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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung von Phasenmasken
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Strukturen,
die mittels Lithographietechnologie bei der Herstellung von integrierten
Halbleiterschaltkreisen auf ein Substrat aufgebracht werden, müssen immer
kleiner ausgebildet werden. Ein technologisch begrenzender Faktor
ist dabei die Wellenlänge
des bei der Lithographie verwendeten Lichts. Aufgrund der Beugungseffekte
ist das Auflösungsvermögen eines
konventionellen Abbildungssystems begrenzt und Strukturen mit Abmessungen
unter dem reziproken Wert dieses Auflösungsvermögens, die so genannten kritischen
Strukturen, werden verschmiert bzw. unscharf abgebildet. Dies kann
zu Beeinträchtigungen
der Schaltung führen.
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Diese
Schwierigkeiten lassen sich überwinden,
indem man den destruktiven Interferenzeffekt von zwei eng benachbarten
und kohärenten
Lichtstrahlen mit ca. um 180° verschobenen
Phasen ausnutzt: Es werden sogenannte alternierende Phasenmasken
benutzt, bei denen jede kritische Struktur alternierend mit zwei
phasenverschiebenden Bereichen versehen ist, denen eine unterschiedliche,
um etwa 180° verschobene
Phase zugeordnet ist. Dadurch entsteht auf dem zu strukturierenden
Substrat, beispielsweise einer Halbleiterschaltung, ein destruktiver
Interferenzeffekt, der die Bildung der kritischen Strukturen ermöglicht.
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Dabei
unterscheidet man die Dunkelfeldtechnik, bei der die durchsichtigen
Strukturen den Schaltungselementen (z. B. den Leiterzügen) entsprechen
und undurchsichtige Maskenfelder durch beispielsweise mit Chrom
bedeckte Gebiete gebildet werden, von der Hellfeldtechnik, bei der
die undurchsichtigen Strukturen den Schaltungselementen (z. B. den
Leiterzügen)
entsprechen und die durchsichtigen Maskenfelder die freien Gebiete
bilden.
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Da
moderne Schaltungen wie VLSI- und ULSI-Schaltungen immer komplexer
werden und die kritischen Strukturen sehr komplizierte geometrische Formen
annehmen, ist die Phasenzuweisung mit nur zwei unterschiedlichen
phasenverschiebenden Bereichen kompliziert. An kritischen Strukturen
können Konfliktbereiche
(auch: Phasenkonflikte) auftreten, die bei dem Lithographievorgang
Abbildungsfehler auf dem zu strukturierenden Substrat verursachen. Bei
Phasenkonflikten wird einem Maskenbereich nicht der erforderliche
Phasenunterschied zugeordnet. Dies ist der Fall, wenn einer kritischen
Struktur fälschlicherweise
auf beiden Seiten dieselbe Phase zugewiesen wurde, was beim Belichtungsvorgang
zu einem irreparablem Schaden am Halbleiterschaltkreis führt. Andererseits
können
aber auch Konfliktbereiche auftreten, wenn an einer unerwünschten Stelle
der Halbleiterschaltung aufgrund der Wechselwirkung der phasenverschiebenden
Elemente ein destruktiver Interferenzeffekt auftritt.
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Die
Phasenzuweisung für
die verschiedenen phasenverschiebenden Elemente stellt ein mathematischkombinatorisches
Problem dar, welches nicht allgemein lösbar ist. Da die Phasenzuweisung
im Prinzip zu verschiedenen Ergebnissen führen kann, muss die Phasenzuweisung
in einem automatisierten Programm endgültig am fertigen Schaltkreis-Layout vorgenommen
werden.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift 100 57 438 ist ein Verfahren bekannt,
wie man die Abbildbarkeit einer alternierenden Hellfeld-Phasenmaske dadurch überprüft, dass
man die Phasenmaske auf Konfliktzentren von Phasenkonflikten hin
untersucht und diese lokalisiert. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
100 57 437 ist ein analoges Verfahren für die Dunkelfeldtechnik bekannt.
Ein Konfliktzentrum ist eine Innenkontur eines zusammenhängenden Bereiches
aus kritischen Strukturen und phasenverschiebenden Bereichen, an
die eine ungerade Anzahl von kritischen Strukturen angrenzt. An
einem solchen Konfliktzentrum ist eine Phasenkonfliktfreie Phasenzuweisung
für die
phasenverschiebenden Bereiche kombinatorisch nicht möglich, ein
Phasenkonflikt also nicht zu vermeiden.
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In
diesen beiden Druckschriften wird erläutert, dass aufgetretene Phasenkonflikte
auf zwei verschiedene Wege umgangen werden können. Einmal kann das Schaltkreis-Layouts
geringfügig
verändert werden,
beispielsweise durch verschieben der Leiterbahnstrukturen, so dass
die Phasenkonflikte aufgehoben werden. Auf der Basis dieses veränderten Schaltkreis-Layouts
kann dann eine erneute Phasenzuweisung für die Erstellung der Phasenmaske durchgeführt werden.
Zum zweiten kann phasenverschiebenden Bereichen zwei verschiedene
Phasen zugewiesen werden. Dies hat jedoch zur Folge, dass an der
Grenzlinie zwischen den zwei verschiedenen Phasengebieten eine dunkle
Linie bei der Belichtung auftritt, die zu einer Unterbrechung des
Schaltkreises führen
würde.
Diese dunklen Linien müssen
daraufhin korrigiert werden.
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Das
Problem bei diesen Verfahren ist, dass eine Veränderung des Schaltkreis-Layouts
nur in sehr begrenztem Maße
durchzuführen
ist, da die Funktionsweise der Schaltung nicht verändert werden
darf. Zum anderen ist das Korrigieren der Phasenkonflikte zeitaufwendig,
da alle Phasenkonflikte einzeln behandelt werden müssen.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erstellung
von Phasenmasken bereitzustellen, bei dem Abbildungsfehler vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dabei
werden zur Erstellung einer Phasenmaske für lithographische Belichtungsvorgänge beidseits
von kritischen Strukturen, die eine Ausdehnungsgrenze unterschreiten,
phasenverschiebende Bereiche unterschiedlicher Phase festgelegt.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet
sich dadurch aus, dass mindestens eine Phasenschieberkorrektur so durchgeführt wird,
dass zumindest zwei einander zugewandte phasenverschiebende Bereiche
zu einem zusammenhängenden
phasenverschiebenden Bereich zusammengefügt werden, wenn deren Abstand zueinander
einen vorgegebenen Mindestabstand unterschreitet.
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Werden
beispielsweise zwei an schmalen, sogenannten Wechselwirkungsbereichen
eng beieinander liegende phasenverschiebende Bereiche zusammengefügt, so wird
der dazwischenliegende Wechselwirkungsbereich entfernt und ein möglicher Abbildungsfehler
an dieser Stelle vermieden. Die schmalen Wechselwirkungsbereiche
sind schmale Bereiche der Phasenmaske, die phasenverschiebende Bereiche
beidseits dicht beieinander angeordneten Seiten aufweisen. Wird
den phasenverschiebenden Bereichen zu den beiden Seiten des Wechselwirkungsbereiches
eine unterschiedliche Phase zugeordnet, so entsteht am Wechselwirkungsbereich
eine unerwünschte
destruktive Interferenz. Werden die beiden phasenverschiebenden
Bereiche wie erfindungsgemäß vorgesehen
zusammengefügt,
so bilden sie einen einzigen zusammenhängenden phasenverschiebenden
Bereich und es tritt bei einer Belichtung der Phasenmaske keine
unerwünschte Wechselwirkung
mehr auf.
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Das
Zusammenfügen
von phasenverschiebenden Bereichen stellt eine Phasenschieberkorrektur
dar, also eine Veränderung
der phasenverschiebenden Bereiche. Es wird also nicht wie im Stand
der Technik vorgeschlagen aufwendig das Schaltkreis- Layout verändert, was
kompliziert zu realisieren ist, da die Schaltungsfunktionen nicht
verändert
werden dürfen,
sondern die phasenverschiebenden Bereiche korrigiert. Dies vereinfacht
das Erstellen der Phasenmaske.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird die Anzahl der Konfliktbereiche reduziert, was die Anzahl der
nach einem Belichtungsvorgang vorzunehmenden Änderungen verringert. Dies
optimiert und verkürzt
den Herstellungsprozess von mit der Phasenmaske beispielsweise herzustellenden
Halbleiterschaltkreisen.
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Vorteilhaft
wird nach Durchführung
mindestens einer Phasenschieberkorrektur die Phasenmaske auf das
Vorhandensein von Konfliktzentren überprüft, wobei als Konfliktzentren
Innenkonturen von zusammenhängenden
Bereichen aufgefasst werden, an die von außen ausschließlich phasenverschiebende
Bereiche und eine ungerade Anzahl Berührstrecken mit kritischen Strukturen
angrenzen. Zusammenhängende
Bereiche bestehen also aus kritischen Strukturen und phasenverschiebenden
Bereichen. An Konfliktzentren grenzt eine ungerade Anzahl von kritischen
Strukturen von außen
an. Anschließend wird
zumindest eines der vorhandenen Konfliktzentren beseitigt, indem
mindestens ein an das Konfliktzentrum angrenzender phasenverschiebender
Bereich in zwei phasenverschiebende Bereiche mit unterschiedlicher
Phase aufgetrennt wird.
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Nachdem
Phasenschieberkorrekturen vorgenommen wurden, wird die Phasenmaske
auf Konfliktzentren untersucht, wie dies eingangs im Stand der Technik
beschrieben wurde. An einem Konfliktzentrum ist eine Phasenkonfliktfreie
Phasenzuordnung der phasenverschiebenden Bereiche kombinatorisch
nicht möglich.
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Ergibt
die Überprüfung, dass
die Phasenmaske keine Konfliktzentren aufweist, so erfolgt eine Phasenzuordnung
für die
phasenverschiebenden Bereiche und die Phasenmaske kann erstellt
werden und für
einen Fehlerfreien Lithographievorgang benutzt werden.
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Ist
mindestens ein Konfliktzentrum vorhandenen, wird ein an das Konfliktzentrum
angrenzender phasenverschiebender Bereich in zwei phasenverschiebende
Bereiche mit unterschiedlicher Phase aufgetrennt, was eine Phasenzuweisung
an dem Konfliktzentrum ermöglicht.
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Ein
Vorteil der Erfindung ist hierbei, dass diese Korrekturen automatisierbar
sind. Beispielsweise kann eine entsprechende Software bereitgestellt werden,
die die entsprechenden Abläufe
automatisch vornimmt.
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Im
Gegensatz zu den bisher bekannten Lösungsansätzen muss beispielsweise nicht
der komplexe Aufbau der durch einen Belichtungsvorgang der Maskenstruktur
zu erstellenden Leitungsstrukturen verändert werden.
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An
den vorgenommenen Auftrennungen entstehen in der Regel Phasenkonflikte,
die noch korrigiert werden müssen.
Die Auftrennungsorte an unvermeidbaren Konfliktzentren können bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
so gewählt
werden, dass keine Phasenkonflikte in sogenannten verbotenen Zonen
entstehen, sondern in nachträglich
korrigierbare Bereiche der Maskenstruktur verlagert werden, was
einen großen
Vorteil darstellt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist eine sogenannte RET (resolution enhancement technique) und lässt sich
insbesondere auch bei Lithografieverfahren mit Belichtungswellenlängen von
ca. 193 nm verwenden.
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Mit
Vorteil erfolgt nach einem Zusammenfassen zumindest zweier phasenverschiebender
Bereiche oder einer Auftrennung zumindest eines phasenverschiebenden
Bereichs für
die übrigen phasenverschiebenden
Bereiche Zuordnung der Phasen derart, dass die Anzahl von phasenverschiebenden
Bereichen mit jeweils unterschiedlicher Phase beidseits einer kritischen
Struktur maximiert wird. Die Neuzuordnung der Phasen ist aufgrund
der Vieldeutigkeit der möglichen
Phasenzuweisung komplexer Natur. Da kritische Strukturen beim Belichtungsvorgang
dunkel abgebildet werden sollen, müssen möglichst alle kritischen Strukturen
mit alternierenden phasenverschiebenden Bereichen umgeben sein.
Da diese Zuordnung jedoch nicht in jedem Layoutfall der Halbleiterschaltung
möglich
ist, werden phasenverschiebende Bereiche aufgetrennt und ihnen neue
Phasen zugeordnet.
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Vorteilhaft
werden bei der Auftrennung zumindest eines phasenverschiebenden
Bereichs die neu gebildeten phasenverschiebenden Bereiche entweder:
- – aneinander
angrenzend angeordnet; oder
- – beabstandet
angeordnet werden, wobei der Zwischenbereich mit einem lichtundurchlässigen Material,
insbesondere Chrom, bedeckt oder dem Zwischenbereich eine Zwischenphase
zugeordnet wird.
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Die
Verwendung einer Zwischenphase ermöglicht es, die entlang der
Auftrennung entstandenen dunklen Linien zu korrigieren und dadurch
einen Fehler auf dem zu Lithographierenden Substrat zu korrigieren.
Eine Zwischenphase ist ein phasenverschiebender Bereich, dem eine
Phase zugeordnet wird, die unterschiedlich von den beiden verwendeten
Phasen mit einem Phasenunterschied von 180° ist. beträgt beispielsweise die erste
Phase 0°,
die zweite Phase 180°,
so kann z.B. 90° als
Zwischenphase verwendet werden. Dadurch wird entlang der Auftrennung
bei einem Belichtungsvorgang der Phasenmaske der destruktive Interferenzeffekt
stark unterdrückt.
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Die
Verwendung von Zwischenphasen ist technisch aufwendig zu realisieren.
Deswegen hat die erfindungsgemäß erstellte
Phasenmaske den Vorteil, dass die Anzahl der zu verwendenden Zwischenphasen
reduziert wird und dadurch die Erstellung der Phasenmaske vereinfacht
wird.
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Mit
Vorteil wird mindestens eine Phasenschieberkorrektur dazu durchgeführt, damit
- – durch
Verschmelzung zumindest zweier phasenverschiebender Bereiche ein
Wechselwirkungsbereich vermieden wird; und/oder
- – vorgegebene
Phasenmaskenrandbedingungen umgesetzt werden; und/oder
- – eine
Ecke zumindest eines phasenverschiebenden Bereichs ermöglicht wird,
die einen anderen Winkel als 0°,
45°, oder
90° zur
Phasenmaskenhauptrichtung aufweist, an der die Phasenmaske ausgerichtet
wird; und/oder
- – Löcher in
der Phasenmaske verhindert werden, die nicht oder nur aufwendig
realisiert werden können;
und/oder
- – phasenverschiebende
Bereiche an Enden von kritischen Strukturen modifiziert bzw. angepasst werden,
um Verkürzungseffekte
an Enden von kritischen Strukturen zu bewältigen.
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Die
Verschmelzung zweier phasenverschiebender Bereiche über einen
Wechselwirkungsbereich hinweg verhindert einen Phasenkonflikt an
dem Wechselwirkungsbereich, wenn den phasenverschiebenden Bereichen
eine unterschiedliche Phase zugeordnet wurde.
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Phasenmaskenrandbedingungen
sind beispielsweise eine minimale Ausdehnungsgrenze der phasenverschiebenden
Bereiche oder Abstände
zwischen phasenverschiebenden Bereichen.
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An
Enden von kritischen Strukturen treten oft Verkürzungseffekte auf. Deswegen
werden an diesen Stellen die angrenzenden phasenverschiebenden Bereiche über das
Ende der kritischen Struktur beispielsweise verlängert, um eine Verkürzung zu vermeiden.
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In
einer Phasenmaske sind bislang nur Winkel mit 0°, 45° oder 90° zu einer beliebig zu wählenden
Phasenmaskenhauptrichtung zu realisieren. Sollen phasenverschiebende
Bereiche einen davon abweichenden Winkel aufweisen, können dort
Phasenschieberkorrekturen durchgeführt werden, um andere Winkel
zu ermöglichen
und Abbildungsfehler zu beheben.
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Treten
freie Bereiche in der Phasenmaske auf (auch: Löcher), die bei einer Belichtung
nicht korrekt abgebildet werden können, so können Phasenkorrekturen durchgeführt werden,
um diese Löcher mit
phasenverschiebenden Bereichen zu schließen, indem angrenzende phasenverschiebende
Bereiche miteinander verschmolzen werden.
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Die
Phasenschieberkorrekturen werden vor einer Überprüfung auf Konfliktzentren durchgeführt.
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Bei
allen Phasenschieberkorrekturen werden zumindest zwei einander zugewandte
phasenverschiebende Bereiche über
einen Abstand hinweg zu einem zusammenhängenden phasenverschiebenden
Bereich zusammengefasst.
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Bevorzugt
erfolgt die Auftrennung entlang eines Verbindungsweges zwischen
mindestens zwei bei einem Belichtungsvorgang zu Lithographiefehlern
führenden
Konfliktzentren. Dadurch werden durch eine Auftrennung zwei Konfliktzentren
zu fehlerfrei abbildbaren Bereichen, während entlang des Auftrennungsweges
ein sogenannter Wechselwirkungsbereich entsteht, der beim Lithographievorgang
aufgrund destruktiver Interferenz zu einem Abbildungsfehler auf
der Halbleiterschaltung führt.
Ein Bereich auf der Phasenmaske, der zu einem solchen Abbildungsfehler
führt,
stellt ebenfalls einen Phasenkonflikt dar.
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Mit
Vorteil erfolgt die Auftrennung entlang eines Verbindungsweges zwischen
mindestens einem Konfliktzentrum und einer dem Konfliktzentrum abgewandten
Kontur des an das Konfliktzentrum angrenzenden zusammenhängenden
Bereiches aus kritischen Strukturen und phasenverschiebenden Bereichen
erfolgt. Durch die Auftrennung eines phasenverschiebenden Bereiches,
der zu einem Konfliktzentrum benachbart ist, kann direkt neben einem Konfliktzentrum
eine Neuzuordnung der Phasen der umliegenden phasenverschiebenden
Bereiche erfolgen und ein angrenzender Konfliktbereich verlagert werden.
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Vorteilhaft
wird die Phasenmaske mit einem Computerprogramm erstellt, dass ein
Generierungsprogramm für
die phasenverschiebenden Bereiche enthält. Die oben beschriebenen
Korrekturen der Phasenmaske können
durch ein Generierungsprogramm durchgeführt werden, was das Verfahren
automatisierbar macht. Da eine einzige Phasenmaske tausende von
Konfliktbereichen aufweisen kann, ist die manuelle Korrektur der
Phasenmaske sehr zeitaufwendig. Ein entsprechendes Generierungsprogramm
vereinfacht das Verfahren wesentlich.
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Mit
Vorteil werden vor der Durchführung
von Phasenschieberkorrekturen beidseits von kritischen Strukturen,
phasenverschiebende Bereiche konstanter Breite festgelegt, wobei
die konstante Breite vorher durch ein optisches Simulationsprogramm
bestimmt wurde. So wird eine Phasenmaske generiert, deren phasenverschiebenden
Bereichen noch keine Phase zugeordnet wurde, und auf deren Grundlage Phasenschieberkorrekturen
vorgenommen werden. Die Breite der phasenverschiebenden Bereiche,
die zur Erstellung einer vorläufigen
Phasenmaske den kritischen Strukturen zugeordnet wird, ist üblicherweise
konstant. Wird beim Lithographievorgang eine Wellenlänge von
193 nm verwendet, so bietet sich für die phasenverschiebenden
Bereiche eine Breite zwischen 170 und 200 nm an. Die phasenverschiebenden
Bereiche müssen
einerseits breit genug sein, um beim Belichtungsvorgang dem Licht
zu beiden Seiten der kritischen Struktur die nötige Phase zuzuordnen, andererseits
sollen sie möglichst
klein sein, um nicht zuviel Platz auf der Phasenmaske einzunehmen
und dadurch möglichst
wenig Phasenkonflikte zu erzeugen, indem Wechselwirkungsbereiche
mit anderen phasenverschiebenden Bereichen entstehen.
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Bevorzugt
erfolgt die Auftrennung mindestens eines phasenverschiebenden Bereiches
so, dass eine maximale Anzahl an wichtige Schaltungsfunktionalitäten enthaltenden
Zonen – nachfolgend verbotene
Zonen genannt – nicht
mit Konfliktbereichen korrelieren. Dadurch werden beim Lithographievorgang
Abbildungsfehler vermieden, die die Wirkungsweise der Halbleiterschaltung
besonders schwerwiegend beeinflussen. Die kombinatorische Auswahl
der Auftrennung an einem Konfliktzentrum ermöglicht das Verschieben von
Konfliktbereichen aus verbotenen Zonen hinaus.
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Vorteilhaft
wird als Phasenmaske eine Hellfeld- oder Dunkelfeld-Phasenmaske
erstellt. Die Wirkungsweise des beschriebenen Verfahrens gilt sowohl
für die
Hellfeld- als auch für
die Dunkelfeldtechnik. Ebenso kann die Phasenmaske eine chromlose Phasenmaske
sein.
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Bevorzugt
weisen die verwendeten phasenverschiebenden Bereiche genau zwei
unterschiedliche Phasen auf, insbesondere zwei um 180° gegeneinander
verschobene Phasen.
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Vorteilhaft
erfolgt die Auftrennung entlang eines Verbindungsweges, der durch
zumindest ein Schablonenelement aus einer zuvor festgelegten Menge
von Schablonenelementen mit Verbindungswegen bei vorgegebenem Layoutvorgaben
bestimmt wird. Ein Schablonenelement ist dabei keine wirkliche Schablone,
sondern ein möglicher
bekannter Verbindungsweg zwischen zwei Bereichen, die einem schon
bekannten Layout entsprechen. Die Menge der Schablonenelemente muss
so vorgeneriert werden, dass möglichst
allen auftretenden Konfliktzentren ein Verbindungsweg zugeordnet
werden kann. Der Verbindungsweg, der durch das oder die geeigneten Schablonenelement
vorgegeben ist, wird auf der Phasenmaske erstellt und den angrenzenden phasenverschiebenden
Bereichen eine gegensätzliche
Phase zugeordnet. Die Auswahl der geeigneten Schablonenelemente
stellt ein mathematischkombinatorisches Problem dar, dass vorteilhaft
durch eine Rechenroutine gelöst
wird.
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Bevorzugt
werden vor einer Auswahl des zu verwendenden Schablonenelements
die Schablonenelemente aus der zuvor festgelegten Menge von Schablonenelementen
verworfen, die in oder an einer verbotenen Zone liegen. Die Verbindungswege sind
in einem gegebenen Layout eines Halbleiterschaltkreises meistens
nicht eindeutig zuzuordnen.
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Vorteilhaft
werden mehrere Phasenschieberkorrekturen durchgeführt, bei
denen phasenverschiebende Bereiche so zusammengefügt werden,
dass alle auf der Phasenmaske vorhandene Wechselwirkungsbereiche
entfernt werden.
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Mit
Vorteil werden als Schablonenelemente die vorgenommenen Phasenschieberkorrekturen verwendet.
So wird durch die Auswahl eines Schablonenelemts eine zuvor vorgenommene
Phasenschieberkorrektur rückgängig gemacht.
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Vorteilhaft
wird eine erfindungsgemäß erstellte
Phasenmaske zum Lithographieren verwendet, wobei die nach einem
mit der hergestellten Phasenmaske durchgeführten Belichtungsvorgang entstandenen
unerwünschten
Fehlstellen auf einem zu strukturierenden Substrat, insbesondere
einem Halbleiterschaltkreis, mit Trimmmasken weiterbehandelt werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der
Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1A–1E eine
schematische Darstellung des Layouts einer Halbleiterschaltung mit
zugehörigen
Phasenmasken in der Hellfeldtechnik;
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2A, 2B Simulationen der Halbleiterschaltung
nach einem Belichtungsvorgang mit Phasenmasken der 1D und 1E;
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3A–3D eine
schematische Darstellung des Layouts einer zweiten Halbleiterschaltung
mit zugehörigen
Phasenmasken in der. Hellfeldtechnik;
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4A–4E eine
schematische Darstellung des Layouts einer dritten Halbleiterschaltung
mit zugehörigen
Phasenmasken in der Hellfeldtechnik; und
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5 Schematisches Struktogramm
eines Generierungsprogramms zur Erstellung einer Phasenmaske.
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Die 1A zeigt eine schematische
Darstellung eines Layouts einer Halbleiterschaltung als Halbleiterschaltkreiselement.
Den zu lithographierenden Schaltkreiselementen der Halbleiterschaltung entsprechen
dunkle Leiterstrukturen 5 auf der Phasenmaske. In der Hellfeldtechnik
werden die Leitungsstrukturen 5 in der Phasenmaske durch
undurchsichtige Materialien (beispielsweise Chrom) gebildet. Die
schmalen Leitungsstrukturen 5 stellen kritische Bereiche 6 (auch:
kritische Strukturen) dar. Bei einer Wellenlänge von 193 nm für den Belichtungsvorgang
zum Lithographieren sind die kleinsten Strukturen 100 nm breit,
liegen also unterhalb der verwendeten Wellenlänge. Die breiteren dargestellten
dunklen Leitungsstrukturen 5 können ohne Lithographiefehler
abgebildet werden.
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Mit
einem gestrichelt eingezeichneten Rechteck ist eine verbotene Zone 20 gekennzeichnet,
welche einen besonders wichtigen Bestandteil der Halbleiterschaltung
darstellt. Solche verbotene Zonen sind beispielsweise Schaltzeiten
und Grenzfrequenzen bestimmende aktive Gate-Bereiche und müssen möglichst
exakt lithographiert werden.
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Die 1B zeigt, wie beidseits
der kritischen Strukturen 6 der Leitungsstrukturen 5 jeweils
phasenverschiebende Bereiche 10 erstellt werden (schraffiert
dargestellt). Diese sind bei kritischen Strukturen mit einer Breite
von etwa 100 nm einheitlich etwa 185 nm breit. Es sind allerdings
auch phasenverschiebende Bereiche unterschiedlicher Breite verwendbar.
Falls sich hierbei phasenverschiebende Bereiche 10 überlappen,
so werden so zu einem phasenverschiebenden Bereich 10 zusammengefasst.
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Die
phasenverschiebenden Bereiche 10 werden beim Erstellen
der Phasenmaske automatisch durch ein Generierungsprogramm generiert. Die
optimale Breite der zu verwendenden phasenverschiebenden Bereiche 10 wird
von einem optischen Simulationsprogramm ermittelt, dass die optimale Breite
an das Generierungsprogramm weitergibt. Bei der Generierung entstehen
oft schmale Wechselwirkungsbereiche 12 zwischen den phasenverschiebenden
Bereichen 10. Diese Wechselwirkungsbereiche 12 bleiben
in der Phasenmaske frei, jedoch können aufgrund der nahen Anordnung
zu zwei phasenverschiebenden Bereichen 10 Wechselwirkungen
in diesen Wechselwirkungsbereichen 12 entstehen, wenn die
beiden angrenzenden phasenverschiebenden Bereiche eine um 180° gegeneinander
verschobene Phase aufweisen.
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In 1C sind die phasenverschiebenden Bereiche 10 alternierend
ausgebildet. Dies bedeutet, dass beidseits der kritischen Strukturen 6 erzeugte phasenverschiebende
Bereiche 10 angeordnet sind, welche die zwei verschiedenen
Phasen mit der Phasendifferenz von 180° aufweisen und dementsprechend mit
zwei verschiedenen Schraffuren gekennzeichnet sind. Die automatisch
erstellten phasenverschiebenden Bereiche 10 beidseits der
kritischen Strukturen weisen jeweils eine unterschiedliche Phase
auf, damit beim Belichtungsvorgang zum Lithographieren aufgrund
einer Wechselwirkung zwischen den Strahlen auf den beiden Seiten
der kritischen Strukturen keine Phasenkonflikte entstehen. Die Zuordnung
der Phasen ist erfindungsgemäß an dieser Stelle
noch nicht notwendig, sondern nur zum Verständnis vorgenommen worden.
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Bereiche
der Phasenmaske, die beim Lithographievorgang zu Abbildungsfehlern
führen,
werden Konfliktbereich oder auch Phasenkonflikt genannt. Weisen
die phasenverschiebenden Bereiche zu den beiden eng (bzw. kritisch)
nahe beieinanderliegenden phasenverschiebenden Bereichen 10 eine
um 180° versetzte
Phase auf, so tritt beim Belichtungsvorgang innerhalb der kritischen
Struktur auf der Halbleiterschaltung eine destruktive Interferenz
auf, wenn Strahlen auf die Schaltkreiselemente gebeugt werden. Dadurch
bleiben die kritischen Leiterstrukturen beim Belichtungsvorgang
effektiv "unbelichtet", wie es in der Hellfeldtechnik
erwünscht
ist.
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Die
schmalen Wechselwirkungsbereiche 12 zwischen zwei phasenverschiebenden
Bereichen 10 sind hier durch doppelte Schraffur gekennzeichnet. Die
Wechselwirkungsbereiche 12 weisen in diesem Beispiel eine
längliche,
rechteckige Form mit zwei langen und zwei kurzen Außenseiten
auf. An den beiden langen Außenseiten
ist jeweils ein phasenverschiebender Bereich 10 vorgesehen,
an den kurzen Außenseiten
ist im gezeigten Beispiel entweder eine Leitungsstruktur 5 oder
ein freier Bereich vorgesehen. Haben die an den beiden langen Außenseiten eines
Wechselwirkungsbereichs 12 vorgesehenen phasenverschiebenden
Bereiche 10 die gleiche Phase, so erfolgt bei dem Belichtungsvorgang
zum Lithographieren eine korrekte Abbildung.
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In
einer Schleife der Leitungsstrukturen 5 weist die Phasenmaske
einen Wechselwirkungsbereich 12 auf. Infolge der Vieldeutigkeit
der Phasenzuweisung kann dies zu destruktiven Interferenzen an unerwünschten
Layoutstellen führen,
wenn an den langen Außenseiten
des Wechselwirkungsbereichs 12 phasenverschiebende Bereiche 10 unterschiedlicher
Phase vorgesehen werden. Dies bedeutet in der Hellfeldtechnik, dass
an diesen Stellen kein ätzender Strahl
auf den integrierten Halbleiterschaltkreis fällt und dadurch an diesen Stellen
nicht wie erwünscht
lithographiert wird.
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Es
entsteht ein Phasenkonflikt 15 innerhalb der verbotenen
Zone 20, welcher eine besonders kritische Auswirkung auf
die Funktionsweise der Halbleiterschaltung verursachen kann.
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Die 1D zeigt die Phasenmaske,
bei der zur Bewältigung
der Vieldeutigkeit der Phasenzuweisung in 1C die phasenverschiebenden Bereiche 10 über die
Wechselwirkungsbereiche 12 hin zusammengefügt wurden.
Deswegen weist die Phasenmaske keine Wechselwirkungsbereiche 12 mehr
auf.
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Aufgrund
der Verschmelzung wurden die Phasen einiger phasenverschiebenden
Bereiche 10 angepasst und umgeordnet. Dabei wird den phasenverschiebenden
Bereichen 10 beidseits einer kritischen Struktur möglichst
die jeweils um 180° versetzte
Phase zugewiesen. Dies stellt ein kombinatorisches Problem dar,
welches nicht immer aufgeht. Hierbei können sogenannte klassische
Phasenkonflikte 15 entstehen, in der 1D ist ein solcher Phasenkonflikt 15 durch
einen Kreis gekennzeichnet. Bei klassischen Phasenkonflikten weisen
die phasenverschiebenden Bereiche 10 zu den beiden nah
aneinanderliegenden Seiten der kritischen Strukturen die gleiche
Phase auf. Dies kann aufgrund einer Wechselwirkung zu Abbildungsfehlern
führen
(vgl. 2A).
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Die
Phasenmaske weist im Gegensatz zu 1C keinen
Phasenkonflikt innerhalb der verbotenen Zone 20 mehr auf.
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Als
nächstes
wird die vorhandene Phasenmaske auf Konfliktzentren hin überprüft. Dabei
kann das in der eingangs erwähnten
Druckschrift beschriebene Verfahren verwendet werden, wonach Innenkonturen
zusammenhängender
Bereiche von kritischen Strukturen 6 und phasenverschiebenden
Bereichen 10 daraufhin untersucht werden, ob sie eine ungerade
Anzahl von Berührstrecken
mit kritischen Strukturen aufweisen. In der 1D ist ein solches Konfliktzentrum 14 durch
ein quer schraffiertes Polygon dargestellt. Das Polygon weist neun
(also eine ungerade Anzahl) Berührungsstrecken
mit kritischen Strukturen 6. Deswegen ist es kombinatorisch
nicht möglich,
um das Konfliktzentrum herum die Phasen konfliktfrei zuzuordnen.
Der zusammenhängende Bereich
wird also bei dem Beispiel gemäß der 1D durch die Einzelbereiche 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h, 6i, 6j und 6k – also die
kritischen Strukturen – und
die Einzelbereiche 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g und 10h – also die
phasenverschiebenden Bereiche – gebildet.
Der zusammenhängende
Bereiche 100 umgibt somit den in der Figur schraffierten Mittelbereich 110,
dessen Außenkontur
der Innenkontur des zusammenhängenden
Bereichs 100 entspricht.
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Die 1E zeigt die Phasenmaske 1,
die eine Weiterentwicklung der Phasenmaske aus 1D darstellt. Es wurde ein phasenverschiebender
Bereich 10 aufgetrennt, der mit der verbotenen Zone 20 nicht
wechselwirkt und an den Konfliktbereich angrenzt. Die Auftrennung
erfolgt so, dass jedes Konfliktzentrum 14 mit genau einem
anderen Konfliktzentrum 14 oder mit der Außenkontur
eines zusammengesetzten Bereichs aus phasenverschiebenden Bereichen 10 und
kritischen Strukturen 6 verbunden wird. Damit wurde einer
der zuvor vorgenommenen Phasenschieberkorrekturen rückgängig gemacht.
Der in 1E dargestellte
Verbindungsweg stellt einen Wechselwirkungsbereich 12 dar.
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Deswegen
weist die 1E im Unterschied zur 1D einen doppelt-schraffiert
dargestellten Wechselwirkungsbereich 12 auf. Nun werden
den phasenverschiebenden Bereichen 10 ihre endgültigen Phasen
zugeordnet, so dass keine klassischen Phasenkonflikte mehr auftreten.
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Die
beiden unterschiedlichen Phasen können bei der Herstellung der
Phasenmaske auf beispielsweise einer Glasplatte dadurch realisiert
werden, dass die Glasdicke der phasenverschiebenden Bereiche so
unterschiedlich ist, dass das im Lithographievorgang verwendete
Licht nach dem Durchstrahlen der phasenverschiebenden Bereiche eine
um 180° verschobene
Phase aufweist. Um einen Abbildungsfehler zu vermeiden kann entlang
des Wechselwirkungsbereiches 12 eine sogenannte Zwischenphase
auf die Phasenmaske aufgetragen werden. Dadurch hat die Phasenmaske
dort eine andere Glasdicke als bei den beiden anderen verwendeten phasenverschiebenden
Bereichen. Die Verwendung einer Zwischenphase verhindert das Auftreten
von Fehlern auf der zu lithographierenden Halbleiterschaltung. Es
ist fertigungstechnisch sehr aufwendig, eine Zwischenphase auf der
Phasenmaske herzustellen. Deswegen ist die Herstellung der Phasenmaske
der 1E wesentlich einfacher
als beispielsweise die Herstellung der Phasenmaske 1C mit
entsprechenden Zwischenphasen an den Wechselwirkungsbereichen 12.
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Diese
Phasenmaske 1 wird bei der Herstellung von Halbleiterschaltkreisen
für einen
Belichtungsvorgang verwendet. Dabei kann entlang des Wechselwirkungsbereichs 12 eine
dunkle Linie auf dem Halbleiterschaltkreis entstehen. Diese muss, falls
keine Zwischenphasen verwendet wurden, mit Trimmmasken weiterbehandelt
werden. Doch auch die Verwendung von Trimmmasken ist technisch sehr aufwendig,
da das Justieren der Trimmmaske für eine Nachbelichtung sehr
kompliziert ist. Dunkle Linien können
bei folgenden Belichtungsschritten nachbehandelt werden, während fehlerhaft
belichtete Bereiche der Halbleiterschaltung nicht mehr korrigiert werden
können.
Durch die erläuterte
Vorgehensweise werden Konfliktbereiche der Phasenmaske vermieden,
durch die beim Belichtungsvorgang Stellen der Halbleiterschaltung
belichtet werden, die unbelichtet bleiben sollen. Es treten ausschließlich Abbildungsfehler
auf, bei denen dunkle Linien zurückbleiben,
die durch folgende Belichtungen korrigiert werden können.
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Die 2A zeigt eine Luftbild-Simulationen einer
Halbleiterschaltung nach einem Belichtungsvorgang mit der Phasenmaske
aus 1D. Dabei sind die
belichteten und dadurch geätzten
Bereiche 30' hell
dargestellt. Die Umrandungskonturen der in 1A gezeigten vorgesehenen Schaltkreiselemente
sind durch eine Linie gekennzeichnet, ebenso wie die verbotene Zone 20'. Die tatsächliche
Form der Schaltkreiselemente 5' wurde durch eine Simulation ermittelt
und ist grau dargestellt.
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Durch
Beugungseffekte beim Belichtungsvorgang wurden die Umrandungskonturen
abgerundet. Mit einem Pfeil ist der Abbildungsfehler 15' gekennzeichnet,
der dem Phasenkonflikt 15 aus 1D entspricht. Das Schaltungselement 5' ist hier deutlich
verbreitert.
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In 2B ist die Simulation der
Halbleiterschaltung nach einem Belichtungsvorgang mit der Phasenmaske 1 aus 1E dargestellt. Ein Pfeil weist
auf die Stelle des Schaltkreiselements 5', das nach der Belichtung durch
die Phasenmaske der 1D verbreitert
war. Der Belichtungsvorgang der Phasenmaske 1 aus 1E bildet die kritische Struktur
mit der vorgesehenen Breite ab.
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Die 3A zeigt eine schematische
Darstellung eines weiteren Beispiels eines Layouts einer Halbleiterschaltung
als Halbleiterschaltkreiselement. Die darzustellenden Schaltkreiselemente
der Halbleiterschaltung sind dunkel dargestellt. Die Leitungsstrukturen 5,
die kleiner als eine kritische Auflösegrenze ausgebildet sind,
stellen kritische Strukturen dar.
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Die 3B zeigt, wie beidseits
der kritischen Strukturen der Leitungsstrukturen 5 jeweils
phasenverschiebende Bereiche 10 erstellt werden (schraffiert
dargestellt), wobei vier schmale Wechselwirkungsbereiche 12 zwischen
den phasenverschiebenden Bereichen 10 entstehen.
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In 3C sind die phasenverschiebenden Bereiche 10 alternierend
ausgebildet. Beidseits der kritischen Strukturen 6 sind
erzeugte phasenverschiebende Bereiche 10 dargestellt, welche
die zwei verschiedenen Phasen mit der Phasendifferenz von 180° aufweisen
und dementsprechend mit zwei verschiedenen Schraffuren gekennzeichnet
sind. Dabei sind die phasenverschiebenden Bereiche 10 so
angeordnet, dass beidseits von zwei der vier schmalen (durch doppelte
Schraffur dargestellten) Wechselwirkungsbereichen 12 phasenverschiebende
Bereiche 10 gleicher Phase angeordnet sind. Bei den beiden anderen
Wechselwirkungsbereichen 12 weisen die phasenverschiebenden
Bereiche 10 zu beiden langen Außenseiten der Wechselwirkungsbereiche 12 eine
gegenphasige Phase auf. Dies bedeutet, dass an diesen beiden Wechselwirkungsbereichen 12 ein durch
ein Ellipsoid gekennzeichneter Phasenkonflikt 15 vorhanden
ist.
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Da
die endgültige
Phasenzuweisung aber noch nicht erfolgt ist, kann ein Phasenkonflikt
bei der abschließenden
Phasenzuordnung auch an den beiden anderen Wechselwirkungsbereichen 12 auftreten,
alle vier Wechselwirkungsbereiche können also noch zu Phasenkonflikten
führen.
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Die 3D eine Phasenmaske 1', welche dadurch
aus der Phasenmaske der 3C hervorgegangen
ist, dass Phasenschieberkorrekturen vorgenommen wurden: Die phasenverschiebenden
Bereiche 10 an den langen Außenkanten eines Wechselwirkungsbereiches 12 wurden
zu einem zusammenhängenden
phasenverschiebenden Bereich 10 verschmelzt und den phasenverschiebenden
Bereichen 10 wurde eine endgültige Phase zugeordnet.
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Die
Phasenmaske 1' weist
kein Konfliktzentrum auf, was eine Überprüfung auf Konfliktzentren ergibt.
Die Kontur in der Mitte der 3D grenzt
in diesem Beispiel an acht (also ein gerade Anzahl kritische Strukturen
an, weswegen eine korrekte Phasenzuordnung erfolgen kann. Die Anzahl
der Konfliktzentren wird durch das eingangs im Stand der Technik
beschriebene Verfahren ermittelt. Die Phasenmaske wird nicht mehr
analog zu 1E weiterbearbeitet,
da die Halbleiterschaltung bereits mit der Phasenmaske 1' phasenkonfliktfrei
lithographiert werden kann. Alle vorgenommenen Phasenschieberkorrekturen
bleiben auf der Phasenmaske.
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Die 4A zeigt eine schematische
Darstellung eines dritten Beispiels eines Layouts einer Halbleiterschaltung
als Halbleiterschaltkreiselement. Die darzustellenden Leitungsstrukturen 5 der
Halbleiterschaltung sind wieder dunkel dargestellt. Eine verbotene
Zone 20 ist durch ein gestrichelt gezeichnetes Rechteck
dargestellt. Die Leitungsstrukturen 5, die kleiner als
eine kritische Auflösungsgrenze
ausgebildet sind, stellen kritische Strukturen 6 dar.
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Die 4B zeigt, wie beidseits
der kritischen Strukturen 6 jeweils phasenverschiebende
Bereiche 10 erstellt werden (schraffiert dargestellt).
Dabei entsteht ein schmaler Wechselwirkungsbereich 12.
Auf der einen langen Außenseite
des Wechselwirkungsbereiches 12 befindet sich einheitlich
ein phasenverschiebender Bereich 10. Auf der gegenüberliegenden
Seite befinden sich drei Enden von kritischen Strukturen 6 und
die sie umgebenden vier phasenverschiebenden Bereiche 10.
Die verbotene Zone 20 ist dabei so ausgebildet, dass sie
sich mit dem Wechselwirkungsbereich 12 überschneidet.
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In 4C sind die phasenverschiebenden Bereiche 10 zur
Illustration alternierend ausgebildet. Beidseits der Leiterstrukturen 5 sind
erzeugte phasenverschiebende Bereiche 10 dargestellt, welche die
zwei verschiedenen Phasen mit der Phasendifferenz von 180° aufweisen
und dementsprechend mit zwei verschiedenen Schraffuren gekennzeichnet sind.
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Auf
einer langen Außenseite
des Wechselwirkungsbereichs 12 befinden sich nun die vier
alternierenden phasenverschiebenden Bereiche 10, die die
drei Enden von kritischen Strukturen 6 umgeben. Auf der
gegenüberliegenden
Seite ist ein phasenverschiebender Bereich 10 mit einheitlicher
Phase ausgebildet. Dies hat zur Folge, dass die phasenverschiebenden
Bereiche 10 an zwei Stellen des Wechselwirkungsbereiches 12 zu
einem destruktiven Phasenkonflikt 15 führen. Einer dieser Phasenkonflikte 15 ist
in der verbotenen Zone 20 ausgebildet.
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Die 4D zeigt eine Phasenmaske,
welche dadurch aus der Phasenmaske der 4C hervorgegangen ist, indem Phasenschieberkorrekturen
vorgenommen wurden: phasenverschiebende Bereiche 10 an
langen Außenkanten
des Wechselwirkungsbereiches 12 wurden zu einem zusammenhängenden phasenverschiebenden
Bereich 10 zusammengefügt.
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Dadurch
ergeben sich drei klassische Phasenkonflikte 15, welche
durch Ellipsoide gekennzeichnet sind.
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Die
Konfliktzentren 14 verursachen diese Phasenkonflikte 15.
Die Konfliktzentren 14 stellen Konturen von zusammenhängenden
Bereichen dar, die an eine einzige (also einer ungeraden Anzahl)
kritische Struktur 6 angrenzen, weswegen eine Konfliktfreie
Phasenzuweisung nicht erfolgen kann. Die Konfliktzentren sind durch
fette schwarze Konturen an den drei Enden der kritischen Strukturen 6 dargestellt.
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Die 4E zeigt die Phasenmaske 1'' für den eigentlichen Belichtungsvorgang.
Zur ihrer Erstellung werden die Konfliktzentren 14 aus 4D durch freie Verbindungswege
verbunden, dass jedes Konfliktzentrum 14 entweder mit einem
anderen Konfliktzentrum 14 oder mit der Außenkontur
eines zusammenhängenden
Bereiches aus phasenverschiebenden Bereich 10 und kritischen
Strukturen 6 kombiniert wird. Da eine Vielzahl von solchen
möglichen Verbindungswegen
besteht, werden diejenigen Verbindungswege ausgeschlossen, welche
mit der verbotenen Zone 20 korrelieren.
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Das
Ergebnis, die Phasenmaske 1'', ist eine kombinatorisch
konforme Erweiterung des ursprünglichen
Satzes von phasenverschiebenden Bereichen 10 einheitlicher
Breite und außerhalb
der verbotenen Zone 20 weiterzubehandelnde Phasenkorrekturen.
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Bei
der Auftrennung des phasenverschiebenden Bereiches 10 werden
Verbindungswege erstellt. Je nach Konstruktion der Halbleiterschaltung können diese
Verbindungswege sehr komplex aussehen und durch innere freie Konturen
verlaufen, die keine Konfliktzentren darstellen. Die Verbindungswege
können
durch ein oder mehrere Schablonenelement/e erstellt werden, das
aus einer zuvor festgelegten Menge von Schablonenelementen mit Verbindungswegen
bei bekannten Layoutvorgaben bereitgestellt wird.
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Als
möglicher
Satz von Schablonenelementen können
die zuvor durchgeführten
Phasenschieberkorrekturen verwendet werden. Insgesamt wurden vier
Phasenschieberkorrekturen vorgenommen, um aus der Phasenmaske der 4C die Phasenmaske der 4D zu erstellen. Diese vier
Phasenkorrekturen stellen einen Satz von möglichen Schablonenelementen
dar, die mögliche
Verbindungswege darstellen. Aus diesem Satz von Schablonenelementen
wurde diejenige Phasenschieberkorrektur ausgeschlossen, die mit
der verbotenen Zone 20 korreliert. Aus den drei übrigen Schablonenelementen
wurde nun diejenigen ausgewählt,
die entweder je zwei Konfliktzentren 14 miteinander oder
je ein Konfliktzentrum 14 mit einer Außenkontur verbinden, was zu der
Phasenmaske der 4E führte.
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Die
beiden übrigen
Wechselwirkungsbereiche 12 können nun entweder mit einer
Zwischenphase versehen werden, oder die nach einem Belichtungsvorgang
fehlerhaft abgebildeten dunklen Stellen werden mit Trimmmasken weiterbehandelt.
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Die 5 zeigt ein schematisches
Struktogramm eines Generierungsprogramms zur Erstellung einer Hellfeld-
oder Dunkelfeldphasenmaske, oder auch einer chromlosen Phasenmaske.
Darin werden die einzelnen Schritte zum erstellen einer Hellfeld-Phasenmaske
in ihrer Abfolge dargestellt, wie sie von einem Computerprogramm
verwendet werden können.
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Als
Input dient das Layout der herzustellenden Halbleiterschaltung (analog
zu den 1A, 3A, 4A). Dabei werden eventuell vorhandene
verbotene Zonen ebenfalls eingegeben und gespeichert.
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Anhand
dieses Layouts werden im Schritt A die kritischen Strukturen der
Schaltkreiselemente erkannt und gespeichert. Die Strukturen werden
daran erkannt, dass ihre räumliche
Ausdehnung unterhalb einer Ausdehnungsgrenze liegt, die durch die
Wellenlänge
bestimmt wird.
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In
Schritt B werden phasenverschiebende Bereiche beidseits der kritischen
Strukturen festgelegt (analog zu den 1B, 3B, 4B). Überlappen
sich dabei phasenverschiebende Bereiche, so werden sie zu einem
zusammenhängenden
phasenverschiebenden Bereich zusammengefügt. Die phasenverschiebenden
Bereiche können
beispielsweise eine konstante Breite aufweisen, die zuvor von einem
optischen Simulationsprogramm bestimmt wird oder aber auch jeweils
individuell auf die kritischen Strukturen angepasste Breiten aufweisen.
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Hierauf
werden in Schritt C die notwendigen Phasenkorrekturen erkannt, beispielsweise
Wechselwirkungsbereiche auf der Phasenmaske. Wechselwirkungsbereiche
sind Bereiche der Phasenmaske, in denen phasenverschiebende Bereiche
zu dicht beeinanderliegen. In diesem Schritt werden auch andere
notwendige Korrekturen vorgemerkt, die sich beispielsweise durch
Phasenmaskenrandbedingungen gegeben sein können.
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In
Schritt D werden Phasenkorrekturen durchgeführt. Beispielsweise werden
phasenverschiebende Bereiche zusammengefügt, die beidseits eines in
Schritt C erkannten Wechselwirkungsbereiches liegen. Außerdem können andere
Phasenschieberkorrekturen vorgenommen werden.
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Dann
wird in Schritt E die Phasenmaske auf vorhandene Konfliktzentren
untersucht, beispielsweise durch das eingangs beschriebene Verfahren
zum Erkennen von Konfliktzentren. Weist die Phasenmaske keine Konfliktzentren
auf, so wird der Prozess beendet, nachdem den phasenverschiebenden
Bereichen eine von zwei um 180° verschobene
Phase zugeordnet wird (analog zu 3D).
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Sind
Konfliktzentren vorhanden, so unterscheidet das Generierungsprogramm
an dieser Stelle, ob die herzustellende Halbleiterschaltung verbotene
Zonen aufweist oder nicht. Sind keine verbotenen Zonen vorhanden,
wird direkt mit Schritt G fortgefahren. Sind verbotenen Zonen vorhanden,
so wird mit Schritt F fortgefahren, worauf Schritt G folgt.
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In
Schritt F werden alle diejenigen Schablonenelemente aus einer durch
das Computerprogramm bereitgestellten Menge der Schablonenelemente
verworfen, die mit einer verbotenen Zone korrelieren. Ein Schablonenelement
enthält
einen Verbindungsweg zwischen zwei Bereichen der Phasenmaske bei
einem vorgegebenen Layout. Die Menge der Schablonenelemente muss
umfangreich genug sein, um möglichst
allen auftretenden Konfliktbereichen einen Verbindungsweg zuzuordnen.
Entlang der Verbindungswege können
in den nachfolgenden Schritten Wechselwirkungsbereiche entstehen,
die bei einem Belichtungsvorgang der Phasenmaske zu Abbildungsfehlern
führen.
Dies wird durch Schritt F vermieden. Besonders vorteilhaft kann
als Menge von Schablonenelemten die zuvor durchgeführten Phasenschieberkorrekturen
verwendet werden.
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In
Schritt G werden Auftrennungen von phasenverschiebenden Bereichen
vorgenommen. Dabei werden aus einer Menge von Schablonenelementen (die
gegebenenfalls in Schritt H eingeschränkt wurde) diejenigen ausgewählt, deren
Verbindungswege entweder zwei Konfliktzentren miteinander oder ein Konfliktzentrum
mit einer Außenkontur
eines zusammenhängenden
Bereiches verbinden. Die Auswahl der zu verwendenden Schablonenelemente
stellt ein kombinatorisches Problem dar, dass von dem Generierungsprogramm
gelöst
werden muss. Dabei ist meist nicht nur eine einzige Auswahl möglicher
Verbindungswege möglich,
sondern eine Vielzahl.
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In
Schritt H wird den phasenverschiebenden Bereichen eine alternierende
Phase zugeordnet.
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Falls
Zwischenphasen verwendet werden sollen, werden den Auftrennungen
in Schritt I1 Zwischenphasen zugeordnet.
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Bei
Verwendung von Trimmmasken für
die Korrektur dunkler Linien werden die Auftrennungen beispielsweise
verchromt, oder bilden sogenannte chromlose Übergänge, bei denen die phasenverschiebenden
Bereiche praktisch keinen Abstand voneinander mehr aufweisen.
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Als
Output liefert der Algorithmus eine korrigierte Phasenmaske, deren
Abbildungsfehler minimiert oder komplett reduziert wurden.
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- 1
- Phasenmaske
- 1'
- Phasenmaske
- 1''
- Phasenmaske
- 5
- Leitungsstruktur
- 6
- kritische
Strukturen
- 10
- phasenverschiebender
Bereich
- 12
- Wechselwirkungsbereich
- 14
- Konfliktzentrum
- 15
- Konfliktbereich
- 20
- verbotene
Zone
- 5'
- Schaltkreiselement
- 15'
- Abbildungsfehler
- 20'
- verbotene
Zone
- 30'
- geätzter Bereich
- 100
- zusammenhängender
Bereich
- 110
- Mittelbereich