[发明专利]写入策略

说明书

技术领域

本发明涉及通过多个子束，尤其通过带电粒子多子束系统，对目标进行曝光的方法，并且涉及在通过处理器实行时用于执行该方法的计算机可读介质。

背景技术

使用黑白写入策略，即“通”和“断”写入策略，的系统在本领域中广泛为人所知。它们可使用例如激光波束或带电粒子束，并可以以在无掩模系统中使用直接写入器件为特征。通过调整波束(或者调整多波束系统中的波束)，光栅化的虚拟网格中的各个网格单元可被曝光或不曝光，从而在目标上写入期望的图案。这样的波束的特征在于目标表面上的所谓波束效应，该波束效应经常通过点扩展函数(point spread function)来描述。该点扩展函数一般具有高斯分布(Gaussian distribution)。该波束尺寸通常被定义为50％的波束能量所在的分布范围的尺寸。

从被转让给本发明的所有者的第6,897,458号美国专利中可得知一种基于特定类型的带电粒子波束的光刻系统(lithographic system)，该系统包括对目标进行曝光的带电粒子波束柱中生成的大量带电粒子子束。这些带电粒子子束在被调整的同时，在目标之上被扫描。此外，该目标能够相对于波束移动，例如在横切于波束的扫描方向的方向上移动。对子束的调整是在提供给光刻系统的图案数据基础上执行的。在所描述的特定系统中，通过消隐(blank)或阻挡子束执行调整，以有效地接通或切断子束。

利用这种光刻系统(lithography system)对目标进行曝光是通过相对移动目标和通过消隐器(blanker)光学器件调整各带电粒子子束(例如定时的“接通”和“切断”或消隐)的组合来实现的。一种使用子束曝光基底的公知方法是光栅扫描法。为了用曝光图案对目标进行精确地曝光，图案数据被光栅化(rasterize)。目标被放置在电机驱动的载物台上，该载物台以持续的运动方式被移动。当载物台被移动时，以基本上垂直于载物台运动的方向扫描波束。通过将光栅化的图案数据提供给系统，被定时成使得与子束偏移和载物台的运动相同步地调整子束，图案数据表示的图案可作为曝光图案被转置到目标表面上。该光栅化图案数据与在目标表面上的虚拟光栅单元网格上的曝光图案相对应。

现有的带电粒子波束技术适合于对图像进行相对粗糙的成形的光刻系统，例如实现90nm以及更高的临界尺度。然而，对性能的改善存在着日益增长的需求。期望实现例如22nm的相当小的临界尺度，同时保持足够的晶片生产能力，例如每小时生产10至60个晶片。

为达到特定的生产能力(例如，在光刻系统中被定义为每小时曝光特定数量的晶片)所需的子束的总电流，取决于所需的剂量(dose)、晶片的面积和开销时间(例如，将新晶片移动到曝光位置的时间)。在这些散粒噪声(shot noise)受限系统中所需的剂量，除取决于其他因素外，还取决于所要求的特征尺寸和均匀性，以及波束能量。

对于电子波束系统，最大单束电流由斑点尺寸决定。为获得良好的CD均匀性，所需要的斑点尺寸将把单束电流限制成比获得高生产能力需要的电流小得多。因此需要大量的子束(典型地对于每小时10晶片的生产能力需要多于10,000个子束)。由于通过一个透镜的总电流被电子之间的库伦相互作用(Coulomb interaction)所限制，在高生产能力系统中透镜数目也需要是很大的。

增加系统中的电流，导致目标上的总电流增加。但是同时，为了保持性能，撞击到每平方临界尺寸的目标表面上的电子的数目应该维持恒定。

然而，将系统设计成产生具有较小斑点尺寸的子束，相当大地减少了可由每个子束施加到目标的带电粒子电流。与所使用的带电粒子源的亮度无关，在晶片生产能力相同的情况下，与临界尺寸的减小相比，前述要求使带电粒子多波束系统的子束数目增加得比线性增加时大许多。

为了使用这样的多波束系统获得高生产能力，要求子束写入策略尽可能高效地曝光期望图案。相比于虚拟网格的期望尺寸，子束和聚焦子束的透镜的相对尺寸限制了子束可能的布置，使得子束被分开的距离充分地大于透镜直径。

期望写入策略不需要过度复杂地移动子束和目标。出于这种考虑，对所有子束进行均匀偏转而非对各子束的偏转进行单独控制的系统是令人期望的，尤其是对于子束数目非常大的系统。结果，对作为一组的多个子束进行简单光栅扫描可能是不合要求的，因为对该组子束的每次扫描的结尾处的区域的曝光不完全。子束的数量越多，这些区域的不完全曝光对系统的有效利用的影响就越大。还期望该写入策略减小多子束系统中各子束之间的非故意变化的影响。