產生二級圖案以供光刻處理的方法和使用該方法的圖案產生器的製作方法

2023-10-09 12:08:34 4

專利名稱：產生二級圖案以供光刻處理的方法和使用該方法的圖案產生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過多個小射束來產生一個二級圖案以供光刻處理的方法。本發明進一步涉及一種用於在通過一處理器執行時用於執行此方法的計算機可讀媒體。本發明進一步涉及一種經配置用於執行此方法的圖案產生器。本發明進一步涉及一種用於使用複數個小射束來曝光一目標的帶電粒子多小射束系統，其中該系統包括此圖案產生器。最後， 本發明涉及一種包括此圖案產生器的光刻(lithographic)系統。
背景技術：
在本技術領域中廣泛地知曉使用黑色及白色寫入策略(即，「接通(on) 」及「切斷 (off)」寫入策略)的系統。這種系統可使用，例如，雷射射束或帶電粒子射束，且可以在無光罩系統中使用直接寫入為特徵。通過調製射束(或多射束系統中的射束)，光柵化虛擬柵格中的個別柵格單元可被曝光或可不被曝光，以將所要圖案寫入至目標上。此等射束的特徵為目標表面中的所謂的射束效應，其常常是通過點散布函數(point spread function) 描述的。點散布函數通常具有高斯(Gaussian)分布，其描述受到射束影響的表面積的範圍。通常將射束大小定義為存在50%的射束能量的分布的大小。通常，在表面積處射束的光斑面積比柵格單元的典型大小大得多。這樣，特定柵格單元的完全曝光也會在鄰近於經曝光的單元的柵格單元中導致較少強度的曝光。因此，在帶電粒子射束的情況下，沉積於個別柵格單元內的帶電粒子的數目(也被稱作劑量)構成直接從柵格單元自身的曝光與間接從鄰近單元的曝光接收的劑量的總和。通過選擇適於顯影經曝光的抗蝕劑層的截止標準，可獲得所要特徵尺寸。根據已轉讓給本發明的擁有者的美國專利第6，897，458號，可以知曉特定種類的以帶電粒子射束為基礎的光刻系統，且該光刻系統涉及在帶電粒子射束柱中產生的用於曝光目標的大量帶電粒子小射束。使帶電粒子小射束遍及目標進行掃描，同時加以調製。另夕卜，目標可以能夠相對於射束進行移動，例如，在橫切射束掃描方向的方向上進行移動。基於提供至光刻系統的圖案數據來執行小射束的調製。在所描述的特定系統中，通過遮住或阻擋小射束以有效地切換小射束接通及切斷來執行調製。使用此類型的光刻系統來曝光目標是通過目標的相對移動與每一帶電粒子小射束的調製(例如，時控「接通」及「切斷」切換或阻斷(blanking))的組合達成的。一種用以通過小射束來曝光基板的已知方法為光柵掃描方法。為了控制在此掃描方法中的小射束， 使圖案數據光柵化。將目標定位於以連續運動形式移動的馬達驅動的載物臺上。隨著移動載物臺，使射束在實質上垂直於載物臺運動的方向上進行掃描。通過將光柵化圖案數據供應至系統(經時控使得與小射束偏轉及載物臺運動同步地調製小射束)，可將通過圖案數據表示的圖案作為曝光圖案而轉置至目標的表面上。光柵化圖案數據對應於目標的表面上的虛擬光柵單元柵格上的曝光圖案。現有帶電粒子射束技術適於用於圖像的相對進程圖案化的光刻系統，例如，以達成90nm及更高的臨界尺寸(CD)。然而，存在著針對改良效能的不斷增長的需要。需要達成顯著更小的臨界尺寸(例如，22nm)，同時維持足夠的晶圓輸出量，例如，每小時10個至60 個晶圓或更高。在如上文所論述的以習知方式光柵化的圖案中，特徵布置限於光柵單元柵格的柵網格線。然而，歸因於(例如)校正若干解析度幹擾現象(比如近接效應)所需要的校正規則，特徵的邊緣常常未必落在柵網格線上。為此，存在挑選儘可能小的光柵單元柵格的趨勢。然而，尤其在使用複數個小射束的帶電粒子射束系統中，鑑於數據處理約束，需要儘可能大的柵格大小。已轉讓給本發明的擁有者的國際申請案W02007/105939提出通過引入「參差不齊的(ragged) 」邊緣的使用，解決挑選合適柵格大小的問題，以使在柵網格線之間布置特徵邊緣成為可能。通過複數個小射束進行圖案化的另外困難是不同小射束之間的劑量變化。在帶電粒子系統中，每小射束的電流通常變化。在多射束系統中，待圖案化的基板的不同部分是通過不同射束曝光的。由於小射束劑量變化，可出現圖案化誤差。如W02007/105939中所呈現的寫入策略不能夠解決此問題。

發明內容
需要提供一種關於上文所論述的問題中的一個或多個以改良效能，通過多個小射束來產生一個二級圖案以供光刻處理的方法。為此，本發明提供一種通過多個小射束來產生一個二級圖案以供光刻處理的方法，該方法包括提供一向量格式的圖案；將該向量格式圖案轉換成一像素圖格式(pixmap format)的圖案；及通過在該像素圖格式圖案上應用誤差擴散來形成一個二級圖案。在一具體實施例中，該像素圖包括一像素單元陣列(array)。在該像素單元陣列內，將一多級(即，二級以上)值分配給每一像素單元。在本發明的一具體實施例中，將多級值提供給像素單元可以基於通過該個別像素單元而對該向量格式圖案的相對覆蓋。可替代地或額外地，將多級值提供給像素單元可以基於該向量格式圖案的劑量級值(dose level value) 0在本發明的具體實施例中，該向量格式圖案可為一個二級圖案，S卩，其可通過二級值形成。本發明進一步涉及一種，在通過一處理器執行時，用於執行此方法的具體實施例的計算機可讀媒體。本發明進一步涉及一種圖案產生器，其包括一輸入端，其用於接收一向量格式的圖案；一處理單元，其用於執行如上文所描述的產生一個二級圖案以供光刻處理的方法； 及一輸出端，其用於供應該二級圖案。該圖案產生器可進一步包括一用於儲存像素圖格式的圖案的存儲器，該存儲器以可通信方式耦接至該處理單元。本發明進一步涉及一種用於使用複數個小射束來曝光一目標的帶電粒子多小射束系統，該系統包括一小射束調製系統，其用於調製該複數個小射束，以便形成一曝光圖案；一投影系統，其用於將該複數個經調製的小射束投影至該目標的表面上；一偏轉器陣列，其用於使該複數個小射束在第一方向上偏轉；一基板支撐構件，其用於支撐待曝光的該目標；一控制單元，其被配置成協調在第二方向上該基板支撐構件與該複數個小射束之間的相對移動及在該第一方向上小射束群組的移動，使得可根據一像素單元陣列來曝光該目標；其中該帶電粒子多小射束系統進一步包括如上文所描述的小射束圖案產生器。在一具體實施例中，該投影系統包括一投影透鏡系統陣列。在另一具體實施例中， 該複數個小射束被配置為小射束群組，且每一投影透鏡系統與一小射束群組對應。最後，本發明進一步涉及一種光刻系統，其包括一預處理單元；一帶電粒子多小射束系統，其用於根據一個二級圖案而使用複數個小射束來曝光一目標；其中該預處理單元包括如上文所描述的小射束圖案產生器。


下面將參考附圖中所示的實施例來進一步解釋本發明的各方面，在附圖中圖1為帶電粒子多小射束光刻系統的一個範例的簡化示意性概述；圖2為圖1的光刻系統的末端模塊的側視圖形式的簡化示意性概觀；圖3說明具有經圖案化的小射束群組的帶電粒子多小射束光刻系統的範例；圖4A、圖4B示意性地說明形成多級圖案的概念；圖5A、圖5B示意性地說明用於通過誤差擴散來評估多級圖案的兩個不同軌線；圖6A、圖6B示意性地說明根據本發明的一具體實施例的應用多級圖案的一維評估結果；圖7A、圖7B示意性地說明根據本發明的另一具體實施例的應用多級圖案的一維評估結果；圖8A、圖8B示意性地說明根據本發明的具體實施例的可在應用於多級圖案上的二維誤差擴散中應用的不同類型的核心；圖9A、圖9B示意性地說明無移位條件的概念；圖10示意性地說明多小射束光刻設備的數據路徑。
具體實施例方式以下參考附圖描述本發明的各種實施例，這些實施例僅以舉例說明的方式給出。圖1展示不具有電子小射束的共同跨接的基於電子射束光學系統的帶電粒子多小射束光刻系統的一個實施例的簡化示意性圖。例如在美國專利第6，897，458號及第 6，958，804號及第7，084，414號及第7，129，502號中描述了這種光刻系統，這些專利的全文在此皆以引用的方式併入本文中，並已轉讓給本發明的擁有者。在圖1所示的實施例中，光刻系統包括用於產生同質擴展電子射束20的電子源1。 優選地，使射束能量維持在約IkeV至IOkeV的相對較低的範圍內。為了達成此目的，加速電壓優選地較低，電子源優選地保持在相對於處於接地電位的目標的約-IkV至-IOkV之間， 但亦可使用其它設定。來自電子源1的電子射束20通過雙八極2且隨後通過準直器透鏡3以用於準直電子射束20。隨後，電子射束20撞擊孔徑陣列4，孔徑陣列4阻擋該射束的部分，且允許複數個小射束21傳遞通過孔徑陣列4。孔徑陣列優選地包括具有通孔的板。因此，產生複數個平行電子小射束21。該系統產生大量小射束21，較佳為約10，000個至1，000, 000個小射束，但當然，可以使用更多或更少的小射束。應注意，亦可使用其它已知方法來產生經準直的小射束。複數個電子小射束21傳遞通過聚光器透鏡陣列5，聚光器透鏡陣列5在小射束阻斷器(blanker)陣列6的平面中聚焦電子小射束21中的每一者。此小射束阻斷器陣列6 優選地包括複數個阻斷器，其各自能夠使電子小射束21中的一個或多個偏轉。隨後，電子小射束21進入末端模塊(end module) 7。末端模塊7優選地被建構為可插入、可替換的單元，其包括各種組件。在此實施例中，末端模塊7包括射束擋止器陣列 8、射束偏轉器陣列9及投影透鏡配置10，但並非所有這些都需要包括在末端模塊7中，並且它們的配置可以不同。末端模塊7將尤其提供約25倍至500倍(優選地，在50倍至200倍的範圍內)的縮小率。在產生經圖案化的子射束的系統(將參照圖3對其加以論述)中， 需要稍微少些的縮小率。如下文所描述，末端模塊7優選地使小射束偏轉。在離開末端模塊7之後，小射束 21撞擊位於目標平面處的目標11的表面。對於光刻應用，目標通常包括具備帶電粒子敏感層或抗蝕劑層的晶圓。在末端模塊7中，電子小射束21首先通過射束擋止器(beam stop)陣列8。此射束擋止器陣列8主要地確定小射束的開張角。在此實施例中，射束擋止器陣列8包括用於允許小射束傳遞通過的孔徑陣列。射束擋止器陣列8 (呈其基本形式)包括具備通孔的基板，該通孔典型地為圓孔，但也可使用其它形狀。在一實施例中，射束擋止器陣列8的基板由具有規則間隔的通孔陣列的矽晶圓形成，且可被鍍制金屬的表面層以防止表面充電。在一實施例中，金屬是不形成自生氧化物表層的類型，諸如，CrMo。在一個實施例中，使射束擋止器陣列8的通路與小射束阻斷器陣列6的組件對準。 小射束阻斷器陣列6及射束擋止器陣列8 一起操作以阻擋或放行小射束21。若小射束阻斷器陣列6使小射束偏轉，則小射束將不傳遞通過射束擋止器陣列8中的對應孔徑，而是將受到射束擋止器陣列8的基板阻擋。但，若小射束阻斷器陣列6不使小射束偏轉，則小射束將傳遞通過射束擋止器陣列8中的對應孔徑，且將接著作為光斑而投影於目標11的表面上。 以此方式，可有效地接通及切斷個別小射束21。接下來，小射束21傳遞通過射束偏轉器陣列9，射束偏轉器陣列9提供在X及/或 Y方向(實質上垂直於未經偏轉的小射束21的方向)上每一小射束的偏轉。接下來，小射束21傳遞通過投影透鏡配置10，且投影至處於目標平面中的目標11 (典型地為晶圓)上。射束擋止器陣列8中孔徑的直徑可限制小射束的橫截面，使得僅允許小射束的中心部分傳遞通過以用於投影至目標11上。小射束的此中心部分具有一相對均勻的電荷密度。通過射束擋止器陣列8而對小射束的圓周截面的這種截止也主要地決定在系統的末端模塊7中小射束的開張角，以及在目標11處電流的量。在一個實施例中，射束擋止器陣列 8中的孔徑為圓形，從而導致具有大體上均一開張角的小射束。圖2更詳細地展示末端模塊7的一個實施例，其展示射束擋止器陣列8、偏轉陣列 9，及將電子小射束投影至目標11上的投影透鏡配置10。將小射束21投影至目標11上，優選地導致直徑為約10納米至30納米且更優選為約20納米的幾何光斑大小。在此設計中， 投影透鏡配置10優選地提供約100倍至500倍的縮小率。在如圖2所示的此實施例中，小射束21的中心部分首先傳遞通過射束擋止器陣列8 (假定其尚未被小射束阻斷器陣列6偏轉)。接著，小射束21傳遞通過射束偏轉器陣列9中的一偏轉器或被配置成形成偏轉系統的序列的一偏轉器集合。小射束21隨後傳遞通過投影透鏡配置10的電光系統，且最後撞擊處於目標平面中的目標11。在圖2所示的實施例中，投影透鏡配置10具有依次配置的三個板12、13及14，其用以形成一靜電透鏡陣列。板12、13及14優選地包括其中形成有孔徑的板或基板。孔徑優選地形成為透過基板的圓孔，但亦可使用其它形狀。在一個實施例中，基板是由使用在半導體晶片工業中熟知的處理步驟處理的矽或其它半導體形成的。舉例而言，可使用在半導體製造工業中已知的光刻及蝕刻技術將孔徑方便地形成於基板中。優選地，足夠精確地控制所使用的光刻及蝕刻技術以確保孔徑的位置、大小及形狀的均一性。此均一性準許對個別地控制每一小射束的焦點及路徑要求的消除。孔徑的定位的均一性(即，孔徑之間的均一距離(間距)及遍及基板的表面的孔徑的均一配置)準許建構具有在目標上產生均一柵格圖案的密集分封小射束的系統。此夕卜，在使用多個板的系統中，對準每一板中的對應孔徑。在板之間孔徑的未對準可導致沿著不同軸線的焦距之差。孔徑的大小的均一性使在孔徑部位處形成的靜電投影透鏡能夠有均一性。透鏡的大小的偏差將導致聚焦的偏差，使得一些小射束將聚焦於目標平面上，且其它小射束將不聚焦於目標平面上。孔徑的形狀的均一性也是很重要的。在使用圓孔的情況下，孔的圓度的均一性導致所得透鏡的焦距在兩個軸上是相同的。基板優選地被鍍制導電鍍層以形成電極。導電鍍層優選地在每一基板上形成單一電極，其覆蓋在孔徑周圍及孔內部的板的兩個表面。優選地將具有導電自生氧化物的金屬 (諸如，鉬)用於電極，例如，使用在半導體製造工業中熟知的技術將該金屬沉積至板上。圖2展示板12、13及14，電壓V1、V2及V3分別被施加至它們的電極上。板12與板13的電極之間及板13與板14之間的電壓差在這些板中每一孔徑部位處產生靜電透鏡。 這在孔徑陣列中的每一位置處產生一 「垂直」靜電透鏡集合，這些靜電透鏡相互對準，從而產生一投影透鏡系統陣列。每一投影透鏡系統包括形成於每一板的孔徑陣列的對應點處的靜電透鏡集合。形成一投影透鏡系統的每一靜電透鏡集合可被視為單一有效投影透鏡，其聚焦且縮小一個或多個小射束，且具有有效焦距及有效縮小率。通過用於完整陣列的單一控制電壓來控制每一電極。這樣，在圖示的具有三個電極的實施例中，對於所有數千個透鏡，將僅存在三個電壓。在僅使用單一板的系統中，可結合地平面來使用單一電壓，使得靜電透鏡形成於板中每一孔徑部位處。通過三個控制電壓來控制靜電透鏡的特性，使得可通過控制此三個電壓來控制所有小射束的聚焦及縮小率的量。以此方式，可使用單一共同控制信號來控制整個靜電透鏡陣列，以用於縮小及聚焦極大量的電子小射束。可向每一板提供一共同控制信號，或作為兩個或兩個以上板之間的電壓差而提供一共同控制信號。在不同投影透鏡配置中使用的板的數目可變化，且共同控制信號的數目亦可變化。圖2也說明通過偏轉陣列9在Y方向上進行的小射束21的偏轉，其在圖2中被示出為自左至右的小射束的偏轉。在圖2的實施例中，展示偏轉陣列9中的孔徑以供一個或多個小射束傳遞通過，且在孔徑的相反側上提供電極，該電極具備電壓+V及-V。在電極上提供電位差會導致傳遞通過孔徑的該一個或多個小射束的偏轉。不斷變化地改變電壓(或電壓的正負號)將允許(一個或多個)小射束以掃描方式進行掃視，此處是在Y方向上進行掃視。以與針對在Y方向上的偏轉所描述的相同的方式，也可來回地執行在X方向上的偏轉(在圖2中，X方向是在進入及離開紙的方向上)。在所描述的實施例中，可將一偏轉方向用於使小射束在基板的表面上進行掃描，而使用掃描模塊或掃描載物臺在另一方向上平移(translate)基板。平移方向優選地橫向於Y方向，且同時與X方向一致。關於如圖2示意性地所示的末端模塊7的更多細節，在美國申請案12/393，050中有描述，該申請的全文在此以引用的方式併入本文中，其已轉讓給本發明的擁有者。達成特定輸出量(S卩，每小時曝光晶圓的特定數目)所需要的小射束的總電流取決於所需劑量、晶圓的面積及耗用時間(例如，將新晶圓移動至適當位置以供曝光的時間)。這些散粒噪聲有限系統中所需劑量尤其取決於所需特徵大小及均一性以及射束能量。為了使用電子射束光刻來獲得抗蝕劑中的特定特徵大小(臨界尺寸或CD)，需要特定的解析度。通過三個影響要素(contribution)來定義此解析度射束大小、在抗蝕劑中電子的散射，及結合酸擴散(acid diffusion)的二次電子平均自由路徑。此三個影響要素以二次式關係相加以確定總光斑大小。在此三個影響要素之中，射束大小及散射取決於加速電壓。為了解析抗蝕劑中的特徵，總光斑大小應具有與所要特徵大小(CD)的數量級相同的數量級。不僅⑶對於實際應用是重要的，而且⑶均一性對於實際應用也是重要的，且 CD均一性要求將確定實際所需光斑大小。對於電子射束系統，通過光斑大小來定義最大單射束電流。對於小光斑，電流也非常小。為了獲得良好的CD均一性，所需光斑大小將單射束電流限制成比獲得高輸出量所需要的電流少得多。因此，需要大量小射束(典型地，對於每小時10個晶圓的輸出量，多於 10，000個)。對於電子射束系統，通過電子之間的庫侖(Coulomb)相互作用，限制通過一個透鏡的總電流，使得可發送有限數目個小射束通過一個透鏡和/或一個跨接(cross-over) 點。因此這意謂著高輸出量系統中透鏡的數目也需要為大數目。針對系統中小射束的數目的顯著增加的要求產生實際的問題，歸因於多小射束光刻系統中投影光學器件的有限實體尺寸。此等系統中的投影光學器件的大小典型地受到限制以容納(例如)待通過該系統曝光的目標的場。透鏡的數目是有限的，其可被完全地實現在相對於較小的投影光學組件中，即，該末端投影模塊可佔據實際設計。在待達成的減小的臨界尺寸下，可在此等尺寸內使用已知技術建構的透鏡的數目顯著小於達成所需晶圓輸出量所需要的小射束的數目。通過將陣列操縱器(例如，用於將複數個小射束引導朝向單一投影透鏡系統以用於投影至目標上的群組偏轉器陣列或聚光器透鏡陣列)添加至系統，可達成仍然避免小射束的共同跨接的解決方案。該解決方案允許使用對應於在圖1的概念中所應用的技術，且最小化系統中的像差，同時允許系統中小射束的數目的不成比例的增加。在認知到該事實之後發現每個投影透鏡使用多個小射束的解決方案通過在末端模塊7中偏轉器陣列9的偏轉作用，產生經偏轉的小射束的虛擬原點，以假想出虛擬小射束。此想法導致以下觀念這種虛擬小射束也可用一真實小射束或複數個真實小射束來替換。事實上，施加多個真實小射束通過單一投影透鏡系統而不幹擾像差的量仿佛是可能的，尤其是在系統的全部小射束遍及眾多投影透鏡系統分布的情況下。因為可在操作期間的任一時間點阻斷被引導通過每一投影透鏡系統的複數個小射束之中的部分或全部，所以如上文所介紹的系統將被稱作為經圖案化的子射束系統。經圖案化的子射束系統可被看作是被並排地配置的眾多小型化成像系統。圖3說明經圖案化的子射束系統的一個實施例。在此實施例中，經圖案化的子射束系統包括用於產生子射束20A的孔徑陣列4A，及用於產生小射束21的孔徑陣列4B。在子射束產生孔徑陣列4A後方包括一聚光器透鏡陣列5 (或一聚光器透鏡陣列集合)，其用於將子射束20A聚焦朝向末端模塊7的射束擋止器陣列8中的對應開口。優選地，結合小射束阻斷器陣列6來包括小射束產生孔徑陣列4B，即，在小射束阻斷器陣列6之前將小射束阻斷器陣列6配置成與陣列4B靠攏，或以相反方式進行配置。孔徑陣列4A及4B可整合於單一結構中，以用於產生小射束群組21。聚光器透鏡陣列5則優選地位於該單一結構下遊。此設計有利地以簡單且經濟的方式提供用於實現每投影透鏡系統多個小射束。經圖案化的子射束系統的各個實施例的另外細節及優點被描述於國際申請案PCT/EP2009/0M467中，該申請案的全文在此以引用的方式併入本文中，其已轉讓給本發明的擁有者。使用如圖1或圖3所示的光刻系統來曝光目標可通過目標相對於系統內的其它組件(例如，孔徑陣列4、小射束阻斷器陣列6，及小射束擋止器陣列8)的相對移動和每一帶電粒子小射束的調製(例如，時控「接通」及「切斷」切換或阻斷)的組合來達成。通過小射束來曝光目標的已知方式為通過所謂的光柵掃描方法的曝光。在此方法中，為了使用曝光圖案來準確地曝光目標，將圖案數據轉換成像素圖格式。貫穿該說明書， 術語「像素圖(Pixmap) 」將用以指代空間映像像素單元陣列。貫穿該說明書，像素單元，有時被稱作柵格單元，是關於在待曝光的圖案中信息的最小單位。像素單元通常配置為二維柵格，且常常使用點、正方形或矩形來表示。在本說明書內，像素單元將用正方形表示。接著，將目標定位於在第一方向上以連續運動形式移動的馬達驅動的載物臺上。 隨著載物臺在第一方向上移動，使小射束在第二方向上進行掃描，第二方向實質上垂直於載物臺運動的第一方向。在光柵掃描方法中，將曝光圖案轉換成包括單元陣列(也被稱作「柵格」)的格式。 通過以使得小射束調製與小射束偏轉及載物臺移動同步地發生的方式，將圖案數據形式的經轉換的圖案供應至光刻系統，可將曝光圖案轉置至目標上。圖4A、圖4B示意性地說明形成多級圖案的概念。在圖4A中，展示以具有線寬W的線為特徵的線圖案。將具有可尋址像素單元的柵格覆蓋於線圖案上。圖案為二級圖案。術語「級(level) 」涉及與可在指定面積中提供的最大劑量相比較的通過曝光該面積的小射束提供的劑量(例如，如電子的帶電粒子的數目)。圖4A所示的二級圖案對應於所謂的黑白圖案。「黑色」劑量級對應於無劑量。「白色」劑量級對應於全劑量。在此範例中，黑色級用 0表示，且白色級用100表示。應注意，在數字應用中，100%通常對應於可通過可用的位的數目設定的最大值。舉例而言，8位應用允許的最大值為255。二級圖案並非必須具有對應於無劑量和全劑量的級。可將兩個劑量級設定為在可通過帶電粒子多小射束系統中的小射束確實地提供的最大劑量的0%與100%之間的任何值。舉例而言，有可能使用如下二級圖案其中低劑量級對應於最大劑量級的20%的劑量級，而高劑量級對應於最大劑量級的90%的劑量級。然而，有利的是，兩個不同劑量級彼此極不接近。在圖4A中可易於看出，通過應用柵格將圖案的格式轉換成像素圖格式未必會導致線邊緣與柵格單元邊界之間的完全對應性。通過每像素單元提供低劑量或高劑量來圖案化線圖案(黑白圖案化)將導致線移位Δ。鑑於在光刻中相對於特徵布置的非常苛刻的要求，此移位是非常不合需要的。此外，線寬W未必對應於像素單元寬度的倍數。結果，若根據所應用的柵格來執行二級曝光，則經曝光的線寬可不同於線寬W。特徵大小為光刻處理中的驅動力。特徵大小對像素單元尺寸的倍數的限制也將是非常不合需要的。發明人已認識到，可通過首先形成如圖4Β示意性地所展示的多級圖案來避免此等問題。在上下文中，術語「多級(multi-level)」意味著具有兩個以上的可能劑量級，例如，灰度，而非黑色及白色。多級圖案的形成包括根據每一像素單元對圖案的相對覆蓋將不連接的多級值分配給該像素單元。在貫穿該說明書所展示的範例中，用以形成多級圖案的像素單元陣列或柵格等同於用以形成二級圖案的柵格。必須理解的是，這僅僅是為了解釋本發明而並不是限制性的。 舉例而言，多級圖案的柵格單元可包括二級圖案的4個0><幻像素單元，或反之亦然。在圖4A所示的範例中，線圖案的左邊緣部分地橫落在像素單元的行上，使得線圖案佔據該行的每一像素單元的33% (1/3)，且線圖案的右邊緣部分地橫落在像素單元的行上，使得線圖案佔據該行的每一像素單元的67% (2/3) 0圖4B中展示對應多級圖案。通過劑量值100來曝光完全落在線圖案內的像素單元。因此，分配給覆蓋左線邊緣的每一像素單元的值(在下文中被稱作灰度值)等於0.33X 100 = 33。類似地，向在線圖案的右邊緣處的像素單元分配0. 67X100 = 67作為灰度值。選擇像素單元的大小尤其與可用的數據儲存容量的量、所需的處理速度、所需的劑量控制，及所需的特徵布置準確度有關。可通過使用下式來定義多級圖案中合適的級的數目
權利要求
1.一種通過多個小射束來產生二級圖案以供光刻處理的方法，該方法包括提供呈向量格式的圖案；將所述向量格式圖案轉換成呈像素圖格式的圖案；以及通過在該像素圖格式的圖案上應用誤差擴散來形成二級圖案。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述像素圖包括像素單元陣列，並且其中將多級值分配給每一像素單元。
3.如權利要求2所述的方法，其中將多級值提供給像素單元是基於通過相應的像素單元對所述向量格式的圖案的相對覆蓋。
4.如權利要求2或3所述的方法，其中將多級值提供給像素單元是基於所述向量格式的圖案的劑量級值。
5.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其中所述向量格式的圖案是通過二級值形成的。
6.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其中誤差擴散的應用包括將所述像素陣列劃分成部分，每一部分被分配成通過不同小射束來圖案化；確定每一部分的一誤差擴散參數值；使用所確定的所述誤差擴散參數值，將二級值分配給每一部分內的所述像素單元。
7.如權利要求6所述的方法，其中確定所述誤差擴散參數值是基於小射束電流測量。
8.如權利要求6或7所述的方法，其中所述誤差擴散參數值為一閾值，並且其中所述將二級值分配給一部分內的所述像素單元是基於與為所述部分確定的所述閾值的比較。
9.如權利要求6或7所述的方法，其中所述誤差擴散參數是表示所述二級值的較高級的值。
10.如權利要求1-9所述的方法，其中所述誤差擴散為一維，1D，誤差擴散類型。
11.如權利要求1-9所述的方法，其中所述誤差擴散為二維，2D，誤差擴散類型。
12.如權利要求11所述的方法，其中所述2D誤差擴散使用Floyd-Steinberg核心。
13.如權利要求2-12所述的方法，其中所述誤差擴散的應用被進一步限制為不允許擴散朝向滿足無移位條件的一個或多個像素單元。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述無移位條件為被分配給所述一個或多個像素的多級值等於或低於另一閾值。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述另一閾值等於零。
16.如權利要求13所述的方法，其中所述無移位條件為所述一個或多個像素位於一特徵外部。
17.一種計算機可讀媒體，其用於在通過處理器執行時執行如權利要求1-16中任一項所定義的產生一光柵化二級圖案的方法。
18.一種圖案產生器，其包括輸入端，其用於接收呈向量格式的圖案；處理單元，其用於執行如權利要求1-16中任一項所述的產生二級圖案以供光刻處理的方法；以及輸出端，其用於供應所述二級圖案。
19.如權利要求18所述的圖案產生器，其進一步包括用於儲存呈像素圖格式的圖案的存儲器，所述存儲器以通信方式耦接至所述處理單元。
20.一種用於使用複數個小射束來曝光一目標的帶電粒子多小射束系統，該系統包括小射束調製系統，其用於調製所述複數個小射束，以便形成曝光圖案； 投影系統，其用於將所述經調製的小射束投影至所述目標的表面上； 偏轉器陣列，其用於使所述複數個小射束在第一方向上偏轉； 基板支撐構件，其用於支撐待曝光的所述目標；控制單元，其被配置成協調在第二方向上所述基板支撐構件與所述複數個小射束之間的相對移動以及在所述第一方向上小射束群組的移動，使得能夠根據像素單元陣列來曝光所述目標；其中所述帶電粒子多小射束系統進一步包括如權利要求18或19所述的小射束圖案產生器。
21.如權利要求20所述的系統，其中所述投影系統包括投影透鏡系統陣列。
22.如權利要求21所述的系統，其中所述複數個小射束被配置成小射束群組，且每一投影透鏡系統與一個小射束群組對應。
23.如權利要求21或22所述的系統，其中所述偏轉器陣列包括複數個偏轉器，每一偏轉器被配置成使對應的小射束群組偏轉。
24.—種光刻系統，其包括 預處理單元；帶電粒子多小射束系統，其用於根據二級圖案而使用複數個小射束來曝光一目標； 其中所述預處理單元包括如權利要求18或19所述的小射束圖案產生器。
25.如權利要求M所述的光刻系統，其中所述帶電粒子多小射束系統包括 小射束調製系統，其用於調製所述複數個小射束，以便形成曝光圖案； 投影系統，其用於將所述經調製的小射束投影至所述目標的表面上； 偏轉器陣列，其用於使所述複數個小射束在第一方向上偏轉；基板支撐構件，其用於支撐待曝光的所述目標；控制單元，其被配置成協調在第二方向上所述基板支撐構件與所述複數個小射束之間的相對移動以及在所述第一方向上小射束群組的移動，使得能夠根據像素單元陣列來曝光所述目標。
26.如權利要求25所述的系統，其中所述投影系統包括投影透鏡系統陣列。
27.如權利要求沈所述的系統，其中所述複數個小射束被配置為小射束群組，且每一投影透鏡系統與一小射束群組對應。
28.如權利要求沈或27所述的系統，其中所述偏轉器陣列包括複數個偏轉器，每一偏轉器被配置成使對應的小射束群組偏轉。
全文摘要
本發明涉及一種通過多個小射束來產生一個二級圖案以供光刻處理的方法。在該方法中，首先，提供一呈向量格式的圖案。接著，將該向量格式圖案轉換成一像素圖格式的圖案。最後，通過在該像素圖格式圖案上應用誤差擴散來形成一個二級圖案。
文檔編號H01J37/317GK102460632SQ201080032950
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月17日 優先權日2009年5月20日
發明者M.J-J.維蘭德, T.範德皮尤特 申請人:邁普爾平版印刷Ip有限公司