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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein photolithographisches
Verfahren, und insbesondere auf ein Verfahren zum Einstellen der Abweichung
einer kritischen Abmessung (CD; CD = Critical Dimension) von Muster
bzw. Strukturen, die durch ein photolithographisches Verfahren gebildet werden.
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Es
wird die Priorität
der
koreanischen Patentanmeldungen
Nr. 10-2004-0056426 und
Nr. 10-2004-0001099 , eingereicht
am 20. Juli 2004 bzw. am 8. Januar 2004, beansprucht. Die Offenbarungen dieser
koreanischen Patentanmeldungen sind hierin in ihrer Gesamtheit durch
Bezugnahme aufgenommen.
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2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK
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Sowie
die Integrationsdichte in Halbleitervorrichtungen zunimmt, nimmt
dementsprechend eine CD von Muster, die in den Halbleitervorrichtungen gebildet
sind, ab. Dort, wo die CD eines Musters kleiner als die Wellenlänge von
Licht von einer Belichtungsquelle ist, tritt ein optischer Näheeffekt
aufgrund einer Beugung auf. Der optische Näheeffekt bezieht sich auf eine
Verzerrung bzw. Verzeichnung der Muster, die durch eine Kombination
von Faktoren, die den Unterschied in lokalen Musterdichten, benachbarten Muster
in einer Photomaske und die Abweichung der CD aufgrund von Belichtungsgrenzen
aufweisen, verursacht werden. Die "Abweichung der CD" für
die Muster bezieht sich auf eine Abweichung zwischen einer gewünschten
CD und einer tatsächli chen
CD. Da die Verzeichnung der Muster typischerweise der Abweichung
der CD zugeordnet ist, wird die metrische Abweichung der CD derart
aufgefasst, dass dieselbe allgemein eine Musterverzeichnung bzw.
Musterverzerrung in einem weiteren Sinne mit sich bringt.
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Ein
herkömmliches
Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer CD verwendet ein optisches Nähekorrektur-(OPC-;
OPC = Optical Proximity Correction)Verfahren. Das OPC-Verfahren
verwendet eine überarbeitete
Photomaske, um die Abweichung der CD einzustellen. Mit anderen Worten
wird dort, wo eine Abweichung der CD auftritt, eine herkömmliche
Photomaske überarbeitet,
so dass dieselbe neue Muster aufweist, die die Abweichung der CD
berücksichtigen.
Eine lokale Abweichung der CD, z. B. eine CD-Verzeichnung in einem
zentralen oder äußeren Abschnitt
eines Musters, wird daher effektiv abgeschwächt.
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Das
OPC-Verfahren besitzt mindestens zwei Nachteile. Das OPC-Verfahren
ist erstens nicht ohne weiteres auf eine Abweichung einer CD, die
durch die Dichte von benachbarten Muster oder durch die Position
von Muster verursacht wird, anwendbar. Da das OPC-Verfahren eine Überarbeitung
und Wiederherstellung einer Photomaske erfordert, ist dasselbe zweitens
im Allgemeinen weder aufwands- noch zeiteffektiv.
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Viele
Halbleiterherstellungsverfahren umfassen ein Verfahren zum gleichzeitigen
Bilden einer Mehrzahl von identischen Muster, wie z. B. Gate-Leitungen,
Bit-Leitungen und Metallverbindungsleitungen. Dort, wo ein solches
Verfahren verwendet wird, um Muster an einem Halbleitersubstrat
zu bilden, und eine Abweichung der CD auftritt, ist die Gleichmäßigkeit
der Muster üblicherweise
gefährdet.
Bei einem Fall weist beispielsweise die CD eines äußeren Musters
aus einer Mehrzahl von Muster (auf die im Folgenden als die "CD des äußeren Musters" Bezug genommen wird)
eine gewünschte
Größe auf,
die CD eines zentralen Musters aus der Mehrzahl von Muster (im Folgenden
die "CD des zentralen
Musters") ist jedoch
kleiner als die CD des äußeren Musters. Selbst
dort, wo keine Abweichung der CD des äußeren Musters auftritt, kann
mit anderen Worten eine Abweichung der CD des zentralen Musters
auftreten. Obwohl die CD des zentralen Musters eine gewünschte Größe aufweist,
ist bei einem weiteren Fall die CD des äußeren Musters größer als
die CD des zentralen Musters. Bei einem weiteren Fall ist die CD des
zentralen Musters kleiner als eine gewünschte Größe, und die CD eines äußeren Musters
ist größer als
die gewünschte
Größe. Bei
einem weiteren Fall ist die CD des zentralen Musters größer als
die CD des äußeren Musters.
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Um
sich den beschriebenen Problemen der Abweichung der CD zuzuwenden,
wird eine überarbeitete
Photomaske typischerweise wie im Vorhergehenden beschrieben erzeugt
und verwendet. Wie im Vorhergehenden erwähnt, ist das Überarbeiten
und Wiedererzeugen einer Photomaske weder aufwandseffektiv noch
zeiteffektiv. Es kommt häufig
vor, dass bis zu drei oder mehr Überarbeitungen
einer Photomaske erforderlich sind.
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Ein
weiteres Verfahren zum Einstellen der Abweichung der CD ist mit
dem Bilden von Gittern auf einer hinteren Oberfläche einer Photomaske verbunden. 1A und 1B stellen
ein herkömmliches
Verfahren zum Einstellen einer Abweichung einer CD unter Verwendung
von Gittern dar. 1A zeigt einen Fall, bei dem
keine Gitter gebildet sind, und 1B zeigt
einen Fall, bei dem Gitter auf der hinteren Oberfläche einer
Photomaske gebildet sind. In 1A und 1B zeigt
die Darstellung (a) eine relative Intensität von einfallendem Licht, (b)
zeigt eine relative Intensität
von Licht, das durch die Photomaske gelaufen ist, und (c) zeigt
die relative Verteilung einer CD eines äußeren Musters und einer CD eines
zentralen Musters.
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Bezug
nehmend auf 1A wird ein einfallendes Licht
mit einer gleichmäßigen Intensität auf eine
gesamte Oberfläche
einer Photomaske 10 projiziert, wie in 1A(a) gezeigt
ist, und das einfallende Licht wird mit einer gleichmäßigen Intensität durch ein
Quarzsubstrat 11 der Photomaske 10, wie in 1A(b) gezeigt ist, transmittiert bzw.
durchgelassen. Die CD von Muster, die an einem Halbleitersubstrat
unter Verwendung der Photomaske 10 gebildet werden, ist
jedoch ziemlich ungleichmäßig, wie
in 1A(c) gezeigt ist. In 1A(c) ist eine CD eines zentralen Abschnitts
(CD1) größer als
eine CD eines äußeren Abschnitts
(CD2). Unter der Annahme, dass eine Ziel-CD CD1 ist, ist eine Abweichung
der CD daher als ΔCD
= CD2 – CD1
definiert.
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Bezug
nehmend auf 1B, wird einfallendes Licht
mit einer gleichmäßigen Intensität auf die gesamte
Oberfläche
einer Photomaske 20, wie in 1B(a) gezeigt,
projiziert, und das einfallende Licht wird mit einer ungleichmäßigen Intensität durch ein
Quarz-Substrat 21 der Photomaske 20 gelassen, wie
in 1B(b) gezeigt ist.
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Während das
einfallende Licht, das durch einen zentralen Abschnitt des Quarzsubstrats 21 transmittiert
wird, eine relativ niedrige Intensität aufweist, weist einfallendes
Licht, das durch äußere Abschnitte des
Quarzsubstrats 21 transmittiert wird, eine relativ hohe
Intensität
auf. Die ungleichmäßige Intensität von einfallendem
Licht, das durch das Quarzsubstrat 21 transmittiert bzw.
durchgelassen wird, wird durch Gitter 23 verursacht, die
auf einer hinteren Oberfläche
der Photomaske 20 gebildet sind. Bezug nehmend auf 1B(b) sind die Gitter 23 in dem
zentralen Abschnitt der Photomaske 20 dichter gebildet
als in den äußeren Abschnitten
derselben. Durch Steuern der Intensität von einfallendem Licht unter
Verwendung der Gitter 23 kann die CD von Muster, die an
einem Halbleitersubstrat durch die Photomaske 20 gebildet
werden, als gleichmäßig eingestellt
werden, wie in 1B(c) gezeigt ist.
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Die
Bildung von Gittern 23 an der Photomaske 20 verschlechtert
ungünstigerweise
die Auflösung der
Muster durch Absenken des Kontrasts von Musterbildern und Reduzieren
der entsprechenden normierten logarithmischen Bildsteigung (NILS;
NILS = Normalized Image Log Slope). 2A ist
eine graphische Darstellung, die den Kontrast von Musterbildern
als eine Funktion der Gitterdichte für die Photomaske 20 zeigt. 2B ist
eine graphische Darstellung, die die NILS als eine Funktion der
Gitterdichte für
die Photomaske 20 zeigt. Die in 2A und 2B gezeigten
Resultate wurden unter Verwendung einer 8% gedämpften Phasenverschiebungsmaske
mit einer numerischen Apertur (NA) von 0,7, ringförmigen Öffnungen
und 150-nm-Linien-und-Zwischenraum-Mustern erhalten. Bezug nehmend
auf 2A und 2B nehmen
der Kontrast von Musterbildern und die NILS ab, sowie die Dichte
der Gitter 23 an der Photomaske 20 zunimmt.
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Die
Bildung von Gittern 23 an der Photomaske 20 kann
zusätzlich
die vordere Oberfläche
der Photomaske 20 beschädigen.
Es ist ferner allgemein schwierig, die Gittermuster gemäß einer
gegebenen Abweichung der CD genau anzupassen. Obwohl das vorhergehende
Verfahren eine allgemeine Abweichung der CD gemäß Positionen an dem Halbleitersubstrat
erfolgreich einstellt, versagt dasselbe außerdem dabei, die lokale Abweichung
der CD einzustellen.
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Die
DE 10 2004 057 180
A1 beschreibt ein Verfahren und eine Photomaske zum Strukturieren einer
integrierten Schaltungsvorrichtung mit Hilfe eines transparenten
Substrates. Innerhalb des transparenten Substrates sind Schattenelemente
angeordnet, die eine von dem transparenten Substrat verschiedene
Lichtdurchlässigkeitscharakteristik
aufweisen. Durch dieses Vorsehen von unterschiedlichen Durchlässigkeiten
in unterschiedlichen Abschnitten der Photomaske kann die Gleichmäßigkeit der
Strukturierungsstrahlungsintensität, die durch die Photomaske
durchgelassen wird, verbessert werden und eine Gleichmäßigkeit
von kritischen Abmessungen, die auf einer integrierten Schaltungsvorrichtung integriert
werden, verbessert werden.
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Auch
die
DE 103 46 561
A1 beschreibt eine Photomaske und ein Verfahren zur Beeinflussung der
Lichtdurchlässigkeitscharakteristik,
wobei die Einstellschicht zur Einstellung der Lichtdurchlässigkeit
hier auf der Rückseite
des Photomaskensubstrats angeordnet ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Einstellen der Abweichung
einer CD für Muster,
die durch ein photolithographisches Verfahren gebildet werden. Die
Abweichung einer CD wird durch Bilden einer Vertiefung bzw. Ausnehmung,
einer Unterschneidung und/oder einer isotropen Rille in einem transparenten
Substrat einer Photomaske mit einer Größe, die kleiner als die Wellenlänge von einfallendem
Licht ist, das bei dem photolithographischen Verfahren verwendet
wird, eingestellt. Dort, wo eine Vertiefung und eine Unterschneidung
gebildet sind, wird die Abweichung der CD typischerweise um einen
größeren Betrag
eingestellt als dort, wo eine Vertiefung und eine isotrope Rille
gebildet sind. Ein Verfahren zum Einstellen der Abweichung der CD durch
Bilden der Vertiefung und der Unterschneidung wird dementsprechend
vorzugsweise verwendet, um die CD eines allgemeinen Musters über ein
gesamtes Substrat zu vergrößern oder
zu verkleinern, während ein
Verfahren zum Einstellen der Abweichung der CD durch Bilden der
Vertiefung und der isotropen Rille vorzugsweise verwendet wird,
um eine CD eines feinen Musters in einem ausgewählten Abschnitt des Substrats
zu vergrößern oder
zu verkleinern.
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Die
vorliegende Erfindung verhindert die Verschlechterung des Kontrasts
von Musterbildern und die Reduzierung der normierten logarithmischen Bildsteigung.
Die vorliegende Erfindung verhindert ferner, dass die Photomaske
beschädigt
wird, wenn die Abweichung der CD eingestellt wird. Dort, wo ferner
unterschiedliche CDs für
verschiedene Muster, die an einem Substrat gebildet sind, anwendbar
sind, schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Einstellen
der Abweichung der CD über
das gesamte Substrat durch lediglich einmaliges Durchführen eines Ätzmaskenbildungsverfahrens.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Einstellen
der Abweichung einer CD für
Muster, die an einem Vorrichtungssubstrat durch ein photolithographisches
Verfahren unter Verwendung einer Belichtungsquelle mit einer Wellenlänge λ gebildet
werden, geschaffen. Das Verfahren weist das Bereitstellen einer
Photomaske auf, die ein transparentes Substrat und ein Lichtblockierungsmuster,
das an dem transparenten Substrat gebildet ist, aufweist. Das Verfahren
weist ferner das Durchführen
des photolithographischen Verfahrens unter Verwendung der Photomaske
und das Ätzen
einer Region mit einer CD-Abweichung in dem transparenten Substrat
bis zu einer Tiefe auf, die kleiner als die Wellenlänge λ ist, wobei
die Region mit der CD-Abweichung einer Region in dem Vorrichtungssubstrat
entspricht, in der die CD-Abweichung sonst als ein Resultat des
photolithographischen Verfahrens auftritt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Einstellen einer CD für
Muster, die an einem Vorrichtungssubstrat durch ein photolithographisches
Verfahren unter Verwendung einer Belichtungsquelle mit einer Wellenlänge λ gebildet
werden, geschaffen. Das Verfahren weist das Bereitstellen einer
Photomaske, die ein transparentes Substrat und ein Lichtblockierungsmuster,
das an dem transparenten Substrat gebildet ist, aufweist, und das
Bilden eines Materialmusters an dem Vorrichtungssubstrat aus einer
Materialschicht unter Verwendung eines photolithographischen Verfahrens
und eines Ätzverfahrens
unter Verwendung der Photomaske auf. Das Verfahren weist ferner
das Messen einer CD für
das Materialmuster, das Definieren einer Region mit einer positiven CD-Abweichung
und einer Region mit einer negativen CD-Abweichung in dem transparenten
Substrat durch Berechnen einer Abweichung der CD für das Materialmuster
auf, wobei die Abweichung der CD für das Materialmuster durch
Vergleichen der gemessenen CD des Materialmusters mit einer Ziel-CD
berechnet wird. Das Verfahren weist ferner das Bilden einer Vertiefung
in der Region mit der positiven CD-Abweichung und das Bilden einer
Unterschneidung in der Region mit der negativen CD-Abweichung auf.
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Eine
Tiefe der Vertiefung und eine Breite der Unterschneidung werden
vorzugsweise durch experimentelle Daten, die unter experimentellen
Bedingungen, die gleich den Verarbeitungs- bzw. Verfahrensbedingungen
sind, bestimmt. Die Vertiefung wird vorzugsweise durch Durchführen eines
anisotropen Ätzverfahrens
unter Verwendung des Lichtblockierungsmusters als eine Ätzmaske
gebildet. Die Unterschneidung wird vorzugsweise durch Durchführen eines
chemischen Trockenätzverfahrens
oder eines Nassätzverfahrens
unter Verwendung des Lichtblockierungsmusters als eine Ätzmaske
gebildet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Einstellen einer CD für
Muster, die an einem Vorrichtungssubstrat durch ein photolithographisches
Verfahren unter Verwendung einer Belichtungsquelle einer Wellenlänge λ gebildet
werden, geschaffen. Das Verfahren weist das Bereitstellen einer
Photomaske, die ein transparentes Substrat und ein Lichtblockierungsmuster,
das an dem transparenten Substrat gebildet ist, aufweist, und das
Bilden eines Materialmusters an dem Vorrichtungssubstrat aus einer
Materialschicht unter Verwendung des photolithographischen Verfahrens und
eines Ätzverfahrens
unter Verwendung der Photomaske auf. Das Verfahren weist ferner
das Messen einer CD für
das Materialmuster, das Definieren einer Region mit einer positiven
CD-Abweichung und einer Region mit einer negativen CD-Abweichung
in dem transparenten Substrat durch Berechnen einer Abweichung der
CD für
das Materialmuster, wobei das Berechnen der Abweichung der CD für das Materialmuster
das Vergleichen der gemessenen CD mit einer Ziel-CD für das Materialmuster
aufweist, das Bilden einer isotropen Rille mit einer vorbestimmten
Tiefe in der Region mit der positiven CD-Abweichung und das Bilden
einer Vertiefung mit einer vorbestimmten Tiefe in der Region mit
der negativen CD-Abweichung auf.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Einstellen der Abweichung einer CD für Muster, die an einem Vorrichtungssubstrat
unter Verwendung einer Photomaske gebildet werden, geschaffen. Das
Verfahren weist das Bereitstellen der Photomaske, bei dem die Photomaske
ein transparentes Substrat aufweist, und das Definieren einer ersten
Region mit einer positiven CD-Abweichung, einer zweiten Region mit
einer positiven CD-Abweichung und einer dritten Region mit einer
positiven CD-Abweichung in der Photomaske auf, wobei die erste,
die zweite und die dritte Region mit der positiven CD-Abweichung
jeweiligen Muster entsprechen, die von einer ersten CD, einer zweiten
CD und einer dritten CD abweichen. Das Verfahren weist ferner das
Bilden einer Vertiefung mit einer vorbestimmten Tiefe in dem transparenten
Substrat in jeder der ersten bis dritten Region mit der CD-Abweichung
und das Bilden einer zweiten Vertiefung und/oder einer isotropen
Rille innerhalb der Vertiefung auf.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten
Zeichnungen stellen mehrere ausgewählte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung dar und sind in dieser Beschreibung enthalten und bilden
einen Teil derselben. Es zeigen:
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1A und 1B ein
herkömmliches
Verfahren zum Einstellen einer Abweichung einer CD von Muster unter
Verwendung von Gittern;
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2A eine
graphische Darstellung, die einen Kontrast als eine Funktion der
Gitterdichte für Musterbilder,
die durch eine Photomaske in 1B gebildet
werden, zeigt;
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2B eine
graphische Darstellung, die die NILS als eine Funktion der Gitterdichte
für Musterbilder,
die durch die Photomaske in 1B gebildet werden,
zeigt;
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3A eine
Querschnittsansicht einer Photomaske, die bei einem Verfahren zum
Einstellen der Abweichung einer CD gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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3B eine
Querschnittsansicht einer Photomaske, die bei einem Verfahren zum
Einstellen der Abweichung einer CD gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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4A eine
Querschnittsansicht einer Photomaske mit einer Vertiefung;
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4B eine
Querschnittsansicht einer Photomaske mit einer Unterschneidung;
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5A eine
graphische Darstellung, die eine optische Intensität für Licht
zeigt, das durch die Photomaske in 4A durchgelassen
bzw. transmittiert wird, als eine Funktion des Abstands von der
Mitte der Photomaske;
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5B eine
graphische Darstellung, die eine CD von Muster, die unter Verwendung
der Photomaske in 4A gebildet werden, als eine
Funktion der Tiefe der Vertiefung in der Photomaske zeigt, dort
gemessen, wo eine optische Schwellenintensität basierend auf der in 5A gezeigten
graphischen Darstellung auf 0,2 eingestellt ist;
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6A eine
graphische Darstellung, die eine optische Intensität für Licht
zeigt, das durch die Photomaske in 4B durchgelassen
wird, als eine Funktion eines Abstands von einer Mitte der Photomaske;
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6B eine
graphische Darstellung, die eine CD für Muster, die unter Verwendung
der Photomaske in 4B gebildet werden, als eine
Funktion einer Breite der Unterschneidung in der Photomaske zeigt,
dort gemessen, wo die optische Schwellenintensität basierend auf der in 6A gezeigten
graphischen Darstellung auf 0,2 eingestellt ist;
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7A eine
Querschnittsansicht einer Photomaske mit einer Vertiefung;
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7B eine
Querschnittsansicht einer Photomaske mit einer isotropen Rille;
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8A eine
graphische Darstellung, die eine CD für Muster, die unter Verwendung
der Photomaske in 7A gebildet werden, als eine
Funktion der Breite der Vertiefung zeigt;
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8B eine
graphische Darstellung, die eine CD für Muster, die unter Verwendung
der Photomaske in 7B gebildet werden, als eine
Funktion einer Öffnungsgröße der isotropen
Rille zeigt;
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9A eine
Querschnittsansicht einer Photomaske mit einer ersten Vertiefung
und einer zweiten Vertiefung;
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9B eine
Querschnittsansicht einer Photomaske mit einer Vertiefung und einer
isotropen Rille;
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10A eine graphische Darstellung, die eine CD für Muster,
die unter Verwendung der Photomaske in 9A gebildet
werden, als eine Funktion der Breite der zweiten Vertiefung zeigt;
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10B eine graphische Darstellung, die eine CD für Muster,
die unter Verwendung der Photomaske in 9B gebildet
werden, als eine Funktion der Öffnungsgröße der isotropen
Rille zeigt;
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11 ein
Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer
CD für Muster
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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12A bis 12C Querschnittsansichten,
die ein Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer CD für Muster,
die durch eine Photomaske mit einer Region mit einer positiven CD-Abweichung
gebildet werden, darstellen;
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13A bis 13C Querschnittsansichten,
die ein Verfahren zum Einstellen einer Abweichung einer CD für Muster,
die unter Verwendung einer Photomaske mit einer Region mit einer
negativen CD-Abweichung gebildet werden, darstellen; und
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14A und 14B Querschnittsansichten,
die ein Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer CD für Muster,
die unter Verwendung einer Photomaske mit einer Mehrzahl von unterschiedlich großen Regionen
mit einer CD-Abweichung gebildet werden, darstellen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist im Folgenden vollständiger unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen mehrere exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung
gezeigt sind. In den Zeichnungen sind die Dicken von Schichten zur
Klarheit übertrieben
dargestellt. Gleiche Bezugsziffern beziehen sich ferner durch die
Zeichnungen und die geschriebene Beschreibung auf gleiche Elemente.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Abweichung einer CD für Muster durch Bilden einer Vertiefung
und/oder einer Unterschneidung in einem transparenten Substrat in
einer Photomaske eingestellt. Die Vertiefung und/oder die Unterschneidung werden
allgemein durch ein anisotropes Trockenätzen und/oder ein isotropes Ätzen an
einer vorderen Oberfläche
der Photomaske, d. h. einer Oberfläche der Photomaske, an der
ein Lichtblockierungsmuster gebildet ist, gebildet. Die Vertiefung
und/oder Unterscheidung stellen die Abweichung einer CD durch Variieren
der Intensität
von einfallendem Licht, das durch die Photomaske durchgelassen wird,
ein. Die Vertiefung und/oder die Unterschneidung weisen typischerweise
eine kleinere Tiefe oder Breite als die Wellenlänge des einfallenden Lichts
auf.
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3A ist
eine Querschnittsansicht einer Photomaske 30, die bei einem
Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer CD gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird. In der Photomaske 30 ist eine
Vertiefung 33 in einer Lichtdurchlassregion eines transparenten
Substrats 31 gebildet. Die Vertiefung 33 wird
vorzugsweise durch Durchführen eines
anisotropen Trockenätzen
unter Verwendung eines Photoresist-Musters (nicht gezeigt) und/oder eines
Lichtblockierungsmusters 32 gebildet.
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Bezug
nehmend auf 3A ist die Vertiefung 33 in
dem transparenten Substrat 31 der Photomaske 30 mit
einer vorbestimmten Breite w1 und Tiefe d1 gebildet. Die Abweichung
einer CD für
Muster, die unter Verwendung der Photomaske 30 gebildet werden,
variiert gemäß der Breite
w1 und der Tiefe d1. Eine Beziehung zwischen der Abweichung einer CD
und der Breite w1 und der Tiefe d1 ist detaillierter im Folgenden
beschrieben.
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Die
Breite w1 ist vorzugsweise kleiner oder gleich einem Abstand "wp" über eine Lücke in dem Lichtblockierungsmuster 32.
Die Tiefe d1 ist vorzugsweise kleiner als eine Wellenlänge von
einfallendem Licht, das durch die Photomaske 30 empfangen
wird. Dieses bevorzugte Merkmal der vorliegenden Erfindung verhindert,
dass die Phase von Licht, das durch die Photomaske 30 durchgelassen
wird, invertiert bzw. umgekehrt wird.
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3B ist
eine Querschnittsansicht einer Photomaske 40, die zur Verwendung
innerhalb eines Verfahrens zum Einstellen der Abweichung einer CD für Muster
gemäß der vorliegenden
Erfindung angepasst ist. In der Photomaske 40 ist eine
Unterschneidung 43 in einem transparenten Substrat 41 gebildet. Die
Unterschneidung 43 wird vorzugsweise durch isotropes Nassätzen oder
isotropes Trockenätzen unter
Verwendung eines Photoresist-Musters (nicht gezeigt) und/oder eines
Lichtblockierungsmusters 42 gebildet. Als ein Resultat
des isotropen Ätzens
wird eine Unterschneidung 43 in sowohl einer Lichtblockierungsregion
als auch einer Lichtdurchlassregion des transparenten Substrats 41 gebildet.
Obwohl es eine Korrelation zwischen einer horizontalen Ätzrate und
einer vertikalen Ätzrate
für das
transparente Substrat 41 gibt, ist die horizontale Ätzrate typischerweise
höher als
die vertikale Ätzrate.
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Bezug
nehmend auf 3B weist ein Abschnitt der Unterschneidung 43,
der in der Lichtblockierungsregion des transparenten Substrats 41 gebildet
ist, eine vorbestimmte Breite w2, eine Öffnungsgröße w2' und eine Tiefe d2 auf. Abweichungen
einer CD für
Muster, die unter Verwendung der Photomaske 40 gebildet
werden, variieren gemäß der Breite
w2, der Öffnungsgröße w2' und der Tiefe d2.
Die Beziehung zwischen der Abweichung einer CD, der Breite w2, der Öffnungsgröße w2' und der Tiefe d2
ist detaillierter im Folgenden beschrieben.
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Obwohl
sich eine Unterschneidung typischerweise auf ein Merkmal bezieht,
das unterhalb etwas anderem auftritt, sollte die Unterschneidung 43 derart
interpretiert werden, dass sie sowohl einen geätzten Abschnitt, der in der
Lichtblockierungsregion (z. B. einer Region unter dem Lichtblockierungsmuster 42)
gebildet ist, als auch einen geätzten
Abschnitt, der in der Lichtdurchlassregion gebildet ist, aufweist. Die
Breite w2 bezieht sich auf eine Breite des geätzten Abschnitts der Unterschneidung 43,
die in der Lichtblockierungsregion gebildet ist. Die Öffnungsgröße w2' bezieht sich auf
eine Breite des geätzten Abschnitts
der Unterschneidung 43, die in der Lichtdurchlassregion
gebil det ist. Die Öffnungsgröße w2' der Unterschneidung 43 ist
typischerweise kleiner oder gleich einem Abstand "wp" über eine Lücke in dem Lichtblockierungsmuster 42.
Der Ausdruck "Unterschneidung" wird hierin allgemein
dort verwendet, wo die Öffnungsgröße etwa
gleich dem Abstand über eine
Lücke in
dem Lichtblockierungsmuster ist, während der Ausdruck "isotrope Rille" dort verwendet wird,
wo die Öffnungsgröße kleiner
als der Abstand über
eine Lücke
in dem Lichtblockierungsmuster ist.
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4A und 4B stellen
Photomasken dar, die bei einem ersten experimentellen Beispiel verwendet
werden, das die vorliegende Erfindung erklärt. 4A ist
eine Querschnittsansicht einer Photomaske 130 mit einer
Vertiefung 133, und 4B ist eine
Querschnittsansicht einer Photomaske 140 mit einer Unterschneidung 143.
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Bezug
nehmend auf 4A ist eine Vertiefung 133 über eine
gesamte Lichtdurchlassregion einer Photomaske 130 gebildet.
Die Vertiefung 133 weist eine Breite w3 gleich einem Abstand "wp" über eine Lücke in einem Lichtblockierungsmuster 132 und
eine Tiefe d3 in einem transparenten Substrat 131 auf.
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Bezug
nehmend auf 4B ist die Unterschneidung 143 über eine
gesamte Lichtdurchlassregion der Photomaske 140 gebildet.
Die Unterschneidung 143 weist eine Öffnungsgröße w4' gleich einem Abstand "wp" über eine Lücke in einem Lichtblockierungsmuster 142,
eine Breite w4 und eine Tiefe d4 in einem transparenten Substrat 141 auf.
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4A und 4B können als
spezielle Beispiele von Photomasken 30 und 40,
die in 3A bzw. 3B gezeigt
sind, betrachtet werden.
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5A ist
eine graphische Darstellung, die eine optische Intensität von Licht,
das durch die Photomaske 130 durchgelassen wird, als eine
Funktion der Tiefe d3 zeigt. Die optische Intensität ist für Werte einer
Tiefe d3, die kleiner als eine Wellenlänge λ von einfallendem Licht ist,
gemessen. Die optische Intensität
ist insbesondere für
Werte in einem Bereich von 0 bis 240 nm in Intervallen von 40 nm
gemessen. Diese Messungen sind mit einem einfallenden Licht mit einer
Wellenlänge
von 248 nm verbunden. Die experimentellen Beobachtungen sind insbesondere
mit einer 248-nm-KrF-Lichtquelle verbunden. Bezug nehmend auf 5A,
in der die Tiefe d3 kleiner als die Wellenlänge λ ist, verringert eine zunehmende
Tiefe d3 die größte optische
Intensität
von Licht, das durch die Photomaske 130 durchgelassen wird.
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5B ist
eine graphische Darstellung, die eine Variation einer CD von Muster
zeigt, die dort gemessen wird, wo die optische Schwellenintensität auf der
Basis der graphischen Darstellung, die in 5A gezeigt
ist, auf 0,2 eingestellt ist. Dort, wo die optische Schwellenintensität auf andere
Werte als 0,2 eingestellt ist, verändern sich die Werte für die CD von
Muster, jedoch zeigen relative Unterschiede zwischen den CDs von
Muster den gleichen allgemeinen Trend, der in 5B sichtbar
ist. Bezug nehmend auf 5B tendiert die CD von Muster
dazu abzunehmen, sowie die Tiefe d3 zunimmt.
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Eine
CD von Muster wird daher durch Bilden der Vertiefung 133 mit
einer Breite w3, die gleich dem Abstand "wp" ist,
und dann durch Vergrößern der
Tiefe d3 der Vertiefung 133 reduziert. Die Menge einer Einstellung
einer CD von Muster variiert daher durch Steuern der Tiefe d3 der
Vertiefung 133. Bei dem ersten experimentellen Beispiel
stellt das Vergrößern der
Tiefe d3 um 10 nm die CD von Muster um etwa 3 nm ein. Das Verfahren
zum Einstellen der CD von Muster durch Bilden der Vertiefung 133 in
der gesamten Lichtdurchlassregion des transparenten Substrats 131 kann
dementsprechend in einer Region mit einer positiven CD-Abweichung
in einer Photomaske angewendet werden, insbesondere, wenn die CD von
Muster um einen relativ großen
Wert eingestellt wird, wie es aus einem zweiten experimentellen
Beispiel klarer sichtbar ist.
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6A ist
eine graphische Darstellung, die eine optische Intensität als eine
Funktion einer Breite w4 einer Unterschneidung 143, die
in 4B gezeigt ist, zeigt. Die Breite w4 ist vorzugsweise
kleiner als eine Wellenlänge λ von einfallendem
Licht. 6A zeigt eine optische Intensität für Licht,
das durch eine Photomaske 140 durchgelas sen wird, für unterschiedliche
Werte von w4 in der Unterschneidung 143. Die optische Intensität ist in 6A für Werte von
Breiten w4 von 0 nm bis 200 nm, gezeigt in Intervallen von 50 nm,
gezeigt.
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Bezug
nehmend auf 6A tendiert die maximale optische
Intensität
von Licht, das durch die Photomaske 140 läuft, dazu,
genauso zuzunehmen, wie die Breite w4 der Unterschneidung 143 zunimmt. Unterdessen
ist dort, wo die Breite w4 der Unterschneidung 143 0 nm
ist, die maximale optische Intensität niedriger als dort, wo eine
binäre
Maske (BM) verwendet wird. Dies liegt daran, dass dort, wo die Breite
w4 der Unterschneidung 143 0 nm ist, lediglich eine Vertiefung
mit einer vorbestimmten Tiefe in der Lichtdurchlassregion der Photomaske 140 gebildet wird.
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6B ist
eine graphische Darstellung, die eine Variation der CD von Mustern
zeigt, die dort gemessen wird, wo die optische Intensität auf der
Basis der graphischen Darstellung, die in 6A gezeigt ist,
auf 0,2 eingestellt ist. Bezug nehmend auf 6B nimmt
die CD von Muster monoton zu, sowie die Breite w4 der Unterschneidung 143 zunimmt.
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Eine
CD von Muster wird daher durch Bilden einer Unterschneidung 143 unter
dem Lichtblockierungsmuster 142 vergrößert. Sowie die Breite w4 der Unterschneidung 143 zunimmt,
wird außerdem
die CD von Muster um eine größere Menge
eingestellt. Bei diesem ersten experimentellen Beispiel wird dort, wo
die Breite w4 der Unterschneidung 143 um 10 nm vergrößert wird,
die CD von Muster um etwa 5 nm eingestellt. Das Verfahren zum Einstellen
einer CD von Muster durch Bilden der Unterschneidung 143 in dem
transparenten Substrat 141 kann dementsprechend in einer
Region mit einer negativen CD-Abweichung einer Photomaske angewendet
werden, insbesondere dort, wo die CD von Muster um einen relativ
großen
Wert eingestellt wird, wie es bei einem zweiten experimentellen
Beispiel klarer sichtbar werden wird.
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Die
optische Intensität
von Licht, das durch die Photomasken 130 und 140 durchgelassen
wird, variiert zusammenfassend gemäß der Tiefe d3 der Vertiefung 133,
die in der Photomaske 130 gebildet wird, und der Breite
w4 der Unterschneidung 143, die in der Photomaske 140 gebildet
wird. Durch Steuern der Tiefe d3 und der Breite w4 kann eine CD
eines Musters, das einer Vertiefung 133 oder einer Unterschneidung 143 entspricht,
ohne weiteres eingestellt werden. Die CD des Musters wird durch
Bilden der Vertiefung 133 in der Photomaske 130 zu
einer geeigneten Tiefe d3 und durch Bilden der Unterschneidung 143 in
der Photomaske 140 zu einer geeigneten Breite w4 eingestellt.
Ein Ätzmaskenbildungsverfahren
wird typischerweise zweimal oder mehrere Male durchgeführt, um
die Vertiefung 130 oder die Unterschneidung 143 zu
unterschiedlichen Tiefen d3 bzw. Breiten w4 gemäß Positionen der Lichtdurchlassregion
zu bilden. Dies liegt daran, dass die Tiefe d3 der Vertiefung 130 und
die Breite w4 der Unterschneidung 143 jeweils von der Verfahrenszeit
bzw. Prozesszeit abhängen.
Das Verfahren zum Einstellen der CD von Muster, das bei dem ersten
experimentellen Beispiel dargestellt ist, ist dennoch beim Einstellen
einer CD von Muster um einen großen Wert und beim Einstellen
einer CD von Muster für
eine gesamte Photomaske nützlich.
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7A und 7B stellen
Photomasken dar, die bei einem zweiten experimentellen Beispiel verwendet
werden, das die vorliegende Erfindung erklärt. 7A ist
eine Querschnittsansicht einer Photomaske 230 mit einer
Vertiefung 233, und 7B ist eine
Querschnittsansicht einer Photomaske 240 mit einer isotropen
Rille 243.
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Bezug
nehmend auf 7A ist die Vertiefung 233 in
einer Lichtdurchlassregion eines transparenten Substrats 231 gebildet.
Die Vertiefung 233 weist eine Breite w5 und eine Tiefe
d5 auf. Ein Lichtblockierungsmuster 232 ist über einer
Lichtblockierungsregion des transparenten Substrats 231 gebildet,
und ein Abstand "wp" überspannt eine Lücke in dem
Lichtblockierungsmuster 232. Die Photomaske 230 unterscheidet
sich von der in 4A gezeigten und bei dem ersten
experimentellen Beispiel verwendeten Photomaske 130 dahingehend,
dass die Breite w5 in der Vertiefung 233 kleiner als "wp" ist.
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Bezug
nehmend auf 7B ist die isotrope Rille 243 in
einer Lichtdurchlassregion in einem transparenten Substrat 241 gebildet.
Die isotrope Rille 243 weist eine Öffnungsgröße w6', eine Breite w6 und eine Tiefe d6 auf.
Ein Lichtblockierungsmuster 242 ist über einer Lichtblockierungsregion
des transparenten Substrats 241 gebildet, und ein Abstand "wp" überspannt eine Lücke in dem
Lichtblockierungsmuster 242. Die Photomaske 240,
die in 7B gezeigt ist, unterscheidet
sich von der in 4B gezeigten und bei dem ersten
experimentellen Beispiel verwendeten Photomaske 140 dahingehend,
dass die Öffnungsgröße w6' in der isotropen Rille 243 kleiner
als der Abstand "wp" ist.
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Bei
dem zweiten experimentellen Beispiel wird die Tiefe d5 der Vertiefung 233 in
der Photomaske 230 in 7A konstant
gehalten, während
die Breite w5 variiert wird. Bei dem zweiten experimentellen Beispiel
werden die Tiefe d6 und die Breite w6 der isotropen Rille 243 in
der Photomaske 240, die in 7B gezeigt
ist, ebenfalls konstant gehalten, während die Öffnungsgröße w6' variiert wird.
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Die
Photomasken 230 und 240, die in 7A und 7B gezeigt
sind, können
als spezielle Beispiele von Photomasken 30 und 40,
die in 3A bzw. 3B gezeigt
sind, betrachtet werden.
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8A ist
eine graphische Darstellung, die eine CD von Muster als eine Funktion
einer Breite w5 der Vertiefung 233, die in 7A gezeigt
ist, zeigt. 8B ist eine graphische Darstellung,
die die CD von Muster als eine Funktion der Öffnungsgröße w6' der in 7B gezeigten
isotropen Rille 243 zeigt.
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Experimente
werden unter Verwendung der Photomasken 230 und 240 durchgeführt, die
jeweils 600-nm-1:3-Linien-und-Zwischenraum-Muster, eine ArF-Lichtquelle,
eine Linse mit einer numerischen Apertur (NA) von 0,85 und ringförmige Aperturen
von 0,55/0,85 aufweisen. Die graphischen Darstellungen, die in 8A und 8B gezeigt
sind, werden durch ein Verfahren ähnlich zu demselben, das bei
dem ersten experimentellen Beispiel unter Bezugnahme auf die 5B und 6B beschrieben
ist, erhalten.
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Bezug
nehmend auf 8A ist dort, wo die Vertiefung 233 mit
einer Tiefe d5 von 28,8 nm (d. h. 30° einer ArF-Wellenlänge) und
einer Breite w5, die kleiner als der Abstand "wp" ist,
gebildet ist, die CD von Muster größer als dort, wo die Vertiefung 233 nicht
gebildet ist (d. h. dort, wo die Breite w5 0 nm ist). Sowie die
Breite w5 der Vertiefung 233 zunimmt, nimmt ferner die
CD von Muster zuerst zu und beginnt dann, nachdem dieselbe einen
bestimmten Wert erreicht hat, abzunehmen.
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Die
CD von Muster kann daher ohne weiteres durch Variieren der Breite
w5 der Vertiefung 233 vergrößert werden. Bei diesem experimentellen
Beispiel nimmt die CD von Muster um etwa 0,1 nm zu, sowie die Breite
w5 der Vertiefung 233 um 10 nm zunimmt. Das Verfahren zum
Einstellen einer CD von Muster durch Bilden der Vertiefung 233 ist
dementsprechend ohne weiteres auf eine Region mit einer negativen
CD-Abweichung anwendbar,
insbesondere, wenn eine relativ feine CD-Einstellung erforderlich ist,
wie es bei dem ersten experimentellen Beispiel gezeigt ist.
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Bezug
nehmend auf 8B ist dort, wo die isotrope
Rille 243 mit einer Tiefe d6 von 28,68 nm (d. h. 30° der ArF-Wellenlänge) und
einer Öffnungsgröße w6', die kleiner als
der Abstand "wp" ist, gebildet ist,
die CD von Muster kleiner als dort, wo die isotrope Rille 243 nicht
gebildet ist (d. h. dort, wo die Öffnungsgröße w6' 0 nm ist). Einem Muster ähnlich zu demselben
der graphischen Darstellung, die in 8A gezeigt
ist, folgend, nimmt jedoch die CD von Muster zu, sowie die Öffnungsgröße w6' zunimmt. Sobald
die Öffnungsgröße einen
bestimmten Wert erreicht, wird die CD von Muster schließlich beginnen abzunehmen.
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Die
CD von Muster wird daher ohne weiteres durch Variieren der Öffnungsgröße w6' der isotropen Rille 243 reduziert.
Bei diesem experimentellen Beispiel vergrößert dort, wo die Öffnungsgröße w6' zwischen 30 und
90 nm liegt, das Vergrößern der Öffnungsgröße w6' der isotropen Rille 243 um
10 nm die CD von Muster um etwa 0,7 nm. Das Verfahren zum Einstellen
einer CD von Muster durch Bilden einer isotropen Rille 243 ist
dementsprechend auf eine Region mit einer positiven CD-Abweichung
insbe sondere dort ohne weiteres anwendbar, wo eine relativ feine
CD-Einstellung erforderlich ist, wie es bei dem ersten experimentellen
Beispiel gezeigt ist.
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Die
optische Intensität
von einfallendem Licht, das durch die Photomasken 230 und 240 durchgelassen
wird, variiert folglich mit der Breite w5 der Vertiefung 233 und
der Öffnungsgröße w6 der isotropen
Rille 243. Durch Steuern der Breite w5 der Vertiefung 233,
die in der Photomaske 230 gebildet ist, und der Öffnungsgröße w6' der isotropen Rille 243,
die in der Photomaske 240 gebildet ist, wird somit eine
CD von Muster, die der Vertiefung 233 und der isotropen
Rille 243 entsprechen, gesteuert. Die CD von Muster wird
durch Bilden der Vertiefung 233 in der Photomaske 230 zu
einer geeigneten Breite w5 und Bilden der isotropen Rille 243 in
der Photomaske 240 zu einer geeigneten Öffnungsgröße w6' als ein Resultat ohne weiteres eingestellt.
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Die
Breite w5 der Vertiefung 233 und die Öffnungsgröße w6' der isotropen Rille 243 werden
durch Steuern der Größe eines
geätzten
Maskenmusters, das verwendet wird, um die Photomasken 230 bzw. 240 zu
bilden, fein gesteuert. Die Tiefe d5 der Vertiefung 233 und
die Tiefe d6 der isotropen Rille 243, die jeweils eine
Funktion der Verfahrenszeit sind, werden mit konstanten Werten über die
belichtete bzw. freigelegte Lichtdurchlassregion aufgrund einer Ätzmaske
gebildet. Wie es bei dem zweiten experimentellen Beispiel sichtbar
ist, kann eine CD von Muster daher durch geeignetes Bilden von Photomasken 230 und 240 durch
lediglich einmaliges Durchführen
eines Ätzmaskenverfahrens
ohne weiteres eingestellt werden.
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9A und 9B stellen
Photomasken dar, die bei einem dritten experimentellen Beispiel, das
die vorliegende Erfindung erklärt,
verwendet werden.
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Bezug
nehmend auf 9A ist eine erste Vertiefung
mit einer Tiefe R in einer Lichtdurchlassregion eines transparenten
Substrats 331 einer Photomaske 330 gebildet. Eine
zweite Vertiefung 333 ist in einem Abschnitt der Lichtdurchlassregion
gebildet. Ein Lichtblockierungsmuster 332 ist über einer
Lichtblockierungsregion des transparenten Substrats 331 gebildet,
und eine Lücke,
die einen Abstand "wp" überspannt, ist in dem Lichtblockierungsmuster 332 gebildet.
Eine zweite Vertiefung 333 ist mit einer Tiefe d7 und einer
Breite w7 gebildet. Bei dem dritten experimentellen Beispiel werden
die Tiefe d7 und die Tiefe R konstant gehalten, während die
Breite w7 variiert wird.
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Bezug
nehmend auf 9B ist eine Vertiefung zu einer
Tiefe R in einer Lichtdurchlassregion eines transparenten Substrats 341 einer
Photomaske 340 gebildet. Eine isotrope Rille 343 ist
in einem Abschnitt der Lichtdurchlassregion gebildet. Ein Lichtblockierungsmuster 342 ist über einer
Lichtblockierungsregion des transparenten Substrats 341 gebildet,
und eine Lücke,
die einen Abstand "wp" überspannt, ist in dem Lichtblockierungsmuster 342 gebildet.
Die isotrope Rille 343 ist mit einer Breite w8, einer Öffnungsgröße w8' und einer Tiefe
d8 gebildet. Bei dem dritten experimentellen Beispiel werden die Tiefe
d8, die Tiefe R und die Breite w8 konstant gehalten, während die Öffnungsgröße w8' variiert wird.
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10A ist eine graphische Darstellung, die eine
CD als eine Funktion der Breite w7 der in 9A gezeigten
zweiten Vertiefung 333 zeigt. 10B ist
eine graphische Darstellung, die eine CD von Mustern als eine Funktion
der Öffnungsgröße w8' der in 9B gezeigten
isotropen Rille 343 zeigt. Experimente wurden unter Verwendung
der Photomasken 330 und 340 durchgeführt, wobei
jede derselben 600-nm-1:3-Linien-und-Zwischenraum-Muster, eine ArF-Lichtquelle,
eine Linse mit einer NA von 0,85 und ringförmige Aperturen von 0,55/0,85
aufweist. Die in 10A und 10B gezeigten
graphischen Darstellungen werden durch das in dem ersten experimentellen
Beispiel unter Bezugnahme auf 5B und 6B beschriebenen
Verfahren erhalten.
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Die
in 10A und 10B gezeigten
graphischen Darstellungen sind ähnlich
zu den in 8A bzw. 8B gezeigten
graphischen Darstellungen. Jede der Photomasken 330 und 340,
die verwendet werden, um die in 10A und 10B gezeigten graphischen Darstellungen zu erhalten,
werden anfangs zu einer vorbestimmten Tiefe R vertieft. Dort, wo
die gleiche optische Schwellenintensität angewendet wird und eine
Vertiefung mit der gleichen Breite und Tiefe gebildet ist, ist dementsprechend
die CD von Muster, die unter Verwendung der Photomaske 230,
die in 7A gezeigt ist, gebildet werden, allgemein
größer als
die CD von Muster, die durch die in 9A gezeigte
Photomaske 330 gebildet werden. Dort, wo die gleiche optische
Schwellenintensität
angewendet wird und eine isotrope Rille mit der gleichen Breite, Öffnungsgröße und Tiefe
gebildet ist, ist ähnlich
die CD von Muster, die unter Verwendung der in 7B gezeigten
Photomaske 240 gebildet werden, allgemein größer als
die CD von Muster, die unter Verwendung der in 9B gezeigten
Photomaske 230 gebildet werden.
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Das
dritte experimentelle Beispiel kombiniert bestimmte Aspekte des
ersten und des zweiten experimentellen Beispiels. Das dritte experimentelle
Beispiel stellt insbesondere dar, was mit einer CD von Muster dort
passiert, wo eine Tiefe einer Vertiefung oder einer isotropen Rille
versetzt bzw. fehljustiert ist und eine Breite derselben variiert
wird. Das dritte experimentelle Beispiel kann dementsprechend geeignet
dort angewendet werden, wo eine globale CD-Einstellung über die
gesamte Photomaske und eine feine CD-Einstellung in einem Abschnitt
der Photomaske erforderlich sind.
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Ein
Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer CD von Muster ist
im Folgenden unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
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11 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Einstellen einer Abweichung
einer CD von Muster unter Verwendung des ersten experimentellen
Beispiels gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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Bezug
nehmend auf 11 wird eine Photomaske bei
einem Schritt S11 vorbereitet. Die Photomaske ist eine binäre Maske
(BM), die ein Lichtblockierungsmuster und ein transparentes Substrat
aufweist. Das Lichtblockierungsmuster ist an einer vorderen Oberfläche des
transparenten Substrats gebildet. Eine Lichtblockierungsregion und
eine Lichtdurchlassregion sind durch das Lichtblockierungsmuster
an dem transparenten Substrat definiert. Das Lichtblockierungsmuster
ist zu einer vorbestimmten Größe gemäß einer
Ziel-CD von Muster gebildet. Dort, wo beispielsweise die Ziel-CD
von Muster für eine
4X-Photomaske 150 nm ist, weist das Lichtblockierungsmuster eine
Größe von 600
nm auf.
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Ein
Materialmuster wird als Nächstes
an einem Vorrichtungssubstrat durch Durchführen eines Belichtungsverfahrens
und eines Entwicklungsverfahrens unter Verwendung der Photomaske
bei einem Schritt S12 gebildet. Ein anisotropes Trockenätzverfahren
wird zusätzlich
dort durchgeführt, wo
es notwendig ist, das Materialmuster zu bilden. Das Belichtungsverfahren
wird unter Verwendung einer Lichtquelle durchgeführt, die Licht mit einer Wellenlänge λ emittiert.
Bei der vorliegenden Erfindung kann jeder Typ einer Lichtquelle
verwendet werden. Es wird beispielsweise typischerweise eine 248-nm-KrF-Lichtquelle
oder eine 196-nm-ArF-Lichtquelle verwendet. Das Materialmuster kann
ferner aus jeder Materialart, beispielsweise Photoresist, einem
isolierenden Material, wie z. B. Siliziumoxid, einem leitfähigen Material,
wie z. B. Aluminium und Wolfram, oder einem Material, wie z. B.
Chrom, zum Bilden eines Lichtblockierungsmusters einer Photomaske
gebildet werden.
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Die
CD des Materialmusters wird danach bei einem Schritt 513 gemessen.
Die CD des Materialmusters wird typischerweise unter Verwendung
eines Raumbildmesssystems (AIMS; AIMS = Aerial Image Measurement
System) oder eines Rasterelektronenmikroskops (SEM; SEM = Scanning
Electronic Microscope) gemessen. Diese Vorrichtungen ermöglichen die
Messung einer Verteilung einer CD gemäß Positionen an dem Vorrichtungssubstrat
sowie der maximalen und der minimalen CD.
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Die
CD, die bei dem Schritt S13 gemessen wird, wird danach bei einem
Schritt S14 mit der Ziel-CD verglichen. In einigen Fällen unterscheidet sich
die gemessene CD von der Ziel-CD aufgrund der photolithographischen
Grenze infolge einer Reduzierung von Entwurfsregeln und eines optischen
Näheeffekts
(OPE; OPE = Optical Proximity Effect). Die gemessene CD ist, mit
anderen Worten, manchmal größer als
die Ziel-CD, worauf als eine positive Abweichung der CD Bezug genommen
wird. Die gemessene CD ist alternativ manchmal kleiner als die Ziel-CD,
worauf als eine negative Abweichung der CD Bezug genommen wird.
Bei einigen Fällen
tritt keine Abweichung der CD auf. In einigen Fällen tritt die positive Abweichung
der CD oder die negative Abweichung der CD mit einen konstanten
Wert über das
gesamte Substrat auf. In anderen Fällen unterscheidet sich alternativ
eine Abweichung der CD von Muster gemäß Positionen an einem Substrat.
Bei weiteren Fällen
treten eine positive Abweichung der CD und eine negative Abweichung
der CD sogar auf einem einzelnen Substrat gleichzeitig auf.
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Bei
einem folgenden Schritt S14 wird eine Region mit einer positiven
CD-Abweichung an der Photomaske definiert, die einem Abschnitt des
Vorrichtungssubstrats entspricht, in dem eine positive Abweichung
der CD auftritt, und eine Region mit einer negativen CD-Abweichung
wird an der Photomaske definiert, die einem Abschnitt des Vorrichtungssubstrats
entspricht, in dem eine negative Abweichung der CD auftritt. In
einer Region der Photomaske, die einem Abschnitt des Vorrichtungssubstrats
entspricht, in dem die gemessene CD gleich der Ziel-CD ist, ist
keine Einstellung der CD von Mustern erforderlich.
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Bei
einem Schritt S15 wird ein Verfahren zum Einstellen einer Abweichung
der CD basierend auf dem Resultat des Vergleichsschritts S14 durchgeführt. Um
die Abweichung der CD einzustellen, wird ein Ätzverfahren zum Bilden einer
Vertiefung oder einer Unterschneidung in der Photomaske durchgeführt, wie
es bei dem ersten experimentellen Beispiel beschrieben ist. Eine
isotrope Rille oder eine Vertiefung wird alternativ in der Photomaske
gebildet, wie es bei dem zweiten experimentellen Beispiel beschrieben
ist. Eine Lichtdurchlassregion wird andernfalls zu einer vorbestimmten
Tiefe vertieft, und dann können
eine isotrope Rille oder eine Vertiefung, wie bei dem dritten experimentellen
Beispiel beschrieben, gebildet werden.
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Eine
Vertiefung oder eine isotrope Rille können beispielsweise in der
Region mit der positiven CD-Abweichung der Photomaske gebildet werden. Eine
Unterschneidung oder eine Vertiefung können in der Region mit der
negativen CD-Abweichung der Photomaske gebildet werden. Dort, wo
sowohl eine Region mit einer positiven CD-Abweichung als auch eine
Region mit einer negativen CD-Abweichung in einer einzelnen Photomaske
definiert sind, werden die Vertiefung oder die isotrope Rille typischerweise in
der Region mit der positiven CD-Abweichung gebildet, und die Unterschneidung oder
die Vertiefung werden typischerweise in der Region mit der negativen
CD-Abweichung gebildet. In diesem Fall ist es nicht erforderlich,
dass die Vertiefung, die isotrope Rille und die Unterschneidung
in einer spezifischen Reihenfolge gebildet werden.
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Das
im Vorhergehenden beschriebene Einstellungsverfahren ist im Folgenden
detaillierter beschrieben.
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12A bis 12C stellen
ein Verfahren zum Einstellen einer CD von Muster dar, die einer Region
mit einer positiven CD-Abweichung einer Photomaske entsprechen.
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12A ist eine Querschnittsansicht einer Photomaske,
in der eine Region mit einer positiven CD-Abweichung definiert ist. 12B und 12C sind
Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Einstellen einer CD
von Muster, die unter Verwendung der in 12A gezeigten
Photomaske gebildet werden, darstellen.
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Bezug
nehmend auf 12A weist eine Photomaske ein
transparentes Substrat 51 und Lichtblockierungsmuster 52 (52a, 52b und 52c)
auf. Eine nicht eingestellte Region und eine Region mit einer positiven
CD-Abweichung sind in der Photomaske definiert. Die Lichtblockierungsmuster 52a, 52b und 52c,
die in 12A gezeigt sind, sind beispielsweise dargestellt.
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Bezug
nehmend auf 12B wird ein Photoresist-Muster 55 an
den Lichtblockierungsmustern 52a und 52c gebildet,
um eine Lichtdurchlassregion in der Region mit der positiven CD-Abweichung
zu belichten. Das Photoresist-Muster 55 bedeckt ferner die
gesamte nicht eingestellte Region. In einigen Fällen wird das Photoresist-Muster 55 an
dem Lichtblockierungsmuster 52b ebenso selektiv gebildet.
Ein anisotropes Trockenätzverfahren
wird durchgeführt, um
eine Vertiefung mit einem vertikalen Profil zu bilden. Dort, wo
das anisotrope Trockenätzverfahren durchgeführt wird,
werden das Photoresist-Muster 55 und das Lichtblockierungsmuster 52b,
das in der Region mit der positiven CD-Abweichung belichtet wird, als
eine Ätzmaske
verwendet. Als ein Resultat wird eine Vertiefung 53 mit
einer vorbestimmten Tiefe d9 in einer Lichtdurchlassre gion eines
transparenten Substrats 51a in der Region mit der positiven
CD-Abweichung der Photomaske gebildet. Eine Tiefe d9 der Vertiefung 53 variiert
gemäß einer
CD-Abweichung und ist vorzugsweise kleiner als eine Wellenlänge λ eines einfallenden
Lichts. Wie im Vorhergehenden beschrieben, kann dort, wo die Tiefe
der Vertiefung 53 kleiner als die Wellenlänge λ ist, die
CD eines Musters reduziert werden. Dort, wo beispielsweise eine
ArF-Lichtquelle verwendet wird, ist die Tiefe d9 der Vertiefung 53 240
nm oder kleiner. Sobald die Vertiefung gebildet ist, wird das Photoresist-Muster 55 entfernt.
Somit wird eine Photomaske, die verwendet wird, um Muster zu bilden,
mit einer eingestellten CD erhalten.
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Dort,
wo die CD von Muster, die durch die Photomaske gebildet werden,
mit unterschiedlichen Werten gemäß unterschiedlichen
Positionen eingestellt wird, wird ein Ätzverfahren typischerweise
zweimal oder mehrmals durchgeführt.
Es sei beispielsweise angenommen, dass eine erste Region der Photomaske
eine erste Vertiefung mit einer ersten Tiefe erfordert, eine zweite
Region erfordert eine zweite Vertiefung mit einer zweiten Tiefe,
und die zweite Tiefe ist größer als
die erste Tiefe. In diesem Fall wird ein erstes Photoresist-Muster
gebildet, um sowohl die erste Region als auch die zweite Region zu
belichten. Unter Verwendung des ersten Photoresist-Musters als eine
Photomaske werden die erste und die zweite Region der Photomaske
bis zu der ersten Tiefe geätzt,
wodurch die erste Vertiefung gebildet wird. Dann wird das erste
Photoresist-Muster entfernt, und ein zweites Photoresist-Muster
wird gebildet, um die zweite Region zu belichten. Die zweite Region
der Photomaske wird dann zu der zweiten Tiefe unter Verwendung des
zweiten Photoresist-Musters als eine Ätzmaske geätzt, wodurch die zweite Vertiefung
gebildet wird. Dann wird das zweite Photoresist-Muster entfernt.
Die erste Vertiefung mit der ersten Tiefe wird somit in der ersten
Region der Photomaske gebildet, und die zweite Vertiefung mit der
zweiten Tiefe wird in der zweiten Region der Photomaske gebildet.
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Bezug
nehmend auf 12C wird ein Photoresist-Muster 55a an
dem transparenten Substrat 51a gebildet, um lediglich einen
Abschnitt der Lichtdurchlassregion in der Region mit der positiven CD-Abweichung
zu belichten. Das Photoresist-Muster 55a wird zu einer
geeigneten Größe in Anbetracht einer Öffnungsgröße w10' einer isotropen
Rille 54, die während
eines anschließenden
Verfahrens gebildet werden soll, gebildet. Das Photoresist-Muster 55a wird
gebildet, um die gesamte nicht eingestellte Region zu bedecken.
In einigen Fällen
wird das Photoresist-Muster 55a selektiv teilweise oder
vollständig ebenso
an den Lichtblockierungsmustern 52a, 52b und 512c gebildet.
Ein isotropes Trocken- oder Nassätzverfahren
wird durchgeführt,
um die isotrope Rille 54 zu bilden. Das Ätzverfahren
wird unter Verwendung des Photoresist-Musters 55a und des
Lichtblockierungsmusters 52, das auf die Region mit der
positiven CD-Abweichung belichtet wird, als eine Ätzmaske
durchgeführt.
Als ein Resultat werden die isotrope Rille 54 mit einer
vorbestimmten Tiefe d10, Breite w10 und Öffnungsgröße w10' in einem transparenten Substrat 51b der
Region mit der positiven CD-Abweichung gebildet. Das Photoresist-Muster 55a wird
dann entfernt. Eine Photomaske, die verwendet wird, um Muster mit
einer eingestellten CD zu bilden, wird somit erhalten.
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Dort,
wo die CD von Mustern, die durch die Photomaske gebildet werden,
mit einem unterschiedlichen Wert gemäß unterschiedlichen Positionen
eingestellt wird, wird ein Photoresist-Muster typischerweise derart
gebildet, dass sich eine Größe "A" der Lichtdurchlassregion, die durch
das Photoresist-Muster belichtet wird, gemäß den Positionen der Photomaske
unterscheidet. Es sei beispielsweise angenommen, dass eine erste
Region der Photomaske eine erste isotrope Rille mit einer ersten Öffnungsgröße erfordert
und eine zweite Region der Photomaske eine zweite isotrope Rille
mit einer zweiten Öffnungsgröße erfordert,
und die zweite Öffnungsgröße größer als
die erste Öffnungsgröße ist.
In diesem Fall wird das Photoresist-Muster typischerweise derart gebildet,
dass die Größe "A" der Lichtdurchlassregion, die durch
das Photoresist-Muster belichtet wird, in der zweiten Region größer als
in der ersten Region ist. Dann wird ein isotropes Ätzverfahren
unter Verwendung des Photoresist-Musters als eine Ätzmaske durchgeführt, und
das Photoresist-Muster wird entfernt. Die erste isotrope Rille mit
der ersten Öffnungsgröße wird
somit in der ersten Region gebildet, und die zweite isotrope Rille
mit der zweiten Öffnungsgröße, die
größer als
die erste Öffnungsgröße ist,
wird in der zweiten Region gebildet.
-
Ein
Verfahren zum Ätzen
einer Photomaske, bei dem eine Region mit einer negativen CD-Abweichung
definiert wird, ist im Folgenden beschrieben.
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13A bis 13C stellen
ein Verfahren zum Einstellen einer CD in einer Region mit einer
negativen CD-Abweichung dar.
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13A ist eine Querschnittsansicht einer Photomaske,
in der eine Region mit einer negativen CD-Abweichung definiert ist. 13B und 13C sind
Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Einstellen einer CD
von Muster der in 13A gezeigten Photomaske darstellen.
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Bezug
nehmend auf 13A weist eine Photomaske ein
transparentes Substrat 151 und Lichtblockierungsmuster 152 (152a, 152b und 152c) auf.
Eine nicht eingestellte Region und eine Region mit einer negativen
CD-Abweichung sind in der Photomaske definiert. Die Lichtblockierungsmuster 152a, 152b und 152c sind
in 13A beispielsweise gezeigt.
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Bezug
nehmend auf 13B wird ein Photoresist-Muster 155 an
den Lichtblockierungsmustern 152a und 152c gebildet,
um die gesamte Lichtdurchlassregion der Region mit der negativen
CD-Abweichung zu belichten. Das Photoresist-Muster 155 bedeckt
ferner die gesamte nicht eingestellte Region. In einigen Fällen wird
das Photoresist-Muster 155 ferner an den Lichtblockierungsmustern 152b selektiv gebildet.
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Ein
isotropes Ätzverfahren
wird durchgeführt,
um eine Unterschneidung 153 zu bilden. Wenn das isotrope Ätzverfahren
durchgeführt
wird, werden das Photoresist-Muster 155 und das Lichtblockierungsmuster 152b,
das auf die Region mit der negativen CD-Abweichung belichtet wird,
als eine Ätzmaske
verwendet. Als ein Resultat wird eine Unterschneidung 153,
die ein vorbestimmte Breite w11 aufweist, unter der Lichtdurchlassregion
eines transparenten Substrats 151a und den Lichtblockierungsmustern 152 in
der Region mit der negativen CD-Abweichung gebildet. Die Breite
w11 der Unterschneidung 153 variiert mit einer Abweichung
der CD und ist vorzugsweise kleiner als eine Wellenlänge λ eines einfallenden
Lichts und kleiner als 1/2 einer Breite von jedem Lichtblockierungsmuster 152.
Das Photoresist-Muster 155 wird danach entfernt. Eine Photomaske,
die verwendet wird, um Muster mit einer eingestellten CD zu bilden,
wird somit erhalten.
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Dort,
wo die CD der Photomaske mit einem unterschiedlichen Wert gemäß unterschiedlichen
Positionen eingestellt wird, wird ein Ätzverfahren typischerweise
zweimal oder mehrmals durchgeführt.
Es sei beispielsweise angenommen, dass eine erste Region der Photomaske
eine erste Unterschneidung mit einer ersten Breite erfordert, eine
zweite Region derselben eine zweite Unterschneidung mit einer zweiten
Breite erfordert, und die zweite Breite größer als die erste Breite ist.
In diesem Fall wird das erste Photoresist-Muster gebildet, um sowohl
die erste Region als auch die zweite Region zu belichten. Unter
Verwendung des ersten Photoresist-Musters als eine Photomaske werden
die erste und die zweite Region der Photomaske isotrop geätzt, wodurch
die erste Unterschneidung mit der ersten Breite gebildet wird. Das
erste Photoresist-Muster wird dann entfernt, und ein zweites Photoresist-Muster
wird gebildet, um die zweite Region zu belichten. Unter Verwendung
des zweiten Photoresist-Musters als eine Ätzmaske wird danach die zweite
Region der Photomaske isotrop geätzt,
wodurch die zweite Unterschneidung mit der zweiten Breite gebildet
wird. Das zweite Photoresist-Muster wird dann entfernt. Die erste
Unterschneidung mit der ersten Breite wird somit in der ersten Region
der Photomaske gebildet, und die zweite Unterschneidung mit der
zweiten Breite wird in der zweiten Region der Photomaske gebildet.
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Bezug
nehmend auf 13C wird ein Photoresist-Muster 155a an
dem transparenten Substrat 151a gebildet, um lediglich
einen Abschnitt der Lichtdurchlassregion in der Region mit der negativen CD-Abweichung
zu belichten. Das Photoresist-Muster 155a wird zu einer
geeigneten Größe gemäß einer
Breite w11 einer Vertiefung 154, die während eines anschließenden Verfahrens
gebildet werden soll, gebildet. Das Photoresist-Muster 155a wird
gebildet, um die gesamte nicht eingestellte Region zu bedecken.
In einigen Fällen
wird der Photoresist 155a ferner teilweise oder vollständig an
den Lichtblockierungsmustern 152a, 152b und 152c gebildet.
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Ein
anisotropes Trockenätzverfahren
wird durchgeführt,
um die Vertiefung 154 zu bilden. Das Ätzverfahren wird unter Verwendung
des Photoresist-Musters 155a und des Lichtblockierungsmusters 152,
das in der Region mit der negativen CD-Abweichung belichtet ist,
als eine Ätzmaske
durchgeführt. Als
ein Resultat wird die Vertiefung 154, die eine vorbestimmte
Tiefe d12 und eine Breite w12 aufweist, in einem transparenten Substrat 151b der
Region mit der negativen CD-Abweichung gebildet. Das Photoresist-Muster 155 wird
dann entfernt. Eine Photomaske, die verwendet wird, um Muster mit
einer eingestellten CD zu bilden, wird somit erhalten.
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Dort,
wo die CD der Photomaske mit einem unterschiedlichen Wert gemäß unterschiedlichen
Positionen eingestellt wird, wird ein Photoresist-Muster typischerweise
derart gebildet, dass sich die Breite w12 der Lichtdurchlassregion,
die durch das Photoresist-Muster belichtet wird, gemäß Positionen
innerhalb der Photomaske unterscheidet. Es sei beispielsweise angenommen,
dass eine erste Region der Photomaske eine erste Vertiefung mit
einer ersten Breite erfordert, eine zweite Region der Photomaske eine
zweite Vertiefung mit einer zweiten Breite erfordert, und die zweite
Breite größer als
die erste Breite ist. In diesem Fall wird das Photoresist-Muster
derart gebildet, dass die Breite w12 der Lichtdurchlassregion, die
durch das Photoresist-Muster belichtet wird, in der zweiten Region
größer als
in der ersten Region ist. Dann wird ein anisotropes Trockenätzverfahren unter
Verwendung des Photoresist-Musters als eine Ätzmaske durchgeführt, und
das Photoresist-Muster wird entfernt. Die erste Vertiefung mit der
ersten Breite wird somit in der ersten Region gebildet, und die zweite
Vertiefung mit der zweiten Breite, die größer als die erste Breite ist,
wird in der zweiten Region gebildet.
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Die
vorliegende Erfindung wird nicht nur verwendet, um die CD von einzelnen
Mustern, die an einem Vorrichtungssubstrat gebildet werden, einzustellen,
sondern ferner, um die Gleichmäßigkeit
von Mustern durch Einstellen einer allgemeinen Abweichung der CD
von Mustern zu verbessern. Um die Gleichmäßigkeit von Muster zu verbessern,
wird das gesamte Vorrichtungssubstrat allgemein in jeweilige Regionen
aufgeteilt, und die CD von Mustern wird in den jeweiligen Regionen
eingestellt. Die im Vorhergehenden beschriebenen ersten bis dritten
experimentellen Beispiele können
auf die gleiche Art und Weise angewendet werden.
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Im
Folgenden ist ein detailliertes Verfahren zum Verbessern der Gleichmäßigkeit
von Muster unter Bezugnahme auf 14A und 14B beschrieben.
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14A und 14B stellen
ein Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer CD von Muster in
einer Photomaske, bei dem eine Mehrzahl von Regionen mit unterschiedlich
großen
CD-Abweichungen definiert wird, dar. 14A ist
eine Querschnittsansicht einer Photomaske, bevor eine Abweichung einer
CD von Muster eingestellt wird, und 14B ist eine
graphische Darstellung, die eine CD von Muster für jeweilige Regionen zeigt.
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Bezug
nehmend auf 14A werden Lichtblockierungsmuster 420 (421, 422, 423, 424, 425 und 426)
mit der gleichen Größe vollständig oder
teilweise an einem transparenten Substrat 410 einer Photomaske 400 gebildet.
Die Photomaske 400 ist in Regionen I bis VI aufgeteilt,
um eine Erklärung
zu erleichtern. Die Lichtblockierungsmuster 420 sind typischerweise
Linientypmuster. Dort, wo die Lichtblockierungsmuster 420 Linientypmuster
sind, ist die Photomaske 400 allgemein eine Photomaske,
die verwendet wird, um Bit-Leitungen oder Metallverbindungsleitungen
zu bilden.
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14B zeigt eine relative CD von Muster hinsichtlich
von Positionen der Muster an einem Substrat, wenn ein photolithographisches
Verfahren unter Verwendung der Photomaske 400 durchgeführt wird.
Bezug nehmend auf 14B ist die CD von einem Muster
in Abschnitten eines Vorrichtungssubstrats, die äußeren Abschnitten der Photomaske 400 entsprechen,
größer als
in Abschnitten des Vorrichtungssubstrats, die zentralen Abschnitten
der Photomaske 400 entsprechen. Die CD von Muster, die
in den Abschnitten des Vorrichtungssubstrats, die den Regionen I
und VI der Photomaske 400 entsprechen, gebildet sind, ist
CD3, und die CD von Muster, die in den Abschnitten des Vorrichtungssubstrats,
die den Regionen III und IV entsprechen, gebildet sind, ist CD5.
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Zusätzlich zu
dem Beispiel in 14B gibt es Fälle, bei
denen die CD von Mustern in Abschnitten des Vorrichtungssubstrats,
die äußeren Abschnitten
einer Photomaske entsprechen, kleiner als in Abschnitten des Vorrichtungssubstrats,
die zentralen Abschnitten der Photomaske entsprechen, ist. Die CD
von Muster kann alternativ die Form einer Sinuswelle aufweisen.
In diesen und anderen Fällen
wird die Einstellung der CD von Muster unter Verwendung des Verfahrens
der vorliegenden Erfindung erreicht.
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Einen
ersten Fall beschreibend, ist eine Ziel-CD CD3 und die Regionen
II bis V sind als Regionen mit negativer CD-Abweichung definiert.
In dem Fall von 14A und 14B wird
die CD von Muster, die den Regionen II bis V der Photomaske 400 entsprechen,
auf CD3 durch Ätzen
der Regionen 11 bis V unter Verwendung der hinsichtlich
der 13B oder 13C beschriebenen
Verfahren eingestellt.
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Unter
Verwendung des hinsichtlich 13B beschriebenen
Verfahrens wird eine Unterschneidung mit einer ersten Breite in
jeder der Regionen II und V gebildet, und eine Unterschneidung mit
einer zweiten Breite wird in jeder der Regionen III und IV gebildet.
Die zweite Breite ist hier größer als
die erste Breite. Die erste und die zweite Breite variieren gemäß mehrerer
Parameter, die beispielsweise die Wellenlänge von einfallendem Licht,
den Typ der Apertur, die Menge der CD-Abweichung, den Typ und die
Größe eines
Lichtblockierungsmusters und den Abstand zwischen benachbarten Lichtblockierungsmustern
aufweisen. Die erste und die zweite Breite werden allgemein unter
Verwendung von Experimenten, die mit jeweiligen Verfahrensbedingungen
verbunden sind, bestimmt. Wie im Vorhergehenden angegeben, sollte
ein Ätzmaskenbildungsverfahren mehrere
Male durchgeführt
werden, um Unterschneidungen mit unterschiedlichen Breiten in den
jeweiligen Regionen einer Photomaske zu bilden.
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Unter
Verwendung des Verfahrens, das hinsichtlich der 13B beschrieben ist, wird eine Vertiefung mit
einer ersten Breite in jeder der Regionen II und V gebildet, und
eine Vertiefung mit einer zweiten Breite, die größer als die erste Breite ist,
wird in jeder der Regionen III und IV gebildet. Die erste und die
zweite Breite variieren gemäß mehrerer
Parameter, die beispielsweise die Tiefe einer Vertiefung, die Wellenlänge eines
einfallenden Lichts, den Typ einer Apertur, die Menge der CD-Abweichung,
den Typ und die Größe eines
Lichtblockierungsmusters und den Abstand zwischen benachbarten Lichtblockierungsmustern
aufweisen. Die erste und die zweite Breite werden typischerweise
unter Verwendung von Experimenten, die mit jeweiligen Verfahrensbedingungen verbunden
sind, bestimmt. Wie im Vorhergehenden angegeben, wird durch Steuern
der Breite einer Lichtdurchlassregion, die durch eine Ätzmaske
belichtet wird, eine Vertiefung mit unterschiedlichen Breiten in
jeweiligen Regionen einer Photomaske unter Verwendung eines einmaligen Ätzmaskenbildungsverfahrens
gebildet.
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Einen
zweiten Fall beschreibend, ist eine Ziel-CD CD5 und die Regionen
I, II, V und VI einer Photomaske 400 sind als Regionen
mit einer negativen CD-Abweichung definiert. In diesem Fall wird
die CD von Muster, die den Regionen I, II, V und VI der Photomaske 400 entsprechen,
auf CD3 durch Ätzen der
Regionen II bis V unter Verwendung der in Beziehung auf 12B und 12C beschriebenen
Verfahren eingestellt.
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Unter
Verwendung des hinsichtlich 12B beschriebenen
Verfahrens wird eine Vertiefung mit einer ersten Tiefe in jeder
der Regionen II und V des transparenten Substrats 410 gebildet,
und eine Vertiefung mit einer zweiten Tiefe, die größer als
die erste Tiefe ist, wird in jeder der Regionen I und VI derselben
gebildet. Die erste und die zweite Tiefe variieren gemäß mehrerer
Parameter, die beispielsweise die Wellenlänge von einfallendem Licht,
den Typ der Apertur, die Menge der CD-Abweichung, den Typ und die
Größe des Lichtblockierungsmusters
und den Abstand zwischen benachbarten Lichtblockierungsmustern aufweisen.
Die erste und die zweite Tiefe werden allgemein unter Verwendung
von Experimenten, die mit den jeweiligen Verfahrensbedingungen verbunden
sind, bestimmt. Wie im Vorhergehenden angegeben, wird ein Ätzmaskenbildungsverfahren
typischerweise mehrere Male durchgeführt, um Vertiefungen mit unterschiedlichen
Tiefen in jeweiligen Regionen einer Photomaske zu bilden.
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Unter
Verwendung des hinsichtlich 12C beschriebenen
Verfahrens wird eine isotrope Rille mit einer ersten Öffnungsgröße in jeder
der Regionen II und V des transparenten Substrats 410 gebildet,
und eine isotrope Rille mit einer zweiten Öffnungsgröße wird in jeder der Regionen
I und VI derselben gebildet. Die erste und die zweite Öffnungsgröße variieren gemäß mehrerer
Parameter, die beispielsweise die Tiefe und die Breite der isotropen
Rille, die Wellenlänge
des einfallenden Lichts, den Typ der Apertur, die Menge einer CD-Abweichung,
den Typ und die Größe eines
Lichtblockierungsmusters und den Abstand zwischen benachbarten Lichtblockierungsmustern
aufweisen. Die erste und die zweite Öffnungsgröße können unter Verwendung von Experimenten, die
mit jeweiligen Verfahrensbedingungen verbunden sind, bestimmt werden.
Wie im Vorhergehenden angegeben, können durch Steuern der Breite
einer Lichtdurchlassregion, die durch eine Ätzmaske belichtet wird, isotrope
Rillen mit unterschiedlichen Öffnungsgrößen in jeweiligen
Regionen einer Photomaske unter Verwendung eines einmaligen Ätzmaskenbildungsverfahrens
gebildet werden.
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Einen
dritten Fall beschreibend, ist eine Ziel-CD CD4, während die
Regionen I und VI der Photomaske als Regionen mit einer positiven
CD-Abweichung definiert sind, und die Regionen II und IV derselben
als Regionen mit einer negativen CD-Abweichung definiert sind. In
diesem Fall wird die CD von Muster, die den Regionen 1 und
VI des transparenten Substrats 410 entsprechen, durch Ätzen der Regionen
I und VI unter Verwendung der hinsichtlich 12B und 12C beschriebenen Verfahren eingestellt. Die CD
von Muster, die den Regionen III und IV des transparenten Substrats 410 entsprechen, wird
typischerweise durch Ätzen
der Regionen III und IV unter Verwendung der hinsichtlich 13B und 13C beschriebenen
Verfahren eingestellt. Eine detaillierte Beschreibung der im Vorhergehenden
erwähnten
Verfahren wird, um eine Wiederholung zu vermeiden, weggelassen.
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Einen
vierten Fall beschreibend, ist eine Ziel-CD CD6, und die gesamte
Region der Photomaske 400 ist als eine Region mit einer
positiven CD-Abweichung definiert. Die Menge der Abweichung der
CD von Muster ist in den Regionen III und IV des transparenten Substrats 410 am
kleinsten und in den Regionen I und VI desselben am größten. In diesem
Fall werden, wie bei dem vorhergehenden dritten experimentellen
Beispiel beschrieben, eine vertiefte Vertiefung oder eine vertiefte
isotrope Rille durch ein Ätzen
einer Photomaske 400 gebildet. Bei einem ersten Einstellungsschritt
wird insbesondere eine Vertiefung mit einer vorbestimmten Tiefe
in der gesamten Lichtdurchlassregion des transparenten Substrats 410,
wie bei dem Verfahren hinsichtlich der 12B beschrieben,
gebildet, wodurch die CD von Muster reduziert wird. Bei einem zweiten
Einstellungsschritt wird danach eine Vertiefung, eine Unterschneidung,
eine Vertiefung oder eine isotrope Rille in jeweiligen Regionen
des transparenten Substrats 410 gebildet, wodurch die CDs
von Muster, die den jeweiligen Regionen entsprechen, eingestellt
werden. Bei dem ersten Einstellungsschritt wird die Vertiefung zu
einer beliebigen Tiefe gebildet.
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Bei
dem ersten Einstellungsschritt kann beispielsweise eine Vertiefung
mit einer vorbestimmten Tiefe L1 in der gesamten Lichtdurchlassregion
der Photomaske 400 derart gebildet werden, dass die CD von
Muster, die den Regionen I und VI entsprechen, die Ziel-CD, d. h.
CD6, ist. Als ein Resultat wird bei dem zweiten Einstellungsschritt
die CD von Muster durch Ätzen
der Photomaske 400 auf die gleiche Art und Weise, als ob
die Ziel-CD CD3 ist, eingestellt.
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Bei
dem ersten Einstellungsschritt wird alternativ eine Vertiefung mit
einer vorbestimmten Tiefe L2 in der Lichtdurchlassregion der Photomaske 400 derart
gebildet, dass die CD von Muster, die den Regionen II und V entsprechen,
die Ziel-CD, d. h. CD6, ist. In diesem Fall ist L2 kleiner als L1.
Als ein Resultat wird bei dem zweiten Einstellungsschritt die CD von
Muster durch Ätzen
einer Photomaske 400 auf die gleiche Art und Weise, als
ob die Ziel-CD CD4 ist, eingestellt.
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Eine
Vertiefung mit einer vorbestimmten Tiefe L1 wird alternativ in der
gesamten Lichtdurchlassregion der Photomaske 400 derart
gebildet, dass die CD von Muster, die den Regionen III und IV entsprechen,
die Ziel-CD, d. h. CD6, ist. In diesem Fall ist L3 kleiner als L2.
Als ein Resultat wird bei dem zweiten Einstellungsschritt die CD
von Muster durch Ätzen
einer Photomaske 400 auf die gleiche Art und Weise, als
ob die Ziel-CD CD5 ist, eingestellt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die CDs von Muster durch Bilden einer Vertiefung,
einer Unterschneidung und/oder einer isotropen Rille in einem transparenten
Substrat einer Photomaske zu einer Größe, die kleiner als eine Wellenlänge eines
einfallenden Lichts ist, eingestellt. Dort, wo eine Vertiefung und
eine Unterscheidung gebildet sind, wird eine Abweichung der CD von
Muster typischerweise mit einer größeren Menge als dort eingestellt, wo
eine Vertiefung und eine isotrope Rille gebildet sind. Ein Verfahren
zum Einstellen der Abweichung einer CD von Mustern durch Bilden
der Vertiefung und der Unterscheidung wird dementsprechend typischerweise
verwendet, um eine allgemeine CD von Muster in dem gesamten Substrat
zu vergrößern oder
zu verkleinern, während
ein Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer CD von Muster
durch Bilden der Vertiefung und der isotropen Rille typischerweise
verwendet wird, um eine CD eines feinen Musters in einem Abschnitt
des Substrats zu vergrößern oder
zu verkleinern.
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Im
Vergleich zu einem herkömmlichen
Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer CD von Muster, das
mit der Bildung von Gittern an einer hinteren Oberfläche einer
Photomaske verbunden ist, verhindert die vorliegende Erfindung eine
Verschlechterung des Kontrasts von Musterbildern und eine Reduzierung
der normierten logarithmischen Bildsteigung (NILS). Eine Beschädigung der
Photomaske, die aus der Bildung der Gitter resultiert, wird ebenfalls
verhindert.
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Die
vorliegende Erfindung schafft vor allem dort, wo unterschiedliche
Mengen einer Abweichung einer CD von Muster über das gesamte Substrat auftreten,
ein Verfahren zum Einstellen der Abweichung einer CD von Muster über das
gesamte Substrat durch lediglich einmaliges Durchführen eines Ätzmaskenbildungsverfahrens.
Somit sind der Aufwand und die Zeit, die benötigt werden, um die Muster-CDs einzustellen,
minimiert.