DE68926078T2

DE68926078T2 - Belichtungsverfahren für Halbleiteranordnungen und Lochmaske dafür

Info

Publication number: DE68926078T2
Application number: DE68926078T
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Kawasaki-Shi Kanagawa 213 Oae; Kiichi Tokyo 170 Sakamoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-09-06
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2009-09-06
Also published as: JPH0271509A; EP0358567A2; EP0358567A3; EP0358567B1; DE68926078D1; JP2706099B2

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schablonenmaske zum Exponieren bzw. Belichten von Mustern von Halbleiterelementen; insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum Exponieren von Mustern, bei dem ein Entwurfsmuster eines Elements in eine Vielzahl von Einheitsmustern aufgeteilt wird, die danach auf ein Halbleitersubstrat in einer zu verbindenden, aneinander angrenzenden Anordnung übertragen werden und ein einstückiges Elementmuster ergeben.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Derzeitige ultrafeine Muster wie bei einem 16M DRAM (dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff) besitzen eine feine Linienbreite und einen feinen Linienabstand. Die Linienbreite oder der Linienabstand (häufig als "Entwurfsvorschrift" bezeichnet) nimmt ab, wenn die Speicherkapazität zunimmt, beispielsweise von 1 µm für 1M DRAM bis 0,7 µm für 4M, 0,5 µm für 16M, 0,2 µm für 64M usw.
Da der größte Teil eines solchen ultrafeinen Elementmusters im allgemeinen aus einer Vielzahl von Wiederholungsmustern besteht, wird ein Schablonenübertragungs-Exponierungsverfahren vorgeschlagen, bei dem der Bereich der Wiederholungsmuster in eine Vielzahl von entsprechenden Einheitsmustern aufgeteilt wird, Durchtrittsöffnungen mit einer Gestalt, die einen Ladungspartikelstrahl konform zu den jeweiligen Einheitsmustern begrenzt, in einer Schablonenmaske angeordnet werden, die dann in einer optischen Einrichtung angebracht wird, eine Durchtrittsöffnung entsprechend den zu belichtenden Einheitsmustern ausgewählt wird, der Ladungspartikelstrahl durch die ausgewählte Öffnung zum Belichten des ausgewählten Einheitsmusters an vorbestimmten Stellen auf einem Substrat abgestrahlt wird und die Abstrahlung oder Exponierung anderer Einheitsmuster, die auf dem Substrat miteinander zu verbinden sind, für andere vorbestimmte Stellen auf dem Substrat in einer aneinander angrenzenden Beziehung wiederholt wird, wodurch das Muster des Bereichs der Wiederholungsmuster vervollständigt wird, wobei der andere Bereich der Nicht-Wiederholungsmuster unter Verwendung eines veränderlichen rechteckigen Strahls belichtet wird.
Bei dem Schablonenübertragungs-Exponierungsverfahren tritt, wenn Einheitsmuster in einer aneinander angrenzenden Anordnung exponiert werden, ein Stellungsfehler oder eine Verschiebung am Verbindungsbereich von zwei aneinander angrenzenden Einheitsmustern in einem bedeutenden Ausmaß infolge der eingeschränkten Genauigkeit der Positionierung auf. Ein solcher Stellungsfehler ist Ursache für ein Problem bei gegenwärtigen ultrafeinen Elementmustern. Beispielsweise bewirkt eine Querverschiebung zwischen aneinander angrenzenden Einheitsmustern, wie in Fig. 5 dargestellt ist, eine übermäßig kleine Breite der Musterlinien 51 und 52 am Verbindungsbereich, wie in Fig. 5 dargestellt ist, was zu einem Verbindungsfehler, einer Unterbrechung oder anderweitigen Fehlern führt. Es ist daher notwendig, Maßnahmen zu ergreifen, um Stellungsfehler zu verhindern, während Einheitsmuster in einer aneinander angrenzenden Anordnung belichtet werden.
In der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 62-206 829 ist ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das Exponieren derart durchgeführt wird, daß die Enden der Musterlinien von zwei aneinander angrenzenden Einheitsmustern teilweise zur überlappung gebracht werden, wie in Fig. 4(a) der Veröffentlichung dargestellt ist.
Dieses Verfahren führt jedoch unvermeidbar zu einer übermäßigen Verbreiterung der exponierten Musterlinien am Verbindungsbereich, da die Verbindungsenden zweimal exponiert werden. Dies führt zu dem Problem, insbesondere für gegenwärtige ultrafeine Muster, daß eine unerwünschte Verbindung zwischen zwei aneinander angrenzenden Linien auftritt, die nicht miteinander verbunden werden dürfen.
Patent Abstracts of Japan, Band 12, Nr. 224 (P-271) (3071) vom 25. Juni 1989 und JP-A-63 180 352 offenbaren ein Leitungsmuster, bei dem Musterlinien an dem Grenzbereich von aneinander angrenzenden Masken vergrößert sind. Um diese Vergrößerung der Musterlinien zu ermöglichen, muß der Leiterabstand an der Grenzmaske vergrößert sein.
Erfindungsgemäß ist geschaffen ein Verfahren zum Belichten eines Halbleiterelementmusters auf einem Halbleitersubstrat durch wiederholtes Belichten, in aneinander angrenzender Anordnung, einer Vielzahl von Einheitsmustern, die durch Aufteilen mindestens eines Teils eines Elementmusters erhalten sind, dadurch Miteinanderverbinden der Einheitsmuster zur Vervollständigung des genannten Teils des Elementmusters auf dem Substrat, wobei die Einheitsmuster Musterlinien aufweisen, wobei die Musterlinien von aneinander angrenzenden Einheitsmustern an den Anschlußenden der Musterlinien miteinander zu verbinden sind, welches Verfahren umfaßt: das Aufteilen mindestens eines Teils eines Elementmusters in eine Vielzahl von Einheitsmustern, das Herstellen einer Schablonenmaske, die mit Durchtrittsöffnungen mit Gestalten entsprechend den jeweiligen Einheitsmustern ausgestattet ist, das Anordnen der Schablonenmaske in einer optischen Einrichtung zum Aufprojizieren der Einheitsmuster auf das Substrat, das Einstrahlen eines Strahls von Ladungspartikeln oder von Licht durch eine der Öffnungen zum Belichten eines entsprechenden Einheitsmusters auf den vorbestimmten Stellen des Substrats und das wiederholte Einstrahlen durch weitere Öffnungen zum Belichten der jeweiligen entsprechenden Einheitsmuster auf den jeweiligen vorbestimmten Stellen des Substrats, bis der genannte Teil des Elementmusters vollständig auf das Substrat übertragen ist, wobei die Herstellung der Öffnungen in der Schablonenmaske eine derartige ist, daß die Einstrahlungsschritte zum Belichten der Einheitsmuster mindestens einen Vorsprung an mindestens einem der aneinander angrenzenden Anschlußenden der Musterlinien von aneinander angrenzenden Einheitsmustern ausbilden, wobei der Vorsprung eine Breite kleiner als diejenige der entsprechenden Musterlinien aufweist.
Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Schablonenmaske. JP-A-63 018 352 offenbart eine Schablonenmaske, die zum Exponieren von Mustern eines Halbleitersubstrats verwendet wird, indem wiederholt in einer aneinander angrenzenden Anordnung eine Vielzahl von Einheitsmustern exponiert wird, die durch Aufteilen mindestens eines Teils eines Elementmusters erhalten werden, wobei die Einheitsmuster miteinander verbunden werden, um den genannten Teil des Elementmusters auf dem Substrat zu vervollständigen, wobei die Einheitsmuster Musterlinien aufweisen und die Musterlinien von aneinander angrenzenden Einheitsmustern an den Anschlußenden der Musterlinien miteinander zu verbinden sind, wobei die Maske umfaßt: einen Plattenkörper mit einer Vielzahl von darin zum Durchtritt eines Strahls von Ladungsteilchen oder Licht angeordneten Öffnungen, wobei die Öffnungen Gestalten entsprechend den jeweiligen Einheitsmustern besitzen.
Bei der erfindungsgemäßen Schablonenmaske weisen die Öffnungen der Schablonenmaske für aneinander angrenzende Einheitsmuster mindestens einen Vorsprung an mindestens einem der aneinander angrenzenden Anschlußenden der Musterlinien der aneinander angrenzenden Einheitsmuster auf, wobei der Vorsprung eine Breite kleiner als diejenige der entsprechenden Musterlinien aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Schablonenmaske machen eine zuverlässige Verbindung zwischen Musterlinien von aneinander angrenzenden Einheitsmustern möglich, während eine übermäßige Verbreiterung der exponierten Musterlinien am Verbindungsbereich verhindert wird.
Zur leichteren Bewirkung einer Verbindung zwischen Musterlinienenden bei gegebener Positionierungsgenauigkeit besitzt vorzugsweise eine Linie eines Paars von miteinander zu verbindenden Musterlinien ein glattes Verbindungsende und die andere Linie ein Verbindungsende, das mit mindestens einem Vorsprung ausgestattet ist.
Aus der Sicht der Herstellung eines ultrafeinen Musters derart, daß Musterlinien eine Breite oder einen Abstand kleiner als 1 µm besitzen, sollte ein Vorsprung an mindestens einem Ende eines Paars von Verbindungsenden vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß werden die Musterlinienenden nach Belichten der aneinander angrenzenden Einheitsmuster teilweise zweifach exponiert. Der an mindestens einem Ende der Verbindungsenden vorgesehene Vorsprung verkleinert die Größe der Einstrahlungsstrahlenergie, die in den doppelt exponierten Bereich eingeführt wird, im Vergleich mit derjenigen, die eingeführt wird, wenn beide Verbindungsenden glatt sind. Dies macht es möglich, daß eine übermäßige Verbreiterung der exponierten Linien an dem Verbindungsbereich vermieden wird, während eine zuverlässige Verbindung zwischen den Linien gewährleistet wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt die Exponierung eines Elementmusters unter Verwendung von Einheitsmustern mit einem Vorsprung an einem Verbindungsende einer Musterlinie, während das andere Ende glatt ist, dies in erfindungsgemäßer Weise;
Fig. 2 zeigt andere erfindungsgemäße Ausführungsformen der Vorsprünge;
Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform des Exponierens eines Elementmusters, wobei beide Verbindungsenden einen Vorsprung aufweisen;
Fig. 4 zeigt den Aufbau einer Elektronenstrahl-Exponierungsvorrichtung;
Fig. 5 zeigt eine Querverschiebung bei dem herkömmlichen Verfahren;
Fig. 6 zeigt die exponierten Enden von miteinander zu verbindenden Musterlinien in einem Längsverschiebungszustand für glatte Verbindungsenden nach dem herkömmlichen Verfahren (a) und (b) und für mit einem Vorsprung ausgestattete Verbindungsenden in erfindungsgemäßer Weise (c);
Fig. 7 zeigt die exponierten Enden von miteinander zu verbindenden Musterlinien in einem Querverschiebungszustand für glatte Verbindungsenden nach dem herkömmlichen Verfahren (a) und (b) und für mit einem Vorsprung ausgestattete Verbindungsenden in erfindungsgemäßer Weise (c) und
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Details der Schablonenmaske 15 von Fig. 4 in kopfstehender Stellung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Fig. 1 zeigt die Exponierung eines Elementmusters unter Verwendung von Einheitsmustern mit einem Vorsprung an einem Verbindungsende einer Musterlinie, während das andere Ende glatt ist, dies in erfindungsgemäßer Weise.
Ein Entwurfsmuster 1, das aus Wiederholungsmustern 2 gemäß Darstellung in Fig. 1(a) besteht, ist in ein Einheitsmuster entsprechend dem Wiederholungsmuster 2 gemäß Darstellung in Fig. 1(b) als zwei aneinander angrenzende Exponierungen A und B unterteilt. Ein halbkreisförmiger Vorsprung 4 mit einem Durchmesser in der Größe der halben Breite der Musterlinie 1 ist an einem Verbindungsende der Linie 1 vorgesehen. Das andere Ende 3 ist glatt. Wenn die beiden Enden 3 und 4 am Verbindungsbereich der zwei Exponierungen A und B ohne Verschiebung verbunden sind, ist nur der schraffierte Bereich 5 von Fig. 1(c) zweimal exponiert, und tritt keine übermäßige Verbreiterung der exponierten Linien am Verbindungsbereich auf.
Der Vorsprung kann zusätzlich zu einem Halbkreis jede Gestalt besitzen, wie in Fig. 2(a) bis (f) dargestellt ist.
Fig. 3 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform zur Exponierung eines Elementmusters, bei dem die beiden Verbindungsenden einen Vorsprung aufweisen.
Die Musterlinien 6 und 7 der beiden aneinander angrenzenden Einheitsmuster besitzen einen halbkreisförmigen Vorsprung an ihren beiden Enden, und die Einheitsmuster werden derart exponiert, daß die Vorsprünge einander überlappen. Fig. 3(a) zeigt das exponierte Muster ohne Verschiebung, und Fig. 3(b) zeigt ein Muster mit einer geringen Verschiebung. Bei beiden Fällen ist der schraffierte Bereich 8 zweifach exponiert, um eine Verbreiterung der exponierten Musterlinien zu bewirken, jedoch kann die verbreitete Linienbreite die Entwurfslinienbreite nicht erheblich überschreiten, da der doppelt exponierte Bereich 8 eine Breite in der Größe der halben Linienbreite oder weniger aufweist.
Die oben erwähnte Ausführungsform wird jetzt weiter ins Detail gehend im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren unter Verwendung von glatten Verbindungsenden beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 werden die exponierten Enden der in einem Längsverschiebungszustand miteinander zu verbindenden Musterlinien erörtert. Fig. 6(a) bis (c) zeigen die Verbindungsbereiche der exponierten Muster für das herkömmliche Verfahren (a) und (b) und die obengenannte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (c). Die Linienbreite mißt 0,2 µm, und die maximale Verschiebung infolge der Anordnungsgenauigkeit liegt für alle Fälle (a) bis (c) bei 0,05 µm.
Fig. 6(a) zeigt einen Fall, bei dem das Belichten mit einer zuvor eingestellten Anordnung derart durchgeführt wird, daß keine Überlappung auftritt, d.h. die paasenden Enden befinden sich genau miteinander in Berührung. Wenn eine Überlappung infolge einer unkontrollierbaren Verschiebung auftritt, wird der Verbindungsbereich der gesamten Breite der Musterlinie zweimal exponiert, und bewirkt dies eine übermäßige Verbreiterung der exponierten Linien (a1). Wenn keine Verschiebung auftritt, wird eine Verbindung mit der Entwurfsbreite (a2) bewirkt. Wenn eine unkontrollierbare Verschiebung in Trennrichtung auftritt, können die Linienenden nicht miteinander verbunden werden, was zu einer Unterbrechung des Elementmusters (a3) führt.
Fig. 6(b) zeigt einen Fall, bei dem das Belichten bei einer zuvor eingestellten Anordnung derart durchgeführt wird, daß eine Überlappung mit einer Größe bis zu 0,05 µm (b0) auftritt. Die Überlappung infolge einer unkontrollierbaren Verschiebung (b1) bewirkt eine übermäßige und extensivere Verbreiterung der exponierten Linien gegenüber dem Fall (a). Selbst dann, wenn keine Verschiebung auftritt, tritt die zuvor eingestellte überlappung von 0,05 µm auf, was zu einer übermäßigen Verbreiterung der exponierten Linie in dem gleichen Ausmaß wie in dem Fall (a1) führt. Wenn eine unkontrollierbare Verschiebung in Trennrichtung auftritt, wird eine Verbindung mit der Entwurfsbreite (b2) bewirkt.
Fig. 6(c) zeigt einen Fall entsprechend der vorliegenden Erfindung. Es tritt weder eine übermäßige Verbreiterung der exponierten Linien wie in dem Fall (b) infolge einer unkontrollierbaren Verschiebung in Überlappungsrichtung noch eine Trennung wie im Fall (a) infolge einer unkontrollierbaren Verschiebung in Trennrichtung auf, und daher macht die vorliegende Erfindung eine in hohem Maße zuverlässige Verbindung zwischen Musterlinien möglich.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 werden die exponierten Enden von in einem Querverschiebungszustand miteinander zu verbindenden Musterlinien erörtert. Die Fälle (a) bis (c) von Fig. 7 sind solche gleicher Zustände wie bei den Fällen (a) bis (c) von Fig. 6 mit Ausnahme der Verschiebungsrichtung.
Fig. 7(a) zeigt, daß eine Querverschiebung von 0,05 µm die Musterlinienbreite von der Entwurfsbreite von 0,2 µm zu einer übermäßig kleinen Breite von 0,1 µm verkleinert.
Fig. 7(b) zeigt, daß eine Querverschiebung den Bereich der doppelten Exponierung, wie durch eine Schrägschraffur (b2) dargestellt ist, im Vergleich mit dem doppelt exponierten Bereich ohne Verschiebung (a1) verkleinert und daß die Verbreiterung der exponierten Linien ebenfalls verkleinert wird, jedoch noch vorhanden ist. Der Bereich der doppelten Exponierung, und damit der Grad der Verbreiterung, verändert sich mit der Größe der Verschiebung, d.h. je größer die Verschiebung ist, desto kleiner ist die Verbreiterung und umgekehrt. Eigentlich sollte eine größere Verschiebung zu einer größeren Verkleinerung der Linienbreite führen, jedoch steht die obengenannte Beziehung im Gegensatz zu diesem normalerweise erwarteten Zustand, und schafft sie eine nachteilige Wirkung derart, daß sowohl die Verbreiterung als auch die Verkleinerung der Linienbreite in unerwünschter Weise beschleunigt werden.
Fig. 7(c) zeigt, daß eine optimierte Gestalt des Vorsprungs den doppelt exponierten Bereich bei einer gegebenen Größe der Verschiebung unverändert halten kann, wie aus dem Vergleich zwischen (c1) und (c2) zu ersehen ist, was die unerwünschte Veränderung des Bereichs wie bei (b) verhindert. Eine Verschiebung innerhalb des Bereichs, in welchem der Bereich der doppelten Exponierung vorliegt, kann eine Verbreiterung bewirken, jedoch wird der Grad der Verbreiterung verkleinert, da der Abstand vom Linienende vergrößert wird, obwohl der Gesamtbereich der doppelten Exponierung unverändert ist. Des weiteren verschiebt für den Bereich, in dem eine Verkleinerung der Linienbreite auftritt (gekennzeichnet mit einem Doppelspitzen-Pfeil), eine Querverschiebung den Bereich der doppelten Exponierung näher zu dem Linienende, und bewirkt dies einen größeren Verbreiterungseffekt. Dieser Effekt wird auch in dem Fall (b) erreicht. Somit verhindert der erfindungsgemäße Fall (c) wirkungsvoll sowohl die Verkleinerung der Linienbreite wie im Fall (a) als auch die Verbreiterung wie im Fall (b).
Wie oben beschrieben verhindert die vorliegende Erfindung wirkungsvoll eine übermäßige Verbreiterung der exponierten Musterlinien am Verbindungsbereich im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren bei einer gegebenen Größe der Verschiebung, d.h. einer gegebenen Anordnungsgenauigkeit.
Eine Ausführungsform der Musterbildung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben, die eine Anordnung eines Elektronenstrahl-Exponierungsgerätes zeigt.
Eine Elektronenkanone 11, die am oberen Bereich des auf ein hohes Vakuum evakuierten Röhrenkörpers angeordnet ist, gibt einen Elektronenstrahl zu einer rechteckigen Formgebungsöffnung 12 ab. Der Strahl, der beim Durchgang durch die Öffnung rechteckig geformt worden ist, wird mittels einer Linse 13 konvergiert und erreicht eine Ablenkplatte 14 zur Auswahl einer Basiszelle.
Der so abgelenkte Strahl wird an eine der Basiszellen 16 weitergegeben, die an einer Schablonenmaske 15 angeordnet sind. Die Basiszellen 16 besitzen eine rechteckige Durchtrittsöffnung zur Ausbildung des abgestrahlten Strahls in der Gestalt, die einem Einheitsmuster mit einer Musterlinie entspricht, die mit mindestens einem Vorsprung mit einer Breite kleiner als diejenige der entsprechenden Musterlinie an mindestens einem ihrer Verbindungsenden ausgestattet ist. Der Strahl wird beim Durchtritt durch die ausgewählte Durchtrittsöffnung zu der Gestalt des Einheitsmusters geformt, während er konvergiert und zurückreflektiert wird, um mit der Elektronenkanonenachse zu fluchten, und zwar mittels einer Kondensorlinse 17, die rund um die Schablonenmaske 15 herum angeordnet ist, und tritt dann in den von den Korrekturablenkplatten 18 umgebenen Bereich ein.
Nach Korrektur der Strahlungsrichtung mittels der Korrekturablenkplatten 18 wird ein Strahl mit der Gestalt des Einheitsmusters durch eine erste und eine zweite Verkleinerungslinse 19 und 20 auf ein mit einem fotosensitiven Mittel beschichtetes Scheibchen 21 projiziert, das das Einheitsmuster auf dem Scheibchen 21 freilegt/belichtet und abbildet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird eine bevorzugte Ausführungsform der Schablonenmaske 15 im Detail beschrieben. Die Schablonenmaske 15, die aus einem Siliciumsubstrat mit einer Dicke T von 400 bis 500 µm hergestellt ist, besitzt Musterbereiche 120 bis 128, in denen Durchtrittsöffnungen 120a bis 128a mit der Gestalt der jeweiligen Einheitsmuster ausgebildet sind. Jeder der Musterbereiche 120 bis 128 besitzt die Form eines Quadrates mit einer Kantenlänge von 500 µm und eine Dicke von etwa 10 µm. Kreuzstege 162 und 163, die sich in X-Richtung erstrecken, und Kreuzstege 164 und 165, die sich in Y-Richtung erstrecken, bilden ein Gitter. Die Querschnitte der Kreuzstücke 162 bis 165 besitzen die Form eines Dreiecks mit einer Höhe H etwas kleiner als die Dicke T. Diese Kreuzstücke besitzen eine hohe mechanische Festigkeit und dienen wirksam als Wärmebahn. Die Schablonenmaske 15 besitzt somit einen Aufbau derart, daß die Musterbereiche 120 bis 128 von den Kreuzstücken 162 bis 165 umgeben sind, um so eine größere Dicke an ihrem Umfang zu besitzen.
Der obenbeschriebene Aufbau der Schablonenmaske 15 führt zu dem Vorteil, daß die Musterbereiche 120 bis 128 entlang ihres gesamten Umfangs verstärkt sind, um eine Fehlerhaftigkeit des Musters durch Stoßbelastung während der Handhabung zu verhindern. Die Kreuzstücke verhindern auch eine thermische Schädigung der Musterbereiche. Beispielsweise wird ein Elektronenstrahl auf den mit dem Bezugszeichen 124 bezeichneten Musterbereich zur Exponierung eines kreisförmigen Musters abgegeben. Im Musterbereich 124 erzeugte Wärme wird an die umgebenden Kreuzstücke 162 bis 165 weitergeführt und dann durch die Kreuzstücke 162 bis 165 hindurch in Richtung auf das Kreuzstück 161 geführt, während sie von der Oberfläche der Kreuzstücke 162 bis 165 freigesetzt wird. Daher wird wenig Wärme im Musterbereich 124 gespeichert, und besteht keine Gefahr einer durch Wärme induzierten Deformation oder Aufschmelzung des Musterbereichs 124. Dies verhindert eine Deformierung oder eine Fehlerhaftigkeit der Durchtrittsöffnung 124a, und das durch die Öffnung 124a definierte Einheitsmuster kann mit hoher Genauigkeit exponiert werden. Derselbe Effekt wird bei anderen Musterbereichen erreicht.
Somit besitzt die obenbeschriebene Ausführungsform der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren Schablonenmaske eine verbesserte mechanische Festigkeit und eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit.
Obwohl die obenbeschriebene Ausführungsform der Schablonenmaske 15 Kreuzstücke sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung besitzt, können Kreuzstücke entweder in X-Richtung oder in Y-Richtung vorgesehen sein, die zu einem Verbesserungseffekt hinsichtlich der mechanischen Festigkeit und thermischen Beständigkeit führen können. Das Vorsehen von Kreuzstücken in einer Richtung bietet auch den Vorteil, daß mehr Musterbereiche auf derselben Fläche einer Schablonenmaske in Übereinstimmung mit dem Raum enthalten sein können, der ansonsten für Kreuzstücke benötigt würde.
Durch das Auswählen eines der Einheitsmuster und das Exponieren der ausgewählten Einheitsmuster in aneinander angrenzender Anordnung in der obenbeschriebenen Weise kann ein Entwurfsmuster eines Halbleiterelements auf das Scheibchen so übertragen werden, daß die miteinander zu verbindenden Musterlinien zuverlässig ohne übermäßige Verbreiterung der exponierten Musterlinien an dem Verbindungsbereich zwischen aneinander angrenzenden Einheitsmustern verbunden werden.
Wie oben beschrieben verwendet die vorliegende Erfindung einen Vorsprung, der an dem Verbindungsende der Musterlinien vorgesehen ist, nicht nur um eine übermäßige Verbreiterung der exponierten Linien am Verbindungsbereich zu verhindern, sondern auch um das Trennen eines Elementmusters sogar bei dem Zustand einer möglichen Verschiebung bei jeder der Einheitsmusterexponierungen zu verhindern.
Obwohl der Vorsprung an den Verbindungsenden bei dem herkömmlichen Verfahren unter Verwendung eines Punktstrahls oder eines veränderlichen Strahls Anwendung finden kann, verkleinert die sich ergebende Vergrößerung der Prozeßsteuerparameter den Prozeßausstoß. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die von einer Schablone ausgewählten Einheitsmu ster übertragen werden, bewirkt das Vorsehen eines Vorsprungs an den Einheitsmustern einer Schablone keine Vergrößerung der Prozeßsteuerparameter und folglich keine Verringerung des Ausstoßes.

Claims

1. Verfahren zum Belichten eines Halbleiterelementmusters auf einem Halbleitersubstrat durch wiederholtes Belichten, in aneinander angrenzender Anordnung, einer Vielzahl von Einheitsmustern, die durch Aufteilen mindestens eines Teils eines Elementmusters erhalten sind, dadurch Miteinanderverbinden der Einheitsmuster (2) zur Vervollständigung des genannten Teils des Elementmusters auf dem Substrat, wobei die Einheitsmuster Musterlinien (1) aufweisen, wobei die Musterlinien von einander angrenzenden Einheitsmustern an den Anschlußenden der Musterlinien (2) miteinander zu verbinden sind, welches Verfahren umfaßt:

das Aufteilen mindestens eines Teils eines Elementmusters in eine Vielzahl von Einheitsmustern (2),

das Herstellen einer Schablonenmaske (15), die mit Durchtrittsöffnungen mit Formen entsprechend den jeweiligen Einheitsmustern (2) ausgestattet ist,

das Anordnen der Schablonenmaske (15)in einer optischen Einrichtung zum Projizieren der Einheitsmuster auf das Substrat (21),

das Einstrahlen eines Strahls von Ladungspartikeln oder von Licht durch eine der Öffnungen zum Belichten eines entsprechenden Einheitsmusters (2) auf den vorbestimmten Stellen des Substrats (21) und

das wiederholte Einstrahlen durch weitere Öffnungen zum Belichten der jeweiligen entsprechenden Einheitsmuster auf den jeweiligen vorbestimmten Stellen des Substrats (21), bis der genannte Teil des Elementmusters vollständig auf das Substrat (21) übertragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Öffnungen in der Schablonenmaske eine derartige ist, daß die Einstrahlungsschritte zum Belichten der Einheitsmuster mindestens einen Vorsprung (4) an mindestens einem der aneinander angrenzenden Anschlußenden (3, 3) der Musterlinien (1) von aneinander angrenzenden Einheitsmustern (2) ausbilden, wobei der Vorsprung (4) eine Breite kleiner als diejenige der entsprechendem Musterlinien (1) aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Musterlinie eines Paars von miteinander zu verbindenden Musterlinien (1) ein glattes Anschlußende (3) und die andere Musterlinie ein Anschlußende aufweist, das mit mindestens einem Vorsprung (4) ausgestattet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die miteinander zu verbindenden Musterlinien (1), die aneinander angrenzende Einheitsmuster miteinander überbrückend verbinden, mindestens ein Anschlußende aufweisen, das mit einem Vorsprung (4) ausgestattet ist

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Vorsprung (4) halbkreisförmig ist.

5. Schablonenmaske (15), die zum Belichten von Mustern eines Halbleitersubstrats (21) verwendet wird, indem wiederholt in einer aneinander angrenzenden Anordnung eine Vielzahl von Einheitsmustern (2) exponiert wird, die durch Aufteilen mindestens eines Teils eines Elementmusters erhalten werden, wobei die Einheitsmuster miteinander verbunden werden, um den genannten Teil des Elementmusters auf dem Substrat (21) zu vervollständigen, wobei die Einheitsmuster Musterlinien (1) aufweisen und die Musterlinien von aneinander angrenzenden Einheitsmustern an den Anschlußenden (3, 3) der Musterlinien miteinander zu verbinden sind, wobei die Maske umfaßt:

einen Plattenkörper mit einer Vielzahl von darin zum Durchtritt eines Strahls von Ladungsteilchen oder Licht angeordneten Öffnungen, wobei die Öffnungen Formen entsprechend den jeweiligen Einheitsmustern (2) besitzen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Schablonenmaske für aneinander angrenzende Einheitsmuster mindestens einen Vorsprung (4) an mindestens einem der aneinander angrenzenden Anschlußenden (3, 3) der Musterlinien (1) der aneinander angrenzenden Einheitsmuster aufweisen, wobei der Vorsprung (4) eine Breite kleiner als diejenige der entsprechenden Musterlinien aufweist.

6. Schablonenmaske nach Anspruch 5, bei der eine Öffnung, die konform zu einer Musterlinie eines Paars von miteinander zu verbindenden Musterlinien (1) ausgebildet ist, ein glattes Anschlußende (3) und eine Öffnung, die konform zu der anderen Musterlinie ausgebildet ist, ein Anschlußende aufweist, das mit mindestens einem Vorsprung (4) ausgestattet ist.

7. Schablonenmaske nach Anspruch 5, bei der die Öffnungen, die konform zu den miteinander zu verbindenden Musterlinien, die aneinander angrenzende Einheitsmuster überbrückend verbinden, ausgebildet sind, mindestens ein Anschlußende aufweisen, das mit einem Vorsprung (4) ausgestattet ist

8. Schablonenmaske nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei der der Vorsprung (4) halbkreisförmig ist.