DE102021119949A1

DE102021119949A1 - Geometrische maskenregelkontrolle mit günstigen und ungünstigen zonen

Info

Publication number: DE102021119949A1
Application number: DE102021119949.2A
Authority: DE
Inventors: Shih-Ming Chang; Shinn-Sheng Yu; Jue-Chin Yu; Ping-Chieh Wu
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2021-05-13
Filing date: 2021-08-02
Publication date: 2022-11-17
Also published as: US20230325579A1; TWI806311B; CN115113477A; KR20220154599A; US20220365419A1; US11714951B2; TW202244601A

Abstract

Ein Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Erzeugen eines Beugungsdiagramms anhand einer Mehrzahl von Targetstrukturen; Erzeugen einer günstigen Zone und einer ungünstigen Zone anhand des Beugungsdiagramms; Platzieren einer Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen in der günstigen Zone; und Durchführen einer Mehrzahl von geometrischen Operationen an der Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen, um modifizierte Subauflösungsstrukturen zu erzeugen. Die modifizierten Subauflösungsstrukturen erstrecken sich in die günstige Zone, und sie sind von der ungünstigen Zone entfernt.

Description

Prioritätsanspruch und Querverweis
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 13. Mai 2021 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 63/188.196 und dem Titel „Method for Performing Mask Rule Check with Favorable and Unfavorable Zone“ („Verfahren zum Durchführen einer Maskenregelkontrolle mit einer günstigen und einer ungünstigen Zone“), die durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist.
Hintergrund
Bei der Herstellung von lithografischen Masken, die zum Erzeugen von Strukturen für integrierte Schaltkreise verwendet werden, wird ein Beugungsdiagramm erster Ordnung (First Order Diffraction Map; FODM) zum Erzeugen von Seeds für Streustrukturbalken und andere Subauflösungs-Unterstützungselemente (Sub-Resolution Assistant Features; SRAFs) verwendet. Die Seeds können durch Verschieben, Neu-Dimensionieren, Verschmelzen oder Trennen modifiziert werden, damit sie MRC-Kriterien (MRC: Maskenregelkontrolle) bestehen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Strukturen die Anforderungen an die Maskenherstellungsprozesse und -anlagen, wie etwa Mindestbreite, Mindestabstand, Mindestfläche, kein spitzer Winkel usw., erfüllen, sodass die lithografischen Masken hergestellt werden können.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Erfindung lassen sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Vielmehr können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.

Die 1 bis 8 zeigen Zwischenstufen beim Erzeugen von Strukturen für eine lithografische Maske gemäß einigen Ausführungsformen.
Die 9 bis 12 zeigen Schnittansichten von Zwischenstufen beim Erzeugen einiger Strukturen auf integrierten Schaltkreiskomponenten gemäß einigen Ausführungsformen.
13 zeigt einen Prozessablauf zum Herstellen einer lithografischen Maske gemäß einigen Ausführungsformen.

Detaillierte Beschreibung
Die nachstehende Beschreibung liefert viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale der Erfindung. Nachstehend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht beschränkend sein. Zum Beispiel kann die Herstellung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt hergestellt werden, und sie kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element hergestellt werden können, sodass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sind. Darüber hinaus können in der vorliegenden Erfindung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Übersichtlichkeit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
Darüber hinaus können hier räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter befindlich“, „unter“, „untere(r)“/„unteres“, „darüber befindlich“, „obere(r)“/„oberes“ und dergleichen, zur einfachen Beschreibung der Beziehung eines Elements oder einer Struktur zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Strukturen verwendet werden, die in den Figuren dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung andere Orientierungen der in Gebrauch oder in Betrieb befindlichen Vorrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet werden (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung), und die räumlich relativen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können entsprechend interpretiert werden.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen von Subauflösungs-Unterstützungselementen (Sub-Resolution Assistant Features; SRAFs) (die auch als Streubalken bezeichnet werden) bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Entwerfen von Targetstrukturen, die auf einem Wafer implementiert werden sollen; Erzeugen eines Beugungsdiagramms (oder „Beugungskarte“) anhand der Targetstrukturen; Bestimmen von günstigen und ungünstigen Zonen anhand des Beugungsdiagramms; Erzeugen von Anfangsstrukturen (Seeds) in den günstigen Zonen; und Vergrößern der Anfangsstrukturen, sodass die vergrößerten Strukturen die Mindestbreiten- und/oder die Mindestflächen-Beschränkungen bei den Maskenregelkontrollen einhalten können. Da die Vergrößerung zu einer Minderung der optischen Leistung führen kann, wird ein Strukturmodifikationsprozess zum Modifizieren der Strukturen durchgeführt, sodass sich die resultierenden Strukturen nicht mehr in die ungünstige Zone erstrecken. Durch Fernhalten der modifizierten Strukturen von den ungünstigen Zonen führen die modifizierten Strukturen zu einer besseren optischen Leistung, und die Targetstrukturen können besser auf einem Fotoresist implementiert werden. Ausführungsformen, die hier erörtert werden, sollen Beispiele bereitstellen, um eine Herstellung oder Nutzung des Gegenstands der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, und ein Durchschnittsfachmann dürfte ohne Weiteres Modifikationen erkennen, die vorgenommen werden können, ohne von dem beabsichtigten Schutzumfang unterschiedlicher Ausführungsformen abzuweichen. In allen Darstellungen und erläuternden Ausführungsformen werden ähnliche Bezugszahlen zum Bezeichnen von ähnlichen Elementen verwendet. Verfahrensausführungsformen können zwar als Ausführungsformen erörtert werden, die in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden, aber andere Verfahrensausführungsformen können in jeder logischen Reihenfolge ausgeführt werden.
Die 1 bis 8 zeigen Zwischenstufen beim Erzeugen von Strukturen für eine fotolithografische Maske gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die entsprechenden Schritte sind auch in einem Prozessablauf 200 schematisch angegeben, der in 13 gezeigt ist.
In 1 werden Targetstrukturen 20 erzeugt/entworfen. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 202 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. In der gesamten Beschreibung bezeichnet der Begriff „Targetstrukturen“ Strukturen von Target-Elementen, die auf integrierten Schaltkreiskomponenten implementiert werden sollen, unter anderem Vorrichtungswafer, Interposerwafer, Package-Substrate, neu konfigurierte Wafer und dergleichen. Die Target-Elemente können herzustellende Strukturelemente sein, unter anderem dielektrische Bereiche, Halbleiterbereiche, metallische Bereiche oder dergleichen. Die Targetstrukturen können auf Ätzmasken, wie etwa Fotoresists, erzeugt werden, und die Targetstrukturen auf den Ätzmasken können dann auf die integrierten Schaltkreiskomponenten übertragen werden.
Zum Implantieren der Strukturen auf den integrierten Schaltkreiskomponenten müssen die Targetstrukturen auf einer fotolithografischen Maske erzeugt werden, wie etwa auf einer in den 9 und 10 gezeigten fotolithografischen Maske 40. Die fotolithografische Maske 40 weist transparente Teile und opake Teile auf, wobei entweder die transparenten oder die opaken Teile die Targetstrukturen enthalten. Die fotolithografische Maske wird in einem Lithografieprozess verwendet, in dem ein Lichtstrahl auf die fotolithografische Maske projiziert wird, sodass ein darunter befindliches lichtempfindliches Material, wie etwa ein Fotoresist, belichtet wird. Nach der Belichtung und einem anschließenden Entwicklungsprozess werden die Targetstrukturen in das lichtempfindliche Material übertragen, das dann als eine Ätzmaske zum Herstellen der Target-Elemente auf den integrierten Schaltkreiskomponenten verwendet werden kann.
Aufgrund von optischen Effekten, die insbesondere mit der zunehmenden Verkleinerung der integrierten Schaltkreise auftreten, können die Target-Elemente nicht mehr exakt auf den integrierten Schaltkreiskomponenten implementiert werden. Zum Beispiel können Formen, Größen, Abstände und dergleichen verzerrt werden. SRAFs können zum Unterstützen einer exakteren Implementierung der Target-Elemente auf den integrierten Schaltkreiskomponenten verwendet werden. Die SRAFs werden auf den fotolithografischen Masken hergestellt und haben Größen, die kleiner als die Auflösung der lithografischen Anlage bzw. des Lithografieprozesses sind. Wenn zum Beispiel ein 193-nm-Lichtstrahl zum Belichten mit einer numerischen Apertur (NA), die gleich 0,9 ist, zusammen mit einer geeigneten Belichtungsform verwendet wird, kann die Mindestauflösung einen Abstand von 107 nm und eine Breite von etwa 40 nm haben, und Elemente, deren Längen und/oder Breiten kleiner als etwa 20 nm sind, sind Subauflösungselemente. Obwohl die Subauflösungs-Unterstützungselemente auf den fotolithografischen Masken hergestellt werden, hat das resultierende Fotoresist nach der Entwicklung nicht diese Strukturen. Andererseits werden die Targetstrukturen auf dem Fotoresist durch Verwenden der Subauflösungs-Unterstützungselemente mit einer verbesserten Genauigkeit erzeugt. Anders ausgedrückt, obwohl sich die Subauflösungs-Unterstützungselemente nicht auf dem Fotoresist befinden, sind aufgrund der Subauflösungs-Unterstützungselemente die Strukturen in dem Fotoresist näher an den Strukturen auf der fotolithografischen Maske angeordnet.
Bleiben wir bei 1, in der zwei beispielhafte Targetstrukturen 20 mit quadratischen Formen als ein Beispiel gezeigt sind. In realen Schaltkreisen können die Strukturen jedoch jede Form haben, unter anderem Rechtecke, Sechsecke, Achtecke, Kreise, Ovale oder dergleichen oder Kombinationen davon. Es können außerdem viel mehr Targetstrukturen in einem Schaltkreis verwendet werden. Das Prinzip der Ausführungsformen kann jedoch anhand von einfachen Targetstrukturen erläutert werden.
Wenn die Targetstrukturen 20 bereitgestellt werden, wird ein Beugungsdiagramm entsprechend einer bestimmten Belichtungsform erzeugt, die für den Lithografieprozess verwendet wird. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 204 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. Ein Teil eines beispielhaften Beugungsdiagramms 22 ist in 2 gezeigt. Das Beugungsdiagramm 22 weist eine charakteristische Struktur mit hellen und dunklen Streifen, Ringen usw. auf, die durch die Beugung von der Targetstruktur 20 entstehen. Wenn zum Beispiel Löcher in einer opaken Platte erzeugt werden und die Löcher die Formen und Größen der Targetstrukturen haben, kann das Beugungsdiagramm 22 auf einer anderen Platte hinter der opaken Platte entstehen, wenn ein Lichtstrahl (mit einer bestimmten Wellenlänge) auf die opake Platte projiziert wird.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird das Beugungsdiagramm 22 durch Simulation zum Beispiel unter Verwendung eines Computers mit einer Software erzeugt, die zum Simulieren von Beugungsbildern konfiguriert ist. Die Simulation kann in Abhängigkeit von den Anforderungen unterschiedliche Genauigkeitsniveaus haben. Eine genauere Simulation erfordert mehr Zeit, und das resultierende simulierte Beugungsdiagramm ist näher an dem tatsächlichen Beugungsdiagramm (zum Beispiel dem Beugungsdiagramm, das durch Löcher in opaken Platten erhalten wird). Bei einigen Ausführungsformen kann die Simulation eine Simulation erster Ordnung sein, die zwar eine relativ niedrigere Genauigkeit hat, aber weniger Zeit erfordert. Das resultierende Beugungsdiagramm erster Ordnung weicht zwar noch etwas von dem tatsächlichen Beugungsdiagramm ab, aber es ist immer noch genau genug, um die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Das resultierende Beugungsdiagramm kann somit als ein Beugungsdiagramm erster Ordnung (FODM) bezeichnet werden, wenn eine Simulation erster Ordnung durchgeführt wird. Bei anderen Ausführungsformen kann das Beugungsdiagramm mit einer Genauigkeit höherer Ordnung erzeugt werden und kann somit ein Beugungsdiagramm zweiter Ordnung, dritter Ordnung oder dergleichen sein. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann das Beugungsdiagramm mit anderen Verfahren erhalten werden, wie etwa durch Erzeugen von tatsächlichen Strukturen auf einer opaken Platte und Projizieren eines Lichtstrahls auf die opake Platte, um das Beugungsdiagramm direkt zu erhalten. Alle diese Verfahren zum Erzeugen des Beugungsdiagramms liegen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung.
Wie in 2 gezeigt ist, weist das Beugungsdiagramm 22 helle Strukturen 24 auf, die helle Strukturen 24A, 24B, 24C und weitere Strukturen, die nicht dargestellt sind, umfassen. Die hellen Strukturen 24A sind Strukturen der Targetstrukturen 20 mit einer Verzerrung, die von einem optischen Effekt verursacht wird und von den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung korrigiert werden muss. Die hellen Strukturen 24B und 24C sind Interferenzstrukturen. Weitere helle Strukturen können sich außerhalb der hellen Strukturen 24C befinden. Die Helligkeit nimmt von den inneren hellen Strukturen 24A zu den äußeren hellen Strukturen 24B und 24C schrittweise ab. Die Strukturen außerhalb der hellen Strukturen 24C können jedoch zu schwach sein, um sie zu unterscheiden. Außerdem sind die äußeren hellen Strukturen näher an anderen benachbarten Strukturen (nicht dargestellt), und sie können von den hellen Strukturen der benachbarten Strukturen beeinflusst werden. Dementsprechend können bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die hellen Strukturen 24A und 24B und gelegentlich die hellen Strukturen 24A, 24B und 24C verwendet werden, während der Rest der äußeren hellen Strukturen ignoriert wird.
Das Beugungsdiagramm 22 weist außerdem dunkle Strukturen 26 auf, die dunkle Strukturen 26A, 26B, 26C usw. zwischen hellen Strukturen 24 umfassen. Es versteht sich, dass 2 zwar zeigt, dass es deutliche Grenzen zwischen hellen Strukturen 24 und dunklen Strukturen 26 gibt, aber 2 nur schematisch ist und in dem tatsächlichen Beugungsdiagramm mittlere Teile der hellen Strukturen 24 am hellsten sind und mittlere Teile der dunklen Strukturen 26 am dunkelsten sind. Der Übergang von den hellen Strukturen 24 zu den dunklen Strukturen 26 ist allmählich, und es gibt keine deutlichen Grenzen dazwischen.
3 zeigt die Erzeugung eines Zonendiagramms 32, das bei einigen Ausführungsformen eine oder mehrere günstige Zonen 30 und ungünstige Zonen 28 (mit Zonen 28A und 28B) aufweist. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 206 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. Es versteht sich, dass zwar nur eine günstige Zone 30 und zwei ungünstige Zonen 28 als ein Beispiel dargestellt sind, aber die Gesamtanzahl von günstigen Zonen 30 jede Anzahl sein kann, die gleich oder größer als eins ist, und auch die Gesamtanzahl der ungünstigen Zonen 28 jede Anzahl sein kann, die gleich oder größer als eins ist. Die günstigen Zonen 30 werden aufgrund der hellen Strukturen 24 (2) erzeugt und können die Teile der hellen Strukturen 24 umfassen, deren Helligkeitswerte einen ersten festgelegten Helligkeitswert überschreiten, der in späteren Absätzen erörtert wird. Die ungünstigen Zonen 28 werden aufgrund der dunklen Strukturen 26 (2) erzeugt und können die Teile der dunklen Strukturen 26 umfassen, deren Helligkeitswerte kleiner als ein zweiter festgelegter Helligkeitswert sind, der in späteren Absätzen erörtert wird.
Die günstigen Zonen 30 sind die bevorzugten Zonen, in denen später hergestellte unterschwellige Unterstützungselemente (sub-threshold assistant features) platziert werden sollen, wobei durch die Herstellung der unterschwelligen Unterstützungselemente in diesen Bereichen die Herstellung der Target-Elemente unterstützt wird und unerwünschte optische Effekte reduziert werden. Die ungünstigen Zonen 28 sind Zonen, in denen durch die Platzierung der später hergestellten unterschwelligen Unterstützungselemente der unerwünschte optische Effekt verschlechtert wird. Dementsprechend sind die ungünstigen Zonen 28 auch unzulässige Zonen, in denen die Herstellung von unterschwelligen Unterstützungselementen unzulässig ist.
Bei einigen Ausführungsformen basiert die Festlegung/Erzeugung der günstigen Zonen 30 und der ungünstigen Zonen 28 auf absoluten (Schwellen-)Helligkeitswerten. Zum Beispiel können zwei Helligkeitswerte B1 und B2 festgelegt werden, wobei der Helligkeitswert B2 größer als der oder gleich dem Helligkeitswert B1 ist. Wenn die Helligkeitswerte an bestimmten Positionen des Beugungsdiagramms 22 niedriger als der Helligkeitswert B1 sind, gehören die entsprechenden Positionen zu einer ungünstigen Zone 28. Wenn die Helligkeitswerte an bestimmten Positionen des Beugungsdiagramms 22 höher als der Helligkeitswert B2 sind, gehören die entsprechenden Positionen zu einer günstigen Zone 30. Bei einigen Ausführungsformen ist der Helligkeitswert B1 niedriger als der Helligkeitswert B2. In dem resultierenden Zonendiagramm sind die günstigen Zonen 30 von benachbarten ungünstigen Zonen 28 beabstandet, wie in 3 gezeigt ist. Eine Differenz (B2 - B1) bestimmt Abstände (wie etwa Abstände S1 und S2 in 3) zwischen benachbarten günstigen Zonen 30 und ungünstigen Zonen 28, und die Helligkeitswerte B1 und B2 bestimmen Breiten (wie etwa Breiten W1A, W1B und W2 in 3) von ungünstigen Zonen 28 bzw. günstigen Zonen 30. Bei alternativen Ausführungsformen sind die Werte B1 und B2 gleichgroß. Dementsprechend berühren günstige Zonen 30 die entsprechenden benachbarten ungünstigen Zonen 28. Der Helligkeitswert B1 wird im Allgemeinen so festgelegt, dass er nicht größer als der Helligkeitswert B2 ist, um Unklarheiten dahingehend zu vermeiden, ob eine bestimmte Position zu einer ungünstigen Zone 28 oder zu einer günstigen Zone 30 gehört.
Bei alternativen Ausführungsformen basiert die Festlegung der günstigen Zonen 30 und der ungünstigen Zonen 28 auf relativen Helligkeitswerten. Es versteht sich, dass die Festlegung von relativen Helligkeitswerten mit zahlreichen Methoden erfolgen kann, die innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Die relativen Helligkeitswerte können aufgrund des höchsten Helligkeitswerts der hellen Strukturen oder aufgrund des höchsten Helligkeitswerts einer oder mehrerer heller Strukturen und des niedrigsten Helligkeitswerts einer oder mehrerer dunkler Strukturen festgelegt werden. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen wird ein Helligkeitswert BBrig des hellsten Punkts der hellen Strukturen 24 als das Kriterium zum Erzeugen von günstigen Zonen 30 und ungünstigen Zonen 28 verwendet. Außerdem werden relative Helligkeits(schwellen)werte F1 und F2 festgelegt, die beide zwischen 0 und 1 liegen, aber 0 und 1 nicht enthalten. Bei einigen Ausführungsformen liegen, wenn die Helligkeitswerte an bestimmten Positionen des Beugungsdiagramms 22 kleiner als (Fi • BBrig) sind, die entsprechenden Positionen in den ungünstigen Zonen 28. Wenn hingegen die Helligkeitswerte an bestimmten Positionen des Beugungsdiagramms 22 höher als (F2 • BBrig) sind, liegen die entsprechenden Positionen in den günstigen Zonen 30. Bei einigen Ausführungsformen ist der Helligkeitswert F1 kleiner als der Helligkeitswert F2. Eine Differenz (F2 - F1) bestimmt Abstände (wie etwa die Abstände S1 und S2 in 3) zwischen benachbarten günstigen Zonen 30 und ungünstigen Zonen 28, und die relativen Helligkeitswerte F1 und F2 bestimmen die Breiten (wie etwa die Breiten W1A, W1B und W2 in 3) von ungünstigen Zonen 28 bzw. günstigen Zonen 30. Bei alternativen Ausführungsformen sind die relativen Helligkeitswerte F1 und F2 gleichgroß. Dementsprechend berühren günstige Zonen 30 die entsprechenden benachbarten ungünstigen Zonen 28. Der relative Helligkeitswert F1 wird im Allgemeinen so festgelegt, dass er nicht größer als der relative Helligkeitswert F2 ist, um Unklarheiten dahingehend zu vermeiden, ob eine bestimmte Position zu einer ungünstigen Zone 28 oder zu einer günstigen Zone 30 gehört.
In 4 werden Targetstrukturen 20 und erste SRAFs 34 in das Zonendiagramm 32 eingefügt. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 208 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. Die ersten SRAFs 34 sind ebenfalls Strukturen, die auf einer fotolithografischen Maske zusammen mit den Targetstrukturen 20 hergestellt werden sollen. In der nachstehenden Erörterung werden die ersten SRAFs 34 als Streubalken bezeichnet, da sie oft mit Balkenformen hergestellt werden. Die ersten Streubalken 34 haben Längen und/oder Breiten, die kleiner als die Auflösung der lithografischen Anlage und des Lithografieprozesses sind (und sie sind somit Subauflösungselemente). Daher werden die Streubalken 34 (selbst nach einer späteren Modifikation) nicht auf die resultierenden integrierten Schaltkreiskomponenten, wie etwa Wafer, Packages, Package-Substrate usw., übertragen. Im Gegensatz dazu haben die Target-Elemente 20 Querabmessungen, die größer als die Auflösung sind, und daher werden ihre Strukturen auf die resultierenden integrierten Schaltkreiskomponenten übertragen. Obwohl die Strukturen der ersten Streubalken 34 nicht übertragen werden, beeinträchtigt ihr Vorhandensein auf der fotolithografischen Maske den optischen Effekt bei Belichtungsprozessen, und die auf die integrierten Schaltkreiskomponenten übertragenen Strukturen sind hinsichtlich ihrer Formen und Größen näher an den Targetstrukturen 20 auf der fotolithografischen Maske.
In der nachfolgenden Erörterung wird die Bezugszahl „34“ zum Darstellen sowohl der ersten Streubalken als auch der Streubalken nach Modifikationsprozessen verwendet. Außerdem können die Buchstaben „M“ und „MM“ an die Bezugszahl „34“ angehängt werden, um die Stufe der Modifikation anzugeben.
Die ersten Streubalken 34 haben einen günstigen Einfluss auf das Übertragen der Targetstrukturen 20, wenn sich die ersten Streubalken 34 in den hellen Strukturen 24 (2) befinden. Dementsprechend werden die ersten Streubalken 34 in die günstigen Zonen 30 ( 4) eingefügt, die aufgrund der Helligkeit der hellen Strukturen 24 festgelegt werden. Bei einigen Ausführungsformen sind die ersten Streubalken 34 rechteckige Balken, und einige der ersten Streubalken 34 können quadratische Balken sein. Bei alternativen Ausführungsformen können die ersten Streubalken 34 andere Formen haben, unter anderem Polygone (wie etwa Sechsecke, Achtecke oder dergleichen), Kreise, Ovale oder dergleichen. Die ersten Streubalken 34 können auch unregelmäßige Formen haben, die Kombinationen von Kurven, Geraden und/oder dergleichen sind. Außerdem kann ein erster Streubalken 34 hinsichtlich der Form, der Breite, der Länge usw. von einem anderen ersten Streubalken 34 verschieden sein oder diesem gleichen.
Bei einigen Ausführungsformen befinden sich alle ersten Streubalken 34 vollständig innerhalb der günstigen Zonen 30. Bei alternativen Ausführungsformen können sich einige der ersten Streubalken 34 geringfügig außerhalb der günstigen Zonen 30 erstrecken, und kein Streubalken 34 erstreckt sich in die ungünstigen Zonen 28. Der Streubalken 34 kann entsprechend einer Form und einer Ausdehnungsrichtung des jeweiligen Teils der günstigen Zonen 30 platziert werden. Dementsprechend können Längsrichtungen einiger der ersten Streubalken 34 in der x-Richtung verlaufen, und Längsrichtungen einiger anderer Streubalken 34 können in der y-Richtung verlaufen.
Dann wird eine erste Maskenregelkontrolle an den Strukturen durchgeführt, die in den fotolithografischen Masken erzeugt werden sollen. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 210 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. Die erste Maskenregelkontrolle ist geometrisch basiert und kann daher in einem kurzen Zeitraum durchgeführt werden. Die erste Maskenregelkontrolle gewährleistet, dass die Fertigungsanlage zum Herstellen der fotolithografischen Masken die Streubalken 34 und die Targetstrukturen 20 auf den fotolithografischen Masken erzeugen kann. Zum Beispiel können Strukturen, die zu klein sind, zu dicht beieinander sind oder zu kleine Flächen haben, nicht erfolgreich auf den fotolithografischen Masken erzeugt werden. Bei der Maskenregelkontrolle werden daher die Strukturen, die die ersten Streubalken 34 und die Targetstrukturen 20 enthalten, kontrolliert, um sicherzustellen, dass alle Maskenregeln eingehalten werden. Da die ersten Streubalken 34 als Subauflösungselemente hergestellt werden, können einige der ersten Streubalken 34 Maskenregeln verletzen und können somit die Maskenregelkontrolle nicht bestehen. Die Streubalken 34, die die Maskenregelkontrolle nicht bestehen können, werden nachstehend als Maskenregel-verletzende Streubalken bezeichnet. 4 zeigt beispielhafte Maskenregel-verletzende Streubalken 34, die mit „34F“ bezeichnet sind. Die Maskenregel-verletzenden Streubalken 34F sind außerdem durch Anhängen einer Ziffer an den Buchstaben „F“ nummeriert, um sie voneinander zu unterscheiden.
5 zeigt einen ersten Streubalken-Modifikationsprozess (der auch als eine Maskenregel-konforme Operation bezeichnet wird), in dem die Maskenregel-verletzenden Streubalken 34 vergrößert werden, um modifizierte Streubalken 34M (mit Streubalken 34M1 bis 34M6) zu erzeugen, sodass die modifizierten Streubalken 34M die Maskenregelkontrolle bestehen können. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 212 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. Die Vergrößerung wird zwar als ein Beispiel für die Maskenregel-konforme Operation verwendet, aber die Maskenregel-konforme Operation kann auch ein Verschieben und/oder ein Verschmelzen umfassen. Alle Streubalken 34 in 6 sind mit dem Buchstaben „M“ bezeichnet, um sie von den ersten Streubalken in 4 zu unterscheiden, unabhängig davon, ob die Streubalken gegenüber den in 4 gezeigten Streubalken modifiziert sind oder nicht. Der erste Streubalken-Modifikationsprozess ist geometrisch basiert. Die Modifikation kann ein Vergrößern der ersten Streubalken 34 in der x-Richtung, in der y-Richtung oder in der x- und der y-Richtung umfassen. Die Modifikation kann außerdem ein Ersetzen eines kleinen Streubalkens 34 durch einen größeren Streubalken 34 umfassen. 5 zeigt einen beispielhaften Modifikationsprozess, bei dem die Maskenregel-verletzenden Streubalken 34F in der +x- und der -x-Richtung verlängert werden, während sie sich auch in der +y- und/oder der -y-Richtung erstrecken können. Außerdem können die Maskenregel-verletzenden Streubalken 34F auch verschoben werden, zum Beispiel wenn das Nicht-Bestehen der Maskenregelkontrolle von einem zu kleinen Abstand zwischen den Maskenregel-verletzenden Streubalken 34F verursacht wird. Der Streubalken-Modifikationsprozess kann mittels einer Software durchgeführt werden, die in einem Computer abgearbeitet wird.
Der Streubalken-Modifikationsprozess wird zum Bestehen der Maskenregelkontrolle durchgeführt, während der Einfluss des Streubalken-Modifikationsprozesses auf die optische Leistung nicht berücksichtigt wird. Der Einfluss der modifizierten Streubalken 34M auf die optische Leistung kann durch Simulation ermittelt werden. Die Simulation ist jedoch zeitaufwändig, insbesondere wenn große integrierte Schaltkreiskomponenten mit komplizierten Strukturen simuliert werden. Bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die ungünstigen Zonen 28 zum Begrenzen des ungünstigen Einflusses auf die optische Leistung, der durch den Streubalken-Modifikationsprozess verursacht wird, und/oder zum signifikanten Verbessern der optischen Leistung verwendet.
5 zeigt einige Beispiele für die modifizierten Streubalken 34M. Zum Beispiel erstrecken sich die modifizierten Streubalken 34M1, 34M2, 34M3, 34M4 und 34M6 in eine ungünstige Zone 28A (und überdecken diese), und der modifizierte Streubalken 34M5 erstreckt sich in die ungünstige Zone 28B (und überdeckt diese). Es kann auch einige modifizierte Streubalken 34M geben, die sich nach dem ersten Streubalken-Modifikationsprozess nicht in die ungünstigen Zonen 28A und 28B erstrecken.
Da die ungünstigen Zonen 28 so festgelegt werden, dass sie die dunklen Strukturen 26 in dem Beugungsdiagramm enthalten, wenn sich die modifizierten Streubalken 34M in die ungünstigen Zonen 28 erstrecken, wird die optische Leistung beeinträchtigt. Daher wird ein Ungünstige-Zone-Kontrollprozess durchgeführt, um die Streubalken 34M zu identifizieren, die sich in die ungünstigen Zonen 28 erstrecken. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 214 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. Die identifizierten Streubalken 34M, die sich in die ungünstigen Zonen 28 erstrecken, werden als ungünstige Strukturen oder als ungünstige Streubalken bezeichnet.
Wenn ein oder mehrere der modifizierten Streubalken 34M als ungünstige Streubalken identifiziert werden, wird ein zweiter Streubalken-Modifikationsprozess durchgeführt, um die ungünstigen Streubalken erneut zu modifizieren und um die resultierenden Streubalken 34 von den ungünstigen Zonen 28 fernzuhalten. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 216 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist.
Es versteht sich, dass der Ungünstige-Zone-Kontrollprozess 214 ein geometrischer Kontrollprozess ist, der schnell durchgeführt werden kann. Im Gegensatz dazu ist die Simulation zeitaufwändig, wenn die optische Leistung der modifizierten Streubalken 34M durch Simulation bestimmt werden soll. Dementsprechend ist der Optische-Leistung-Bestimmungsprozess gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung viel effizienter.
Der zweite Streubalken-Modifikationsprozess kann eine Mehrzahl von geometrisch basierten Operationen umfassen, unter anderem Verkleinern, Verschieben, Verschmelzen, Entfernen und dergleichen, und/oder Kombinationen davon. Die resultierenden modifizierten Streubalken werden mit 34MM bezeichnet, und sie umfassen 34MM1 bis 34MM5. Alle Streubalken in 6 werden mit dem Anhang „MM“ bezeichnet, um sie von den Streubalken von 5 zu unterscheiden, unabhängig davon, ob diese Streubalken gegenüber den in 5 gezeigten Streubalken modifiziert sind oder nicht.
Bei einigen Ausführungsformen erstrecken sich die Streubalken 34M1 (5) in die ungünstige Zone 28A und werden in dem zweiten Streubalken-Modifikationsprozess in einer Richtung von der ungünstigen Zone 28A weg verkleinert. Die resultierenden modifizierten Streubalken 34MM1 (6) erstrecken sich nun nicht mehr in die ungünstige Zone 28A. Die modifizierten Streubalken 34M2 und 34M3 (5) erstrecken sich ebenfalls in die ungünstige Zone 28A, und sie werden in Richtungen von der ungünstigen Zone 28A weg verkleinert. Die resultierenden modifizierten Streubalken 34MM2 und 34MM3 (6) erstrecken sich nun nicht mehr in die ungünstige Zone 28A. Die modifizierten Streubalken 34M4 (5) erstrecken sich in die ungünstige Zone 28A, und sie werden mit dem Streubalken 34M7 (der Maskenregelverletzend oder Maskenregel-konform sein kann) zu einem neuen modifizierten Streubalken 34MM8 (6) verschmolzen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verschmelzen durch Neu-Dimensionieren (Vergrößern oder Verkleinern) und/oder durch Verschieben der verschmolzenen Streubalken 34M4 und/oder 34M7 erreicht werden. Durch das Verschmelzen wird die Größe nach der Verschmelzung größer, und somit kann die verschmolzene Struktur die Mindestflächen-Beschränkung der Maskenregelkontrolle bestehen. Die modifizierten Streubalken 34M5 (5) erstrecken sich in die ungünstige Zone 28B, und sie werden in einer Richtung von der ungünstigen Zone 28B weg verkleinert. Die resultierenden modifizierten Streubalken 34MM5 (6) erstrecken sich nun nicht mehr in die ungünstige Zone 28B. Die modifizierten Streubalken 34M6 (5) erstrecken sich in die ungünstige Zone 28A, und sie werden entfernt. In 6 ist unter Verwendung eines gestrichelten Streubalkens dargestellt, wo sich der Streubalken 34MM6 befunden hat.
Der zweite Streubalken-Modifikationsprozess kann bei einigen Ausführungsformen unter Berücksichtigung der Maskenregeln durchgeführt werden (oder auch nicht). Zum Beispiel kann das Verkleinern so durchgeführt werden, dass die resultierenden verkleinerten Streubalken 34M1 und 34M2 immer noch so groß sind, dass sie die Mindestbreiten- und/oder die Mindestflächen-Beschränkung der Maskenregelkontrolle einhalten. Bei einigen Ausführungsformen basiert die Modifikation auf bestimmten festgelegten Regeln, zum Beispiel Verkleinern auf einen bestimmten Prozentsatz (z. B. auf etwa 70 % bis etwa 90 %) der ursprünglichen Länge. Bei diesen Ausführungsformen können die resultierenden Streubalken 34MM die Maskenregelkontrolle bestehen oder auch nicht, und es können weitere Maskenregelkontrollen, eine Ungünstige-Zone-Kontrolle und die entsprechenden Modifikationsprozesse erforderlich sein.
Infolge des zweiten Streubalken-Modifikationsprozesses können einige oder alle modifizierten Streubalken 34MM1 vollständig innerhalb der günstigen Zonen 30 liegen. Bei einigen alternativen Ausführungsformen liegen einige der modifizierten Streubalken 34MM vollständig innerhalb der günstigen Zonen 30, während einige andere Streubalken 34MM (wie etwa die Streubalken 34MM2 und 34MM3) teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der günstigen Zonen 30 liegen. Diese Streubalken 34MM liegen jedoch außerhalb der ungünstigen Zonen 28.
In dem Prozessablauf 200, der in 13 gezeigt ist, kann ein Nachbesserungsprozess durchgeführt werden. Der Nachbesserungsprozess kann Schritte 218 bis 224 umfassen, und er kann außerdem die Schritte 212 und 214 umfassen, wenn Prozesse zu den Schritten 212 und 214 rückgeschleift werden. Der Nachbesserungsprozess wird nachstehend erörtert.
Bei einigen Ausführungsformen kann nach dem zweiten Streubalken-Modifikationsprozess 216 ein zweiter Maskenregelkontrollprozess durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die zweifach modifizierten Streubalken keine Maskenregeln verletzen. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 218 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. Zum Beispiel können durch das Verkleinern von Streubalken die Streubalken 34MM erneut zu klein sein. Wenn die zweite Maskenregelkontrolle von allen Streubalken 34MM bestanden wird, wie in dem Schritt 220 in dem Prozessablauf 200 angegeben ist, kann der Prozessablauf zu dem Schritt 222 in 13 weitergehen. Andernfalls wird der Prozess zu dem Schritt 212 in dem Prozessablauf 200 rückgeschleift, wie in 13 angegeben ist, und ein weiterer Streubalken-Vergrößerungsprozess 212, der nachfolgende Ungünstige-Zone-Kontrollprozess 214, der Streubalken-Modifikationsprozess 216 usw. werden erneut durchgeführt.
Bei einigen Ausführungsformen kann nach dem Durchlaufen des zweiten Streubalken-Modifikationsprozesses ein zweiter Ungünstige-Zone-Kontrollprozess 222 durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die zweifach modifizierten Streubalken nicht wieder in ungünstigen Zonen liegen. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 222 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. Zum Beispiel können sich durch das Verschieben von Streubalken weg von der ungünstigen Zone 28A die Streubalken in die ungünstige Zone 28B erstrecken. Die Streubalken, die wieder in den ungünstigen Zonen liegen, werden markiert und nochmals modifiziert. Wie in dem Schritt 224 angegeben ist, können, wenn alle Streubalken 34 den zweiten Ungünstige-Zone-Kontrollprozess 222 bestehen, die in den vorhergehenden Schritten erzeugten Strukturen zum Herstellen einer fotolithografischen Maske verwendet werden. Wenn hingegen ein oder mehrere Streubalken 34 den zweiten Ungünstige-Zone-Kontrollprozess 222 nicht bestehen, wird der Prozess zu dem Schritt 216 in dem Prozessablauf 200 rückgeschleift, wie in 13 angegeben ist, und ein weiterer Streubalken-Modifikationsprozess und die anschließenden Prozesse werden durchgeführt.
Die 7 und 8 zeigen Streubalken in einem Nachbesserungsprozess als ein Beispiel. In 7 erstreckt sich der modifizierte Streubalken 34MM3 in die ungünstige Zone 28B. Dementsprechend wird ein weiterer Modifikationsprozess durchgeführt, um den Streubalken 34MM3 zu verkleinern und um einen Streubalken 34MM3' zu erzeugen, wie in 8 gezeigt ist.
Es versteht sich, dass wenn die vorhergehenden Prozesse unsachgemäß durchgeführt werden, die Nachbesserungsprozesse endlos durchgeführt werden können. Zum Beispiel erstreckt sich durch Verschieben eines Streubalkens von der ungünstigen Zone 28A weg der Streubalken in die ungünstige Zone 28B, und durch erneutes Verschieben des Streubalkens in dem Nachbesserungsprozess erstreckt sich der Streubalken wieder in die ungünstige Zone 28B zurück. Um dies zu vermeiden, sollten in dem Streubalken-Modifikationsprozess bei der Nachbesserung einige Dinge berücksichtigt werden. Nimmt man zum Beispiel an, dass ein zuvor modifizierter Streubalken den Ungünstige-Zone-Kontrollprozess 224 immer noch nicht besteht, wird bei der daraus resultierenden erneuten Durchführung des Streubalken-Modifikationsprozesses 216 eine neue Modifikationsoperation durchgeführt, die von der vorhergehenden Modifikationsoperation verschieden ist. Wenn die vorhergehende Modifikationsoperation zum Beispiel eine Verkleinerungsoperation war, kann die neu durchgeführte Modifikationsoperation ein Verschieben, ein Verschmelzen oder dergleichen sein. Alternativ kann dieselbe Operation, aber mit anderen Parametern durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Verkleinerungsrate von 20 % auf 15 % geändert werden, oder der Verkleinerungswert wird von 2,0 nm auf 1,5 nm geändert. Dadurch kann ein zyklischer Betrieb vermieden werden. Bei einigen Ausführungsformen kann eine festgelegte Anzahl von Nachbesserungen (z. B. 1, 2 oder 3 oder mehr) durchgeführt werden, wobei die Operationen bei den Nachbesserungen von den vorhergehenden Operationen verschieden sind. Wenn nach dem Erreichen der festgelegten Anzahl immer noch ein oder mehrere Streubalken 34 den Ungünstige-Zone-Kontrollprozess und/oder den Maskenregelkontrollprozess nicht bestehen, werden diese Streubalken entfernt, um die Schleife zu beenden, oder sie werden markiert und als ein Fehler gemeldet werden, um weiterbearbeitet zu werden.
Wenn ein oder mehrere zuvor modifizierte Streubalken den Maskenregelkontrollprozess 220 oder den Ungünstige-Zone-Kontrollprozess 224 immer noch nicht bestehen, werden bei einigen Ausführungsformen diese Streubalken entfernt, um eine weitere Nachbesserung zu vermeiden und um zyklische Nachbesserungen ohne einen weiteren Versuch zu vermeiden, oder sie können markiert werden und als ein Fehler gemeldet werden, um weiterbearbeitet zu werden.
In den vorstehend erörterten Schritten wird ein Zweischritt-Streubalken-Modifikationsprozess durchgeführt, der ein Vergrößern der Streubalken 34 und ein anschließendes Durchführen von Modifikationsprozessen umfasst, sodass die resultierenden modifizierten Streubalken 34 von den ungünstigen Zonen ferngehalten werden. Bei alternativen Ausführungsformen wird ein Einschritt-Streubalken-Modifikationsprozess durchgeführt, wobei beim Vergrößern der Maskenregel-verletzenden Streubalken die ungünstigen Zonen 28 berücksichtigt werden und das Vergrößern in ausgewählten Richtungen von den nächstgelegenen ungünstigen Zonen 28 weg erfolgt. Auch der Umfang der Vergrößerung in der gewählten Richtung wird kontrolliert, sodass sich die resultierenden vergrößerten Streubalken nicht in die ungünstigen Zonen 28 erstrecken. Die anschließende Maskenregelkontrolle kann durchgeführt oder weggelassen werden. Die spätere Ungünstige-Zone-Kontrolle ist nicht mehr erforderlich.
Bei einigen Ausführungsformen werden ein Struktur-Erzeugungsprozess, der ein Erzeugen eines Beugungsdiagramms mit ungünstigen Zonen 28A und 28B umfasst, und Nachbesserungsprozesse durchgeführt, wie unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 dargelegt worden ist. Es versteht sich, dass die ungünstige Zone 28A einen größeren Einfluss auf die optische Leistung als die ungünstige Zone 28B hat. Das heißt, ein Streubalken hat einen kleineren negativen Einfluss auf die optische Leistung, wenn er sich in die ungünstige Zone 28B erstreckt, als wenn er sich in die ungünstige Zone 28A erstreckt. Daher wird bei einigen Ausführungsformen zum Verbessern der Effizienz beim Erzeugen von Strukturen die ungünstige Zone 28A erzeugt, während die ungünstige Zone 28B nicht erzeugt wird, um Effizienz und Genauigkeit auszugleichen. Bei alternativen Ausführungsformen werden beide ungünstige Zonen 28A und 28B erzeugt, und es wird kein Nachbesserungsprozess durchgeführt. Alternativ wird nach einer bestimmten Anzahl von Nachbesserungswiederholungen (z. B. 5) der Streubalken markiert und als ein Fehler gemeldet, um weiterbearbeitet zu werden.
Die Targetstrukturen 20 und die Streustrukturen 34MM (6 oder 8) werden dann zum Herstellen einer fotolithografischen Maske 40 verwendet, wie in den 9 und 10 gezeigt ist. Es versteht sich, dass auch eine andere fotolithografische Maske als die dargestellte verwendet werden kann. Zum Beispiel kann eine EUV-Maske (EUV: extremes Ultraviolett) verwendet werden. Der entsprechende Schritt ist als ein Schritt 226 in dem Prozessablauf 200 angegeben, der in 13 gezeigt ist. 9 zeigt eine Draufsicht eines Teils der fotolithografischen Maske 40, in dem Streubalken 34MM (die auch Streustrukturen 34MM sind) und Targetstrukturen 20 erzeugt werden. Die günstigen Zonen 30 und die ungünstigen Zonen 28 wurden zum Unterstützen der Erzeugung der Streubalken 34 verwendet und werden nicht in der fotolithografischen Maske 40 hergestellt.
Die 10 bis 12 zeigen Schnittansichten von Zwischenstufen beim Übertragen der Strukturen in der fotolithografischen Maske 40 in eine integrierte Schaltkreiskomponente 44 gemäß einigen Ausführungsformen. In 10 weist die fotolithografische Maske 40 transparente und opake Teile auf. Bei einigen Ausführungsformen werden die Targetstrukturen 20 und die Streubalken 34 als die opaken Teile erzeugt, die zwischen den transparenten Teilen 36 angeordnet sind, wie in 10 gezeigt ist. Bei alternativen Ausführungsformen können die Targetstrukturen 20 und die Streubalken 34 auch als transparente Teile der fotolithografischen Maske 40 erzeugt werden, wobei sie durch opake Teile voneinander getrennt werden. 10 zeigt einen Querschnitt 10 - 10 von 9.
Die integrierte Schaltkreiskomponente 44 wird unter der fotolithografischen Maske 40 platziert. Die integrierte Schaltkreiskomponente 44 kann ein Vorrichtungswafer, ein Interposerwafer, ein Package-Substratstreifen, ein neu konfigurierter Wafer oder dergleichen sein. Die integrierte Schaltkreiskomponente 44 weist eine Targetschicht 46 auf, die eine dielektrische Schicht, eine Halbleiterschicht, eine leitfähige Schicht (wie etwa eine Metallschicht) oder dergleichen sein kann. Über der Targetschicht 46 wird ein Fotoresist 48 aufgebracht. Licht 50 wird auf die fotolithografische Maske 40 projiziert, sodass das Fotoresist 48 belichtet wird.
Nach dem Belichten des Fotoresists 48 wird die fotolithografische Maske 40 verschoben. Das Fotoresist 48 wird gehärtet und entwickelt, und einige Teile werden entfernt. Das resultierende Fotoresist 48 enthält die Strukturen der Targetstrukturen 20, aber nicht die Strukturen der Streustrukturen 34, wie in 11 gezeigt ist. In einem anschließenden Prozess wird das Fotoresist 48 zum Ätzen der darunter befindlichen Targetschicht 46 verwendet. Die resultierende geätzte Targetschicht 46 enthält wieder die Strukturen der Targetstrukturen 20, aber nicht die Strukturen der Streustrukturen 34. Dann wird das Fotoresist 48 entfernt, und die resultierende Struktur ist in 12 gezeigt. In den vorstehend erörterten Prozessen führen die Streustrukturen 34 zu einer exakteren Übertragung der Targetstrukturen 20 in die Targetschicht 46, obwohl keine Streustrukturen 34 in der Targetschicht 46 erzeugt werden.
Die in den 1 bis 8 gezeigten Prozesse können unter Verwendung eines Computers mit einer Software (Programmcodes) und Hardware durchgeführt werden. Die Software enthält Tools zum Ausführen von Tasks, unter anderem Erzeugen (Entwerfen) von Targetstrukturen, Simulieren von Beugungsdiagrammen, Erzeugen von günstigen und ungünstigen Zonen, Erzeugen von ersten Streustrukturen, Durchführen von Maskenregelkontrollen, Vergrößern von Streustrukturen, Durchführen von Ungünstige-Zone-Kontrollen, Modifizieren der Streuzonen und dergleichen. Die Programmcodes der Software und die Ergebnisse, wie etwa das Beugungsdiagramm, die günstigen und die ungünstigen Zonen, die Targetstrukturen und die Streustrukturen, können auf einem nichtflüchtigen Speichermedium, wie etwa einer Festplatte, einer Platte oder dergleichen, verkörpert werden, und sie können zum Herstellen von fotolithografischen Masken versendet werden.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen können der moderne Lithografieprozess und die anderen Verfahren und Materialien, die vorstehend beschrieben worden sind, in zahlreichen Anwendungsgebieten, wie etwa Finnen-Feldeffekttransistoren FinFETs), zum Einsatz kommen. Zum Beispiel können Finnen so strukturiert werden, dass relativ kleine Abstände zwischen Strukturelementen entstehen, für die die vorstehende Erfindung gut geeignet ist. Außerdem können (auch als Dorne bezeichnete) Abstandshalter, die beim Herstellen der Finnen von FinFETs verwendet werden, gemäß der vorliegenden Erfindung bearbeitet werden.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben mehrere Vorzüge. Durch Erzeugen von günstigen und ungünstigen Zonen werden Streubalken so erzeugt, dass sie von den ungünstigen Zonen getrennt sind. Dadurch wird der optische Effekt optimiert. Die Optimierung des optischen Effekts erfolgt durch geometrische Kontrolle der Streubalken, um zu entscheiden, ob sie sich in die ungünstigen Zonen erstrecken, und sie ist somit ein schneller Vorgang. Dadurch wird Zeit gespart, die ansonsten zum Durchführen von zeitaufwändigen Simulationen zum Ermitteln des optischen Effekts der Streubalken benötigt wird.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren die folgenden Schritte: Erzeugen eines Beugungsdiagramms anhand einer Targetstruktur, wobei das Beugungsdiagramm eine helle Struktur und eine dunkle Struktur aufweist; Erzeugen einer günstigen Zone und einer ungünstigen Zone anhand der hellen und der dunklen Struktur; Platzieren einer ersten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen in der günstigen Zone; Durchführen einer Maskenregel-konformen Operation (die eine Vergrößerungsoperation, eine Verschiebungsoperation oder eine Verschmelzungsoperation sein kann) an der ersten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen, um eine zweite Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu erzeugen, wobei eine erste Gruppe von Subauflösungsstrukturen in der ersten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen vergrößert wird; Durchführen eines Ungünstige-Zone-Kontrollprozesses, um ungünstige Strukturen zu finden, wobei die ungünstigen Strukturen die vergrößerte erste Gruppe von Subauflösungsstrukturen sind, die sich in die ungünstige Zone erstrecken; und Durchführen einer geometrischen Operation an der zweiten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen, um eine dritte Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu erzeugen, wobei die ungünstigen Strukturen von der ungünstigen Zone getrennt werden. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin einen Maskenregelkontrollprozess, um die erste Gruppe von Subauflösungsstrukturen aus der ersten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu finden, wobei die erste Gruppe von Subauflösungsstrukturen Maskenregel-verletzende Strukturen umfasst. Bei einer Ausführungsform umfasst die erste Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen weiterhin eine zweite Gruppe von Subauflösungsstrukturen, die Maskenregel-konform sind, und bei der Vergrößerungsoperation wird die zweite Gruppe von Subauflösungsstrukturen nicht modifiziert. Bei einer Ausführungsform umfasst die geometrische Operation ein Verkleinern einer der ungünstigen Strukturen. Bei einer Ausführungsform umfasst die geometrische Operation ein Verschieben einer der ungünstigen Strukturen. Bei einer Ausführungsform umfasst die geometrische Operation ein Entfernen einer der ungünstigen Strukturen. Bei einer Ausführungsform umfasst die geometrische Operation ein Verschmelzen einer der ungünstigen Strukturen mit einer anderen der zweiten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Herstellen einer fotolithografischen Maske, wobei die Targetstruktur und die dritte Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen in der fotolithografischen Maske erzeugt werden; und ein Verwenden der fotolithografischen Maske zum Herstellen einer integrierten Schaltkreiskomponente, wobei die Targetstruktur auf der integrierten Schaltkreiskomponente implementiert wird, aber die dritte Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen nicht auf der integrierten Schaltkreiskomponente implementiert wird. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Durchführen eines Maskenregelkontrollprozesses an der dritten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Vergrößern von weiteren Maskenregel-verletzenden Streubalken in der dritten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen, um eine vierte Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Durchführen einer weiteren Ungünstige-Zone-Kontrolle an der vierten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren die folgenden Schritte: Erzeugen eines Beugungsdiagramms anhand einer Mehrzahl von Targetstrukturen; Erzeugen einer günstigen Zone und einer ungünstigen Zone anhand des Beugungsdiagramms; Platzieren einer Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen in der günstigen Zone; und Durchführen einer Mehrzahl von geometrischen Operationen an der Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen, um modifizierte Subauflösungsstrukturen zu erzeugen, wobei sich die modifizierten Subauflösungsstrukturen in die günstige Zone erstrecken und von der ungünstigen Zone entfernt sind. Bei einer Ausführungsform weist das Beugungsdiagramm einen hellen Bereich und einen dunklen Bereich auf, wobei die günstige Zone einen Teil des hellen Bereichs aufweist und die ungünstige Zone einen Teil des dunklen Bereichs aufweist. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Bestimmen eines ersten Helligkeitsschwellenwerts und eines zweiten Helligkeitsschwellenwerts, der gleich dem oder niedriger als der erste Helligkeitsschwellenwert ist, wobei Bereiche in dem Beugungsdiagramm mit Helligkeitswerten, die niedriger als der erste Helligkeitsschwellenwert sind, in ungünstigen Zonen liegen, und Bereiche in dem Beugungsdiagramm mit Helligkeitswerten, die höher als der zweite Helligkeitsschwellenwert sind, in günstigen Zonen liegen. Bei einer Ausführungsform umfasst die Mehrzahl von geometrischen Operationen eine Vergrößerungsoperation zum Vergrößern einiger der Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen und zum Erzeugen von vergrößerten Strukturen; und eine weitere geometrische Operation zum Trennen der vergrößerten Strukturen von der ungünstigen Zone. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Durchführen eines Maskenregelkontrollprozesses, um Maskenregel-verletzende Streubalken in der Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu finden, die einige der Mehrzahl von geometrischen Operationen durchlaufen haben. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin einen Ungünstige-Zone-Kontrollprozess, um ungünstige Strukturen in der Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu finden, wobei sich die ungünstigen Strukturen in die ungünstige Zone erstrecken.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren die folgenden Schritte: Erzeugen einer ungünstigen Zone und einer Streustruktur; Ermitteln, ob die Streustruktur mit der ungünstigen Zone überdeckt ist; Modifizieren der Streustruktur, um eine modifizierte Streustruktur zu erzeugen, wobei die modifizierte Streustruktur von der ungünstigen Zone getrennt wird; Herstellen einer fotolithografischen Maske, die die modifizierte Streustruktur aufweist; und Verwenden der fotolithografischen Maske zum Durchführen eines Belichtungsprozesses an einem Fotoresist. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin ein Erzeugen eines Beugungsdiagramms anhand einer Targetstruktur, wobei sich die Targetstruktur auch in der fotolithografischen Maske befindet; und ein Ermitteln der ungünstigen Zone und einer günstigen Zone anhand des Beugungsdiagramms, wobei die Streustruktur in der günstigen Zone platziert wird. Bei einer Ausführungsform umfasst das Modifizieren der Streustruktur ein Vergrößern der Streustruktur.
Vorstehend sind Merkmale verschiedener Ausführungsformen beschrieben worden, sodass Fachleute die Aspekte der vorliegenden Erfindung besser verstehen können. Fachleuten dürfte klar sein, dass sie die vorliegende Erfindung ohne Weiteres als eine Grundlage zum Gestalten oder Modifizieren anderer Verfahren und Strukturen zum Erreichen der gleichen Ziele und/oder zum Erzielen der gleichen Vorzüge wie bei den hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Fachleute dürften ebenfalls erkennen, dass solche äquivalenten Auslegungen nicht von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen und dass sie hier verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen vornehmen können, ohne von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 63/188196 [0001]

Claims

Verfahren mit den folgenden Schritten: Erzeugen eines Beugungsdiagramms anhand einer Targetstruktur, wobei das Beugungsdiagramm eine helle Struktur und eine dunkle Struktur aufweist; Erzeugen einer günstigen Zone und einer ungünstigen Zone anhand der hellen und der dunklen Struktur; Platzieren einer ersten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen in der günstigen Zone; Durchführen einer Maskenregel-konformen Operation an der ersten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen, um eine zweite Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu erzeugen, wobei eine erste Gruppe von Subauflösungsstrukturen in der ersten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen vergrößert wird; Durchführen eines Ungünstige-Zone-Kontrollprozesses, um ungünstige Strukturen zu finden, wobei die ungünstigen Strukturen die vergrößerte erste Gruppe von Subauflösungsstrukturen sind, die sich in die ungünstige Zone erstrecken; und Durchführen einer geometrischen Operation an der zweiten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen, um eine dritte Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu erzeugen, wobei die ungünstigen Strukturen von der ungünstigen Zone getrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin einen Maskenregelkontrollprozess umfasst, um die erste Gruppe von Subauflösungsstrukturen aus der ersten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu finden, wobei die erste Gruppe von Subauflösungsstrukturen Maskenregel-verletzende Strukturen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen weiterhin eine zweite Gruppe von Subauflösungsstrukturen aufweist, die Maskenregel-konform sind, und bei der Maskenregel-konformen Operation die zweite Gruppe von Subauflösungsstrukturen nicht modifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Maskenregel-konforme Operation eine Operation umfasst, die aus der Gruppe Vergrößern, Verschieben und Verschmelzen der ersten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen gewählt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die geometrische Operation ein Verschieben, Verkleinern, Verschmelzen oder Entfernen einer der ungünstigen Strukturen umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die geometrische Operation ein Entfernen einer der ungünstigen Strukturen umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die geometrische Operation ein Verschmelzen einer der ungünstigen Strukturen mit einer anderen der zweiten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin Folgendes umfasst: Herstellen einer fotolithografischen Maske, wobei in der fotolithografischen Maske die Targetstruktur und die dritte Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen erzeugt werden; und Verwenden der fotolithografischen Maske zum Herstellen einer integrierten Schaltkreiskomponente, wobei auf der integrierten Schaltkreiskomponente die Targetstruktur implementiert wird, aber nicht die dritte Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen implementiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin ein Durchführen eines Maskenregelkontrollprozesses an der dritten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin ein Vergrößern von weiteren Maskenregel-verletzenden Streubalken in der dritten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen umfasst, um eine vierte Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 10, das weiterhin ein Durchführen einer weiteren Ungünstige-Zone-Kontrolle an der vierten Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen umfasst.
Verfahren mit den folgenden Schritten: Erzeugen eines Beugungsdiagramms anhand einer Mehrzahl von Targetstrukturen; Erzeugen einer günstigen Zone und einer ungünstigen Zone anhand des Beugungsdiagramms; Platzieren einer Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen in der günstigen Zone; und Durchführen einer Mehrzahl von geometrischen Operationen an der Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen, um modifizierte Subauflösungsstrukturen zu erzeugen, wobei sich die modifizierten Subauflösungsstrukturen in die günstige Zone erstrecken und von der ungünstigen Zone entfernt sind.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Beugungsdiagramm einen hellen Bereich und einen dunklen Bereich aufweist, wobei die günstige Zone einen Teil des hellen Bereichs aufweist und die ungünstige Zone einen Teil des dunklen Bereichs aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, das weiterhin ein Bestimmen eines ersten Helligkeitsschwellenwerts und eines zweiten Helligkeitsschwellenwerts umfasst, der gleich dem oder niedriger als der erste Helligkeitsschwellenwert ist, wobei Bereiche in dem Beugungsdiagramm mit Helligkeitswerten, die niedriger als der erste Helligkeitsschwellenwert sind, in ungünstigen Zonen liegen, und Bereiche in dem Beugungsdiagramm mit Helligkeitswerten, die höher als der zweite Helligkeitsschwellenwert sind, in günstigen Zonen liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Mehrzahl von geometrischen Operationen Folgendes umfasst: eine Vergrößerungsoperation zum Vergrößern einiger der Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen und zum Erzeugen von vergrößerten Strukturen; und eine weitere geometrische Operation zum Trennen der vergrößerten Strukturen von der ungünstigen Zone.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, das weiterhin ein Durchführen eines Maskenregelkontrollprozesses umfasst, um Maskenregel-verletzende Streubalken in der Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu finden, die einige der Mehrzahl von geometrischen Operationen durchlaufen haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, das weiterhin einen Ungünstige-Zone-Kontrollprozess umfasst, um ungünstige Strukturen in der Mehrzahl von Subauflösungsstrukturen zu finden, wobei sich die ungünstigen Strukturen in die ungünstige Zone erstrecken.
Verfahren mit den folgenden Schritten: Erzeugen einer ungünstigen Zone und einer Streustruktur; Ermitteln, ob die Streustruktur mit der ungünstigen Zone überdeckt ist; Modifizieren der Streustruktur, um eine modifizierte Streustruktur zu erzeugen, wobei die modifizierte Streustruktur von der ungünstigen Zone getrennt wird; Herstellen einer fotolithografischen Maske, die die modifizierte Streustruktur aufweist; und Verwenden der fotolithografischen Maske zum Durchführen eines Belichtungsprozesses an einem Fotoresist.
Verfahren nach Anspruch 18, das weiterhin Folgendes umfasst: Erzeugen eines Beugungsdiagramms anhand einer Targetstruktur, wobei sich die Targetstruktur auch in der fotolithografischen Maske befindet; und Ermitteln der ungünstigen Zone und einer günstigen Zone anhand des Beugungsdiagramms, wobei die Streustruktur in der günstigen Zone platziert wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Modifizieren der Streustruktur ein Vergrößern der Streustruktur umfasst.