DE19747773A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren von Belichtungsmustern und eine Belichtungsmaske, Verfahren zur Belichtung und Halbleitervorrichtung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren von Belichtungsmustern und eine Belichtungsmaske, Verfahren zur Belichtung und Halbleitervorrichtung

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DE19747773A1 DE19747773A DE19747773A DE19747773A1 DE 19747773 A1 DE19747773 A1 DE 19747773A1 DE 19747773 A DE19747773 A DE 19747773A DE 19747773 A DE19747773 A DE 19747773A DE 19747773 A1 DE19747773 A1 DE 19747773A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Korrigieren von Belichtungsmustern in einem lithographischen Verfahren für Halbleitervorrichtungen, ebenso wie eine Belichtungsmaske, ein Verfahren zur Belichtung und eine Halbleitervorrichtung.
In einem photolithographischen Verfahren, das sich auf die Herstellung von Halbleitervorrichtungen bezieht, wird eine Belichtungsmaske vorbereitet, die mit einem einem gewünschten Gestaltungsmuster entsprechenden Maskenmuster ausgestattet ist, und ein Schutzlackmaterial wird durch diese Maske einem Licht ausgesetzt, um das Gestaltungsmuster zu übertragen.
Vor kurzem wurde ein lithographisches Verfahren vorgeschlagen, das an den Grenzen der theoretischen Entwicklung entsprechend strikt festgelegter Gestaltungsgesetze ausgeführt wird, die notwendig sind, da Halbleiter immer feiner unterteilt werden. Das führt weiterhin oft dazu, daß die Auflösung ungenügend wird, infolgedessen das Problem eines Unterschiedes zwischen dem Maskenmuster und dem übertragenen Schutzlackmuster auftritt.
Ein derartiges Phänomen bewirkt dann eine Verschlechterung der Leistung der Halbleitervorrichtung infolge der Übertragung des gedruckten Musters ebenso wie eine Absenkung der Herstellungsausbeute infolge von Muster-Brückenbildung und dem Brechen von Drähten. Um derartige Probleme zu vermeiden, wird somit das Gegenstands- Maskenmuster mit einer Schneide- und Versuchsbehandlung optimiert, um ein gewünschten Schutzlackmuster zu erhalten.
Weiterhin ist eine Behandlung zur Optimierung eines Maskenmusters auf die folgende Weise bekannt: Mehrere Vorbildmuster werden dem Gegenstands-Gestaltungsmuster hinzugefügt, um das Maskenmuster zu korrigieren, dann wird ein Übertragungsmuster durch einen Drucktest oder eine Simulation bestimmt und Vorbildmuster werden erhalten, um ein Übertragungsmuster herauszufinden, das dem Gestaltungsmuster am nächsten ist.
Jedoch braucht es zu viel Zeit und zu viele Verfahrensschritte, um ein optimiertes Maskenmuster mit der Schneide- und Versuchsbehandlung zu bestimmen. Dieses Verfahren kann somit nur auf einige Muster angewendet werden. Das Verfahren kann nicht auf solche irregulären Muster wie ASIC angewendet werden. Zusätzlich ist die Anzahl an Maskenmustern, die mit der Schneide- und Versuchsbehandlung ausgewertet werden kann, auch beschränkt, so daß das optimierte Maskenmuster übersehen werden kann.
Um derartige Probleme zu lösen und um jedes Maskenmuster automatisch durch einen Computer optimieren zu lassen, wurde eine Photo-Naheffekt-Korrekturtechnologie entwickelt. Bei einer Maskenmusterkorrektur durch diese Technologie werden die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt, um das Gegenstands-Maskenmuster für das eingegebene Gestaltungsmuster zu korrigieren.
  • (1) Der sichtbare Entwurf des eingegebenen Gestaltungsmusters wird in Abschnitte unterteilt.
  • (2) Ein Auswertepunkt wird dem Mittelpunkt jedes Abschnittes zugeordnet.
  • (3) Das Übertragungsbild an dem Auswertepunkt wird gefunden, ebenso wie der Offset zwischen dieser Auswerteposition und der dem Übertragungsbild-Auswertepunkt entsprechende Position. Weiterhin wird der Offset der Energieintensität von dem gewünschten Wert an dem Auswertepunkt herausgefunden.
  • (4) Jeder Abschnitt wird zu einer Position bewegt, an der der Offset des Übertragungsbildes an dem Auswertepunkt 0 wird.
Die obigen Verfahrensschritte (3) und (4) werden von dem Computer wiederholt, um das optimierte Maskenmuster herauszufinden.
Bei der Korrektur eines Maskenmusters mit einer derartigen automatischen Photo- Naheffekt-Korrekturtechnologie entstehen jedoch die folgenden Probleme. Wenn der Offset (der Fehler) in dem Auswertepunkt minimiert wird, wächst der Fehler in Abschnitten, denen kein Auswertepunkt hinzugefügt wird, so daß der Offset des Maskenmusters insgesamt vergrößert wird.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Maskenmusterkorrektur im Stand der Technik. Wenn ein Versuch gemacht wird, den Offset um den Auswertepunkt zu minimieren, der mit einer x- Markierung in der Figur gezeigt ist, wird der Teil des Übertragungsbildes I, das unter Verwendung des Korrekturmaskenmusters gebildet wird, abhängig von der Form des Gestaltungsmusters P signifikant ausgedehnt.
Um dieses Problem zu vermeiden, wurde ein Verfahren zur Verringerung des Abstandes zwischen Auswertepunkten durch Erhöhung der Anzahl der Teilungen für das Gestaltungsmuster P angedacht. Dieses Verfahren jedoch bewirkt, daß das Maskenmuster nach der Korrektur kompliziert wird, so daß das Verfahren es erschwert, die Gegenstands- Halbleitervorrichtung herzustellen, wobei weiterhin die Kosten der Maske erhöht werden. Zusätzlich wird es, da fein unterteilte Muster erzeugt werden, schwierig, Fehlerüberprüfungen durchzuführen. Weiterhin wird es unmöglich, in manchen Fällen qualitätssichere Masken zu erzeugen.
Zusätzlich werden außerdem unnötige Stufen in den Maskenmustern erzeugt und derartige Unterschiede im Pegel bewirken, daß der Kontrast des Übertragungsbildes verringert wird. Fig. 2A zeigt ein Übertragungsbild I eines Gestaltungsmusters P. Fig. 2B zeigt ein Übertragungsbild I, das durch Hinzufügen eines korrigierten Gestaltungsmusters P' zu dem Gestaltungsmuster P erhalten wird. Obwohl das gleiche Übertragungsbild I für die Gestaltungsmuster P und P' erhalten wird, wird der Kontrast des Übertragungsbildes I verringert, wenn die Stufe durch das wie in Fig. 2B hinzugefügte korrigierte Muster P' erweitert wird. Als Folge wird die Belichtungsbandbreite gesenkt. Das ist ein weiteres Problem, das im Stand der Technik auftritt.
Unter derartigen Umständen ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme zu lösen. In anderen Worten wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Gegenstands-Belichtungsmuster so transformiert, daß in dem lithographischen Verfahren ein Übertragungsbild erhalten wird, das dem gewünschten Gestaltungsmuster so nahe wie möglich kommt. Genauer gesagt umfaßt das Verfahren die folgenden Schritte: Teilen des sichtbaren Entwurfes des gewünschten Gestaltungsmusters entsprechend einer festgelegten Regel, dann Zuordnen von mehreren Auswertepunkten zu jedem Abschnitt, Berechnen eines Übertragungsmusterbildes nach der Belichtung durch Simulation, Berechnen eines Abstandes zwischen jedem Auswertepunkt oder jeder Ecke und einer Position entsprechend jedem Auswertepunkt des Übertragungsbildes des belichteten Musters, und Bestimmen eines korrigierten Belichtungsmusters durch Einsetzen des Abstandes in eine festgelegte Auswertefunktion, um die Position jedes Abschnittes gemäß einem Ausgabewert der Auswertefunktion zu korrigieren.
Das obige Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt weiterhin die Schritte: Teilen des sichtbaren Entwurfes des gewünschten Gestaltungsmusters gemäß einer festgelegten Regel, dann Zuordnen von mehreren Auswertepunkten zu jedem Abschnitt, Berechnen einer Übertragungsenergieintensität des belichteten Musters durch Simulation, Bestimmen eines korrigierten Belichtungsmusters durch Einsetzen der Übertragungsenergieintensität in eine festgelegte Auswertefunktion, um die Position jedes Abschnittes entsprechend dem Ausgabewert der Auswertefunktion zu korrigieren.
Weiterhin ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Korrigieren von Belichtungsmustern mittels dem obigen Korrekturverfahren, eine Belichtungsmaske, die mit einem gemäß dem obigen Korrekturverfahren gebildeten Maskenmuster versehen ist, ein Verfahren zur Belichtung unter Verwendung der obigen Belichtungsmaske und eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die mit einem lithographischen Verfahren unter Verwendung der obigen Belichtungsmaske hergestellt ist.
In der vorliegenden Erfindung werden mehrere Auswertepunkte jedem Abschnitt zugeordnet, die durch Teilen des sichtbaren Entwurfes des Gegenstands- Gestaltungsmusters durch Berechnen des Abstandes zwischen jedem Auswertepunkt und der jedem Auswertepunkt auf dem Belichtungsmusterbild entsprechenden Position erhalten werden, und der Abstand zwischen jedem der mehreren Auswertepunkte und dem Belichtungsbild in jedem Abschnitt kann berechnet werden. Folglich kann aus diesen berechneten Werten beurteilt werden, wie das Belichtungsbild relativ zu dem Gegenstands- Gestaltungsmuster geneigt ist. Zusätzlich kann, da der Abstand in eine festgelegte Auswertefunktion eingesetzt wird, um den Korrekturwert des Belichtungsmusters zu bestimmen, eine Ausrichtung des Belichtungsbildes auf das Gestaltungsmuster optimiert werden.
Fig. 1 ist eine Darstellung, die Abschnitte und Auswertepunkte zeigt,
Fig. 2A ist eine Darstellung, die die Berechnung von Abständen zwischen dem Übertragungsbild und den Auswertepunkten bei einer Belichtungsmusterkorrektur mit einer Spitze des Bildes in der Mitte des Abschnittes zeigt,
Fig. 2B ist eine Darstellung, die das verschobene Übertragungsbild zeigt,
Fig. 3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Belichtungsmusterkorrektur gemäß dem Stand der Technik zeigt,
Fig. 4A ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Gestaltungsmusters und eines Übertragungsbildes davon zeigt,
Fig. 4B ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer bekannten Korrektur des Gestaltungsmusters von Fig. 4A und eines Übertragungsbildes davon zeigt,
Fig. 5A ist eine Darstellung, die die Berechnung der Abstände bei der Belichtungsmusterkorrektur mit Spitzen an beiden Enden des Abschnittes zeigt,
Fig. 5B ist eine Darstellung, die das verschobene Übertragungsbild zeigt,
Fig. 6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines korrigierten Belichtungsmusters zeigt,
Fig. 7 ist eine Darstellung, die ein Gestaltungsmuster in dem ersten und dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 8 ist eine Darstellung, die die Unterteilung des Gestaltungsmusters in dem ersten und dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 9 ist eine Darstellung, die die zugeordneten Auswertepunkte in dem ersten und dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 10 ist eine Darstellung, die ein von dem Gestaltungsmuster von Fig. 8 in dem ersten und fünften Ausführungsbeispiel abgeleitetes Übertragungsbild zeigt,
Fig. 11 ist eine Darstellung, die ein korrigiertes Belichtungsmuster in dem ersten und dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 12 ist eine Darstellung, die ein Übertragungsbild von dem korrigierten Belichtungsmuster von Fig. 11 in dem ersten und dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 13 ist eine Darstellung, die die Unterteilung des Gestaltungsmusters und die Zuordnung von Auswertepunkten in einem Beispiel für den ersten Vergleich zeigt,
Fig. 14 ist eine Darstellung, die ein korrigiertes Belichtungsmuster in dem Beispiel für den ersten Vergleich zeigt,
Fig. 15 ist eine Darstellung, die ein Übertragungsbild von dem korrigierten Belichtungsmuster von Fig. 14 in dem Beispiel für den ersten Vergleich zeigt,
Fig. 16 ist eine Darstellung, die die Unterteilung des Gestaltungsmusters in einem Beispiel des zweiten Vergleiches zeigt,
Fig. 17 ist eine Darstellung, die zugeordnete Auswertepunkte in dem Beispiel des zweiten Vergleiches zeigt,
Fig. 18 ist eine Darstellung, die ein korrigiertes Belichtungsmuster in dem Beispiel des zweiten Vergleiches zeigt,
Fig. 19 ist eine Darstellung, die ein Übertragungsbild von dem korrigierten Belichtungsmuster von Fig. 18 in dem Beispiel des zweiten Vergleiches zeigt,
Fig. 20 ist eine Darstellung, die ein Gestaltungsmuster in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 21 ist eine Darstellung, die zugeordnete Auswertepunkte in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 22 ist eine Darstellung, die ein Übertragungsbild von dem Gestaltungsmuster von Fig. 20 in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 23 ist eine Darstellung, die ein korrigiertes Belichtungsmuster in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 24 ist eine Darstellung, die ein Übertragungsbild von dem korrigierten Belichtungsmuster von Fig. 23 in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 25 ist eine Darstellung, die ein Gestaltungsmuster in dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 26 ist eine Darstellung, die die Unterteilung des Gestaltungsmusters in dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 27 ist eine Darstellung, die zugeordnete Auswertepunkte in dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 28 ist eine Darstellung, die ein durch Lithographie mit dem Gestaltungsmuster von Fig. 25 in dem dritten Ausführungsbeispiel übertragenes Bild zeigt,
Fig. 29 ist eine Darstellung, die ein korrigiertes lithographisches Muster in dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 30 ist eine Darstellung, die ein durch Lithographie mit dem korrigierten lithographischen Muster von Fig. 29 in dem dritten Ausführungsbeispiel übertragenes Bild zeigt,
Fig. 31 ist eine Darstellung, die ein durch eine Elektronenstrahl- Lithographievorrichtung mit dem korrigierten lithographischen Muster von Fig. 29 in dem dritten Ausführungsbeispiel übertragenes Bild zeigt,
Fig. 32 ist eine Darstellung, die ein Gestaltungsmuster in dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 33 ist eine Darstellung, die die Unterteilung des Gestaltungsmusters in dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 34 ist eine Darstellung, die zugeordnete Auswertepunkte in dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 35 ist eine Darstellung, die ein Lichtintensitätsbild von dem Gestaltungsmuster von Fig. 32 in dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 36 ist eine Darstellung, die ein korrigiertes Belichtungsmuster in dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 37 ist eine Darstellung, die ein Übertragungsbild von dem korrigierten Belichtungsmuster von Fig. 36 in dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt, und
Fig. 38 ist ein Flußdiagramm zum Bestimmen eines Fehlers in dem fünften Ausführungsbeispiel.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Belichtungsmuster transformiert, um in ein Übertragungsbild korrigiert zu werden, das dem gewünschten Gestaltungsmuster so nahe wie möglich kommt. Zuerst wird ein Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters in diesem Ausführungsbeispiel kurz erläutert. Alle unten erläuterten Verfahrensschritte werden auf einem Computer, wie z. B. einer Arbeitsplatzstation ausgeführt.
Zuerst wird der sichtbare Umriß eines Gestaltungsmusters P in Abschnitte E unterteilt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Dann werden mehrere Auswertepunkte H jedem der Abschnitte E zugeordnet. Dabei wird der Abstand zwischen diesen Auswertepunkten H minimiert, um zu vermeiden, daß Fehler in Abschnitten übersehen werden, in denen keine Auswertepunkte hinzugefügt wurden.
Danach wird ein Übertragungsbild I des Belichtungsmusters durch Simulation in der gegenwärtigen Stufe berechnet, wie in Fig. 4A gezeigt ist, um den mit einem Pfeil in der Figur gezeigten Abstand zu berechnen, d. h. den Abstand (Fehler) zwischen jedem Auswertepunkt H und der dem Auswertepunkt H entsprechenden Position des Übertragungsbildes I.
Dann wird, wenn eine Spitze des Übertragungsbildes I bei irgendeinem Auswertepunkt außer denen, die auf beiden Seiten des Abschnittes E (wenn das Übertragungsbild I konvex oder konkav wird) gefunden wird, das Belichtungsmuster korrigiert (verschoben), so daß dieser Spitzenpunkt mit dem des Gestaltungsmusters P entsprechend dem Abstand (Fehler) in jedem Auswertepunkt H in Übereinstimmung gebracht wird. Beispielsweise entspricht der Auswertepunkt H in der Mitte des in Fig. 2A gezeigten Abschnittes E einer Spitze, so daß das Belichtungsmuster so verschoben wird, daß die diesem Auswertepunkt H entsprechende Spitze des Übertragungspunktes I mit der des Gestaltungsmusters P in Übereinstimmung gebracht wird, wie in Fig. 2B gezeigt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine festgelegte Auswertefunktion verwendet, um diesen Verschiebewert zu berechnen, so daß das Belichtungsmuster so korrigiert wird, daß es der Absicht des Gestalters genügt.
Wenn Spitzen an beiden Enden des Abschnittes E (wenn das Übertragungsbild I weder konvex noch konkav ist) in dem Abstand (Fehler) in jedem Auswertepunkt H gefunden werden, wird das Belichtungsbild so verschoben, daß Teile des Übertragungsbildes I, die im wesentlichen parallel zu dem Gestaltungsmuster P sind, mit denen des Gestaltungsmusters P in Übereinstimmung gebracht werden. Zum Beispiel entspricht in dem in Fig. 5A gezeigten Beispiel der Auswertepunkt H am linken Ende des Abschnittes E einem Spitzenpunkt des Übertragungsbildes und dieser Teil ist im wesentlichen parallel zu dem Gestaltungsmuster P. Folglich wird das Belichtungsmuster so verschoben, daß dieser Teil mit dem des Gestaltungsmusters P in Übereinstimmung gebracht wird, wie in Fig. 5B gezeigt ist.
Der Verschiebewert wird unter Verwendung einer festgelegten Auswertefunktion berechnet, die den Fehler in einem Teil betrifft, der im wesentlichen parallel zu dem Gestaltungsmuster P ist, was in dem Übertragungsbild I wichtig ist, so daß das Belichtungsmuster natürlich korrigiert wird, um der Absicht des Gestalters zu genügen.
Fig. 6 zeigt ein derartiges Korrekturbeispiel. Der sichtbare Entwurf eines Gestaltungsmusters P wird unterteilt und mehrere Auswertepunkte H (x-Markierungen in der Figur) werden auf diese Weise jedem der Abschnitte zugeordnet. Weiterhin wird, wie oben beschrieben wurde, jeder Abschnitt unter Verwendung der festgelegten Auswertefunktion korrigiert (verschoben), so daß ein natürliches (nicht unnötig aufgeblasenes) Übertragungsbild I so erhalten werden kann, wie es der Gestalter beabsichtigt. Zusätzlich kann auch die Leitungsbreite genau eingestellt werden.
Im Folgenden wird das obige Ausführungsbeispiel genauer erläutert. Die Fig. 7 bis 12 sind Darstellungen, die das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklären. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Polysiliziumschicht eines SRAM der 0,20 µm Regel Licht unter bestimmten Bedingungen (Lichtwellenlänge = 248 nm, NA = 0,55 und σ = 0,60) ausgesetzt.
Fig. 7 zeigt ein in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendetes Gestaltungsmuster. Das Gegenstands-Belichtungsmuster wird korrigiert (verschoben), um ein Übertragungsbild zu erhalten, das diesem Gestaltungsmuster P möglichst nahe kommt. Zuerst wird der sichtbare Entwurf des Gestaltungsmusters P mit festgelegten Stufen unterteilt, wie in Fig. 8 gezeigt ist, so daß mehrere Abschnitte gebildet werden. Weiterhin werden, wie in Fig. 9 gezeigt ist, mehrere Auswertepunkte (x-Markierungen) jedem der Abschnitte zugeordnet.
Danach wird eine Lichtintensitätsverteilung erhalten, wenn dieses Gestaltungsmuster P genau in Fokussierung unter Verwendung einer Maske mit genau diesem Gestaltungsmuster übertragen wird, dann wird eine Umrißlinie, für die die Lichtintensitätsverteilung mit einem festgelegten Schwellenwert unterteilt ist, als ein Übertragungsbild gefunden. Fig. 10 zeigt dieses auf das Gestaltungsmuster P gelegte Übertragungsbild I.
Danach werden bei jedem Auswertepunkt, der jedem Abschnitt zugeordnet ist, der Offset des Übertragungsbildes I von der jedem Auswertepunkt entsprechenden Position und die Steigung des Übertragungsbildes I an der jedem Auswertepunkt entsprechenden Position herausgefunden. Dabei wird die Richtung zum Messen des Verschiebungswertes des Übertragungsbildes I als vertikal zur linearen Richtung des Gestaltungsmusters P definiert und die Richtung von dem Gestaltungsmuster P nach außen wird als Vorwärtsrichtung definiert.
In diesem Fall wird der in jedem Auswertepunkt gefundene Offset als E definiert und die Steigung des Übertragungsbildes I in jedem Auswertepunkt wird als S definiert.
Danach werden der erhaltene Offset E und die Steigung S in den folgenden Ausdruck eingesetzt, um den Korrekturwert (Verschiebungswert B) von jedem der durch die obige Unterteilung erhaltenen Abschnitte zu erhalten. Dieser Verschiebungswert B ist ein dem Belichtungswert hinzugefügter Korrekturmusterwert.
B = -0,5 . Σ (Ei/Si2)/Σ (1/Si2)
In dem obigen Ausdruck kennzeichnet Ei den Verschiebungswert beim i-ten Auswertepunkt eines Abschnittes und Si kennzeichnet die Steigung am i-ten Auswertepunkt eines Abschnittes.
Dieser Ausdruck wird verwendet, wenn den Auswertepunkten an beiden Enden eines Abschnittes entsprechende Spitzen in dem Offset gefunden werden, und so eingestellt, daß der Einfluß auf der Verschiebung B größer wird, wenn die jedem Auswertepunkt entsprechende Steigung geringer wird (im wesentlichen parallel zu dem Gestaltungsmuster P). Wenn die Potenz für die Steigung S in diesem Ausdruck größer wird, kann dieser Einfluß stärker erhöht werden. Im Gegensatz kann, wenn die Potenz verringert wird, dieser Einfluß verringert werden.
In diesem Ausdruck ist -0,5 eine festgelegte Konstante und "-" bedeutet, daß die Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung des Offsets durchgeführt wird. "0,5" ist ein Koeffizient zum Einstellen der bei einer Berechnung durchzuführenden Verschiebung.
Andererseits wird, wenn eine Offsetspitze an irgendeinem Auswertepunkt außer denen an beiden Enden eines Abschnittes gefunden wird, der folgende Ausdruck zum Berechnen des Verschiebungswertes verwendet.
B = -0,5 . Ep
In diesem Ausdruck kennzeichnet Ep den Offsetwert bei dem der Spitze entsprechenden Auswertepunkt.
Mit diesem Ausdruck wird, wenn eine Offsetspitze bei irgendeinem Auswertepunkt außer denen an beiden Enden eines Abschnittes gefunden wird, ein Verschiebungswert B gefunden, so daß das Übertragungsbild I an dem der Spitze entsprechenden Auswertepunkt mit dem Gestaltungsmuster P in Übereinstimmung gebracht werden kann.
Nachdem ein Verschiebungswert B durch den obigen Ausdruck entsprechend der Steigung des Übertragungsbildes I in jedem Abschnitt gefunden wurde, wird das jedem Abschnitt entsprechende Belichtungsmuster um den Verschiebungswert verschoben, um ein korrigiertes Belichtungsmuster zu erhalten. Nachdem dieses korrigierte Belichtungsmuster erhalten wurde, wird die gleiche Berechnung wiederholt, um das optimierte Belichtungsbild zu erhalten, während jeder Auswertepunkt unverändert gehalten wird.
Fig. 11 zeigt ein durch eine derartige Berechnung korrigiertes Belichtungsmuster. Dieses korrigierte Belichtungsmuster wird dann als ein Maskenmuster verwendet, um eine weitere Belichtungsmaske zu bilden, so daß das in Fig. 12 gezeigte Übertragungsbild I mit dem neuen Belichtungsmuster gebildet wird. Mit einer derartigen Korrektur wird das Schrumpfen des Leitungsendes in dem Gestaltungsmuster P stärker als das des Übertragungsbildes I vor der Korrektur, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, verringert, so daß die Einstellung der Leitungsbreite ebenso erhöht ist.
Zusätzlich wird das Schrumpfen des Bereiches, in dem ein Kontaktloch ausgebildet ist, ebenso unterdrückt, ebenso wie die Überlagerungstoleranz verbessert wird. Durch Korrigieren des Belichtungsmusters, um eine Belichtungsmaske zu bilden, wie oben beschrieben wurde, kann das Belichtungsmuster so ausgebildet werden, wie es der Gestalter beabsichtigt und die Verwendung dieser Belichtungsmaske ermöglicht es, Halbleitervorrichtungen mit ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften effektiver herzustellen.
Im Folgenden werden die Korrekturergebnisse zwischen einem Ausführungsbeispiel des Standes der Technik und diesem Ausführungsbeispiel verglichen, bei dem ein in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendetes Gestaltungsmuster benutzt wird. Fig. 13 zeigt ein Beispiel des Standes der Technik, bei dem der sichtbare Entwurf des gleichen Gestaltungsmusters P wie das in dem ersten Ausführungsbeispiel unterteilt wird und ein Auswertepunkt (x-Markierung) der Mitte jedes Abschnittes zugeordnet wird. Fig. 14 zeigt ein Maskenmuster, das so korrigiert ist, daß der Offset bei diesem Auswertepunkt minimiert ist. Fig. 15 zeigt ein Übertragungsbild, das das in Fig. 14 gezeigte Maskenmuster verwendet.
Da in dem Ausführungsbeispiel des Standes der Technik jedem Abschnitt nur ein Auswertepunkt hinzugefügt wird, muß das Belichtungsmuster so korrigiert werden, daß der Offset bei dem Auswertepunkt minimiert ist. Somit wird der folgende Ausdruck verwendet, um den Verschiebungswert B zu finden.
B = -0,5 . E
E kennzeichnet den Offset bei dem Auswertepunkt.
In dem Ausführungsbeispiel des Standes der Technik wird somit in den Teilen, in denen keine Auswertepunkte zugeordnet sind, kein Offset (Fehler) in Betracht gezogen. Als Ergebnis wird, obwohl der Offset bei jedem Auswertepunkt geringer ist, der Offset der Abschnittspositionen um den Auswertepunkt erhöht, wie in Fig. 15 gezeigt ist.
Andererseits kann, wenn das Korrekturverfahren des ersten Ausführungsbeispiels angewendet wird, in dem Übertragungsbild I ein unnötiger Offset von dem Gestaltungsmuster P unterdrückt werden, wie in Fig. 12 gezeigt ist.
Weiterhin zeigt Fig. 16 den Abstand zwischen Abschnitten, die durch Unterteilung eines Gestaltungsmusters P erhalten werden, der auf die Hälfte des in dem in Fig. 13 gezeigten Korrekturverfahren des Standes der Technik reduziert ist. Fig. 17 zeigt, wie ein Auswertepunkt der Mitte jedes Abschnittes zugeordnet wird. Fig. 18 zeigt ein Maskenmuster, bei dem ein korrigiertes Belichtungsmuster verwendet ist, so daß der Offset des Auswertepunktes minimiert wird. Zusätzlich zeigt Fig. 19 ein Übertragungsbild, das gebildet wird, wenn das in Fig. 18 gezeigte Maskenmuster verwendet wird.
Eine derartige Verkürzung des Abstandes zwischen den Abschnitten ist noch ungenügend, um die Teile um den Auswertepunkt herum zu korrigieren, die Korrektur wird negativ beeinflußt, wobei beispielsweise ein Teil des Übertragungsbildes I von dem Gestaltungsmuster P nach vorne ragt. Weiterhin wird, je kürzer der Abstand zwischen den Abschnitten wird, das Maskenmuster umso komplizierter, wodurch es schwierig wird, eine Maske herzustellen, wie in Fig. 18 gezeigt ist.
Im Gegensatz dazu hat das erste Ausführungsbeispiel die folgenden Vorteile: Das Übertragungsbild I steht nicht unnötig von dem Gestaltungsmuster P vor und das Maskenmuster wird nicht sehr kompliziert.
Im Folgenden wird das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Fig. 20 bis 24 sind Darstellungen zur Erklärung des zweiten Ausführungsbeispieles. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Polysiliziumschicht eines SRAM der 0,20 µm Regel Licht unter bestimmten Bedingungen (Wellenlänge = 248 nm, NA = 0,55 und σ = 0,60) ausgesetzt.
Fig. 20 zeigt ein Gestaltungsmuster, das in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Das Belichtungsmuster wird so korrigiert, daß ein Übertragungsbild erhalten wird, das diesem Gestaltungsmuster P so nahe wie möglich kommt. Zuerst werden mehrere Auswertepunkte (x-Markierungen) dem sichtbaren Entwurf eines Gestaltungsmusters P mit festgelegten Abständen zugeordnet, wie in Fig. 21 gezeigt ist. Obwohl der sichtbare Entwurf des Gestaltungsmusters P in dem ersten Ausführungsbeispiel mit festgelegten Abständen unterteilt ist, wird eine derartige Unterteilung in dem zweiten Ausführungsbeispiel nur an Ecken des Gestaltungsmusters vorgenommen.
Dann wird die Lichtintensitätsverteilung herausgefunden, die erhalten wird, wenn dieses Gestaltungsmuster P, das unter einer genauen Fokussierung unter Verwendung einer Maske, die vollständig gleich dem Gestaltungsmuster ist, übertragen wird, als ein Übertragungsbild gefunden wird, um entsprechend dem festgelegten Schwellenwert der Lichtintensität unterteilte Umrißlinien zu finden. Fig. 22 zeigt dieses Übertragungsbild I, das auf das Gestaltungsmuster P gelegt ist. Dieser festgelegte Schwellenwert der Lichtintensität wird so eingestellt, daß die in Fig. 22 gezeigte Länge L 0,20 µm wird, was eine Musterregel ist.
Im Folgenden wird bei jedem einem Abschnitt hinzugefügten Auswertepunkt der Offset des Übertragungsbildes I von der dem Auswertepunkt entsprechenden Position herausgefunden, ebenso wie die Steigung des Übertragungsbildes I an der dem Auswertepunkt entsprechenden Position. Dabei wird die Richtung des Übertragungsbildes I zum Messen des Offsets als vertikal zur linearen Richtung des Gestaltungsmusters P definiert und die Richtung von dem Gestaltungsmuster P nach außen als Vorwärtsrichtung definiert.
In diesem Fall wird der entsprechend jedem Auswertepunkt erhaltene Offset als E definiert und die jedem Auswertepunkt entsprechende Steigung des Übertragungsbildes I als S definiert.
Dann werden E und S in den folgenden Ausdruck eingesetzt, um den Korrekturwert (Verschiebungswert B) von jedem der Abschnitte zu berechnen. Dieser Verschiebungswert B wird als ein Korrekturmusterwert genommen, der dem Gegenstands-Belichtungsmuster hinzugefügt werden soll.
B = -0,5 . Σ (Ei/Si2)/Σ (1/Si2)
In diesem Ausdruck kennzeichnet Ei den Offset an dem i-ten Auswertepunkt zwischen Ecken des sichtbaren Entwurfes des Gestaltungsmusters und Si kennzeichnet die Steigung zwischen Ecken des sichtbaren Entwurfes des Gestaltungsmusters im i-ten Auswertepunkt.
Da der sichtbare Entwurf des Gestaltungsmusters P in dem zweiten Ausführungsbeispiel anfangs nicht unterteilt ist, wird jeder Teil zwischen Ecken des Gestaltungsmusters als ein Abschnitt betrachtet, der eine Verschiebungseinheit darstellt, dann wird der Abschnitt verschoben. Der obere Ausdruck wird verwendet, wenn eine Spitze, die den Auswertepunkten an beiden Enden des Abschnittes zwischen Ecken des Gestaltungsmusters entspricht, in dem Offset gefunden wird. Die Bedeutung jedes Koeffizienten ist die gleiche wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wenn eine Offsetspitze bei irgendeinem Auswertepunkt außer denen an beiden Enden eines Abschnittes (zwischen Ecken eines Gestaltungsmusters) gefunden wird, wird der folgende Ausdruck verwendet, um diesen Verschiebungswert zu berechnen.
B = -0,5 . Ep
Ep kennzeichnet den Offset bei einem einer Spitze entsprechenden Auswertepunkt. Die Bedeutungen der Koeffizienten in diesem Ausdruck sind die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Nachdem der Verschiebungswert B mit dem obigen Ausdruck herausgefunden wurde, wird das dem Abschnitt (zwischen Ecken des Gestaltungsmusters) entsprechende Belichtungsmuster verschoben und gemäß dem Verschiebungswert B korrigiert, um ein korrigiertes Belichtungsbild zu erhalten. Nachdem dieses korrigierte Belichtungsmuster erhalten wurde, wird die gleiche Berechnung wiederholt, wenn es notwendig ist, während die Positionen der Auswertepunkte beibehalten werden. Somit wird das optimierte Belichtungsmuster erhalten.
Fig. 23 zeigt ein durch eine derartige Berechnung erhaltenes korrigiertes Belichtungsmuster. Dieses Belichtungsmuster wird dann als eine Maske verwendet, um das Gegenstands-Belichtungsmuster zu bilden und demgemäß das Übertragungsbild I zu bilden, wie in Fig. 24 gezeigt ist. Weiterhin wird mit einer derartigen Korrektur das Schrumpfen der Leitungsenden in dem Gestaltungsmuster P stärker als in dem in Fig. 22 gezeigten Übertragungsbild I vor der Korrektur verringert, so daß die Einstellung der Leitungsbreite stark verbessert ist.
Das Korrekturverfahren in dem zweiten Ausführungsbeispiel kann außerdem das Hinzufügen von kleinen Mustern zur Korrektur des Maskenmusters unnötig machen, ebenso wie es das Belichtungsmuster ohne eine Erhöhung der Anzahl der Maskenmuster korrigieren kann. Folglich kann ein vorteilhaftes Übertragungsbild ohne Erhöhung der Kosten der Maske erhalten werden.
Im Folgenden wird das dritte Ausführirungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Fig. 25 bis Fig. 31 sind Darstellungen zur Erklärung des dritten Ausführungsbeispieles. In dem dritten Ausführungsbeispiel wird eine Polysiliziumschicht eines SRAM der 0,15 µm Regel unter Verwendung einer Elektronenstrahl- Lithographievorrichtung, deren beschleunigte Spannung 50 kV ist, mit einem Muster versehen.
Fig. 25 zeigt ein Gestaltungsmuster, das in dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Das Gegenstands-Belichtungs(Lithographie)-Muster wird somit unter Verwendung einer Elektronenstrahl-Lithographievorrichtung korrigiert, um ein Übertragungsmuster zu erhalten, das diesem Gestaltungsmuster P so nahe wie möglich kommt. Zu diesem Zweck wird zuerst der sichtbare Entwurf des Gestaltungsmusters P in festgelegten Abständen unterteilt, wie in Fig. 26 gezeigt ist, um mehrere Abschnitte zu bilden. Dann werden mehrere Auswertepunkte (x-Markierungen) jedem dieser Abschnitte zugeordnet, wie in Fig. 27 gezeigt ist.
Dann wird die Energieintensitätsverteilung, wenn dieses Gestaltungsmuster P direkt als Muster erzeugt wird, herausgefunden, um entsprechend dem festgelegten Schwellenwert unterteilte Umrißlinien als Übertragungsmuster zu finden. Fig. 28 zeigt dieses auf das Gestaltungsmuster P gelegte Übertragungsmuster I.
Danach wird bei jedem jedem Abschnitt hinzugefügten Auswertepunkt der Offset des Übertragungsbildes I, das Umrißlinien der Energieintensität darstellt, an der einem Auswertepunkt entsprechenden Position herausgefunden, ebenso wie die Steigung des Übertragungsmusters I an der dem Auswertepunkt entsprechenden Position. Dabei wird die Richtung zum Messen des Offsets des Übertragungsbildes I als vertikal zur linearen Richtung des Gestaltungsmusters P definiert und die Richtung von dem Gestaltungsmuster P nach außen wird als Vorwärtsrichtung definiert.
Der entsprechend jedem Auswertepunkt hier erhaltene Offsetwert wird als E definiert und die Steigung des jedem Auswertepunkt entsprechenden Übertragungsbildes I wird als S definiert.
Danach werden das erhaltene E und S in den folgenden Ausdruck eingesetzt, um den Korrekturwert (Verschiebungswert B) jedes Abschnittes zu berechnen. Dieser Verschiebungswert B wird als der dem Gegenstands-Belichtungsmuster hinzugefügte korrigierte Musterwert genommen.
B = -0,5 . Σ (Ei/Si2)/Σ (1/Si2)
Ei kennzeichnet den Offsetwert bei dem i-ten Auswertepunkt des Abschnittes und Si kennzeichnet die Steigung an dem i-ten Auswertepunkt des Abschnittes. Dieser Ausdruck wird verwendet, wenn eine Spitze, die den Auswertepunkten an beiden Enden des Abschnittes (zwischen Ecken des Gestaltungsmusters) entspricht, in dem Offset gefunden wird. Die Bedeutung jedes Koeffizienten ist die gleiche wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wenn eine Offsetspitze bei irgendeinem Auswertepunkt außer denen an beiden Enden des Abschnittes gefunden wird, wird der folgende Ausdruck verwendet, um den Verschiebungswert herauszufinden.
B = -0,5 . Ep
Ep kennzeichnet den Offsetwert bei dem der Spitze entsprechenden Auswertepunkt. Die Bedeutungen der Koeffizienten in diesem Ausdruck sind die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Nachdem Verschiebungswert B mit dem obigen Ausdruck in Übereinstimmung damit, wie das Übertragungsbild I in jedem Abschnitt geneigt ist, herausgefunden wurde, wird das jedem Abschnitt entsprechende lithographische Muster gemäß dem Verschiebungswert P verschoben, um ein korrigiertes lithographisches Muster zu erhalten. Nachdem auf diese Weise ein korrigiertes lithographisches Muster erhalten wurde, wird die gleiche Berechnung wiederholt, wenn es notwendig ist, um das optimierte lithographische Muster zu erhalten, während die Position jedes Auswertepunktes beibehalten wird.
Fig. 29 zeigt ein durch eine derartige Berechnung erhaltenes korrigiertes lithographisches Muster. Ein derartiges als Entwurf verwendetes Muster kann das Übertragungsbild I bilden, wie in Fig. 30 gezeigt ist, mit dieser Korrektur kann die Schrumpfung des Leitungsendes in dem Gestaltungsmuster P stärker als in dem Übertragungsbild I, wie in Fig. 28 gezeigt ist, vor der Korrektur gesenkt werden, so daß ein Übertragungsbild I erhalten werden kann, das dem Gestaltungsmuster P so nahe wie möglich kommt.
Danach zeichnet die Elektronenstrahl-Lithographievorrichtung ein Muster direkt mit dem korrigierten lithographischen Muster. Fig. 31 zeigt ein Übertragungsbild I', das direkt mit diesem lithographischen Muster gezeichnet wurde, das auf das Gestaltungsmuster gelegt ist. Wenn ein lithographisches (Belichtungs-)Muster unter Verwendung einer Elektronenstrahl-Lithographievorrichtung sogar als Entwurf korrigiert wurde, wie oben beschrieben worden ist, kann ein Übertragungsbild erhalten werden, das dem Gestaltungsmuster P so nahe wie möglich kommt. Das ermöglicht es, Übertragungsbilder mit einer hohen Genauigkeit zu bilden.
Im Folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel erläutert, eine Schablonenmaske wird in einer Elektronenstrahl-Lithographievorrichtung zur Chargenbelichtung verwendet. In diesem Beispiel wird eine Polysiliziumschicht für einen SRAM der 0,15 µm Regel unter Verwendung eines Schablonenmaskenmusters in einer Elelektronenstrahl- Lithographievorrichtung mit einem Muster versehen.
Wie in der Fig. 27 gezeigt ist, wird das Belichtungs(Lithographie)-Muster, wie im Folgenden erläutert ist, durch die Elektronenstrahl-Lithographievorrichtung korrigiert, um ein Übertragungsmuster zu erhalten, das diesem Gestaltungsmuster P so nahe wie möglich kommt. Zuerst wird der sichtbare Entwurf des Gestaltungsmusters P in festgelegten Abständen unterteilt, wie in Fig. 26 gezeigt ist, um mehrere Abschnitte zu bilden. Dann werden mehrere Auswertepunkt (x-Markierungen) zu jedem Abschnitt hinzugefügt, wie in Fig. 27 gezeigt ist.
Danach wird die Energieintensitätsverteilung herausgefunden, wenn dieses Gestaltungsmuster P direkt mit einem Muster versehen wird, um die entsprechend dem festgelegten Schwellenwert unterteilten Umrißlinien als ein Übertragungsbild zu finden. Fig. 28 zeigt dieses auf das Gestaltungsmuster P gelegte Übertragungsbild I.
Danach wird bei jedem jedem Abschnitt hinzugefügten Auswertepunkt der Offset des Übertragungsbildes, das durch eine Umrißlinie der Energieintensität dargestellt ist, an der einem Auswertepunkt entsprechenden Position bestimmt, ebenso wie die Steigung des Übertragungsbildes I an der einem Auswertepunkt des Übertragungsbildes I entsprechenden Position. Dabei wird die Richtung zum Messen des Offsets des Übertragungsbildes I als vertikal zur linearen Richtung des Gestaltungsmusters P definiert und die Richtung von dem Gestaltungsmuster P nach außen wird als Vorwärtsrichtung definiert.
In diesem Beispiel wird der entsprechend jedem Auswertepunkt erhaltene Offset als E definiert und die jedem Auswertepunkt entsprechende Steigung des Übertragungsbildes I wird als S definiert.
Dann werden das erhaltene E und S in den folgenden Ausdruck eingesetzt, um den Korrekturwert (Verschiebungswert B) jedes Abschnittes zu berechnen. Dieser Verschiebungswert B ist ein Korrekturmusterwert, der dem Gegenstands- Belichtungsmuster hinzugefügt wird.
B = -0,5 . Σ (Ei/Si2)/Σ (1/Si2)
In diesem Ausdruck kennzeichnet Ei den Offsetwert bei dem i-ten Auswertepunkt des Abschnittes und Si kennzeichnet die Steigung an dem i-ten Auswertepunkt des Abschnittes. Dieser Ausdruck wird verwendet, wenn eine Spitze in dem Offsetwert gefunden wird, der Auswertepunkten an beiden Enden des Abschnittes zwischen Ecken des Gestaltungsmusters entspricht. Die Bedeutung jedes Koeffizienten ist die gleiche wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wenn eine Spitze in dem Offsetwert bei irgendeinem Auswertepunkt außer denen an beiden Enden eines Abschnittes gefunden wird, wird der folgende Ausdruck verwendet, um den Verschiebungswert zu berechnen.
B = -0,5 . Ep
Ep kennzeichnet den Offsetwert bei dem der Spitze entsprechenden Auswertepunkt. Die Bedeutung jedes Koeffizienten in diesem Ausdruck ist ebenfalls die gleiche wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Nachdem der Verschiebungswert B durch den obigen Ausdruck abhängig davon, wie das Übertragungsbild I in jedem Abschnitt geneigt ist, berechnet wurde, wird das jedem dieser Abschnitte entsprechende lithographische Muster entsprechend dem Verschiebungswert B verschoben, um ein korrigiertes lithographisches Muster zu erhalten.
Nachdem dieses korrigierte lithographische Muster erhalten ist, wird, während die Auswertepunkte auf den gleichen Positionen gehalten werden, die gleiche Berechnung wiederholt, wenn es notwendig ist, um das optimierte lithographische Muster zu erhalten.
Fig. 29 zeigt ein durch eine derartige Berechnung erhaltenes korrigiertes lithographisches Muster. Durch Verwendung eines derartigen Musters für die Lithographie kann ein Übertragungsbild I gebildet werden, wie in Fig. 30 gezeigt ist. Weiterhin wird mit einer derartigen Korrektur die Schrumpfung des Leitungsendes in dem Gestaltungsmuster P stärker verringert als in dem Übertragungsbild I vor der Korrektur, so daß ein Übertragungsbild I erhalten werden kann, das dem Gestaltungsmuster P sehr nahe kommt.
Danach wird eine Schablonenmaske der Elektronenstrahl-Lithographievorrichtung mit diesem korrigierten Lithographiemuster vorbereitet, um eine Chargenbelichtung durch die Elektronenstrahl-Lithographievorrichtung durchzuführen. Fig. 31 zeigt ein Übertragungsbild I', das direkt unter Verwendung dieses lithographischen Musters gezeichnet wurde. Das Übertragungsbild I' ist auf das Gestaltungsmuster P gelegt. Durch Korrigieren des lithographischen (Belichtungs-)Musters auf diese Weise, um eine Schablonenmaske vorzubereiten, während eine Mustererzeugung mit einer Elektronenstrahl-Lithographievorrichtung durchgeführt wird, kann ein Übertragungsbild erhalten werden, das dem Gestaltungsmuster P so nahe wie möglich kommt, wodurch ein Entwerfen mit einer hohen Präzision und einer hohen Durchlaufquote ermöglicht ist.
Im Folgenden wird das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Fig. 32 bis 37 sind Darstellungen, die dieses vierte Ausführungsbeispiel erläutern. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Polysiliziumschicht eines SRAM der 0,20 µm Regel Licht unter bestimmten Bedingungen (Wellenlänge = 248 nm, NA = 0,55 und σ = 0,60) ausgesetzt.
Fig. 32 zeigt ein Gestaltungsmuster, das in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird. Wie oben beschrieben wurde, muß dann das Belichtungsmuster wie folgt korrigiert werden, um ein Übertragungsmuster zu erhalten, das diesem Gestaltungsmuster P so nahe wie möglich kommt. Zuerst wird der sichtbare Entwurf des Gestaltungsmusters P in festgelegten Abständen unterteilt, wie in Fig. 33 gezeigt ist, um mehrere Abschnitte zu bilden. Dann werden mehrere Auswertepunkte (x-Markierungen) jedem dieser Abschnitte zugeordnet, wie in Fig. 34 gezeigt ist.
Dann wird die Lichtintensität herausgefunden, wenn eine Belichtung unter Verwendung einer Maske mit genau diesem Gestaltungsmuster P durchgeführt wird, und ein Schwellenwert der Lichtintensität wird so eingestellt, daß die Länge L der in Fig. 34 gezeigten Linie 0,20 µm wird, was eine Leitungsregel ist. Dann werden die Umrißlinien, für die die Lichtintensität mit dem Schwellenwert unterteilt ist, als ein Lichtintensitätsbild bestimmt. Fig. 35 zeigt dieses Lichtintensitätsbild C, das auf das Gestaltungsmuster P gelegt ist.
Danach wird an jedem jedem Abschnitt hinzugefügten Auswertepunkt der Offset des Lichtintensitätsbildes C von der einem Auswertepunkt entsprechenden Position und die Steigung des Lichtintensitätsbildes C an der einem Auswertepunkt entsprechenden Position bestimmt. Dabei wird die Richtung zum Messen des Offsets des Lichtintensitätsbildes C als vertikal zur linearen Richtung des Gestaltungsmusters P definiert und die Richtung von dem Gestaltungsmuster P als Vorwärtsrichtung definiert.
Hier wird der entsprechend jedem Auswertepunkt erhaltene Offset als E definiert und die jedem Auswertepunkt entsprechende Steigung des Lichtintensitätsbildes C als S definiert.
Im Folgenden werden der Offset E und die Steigung S, die wie oben erläutert erhalten werden, in den folgenden Ausdruck eingesetzt, um den Korrekturwert (Verschiebungswert B) von jedem der Abschnitte zu berechnen. Dieser Verschiebungswert B wird als ein Korrekturmusterwert angenommen, der dem Gegenstands-Belichtungsmuster hinzugefügt wird.
B = -0,1 . Σ (Ei/Si2)/Σ (1/Si2)
In diesem Ausdruck kennzeichnet Ei den Lichtintensitätsoffset (Fehler) an dem i-ten Auswertepunkt jedes Abschnittes und Si kennzeichnet die Steigung des Lichtintensitätsfehlers in dem i-ten Auswertepunkt jedes Abschnittes.
Dieser Ausdruck wird verwendet, wenn eine Spitze in dem Offset vorhanden ist, der den Auswertepunkten an beiden Enden des Abschnittes entspricht, und die Bedeutung jedes Koeffizienten ist die gleiche wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Andererseits wird, wenn eine Spitze in dem Offset an irgendeinem Auswertepunkt außer denen an beiden Enden des Abschnittes vorhanden ist, der folgende Ausdruck verwendet, um den Verschiebewert zu errechnen.
B = 0,1 . Ep
In diesem Ausdruck kennzeichnet Ep den Offset (Fehler) der Lichtintensität an dem der Spitze entsprechenden Auswertepunkt. Die Bedeutung jedes Koeffizienten in diesem Ausdruck ist ebenfalls die gleiche wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Nachdem der Verschiebungswert B durch den obigen Ausdruck in Übereinstimmung damit, wie das Lichtintensitätsbild C in jedem Abschnitt geneigt ist, berechnet wurde, wird das jedem dieser Abschnitte entsprechende Zeichnungsmuster entsprechend dem Verschiebungswert B verschoben, um ein korrigiertes Zeichnungsmuster zu erhalten. Nachdem dieses korrigierte Zeichnungsmuster erhalten ist, wird, während die Auswertepunkte an den gleichen Positionen gehalten werden, die gleiche Berechnung wiederholt, wenn es notwendig ist, um das optimierte Zeichnungsmuster zu erhalten.
Fig. 36 zeigt ein korrigiertes Belichtungsmuster, das durch eine derartige Berechnung erhalten wird. Durch Verwendung dieses Musters als ein auf der Belichtungsmaske auszubildendes Maskenmuster kann ein Übertragungsbild I gebildet werden, wie in Fig. 37 gezeigt ist. Weiterhin wird mit einer derartigen Korrektur die Schrumpfung der Leitungsenden in dem Gestaltungsmuster P stärker verringert und die Einstellung der Leitungsbreite wird stark verbessert.
Weiterhin wird ebenfalls die Schrumpfung des Bereiches, in dem ein Kontaktloch auszubilden ist, unterdrückt, wodurch das Übereinanderlegen der Muster effektiver ausgeführt werden kann. Da das Gegenstands-Belichtungsmuster auf eine solche Weise korrigiert wird, um eine Belichtungsmaske zu bilden, können Gestalter Muster bilden, wie sie es wünschen. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung einer derartigen Belichtungsmaske zur Belichtung die Herstellung von Halbleitern mit ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften mit einer hohen Herstellungsausbeute.
Im Folgenden wird das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Polysiliziumschicht eines SRAM der 0,20 µm Regel Licht unter bestimmten Bedingungen (Lichtwellenlänge = 248 nm, NA = 0,55 und σ = 0,60) ausgesetzt. Weiterhin wird der Gegenstands-Korrekturwert durch Multiplizieren des Offsets an einem Auswertepunkt, bei dem die Steigung des Übertragungsbildes von dem Gestaltungsmuster nahe 0 ist, mit einer festgelegten Konstante erhalten.
In anderen Worten wird das Belichtungsmuster in diesem Ausführungsbeispiel wie folgt korrigiert, um ein Übertragungsmuster zu erhalten, das dem in Fig. 7 gezeigten Gestaltungsmuster P so nahe wie möglich kommt. Zuerst wird der sichtbare Entwurf des Gestaltungsmusters P in festgelegten Abständen unterteilt, um mehrere Abschnitte zu erhalten, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Dann werden mehrere Auswertepunkte (x-Markierungen) jedem dieser Abschnitte zugeordnet, wie in Fig. 9 gezeigt ist.
Dann wird die Lichtintensitätsverteilung erhalten, wenn dieses Gestaltungsmuster P durch Verwendung einer Maske mit genau diesem Gestaltungsmuster in genauer Fokussierung übertragen wird, dann wird eine Umrißlinie, für die die Lichtintensitätsverteilung mit einem festgelegten Schwellenwert unterteilt ist, als Übertragungsbild bestimmt. Fig. 10 zeigt dieses auf das Gestaltungsmuster P gelegte Übertragungsbild I.
Danach wird für jeden jedem Abschnitt zugeordneten Auswertepunkt der Offset des Übertragungsbildes I an der jedem Auswertepunkt entsprechenden Position und die Steigung des Übertragungsbildes an der jedem Auswertepunkt entsprechenden Position herausgefunden. Dabei wird die Richtung zur Messung des Offsets des Übertragungsbildes I als vertikal zu der linearen Richtung des Gestaltungsmusters P definiert und die Richtung von dem Gestaltungsmuster nach außen wird als Vorwärtsrichtung definiert.
Hier wird der entsprechend jedem Auswertepunkt erhaltene Offset als E definiert und die jedem Auswertepunkt entsprechende Steigung des Übertragungsbildes I als S definiert.
Dann wird in jedem Abschnitt ein Fehlerwert E' aus dem E und dem S des Übertragungsbildes I, die wie oben beschrieben erhalten werden, bestimmt, wie in dem in Fig. 38 gezeigten Flußdiagramm dargestellt ist.
In anderen Worten wird zuerst der Offset E an jedem Auswertepunkt bestimmt (im Schritt S101). Dann wird beurteilt, ob eine Spitze des Übertragungsbildes I an irgendeinem Auswertepunkt außer denen an beiden Enden jedes Abschnittes gefunden wird oder nicht (im Schritt S102). Wenn eine gefunden wird, d. h. wenn das Übertragungsbild I konvex oder konkav ist, ist das Beurteilungsergebnis im Schritt S102 JA und der Offset E an der Spitze wird als ein Fehler E' des Abschnittes angenommen (im Schritt S103).
Wenn andererseits keine Spitze gefunden wird, d. h. wenn das Übertragungsbild I weder konvex noch konkav ist, ist das Beurteilungsergebnis im Schritt S102 NEIN. Somit wird beurteilt, ob das Übertragungsbild I an beiden Enden im wesentlichen parallel zu dem Gestaltungsmuster P ist oder nicht (im Schritt S104).
Im Schritt S104 wird beurteilt, ob die jedem Auswertepunkt entsprechende Steigung S kleiner als der festgelegte Wert ist und die Steuerung geht entsprechend dem Beurteilungsergebnis zu einem der Schritte S105 bis S107 über.
Beispielsweise wird der festgelegte Wert als 1/4 angenommen, um die Steigung S mit dem festgelegten Wert zu vergleichen. In dem Fall S < 1/4 wird entschieden, daß beide Enden des Übertragungsbildes I nicht parallel zu dem Gestaltungsmuster P sind (im Schritt S105). Somit wird der Offset E an dem Auswertepunkt, der die Mitte des Abschnittes ist, als ein Fehler E' des Abschnittes angenommen (im Schritt S109).
Weiterhin wird, wenn die Steigung S an dem Auswertepunkt an einem Ende des Abschnittes S ≦ 1/4 ist, ein Ende des Übertragungsbildes I als im wesentlichen parallel zu dem Gestaltungsmuster P beurteilt (im Schritt S106). Der Offset E an dem Auswertepunkt des Abschnittendes wird somit als ein Fehler E des Abschnittes angenommen (im Schritt S110).
Wenn die Steigung S an jedem der Auswertepunkte an beiden Enden des Abschnittes S ≦ 1/4 ist, werden beide Enden des Übertragungsbildes I als im wesentlichen parallel zu dem Gestaltungsmuster beurteilt (im Schritt S107). In diesem Fall wird ein Auswertepunkt ausgewählt, der dem Ende entspricht, das den S-Wert näher an 0 annimmt (im Schritt S108), und der Offset E an dem Auswertepunkt wird als ein Fehler E' des Abschnittes angenommen (im Schritt S110).
Weiterhin wird jeder Fehler E', der auf diese Weise entsprechend der Steigung S des Übertragungsbildes I bestimmt wird, als ein Fehler E' des Abschnittes angenommen (im Schritt S111), wonach der Bearbeitungsschritt zur Bestimmung des Fehlers E' beendet wird.
Nachdem dieser Fehler E' bestimmt wurde, wird der Fehler E' in den folgenden Ausdruck eingesetzt, um den Korrekturwert (Verschiebungswert B) des Abschnittes zu bestimmen. Dieser Verschiebungswert B wird als ein dem Gegenstands-Belichtungsmuster hinzugefügter Korrekturmusterwert angenommen.
B = -0,5 . E'
In diesem Ausdruck kennzeichnet -0,5 die festgelegte Konstante und "-" bedeutet, daß die Verschiebung in die dem Offsetwert gegenüberliegende Richtung durchgeführt wird. "0,5" ist ein für die Berechnung verwendeter Koeffizient zum Einstellen des Verschiebungswertes.
Nachdem der Verschiebungswert B durch den obigen Ausdruck berechnet wurde, wird das jedem dieser Abschnitte entsprechende Belichtungsmuster in Übereinstimmung mit dem Verschiebungswert B verschoben, um ein korrigiertes Belichtungsmuster zu erhalten. Nachdem dieses korrigierte Belichtungsmuster erhalten wurde, wird, während die Auswertepunkte an den gleichen Positionen gehalten werden, die gleiche Berechnung wiederholt, wenn es notwendig ist, um das optimierte Zeichnungsmuster zu erhalten. Fig. 11 zeigt ein durch eine derartige Berechnung erhaltenes korrigiertes Belichtungsmuster. Durch Verwendung dieses Musters als Maske zum Bilden des Gegenstandes-Belichtungsmusters kann ein Übertragungsbild I gebildet werden, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Weiterhin wird mit einer derartigen Korrektur die Schrumpfung der Leitungsenden in dem Gestaltungsmuster P stärker verringert als die des in Fig. 10 gezeigten Übertragungsbildes I vor der Korrektur, wodurch die Einstellung der Leitungsbreite stark verbessert werden kann.
Weiterhin wird die Schrumpfung des Bereiches, in dem ein Kontaktloch ausgebildet werden soll, ebenfalls unterdrückt, wodurch es möglich wird, die Überlagerung der Muster effektiver durchzuführen.
Da das Gegenstands-Belichtungsmuster auf diese Weise korrigiert wird, um eine Belichtungsmaske zu bilden, können Muster so ausgebildet werden, wie es der Gestalter beabsichtigt. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung einer derartigen Belichtungsmaske zum Belichten die Herstellung von Halbleitern mit ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften und einer hohen Herstellungsausbeute.
Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung das Auftreten einer unnatürlichen Verzerrung des Übertragungsbildes durch Korrigieren des Belichtungsmusters verhindert, wobei eine automatische Korrektur entsprechend der Absicht des Gestalters möglich wird. Darüberhinaus wird, da kein unnötig feines Korrekturmuster dem Belichtungsmuster hinzugefügt wird, eine Verringerung des Belichtungsspielraumes infolge einer Verringerung der Steigung der Übertragungsbildintensität unterdrückt. Dies ermöglicht eine sehr präzise Korrektur, ohne die Anzahl der Figuren stark zu erhöhen.

Claims (18)

1. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters, dadurch gekennzeichnet, daß das Belichtungsbild, um ein Übertragungsbild (I), das einem gewünschten Gestaltungsbild (P) so nahe wie möglich kommt, zu erhalten, in einem lithographischen Verfahren korrigiert wird, bei dem ein Gegenstandssubstrat entsprechend dem Belichtungsmuster Licht ausgesetzt wird, um das Übertragungsbild auf das Substrat zu übertragen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Unterteilen des sichtbaren Entwurfes des gewünschten Gestaltungsmusters (P) in mehrere Abschnitte entsprechend einer festgelegten Regel und weiterhin Zuordnen von mehreren Auswertepunkten zu jedem der Abschnitte,
Berechnen eines Übertragungsbildes (I) auf dem Substrat durch eine Simulation, nachdem das Substrat gemäß dem als Belichtungsmuster angenommenen gewünschten Gestaltungsmuster (P) belichtet wurde,
Berechnen eines Abstandes, wobei der Abstand derjenige zwischen jedem Auswertepunkt in jedem der Abschnitte des gewünschten Gestaltungsmusters (P) und einer Position ist, die jedem der Auswertepunkte in dem Übertragungsbild (I), nachdem das Substrat belichtet wurde, entspricht,
Bestimmen eines korrigierten Belichtungsmusters durch Einsetzen des Abstandes in eine festgelegte Auswertefunktion, wobei jede der Abschnittspositionen des Belichtungsmusters weiterhin gemäß einem Ausgabewert der Auswertefunktion korrigiert wird.
2. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertefunktion eine Summe von Produkten des Abstandes und einen festgelegten Koeffizienten für jeden der Auswertepunkte als den Ausgabewert ausgibt.
3. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn ein dem Maximal- oder Minimalwert des Abstandes entsprechender Auswertepunkt als Auswertepunkt außer denen an beiden Enden von mehreren einem der Abschnitte zugeordneten Auswertepunkten bestimmt wird, der Maximal- oder Minimalwert als Ausgabewert der Auswertefunktion genommen wird und in den anderen Fallen der in Anspruch 2 definierte Ausgabewert als Ausgabewert der Auswertefunktion genommen wird.
4. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sichtbare Entwurf des gewünschen Gestaltungsmusters (P) an von dem sichtbaren Entwurf gebildeten Ecken unterteilt wird.
5. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn ein den Maximal- oder Minimalwert des Abstandes entsprechender Auswertepunkt als Auswertepunkt außer denjenigen an beiden Enden von mehreren der einem der Abschnitte zugeordneten Auswertepunkten bestimmt wird, der Maximal- oder Minimalwert als Ausgabewert der Auswertefunktion genommen wird.
6. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der festgelegte Koeffizient in der Auswertefunktion kleiner wird, wenn ein absoluter Wert einer Steigung des Übertragungsbildes (I) relativ zu dem Belichtungswert an der dem Auswertepunkt entsprechenden Position größer wird, und größer wird, wenn der absolute Wert der Steigung kleiner wird.
7. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der festgelegte Koeffizient umgekehrt proportional zu einem absoluten Wert einer Potenz einer Steigung des Übertragungsbildes (I) relativ zu dem Belichtungspunkt an der dem Auswertepunkt entsprechenden Position ist.
8. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters in einem lithographischen Verfahren, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Unterteilen eines sichtbaren Entwurfes eines gewünschten Gestaltungsmusters (P) in mehrere Abschnitte entsprechend einer festgelegten Regel und weiterhin Zuordnen von mehreren Auswertepunkten zu jedem der Abschnitte,
Berechnen einer Übertragungsenergieintensität für ein Gegenstandssubstrat durch Simulation, wenn das Substrat einem Licht entsprechend einem als ein Belichtungsmuster angenommenen gewünschten Muster ausgesetzt wird,
Bestimmen eines korrigierten Belichtungsmusters durch Einsetzen der Übertragungsenergieintensität in eine festgelegte Auswertefunktion, wobei jede der Abschnittspositionen des Belichtungsmusters weiterhin entsprechend einem Ausgabewert der Auswertefunktion korrigiert wird.
9. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertefunktion eine Summe von Produkten der Übertragungsenergieintensität und einen festgelegten Koeffizienten für eine jedem der Auswertepunkte in dem Übertragungsbild (I) entsprechende Position ausgibt.
10. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Maximal- oder der Minimalwert der Übertragungsenergieintensität an einer Position in dem Übertragungsbild (I) bestimmt wird, die einem Auswertepunkt außer demjenigen an beiden Enden von mehreren einem der Abschnitte zugeordneten Auswertepunkten entspricht, der Maximal- oder Minimalwert als der Ausgabewert der Auswertefunktion genommen wird, und in den anderen Fällen der Ausgabewert, wie er in Anspruch 9 definiert ist, als der Ausgabewert der Auswertefunktion genommen wird.
11. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 8, 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, daß der sichtbare Entwurf des gewünschten Gestaltungsmusters (P) an von dem sichtbaren Entwurf gebildeten Ecken unterteilt wird.
12. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Maximal- oder Minimalwert der Übertragungsenergieintensität an einer Position in dem Übertragungsbild (I) bestimmt wird, die einem Auswertepunkt außer demjenigen an beiden Enden von mehreren der einem der Abschnitte zugeordneten Auswertepunkten entspricht, der Maximal- oder Minimalwert als der Ausgabewert der Auswertefunktion genommen wird.
13. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der festgelegte Koeffizient in der Auswertefunktion kleiner wird, wenn ein absoluter Wert einer Steigung der Übertragungsenergieintensität relativ zu dem Belichtungsmuster an der dem Auswertepunkt in dem Übertragungsbild (I) entsprechenden Position größer wird, und größer wird, wenn der absolute Wert der Steigung kleiner wird.
14. Verfahren zur Korrektur eines Belichtungsmusters gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der festgelegte Koeffizient in der Auswertefunktion umgekehrt proportional zu einem absoluten Wert einer Potenz einer Steigung der Übertragungsenergieintensität relativ zu dem Belichtungsmuster an der dem Auswertepunkt in dem Übertragungsbild (I) entsprechenden Position ist.
15. Vorrichtung zur Korrektur von Belichtungsmustern zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
16. Belichtungsmaske, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Belichtungsmuster versehen ist, das entsprechend dem Verfahren gemaß einem der Ansprüche 1 bis 14 als Maskenmuster bestimmt wurde.
17. Verfahren zum Belichten eines Substrates mit einem Licht entsprechend einem Belichtungsmuster, das entsprechend dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 bestimmt wurde.
18. Halbleitervorrichtung, die in einem Belichtungsverfahren unter Verwendung eines Belichtungsmusters gebildet ist, das in Übereinstimmung mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 bestimmt wurde.
DE19747773A 1996-10-29 1997-10-29 Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren von Belichtungsmustern und eine Belichtungsmaske, Verfahren zur Belichtung und Halbleitervorrichtung Withdrawn DE19747773A1 (de)

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