КОРРЕКЦИЯ ЭФФЕКТА БЛИЗОСТИ В СИСТЕМЕ ДЛЯ ЛИТОГРАФИИ ПУЧКАМИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Российский патент 2019 года по МПК H01J37/317 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к способу коррекции эффекта близости, например, который можно выполнить в системе для литографии пучками заряженных частиц.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Как правило, в системе литографии пучками заряженных частиц по меньшей мере один пучок заряженных частиц направляется на слой резиста полупроводниковой пластины для формирования желаемого рисунка на резисте. Достижимое разрешение рисунка в пределах резиста зависит от того, насколько хорошо можно управлять выделением энергии объемного заряда пространственно заряженных частиц в пределах резиста. Когда пучок заряженных частиц направляется на позицию на подложке, которая покрыта резистом, некоторая часть падающих заряженных частиц рассеивается вдоль их траекторий, проходящих через резист.

При прямом рассеянии заряженная частица пучка заряженных частиц может сталкиваться с электроном подложки или резиста. Это приводит к отклонению заряженной частицы от своей траектории и к выделению части своей энергии в подложке или резисте.

Заряженные частицы могут также сталкиваться с ядром атома в подложке или резисте, в результате чего происходит по существу явление упругого обратного рассеяния, которое заставляет заряженную частицу отклоняться в гораздо большей степени, чем в случае столкновения с электроном.

В результате прямого рассеяния и обратного рассеяния заряженных частиц фактическая доза или выделение энергии и, таким образом, проявленный рисунок становятся больше, чем желаемый рисунок, просканированный пучком заряженных частиц на поверхности резиста. Это явление называется эффектом близости. При моделировании эффекта близости, как правило, используется функция рассеяния точки, которая часто упоминается как функция эффекта близости. Функция рассеяния точки зависит от таких факторов, как материалы мишени и используемый резист, толщина резиста, первичная энергия пучка и/или процесс проявления, используемый для проявления резиста. Когда эти факторы известны, соответствующую функцию рассеяния точки можно вычислить без эмпирического определения функции рассеяния точки. Альтернативно, функцию рассеяния точки можно оценить, используя эмпирические методы, краткий обзор которых приведен в статье ʺExperimental study of proximity effect corrections in electron beam lithographyʺ, Jianguo Zhu et al., Proc. SPIE vol. 2437, Electron-Beam, X-Ray, EUV, и Ion-Beam Submicrometer Lithographies for Manufacturing V, pg. 375 (May 19, 1995); doi: 10.1117/12.209175.

В патенте США №7,638,247 B2, который включен сюда путем ссылки, описан способ выполнения процесса коррекции эффекта близости электронного пучка, в котором процесс коррекции эффектов близости, как внутреннего (близкодействующего) (вызванного прямым рассеянием), так и внешнего (дальнодействующего) (вызванного обратным рассеянием), выполняется в отношении получаемой топологии, где значение дозы определяется для каждого топологического элемента с использованием результатов процессов коррекции эффектов близости как внутреннего, так и внешнего. В варианте осуществления коррекция внешнего эффекта близости выполняется с использованием способа обратной свертки, основанной на сетках.

Заявитель обнаружил, что когда получаемая топология содержит высокие пространственные частоты, например, содержит очень маленькие топологические элементы, известные способы, которые используют обратную свертку или ее аппроксимации, восприимчивы к ошибкам, которые приводят к нежелательным изменениям вычисленного значения дозы, которую необходимо передать в резист. Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы выполнить улучшенный способ коррекции эффекта близости пучка заряженных частиц.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С этой целью, согласно первому аспекту настоящего изобретения выполнен способ выполнения процесса коррекции эффекта близости пучка заряженных частиц, причем упомянутый способ содержит этапы: приема цифровой топологии рисунка, предназначенного для нанесения на мишень с использованием одного или более пучков заряженных частиц; выбор основной функции эффекта близости, содержащий сумму альфа-функции эффекта близости и бета-функции эффекта близости, где упомянутая альфа-функция эффекта близости моделирует внутренний (близкодействующий) эффект близости, и упомянутая бета-функция эффекта близости моделирует внешний (дальнодействующий) эффект близости, где постоянная η определяется как отношение между бета-функцией эффекта близости и альфа-функцией эффекта близости в упомянутой сумме, предпочтительно при 0<η<1; где упомянутый способ содержит этапы: определения модифицированной функции эффекта близости, которая соответствует упомянутой основной функции эффекта близости, где альфа-функция эффекта близости была заменена на дельта-функцию Дирака; использования электронного процессора, производящего скорректированный топологический рисунок на основании обратной свертки цифрового топологического рисунка с модифицированной функцией эффекта близости. Таким образом, скорректированный топологический рисунок позволяет определить значение дозы, которое будет назначаться каждому топологическому элементу для нанесения рисунка упомянутого топологического элемента на мишень, такую как полупроводниковая пластина. Предпочтительно, на мишень, в частности, на подложку, на которую нанесен резист, наносится рисунок с помощью одного или более пучков заряженных частиц системы литографии пучками заряженных частиц, которые модулируются с учетом упомянутого скорректированного топологического рисунка.

Цель коррекции близости состоит в том, чтобы определить скорректированный топологический рисунок таким образом, чтобы при экспонировании мишени с использованием скорректированного топологического рисунка, результирующий рисунок, сформированный на мишени после проявления на пороговом уровне экспонирования, совпадает с цифровым топологическим рисунком настолько близко, насколько это возможно. В общем, скорректированный топологический рисунок нельзя определить аналитически из экспонированного рисунка и основной функции эффекта близости, который формируется на мишени, является отчасти размытой версией цифрового топологического рисунка и не содержит информацию о высокочастотных составляющих, которые возможно присутствовали в цифровой топологии. Методы свертки для численной апроксимации скорректированного топологического рисунка страдают от неустойчивости численного решения, когда высокочастотные составляющие, например, плотно расположенные топологические элементы, такие как линии или контакты, присутствуют на цифровом топологическом рисунке. При использовании этих традиционных методов высокочастотные составляющие могут быть вычислены неправильно или вовсе опущены из скорректированного топологического рисунка, в результате чего высокочастотные составляющие цифрового топологического рисунка могут передаваться неправильно на мишень.

По причинам краткости, альфа-функция эффекта близости, бета-функция эффекта близости, основная функция эффекта близости и/или модифицированная функция эффекта близости могут здесь также упоминаться как альфа-функция близости, бета-функция близости, основная функция близости и модифицированная функция близости, соответственно.

Согласно способу настоящего изобретения скорректированный топологический рисунок вычисляется на основании обратной свертки цифрового топологического рисунка с модифицированной функцией эффекта близости вместо основной функции эффекта близости таким образом, что существенно уменьшается отрицательное влияние высокочастотных составляющих на цифровом топологическом рисунке на устойчивость численного решения во время вычисления упомянутой обратной свертки. В результате можно получить более постоянный и точный скорректированный топологический рисунок.

Основная функция эффекта близости предпочтительно определяется в виде скалярного умножения суммы упомянутой альфа- и бета-функций эффекта близости плюс или минус константа, где альфа- и бета-функции эффекта близости являются типично гауссовыми функциями. Например, учитывая получаемую цифровую топологию p(x,y), которая описывает пространственный рисунок топологии, переносимой на резист, подходящую основную функцию эффекта близости можно определить в виде:

где r - расстояние пучка заряженных частиц при падении на резист в позиции (x,y), g_α(r) и g_β(r) -гауссовы функции при β>>α, и α и β можно подставить вместо σ в .

Фактическую дозу d(x,y), переданную в резист в позиции (x,y), можно затем смоделировать в виде:

d(x,y)=h(r) ⊗ p(x,y),

где ⊗ - оператор свертки.

Если построить двумерный график функции d(x,y) дозы, то он будет выглядеть как размытая версия двумерного графика получаемой топологии p(x,y). Очевидно, желательно, чтобы доза, применяемая к резисту, соответствовала как можно больше получаемой топологии, и желательно по мере возможности избежать размывания фактического рисунка доз, переданного в резист, по сравнению с получаемым топологическим рисунком.

Можно задать скорректированный топологический рисунок f(x,y), который компенсирует эффект близости, путем решения f(x,y) для:

p(x,y)= f(x,y) ⊗ h(r)

Другими словами, f(x,y) можно получить с помощью обратной свертки p(x,y) и h(r). Этот скорректированный топологический рисунок f(x,y) можно рассматривать в качестве рисунка доз, который будет использоваться для нанесения рисунка на мишень и компенсировать по меньшей мере частично эффект близости.

Как правило, при выполнении операции обратной свертки над большим количествам данных, она выполняется в пространстве Фурье, например, путем решения F(u,v) для:

т.е. путем решения:

,

где F(u,v), P(u,v) и H(k) -преобразования Фурье f(x,y), p(x,y) и h(r), соответственно.

Так как пространственные частоты увеличиваются (т.е. увеличивается значение k, например, когда топологические элементы распределены с частым шагом по отношению друг к другу), член H(k) быстро приближается к нулю. В частности, при вычислении F(u,v) с использованием арифметики конечной точности, как это обычно происходит при выполнении вычислений с использованием электронного процессора, это может привести к непредсказуемому поведению из-за деления на ноль и/или может привести к неустойчивости численного решения в вычисленных значениях F(u,v), которая влияет на точность результирующего скорректированного топологического рисунка.

Способ настоящего изобретения по существу решает эту задачу путем замены альфа-функции эффекта близости в основной функции h(r) эффекта близости на дельта-функцию Дирака, что приводит к модифицированной функции эффекта близости. Таким образом, для основной функции h(r) эффекта близости, представленной выше, модифицированная функция h_m(r) эффекта близости имеет вид:

,

и преобразование Фурье модифицированной функции эффекта близости представляет собой функцию:

,

которая дает оценку значениям, которые больше или равны 1, независимо от пространственного разрешения топологического рисунка p(x,y) или значения α или β. В результате, F(u,v) можно вычислить на устройствах электронной обработки с конечной точностью, по существу с еще меньшей неустойчивостью численного решения, поэтому можно достичь улучшенного нанесения рисунка на мишень с использованием скорректированного топологического рисунка.

В варианте осуществления свертка модифицированной функции эффекта близости с цифровым топологическим рисунком является по существу обратимой. Термин "обратимый" означает, что цифровой топологический рисунок можно по существу восстановить из результата свертки модифицированной функции эффекта близости с помощью цифрового топологического рисунка.

В варианте осуществления альфа-функция эффекта близости и бета-функция эффекта близости представляют собой суммы или линейные комбинации одной или более гауссовых функций. Например, альфа-функция эффекта близости может содержать или может быть определена в виде гауссовой функции g_α(r), и бета-функция эффекта близости может содержать или может быть определена в виде гауссовой функции g_β(r), где α представляет собой ширину прямого экспонирования, то есть сумму прямого рассеяния, которое вызывает внутренний эффект близости и размер пятна электронного пучка, β представляет собой ширину обратного рассеяния, которое вызывает внешний эффект близости при β>>α, r представляет собой расстояние между позицией (x,y) на резисте до точки падения пучка заряженных частиц, и η представляет собой отношение между экспонированием из-за внутреннего и внешнего эффекта близости. Выше была приведена простая основная функция h(r) эффекта близости. Для современных установок для литографии пучками заряженных частиц параметр α типично имеет значение между 10 нм и 20 нм, β типично имеет значение между 250 нм и 350 нм, и η типично имеет значение между 0,4 и 0,6, например, 0,48.

В качестве альтернативного примера, основная функция h_alt(r) эффекта близости, которая была предложена в работе "S. Aya, K. Kise, H. Yabe and K. Marumoto, Validity of double and triple Gaussian functions for proximity effect correction in X-ray mask writing", Japanese Journal of Applied Physics, 35, 1929-1936, 1996, имеет вид:

.

Эта немного более сложная основная функция эффекта близости была найдена для более лучшего моделирования эффекта близости в некоторых случаях. Модифицированную функцию h_alt(r) эффекта близости можно определить на основании упомянутой немодифицированной функции эффекта близости, например, начиная с модифицированной функции эффекта близости в качестве копии основной функции эффекта близости и затем заменяя появление члена g_α(r) на дельта-функцию δ(r) Дирака с использованием по существу одних и тех же этапов, как описано выше.

В варианте осуществления преобразование Фурье бета-функции эффекта близости приближается к нулю, так как пространственное разрешение преобразования Фурье увеличивается. Однако, так как преобразование Фурье дельта-функции Дирака, которая заменяет альфа-функцию эффекта близости согласно способу изобретения, не приближается к нулю при увеличении пространственного разрешения, обратная свертка рисунка модифицированной функции эффекта близости согласно F(u,v)=P(u,v)/H_m(k) не приведет к делению на ноль.

В предпочтительном варианте осуществления обратная свертка выполняется в пространстве Фурье, так как свертка и обратная свертка требуют меньшего количества вычислений в пространстве Фурье, в частности, когда необходимо обрабатывать большое количество данных. Как правило, такая обратная свертка содержит этапы Фурье-преобразования модифицированной функции эффекта близости, топологию и затем деление Фурье-преобразованного топологического рисунка на Фурье-преобразованную модифицированную функцию эффекта близости.

В варианте осуществления этап выполнения обратной свертки осуществляется путем вычисления аппроксимации упомянутой обратной свертки, предпочтительно с использованием разложения в ряд Тейлора модифицированной функции эффекта близости, например, в виде:

,

который можно альтернативно обозначить как:

или как:

,

где последняя форма записи явно отражает, что скорректированная функция f(x,y) топологического рисунка равна сумме цифровой функции p(x,y) топологического рисунка и свертки цифровой функции p(x,y) топологического рисунка, пересчитанный в масштабе с помощью множителя (1+η).

Предпочтительно, число членов N разложения в ряд Тейлора, который используется для аппроксимации f(x,y), больше или равно 8. Заявитель обнаружил, что, когда N равняется по меньшей мере 8, это разложение в ряд Тейлора имеет, в общем, ошибку менее 0,1%.

В варианте осуществления способ дополнительно содержит этап нормирования упомянутого скорректированного топологического рисунка. Например, его можно выполнить путем сложения положительной константы с скорректированным топологическим рисунком таким образом, чтобы он содержал только положительные значения доз, и путем умножения скорректированного топологического рисунка таким образом, чтобы его максимальное значение дозы было равно заданному значению дозы, например, 100%.

В варианте осуществления упомянутая цифровая топология моделируется в виде функции p(x,y) топологического рисунка, где упомянутая альфа-функция эффекта близости и упомянутая бета-функция эффекта близости являются суммами одной или более гауссовых функций g_α(r) и g_β(r), соответственно, где g_α(r) и g_β(r) -гауссовы функции при β>>α, и где α и β можно подставить вместо σ в; где r - расстояние пучка заряженных частиц при падении на резист в точке (x,y); причем упомянутый способ содержит этап вычисления карты фоновых доз, которая в данном документе иногда называется фоновой картой или картой коррекции фоновых доз, в виде:

,

где s - коэффициент масштабирования, c - постоянная смещения; на котором получение упомянутого скорректированного топологического рисунка содержит вычисление:

.

Скорректированный топологический рисунок предпочтительно вычисляется в виде f_n,c(x,y). Из уравнения для f_n,c(x,y) можно заметить, что вычисление скорректированного топологического рисунка содержит: a) масштабирование первоначального рисунка и b) сложение фоновой карты с масштабированным рисунком. Предпочтительно, скорректированный топологический рисунок вычисляется с использованием только одной свертки. Карта фоновых доз является по существу масштабируемым и смещаемым представлением разложения в ряд Тейлора результата обратной свертки цифрового топологического рисунка с модифицированной функцией близости.

Хотя в варианте осуществления цифровая топологическая функция предпочтительно содержит только двоичные значения для отдельного переключения упомянутых одного или более пучков заряженных частиц либо в состояние "вкл." для подачи энергии с максимальным значением дозы в резист, либо в состояние "выкл." для подачи энергии в резист, в другом варианте осуществления функция цифровой топологии также обеспечивает значения шкалы уровней серого, то есть промежуточные значения между "вкл." и "выкл.", для отдельного переключения упомянутых одного или более пучков заряженных частиц для подачи количества энергии в резист между энергией и максимальным значением дозы энергии, например, для обеспечения 50% от максимального значения дозы энергии, подаваемой в резист.

В варианте осуществления упомянутый этап нормирования упомянутого скорректированного топологического рисунка содержит: определение рисунка с наибольшей плотностью конкретного топологического элемента, который может появляться на цифровом топологическом рисунке; определение дозы энергии, требуемой для нанесения рисунка на мишень с упомянутыми конкретными топологического элементами на рисунке, соответствующем упомянутому рисунку с наибольшей плотностью; добавление постоянного смещения к упомянутому скорректированному топологическому рисунку для получения смещенного скорректированного топологического рисунка, в котором все значения больше или равны нулю; и масштабирование упомянутого смещенного скорректированного топологического рисунка таким образом, чтобы топологические элементы в пределах упомянутого рисунка, которые размещаются на рисунке с наибольшей плотностью, имели дозу, равную 100%, и топологические элементы за пределами упомянутого рисунка с наибольшей плотностью имели более высокую дозу. Например, рисунок с наибольшей плотностью конкретных топологических элементов может содержать рисунок топологических элементов в форме линии или топологических элементов в форме контакта, которые распределены с шагом относительно друг друга, который равен наименьшему шагу между такими топологическими элементами в форме линии или в форме контакта, которые могут появляться на цифровом топологическом рисунке.

В варианте осуществления упомянутый способ содержит этап, перед вычислением упомянутой скорректированной топологической функции на основании упомянутой обратной свертки цифрового топологического рисунка с упомянутой модифицированной функцией эффекта близости, использования электронного процессора для выполнения коррекции внутреннего эффекта близости над упомянутым цифровым топологическом рисунком. Таким образом, цифровой топологический рисунок модифицируется, по меньшей мере, частично для коррекции альфа-эффекта близости, перед вычислением скорректированного топологического рисунка, например, перед вычислением карты фоновых доз. Коррекцию внутреннего эффекта близости можно осуществить путем локальной регулировки границ дозы и/или топологических элементов цифровой топологической функции в итерационной схеме. Коррекция внутреннего эффекта близости использует только альфа-функцию эффекта близости из основной функции близости и не зависит от бета-функции эффекта близости. При последовательном выполнении сначала коррекции внутреннего эффекта близости и затем коррекции внешнего эффекта близости коррекция внутреннего и внешнего эффекта близости позволяет обеспечить коррекцию эффекта близости для всей основной функции близости.

Когда известен рисунок с максимальной контрольной плотностью d_REF конкретных топологических элементов, таких как линий или контактов, которые могут возникать в цифровой топологии, а также известна соответствующая контрольная плотность D_REF дозы, которая требуется для переноса такого рисунка на резист, контрольную дозу D_REFα для коррекции внутреннего эффекта близости можно аппроксимировать следующим образом:

,

где l - пороговая энергия, ниже которой резист не проявляется. Типичное значение l равно 0,5. Контрольная доза D_REF представляет собой дозу, которая требуется для нанесения рисунка конкретного топологического элемента, такого как линия или контакт, в зоне мишени, где рисунок топологических элементов распределяется с наибольшей плотностью допустимым образом, которые при этом остаются все еще отдельными друг от друга.

Коррекцию внутреннего эффекта близости можно осуществить путем масштабирования цифровой топологической функции p(x,y) таким образом, чтобы максимальная доза была равна D_REFα, затем итерационной модификации p(x,y) для регулировки геометрических параметров (т.е. ширины) топологических элементов таким образом, чтобы внутренний эффект близости компенсировался по меньшей мере частично, и затем масштабирования топологической функции p(x,y) таким образом, чтобы максимальная доза для всех топологических элементов была по существу равна D_REF. Основываясь на результирующей топологической функции p(x,y), скорректированную топологическую функцию можно затем вычислить согласно способу настоящего изобретения.

В варианте осуществления упомянутый этап выполнения обратной свертки приводит к вычислению карты коррекции фоновых доз, которая базируется на распределении плотности доз в скорректированном топологическом рисунке, причем упомянутый скорректированный топологический рисунок получается в виде линейной комбинации упомянутой карты коррекции фоновых доз и упомянутого цифрового топологического рисунка.

В варианте осуществления упомянутая обратная свертка топологического рисунка с модифицированной функцией близости корректирует бета-функцию эффекта близости, без коррекции альфа-функции эффекта близости. Обратная свертка топологического рисунка с модифицированной функцией близости обеспечивает коррекцию эффекта близости только бета-функции эффекта близости основной функции эффекта близости и может быть в принципе представлена в аналитическом виде, то есть существует обратная свертка топологического рисунка с модифицированной функцией близости. Поскольку такая обратная свертка существует, коррекцию бета-функции эффекта близости можно вычислить путем выполнения упомянутой обратной свертки только один раз. Обратную свертку можно вычислить с использованием численных методов, включая, например, (быстрое) преобразование Фурье.

В варианте осуществления карта фоновых доз вычисляется на одном неитерационном этапе во время вычисления скорректированного топологического рисунка. Традиционные способы коррекции бета-функции эффекта близости типично содержат этап определения результата теоретического экспонирования в качестве свертки цифрового топологического рисунка с бета- или основной функцией близости и этап адаптации геометрических параметров отдельных топологических элементов на цифровом топологическом рисунке на основании упомянутых результатов экспонирования, причем эти этапы повторяются несколько раз или до тех пор, пока результат экспонирования не будет апроксимировать в достаточной степени первоначальный цифровой топологический рисунок. Согласно настоящему изобретению скорректированный топологический рисунок можно вычислить по существу в одной итерации, то есть можно вычислить путем оценки цифрового топологического рисунка только один раз.

В варианте осуществления упомянутый скорректированный топологический рисунок содержит скорректированные топологические элементы, соответствующие топологическим элементам на цифровом топологическом рисунке, причем каждый скорректированный топологический элемент имеет границы, по существу соответствующие границам соответствующего топологического элемента на цифровом топологическом рисунке, и доза для упомянутого топологического элемента на скорректированной топологии рисунка отличается от дозы для соответствующего топологического элемента на цифровом топологическом рисунке на величину, основанную на упомянутой карте фоновых доз.

В варианте осуществления способ содержит этап нанесения рисунка на упомянутую мишень с использованием упомянутого скорректированного топологического рисунка.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения выполнен способ выполнения процесса коррекции эффекта близости пучка заряженных частиц, причем упомянутый способ содержит этапы: приема цифровой топологии рисунка, который будет наноситься на мишень с использованием одного или более пучков заряженных частиц; выбора основной функции эффекта близости, содержащей сумму альфа-функции эффекта близости и бета-функции эффекта близости, причем упомянутая альфа-функция эффекта близости моделирует внутренний эффект близости, и упомянутая бета-функция эффекта близости моделирует внешний эффект близости, где постоянная η определяется как отношение между бета-функцией эффекта близости и альфа-функцией эффекта близости в упомянутой сумме, при 0<η<1, где упомянутая цифровая топология моделируется в виде функции p(x,y) топологического рисунка, где упомянутая альфа-функция эффекта близости и упомянутая бета-функция эффекта близости представляют собой суммы одной или более гауссовых функций g_α(r) и g_β(r), соответственно, где g_α(r), и g_β(r) - гауссовы функции при β>>α, и где α и β можно подставить вместо σ в ,

где r - расстояние пучка заряженных частиц при падении на резист в точке (x,y),

причем упомянутый способ содержит этап вычисления карты фоновых доз в виде:

,

где s - коэффициент масштабирования, c - постоянная смещения, и дополнительно содержит этап получения скорректированной топологии, при этом этап содержит вычисление:

.

Упомянутый скорректированный топологический рисунок предпочтительно вычисляется в виде f_n,c(x,y). Значения для b(x,y) и f_n,c(x,y) можно вычислить численно, используя электронный процессор, что по существу не приводит к неустойчивости численного решения во время вычисления. Значение для N предпочтительно по меньшей мере равно 8. Следует иметь в виду, что s представляет собой коэффициент масштабирования больше нуля.

В варианте осуществления значение упомянутой постоянной s по существу равно 1/(1+η).

В варианте осуществления упомянутая постоянная c зависит от самого плотного распределения топологических элементов в форме линий, которые могут возникать на упомянутом цифровом топологическом рисунке, и где значение c находится в пределах диапазона 0,45⋅η/(1+η)-0,55⋅η/(1+η), предпочтительно по существу равно 0,5⋅η/(1+η).

В варианте осуществления упомянутая постоянная c зависит от самого плотного распределения топологических элементов в форме контактов, которые могут возникать на упомянутом цифровом топологическом рисунке, где значение c находится в пределах диапазона 0,30⋅η/(1+η)-0,60⋅η/(1+η), предпочтительно по существу равно 0,45⋅η/(1+η).

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения выполнен способ выполнения процесса коррекции эффекта близости пучка заряженных частиц, причем упомянутый способ содержит этапы: приема цифровой топологии рисунка, который будет наноситься на мишень с использованием одного или более пучков заряженных частиц; выбора основной функции близости, содержащей сумму альфа-функции близости и бета-функции близости, где упомянутая альфа-функция близости моделирует внутренний эффект близости, и упомянутая бета-функция близости моделирует внешний эффект близости, где постоянная η определяется как отношение между бета-функцией близости и альфа-функцией близости в упомянутой сумме, причем упомянутый способ содержит этапы: определения модифицированной функции близости, соответствующей упомянутой основной функции близости, где в упомянутой модифицированной функции близости альфа-функция близости заменяется функцией, которая является обратимой в пространстве Фурье и имеет частотную характеристику по существу во всем частотном диапазоне цифрового топологического рисунка и получения скорректированного топологического рисунка на основании обратной свертки цифрового топологического рисунка с модифицированной функцией близости. Операцию экспонирования цифрового топологического рисунка можно описать с математической точки зрения сверткой упомянутой топологии с основной функцией близости. В общем случае, когда основная функция близости состоит из суммы двух или больше гауссианов, операция экспонирования не может быть обратной (обратной свертке) с математической точки зрения, так как преобразование Фурье основной функции близости (мульти-гауссиана) не имеет обратной величины. Предпочтительно получается скорректированный топологический рисунок, например, вычисленный с использованием электронного процессора.

Модифицированная функция эффекта близости, в котором по существу заменена альфа-функция эффекта близости, обеспечивает аппроксимацию, которая позволяет обеспечить математическую обратную свертку операции экспонирования, так как существует обратная величина преобразования Фурье упомянутой модифицированной функции. Функция, которая является обратимой в пространстве Фурье и имеет частотную характеристику по существу во всем частотном диапазоне цифрового топологического рисунка, является предпочтительно дельта-функцией Дирака.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения выполнена литография пучками заряженных частиц, содержащая электронный процессор, выполненный с возможностью выполнения способа согласно настоящему изобретению и/или изготовления скорректированного топологического рисунка из структуры данных согласно настоящему изобретению

В варианте осуществления упомянутая система для литографии пучками заряженных частиц содержит источник пучка заряженных частиц для испускания пучка заряженных частиц, апертурную решетку для разделения упомянутого пучка на множество пучков заряженных частиц, решетку схем гашения пучка, выполненную с возможностью отдельного гашения пучков из упомянутого множества пучков заряженных частиц для того, чтобы упомянутые пучки могли полностью или частично достигать мишени или нет, и контроллер, выполненный с возможностью управления упомянутой решеткой схем гашения пучка для гашения упомянутых пучков, основываясь на скорректированном топологическом рисунке, полученном с помощью упомянутого электронного калькулятора.

Согласно пятому аспекту настоящего изобретения выполнена структура данных, содержащая представление скорректированного топологического рисунка, полученного с использованием способа согласно настоящему изобретению. Структура данных предпочтительно представляет каждый топологический элемент цифрового топологического рисунка в виде некоторого количества многоугольников, например, прямоугольников, где для каждого многоугольника связанное с ним значение дозы кодируется в топологическом рисунке. Скорректированный топологический рисунок предпочтительно содержит некоторое количество многоугольников и связанные с ними значения доз. Количество многоугольников, требуемых для представления цифрового топологического рисунка, типично меньше количества многоугольников, требуемых для представления скорректированного топологического рисунка, так как топологические элементы в скорректированном рисунке, как правило, требуют более высокого разрешения, чем топологические элементы на цифровом топологическом рисунке. Структуру данных, которая типично хранится в компьютерном файле, можно перенести на или обеспечить на носителе и/или можно, например, передать через сетевое соединение, такое как Интернет.

В варианте осуществления упомянутый скорректированный топологический рисунок хранится в формате на основе вектора, таком как OASIS или GDS. Скорректированная топология предпочтительно представлена в виде дискретных многоугольников (например, прямоугольников), кодированных с помощью углов и связанных с ними значений доз.

В варианте осуществления упомянутое представление содержит представление цифрового топологического рисунка и отдельное представление карты фоновых доз. Как описано выше, скорректированный топологический рисунок содержит член, представляющий масштабированный цифровой топологический рисунок, и член, представляющий более медленно варьирующуюся карту фоновых доз. То, что карта фоновых доз типично варьируется более медленно, чем цифровой топологический рисунок, можно видеть из того факта, что гауссианы g_β√n имеют ширину типично сотни нм, и их можно представить намного большими многоугольниками в структуре данных. Многоугольники цифрового топологического рисунка могут перекрывать многоугольники карты фоновых доз и/или могут быть наложены на них для формирования скорректированного топологического рисунка.

Обычно, представления цифрового топологического рисунка и карты фоновых доз объединяются во время нанесения рисунка на мишень для вывода скорректированного топологического рисунка на мишень. Выполнение коррекции бета-функции эффекта близости путем добавления карты фоновых доз в масштабированную версию цифрового топологического рисунка является особенно преимущественным для литографической системы с растровым сканированием. В других видах литографических систем, таких как литографические системы с профилированным пучком, производительность, то есть количество мишеней, например, полупроводниковых пластин, на которые можно нанести рисунок за единицу времени, масштабируется по количеству многоугольников на цифровом топологическом рисунке, причем количество многоугольников увеличивается после дополнения фона, так как карта фоновых доз охватывает от края до края весь цифровой топологический рисунок и добавляется в цифровой топологический рисунок.

Напротив, в растровых системах сканирования по существу вся зона мишени сканируется одним или более пучками заряженных частиц системы, поэтому производительность значительно меньше зависит от количества многоугольников на цифровом топологическом рисунке. Таким образом, наличие записи карты доз фоновой карты на мишень в дополнение к цифровому топологическому рисунку незначительно снижает производительность.

В варианте осуществления упомянутое представление цифрового топологического рисунка содержит некоторое количество многоугольников и связанные с ними значения доз, и при этом упомянутое представление карты фоновых доз содержит некоторое количество многоугольников и связанные с ними значения доз, которые будут накладываться на цифровой топологический рисунок для формирования упомянутого скорректированного топологического рисунка.

В варианте осуществления радиус, в котором варьируется доза карты фоновых доз, пропорционален радиусу влияния бета-функция близости, причем предпочтительно упомянутый радиус по существу соответствует β. Таким образом, значение величины радиуса, в котором варьируется карта фоновых доз, находится ближе к величине радиуса влияния бета-функции близости, чем к величине радиуса влияния альфа-функции эффекта близости, например, ближе к β, чем к α. Это позволяет представить карту фоновых доз с использованием, относительно больших многоугольников (например, прямоугольников на регулярной сетке) фона с размерами одного и того же порядка, что и упомянутый радиус. Размеры отдельных топологических элементов типично намного меньше, чем упомянутый радиус. Таким образом, поскольку карту фоновых доз можно представить с использованием относительно незначительных по количеству многоугольников, объем данных структуры данных может оставаться относительно маленьким. Величина радиуса, в котором варьируется карта фоновых доз, может быть равна или по существу равна β.

В варианте осуществления упомянутая карта фоновых доз представлена в виде некоторого количества смежных и неперекрывающихся многоугольников, каждый из которых имеет размер, который значительно больше, чем наименьший размер топологического элемента на цифровом топологическом рисунке. Отношение среднего радиуса многоугольников к среднему радиусу топологических элементов на цифровом топологическом рисунке предпочтительно по существу равно отношению β-параметра для G_β(x,y) к α-параметру G_α(x,y) в основной функции эффекта близости.

В варианте осуществления упомянутая карта фоновых доз представлена как некоторое количество смежных и неперекрывающихся многоугольников, каждый из которых имеет размер, который значительно больше, чем наименьший размер топологического элемента на цифровом топологическом рисунке.

В варианте осуществления структура данных воплощена на машиночитаемом носителе, таком как магнитный диск, оптический диск, энергозависимая память или энергонезависимая память. Структура данных на машиночитаемом носителе может быть введена с помощью системы для литографии пучками заряженных частиц, содержащей источник пучка заряженных частиц для испускания пучка заряженных частиц, апертурную решетку для разделения упомянутого пучка на множество пучков заряженных частиц, решетку схем гашения пучка, выполненную с возможностью отдельного гашения пучков из упомянутого множества пучков заряженных частиц для того, чтобы упомянутые пучки могли полностью или частично достигать мишени или нет, и контроллер, выполненный с возможностью управления упомянутой решеткой схем гашения пучка для гашения упомянутых пучков на основании полученного скорректированного топологического рисунка, который хранится в упомянутой структуре данных на упомянутом машиночитаемом носителе.

Согласно шестому аспекту настоящего изобретения выполнен цифровой сигнал, содержащий скорректированный топологический рисунок, полученный с использованием способа настоящего изобретения.

Согласно седьмому аспекту настоящего изобретения выполнен машиночитаемый носитель, содержащий инструкции, хранящиеся на нем, для предписания компьютеру выполнять способ согласно настоящему изобретению. Различные аспекты и признаки, описанные и показанные в описании, можно по мере возможности применить по отдельности. Эти отдельные аспекты, в частности, аспекты и признаки, описанные в прилагаемых зависимых пунктах формулы изобретения, можно сделать предметом выделенных патентных заявок.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет пояснено на основании примерного варианта осуществления, показанного на прилагаемых чертежах, на которых:

на фиг.1A показана схема литографии пучками заряженных частиц согласно настоящему изобретению,

на фиг.1B проиллюстрирован эффект близости, который типично происходит при нанесении рисунка на мишень с использованием такой системы для литографии пучками заряженных частиц,

на фиг.2 показана дополнительная иллюстрация эффекта близости,

на фиг.3A показан одномерный пример цифровой топологии, который будет переноситься на мишень,

на фиг.3B показан график результирующей дозы энергии, выделенной в резисте мишени при модуляции одного или более пучков заряженных частиц на основании цифровой топологии, показанной фиг.3A,

на фиг.4A показан график цифровой топологии (фиг.3A) при выполнении операции обратной свертки с модифицированной функцией эффекта близости согласно настоящему изобретению,

на фиг.4B показан график теоретической дозы энергии, которая будет выделяться в мишени, при модуляции одного или более пучков заряженных частиц на основании скорректированной топологии, показанной на фиг.4A,

на фиг.5A показан график карты фоновых доз, вычисленный согласно настоящему изобретению,

на фиг.5B показана аппроксимация карты фоновых доз фиг.5A,

на фиг.5C показан график скорректированной функции дозы, вычисленный для цифровой топологии, показанной на фиг.3A, согласно настоящему изобретению,

на фиг.5D показан график результирующей энергии, выделяемой в резисте мишени при использовании скорректированной функции дозы (фиг.5C) для управления одним из большего количества пучков заряженных частиц для облучения резиста,

на фиг.6A и 6B показана блок-схема последовательности операций способа согласно настоящему изобретению для вычисления скорректированной функции дозы.

на фиг.7 показаны примеры машиночитаемого носителя согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1A схематично показана система 1 для литографии пучками заряженных частиц с множеством составляющих лучей согласно настоящему изобретению. Система содержит источник 2 пучка заряженных частиц, который испускает пучок заряженных частиц, который пересекает двойной октуполь 3 и коллиматорную линзу 4, перед падением на апертурную решетку 5. Апертурная решетка затем разделяет пучок на множество пучков заряженных частиц, которые фокусируются решеткой 6 конденсорной линзы. В решетке 7 схем гашения пучка гасятся отдельные пучки, то есть отклоняются таким образом, чтобы они в дальнейшем сталкивались с решеткой 8 остановки пучка на их траекториях вместо прохождения их через апертуры в решетке 8 остановки луча. Электронный процессор 30 размещается для приема из цифрового запоминающего устройства 20 цифровой топологии p(x,y) рисунка, который должен переноситься на мишень, и для вычисления скорректированного топологического рисунка, который компенсирует по меньшей мере частично эффект близости, как описано более подробно ниже. Электронный процессор содержит контроллер, который выполнен с возможностью потоковой передачи данных скорректированного топологического рисунка в схему гашения пучка пучка таким образом, чтобы схема гашения пучка могла модулировать, например, гасить, частично гасить или не гасить каждый пучок из множества пучков по отдельности на основании скорректированного топологического рисунка.

Пучки, которые не были погашены, проходят через блок 9 дефлектора, который выполнен с возможностью обеспечения сканирующего отклонения упомянутых пучков в направлениях X и Y, по существу перпендикулярно к пути распространения пучков. Блок дефлектора типично содержит проводящий материал, который продолжается по всей его наружной поверхности. В конце своих траекторий пучки, которые не были погашены, проходят через линзовую решетку 10, выполненную с возможностью фокусировки упомянутых пучков на поверхность мишени 11, которая покрыта резистом. Решетка 8 остановки луча, блок 9 дефлектора и линзовая решетка 10 вместе содержат сборку 12 проекционных линз, которая обеспечивает блокирование погашенных пучков, сканирующее отклонение многочисленных пучков и непогашенных пучков.

На фиг.1B проиллюстрирован эффект близости, который широко известен в технике. Пучок B заряженных частиц, например, пучок электронов, проходящий через вакуум 101, падает на мишень 100, содержащую слой резиста 102, который покрывает слой 103 подложки, такой как слой кремния или оксида кремния. Когда пучок B заряженных частиц проходит через слой резиста 102, его заряженные частицы частично рассеиваются в результате прямого рассеяния, поэтому часть энергии заряженных частиц выделяется по существу в конусообразном объеме 104 в резисте. Обратное рассеяние заряженных частиц возникает в том случае, когда они сталкиваются с ядром атома в резисте или в подложке, и происходит упругое соударение. В результате обратного рассеяния заряженные частицы выделяют свою энергию даже в большем объеме, чем конус.

На фиг.2 схематично показано, как эффект близости приводит к потере разрешения топологических элементов, нанесенных на мишень, по сравнению с разрешением получаемого цифрового топологического рисунка 201. Топологический рисунок 201 показывает двухмерное изображение, которое переносится на мишень. Заштрихованные участки топологии 201 показывают, что в этих позициях дозы энергии, которая должна выделяться в резисте, достаточны для проявления этой позиции, тогда как при отсутствии дозы или при значительно более низких дозах энергия не будет выделяться в позициях в незаштрихованной зоне, поэтому незаштрихованная зона остается непроявленной. В топологии 201 каждый заштрихованный участок должен получить по существу одинаковую дозу, например, энергия, выделенная на единице площади, должна быть по существу одинаковой для каждого заштрихованного участка.

Хотя топологические элементы в топологическом рисунке 201 резко очерчены, то есть не размыты, распределение энергии, которая выделяется в резисте, в меньшей степени определено из-за эффекта близости, который моделируется в данном случае путем свертки 202 топологии 201 и функции 203 эффекта близости.

Эта свертка приводит к свертке изображения топологии, которая типично является размытым изображением топологии. Разность энергий, выделяемых в зоне, которая будет проявляться, и в зоне, которая останется непроявленной, не имеет резко очерченных границ, как в топологии 201. Кроме того, передача количества выделенной энергии проходит более плавно и гладко, например, вдоль контурных линий 203, 204, например, когда доза выделенной энергии вдоль контурной линии 203 составляет 90%, то доза выделенной энергии в пределах контура 203 составляет 90% или более. Доза выделенной энергии вдоль контурной линии 204 может быть равна 40%, и доза в точках между контурными линиями 203 и 204 будет постепенно изменяться от 90% до 40%. При проявлении резиста, показанного здесь символом 205 порога, проявляются только те участки резиста, которые получили по меньшей мере пороговое количество энергии, а оставшиеся участки остаются непроявленными. Видно, что из-за эффекта близости, который в данном случае моделируется в виде свертки с функцией близости, результирующий рисунок 206 значительно отличается от полученного цифрового топологического рисунка 201. Свертка топологического рисунка с функцией близости, как правило, не обратима, то есть обычно невозможно полностью восстановить топологический рисунок 201 из размытого изображения даже в том случае, когда известна функция эффекта близости, так как информация о высоких частотах не представлена в размытом изображении и, таким образом, не может быть получена из него.

На фиг.3A показан пример в одном измерении рисунка p(x), который будет переноситься на резист. На основании значения p(x) каждая позиция x на резисте либо облучается одной дозой, то есть 100% энергии, требуемой для проявления позиции на резисте, либо вообще не облучается, когда отсутствует энергия, которая должна поглощаться в позиции x резиста, то есть позиция x должна получать дозу 0%. Рисунок содержит участок 303 с плотным распределением топологических элементов 301, например, расположенных на расстоянии друг от друга не больше, чем ширина топологического элемента, и участок 304 с менее плотным распределением топологических элементов, который в показанном случае содержит только один топологический элемент 302, который будет наноситься. Все топологические элементы на участке 303 с большой плотностью и топологический элемент на участке 304 с низкой плотностью будут иметь одинаковые размеры. Если один или более пучков заряженных частиц, которые сканируют резист вдоль направления x, включаются или выключаются согласно функции p(x) рисунка, то из-за эффекта близости результирующая энергия, выделенная в мишени, будет представлять собой размытую версию p(x).

На фиг.3B проиллюстрирован график выделенной энергии d_p(x) в резисте, если управление одним или более пучками заряженных частиц осуществляется для экспонирования резиста на основании рисунка p(x), показанного на фиг.3A. График выделенной дозы энергии содержит участок 313, на котором пики распределены относительно плотно, и участок 314, на котором распределение пиков является редким, в данном случае показан только один пик. Пики на плотном участке 313 являются самыми высокими около середины плотного участка и более низкими в направлении сторон плотного участка. Пик 312 на менее плотном участке 314 является самым низким пиком на графике, так как этот пик не находится рядом с какими-либо другими пиками, которые вносят вклад в энергию, выделенную в позиции пика 312.

После того как резист был облучен, он типично проявляется при характерной пороговой энергии или при пороге проявления таким образом, что участки резиста, которые поглотили меньше энергии, чем оставшиеся на пороге проявления, по существу не проявляются, и участки резиста, в которых выделенная энергия по меньшей мере равна порогу проявления, проявляются. Например, если на графике (фиг.3B) резист проявлялся с порогом проявления 0,5, то проявленный рисунок будет содержать те участки линии d_p(x)=0,5, которые находятся под пиком. Однако из-за эффекта близости не все эти участки имеют одинаковую ширину даже в том случае, когда выполнены топологические элементы, которые необходимо нанести, как показано на фиг.3A.

Чтобы по меньшей мере частично компенсировать эффект близости, функция p(x) дозы подвергается операции обратной свертки с помощью модифицированной функции эффекта близости, чтобы получить обратную свернутую функцию f(x) дозы, показанную на фиг.4B. Модифицированная функция эффекта близости соответствует основной функции эффекта близости, в которой альфа-функция эффекта близости, которая моделирует внутренний эффект близости, была заменена на дельта-функцию Дирака, как описано выше. Обратная свертка приводит к тому, что значение f(x) будет больше 1 (т.е. больше 100% от дозы, требуемой для выделения в резисте для топологического элемента) в некоторых случаях, и меньше 0, то есть в других случаях является отрицательным.

Теоретический результат экспонирования резиста с помощью одного или более пучков заряженных частиц на основании обратно свернутой функции f(x) дозы показан на фиг.4B, на котором показана теоретически выделенная доза d_f(x). Предполагая снова, что порог проявления равен 0,5, можно заметить, что ширина участков линии f(x)=0,5 под пиками по существу равна друг другу в большей степени, чем ширина участков линии d(x)=0,5 под пиками на фиг.3B. Таким образом, после проявлении резиста результирующий рисунок на мишени в большей степени соответствует p(x), чем если бы управление экспонированием резиста осуществлялось с помощью одного или более пучков частиц непосредственно на основе p(x).

Однако, так как обычно нельзя применять отрицательную дозу, обратно свернутая функция f(x) дозы типично не используется непосредственно для модуляции одного или более пучков заряженных частиц для выделения энергии в резисте или наоборот. Вместо этого вычисляется так называемая функция коррекции фоновой дозы или фоновая карта b(x) для коррекции внешнего эффекта близости. Фоновая карта b(x) является гладкой функцией, основанной на распределении плотности топологических элементов на рисунке, который будет записываться на мишени. Когда плотность топологических элементов является относительно высокой, карта фоновых доз будет иметь относительно низкое значение и наоборот, чтобы скомпенсировать по меньшей мере частично внешний эффект близости. Функцию коррекции фоновой дозы можно выразить в виде:

,

где s - коэффициент масштабирования, c - постоянная смещения, и r - расстояние пучка заряженных частиц при падении на резист в позиции x. График фоновой карты, вычисленный для p(x), показан на фиг.5A. Чтобы более ясно показать значения b(x), графики на фиг.5A и 5B показаны в различном масштабе, чем графики на фиг.5C и 5D.

Карта b(x) фоновых доз зависит от того, насколько плотно распределены топологические элементы около позиции, где падает пучок заряженных частиц, то есть от того, насколько внешний эффект близости вносит свой вклад в энергию, выделенную в позиции x, когда пучок заряженных частиц падает на резист в позиции, расположенной на расстоянии от нее. Можно заметить, что участок 523 b(x), который соответствует участку 303 с плотно нанесенным рисунком p(x) (фиг.3A), имеет относительно низкие значения, что означает, что не нужно делать компенсации или необходимо выполнить только маленькую компенсацию внешнего эффекта близости вдоль этого участка. Вдоль участка 524, соответствующего участку 304 с менее плотно нанесенным рисунком p(x) (фиг.3A), значение b(x) значительно выше, что означает, что дозу для пика 302 следует корректировать в большей степени.

После вычисления фоновой карты нормированная и скорректированная функция f_n,c(x) дозы фона определяется следующим образом:

.

Если топологический рисунок задан в виде двухмерного рисунка p(x,y), соответствующую нормированную фоновую карту b(x,y) можно вычислить в виде:

,

где r - расстояние пучка заряженных частиц при падении на резист позиции (x,y), и нормированную и скорректированную функцию f_n,c(x,y) дозы можно вычислить в виде:

.

Как в одномерном случае, так и в двухмерном случае, нормированная и скорректированная функция дозы имеет полностью положительное значение, и доза для топологических элементов, которая находится на участке, на котором плотность распределения топологических элементов не превышает 100%, и предпочтительно по существу равна к 100%.

На фиг.5B показана аппроксимация карты фоновых доз с помощью многочисленных смежных и неперекрывающихся многоугольников, в этом случае прямоугольников 531-538. Многоугольники значительно больше, чем топологические элементы на цифровом топологическом рисунке, и поэтому значительно меньше таких многоугольников можно использовать для аппроксимации карты фоновых доз, чем количество многоугольников, требуемое для определения цифрового фонового рисунка. Топологические элементы на цифровом топологическом рисунке предпочтительно представлены многоугольниками, например, прямоугольными многоугольниками, которые определяют границы топологических элементов на рисунке.

Многоугольники 531-538 на фиг.5B размещаются с равными промежутками, и каждый из них имеет по существу равные пространственные размеры. Высота каждого многоугольника определяет дозу для упомянутого многоугольника и базируется на значении b(x). В показанном примере высота каждого прямоугольника по существу равна значению b(x) в середине прямоугольника. Скорректированный топологический рисунок можно вычислить путем добавления аппроксимации фоновой карты к цифровому топологическому рисунку и нормирования результата.

На фиг.5C показан график f_n,c(x). Можно заметить, что доза для топологических элементов в середине плотного участка 503 по существу равна дозе для упомянутого среднего участка на цифровом топологическом рисунке p(x), показанном на фиг.3A, то есть по существу равна 100%. Для топологических элементов, расположенных по обе стороны от среднего участка плотного участка 503, и для топологического элемента 502 функция f_n,c(x) дозы имеет значения немного выше 100% для компенсации внешнего эффекта близости.

Хотя коэффициент s масштабирования и постоянную с смещения можно определить эмпирически, когда известны контрольный рисунок с наибольшей плотностью и соответствующая контрольная доза, постоянные s и c предпочтительно определяются путем вычисления этих значений на основании контрольного рисунка с наибольшей плотностью и соответствующей контрольной дозы. Контрольный рисунок с наибольшей плотностью, который может содержать цифровую топологию, зависит от топологических элементов, которые будут наноситься на резист. Например, когда на резист будут наноситься относительно маленькие топологические элементы в форме квадрата или круга, например, контакты, контрольный рисунок должен обеспечить рисунок с самым плотным распределением таких топологических элементов в форме квадратов или кругов, которые могут появляться на рисунке. Когда резист должен наноситься в виде линий, контрольный рисунок должен содержать самое плотное распределение таких линий.

Контрольная доза, требуемая для нанесения рисунка топологического элемента в таком контрольном рисунке с наибольшей плотностью, должна быть установлена на значение, равное 1, то есть на дозу, равную 100%. Таким образом, если топологический элемент на рисунке p(x) в позиции x располагается на участке с самым плотным распределением топологических элементов, соответствующим контрольному рисунку, то s и c выбираются таким образом, чтобы f_n,c(x) была по существу равна контрольной дозе, то есть по существу была равна 100%.

Значение s предпочтительно выбирается по существу равным 1/(1+η). Когда контрольный рисунок с наибольшей плотностью сформирован с помощью линий, значение c находится предпочтительно в пределах диапазона 0,45⋅η/(1+η)-0,55⋅η/(1+η), предпочтительно по существу равно 0,5⋅η/(1+η). Когда контрольный рисунок с наибольшей плотностью построен с использованием контактов, значение c находится предпочтительно в пределах диапазона 0,30⋅η/(1+η)-0,60⋅η/(1+η), предпочтительно по существу равно 0,45⋅η/(1+η).

На фиг.5D показан график фактической энергии, выделенной в резисте, когда резист облучается одним или более пучками заряженных частиц, на основании нормированной скорректированной функции f_n,c(x) дозы. Как видно, результирующее выделение энергии является по существу более однородным по ширине, чем выделение энергии, показанное на фиг.3B, для диапазона порогов проявления, в частности, для порога проявления при d_n,c(x)= 0,5.

На фиг.6A показана блок-схема последовательности операций этапов способа согласно настоящему изобретению, который будет выполняться с помощью электронного процессора, предпочтительно с помощью электронного процессора, который является частью системы для литографии пучками заряженных частиц. На этапе 601 процессор принимает цифровую топологию рисунка, который будет наноситься на мишень с использованием одного или более пучков заряженных частиц. На этапе 603 процессор выбирает или обеспечивает основную функцию близости или функцию рассеяния точки, содержащую сумму альфа-функции близости и бета-функции близости. Как правило, основная функция близости выбирается или обеспечивается в соответствии с такими факторами, как материалы мишени и используемого резиста, толщина резиста, значения первичной энергии одного или более пучков заряженных частиц и/или процесс проявления, используемый для проявления резиста.

На этапе 605 электронный процессор определяет модифицированную функцию близости в виде основной функции близости, в которой упомянутая альфа-функция близости заменена на дельта-функцию Дирака.

Этап 607 содержит вычисление с помощью электронного процессора скорректированного топологического рисунка путем выполнения операции обратной свертки цифрового топологического рисунка с помощью модифицированной функции близости. Так как модифицированная функция близости содержит дельта-функцию Дирака вместо альфа-функции близости, неустойчивость численного решения во время упомянутого вычисления существенно уменьшается или полностью отсутствует. Этап 609 может также содержать подходящее масштабирование скорректированного топологического рисунка, как описано выше, например, таким образом, что топологические элементы на плотном участке скорректированного топологического рисунка облучаются дозой, по существу равной дозе 100%.

На фиг.6B показана блок-схема последовательности операций альтернативного способа согласно изобретению, при этом этапы 601, 603, 605, 607, 609 являются такими же, как и на фиг.6A, но в данном случае перед этапом 605 выполняется этап 604, на котором электронный процессор выполняет коррекцию внутреннего эффекта близости над упомянутым цифровым топологическим рисунком. Хотя в показанном варианте осуществления этап 604 выполняется только перед определением модифицированной функции близости, понятно, что этап 604 можно выполнить в любое время до тех пор, пока выполняется упомянутый этап 604 перед вычислением скорректированного топологического рисунка.

На фиг.7 показаны примеры машиночитаемых носителей, на которых можно хранить инструкции для выполнения способа согласно изобретению, и/или на которых можно хранить структуры данных согласно изобретению. Примеры содержат магнитный круг 701, оптический круг 702, энергонезависимую память 703, такую как флеш-карта, и энергозависимую память 704, в данном случае содержащую ряд микросхем RAM. Таким образом, скорректированный топологический рисунок можно вычислить в первом местоположении и сохранить на машиночитаемом носителе, и машиночитаемый носитель можно в дальнейшем транспортировать в систему для литографии пучками заряженных частиц, которая использует скорректированный топологический рисунок для того, чтобы нанести рисунок на мишень.

Следует понимать, что приведенное выше описание включено для иллюстрации работы предпочтительных вариантов осуществления и не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения. Из приведенного выше обсуждения специалистам в данной области техники будут понятны многие вариации, которые к тому же охвачены сущностью и объемом настоящего изобретения.

Изобретение относится к способу коррекции эффекта близости, например, который можно выполнить в системе для литографии пучками заряженных частиц. Технический результат – выполнение улучшенного способа коррекции эффекта близости пучка заряженных частиц. Достигается тем, что в способе, содержащем этапы: приема цифрового топологического рисунка, который будет наноситься на мишень с использованием одного или более пучков заряженных частиц. Этап выбора основной функции близости, содержащей сумму альфа- и бета-функций близости, где упомянутая альфа-функция близости моделирует внутренний эффект близости, и упомянутая бета-функция близости моделирует внешний эффект близости, где постоянная η определяется как отношение между бета-функцией близости и альфа-функцией близости в упомянутой сумме, при этом 0<η<1. Этап определения модифицированной функции близости, которая соответствует упомянутой основной функции эффекта близости, где альфа-функция близости была заменена на дельта-функцию Дирака. И этап использования электронного процессора, выполняющего обратную свертку цифрового топологического рисунка с модифицированной функцией близости для получения скорректированного топологического рисунка. 5 н. и 23 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Способ выполнения процесса коррекции эффекта близости пучка заряженных частиц, причем упомянутый способ содержит этапы:

приема цифровой топологии рисунка, который будет наноситься на мишень с использованием одного или более пучков заряженных частиц,

выбора основной функции эффекта близости, содержащей сумму альфа-функции эффекта близости и бета-функции эффекта близости, причем упомянутая альфа-функция эффекта близости моделирует внутренний эффект близости, и упомянутая бета-функция эффекта близости моделирует внешний эффект близости, при этом постоянная η задана как отношение между бета-функцией эффекта близости и альфа-функцией эффекта близости в упомянутой сумме,

отличающийся тем, что упомянутый способ содержит этапы:

определения модифицированной функции эффекта близости, соответствующей упомянутой основной функции эффекта близости, при этом упомянутая модифицированная функция эффекта близости обеспечивает аппроксимацию основной функции эффекта близости, и при этом в упомянутой модифицированной функции эффекта близости альфа-функцию эффекта близости основной функции эффекта близости заменяют на функцию, которая является обратимой в пространстве Фурье и имеет частотную характеристику, по существу, во всем частотном диапазоне цифрового топологического рисунка, и

использования электронного процессора, выполняющего обратную свертку цифрового топологического рисунка с помощью модифицированной функции эффекта близости, и получения скорректированного топологического рисунка на основании упомянутой обратной свертки.

2. Способ по п.1, в котором упомянутая функция, которая является обратимой в пространстве Фурье и имеет частотную характеристику, по существу, во всем частотном диапазоне цифрового топологического рисунка, является дельта-функцией Дирака.

3. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутое выполнение обратной свертки приводит к вычислению карты коррекции фоновых доз, которая зависит от распределения плотности доз на цифровом топологическом рисунке, и в котором упомянутый скорректированный топологический рисунок получается в виде линейной комбинации упомянутой карты коррекции фоновых доз и упомянутого цифрового топологического рисунка.

4. Способ по п.3, в котором упомянутая карта коррекции фоновых доз вычисляется независимо от любых ранее вычисленных карт коррекции фоновых доз.

5. Способ по п.3 или 4, в котором упомянутый скорректированный топологический рисунок содержит скорректированные топологические элементы, соответствующие топологическим элементам на цифровом топологическом рисунке, причем каждый скорректированный топологический элемент имеет границы, по существу, соответствующие границам соответствующего топологического элемента на цифровом топологическом рисунке, и в котором доза для упомянутого топологического элемента в скорректированном топологическом рисунке отличается от дозы для соответствующего топологического элемента на цифровом топологическом рисунке на величину, основанную на упомянутой карте коррекции фоновых доз.

6. Способ по любому из пп.3-5, в котором упомянутая цифровая топология моделируется в виде функции p(x,y) топологического рисунка, при этом упомянутая альфа-функция эффекта близости и упомянутая бета-функция эффекта близости представляют собой суммы одной или более гауссовых функций g_α(r) и g_β(r), соответственно, где g_α(r) и g_β(r) – гауссовы функции при β>>α и где α и β можно подставить вместо σ в ,

где r - расстояние пучка заряженных частиц при падении на резист в точке (x,y),

причем упомянутый способ содержит этап вычисления упомянутой карты коррекции фоновых доз в виде:

,

где s – коэффициент масштабирования, c – постоянная смещения и ⊗ – оператор свертки,

при этом получение упомянутого скорректированного топологического рисунка содержит вычисление:

,

где упомянутый скорректированный топологический рисунок предпочтительно вычисляется в виде f_n,c(x,y).

7. Способ по п.6, в котором s, по существу, равно 1/(1+η).

8. Способ по п.6 или 7, в котором упомянутая постоянная c зависит от самого плотного распределения топологических элементов в форме линий, которые могут появляться на упомянутом цифровом топологическом рисунке, и в котором значение c находится в пределах диапазона 0,45⋅η/(1+η) – 0,55⋅η/(1+η), предпочтительно, по существу, равно 0,5⋅η/(1+η).

9. Способ по п.6 или 7, в котором упомянутая постоянная c зависит от самого плотного распределения топологических элементов в форме контактов, которые могут появляться на упомянутом цифровом топологическом рисунке, причем значение c находится в пределах диапазона 0,30⋅η/(1+η) – 0,60⋅η/(1+η), предпочтительно, по существу, равно 0,45⋅η/(1+η).

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутая обратная свертка топологического рисунка с модифицированной функцией эффекта близости корректирует бета-функцию эффекта близости без коррекции альфа-функции эффекта близости.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий этап нанесения рисунка на упомянутую мишень с использованием упомянутого скорректированного топологического рисунка.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутая альфа-функция эффекта близости и упомянутая бета-функция эффекта близости представляют собой суммы одной или более гауссовых функций.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором преобразование Фурье бета-функции эффекта близости приближается к нулю при увеличении пространственного разрешения преобразования Фурье.

14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором свертка модифицированной функции эффекта близости с цифровым топологическим рисунком является, по существу, обратимой.

15. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутый этап выполнения операции обратной свертки выполняется путем вычисления аппроксимации упомянутой обратной свертки предпочтительно с использованием разложения в ряд Тейлора модифицированной функции эффекта близости.

16. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий этап нормирования упомянутого скорректированного топологического рисунка.

17. Способ по п.16, в котором упомянутый этап нормирования упомянутого скорректированного топологического рисунка содержит:

- определение самого плотного рисунка конкретного топологического элемента, который может появляться на цифровом топологическом рисунке,

- определение дозы энергии, требуемой для нанесения рисунка на мишень с упомянутыми конкретными топологическими элементами на рисунке, соответствующем упомянутому самому плотному рисунку,

- добавление постоянного смещения в упомянутый скорректированный топологический рисунок для получения смещенного скорректированного топологического рисунка, в котором все значения больше или равны нулю,

- масштабирование упомянутого смещенного скорректированного топологического рисунка таким образом, чтобы топологические элементы в пределах упомянутого рисунка, которые размещаются в самом плотном рисунке, имели дозу 100%, и топологические элементы, расположенные за пределами упомянутого самого плотного рисунка, имели более высокую дозу.

18. Способ по любому из предыдущих пунктов, содержащий этап, перед получением упомянутого скорректированного топологического рисунка на основании упомянутой обратной свертки цифрового топологического рисунка с упомянутой модифицированной функцией эффекта близости, использования электронного процессора для выполнения коррекции внутреннего эффекта близости на упомянутом цифровом топологическом рисунке.

19. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий этап записи на машиночитаемый носитель структуры данных, содержащей представление упомянутого скорректированного топологического рисунка.

20. Способ по п.19, в котором упомянутое представление упомянутого скорректированного топологического рисунка содержит представление цифрового топологического рисунка и отдельное представление карты коррекции фоновых доз.

21. Способ по п.20, в котором упомянутое представление цифрового топологического рисунка содержит некоторое количество многоугольников и связанные с ними значения доз и в котором упомянутое представление карты коррекции фоновых доз содержит некоторое количество многоугольников и связанные с ними значения доз, которые будут накладываться на цифровой топологический рисунок для формирования упомянутого скорректированного топологического рисунка.

22. Способ по пп.19, 20 или 21, в котором упомянутая карта коррекции фоновых доз представлена в виде некоторого количества смежных и неперекрывающихся многоугольников, имеющих размер, который, по существу, больше, чем наименьший размер топологического элемента на цифровом топологическом рисунке.

23. Способ по любому из пп.19-22, в котором радиус, в котором варьируется доза карты коррекции фоновых доз, пропорционален радиусу влияния бета-функции эффекта близости, причем упомянутый радиус предпочтительно соответствует β.

24. Система для литографии пучками заряженных частиц, содержащая электронный процессор, выполненный с возможностью выполнения способа по любому из пп.1-18 и/или для получения скорректированного топологического рисунка из структуры данных, записанной на машиночитаемый носитель способом по любому из пп.19-23.

25. Система для литографии пучками заряженных частиц по п.24, дополнительно содержащая:

источник пучка заряженных частиц для испускания пучка заряженных частиц,

апертурную решетку для разделения упомянутого пучка на множество пучков заряженных частиц,

решетку схем гашения пучка, выполненную для отдельного гашения пучков из упомянутого множества пучков заряженных частиц для того, чтобы упомянутые пучки могли или не могли полностью или частично достигать мишени, и

контроллер, выполненный с возможностью управления упомянутой решеткой схем гашения пучка для гашения упомянутых пучков, основываясь на скорректированном топологическом рисунке, полученном с помощью упомянутого электронного калькулятора.

26. Машиночитаемый носитель, содержащий инструкции, хранящиеся на нем для предписания компьютеру выполнять способ по любому из пп.1-18.

27. Способ выполнения процесса коррекции эффекта близости пучка заряженных частиц, причем упомянутый способ содержит этапы:

приема цифровой топологии рисунка, который будет наноситься на мишень с использованием одного или более пучков заряженных частиц,

выбора основной функции эффекта близости, содержащей сумму альфа-функции эффекта близости и бета-функции эффекта близости, причем упомянутая альфа-функция эффекта близости моделирует внутренний эффект близости, и упомянутая бета-функция эффекта близости моделирует внешний эффект близости, при этом постоянная η задана как отношение между бета-функцией эффекта близости и альфа-функцией эффекта близости в упомянутой сумме,

отличающийся тем, что упомянутый способ содержит этапы:

определения модифицированной функции эффекта близости, соответствующей упомянутой основной функции эффекта близости, причем в упомянутой модифицированной функции эффекта близости альфа-функция эффекта близости заменяется на функцию, которая является обратимой в пространстве Фурье и имеет частотную характеристику, по существу, во всем частотном диапазоне цифрового топологического рисунка, и

использования электронного процессора, выполняющего обратную свертку цифрового топологического рисунка с модифицированной функцией эффекта близости и получения скорректированного топологического рисунка на основании упомянутой обратной свертки.

28. Машиночитаемый носитель, содержащий структуру данных, записанную способом по любому из пп.19-23.