであるため、総線量とショット線量はほぼ同じである。線量グラフ７１０はまた、通常の線量の半分でのレジスト閾値７１４を示している。ｘ方向の線量グラフ７１０によって表される形状のＣＤの変化は、それがレジスト閾値７１４と交差するｘ座標「ｇ」及び「ｈ」における線量曲線（すなわち、線量プロファイル）７１２の傾きに反比例する。閾値７１４での線量曲線７１２のエッジの傾き７１６は、直角三角形の斜辺として示されている。
【0037】
ほぼゼロのバックグラウンドの露光の図７Ｂ条件は、実際の設計を反映していない。実際の設計では、通常、ショット７０２の後方散乱の距離範囲内に他の多くのショットがある。図７Ｃは、５０％の露光密度に起因する後方散乱７２８を伴う通常の線量でのショットの線量グラフ７２０の例を示している。線量グラフ７２０において、線量曲線７２２は、バックグラウンド露光（後方散乱７２８）に加えて、ショット７０２の断面の線量を示している。閾値７１４での線量曲線７２２のエッジの傾き７２６は、直角三角形の斜辺として示されている。曲線７２２のＣＤの変動は、エッジの傾き７１６と比較して、曲線７２２が点「ｇ」及び「ｈ」を超えてレジスト閾値７１４と交差する、より緩いエッジの傾き７２６によって示されるように、曲線７１２のＣＤの変動よりも大きい（劣悪）。エッジの傾き７２６がより緩いものであるのは、後方散乱７２８によって引き起こされるバックグラウンド露光のために線量マージンがより劣悪になっている線量曲線の下部と、レジスト閾値が交差していることによる。レジスト閾値７１４での線量曲線７２２の交点は、点「ｇ」及び「ｈ」よりも広く、印刷されたＣＤが所望のサイズよりも大きいことを示している。後方散乱７２８は、レジストを「前露光」するので、後方散乱７２８の存在下で通常の線量で線量曲線７２２を発射すると、ＣＤが所望よりも大きく印刷される。
【0038】
図７Ｄは、ＰＥＣ後の新しい線量曲線７３２を示している。中間線量グラフ７２５は、依然として５０％の後方散乱７２８を示しているが、線量曲線７３２が減少し、現在の後方散乱で線量曲線７３２とレジスト閾値７１４との交点が正確に「ｇ」及び「ｈ」で測定されるように計算されている。これは、後方散乱の存在に起因する過剰投与を修正するためのＰＥＣの最初の反復の結果である。この反復では、周囲のすべてのショットに対してＰＥＣが実行された後、新しい後方散乱がどうなるかを知る方法がないため、後方散乱の量は後方散乱７２８と同じであると想定される。ＰＥＣの計算は、レジスト閾値７１４が「ｇ」及び「ｈ」で線量プロファイル７３２と交差するように、ショット７０２に適用される線量を減少させる。閾値７１４での線量曲線７３２のエッジの傾き７３６は、直角三角形の斜辺として示されている。ＰＥＣにより線量マージンが劣悪化するため、傾き７３６は傾き７１６よりも緩いことに留意されたい。
【0039】
図７Ｅの線量グラフ７３０は、ＰＥＣが複数の反復を必要とする理由を示している。図７Ｄに示すように実行されたＰＥＣの計算は、後方散乱７３８が後方散乱７２８と同一である場合に限り、「ｇ」と「ｈ」を正確にヒットする。ただし、ＰＥＣはすべてのショットに対して実行されるため、このショット周囲のすべてのショットにＰＥＣが適用され、各ショットの線量が減少するため、後方散乱７３８が減少する（このショットの線量が曲線７２２から曲線７３２に減少したので）。新しい後方散乱が後方散乱７３８として図７Ｅに示されている。後方散乱７３８は後方散乱７２８よりも低い。見られるように、後方散乱の減少は、元のショット７０２の所望のサイズよりも小さい位置合わせされたパターンのサイズをもたらす。
【0040】
ＰＥＣの２回目の反復では、ＰＥＣをこの新しい（低減された）後方散乱量（後方散乱７３８）で再計算することにより、これを修正する。後方散乱が低くなった今、正しいＣＤでショット７０２のような形状を印刷するには、目標「ｇ」と「ｈ」に当たる線量を増やして線量プロファイル７３２を増強する必要がある。
【0041】
図７Ｆの線量グラフ７４０に示されるように、設計のすべての形状におけるＰＥＣの線量を増強することは、線量曲線７３２よりも高い線量プロファイル７４２をもたらす。続いて、近傍の他のすべての形状が調整された後、後方散乱７３８よりも高い後方散乱７４８が生じる。ＰＥＣの３回目の反復では、この新しい（増加した）後方散乱量を使用して、もう一度ＰＥＣを再計算することにより、これを修正する。これらの反復は、図７Ｇの線量グラフ７５０の線量レベル７５８で示されるような後方散乱量の所定の許容範囲、及び閾値７１４で所望であるサイズの元のショット７０２を正しく生成する線量プロファイル７５２に収束するまで、交互に続く。次に、収束した線量を使用してマスクの個々の形状を発射し、ＰＥＣの結果として、すべての形状の後方散乱補正された線量のセットを生成する。
【0042】
図８Ａ～８Ｂは、ＰＥＣが孤立した形状にどのように影響するかの例を示している。図８Ａでは、形状８１０及び８１５は、他の方法では他の露光によって占められていない領域内の孤立したパターンである。初期線量は、両方の形状の通常の線量の１．０倍で計算できる。図８Ｂは、ＰＥＣ後に計算された線量が依然として通常の線量の約１．０であり、形状８１０及び８１５によってもたらされる後方散乱から以外の周囲の後方散乱がない結果として実質的に影響を受けないことを示す。
【0043】
図８Ｃ～８Ｄは、ＰＥＣが５０％の露光密度、つまり、領域の５０％がパターンで覆われている領域の形状に、どのように影響するかの例を示している。図８Ｃでは、形状８２０、８２２、８２４、８２６及び８２８が繰り返される線及び空間パターンで示され、投与された形状及びその間の空間は、すべての方向に幅が等しく、線及び空間パターンは有効半径１０μｍで繰り返される。各々の形状で、初期の線量は、通常の線量の１．０倍で計算できる。図８Ｄは、例として、隣接する形状からの周囲の後方散乱のために、ＰＥＣ中に、反復パターンのすべての形状について、線量が通常の線量の０．６７に減少することを示している。
【0044】
図８Ｅ～８Ｆは、ＰＥＣが高密度領域の形状にどのように影響するかの例を示している。図８Ｅでは、形状８３０、８３２、及び８３４が示され、ここで、形状８３２は、対象の形状である。形状８３０及び８３４は、幅が有効半径１０μｍを超える広い露光の領域であり、パターンは有効半径１０μｍだけ上下に拡張される。各々の形状で、初期の線量は、通常の線量の１．０倍で計算できる。図８Ｆは、ＰＥＣ中の隣接する形状からの周囲の後方散乱のために、線量が、例えば、形状８３２の通常の線量の０．５に減少することを示している。ＰＥＣは、各露光の線量を数学的に適切な量だけ減らして、ＣＤを、十分に大きな形状の後方散乱がない場合のＣＤと等しくする。したがって、ＰＥＣは後方散乱の影響を効果的に消失させる。後方散乱は常に正の値である。したがって、ＰＥＣは常に線量を減らして補償する。
【0045】
ＰＥＣはガウス分布を「平坦化」することで機能するため、後方散乱が大きい領域で形状を露光するために必要な線量は大幅に少なくなる。後方散乱が大きい領域（形状が高い線量密度に囲まれている）と後方散乱がない領域（形状が低い線量密度に囲まれている）の必要な線量の差は、２倍以上になる可能性がある。ＰＥＣの計算の最初の反復でのピクセルまたは通常の線量のショットの変更線量Ｄｐｅｃは、次の式で得られる。
【0046】
【数1】
【0047】
通常の線量の０．５のレジスト閾値でのＴｅｍｐは、レジスト閾値での前方散乱の割合であり、エータ（η）は正規化定数である。Ｔｅｍｐが０．５、エータ（η）が０．５、露光密度が１００％の場合、Ｄｐｅｃ は０．５と計算される。ＳＲＡＦが通常の二倍の線量（２．０倍）で発射されるように割り当てられているが、後方散乱が大きい高密度の領域にある場合、ピクセルまたはショットは、ＰＥＣ計算の最初の反復後、０．５×（２．０）＝１．０として通常の線量の約１．０倍になる。
【0048】
これは、その領域が後方散乱からのエネルギーに大きくさらされているためである。したがって、レジストを露光するための閾値に到達するのに十分なエネルギーをキャストするために必要なのは、このピクセルまたはショットからのエネルギーのほんの一部である。
【0049】
後方散乱がほぼゼロの領域は、ショットあたりのｅＢｅａｍ線量が最も多くなる。したがって、一定の書き込み時間のマルチビームライタでは、マシン全体の書き込み時間は、通常、ＳＲＡＦなどの狭い形状の場合に、最も高い線量で孤立したパターンを書き込むことによってペースが調整される。一般的なテストマスクには、高密度領域のパターンと低密度領域のパターンが混在している。典型的な生産マスクは、はるかに少ない変動がある。一部のマスクには、すべて高密度のパターンがある（例えば、平均で７０％の露光密度）。他のマスクには、すべてまばらなパターンがある（例えば２５％の平均露光密度）。しかし、多くの生産マスクはそれらにおいていくつかのテストパターンを組み合わせており、低い変動は保証できない。いずれにせよ、マルチビーム書き込み速度は、特に一定の書き込み時間のライタの場合、後方散乱キャストが少ない環境で高線量を組み合わせたピクセルによって決定される。程度は低いが、それでも依然重要なことに、ＶＳＢライタや場合によってマルチビームライタなどの可変書き込み時間ライタの書き込み速度は、後方散乱が少ない環境で、高次に増強した線量を組み合わせたショットによって、ペースが調整される。
【0050】
人工的バックグラウンド線量
いくつかの実施形態では、人工的バックグラウンド線量が、別段では低い後方散乱の領域に導入されて、ピクセルまたはショット線量を低減し、したがって全体的な書き込み時間を短縮する。結果として、ピクセルまたはショットはＰＥＣ後の線量が低くなり、マスクまたはマスクのセクションのピクセルまたはショットの線量の最大値が減少し、ステージの移動速度が増加し、それによって全体的な書き込み時間が大幅に短縮される。
いくつかの実施形態では、人工的バックグラウンド線量が、別段では低い後方散乱の領域に導入されて、ピクセルまたはショット線量を低減し、したがって全体的な書き込み時間を短縮する。結果として、ピクセルまたはショットはＰＥＣ後の線量が低くなり、マスクまたはマスクのセクションのピクセルまたはショットの線量の最大値が減少し、ステージの移動速度が増加し、それによって全体的な書き込み時間が大幅に短縮される。
【0051】
図９Ａ～Ｂは、いくつかの実施形態による人工的バックグラウンド線量の導入が、図８Ｃ及び８Ｄと同様の５０％密度をどのように模倣できるかを示す。図９Ａは、図８Ａと同様の孤立した形状９１０及び９１５を示しているが、形状９１３の形で人工的バックグラウンド線量が追加されている。初期線量は、以前の形状９１０及び９１５の通常線量の１．０倍に設定され、人工的バックグラウンド線量は、この例では形状９１３の通常線量の０．３０である。この新しい形状９１３に適用される線量は、印刷の閾値を下回っていることに留意することが重要である。図９Ｂは、図８Ｄと同様の、ＰＥＣ後の通常の線量の０．６７における類似した線量の減少を示し、以前に分離された形状９１０及び９１５を印刷するために必要な全体的な線量を低減する。いくつかの実施形態では、形状９１３もまた、通常の線量の０．２０に減少する。この単純化された例では、形状９１３は、形状９１０及び９１５から離れて後方散乱半径を超えて延びると想定されている。ほとんどの場合、形状９１３は、形状９１０及び９１５のすぐ周囲の領域にのみ人工的バックグラウンド線量を追加するように、サイズが大幅に縮小される。形状９１０、９１３、及び９１５を取り巻く他の形状に対する他のそのような人工的バックグラウンド線量は、これらの形状に実際の後方散乱をもたらす。本実施形態では、そのようなすべてのエネルギーの寄与は、形状９１０及び９１５の実際のＰＥＣ後の線量が計算されるときに、ＰＥＣを使用して計算される。いくつかの実施形態では、形状９１３の線量は、ＰＥＣのすべての反復によって変更されるわけではない。いくつかの実施形態では、形状９１３の線量は、ＰＥＣのすべての反復によって変更される。
【0052】
人工的バックグラウンド線量は、慣習により設定されるいくつかのパラメータに従って後方散乱が十分に低く、ＰＥＣ後の線量マージンが「十分に良好」よりも十分に優れている領域に追加できる。図１０Ａ～１０Ｆは、人工的バックグラウンド線量のいくつかの例を示しており、追加された人工的バックグラウンド線量は、所望のパターンと組み合わせて発射される付加的なパターン（寄せ集めの塗りつぶし線のパターン）の形態である。人工的バックグラウンド線量は閾値以下の露光である。つまり、印刷に必要なレジスト閾値よりも低い線量である。図１０Ａは、表面に印刷される所望のパターン形状１０００を含む領域上に人工的バックグラウンド線量形状１００１をキャストして、その領域のパターンを完全に覆うことができる方法を示している。図１０Ｂは、領域における人工的バックグラウンド線量の形状１００２を示しているが、所望のパターン形状１０００がすでに存在し、パターンを覆わないようにしている。図１０Ｃは、所望のパターン形状１０００をある程度のマージン、例えば、パターンの縁から最大３シグマ離れて囲む領域における人工的バックグラウンド線量の形状１００３を示している。図１０Ｄのパターン形状１０１０のような十分に大きいパターンの場合では、人工的バックグラウンド線量の形状１０１１及び１０１２は、表面に印刷されるパターン形状１０１０のエッジからの所定の距離を超えてのみ適用される。エッジ、ラインの端部、ＳＲＡＦなどのフィーチャの周囲にマージンを作成し、この方法で適用される人工的バックグラウンド線量は、あらゆる場所でバックグラウンド露光をただ増やすよりも優れている場合がある。あるいは、人工的バックグラウンド線量は、例えば、図１０Ｅ及び図１０Ｆのそれぞれに示されるように、領域のどこにでも追加することができ、人工的バックグラウンド線量の形状１００４及び１００５が、それぞれ、所望のパターンの形状１０００を部分的にカバーしている。
【0053】
動的最大線量
人工的バックグラウンド線量は、レジスト閾値を下回る特定の線量レベルまで安全に追加できる。マシンの書き込み時間は、ＰＥＣ後の最大線量によって異なる。指定された書き込み時間を確保する１つの方法は、ＰＥＣ後の最大線量を制限し、それを超えるいずれの線量も切り捨てることである。ただし、線量を切り捨てると、印刷エラーが発生する可能性がある。本実施形態では、動的最大線量（ＤＭＤ）と呼ばれ得る方法が説明され、ここでは、目標のＰＥＣ後の最大線量が選択され、ＰＥＣ前の最大線量を判定するために使用される。計算は、パターン密度に基づいて動的に実行され、結果として得られるＰＥＣ後の線量は、選択された（目標の）ＰＥＣ後の最大線量を超えないため、線量を切り捨てる必要がなくなる。いくつかの実施形態では、目標のＰＥＣ後の最大線量が入力される。図１１は、例示的なシナリオとして５０％の密度（すなわち、値０．５）での線空間パターンを使用して、目標のＰＥＣ後の最大線量を満たすためにＰＥＣ前の最大線量を計算する例を示している。この実施形態では、１．５のＰＥＣ前の最大線量１１１０は、従来のＰＥＣ方法に従って、１．０７のＰＥＣ後の最大線量１１２０をもたらす。ＰＥＣ前の最大線量１１１０からのＰＥＣ後の最大線量１１２０のこの計算は、図１１の下向きの矢印によって示されている。１．５のＰＥＣ前の線量は、通常、それらの所望のサイズよりも大きいフィーチャを印刷するであろうが、そのような線量は、直線性補正を実行する方法として、小さなフィーチャに対して望ましい場合がある。いくつかの実施形態によれば、使用者は、ＰＥＣ後の線量１．０７が、書き込まれるすべてのパターン密度に対して十分であると決定し得、目標のＰＥＣ後の最大線量として線量１１２０（線量値１．０７）を選択し得る。その結果、他のパターン密度（例えば、１０％、２０％など）の場合、図１１の上向き矢印によって示されるように、選択されたＰＥＣ後の最大線量（つまり、目標のＰＥＣ後の最大線量となるＰＥＣ前の線量）に基づいて、ＰＥＣ前の最大線量が、次いで計算される。目標のＰＥＣ後の最大線量に基づいている、また本実施形態に開示されるように書かれているパターン密度に合わせて調整されるＰＥＣ前の線量を計算することは、当技術分野で企図されてきていないが、ＰＥＣ前とＰＥＣ後の線量との間の計算は、従来のＰＥＣ方法を使用して実行され得る。
人工的バックグラウンド線量は、レジスト閾値を下回る特定の線量レベルまで安全に追加できる。マシンの書き込み時間は、ＰＥＣ後の最大線量によって異なる。指定された書き込み時間を確保する１つの方法は、ＰＥＣ後の最大線量を制限し、それを超えるいずれの線量も切り捨てることである。ただし、線量を切り捨てると、印刷エラーが発生する可能性がある。本実施形態では、動的最大線量（ＤＭＤ）と呼ばれ得る方法が説明され、ここでは、目標のＰＥＣ後の最大線量が選択され、ＰＥＣ前の最大線量を判定するために使用される。計算は、パターン密度に基づいて動的に実行され、結果として得られるＰＥＣ後の線量は、選択された（目標の）ＰＥＣ後の最大線量を超えないため、線量を切り捨てる必要がなくなる。いくつかの実施形態では、目標のＰＥＣ後の最大線量が入力される。図１１は、例示的なシナリオとして５０％の密度（すなわち、値０．５）での線空間パターンを使用して、目標のＰＥＣ後の最大線量を満たすためにＰＥＣ前の最大線量を計算する例を示している。この実施形態では、１．５のＰＥＣ前の最大線量１１１０は、従来のＰＥＣ方法に従って、１．０７のＰＥＣ後の最大線量１１２０をもたらす。ＰＥＣ前の最大線量１１１０からのＰＥＣ後の最大線量１１２０のこの計算は、図１１の下向きの矢印によって示されている。１．５のＰＥＣ前の線量は、通常、それらの所望のサイズよりも大きいフィーチャを印刷するであろうが、そのような線量は、直線性補正を実行する方法として、小さなフィーチャに対して望ましい場合がある。いくつかの実施形態によれば、使用者は、ＰＥＣ後の線量１．０７が、書き込まれるすべてのパターン密度に対して十分であると決定し得、目標のＰＥＣ後の最大線量として線量１１２０（線量値１．０７）を選択し得る。その結果、他のパターン密度（例えば、１０％、２０％など）の場合、図１１の上向き矢印によって示されるように、選択されたＰＥＣ後の最大線量（つまり、目標のＰＥＣ後の最大線量となるＰＥＣ前の線量）に基づいて、ＰＥＣ前の最大線量が、次いで計算される。目標のＰＥＣ後の最大線量に基づいている、また本実施形態に開示されるように書かれているパターン密度に合わせて調整されるＰＥＣ前の線量を計算することは、当技術分野で企図されてきていないが、ＰＥＣ前とＰＥＣ後の線量との間の計算は、従来のＰＥＣ方法を使用して実行され得る。
【0054】
図８Ａ～８Ｆ、特に図８Ｂ、８Ｄ及び８Ｆに戻ると、これらの図は、パターン密度が増加するにつれて、増加した後方散乱による追加の露光を補償するために、ＰＥＣによって補正された線量が減少することを示している。さらに、後方散乱の増加及び結果として生じる線量のＰＥＣ減少はまた、図７Ａ～７Ｇに示されるように線量マージンを減少させる。したがって、通常の線量では、パターン密度が増加するにつれて線量マージンが低くなる。いくつかの実施形態では、十分な線量マージンを設けることは、ＰＥＣ後の最大線量が事前設定された限界（通常の線量の０．７から１．３倍など）の範囲になるように線量を増加させ、形状のサイズが正しいことを確実にするために線形性の補正を実行することを含む。
【0055】
図１２～１３は、ＰＥＣ後の最大線量による線量マージンの増強が、ピクセル線量アレイの形状データを用いてどのように達成され得るかを示している。当業者に知られているように、半導体デバイス製造における先端のマスクプロセスにおいて、例えば、マスク寸法が約１００ｎｍよりも小さい形状が通常の１．０線量のショットで露光される場合、エッジはより大きなショットよりも劣悪な線量マージンを有する。図１２は、ピクセル線量が、６０ｎｍの幅を有する細いラインの端部に対して、線量マージンを改善するために実行される線形性の補正を反映するピクセルアレイ１２００を示している。この例では、ピクセルサイズはＸ方向とＹ方向の両方で１０ｎｍである。計算されたエッジ１２１０は、このデータから判定され、ラインの端部のパターンを表す。ここで１．０を超える線量を切り捨てると、１２２０で示される一層小さな形状になり、線量マージンが劣悪化している。
【0056】
対照的に、図１３は、いくつかの実施形態による、書き込み時間を短縮し、許容可能な線量マージンを達成しながら、パターンのサイズを維持するために、露光情報をどのように変更できるかということを示している。この例では、目標のＰＥＣ後の最大線量０．９を使用する実施形態について、図１３は、修正された露光情報から生じるＰＥＣ後の線量を示している。図１２の線量マージンは、図１３の線量マージンよりも優れているが、図１２の線量マージンは、所定の閾値線量マージンと比較して、必要以上に遥かに大きくなる可能性がある。図１３では、線量マージンはまた閾値線量マージンよりも良好であるが、線量が少ないので書き込み時間は図１２よりも短い。図１３は結果として生じるピクセルアレイ１３００を示し、これは最大線量よりも低いピクセル線量及び十分な線量マージンで１３１０によって示されるサイズを達成する。
【0057】
米国特許第９，３７２，３９１号「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｐａｔｔｅｒｎｓ Ｕｓｉｎｇ Ｃｈａｒｇｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｅａｍ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔｈ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｄｏｓａｇｅ」に開示されているように、最適化技術を使用して、パターンの内部部分で達成できる最低の線量を判定することができる。それは、本願の譲受人によるものであり、参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態では、これらの最適化技術は、粒子ビームシミュレーションを使用するなどして、ショットのセットに対するレジスト応答を計算することを含み、ショットのセットが、所定の許容誤差内などの特定のパラメータに従って、所望のパターンを形成することを判定する。割り当てられていない線量ショットのみをサポートする荷電粒子ビームライタのショットを作成する場合、パターンの内部領域のギャップを使用して、領域の線量を減らすことができることに留意されたい。特に製造公差の「コーナーケース」をシミュレートすることにより、書き込み時間の短縮とエッジの傾きの改善により、目的の形状を安全に発射するために、より低い線量またはギャップの設計を事前に決定できる。同様に、オーバーラップするショットを使用して、領域の線量を増やすことができる。オーバーラップショットの使用は、本願の譲受人が所有し、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，７５４，４０１号「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａ Ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｕｓｉｎｇ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｈａｐｅｄ Ｂｅａｍ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」に開示されている。
【0058】
図１４は、１、０．９、０．８及び０．７５のＰＥＣ後の最大線量についての線量マージン対パターン密度のグラフを示している。この実施形態における０．５の許容可能な線量マージンは、点線１４５０によって表される。グラフは、約０．３（つまり３０％）未満のパターン密度で許容できる線量マージンを超えているＰＥＣ前の通常の線量１．０（線１４００）に対して、特定のパターン密度に対する１．０（曲線１４１０）及び０．９（曲線１４２０）でのＰＥＣ後の最大線量が、より高いパターン密度であっても、許容可能な線量マージン（すなわち、線１４５０より下）に至ることを示している。すなわち、破線１４００によって示される通常の線量では、パターン密度が増加するにつれて線量マージンは劣悪化する。線量マージンを制御するというこの問題に対処するために、いくつかの実施形態では、目標のＰＥＣ後の最大線量を選択するときに、パターン密度と共に目標の線量マージンが考慮される。例えば、図１４に示されるＰＥＣ後の最大線量の範囲は、すべてのパターン密度について、点線１４５０に沿って示されるような０．５未満で線量マージンが十分であり続け、ＰＥＣ後の最大線量は、線１４２０に沿う０．９から、線１４１０に沿う１．０までということを示している。ＰＥＣ後の最大線量が０．９の場合、ＰＥＣ後の最大線量が１．０の場合と比較して、書き込み時間が１０％短縮される。ライン１４３０に沿って０．８及びライン１４４０に沿って０．７５のより低いＰＥＣ後の最大線量では、３０％未満のパターン密度の線量マージンは劣悪化する。したがって、使用者は、目標のＰＥＣ後の最大線量として０．９を選択して、目標線量マージンを満たしながら書き込み時間を制限することができる。
【0059】
人工的バックグラウンド線量を伴う動的な最大線量
図１５は、人工的バックグラウンド線量が追加されたときの線量マージン対パターン密度のグラフである。パターン密度が３０％などの特定の閾値を下回る領域１５１０に人工的バックグラウンド線量を追加することにより、図１５に示すように許容可能な線量マージンを達成することができる。すなわち、線量マージンは、図１５の領域１５１０において一定であり、これは、図１４の同じ領域における変化する線量マージン対パターン密度に対する改善である。いくつかの実施形態では、人工的バックグラウンド線量を追加して、局所パターン密度を所望の閾値、例えば３０％まで上昇させ、十分な線量マージンで最大２５％の最大の線量の減少を可能にする。さらに、ＰＥＣ前の最大線量が、製造変動に対する回復力のその他の測定値の中でも、限界寸法の均一性（ＣＤＵ）とラインエッジの粗さ（ＬＥＲ）を増強するために計算される。ＣＤＵとＬＥＲの改善には、線量マージンの強化とマスクのフィーチャ全体での線量マージンの均一性の改善が含まれる。線量マージン（エッジの傾き）の増強は、本願の譲受人が所有し、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，４７３，８７５号「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｈｉｇｈ Ａｃｃｕｒａｃｙ Ｐａｔｔｅｒｎｓ Ｕｓｉｎｇ Ｃｈａｒｇｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｅａｍ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」に開示されている。
図１５は、人工的バックグラウンド線量が追加されたときの線量マージン対パターン密度のグラフである。パターン密度が３０％などの特定の閾値を下回る領域１５１０に人工的バックグラウンド線量を追加することにより、図１５に示すように許容可能な線量マージンを達成することができる。すなわち、線量マージンは、図１５の領域１５１０において一定であり、これは、図１４の同じ領域における変化する線量マージン対パターン密度に対する改善である。いくつかの実施形態では、人工的バックグラウンド線量を追加して、局所パターン密度を所望の閾値、例えば３０％まで上昇させ、十分な線量マージンで最大２５％の最大の線量の減少を可能にする。さらに、ＰＥＣ前の最大線量が、製造変動に対する回復力のその他の測定値の中でも、限界寸法の均一性（ＣＤＵ）とラインエッジの粗さ（ＬＥＲ）を増強するために計算される。ＣＤＵとＬＥＲの改善には、線量マージンの強化とマスクのフィーチャ全体での線量マージンの均一性の改善が含まれる。線量マージン（エッジの傾き）の増強は、本願の譲受人が所有し、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，４７３，８７５号「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｈｉｇｈ Ａｃｃｕｒａｃｙ Ｐａｔｔｅｒｎｓ Ｕｓｉｎｇ Ｃｈａｒｇｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｅａｍ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」に開示されている。
【0060】
いくつかの実施形態では、２０％から３０％の範囲などの所定の人工的バックグラウンド線量が定められ、あらゆる場所に適用される。最小の目標の後方散乱量、または所定の閾値、例えば３０％が定められる。いくつかの実施形態では、ＰＥＣが線量を減少させるのに自然に十分な後方散乱がない場合、最小後方散乱量を満たすために人工的バックグラウンド線量を追加することによって周囲の線量を増加させる。いくつかの実施形態では、人工的バックグラウンド線量によってもたらされる追加の後方散乱は、人工的バックグラウンド線量によってもたらされる追加の後方散乱を事前に計算することによって追加する人工的バックグラウンド線量の量を考慮してもしなくてもよい。本明細書に記載の実施形態は例であり、人工的バックグラウンド線量を追加する他の変形版が可能である。いくつかの実施形態では、最小の後方散乱量は、人工的バックグラウンド線量から生じる追加の後方散乱を占めるための組み込みマージンを有する。後方散乱の量は振舞いが数学的に線形であるため、人工的バックグラウンド線量によって追加される後方散乱の量は、任意の所与の領域でのショットの線量とは無関係に計算され得る。いくつかの実施形態では、総マスク領域は、何らかの１つまたは複数のサイズのパーティションに細分され、人工的バックグラウンド線量は、パーティションごとに判定され、各パーティションは、パーティション内に１つの人工的バックグラウンド線量を有するが、異なるパーティションは、潜在的に異なる人工的バックグラウンド線量を有する。通常、ＰＥＣは、５０ｎｍグリッドや３００ｎｍグリッドなどの粗いグリッドで計算される。グリッドまたはパーティションごとに、ＰＥＣ調整が計算される。一部の実装では、パーティション内の任意の場所でのＰＥＣ調整は、隣接するパーティションの計算されたＰＥＣ調整に基づいて補間される。いくつかの実施形態では、人工的バックグラウンド線量の計算は、ＰＥＣに使用されるグリッドと同じグリッド上で行われる。このような実施態様では、各ＰＥＣグリッドでの受け入れられた後方散乱量が、指定された最小目標後方散乱量と比較され、ＰＥＣグリッドがカバーする領域を設けるための人工的バックグラウンド線量が判定される。いくつかの実施形態では、個々のパーティション内の任意の場所の人工的バックグラウンド線量は、隣接するパーティションの人工的バックグラウンド線量に基づく補間など、パーティション全体で補間される。次のＰＥＣステップは、当該のショット／ピクセルの線量を減らし、そのショット／ピクセルの書き込み時間を減らす。マスクまたはマスクのセクション上のすべてのショット／ピクセルに対してこれを行うと、線量が減少し、したがってマスクのそのセクションの書き込み時間が減少する。次のＰＥＣステップでは、人工的バックグラウンド線量の追加と、人工的バックグラウンド線量によりもたらされる追加の任意の後方散乱が考慮される。ＰＥＣは、マスクへの全ショットのショット線量を調整して、ＰＥＣが常に自然な後方散乱に対して機能してきたのとまったく同じ方法で、すべてのＣＤが目標に当たるように調整する。調整されたショットの線量マージンは、人工的バックグラウンド線量を追加する前よりも劣悪になっている。しかし、後方散乱を最小にするために使用者が調整したパラメータにより、線量マージンは、特定のマスクプロセスに対して判定された許容可能な線量マージン内にとどまることができる。
【0061】
従来のＶＳＢマシンでは、あらゆる種類の線量をキャストする場合（線量がどれほど少量であっても）、個別のショットと複数のショットを分離するブランキング時間が必要である。ブランキング時間は通常、通常の線量での露光時間とほぼ同じ時間であるため、通常の線量では、ショット時間の妥当な一次近似は２時間単位を要すると見なされる場合がある。この概算では、１０％の線量のショットは１．１時間単位を要する。マスクのコストと歩留まりの両方を最適化するには書き込み時間が最も重要であり、複雑な先端のマスクは書き込みに時間を過度に要することがすでにわかっているため、別様でショットがない場所すべてに人工的バックグラウンド線量を追加することは商業的に実現可能ではない。それにもかかわらず、ＶＳＢマスクライタでは通常可変の速度であるマスクステージが重いため、マスクステージは徐々に速度を変更することしかできない。したがって、ピーク線量密度を下げると、ＶＳＢマシンの書き込み時間を短縮するよう促せる。
【0062】
特にＶＳＢマシンの場合、本開示のいくつかの実施形態は、ブランキング時間中に、意図的にいくらかのｅＢｅａｍのエネルギーを漏らし、人工的バックグラウンド線量を生成することを含む。漏れたｅＢｅａｍがキャストされる正確な場所を正確に制御する必要はない。後方散乱は半径１０μｍの範囲での大規模な影響であるため、位置のｎｍレベルの制御は重要ではない。ブランキング時間中に漏れた量と漏れた時間は正確に計算できる。このような計算により、ｅＢｅａｍが移動しているパスを計算し、正確な制御が必要ないずれのパターンエッジの近く（つまり、その結合した前方のブラーの中）に漏れをキャストすることも回避できる。
【0063】
最先端のテクノロジーノードの表面書き込みには、通常、荷電粒子ビームの書き込みの複数のパスが含まれる。これは、マルチパス露光と呼ばれるプロセスで、これによりレチクルに特定の形状が書き込まれ、上書きされる。通常、２～４のパスを使用してレチクルを書き込み、荷電粒子ビームライタの精度エラーを平均化して、より正確なフォトマスクを作成できるようにする。また、通常、線量を含むショットのリストは、すべてのパスで同じである。マルチパスの露光の１つのバリエーションでは、ショットのリストは露光パスの間で異なる場合があるが、任意の露光パスでのショットの結合が同じ領域をカバーする。マルチパスの書き込みは、表面をコーティングするレジストの過熱を減らすことができる。マルチパスの書き込みはまた、荷電粒子ビームライタのランダムなエラーを平均化する。異なる露光パスに対して異なるショットリストを使用するマルチパス書き込みはまた、書き込みプロセスにおける特定のシステムエラーの影響を減らすことができる。いくつかの実施形態では、ＶＳＢ及びマルチパス書き込みにおいて、書き込みパスの１つまたはいくつかのみが、人工的バックグラウンド線量をキャストする。言い換えれば、いくつかの実施形態では、元の露光情報のセットは、複数の露光パスの情報を含み、人工的バックグラウンド線量は、露光パスで追加されるのみである。人工的バックグラウンド線量では精度は重要ではないため、これで十分であり、すべてのパスに影響を与えないことにより、書き込み時間を節約できる。他のパスは、図１０Ａに示される実施形態のように、人工的バックグラウンド線量に必要な追加の書き込み時間を伴わずに、ピクセルのピーク線量が減少するか、または領域のピーク線量密度が減少する。
【0064】
いくつかの実施形態では、比較的孤立したパターンは、後方散乱の増加をもたらす人工的バックグラウンド線量によって意図的に囲まれている。後方散乱の補正であるＰＥＣは、ピクセルまたはショットの線量を減らすー露光濃度が低い場合は減少を少なく、露光密度が高い場合は減少を大きくするーことによって実現される。ただし、線量を減らすと線量マージンが劣悪化する。
【0065】
許容可能な線量マージンは、線量の減少によって引き起こされるサイズ変動の量によって判定できる。一実施形態では、通常の線量で露光された孤立したパターンは、人工的バックグラウンド線量を追加することなく、より大きなパターン及び許容レベルまで低減された線量を使用して発射することができる。
【0066】
例えば、荷電粒子ビームリソグラフィを使用して、表面に繰り返されるパターンを露光する場合、最終的に製造される表面で測定される各パターンのインスタンスのサイズは、製造での変動によりわずかに異なる。サイズの変動の量は、重要な製造最適化基準である。特に最小サイズのフィーチャの変動が大きすぎると、その形状がまったく印刷されず、結果として回路が誤動作する可能性がある。ラインのエッジの粗さや角の丸みなどの製造での変動はまた、表面の実際のパターンに存在する。さらに、サイズのばらつきが大きいほど回路の能力のばらつきが大きくなり、必要なマージンの設計が大きくなり、より高速で低電力の集積回路を設計することが一層困難になる。この変動は、限界寸法（ＣＤ）変動と呼ばれる。低いＣＤ変動、特にマスク全体のすべての形状にわたって均一に低いＣＤ変動が望ましく、製造変動が最終的な製造面で比較的小さなサイズの変動を生じることを示す。小規模では、ＣＤの変動が大きい場合の影響は、ラインエッジの粗さ（ＬＥＲ）として観察される場合がある。ＬＥＲは、ラインエッジの各部分の製造方法がわずかに異なるために発生し、まっすぐなエッジを意図したラインに、多少のうねりが生じる。ＣＤの変動は、エッジの傾きと呼ばれるレジスト閾値での線量曲線の傾きに反比例する。したがって、エッジの傾きとその逆の線量マージンは、表面の粒子ビーム書き込みの重要な最適化因子である。この開示において、エッジの傾き及び線量マージンは、交換可能に使用される用語である。
【0067】
いくつかの実施形態では、方法は、目標レベルを満たすエッジの傾きの使用を通じて、適切な量の人工的バックグラウンド線量を示唆することを含む。つまり、「十分に良好な」エッジの傾きである。製造の変動に対する回復力は統計的な概念であるため、「十分に良好な」エッジの傾きの意味するものは、厳密な不等式の正確な数式ではない。本方法のいくつかの実施形態では、エッジの傾きが「十分に良好な」レベルを超える人工的バックグラウンド線量の量が判定される。例えば、特定のマスク製造プロセスを調整して、７５％の露光密度領域に書き込まれる１００ｎｍ×２μｍの線に対して信頼性のある製造結果を生成し、より多くの量の後方散乱を生成して、したがって最小限の量のショット／ピクセルのＰＥＣ後線量を備え、したがって比較的緩いエッジの傾きを備えることができる。いくつかの実施形態では、その線のＰＥＣ後のエッジの傾きは、「十分に良好」と称される。他の形状があるにもかかわらず、マスク製造プロセスでは、エッジの傾きが相対的に劣悪な、７５％の密度領域に書き込まれている、４０ｎｍ×２００ｎｍのスペースなどの、そこのエッジの傾きが「十分良好ではない」ものでも、依然として経済性、時間、製造の信頼性の全体的なトレードオフ上、製造可能であると判断され得る。本実施形態の「十分に良好な」エッジの傾きの機能は、製造での変動に対する回復力の増加性の利益と比較したとき、「十分に良好」よりも遥かに良いということが、その線量をキャストするのに時間を過度に要することを示すものである。従来の教示がエッジの傾きを最大化せよということであるため、エッジの傾きを最適レベルより下、つまり目標レベルより下に下げることは直感に反する。
【0068】
いくつかの実施形態では、ＰＥＣ前の最大線量及び人工的バックグラウンド線量が自動的に計算される。一実施形態では、ＰＥＣ前の最大線量及び人工的バックグラウンド線量を計算して、許容可能なレベルのコントラスト（コントラストの低下）を達成することができる。別の実施形態では、ＰＥＣ前の最大線量及び人工的バックグラウンド線量を計算して、目標の最小線量マージンを下回る線量マージンを達成することができる。最小許容線量マージンは、所定の後方散乱領域での所定のパターンの所定のエッジ位置での線量マージンを計算することによって判定できる。
【0069】
いくつかの実施形態において、人工的バックグラウンド線量は、ＰＥＣの間の線量を減少させることにより、書き込み時間を短縮するためにＰＥＣの前に追加され、線量の減少に伴うエッジの傾きは、目標レベルを下回り得る。いくつかの実施形態では、目標または「十分に良好な」レベルは、製造プロセスで製造目的に使用するのに十分に機能することが知られているフィーチャのエッジの傾きをシミュレートすることによって、計算することができる。例えば、先端のフォトマスク製造では、ＰＥＣの前に通常の線量で露光した場合、１００ｎｍ幅のスペースで区切られた１００ｎｍ幅のワイヤの繰り返しパターンが安定することによる。１００ｎｍの線と空間パターンのコンテキストでの１００ｎｍ幅の線のエッジの傾きのシミュレーションは、「十分に良好な」線量マージンと見なすことができる。人工的バックグラウンド線量を計算するために、１００ｎｍの線とスペースのパターンでは、周囲の領域で５０％の露光密度がある。５０％の露光濃度から生じる自然な後方散乱は、最小後方散乱量として計算される。ある領域にすでに存在する自然後方散乱と人工的バックグラウンド線量の合計が均等に分散され、マスク全体で均一な最小後方散乱まで全体的なバックグラウンド露光に寄与する。５０％の露光密度は、ＰＥＣ後の最低の許容線量マージンを生み出さないかもしれないが、人工的バックグラウンド線量が計算される最小許容線量の量を計算する目的で達成するための良好な実用的な目標として宣言され得る。
【0070】
図１６は、当技術分野で知られているように、荷電粒子ビームリソグラフィを使用して、レチクルまたは他の表面などの表面を作成するための概念的なフローの図１６００である。第１のステップ１６０２において、集積回路の物理的設計などの物理的設計が作成される。これには、論理ゲート、トランジスタ、金属層、及び集積回路の物理的設計などの物理的設計に見出される必要のあるその他の項目を判定することが含まれる。次に、ステップ１６０４において、光近接効果補正（ＯＰＣ）が、ステップ１６０２の物理的設計に対して、またはマスク設計１６０６を作成するためにウェーハで望まれる物理的設計の一部に対して判定される。ＯＰＣは、製造の変形版全体で目的のウェーハの形状を最適に生成するために必要なマスクの形状を計算する。ＯＰＣは、光学回折、及びマスク設計１１０６を生成する近接するフィーチャと、フィーチャとの光学的相互作用などの影響によって引き起こされる歪みを補償するために物理的設計を改変する。
【0071】
マスクプロセス補正（ＭＰＣ）は、任意選択で、マスク設計１６０６で実行され得る。ＭＰＣは、レチクルに書き込まれるパターンを変更して、従来の光学的リソグラフィマスクの約１００ｎｍ未満のパターンに関連する効果などの非線形効果を補正する。ＭＰＣは、ＥＵＶマスクに影響を与える非線形効果を補正するためにも使用できる。本発明のいくつかの実施形態では、ＭＰＣは、破砕または他のマスクデータプレパレーション（ＭＤＰ）操作の一部として実行され得る。
【0072】
ステップ１６０８における、破砕操作、ショット配置操作、線量割り当て操作、またはショットシーケンス最適化を含み得るマスクデータ準備（ＭＤＰ）操作。マルチビームマスク書き込み用のいくつかの実施形態では、ＭＤＰステップ１６０８は、複数のマルチビームショットを生成することを含み得、各マルチビームショットは、１つまたは複数のビームレットを含み、この場合、線量領域が判定され、線量領域が各線量でビームレットに割り当てられる。いくつかの実施形態では、ビームレットの線量は、線量領域内で変化し得る。
【0073】
近接効果補正（ＰＥＣ）の改良は、ステップ１６１８で実行され、そこでは、後方散乱、フォギング、及び負荷効果を考慮して線量が調整され、調整された線量についてステップ１６２０で露光情報が作成される。ステップ１６２０の露光情報の調整された線量は、電子ビームライタシステムなどの荷電粒子ビームライタを使用するマスク書き込みステップ１６２２で表面を生成するために使用される。使用されている荷電粒子ビームライタのタイプに応じて、ＰＥＣの改良１６１８は、荷電粒子ビームライタによって実行され得る。マスク書き込みステップ１６２２は、単一の露光パスまたは複数の露光パスを含み得る。電子ビームライタシステムは、電子ビームをステンシルまたは開口プレートを通して表面に投射して、表面上のパターンを含むマスク画像１６２４を形成する。次に、レチクルなどの完成した表面を、ステップ１６２６に示される光学的リソグラフィ機で使用することができる。
【0074】
図１７は、いくつかの実施形態による、動的最大線量及び人工的バックグラウンド線量が計算され、適用され得る、表面上の領域にパターンを露光するための方法を表すフロー１７００を示す。ステップ１７０６において、パターンの元の露光情報のセットが入力される。いくつかの実施形態では、元の露光情報のセットは、ピクセル及びそれらの線量の集合である。別の実施形態では、元の露光情報のセットは、曲線または完全に非多角形の記述（円またはスプラインなど）を潜在的に含む形状のセットである。さらに別の実施形態では、元の露光情報のセットは、割り当てられるかまたは暗示されるＰＥＣ前の線量のショットのセット（例えば、ＶＳＢ）、または割り当てられるかまたは暗示されるＰＥＣ前の線量の形状のセット（例えば、マルチビーム書き込み）である。一般に、ステップ１７０６の入力は、形状または線量を説明するものである。
【0075】
ＰＥＣ後の最大線量は、ステップ１７０８で入力され、これは、ＰＥＣ後の目標または所望の最大線量として機能する。いくつかの実施形態では、ステップ１７０８は、目標の近接効果補正後の最大線量を入力することを含み、この場合、目標のＰＥＣ後の最大線量は、最大書き込み時間に基づく。いくつかの実施形態では、人工的バックグラウンド線量の閾値も入力される。他の実施形態では、目標の線量マージンが入力され、目標のＰＥＣ後の最大線量を判定するために使用される。すなわち、目標線量マージンは、目標線量マージンを下回る線量マージンを達成するためなど、ＰＥＣ後の最大線量を選択する際の因子として使用することができる。そのような実施形態では、フロー１７００は、露光されるパターンの線量マージンを計算するステップを含み得、例えば、所定の後方散乱領域にて、所定のパターンにおける所定のエッジ位置での目標最小線量マージンを計算するステップなどがあり、それにおいて、ＰＥＣ前の最大線量は、目標の最小線量マージンより下で露光されるパターンの線量マージンを達成するように判定される。ＰＥＣ後の最大線量、人工的バックグラウンド線量閾値、及び／または目標線量マージンは、例えば、使用者によって入力され得る。さらに別の実施形態では、ＰＥＣ後の最大線量は、通常の線量と比較して書き込み時間を特定の量だけ短縮すること、または最大機械書き込み時間によって制限される閾値未満にとどまることなど、所望の書き込み時間に基づいて選択することができる。別の実施形態では、ＰＥＣ後の最大線量は、最小のフィーチャなどのフィーチャのサイズに基づくことができる。別の実施形態では、ＰＥＣ後の最大線量は、印刷適性の他の尺度に基づくか、または他の何らかの方法に基づくことができる。
【0076】
局所パターン密度は、元の露光情報のセットに基づいて、ステップ１７１０で判定される（すなわち、計算される）。一実施形態では、ステップ１７１０での局所パターン密度の計算は、後方散乱の初期マップを作成するＰＥＣの初期判定を含む。ＰＥＣは、後方散乱の存在下で目的のサイズを印刷するように線量が調整される反復的なプロセスである。最初のＰＥＣ判定からの後方散乱の初期マップは、局所パターン密度の優れた相対的指標である。すなわち、局所パターン密度は、後方散乱の量を計算することによって計算することができる。いくつかの実施形態では、後方散乱が所定の閾値を下回る領域は、ステップ１７１０で識別される。
【0077】
局所パターン密度のＰＥＣ前の最大線量は、ステップ１７０８の目標のＰＥＣ後の最大線量に基づいて、ステップ１７１２で動的に判定（すなわち、計算）される。すなわち、ＰＥＣ前の最大線量は、特定の露光情報のセット（局所パターン密度）、目標線量マージン、所望の最大書き込み時間、及び／または他の目標パラメータに従って変化する可能性があるという点で、動的である。いくつかの実施形態では、ＰＥＣ前の最大線量は、様々な領域パターン密度に対して事前に計算され、ＰＥＣ前の最大線量が、それに応じて、局所パターン密度に対して供給される。いくつかの実施形態では、局所パターン密度について計算された、ＰＥＣ前の最大線量が、線形性の補正アルゴリズムに入力される。
【0078】
ステップ１７１６において、元の露光情報は、変更された露光情報のセットを作成するために、ステップ１７１２のＰＥＣ前の最大線量を含むように変更される。いくつかの実施形態では、変更された露光情報のセットは、ＰＥＣによって改良され、ステップ１７０８のＰＥＣ後の最大線量よりも少ない（すなわち、超えない）調整された線量をもたらす。いくつかの実施形態では、フロー１７００はまた、変更された露光情報のセットで表面を露光することを含み得る。
【0079】
いくつかの実施形態では、計算は、ステップ１７１４で領域の人工的バックグラウンド線量を判定することを含み、人工的バックグラウンド線量は、追加の露光情報を含む。いくつかの実施形態では、ステップ１７１４は、ステップ１７１０で所定の閾値未満の後方散乱が識別された局所パターン密度を有する領域で実行される。いくつかの実施形態では、フロー１７００は、元の露光情報のセットに基づいて領域の後方散乱を計算することを含み、ステップ１７１４は、計算された後方散乱が所定の閾値よりも小さい（すなわち、未満である）場合にのみ、人工的バックグラウンド線量を追加する。つまり、人工的バックグラウンド線量は、所定の閾値と計算された後方散乱との差である。いくつかの実施形態では、ステップ１７１４において、領域内の所望のパターンについて線量マージンまたはエッジの傾きが計算され、領域内の所望のパターンに対して「十分に良好な」エッジの傾きまたはコントラストを維持するように人工的バックグラウンド線量が判定される。いくつかの実施形態では、ステップ１７１４は、「十分に良好な」エッジの傾きの最小の対象のサイズなどの特定の基準を満たす、領域内のパターンの「十分に良好な」エッジの傾きを維持するために人工的バックグラウンド線量を追加する。例えば、ＳＲＡＦに対する小さ目のサイズの形状は、「十分に良好な」エッジの傾きから除外される場合がある。別の例として、ＳＲＡＦに対する小さ目サイズの形状は、追加する人工的バックグラウンド線量を判定する際に達成させる、異なる「十分に良好な」エッジの傾きを有し得る。いくつかの実施形態では、これらの計算は、付加的なパターンが印刷されないよう、閾値以下の露光を伴う付加的なパターンを含む人工的バックグラウンド線量を作成するに至る可能性がある。付加的なパターン（複数可）は、変更された露光情報のセットと組み合わされる。いくつかの実施形態では、人工的バックグラウンド線量は、表面のパターンのエッジからの所定の距離を超えてのみ適用される。いくつかの実施形態では、元の露光情報のセットは、複数の露光パスの情報を含み、人工的バックグラウンド線量は、露光パスで追加されるのみである。
【0080】
いくつかの実施形態では、ＰＥＣ前の最大線量の計算及び付加的なパターンの作成は、ＭＤＰステップ（例えば、フロー１６００のステップ１６０８、図１６）の一部として行われ、付加的なパターンは、マスク設計（例えば、フロー１６００のステップ１６０６、図１６）での幾何学的に所望のパターンと重なる。ＰＥＣ前の最大線量で調整され得る、または付加的な露光情報（すなわち、付加的なパターン）と組み合わされ得る元の露光情報のセットを含む、ステップ１７１６における変更された露光情報のセットは、近接効果補正（ＰＥＣ）改良ステップ（例えば、フロー１６００のステップ１６１８、図１６）によって読み取られることが可能であり、人工的バックグラウンド線量を含み人工的バックグラウンド線量から生じる後方散乱も含み得る、ステップ１７１６での修正された露光情報を生成する。いくつかの実施形態では、変更された露光情報のセットは、元の露光情報のセットと比較して、全体的な書き込み時間を短縮する。いくつかの実施形態では、変更された露光情報のセットは、ＰＥＣによって改良され、変更された露光情報のセットの調整された線量をもたらす。次に、露光情報を使用して、変更された露光情報のセットで表面を露光する。いくつかの実施形態では、ピクセルまたはショットの線量は、人工的バックグラウンド線量を追加するように変更される。いくつかの実施形態では、ピクセルまたはショットは、別様では空の領域（ゼロの線量で始まるピクセル）に人工的バックグラウンド線量をキャストし、線量の量は、例えば３×３以上の数の隣接しているピクセルにおいて、ピクセルに関して比較的類似している。
【0081】
いくつかの実施形態では、図１７のステップ１７１０、１７１２、１７１４及び１７１６のいくつかまたはすべては、図１６のステップ１６１８及び１６２０に続き、図１６のフロー１６００のマスク書き込みステップ１６２２と同時に実行され、マスクが露光されている間にデータ操作を実行するためのインライン処理を伴う。すなわち、いくつかの実施形態では、マスク露光は、局所（すなわち、領域）パターン密度を判定（すなわち、計算）し、その領域のＰＥＣ前の最大線量を判定すること、後方散乱を計算すること、計算された後方散乱が所定の閾値を下回る領域を判定すること、人工的バックグラウンド線量を判定すること、及び変更された露光情報のセットを作成することからなる群から選択される１つまたは複数のステップについて、インラインで実行される。他の実施形態では、計算は、パイプライン方式で、別の表面の露光中に実行され得る。パイプラインシステムでは、前の表面がマシンにて書き込まれている間に、マシンにて書き込まれる次の表面が計算される。パイプラインシステムは、表面の書き込み時間と計算時間が類似している場合、多くの表面のスループットを向上させるのに効果的である。インライン（リアルタイム）システムは、各表面のスループットとターンアラウンドタイムを改善するのに効果的である。
【0082】
本方法は、オフライン、パイプライン、またはインラインで使用できる。インラインで処理できるほど高速であることが最も望ましい。インライン処理は、特に書き込む必要のある総ピクセル数が非常に多い場合に最も望ましい。例えば、マスクのマルチビームｅＢｅａｍ書き込み用に製造する半導体デバイスでは、すべてのピクセルデータを格納するために５００Ｔバイトを超えるデータが必要である。マルチビームｅＢｅａｍマシンはピクセルを非常に高速に書き込む必要があるため、そのようなデータをハードディスクに保存すること、またはソリッドステートディスクにすら保存することは、コスト面で実用的でない場合がある。インライン処理では、オフライン処理やパイプライン処理とは異なり、データが計算された直後にマシンがデータを消費してピクセルを書き込むため、データを保存する必要はない。これが、本方法が可能にするインライン処理には価値があるもう１つの理由である。上記のように、同じ方法論を使用してピクセル線量を調整し、線量マージン（すなわちエッジの傾き）を改善することができる。
【0083】
本開示に記載のマスクデータの作成、最大線量の計算、人工的バックグラウンド線量の計算、及び近接効果補正は、計算装置として適切なコンピュータソフトウェアを備えた中央処理装置（ＣＰＵ）を使用する汎用コンピュータを使用して実施することができる。大量の計算が必要になるため、ＣＰＵの複数のコンピュータまたはプロセッサコアを並行して使用することもできる。一実施形態では、計算は、並列処理をサポートするために、フローの１つまたは複数の計算集約型ステップのために、複数の２次元の幾何学的領域に細分され得る。別の実施形態では、単独または複数で使用される専用ハードウェアデバイスを使用して、汎用コンピュータまたはプロセッサコアを使用するよりも高速で、１つまたは複数のステップの計算を実行することができる。特殊なコンピューティングハードウェアデバイスまたはプロセッサには、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）チップが含まれる場合がある。一実施形態では、専用ハードウェアデバイスは、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）であり得る。別の実施形態では、本開示に記載される最適化及び計算プロセスは、荷電粒子ビーム書き込み時間の合計または他のパラメータを最小化するために、可能な解を修正及び再計算する反復プロセスを含み得る。さらに別の実施形態では、プロセスは、反復を伴わない決定論的計算であり得る。
【0084】
図１８は、本開示で説明する計算を実行するために使用し得るコンピューティングハードウェアデバイス１８００の例を示す。コンピューティングハードウェアデバイス１８００は、メインメモリ１８０４が接続された中央処理装置（ＣＰＵ）１８０２を含む。ＣＰＵは、例えば８つの処理コアを含み、それによってマルチスレッド化されたコンピュータソフトウェアの任意の部分の性能を向上させ得る。メインメモリ１８０４のサイズは、例えば６４Ｇバイトであってよい。ＣＰＵ１８０２は、ペリフェラルコンポーネントインターコンテクトエクスプレス（ＰＣＩｅ）バス１８２０に接続されている。また、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）１８１４もＰＣＩｅバスに接続されている。コンピューティングハードウェアデバイス１８００では、ＧＰＵ１８１４は、ビデオモニタなどのグラフィック出力装置に接続される場合もあれば、接続されない場合もある。グラフィック出力装置に接続されない場合、ＧＰＵ１８１４は、純粋に高速並列計算エンジンとして使用され得る。コンピューティングソフトウェアは、すべての計算にＣＰＵ１８０２を使用することと比較すると、計算の一部分にＧＰＵを使用することによって著しく高い性能を達成し得る。ＣＰＵ１８０２は、ＰＣＩｅバス１８２０を介してＧＰＵ１８１４と通信する。他の実施形態（図示せず）では、ＧＰＵ１８１４は、ＰＣＩｅバス１８２０に接続されるのではなくＣＰＵ１８０２と統合されてもよい。また、ディスクコントローラ１８０８がＰＣＩｅバスに接続されてもよく、例えば２つのディスク１８１０がディスクコントローラ１８０８に接続される。最後に、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）コントローラ１８１２もＰＣＩｅバスに接続されてよく、他のコンピュータにギガバイトイーサネット（登録商標）（ＧｂＥ）接続性を提供する。いくつかの実施形態では、コンピュータソフトウェア及び／または設計データは、ディスク１８１０に格納される。他の実施形態では、コンピュータプログラムもしくは設計データのどちらか、またはコンピュータプログラムと設計データの両方に、ＧｂＥイーサネット（登録商標）を介して他のコンピュータまたはファイル提供ハードウェアからアクセスし得る。
【0085】
本明細書は、特定の実施形態に関して詳細に説明されてきたが、当業者は、前述した事項の理解を得ると、これらの実施形態に対する変更形態、変形形態、及び均等物を容易に着想し得ることが理解される。マスクデータを作成するための本方法に対するこれらの及び他の変更形態及び変形形態は、添付の特許請求の範囲により具体的に記載される本主題の範囲を逸脱することなく、当業者によって実施され得る。さらに、当業者は、上記説明が例示によってのみであり、限定的となることを意図しないことを理解する。ステップは、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書のステップに追加すること、本明細書のステップから取得すること、または本明細書のステップから修正することができる。一般的に、提示されるいかなるフローチャートも機能を達成するための基本的な操作の１つの考えられるシーケンスを示すことだけを目的とし、多くの変形形態が考えられる。したがって、本主題が、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内に入るそのような変更形態及び変形形態を網羅することが意図される。
【図1】
【図2】
【図3A-3D】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8-1】
【図8-2】
【図8-3】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図10F】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】