DE69435069T2 - Verfahren zur Herstellung einer photolithographischen Maske - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Fotomaske. Die Erfindung dient Fotomasken zum Ausbilden verschiedenartiger Bildmuster, einem Verfahren zum Herstellen derartiger Fotomasken, einem Verfahren zum Belichten bei Einsatz derartiger Fotomasken und einem Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen unter Verwendung dieser Fotomasken. Beispielsweise dient die Erfindung Fotomasken, die beim Ausbilden verschiedenartiger Muster in Halbleiterherstellungsverfahren verwendet werden, einem Verfahren zum Herstellen derartiger Fotomasken und einem Verfahren zum Belichten mit Hilfe solcher Fotomasken. Zudem kann diese auf ein Belichtungsgerät übertragen werden und auf ein Verfahren zur Halbleiterbauelementherstellung, z. B. auf ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen wie Speicherbauelementen, Logikbauelementen, CCD-Bauelementen, LCD-Bauelementen, usw.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Nachfolgend wird der Stand der Technik unter beispielhafter Zuhilfenahme von Halbleiterbauelementen erläutert. Beim Herstellen eines Halbleiterbauelements werden verschiedenartige Muster, d. h. Strukturen ausgebildet. Bei einer derartigen Halbleiterbauelementherstellung wird ein Musterübertragungsprozess hauptsächlich zum Übertragen eines Fotomaskenmusters auf ein Lackmaterial auf einer Halbleiterscheibe verwendet, wobei der Musterübertragungsprozess auch herkömmlich als lithografischer Prozess bezeichnet wird.
  • Angesichts eines neuerlichen Trends hin zu feineren Halbleiterbauelementstrukturen wird es immer wichtiger ein feines Muster mit gewünschter Auflösung zu erzielen. Beispielsweise sind herkömmliche Fotomasken dahingehend problematisch, dass die durch Übertragung erzielte Lackmustergröße nicht mit einer feinen Maskenmustergröße über einstimmt und kleiner als ein gewünschter Wert ist. Demnach ist die Maskenmustergröße auf herkömmliche Weise größer einzustellen als die Maskenmustergröße, die mittels der Übertragung erzielt werden kann. Um das obige Problem zu lösen und im Hinblick auf die Verbesserung der Auflösung erfolgten Untersuchungen zur Verkleinerung der Wellenlänge von Licht beim Belichten mit Belichtungsgeräten für lithografische Prozesse, hinsichtlich Phasenverschiebungsmasken zum Verschieben der Lichtphase, eines Formänderungs-Belichtungsprozesses, in dem die Form einer Lichtquelle verändert wird, einem Pupillenfilterprozess, in dem ein Filter in einer Emissionspupille eines Kondensorsystems vorgesehen ist, und eines FLEX-Prozesses, bei dem eine Belichtung mehrere Male an verschiedenen Fokuspositionen erfolgt.
  • Ein allgemeines Beispiel eines herkömmlichen Verfahrens wird nun erläutert. 1 zeigt ein Diagramm, das dem Konzept des herkömmlichen Verfahrens zugrunde liegt. Bei diesem Verfahren wird die Übertragungslackmustergröße durch Experimente oder Simulationen bezüglich einer Mehrzahl verschiedener Defokuswerte bestimmt, wodurch eine Maskenmustergröße gegen die Defokuskurve 1 erhalten wird. Aus dieser Kurve 1 wird der Bereich der Maskenmustergröße in einem Designtoleranzfenster 2 erhalten. Aus dieser Maskenmustergröße wird ein Fokustiefenbereich 3 erzielt, dessen numerischer Wert die Leistungsfähigkeit der Lithografie kennzeichnet.
  • Zudem liegt ein ED-Baumverfahren vor, das in korrelierender Weise mit der Fokustiefe und dem Belichtungsdosisspielraum befasst ist. Ein Beispiel dieses Verfahrens ist in 2 gezeigt. Die gezeigten Kurven 41 bis 46 kennzeichnen den Zusammenhang zwischen der Belichtungsdosis und dem Defokus für entsprechende prozentuale Änderungen der Übertragungslackmustergroße von der Designmaskenmustergröße. Nimmt man eine Designtoleranzbedingung der Übertragungslackmustergröße an, bei der die prozentuale Änderung des Designwerts innerhalb ±10% liegt (siehe Kurven 43 und 44 in 2) und bei der der notwendige Belichtungsdosisspielraum 20% beträgt, wie mit Hilfe des Bezugskennzeichens 5 in 2 gekennzeichnet ist, so ergibt sich die Fokustiefe in der Abbildung wie mit dem Bezugskennzeichen 3 gekennzeichnet.
  • Bei Auswertungen von Simulationen herkömmlicher Techniken entspricht die Anzahl ausgewerteter Parameter meistens Zwei.
  • In EP 0 313 013 sind eine lithografische Prozessanalyse und ein Steuersystem beschrieben, die eine modellierte Version eines lithografischen Prozesses hinsichtlich der drei Dimensionen aus charakteristischer Breite, Fokus und Belichtung angeben. Dieses System verwendet das Modell, um schnell den Fokusbereich und die Belichtungsgrenzen zum Erzielen einer gewünschten charakteristischen Breite zu ermitteln.
  • Bei den wie oben ausgeführten herkömmlichen Auswertungsverfahren werden Fluktuationen der Belichtungsdosis und ebenso Fluktuationen der Maskenmustergröße der Maske nicht berücksichtigt. Deshalb ist die erzielbare Fokustiefe weitab von der tatsächlichen Prozessbedingung und diese ist größer als die tatsächliche Fokustiefe. Daneben ist es mit diesem Verfahren unmöglich eine quantitative Auswertung weiterer Parameter vorzunehmen, etwa im Hinblick auf den Belichtungsdosisspielraum und den Maskenmustergrößenspielraum.
  • In dem ED-Baumverfahren (2; siehe z. B. B. J. Lin, „Methods to Print Optical Images at Low-k1 Factors", SPIE Vol. 1269, S. 2–13 (1990)) werden ebenso keine Fluktuationen der Maskenmustergröße der Masken berücksichtigt. In diesem Falle liegt ein erheblicher Nachteil vor, da es unmöglich ist den Maskenmustergrößenspielraum zu erhalten, was dem erheblichen Nachteil, dass die berechnete Fokustiefe weitab von der tatsächlichen Prozessbedingung liegt, hinzukommt.
  • In dem herkömmlichen Verfahren erforderte die Auswertung durch Simulation eine erhebliche Menge an Experimenten zum Ausgleich der großen Distanz zur tatsächlichen Prozessbedingung.
  • Das Experiment erfordert sowohl Zeit als auch Kosten und somit ist es schwierig eine effiziente und systematische Auswertung zu erzielen. Insbesondere in der getrennt erfolgenden Bauelemententwicklung ohne eingerichtete Geräte oder Materialien ist es von erheblichem Nachteil, da es sehr schwierig ist, den Zusammenhang zwischen verschiedenen Techniken herauszufinden.
  • Da die Strukturen zunehmend kleiner werden, stellen die nachteiligen Effekte durch Maskenmustergrößenfluktuationen des übertragenen Musters, die vorhergehend irgendein Problem darstellten, nunmehr ein ernsthaftes Problem dar. Beim Stand der Technik war es bisher unmöglich Auswertungen unter Berücksichtigung der Maskenmustergrößenfluktuationen durchzuführen. Indem Maskenmustergrößenfluktuationen nicht berücksichtigt werden, muss angenommen werden, dass die zuvor durchgeführten Auswertungen unter der Annahme erfolgten, dass die Maskenmustergröße der Maske in Einklang mit der Designmaskenmustergröße ist und dauerhaft festliegt. Tatsächlich liegen jedoch Fluktuationen im Maskenherstellungsprozess vor und es ist unmöglich Maskenmustergrößenfluktuationen völlig auszuschließen. Somit ist es zum Einstellen geeigneter Bedingungen uner lässlich, die Maskenmustergrößenfluktuationen in die Auswertung einfließen zu lassen, was zuvor jedoch unmöglich war.
  • Aufgabe und Übersicht über die Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung stellt das Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen einer Fotomaske dar, das die oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik diskutierten Probleme lösen kann, eine gegenseitige Korrelation einer großen Anzahl herauszufindender Parameter ermöglicht, z. B. von drei oder mehr Parametern, eine Ableitung einer optimalen Bedingung aus einer solchen Korrelation erlaubt, eine Reduzierung der Distanz zu den tatsächlichen Prozessbedingungen erlaubt, ein quantitatives Erfassen verschiedener Leistungsmerkmale erlaubt, eine Abnahme von Zeit und Kosten ermöglicht und eine Berücksichtigung des Einflusses von Maskenmustergrößenfluktuationen als auch eine tatsächliche Optimierung erlaubt.
  • Um obige Aufgabe der Erfindung zu lösen, gibt die Erfindung ein wie in Anspruch 1 definiertes Verfahren an.
  • Bei Erzielen des Belichtungsdosisspielraums werden in einem weiteqren Verfahren, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, Kombinationen einer Mehrzahl von Defokus- und Maskenmustergrößenwerten in bestimmten Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums festgelegt. Die Kombinationen werden in geeigneter Weise so fein wie möglich in den bestimmten Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt. Auf Basis der und für jede dieser Kombinationen werden Übertragungsmuster durch Variation der Belichtungsdosis erhalten. Die Übertragungsmuster für die verschiedenen Belichtungsdosen können durch einen Berechnungsvorgang unter Zuhilfenahme von Simulation oder dergleichen, durch tatsächliche Messung in Experimenten oder durch Kombination von Simulation und Experimenten erzielt werden. In geeigneter Weise wird dieser Vorgang beim Erhalten der Übertragungslackmuster in der Fotolithografie ausgeführt. Die Übertragungsmuster, die durch obige Maßnahmen erzielt werden, werden dahingehend überprüft, ob diese die Designtoleranzbedingung erfüllen. Beispielsweise erfolgt eine Überprüfung, ob die Größe, Fläche, Form, usw. der Muster die Toleranzbedingung zum Designzeitpunkt erfüllt (d. h. zum Zeitpunkt des Halbleiterbauelementdesigns im Falle einer Maske zur Halbleiterbauelementausbildung). Gemäß dieser Überprüfung wird der Belichtungsdosisspielraum als Dosisbereich erzielt, der die Toleranzbedingung in allen vorbestimmten Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt. Wenigstens einer der Maskenparameter wird so eingestellt, dass der Belichtungsdosisspielraum maximiert wird. Der Maskenparameter kann die Form und Größe des Designmusters, die Durchlässigkeit und Phase des lichtdurchlässigen Bereichs, die Durchlässigkeit und Phase des lichtabschirmenden Bereichs, usw. betreffen.
  • Eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich zum Hindurchlassen von Licht verschiedener Phasen wird herkömmlich als Phasenschiebermaske (phase shift mask) bezeichnet. In diesem Fall ist es möglich, die Auflösung durch Einstellung der Phasendifferenz möglichst auf 180° zu erhöhen. Ebenso ist es möglich weitere Phasendifferenzen abhängig vom Design anzugeben.
  • Die Phasendifferenz kann durch Ausbilden einer Phasenverschiebungssektion oder einer herkömmlich bezeichneten Verschiebungssektion durch Ändern der Dicke eines Bereichs eines lichtdurchlässigen Substrats, z. B. von Glas, durch Eingravieren dieses Bereichs erzielt werden. Alternativ hierzu kann eine Phasenverschiebungssektion oder eine herkömmlich bezeichnete Verschiebungssektion mit einer Schicht eines Phasenverschiebungsmaterials (eines Lackes, SiO2, usw.) erzielt werden, so dass die Dicke der Schicht eine Phasendifferenz von z. B. 180° angibt. Zudem kann ein Bereich zum Ausbilden einer Phasendifferenz durch Ändern der optischen Weglängen erzielt werden, indem der Brechungsindex durch Dotierung geändert wird. Verschiedene weitere Maßnahmen können hierfür ebenso verwendet werden.
  • Eine Fotomaske mit dem lichtabschirmenden Bereich lässt Licht bis zu dem Maße hindurch, dass ein während des fotolithografischen Prozesses belichteter Sensibilisator nicht sensibilisiert wird und der lichtabschirmende Bereich lässt Licht ebenso mit einer im Vergleich zum lichtdurchlässigen Bereich verschiedenen Phase hindurch.
  • Bei einem Verfahren zum Gestalten einer Fotomaske stellt der Maskenparameter. ein Element oder eine Kombination aus zwei oder mehreren Elementen der Gruppe bestehend aus der Maskenmustergröße, der Phase des lichtdurchlässigen Bereichs, der Durchlässigkeit des lichtabschirmenden Bereichs und der Phase des lichtabschirmenden Bereichs dar.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich umfasst die Schritte Einstellen einer Mehrzahl von Kombinationen aus Defokus- und Maskenmustergrößenwerten in vorgegebenen Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums. Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren der Belichtungsdosis und Überprüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Belich tungsdosisspielraum als der Bereich der Belichtungsdosis erhalten wird, der die Toleranzbedingung in all den vorgegebenen Bereichen des Fokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt, wobei ein Maskenparameter zur Maximierung des erhaltenen Belichtungsdosisspielraums eingestellt wird.
  • Beim Erzielen des Belichtungsdosisspielraums, werden Kombinationen von mehreren Defokus- und Maskenmustergrößenwerten in bestimmten Bereichen des Fokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums festgelegt. Die Kombinationen sind in geeigneter Weise so fein als möglich hinsichtlich der vorbestimmten Bereiche des Fokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt. Auf Basis und für jede dieser Kombinationen werden Übertragungsmuster durch Variieren der Belichtungsdosis erzielt. Die Übertragungsmuster für die verschiedenen Belichtungsdosen können durch einen Berechnungsvorgang über Simulation oder dergleichen, durch tatsächliche Messung in Experimenten oder durch eine Kombination aus Simulation und Experimenten erzielt werden.
  • Die wie oben erzielten Übertragungsmuster stellen typischerweise Übertragungslackmuster der Fotolithografie dar und der Vorgang wird in geeigneter Weise beim Erzielen der Übertragungslackmuster der Fotolithografie ausgeführt. Die Übertragungsmuster, die durch obige Maßnahmen erzielt werden, werden dahingehend überprüft, ob diese die Designtoleranzbedingung erfüllen. Beispielsweise erfolgt eine Überprüfung, ob die Größe, Fläche, Form, usw. der Muster die Toleranzbedingung zum Designzeitpunkt erfüllt (d. h. zum Zeitpunkt des Halbleiterbauelementdesigns im Falle einer Maske zur Halbleiterbauelementausbildung). Gemäß dieser Überprüfung wird der Belichtungsdosisspielraum als Dosisbereich erzielt, der die Toleranzbedingung in allen vorbestimmten Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt. Wenigstens einer der Maskenparameter wird so eingestellt, dass der Belichtungsdosisspielraum maximiert wird. Der Maskenparameter kann die Form und Größe des. Designmusters, die Durchlässigkeit und Phase des lichtdurchlässigen Bereichs, die Durchlässigkeit und Phase des lichtabschirmenden Bereichs, usw. betreffen.
  • Auf obige Weise wird es möglich die Voraussetzung zum Optimieren des Maskendesigns zu schaffen, wodurch eine Produktion der optimalen Maske ermöglicht wird.
  • Beim Erzielen der Maskendesign-Optimierungsvoraussetzung kann gleichzeitig die optimale Bedingung für die Belichtungsvoraussetzung eingestellt werden.
  • Ein Belichtungsverfahren unter Verwendung einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich enthält die Schritte Einstellen von Kombinationen mehrerer Defokus- und Maskenmustergrößenwerte in bestimmten Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmusterspielraums, Erzielen eines Übertragungsmusters durch Variieren der Belichtungsdosis und Prüfen, ob das Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllt, wodurch der Belichtungsdosisspielraum als der Bereich der Belichtungsdosis erhalten wird, der die Toleranzbedingung in allen vorbestimmten Bereichen des Defokusspielraums und des Größenspielraums erfüllt, wobei die Belichtung zur Maximierung des erhaltenen Belichtungsdosisspielraums eingestellt wird. Derartige Belichtungsparameter entsprechen beispielsweise einer numerischen Apertur der Linse (NA), einer Teilkohärenz, einer Belichtungswellenlänge, einer Lichtquellenform, einem Pupillenfilteraufbau, usw.
  • Ein weiteres Verfahren zum Belichten mit einer Fotomaske einschließlich einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich enthält die Schritte Einstellen von Kombinationen mehrerer Defokus- und Maskenmustergrößenwerte in bestimmten Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmusterspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren der Belichtungsdosis und Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Belichtungsdosisspielraum als derjenige Bereich der Belichtungsdosis erhalten wird, der die Toleranzbedingung in all den vorbestimmten Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt.
  • Beim Optimieren der Fotomaskendesignbedingung zum Erzielen des Belichtungsdosisspielraums gemäß dem bestimmten Defokusspielraum und dem Maskenmustergrößenspielraum wird die Belichtungsbedingung unter Verwendung der Fotomaske gleichzeitig optimiert, wodurch die optimale Belichtungsbedingung erzielt wird.
  • Die optimale Belichtungsbedingung wird in vorteilhafter Weise wie die Einstellung der optimalen Bedingung für die Maskenausbildung ermittelt.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements durch Fotolithografie verwendet eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich, wobei die Fotomaske durch Einstellen von Kombinationen einer Mehrzahl von Defokus- und Maskenmustergrößenwerten in bestimmten Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erzielt wird, Übertragungsmuster durch Variieren der Belichtungsdosis erhalten werden und geprüft wird, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Belichtungsdosisspielraum als derjenige Bereich der Belichtungsdosis gewonnen wird, der die Toleranzbedingung in all den vorgegebenen Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt.
  • Das Halbleiterbauelement kann in geeigneter Weise integrierten LSIs entsprechen, z. B. Logikbauelementen, CCD-Bauelementen, LCD-Bauelementen, Speicherbauelementen, usw.
  • Die obige Aufgabe der Erfindung wird durch Herstellen einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich erzielt durch Einstellen von Kombinationen einer Mehrzahl von Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerten in vorgegebenen Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren des Defokus in der Nachbarschaft des genauen Fokus, und Überprüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Defokusspielraum als der Bereich des Defokus erhalten wird, der die Toleranzbedingung in all den vorgegebenen Bereichen aus den vorgegebenen Bereichen des Defokusspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt, wobei ein Maskenparameter zur Maximierung des erhaltenen Belichtungsdosisspielraums eingestellt wird.
  • Bei Erhalt des Defokusspielraums werden erfindungsgemäß Kombinationen mehrerer Belichtungsdosen und Maskenmustergrößenwerte in bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt. Die Kombinationen werden auf geeignete Weise so fein als möglich in den vorbestimmten Breichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt. Auf Basis der und für jede dieser Kombinationen werden Übertragungsmuster durch Variieren des Defokus in der Nachbarschaft des genauen Fokus erzielt (in der Beschreibung entspricht der Ausdruck „genauer Fokus" einer Fokusposition mit höchster Lichtintensitätsverteilung und Kontrast). Die Übertragungsmuster für verschiedene Defokusse können über einen Berechnungsvorgang mittels Simulation oder dergleichen, durch tatsächliche Messungen in Experimenten oder durch eine Kombination aus Simulation und Experimenten erzielt werden. In geeigneter Weise wird der Vorgang während des Erzielens des Übertragungslackmusters der Fotolithografie ausgeführt. Die Übertragungsmuster, die durch obige Maßnahmen erzielt werden, werden dahingehend überprüft, ob diese die Designtoleranzbedingung erfüllen. Beispielsweise erfolgt eine Überprüfung, ob die Größe, Fläche, Form, usw. der Muster die Toleranzbedingung zum Designzeitpunkt erfüllt (d. h. zum Zeitpunkt des Halbleiterbauelementdesigns im Falle einer Maske zur Halbleiterbauelementausbildung). Gemäß dieser Überprüfung wird der Defokusspielraum als derjenige Defokusbereich erzielt, der die Toleranzbedingung in all den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt. Wenigstens einer der Maskenparameter wird so eingestellt, dass der Defokusspielraum maximiert wird. Der Maskenparameter kann die Form und Größe des Designmusters, die Durchlässigkeit und Phase des lichtdurchlässigen Bereichs, und die Durchlässigkeit und Phase des lichtabschirmenden Bereichs, usw. betreffen.
  • Eine Fotomaske mit dem lichtdurchlässigen Bereich weist zwei Bereiche zum Durchlassen von Licht mit gegenseitig verschiedenen Phasen auf.
  • Was die Phasendifferenz betrifft, so wird diese am geeignetsten auf 180° eingestellt, um die Auflösung zu erhöhen. Es ist möglich, weitere Phasendifferenzen auch abhängig vom Design anzugeben.
  • Die Phasendifferenz kann durch Ausbilden einer Phasenverschiebungssektion oder einer herkömmlich bezeichneten Verschiebungssektion durch Ändern der Dicke eines Bereichs eines lichtdurchlässigen Substrats, z. B. von Glas, durch Eingravieren dieses Bereichs bereitgestellt werden. Alternativ hierzu kann diese durch Ausbildung einer Phasenverschiebungssektion oder einer herkömmlich bezeichneten Verschiebungssektion mit einer Schicht eines Phasenverschiebungsmaterials (eines Lackes, SiO2, usw.) bereitgestellt werden, so dass die Dicke der Schicht eine Phasendifferenz von z. B. 180° angibt. Zudem kann ein Bereich zum Bereitstellen einer Phasendifferenz durch Ändern der optischen Weglänge mittels einer Änderung des Brechungsvermögens durch Dotierung ausgebildet werden. Verschiedene weitere Maßnahmen können hierfür ebenso verwendet werden.
  • Eine Fotomaske mit dem lichtabschirmenden Bereich lässt Licht bis zu demjenigen Grad durch, so dass ein Sensibilisator im fotolithografischen Prozess nicht sensibilisiert wird und diese lässt Licht ebenso mit einer im Vergleich zum lichtdurchlässigen Bereich verschiedenen Phase durch.
  • Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Fotomaske stellt der Maskenparameter ein Element oder eine Kombination von zwei oder mehreren Elementen der Gruppe bestehend aus der Maskenmustergröße, der Phase des lichtdurchlässigen Bereichs, der Durchlässigkeit des lichtabschirmenden Bereichs und der Phase des lichtabschirmenden Bereichs dar.
  • Obige Aufgabe der Erfindung wird allgemein durch ein Verfahren zum Herstellen einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich gelöst und enthält die Schritte des Einstellens von Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößen werte in bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren des Defokus in der Nachbarschaft des genauen Fokus und Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Defokusspielraum als derjenige Defokusbereich gewonnen wird, der die Toleranzbedingung in all den bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt, und wobei ein Maskenparameter zur Maximierung des erzielten Defokusspielraums eingestellt wird.
  • Beim Erzielen des Defokusspielraums werden erfindungsgemäß Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerte in bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt. Die Kombinationen werden auf geeignete Weise so fein als möglich in den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt. Auf Basis und für jede dieser Kombinationen werden Übertragungsmuster durch Variieren des Defokus in der Nachbarschaft des genauen Fokus erhalten. Die Übertragungsmuster für die verschiedenen Defokusse können durch einen Berechnungsvorgang mittels Simulation oder desgleichen, durch tatsächliche Messung in Experimenten oder durch Kombination von Simulation und Experimenten erzielt werden.
  • Die so erhaltenen Übertragungsmuster entsprechen typischerweise Übertragungslackmustern in Fotolithografie und der Vorgang wird auf geeignete Weise während des Erzielens der Übertragungslackmuster in der Fotolithografie ausgeführt. Die Übertragungsmuster, die durch obige verschiedene Maßnahmen erzielt werden, werden dahingehend überprüft, ob diese die Designtoleranzbedingung erfüllten. Beispielsweise erfolgt eine Überprüfung dahingehend, ob die Größe, Fläche, Form, usw. des Musters die Toleranzbedingung zum Designzeitpunkt erfüllt (d. h. zum Zeitpunkt des Halbleiterbauelementdesigns im Falle einer Maske für die Halbleiterbauelementausbildung). Gemäß dieser Prüfung wird der Defokusspielraum als der Bereich des Defokus erhalten, der die Toleranzbedingung in all den bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt. Wenigstens einer der Maskenparameter wird derart eingestellt, dass der Defokusspielraum maximiert wird. Die Maskenparameter können die Form und Größe des Designmusters, die Durchlässigkeit und Phase des lichtdurchlässigen Bereichs, die Durchlässigkeit und Phase des lichtabschirmenden Bereichs, usw. betreffen.
  • Auf obige Weise wird die Maskendesign-Optimierungsbedingung erhalten, wodurch das Herstellen der optimalen Maske ermöglicht wird.
  • Beim Erzielen der Maskendesign-Optimierungsbedingung kann die Optimierungsbedingung hinsichtlich der Belichtungsvoraussetzung gleichzeitig erhalten werden.
  • Ein Belichtungsverfahren in einem fotolithografischen Prozess enthält die Schritte Einstellen von Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerte in allen bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren des Defokus und Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Defokusspielraum als derjenige Bereich des Defokus erzielt wird, der die Toleranzbedingung in all den bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt, und wobei ein Belichtungsparameter zur Maximierung des Defokusspielraums eingestellt wird. Der Belichtungsparameter betrifft beispielsweise eine numerische Apertur der Linse (NA), eine Teilkohärenz, eine Belichtungswellenlänge, eine Lichtquellenform, eine Pupillenfilterform, usw.
  • Ein Belichtungsverfahren unter Verwendung einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich enthält die Schritte Einstellen von Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerte in bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren des Defokus in der Nachbarschaft des genauen Fokus, Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Defokusspielraum als derjenige Bereich des Defokus erzielt wird, der die Toleranzbedingung in all den bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt, und wobei ein Maskenparameter zur Optimierung des erhaltenen Defokusspielraums eingestellt wird.
  • Die optimale Bedingung für die Fotomaske kann über obige Maßnahmen eingestellt werden.
  • Beim Optimieren der Fotomaskendesignbedingung zum Erzielen des Defokusspielraums entsprechend des vorbestimmten Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums wird die Bedingung zum Belichten unter Verwendung der Fotomaske gleichzeitig zum Erzielen der optimalen Belichtungsbedingung optimiert.
  • Die optimale Bedingung zum Belichten kann in vorteilhafter Weise ähnlich zur Einstellung der optimalen Bedingung der Maskenausbildung festgelegt werden.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements durch Fotolithografie unter Verwendung einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen und einem lichtabschirmenden Bereich enthält die Schritte Einstellen von Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerte in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren des Defokus in der Nachbarschaft des genauen Fokus, und Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Defokusspielraum als derjenige Bereich des Defokus erzielt wird, der die Toleranzbedingung in all den bestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt, und wobei ein Maskenparameter zur Maximierung des erhaltenen Defokusspielraums eingestellt wird.
  • Das Halbleiterbauelement kann in geeigneter Weise integrierten LSIs entsprechen, z. B. Logikschaltungen, CCDs, LCDs, Speicherbauelementen, usw.
  • Eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich wird durch ein weiteres Verfahren, das nicht Teil der Erfindung ist, erzielt durch Einstellen von Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Defokuswerte in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren der Maskenmustergröße, und Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch die Maskenmustergröße als derjenige Bereich der Maskenmustergröße erzielt wird, der die Toleranzbedingung in all den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums erfüllt, und wobei ein Maskenparameter zur Maximierung des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt wird.
  • Beim Erzielen des Maskenmustergrößenspielraums werden Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Defokuswerte in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums eingestellt. Die Kombinationen werden in geeigneter Weise so fein als möglich in den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums eingestellt. Auf Basis und für jede dieser Kombinationen werden Übertragungsmuster durch Variieren der Maskenmustergröße in der Nachbarschaft einer vorbestimmten Maskenmustergröße erzielt. Die Über tragungsmuster für die verschiedenen Maskenmustergrößen können über einen Berechnungsvorgang mit Hilfe von Simulation oder dergleichen, durch tatsächliche Messung in Experimenten oder durch eine Kombination von Simulation und Experimenten erzielt werden. In geeigneter Weise wird der Vorgang beim Erzielen der Übertragungslackmuster in der Fotolithografie ausgeführt. Die mit obigen verschiedenen Maßnahmen erzielbaren Übertragungsmuster werden geprüft, ob diese die Designtoleranzbedingung erfüllen. Beispielsweise wird eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe, Fläche, Form, usw. der Übertragungsmuster die Designtoleranzbedingung zum Designzeitpunkt erfüllt (d. h. zum Zeitpunkt des Halbleiterbauelementdesigns im Falle einer Maske zur Halbleiterbauelementausbildung). Gemäß dieser Überprüfung wird der Maskenmustergrößenspielraum als derjenige Bereich der Maskenmustergröße erzielt, der die Designtoleranzbedingung in all den vorbestimmen Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums erfüllt. Wenigstens einer der Maskenparameter wird zur Maximierung des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt. Die Maskenparameter können die Form und Größe des Designmusters, die Durchlässigkeit und die Phase des lichtdurchlässigen Bereichs, die Durchlässigkeit und die Phase des lichtabschirmenden Bereichs, usw. betreffen.
  • Eine Fotomaske mit dem lichtdurchlässigen Bereich weist zwei Bereiche zum Hindurchlassen von Licht mit zueinander verschiedenen Phasen auf.
  • Was die Phasendifferenz betrifft, so wird diese am geeignetsten auf 180° eingestellt, um die Auflösung zu erhöhen. Es ist möglich, weitere Phasendifferenzen auch abhängig vom Design anzugeben.
  • Die Phasendifferenz kann durch Ausbilden einer Phasenverschiebungssektion oder einer herkömmlich bezeichneten Verschiebungssektion durch Ändern der Dicke eines Bereichs eines lichtdurchlässigen Substrats, z. B. von Glas, durch Eingravieren dieses Bereichs bereitgestellt werden. Alternativ hierzu kann diese durch Ausbildung einer Phasenverschiebungssektion oder einer herkömmlich bezeichneten Verschiebungssektion mit einer Schicht eines Phasenverschiebungsmaterials (eines Lackes, SiO2, usw.) bereitgestellt werden, so dass die Dicke der Schicht eine Phasendifferenz von z. B. 180° angibt. Zudem kann ein Bereich zum Bereitstellen einer Phasendifferenz durch Ändern der optischen Weglänge mittels einer Änderung des Brechungsvermögens durch Dotierung ausgebildet werden. Verschiedene weitere Maßnahmen können hierfür ebenso verwendet werden.
  • Eine Fotomaske mit dem lichtabschirmenden Bereich lässt Licht bis zu demjenigen Grad durch, dass ein Sensibilisator im fotolithografischen Prozess nicht sensibilisiert wird und diese lässt Licht ebenso mit einer im Vergleich zum lichtdurchlässigen Bereich verschiedenen Phase durch.
  • Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Fotomaske stellt der Maskenparameter ein Element oder eine Kombination von zwei oder mehreren Elementen der Gruppe bestehend aus der Maskenmustergröße, der Phase des lichtdurchlässigen Bereichs, der Durchlässigkeit des lichtabschirmenden Bereichs und der Phase des lichtabschirmenden Bereichs dar.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich enthält die Schritte Einstellen von Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Defokuswerte in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren des Maskenmustergrößenspielraums, und Überprüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Maskenmustergrößenspielraum als derjenige Bereich der Maskenmustergröße erzielt wird, der die Toleranzbedingung in all den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums erfüllt, und wobei ein Maskenparameter zur Maximierung des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt wird.
  • Beim Erzielen des Maskenmustergrößenspielraums werden Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Defokuswerte in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums eingestellt. Die Kombinationen werden in geeigneter Weise so fein als möglich in den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums eingestellt. Auf Basis und für jede dieser Kombinationen werden Übertragungsmuster durch Variieren der Maskenmustergröße erzielt. Die Übertragungsmuster für verschiedene Defokusse werden über einen Berechnungsvorgang mit Hilfe von Simulation oder dergleichen, durch tatsächliche Messung in Experimenten oder durch eine Kombination von Simulation und Experimenten erzielt.
  • Die Übertragungsmuster sind typischerweise Lackmuster der Fotolithografie und der Vorgang wird in geeigneter Weise beim Erzielen der Übertragungslackmuster in der Fotolithografie ausgeführt. Die über obige verschiedene Maßnahmen erzielbaren Übertragungsmuster werden überprüft, ob diese die Designtoleranzbedingung erfüllen. Beispielsweise wird eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe, Fläche, Form, usw. der Muster die Designtoleranzbedingung zum Designzeitpunkt erfüllen (d. h. zum Zeitpunkt des Halbleiterbauelementdesigns im Falle einer Maske zur Halbleiterbauelementausbildung). Gemäß dieser Überprüfung wird der Maskenmustergrößenspielraum als derjenige Bereich der Maskenmustergroße erzielt, der die Toleranzbedingung in all den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums erfüllt. Wenigstens ein Maskenparameter wird derart eingestellt, dass der Maskenmustergrößenspielraum maximiert wird. Der Maskenparameter kann die Form und die Größe des Designmusters, die Durchlässigkeit und Form des lichtdurchlässigen Bereichs, die Durchlässigkeit und Phase des lichtabschirmenden Bereichs, usw. betreffen.
  • Auf obige Weise kann die Maskendesign-Optimierungsbedingung zum Herstellen einer optimalen Maske erzielt werden.
  • Beim Erzielen der Maskendesign-Optimierungsbedingung kann die Optimierungsbedingung für die Belichtungsvoraussetzung gleichzeitig erzielt werden.
  • Ein Belichtungsverfahren in einem fotolithografischen Prozess enthält die Schritte Einstellen von Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Defokuswerte in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren der Maskenmustergröße und Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Maskenmustergrößenspielraum als derjenige Bereich der Maskenmustergröße erzielt wird, der die Toleranzbedingung in all den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums erfüllt, und wobei ein Belichtungsparameter zur Maximierung des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt wird.
  • Ein Verfahren zum Belichten unter Verwendung einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich enthält die Schritte Einstellen von Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Defokuswerte in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren der Maskenmustergröße und Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Maskenmustergrößenspielraum als derjenige Bereich der Maskenmustergröße erzielt wird, der die Toleranzbedingung in all den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums erfüllt, und wobei ein Maskenparameter zur Maximierung des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt wird.
  • Die optimale Bedingung für die Fotomaske kann über oben beschriebene Maßnahmen eingestellt werden.
  • Ein Verfahren zum Belichten verwendet eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich, bei dem während des Optimierens der Fotomaskendesignbedingung zur Erzielung des Maskenmustergrößenspielraums entsprechend dem vorbestimmten Defokusspielraum und Belichtungsdosisspielraum gleichzeitig die Bedingung zum Belichten unter Verwendung der Fotomaske zur Erzielung der optimalen Belichtungsbedingung optimiert wird.
  • Die optimale Bedingung zum Belichten beim Verwenden der Maske kann in vorteilhafter Weise ähnlich zum Einstellen der optimalen Bedingung der Maskenausbildung erzielt werden.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements durch Fotolithografie verwendet eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich und enthält die Schritte Einstellen von Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Defokuswerte in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums, Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren der Maskenmustergröße, und Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Designtoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Maskenmustergrößenspielraum als derjenige Bereich der Maskenmustergröße erzielt wird, der die Toleranzbedingung in all den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Defokusspielraums erfüllt, und wobei ein Maskenparameter zur Maximierung des Maskenmustergrößenspielraums eingestellt wird.
  • Das Halbleiterbauelement kann integrierten LSIs entsprechen, z. B. Logikschaltungen, CCDs, LCDs, Speicherbauelementen, usw.
  • Mit Bezug auf 3 werden beim Erzielen des Defokusspielraums Kombinationen mehrerer Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerte in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums (Ziel-Belichtungsdosisspielraum I) sowie des Maskenmustergrößenspielraums (Maskenlinienbreitenspielraum II als Ziel-Übertragungsmustergröße) eingestellt. Die Kombinationen werden in geeigneter Weise so fein als möglich in den vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums I und des Maskenmustergrößenspielraums II eingestellt. Zudem werden auf Basis und für jede dieser Kombinationen Übertragungsmuster durch Variieren des Defokus in der Nachbarschaft des genauen Fokus erzielt. Die Übertragungsmuster werden durch Simulation, durch Experimente oder durch Kombination von Simulation und Experimenten erhalten. Folglich ist bekannt, ob das an jedem Punkt erhaltene Übertragungsmuster eine Auflösungsbedingung erfüllt oder nicht. Die Grenze R zwischen der Zone, in der die Auflösungsbedingung erfüllt ist und der anderen Zone kann durch Berücksichtigung einer Mehrzahl von (so viele als möglich) Punkten erhalten werden. In 3 wird die Auflösungsbedingung in der Zone unterhalb der Grenze R erfüllt. Hierauf basierend wird die Fokustiefe DOF III auf der R-Oberfläche erhalten, und aus diesem Wert wird der Defokusspielraum abgeleitet.
  • Auf dieser Basis wird ein Maskenparameter zur Maximierung des Defokusspielraums eingestellt.
  • Bei dem Verfahren zur erfindungsgemäßen Fotomaskenherstellung wird der optimale Wert der Fotomaske durch Kombinieren des Defokusspielraums mit einer Mehrzahl von Daten in vorbestimmten Bereichen des Belichtungsdosisspielraums und des Maskenmustergrößenspielraums festgelegt und der zulässige Bereich der Kombinationen erhalten. Es ist somit möglich, die optimale Bedingung für die Maskenausbildung zu erhalten.
  • In dem Belichtungsverfahren wird die durch obige optimale Bedingung ausgebildete Fotomaske verwendet. Damit kann die Fotomaske für eine zufrieden stellende Musterausbildung verwendet werden. Zudem ist es möglich, eine Belichtung mit der optimierten und günstigen Belichtungsbedingung durchzuführen.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements wird die Fotomaske, die unter obiger optimaler Bedingung ausgebildet wird, verwendet. Damit ist es möglich, ein Halbleiterbauelement mit zufrieden stellenden Leistungsmerkmalen zu erzielen als auch das für eine feinere Integration geeignete Verfahren.
  • Kurzbeschreibung der Abbildungen
  • 1 und 2 zeigen Ansichten zur Erläuterung eines herkömmlichen Belichtungsverfahrens;
  • 3 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung des Aufbaus der Erfindung; und
  • 4 zeigt eine Konturlinienansicht, die einer Schwelle zum Bereitstellen einer Übertragungsmustergröße entspricht, wie sie aus der Belichtungsdosis- und Lacksensitivität erhalten wird, womit Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung detailliert mit Bezug auf die Abbildungen und ohne jegliche Einschränkung der Erfindung erläutert als auch Beispiele, die zum Verständnis der Erfindung nützlich sind, jedoch nicht Teil der Erfindung sind.
  • Beim Ausbilden der Übertragungsmusterform durch Belichten eines Lackmaterials, das auf einem zu belichtenden Material ausgebildet ist, z. B. einer Halbleiterscheibe, kann auf das, was zur Verkleinerungsprojektion herangezogen wird, als Retikel Bezug genommen werden und auf das, was zur Einheitsvergrößerungsprojektion herangezogen wird, kann als Maske Bezug genommen werden. Das, was einer Vorlage entspricht, kann als Maske bezeichnet werden und das, was durch Duplizieren einer solchen Vorlage erzielt wird, kann auch als Maske bezeichnet werden. In der Beschreibung werden Retikel und Masken mit obigen verschiedenen Bedeutungen gemeinsam als Maske bezeichnet.
  • Ein erstes Beispiel wird nun detailliert beschrieben.
  • Dies stellt ein Beispiel einer Attenuated-Phasenschiebermaske (Attenuated-PSM) bei Belichtungsbedingungen einer Belichtungswellenlänge von 248 nm, NA von 0.45 und σ von 0.3 dar.
  • Als lithografische Prozesseinstellwerte wurde der Defokusspielraum als 2.0 μm (±1.00 μm) eingestellt und der Maskenmustergrößenspielraum wurde als ±0.05 μm (eines Fünffach-Retikels) eingestellt. Im Falle des Übertragens eines 0.3 μm Kontaktlochs wurden fünf Kombinationen der Halbdunkel-Lichtabschirmungsbereich-Amplitudendurchlässigkeit (half-light shielding area amplitude transmissibility) und der Maskenmustergröße (eines Fünffach-Retikels) auf 25% und 1.50 μm, 30% und 1.60 μm, 35% und 1.75 μm, 40% und 1.85 μm und 45% und 1.95 μm eingestellt. Mit jeder dieser verschiedenen Masken wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser Masken die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.3 μm unter Bedingungen eines Defokus von 0 μm bei fehlender Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde der Defokus auf 0 μm ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm und ±1.00 μm eingestellt. Die Maskenmustergrößenabweichung auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.05 μm, 0.00 μm und 0.05 μm eingestellt. Die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert wurde als –20%, –15%, –10%, –5%, 0%, 5%, 10%, 15% und 20% eingestellt. Die Simulationsparameter entsprechen wünschenswerterweise kontinuierlichen Werten, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte herangezogen. Für alle diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen durch Verwendung eines Lichtintensitätssimulators basierend auf skalarer Beugungstheorie erzielt.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis in dem Belichtungsgerät und empirisch erhaltener Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden, wie in 4 gezeigt, die Konturlinien 6, die den Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erzielt und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.3 μm innerhalb von 10% lag.
  • Aus dem Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich der Belichtungsdosis, in dem die Lackmuster mit all den Kombinationen der Defokus- und Maskenmustergrößenwerte eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Belichtungsdosisspielraum gemacht.
  • Unter den fünf Kombinationen der Halbdunkel-Lichtabschirmungsbereichs-Durchlässigkeit und Maskenmustergröße, die über obige Vorgehensweise erzielt werden, konnte der größte Belichtungsdosisspielraum mit der Amplitudendurchlässigkeit der Halbdunkel-Lichtabschirmungsbereichs-Durchlässigkeit von 45% und mit der Maskenmustergröße von 1.95 μm erzielt werden.
  • Die in diesem Beispiel erhaltene Maske erfüllte die Fokustiefe von 2.0 μm und den Maskenmustergrößenspielraum von ±0.05 μm (eines Fünffach-Retikels). Außerdem besaß diese einen ausreichend großen Belichtungsdosisspielraum, um eine Belichtung mit ausreichendem Spielraum zu ermöglichen und es konnte eine scharfe Lackmusterform erhalten werden.
  • Während dieses Beispiel auf die Attenuated-Phasenschiebermaske übertragen wurde, ist es jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Masken herkömmlicher Systeme und ebenso mit Phasenschiebermasken weiterer Systeme erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Defokusspielraum und den Maskenmustergrößenspielraum sind die in diesem Beispiel angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Vorgaben zu übernehmen.
  • Ein zweites Beispiel wird nachfolgend beschrieben. Dies ist ein Beispiel zur Optimierung der Belichtungsbedingung einer Phasenschiebermaske eines Half-Tone Systems. In diesem Beispiel ist im Hinblick auf eine Belichtungswellenlänge von 248 nm und einer NA von 0.45 eine Bewertung dahingehend vorzunehmen, welche der Belichtungsbedingungen σ von 0.3 und 0.5 zu übernehmen sind.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Defokusspielraum als 2.0 μm (±1.00 μm) gewählt und der Maskenmustergrößenspielraum wurde als ±0.05 μm gewählt (bezüglich eines Fünffach-Retikels). Zudem wurde die Amplitudendurchlässigkeit des Halbdunkel-Lichtabschirmungsbereichs der Phasenschiebermaske des Half-Tone Systems auf 40% eingestellt und die Maskenmustergröße (eines Fünffach-Retikels) beim Übertragen eines Kontaktlochs von 0.3 μm wurde auf 1.85 μm eingestellt im Falle eines σ von 0.3 und auf 1.75 μm im Falle eines σ von 0.5. Mit diesen beiden verschiedenen Belichtungsbedingungen wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser beiden Belichtungsbedingungen die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.3 μm mit den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und verschwindender Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm und ±1.00 μm eingestellt. Die Maskenmustergrößenabweichung auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.05 μm, 0.00 μm und 0.05 μm eingestellt. Die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert wurde auf –20%, –15%, –10%, –5%, 0%, 5%, 10%, 15% und 20% eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierli che Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für alle diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen unter Einsatz eines Lichtintensitätssimulators basierend auf skalarer Beugungstheorie erzielt.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis im Belichtungsgerät und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden, wie in 4 gezeigt, die Konturlinien 6, die den Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erzielt und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.3 μm innerhalb von 10% lag.
  • Aus dem Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich der Belichtungsdosis, in dem die Lackmuster mit all den Kombinationen der Defokus- und Maskenmustergrößenwerte eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Belichtungsdosisspielraum gemacht.
  • In Bezug auf die obigen beiden verschiedenen Werte von σ konnte der maximale Belichtungsdosisspielraum mit σ = 0.3 erzielt werden. Somit wurde σ = 0.3 übernommen.
  • Die in diesem Beispiel erhaltene Maske erfüllt die Fokustiefe von 2.0 μm und den Maskenmustergrößenspielraum von ±0.05 μm (eines Fünffach-Retikels). Außerdem besaß diese einen ausreichend großen Belichtungsdosisspielraum, um eine Belichtung mit ausreichendem Spielraum zu ermöglichen und es konnte eine scharfe Lackmusterform erhalten werden.
  • Während dieses Beispiel auf die Phasenschiebermaske des Half-Tone Systems übertragen wurde, ist es jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Masken herkömmlicher Systeme und ebenso mit Phasenschiebermasken weiterer Systeme erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Defokusspielraum und den Maskenmustergrößenspielraum sind die in diesem Beispiel angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Ein drittes Beispiel der Erfindung wird nachfolgend erläutert. Dies ist ein Beispiel zur Optimierung der Belichtungsbedingung einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich. In diesem Beispiel wurde eine Beurteilung dahingehend vorgenommen, welche von vier verschiedenen Belichtungsbedingungen zu übernehmen ist, wobei die Bedingungen einem σ von 0.3 und 0.5 bei einer Belichtungswellenlänge von 248 nm und einer NA von 0.45 sowie einem σ von 0.3 und 0.5 bei einer Belichtungswellenlänge von 365 nm und einer NA von 0.57 entsprachen.
  • Als Lithografieeinstellwerte wurde der Defokusspielraum auf 2.0 μm (±1.00 μm) eingestellt und der Maskenmustergrößenspielraum wurde auf ±0.05 μm (eines Fünffach-Retikels) eingestellt. Beim Übertragen eines 0.5 um Kontaktlochs mit der auf 2.5 μm eingestellten Maskenmustergröße (eines Fünffach-Retikels) wurden folgende Punkte für jede der vier Belichtungsbedingungen durchgeführt.
  • Zunächst wurde in Bezug auf jede der vier Belichtungsbedingungen die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.5 μm mit den Bedingungen eines Defokus von 0.5 μm und einer verschwindenden Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μm und ±0.50 μm, ±0.75 μm und ±1.00 μm eingestellt. Die Maskenmustergrößenabweichung auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.05 μm, 0.00 μm und 0.05 μm eingestellt. Die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert wurde auf –20%, –15%, –10%, –5%, 0%, 5%, 10%, 15% und 20% eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für all diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsteilungen durch Verwenden eines Lichtintensitätssimulators basierend auf der skalaren Beugungstheorie erhalten.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis des Belichtungsgerätes und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden die in 4 gezeigte Konturlinien 6, die Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erhalten und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.5 μm innerhalb von 10% lag.
  • Als Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich der Belichtungsdosis, in dem die mit all den Kombinationen der Defokus- und Maskenmustergrößenwerte erhaltenen Lackmuster eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Belichtungsdosisspielraum gemacht.
  • Unter den mit obiger Vorgehensweise erhaltenen vier Belichtungsbedingungen wurde der maximale Belichtungsspielraum für die Belichtungswellenlänge von 248 nm, einer NA von 0.45 und einem σ von 0.3 erzielt. Diese Bedingung wurde somit übernommen.
  • Die in diesem Beispiel erhaltene Maske erfüllte in ausreichendem Maße die Fokustiefe von 2.0 μm und den Maskenmustergrößenspielraum von ±0.5 μm (eines Fünffach-Retikels). Außerdem besaß diese einen ausreichend großen Belichtungsdosisspielraum, um eine Belichtung mit ausreichendem Spielraum zu ermöglichen und es konnte eine scharfe Lackmusterform erhalten werden.
  • Während dieses Beispiel auf eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich übertragen wurde, ist es jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Phasenschiebermasken, usw. erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispiehaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilung aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Defokusspielraum, den Maskenmustergrößenspielraum und den Lackmustergrößenspielraum sind die in diesem Beispiel angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Ein viertes Beispiel wird nachfolgend beschrieben.
  • Dies ist ein Beispiel einer Fotomaske mit einem Belichtungsbereich und einem lichtdurchlässigen Bereich unter Belichtungsbedingungen einer Belichtungswellenlänge von 365 nm, einer NA von 0.57 und einem σ von 0.3.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Defokusspielraum auf 1.0 μm (±0.5 μm) eingestellt und der Maskenmustergrößenspielraum wurde auf ±0.5 μm (auf einem Fünffach-Retikel) eingestellt. Beim Übertragen eines 0.5 μm Kontaktlochs wurden vier verschiedene Maskenmustergrößen von 2.40 μm, 2.45 μm, 2.50 μm und 2.55 μm auf einem Fünffach-Retikel eingestellt. Mit jeder dieser Maskenmustergrößen wurden folgende Schritte durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser vier Masken die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.5 μm unter den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und einer verschwindenden Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μμm und ±0.5 um eingestellt. Die Maskenmustergrößenabweichung auf dem Fünffach-Retikel wurde als –0.05 μm, 0.00 μm und 0.05 μm eingestellt. Die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert wurde auf –20%, –15%, –10%, –5%, 0%, 5%, 10% 15% und 20% eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für alle diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen erzielt durch Verwenden eines Intensitätssimulators basierend auf der skalaren Beugungstheorie.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis des Belichtungsgeräts und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden wie in 4 gezeigte Konturlinien 6, die den Lichtintensitätswerten entsprechen, erhalten und zu Übertragungsmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.05 μm innerhalb von 10% lag.
  • Als Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich der Belichtungsdosis, in dem die mit all den Kombinationen der Defokus- und Maskenmustergrößenwerte erhaltenen Lackmuster eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Belichtungsdosisspielraum gemacht.
  • Unter den über obige Vorgehensweise erhaltenen vier Mustern konnte der maximale Belichtungsspielraum mit der Maskenmustergröße von 2.40 μm erzielt werden. Somit wurde diese Bedingung übernommen.
  • Die in diesem Beispiel erhaltene Maske wurde in ausreichender Weise der Fokustiefe von 1.0 μm und dem Maskenmustergrößenspielraum von ±0.05 μm (auf einem Fünffach-Retikel) gerecht. Diese zeigte einen ausreichend großen Belichtungsdosisspielraum, um eine Belichtung mit einem ausreichenden Spielraum durchführen zu können und es war möglich, eine scharfe Lackmusterform zu erzielen.
  • Während dieses Beispiel auf eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich übertragen wurde, ist es jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Phasenschiebermasken oder dergleichen erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich. Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Defokusspielraum, Maskenmustergrößenspielraum und Lackmustergrößenspielraum sind die in dieser Ausführungsform angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
  • Diese Ausführungsform ist ein Beispiel der Übertragung der Erfindung auf eine Halbton (Half-Tone)-System-Phasenschiebermaske unter Belichtungsbedingungen einer Belichtungswellenlänge von 246 nm, einer NA von 0.45 und einem σ von 0.3.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Belichtungsdosisspielraum auf ±5% eingestellt, und der Maskenmustergrößenspielraum wurde auf ±0.05 μm (Fünffach-Retikel) eingestellt. Zum Übertragen eines Kontaktlochs von 0.3 μm wurden fünf verschiedene Kombinationen der Amplitudendurchlässigkeit des Halbdunkel-Lichtabschirmungsbereichs und der Maskenmustergröße (eines Fünffach-Retikels) auf 25% und 1.50 μm, 30% und 1.60 μm, 35% und 1.75 μm, 40% und 1.85 μm und 45% und 1.95 μm eingestellt. Mit jeder dieser fünf verschiedenen Masken wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser fünf Masken die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0,3 μm unter den Bedingungen eines Defokus von 0 μm sowie fehlender Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert auf –5%, 0% und 5% eingestellt. Die Maskenmustergrößenabweichung auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.05 μm, 0.00 μm, und 0.05 μm eingestellt. Zudem wurde der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm, ±1.00 μm und ±1.25 μm eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für alle diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen unter Einsatz eines Lichtintensitätssimulators basierend auf der skalaren Beugungstheorie erzielt.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis des Belichtungsgeräts und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden, wie in 4 gezeigt, die Konturlinien 6, die den Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erzielt und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.3 μm innerhalb von 10% lag.
  • Aus dem Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich des Defokus, in dem die Lackmuster mit all den Kombinationen der Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerte eine bestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Defokusspielraum gemacht.
  • Unter den fünf Kombinationen der Durchlässigkeit des Halbdunkel-Lichtabschirmbereichs und der Maskenmustergröße, die über obiges Verfahren erhalten werden, konnte der maximale Defokusspielraum über die Kombination der Amplitudendurchlässigkeit des Halbdunkel-Lichtabschirmbereichs von 45% und der Maskenmustergröße von 1.95 μm erzielt werden.
  • Die in dieser Ausführungsform erhaltene Maske erfüllt zufrieden stellend den Belichtungsdosisspielraum von ± 5% und den Maskenmustergrößenspielraum von ±0.05 μm (eines Fünffach-Retikels). Außerdem besaß diese einen ausreichend großen Defokusspielraum, um eine Belichtung mit ausreichendem Spielraum zu ermöglichen, und es konnte eine scharfe Lackmusterform erhalten werden.
  • Während die Erfindung in dieser Ausführungsform auf die Phasenschiebermaske des Half-Tone Systems übertragen wurde, ist diese jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Masken herkömmlicher Systeme und ebenso mit Phasenschiebermasken weiterer Systeme erzielen. Obwohl diese Ausführungsform Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt wer den.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungs simulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Belichtungsdosisspielraum, den Defokusspielraum und den Maskenmustergrößenspielraum sind die Werte in dieser Ausführungsform keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend erläutert.
  • Diese Ausführungsform stellt ein Beispiel der Übertragung der Erfindung zur Optimierung der Belichtungsbedingung einer Phasenschiebermaske eines Half-Tone Systems dar. In dieser Ausführungsform ist im Hinblick auf eine Belichtungswellenlänge von 248 nm und einer NA von 0.45 eine Bewertung dahingehend vorzunehmen, welche der Belichtungsbedingungen eines σ von 0.3 und 0.5 zu übernehmen sind.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Belichtungsdosisspielraum auf ±5% und der Maskenmustergrößenspielraum auf ±0.05 μm (Fünffach-Retikel) eingestellt. Zudem wurde die Amplitudendurchlässigkeit der Phasenschiebermaske des Half-Tone Systems auf 40% eingestellt, und die Maskenmustergröße (eines Fünffach-Retikels) beim Übertragen eines Kontaktlochs von 0.3 μm wurde auf 1.85 μm im Falle eines σ von 0.3 und auf 1.75 μm im Falle eines σ von 0.5 eingestellt. Für jede dieser beiden Belichtungsbedingungen wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser beiden Belichtungsbedingungen die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.3 μm mit den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und verschwindender Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert auf –5%, 0% und 5% eingestellt. Die Maskenmustergrößenabweichung auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.05 μm, 0.00 μm und 0.05 μm eingestellt. Zudem wurde der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm, ±1.00 μm und ±1.25 μm eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für alle diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen unter Einsatz eines Lichtintensitätssimulators basierend auf skalarer Beugungstheorie erzielt.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungs dosis im Belichtungsgerät und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden, wie in 4 gezeigt, die Konturlinien 6, die den Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erzielt und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.3 μm innerhalb von 10% lag.
  • Aus dem Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich der Belichtungsdosis, in dem die Lackmuster mit all den Kombinationen der Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerte eine vorgegebene Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Defokusspielraum gemacht.
  • In Bezug auf die mit obigem Verfahren erhaltenen beiden Werte von σ konnte der maximale Belichtungsdosisspielraum mit σ = 0.3 erzielt werden.
  • Somit wurde σ = 0.3 übernommen.
  • Die in dieser Ausführungsform erhaltene Maske erfüllt in zufrieden stellender Weise den Belichtungsdosisspielraum von ±5% und den Maskenmustergrößenspielraum von ±0.05 μm (auf einem Fünffach-Retikel). Außerdem besaß diese einen ausreichend großen Defokusspielraum, um eine Belichtung mit ausreichendem Spielraum zu ermöglichen, und es konnte eine scharfe Lackmusterform erhalten werden.
  • Während die Erfindung in dieser Ausführungsform auf die Phasenschiebermaske des Half-Tone Systems übertragen wurde, ist sie jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Masken herkömmlicher Systeme und ebenso mit Phasenschiebermasken weiterer Systeme erzielen. Obwohl diese Ausführungsform Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu bestimmen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungs simulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Belichtungsdosisspielraum, den Maskenmustergrößenspielraum und den Lackmustergrößenspielraum sind die Werte in dieser Ausführungsform keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend erläutert.
  • Diese Ausführungsform stellt ein Beispiel der Übertragung der Erfindung zur Optimierung der Belichtungsbedingungen einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich dar. In dieser Ausführungsform wurde eine Beurteilung dahingehend vorgenommen, welche von vier verschiedenen Belichtungsbedingungen zu übernehmen ist, wobei die Bedingungen einem σ von 0.3 und 0.5 bei einer Belichtungswellenlänge von 248 nm und einer NA von 0.45 sowie einem σ von 0.3 und 0.5 bei einer Belichtungswellenlänge von 365 nm und einer NA von 0.57 entsprachen.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Belichtungsdosisspielraum auf ±5% und der Maskenmustergrößenspielraum auf ±0.05 μm (auf einem Fünffach-Retikel) eingestellt. Beim Übertragen eines 0.5 μm Kontaktlochs wurde die Maskenmustergröße auf 2.5 μm (auf einem Fünffach-Retikel) L eingestellt. Bezüglich jeder dieser vier Belichtungsbedingungen wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde in Bezug auf jede der vier Belichtungsbedingungen die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.5 μm mit den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und einer verschwindenden Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert auf –5%, 0% und 5% eingestellt und die Abweichung der Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.05 μm, 0.00 μm, und 0.05 μm eingestellt. Der Defokus wurde auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm, ±1.00 μm und ±1.25 μm eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für all diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen durch Verwenden eines Lichtintensitätssimulators basierend auf der skalaren Beugungstheorie erhalten.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis des Belichtungsgerätes und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden die in 4 gezeigten Konturlinien 6, die Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erhalten und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.5 μm innerhalb von 10% lag.
  • Als Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich des Defokus, in dem die mit all den Kombinationen der Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerten erhaltenen Lackmuster eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Defokusspielraum gemacht.
  • Unter den bei obiger Vorgehensweise erhaltenen vier Belichtungsbedingungen, konnte der maximale Defokusspielraum im Falle einer Belichtungswellenlänge von 248 nm, einer NA von 0.45 einem σ von 0.3 erzielt werden. Diese Bedingung wurde übernommen.
  • Die in dieser Ausführungsform erhaltene Maske erfüllte in zufrieden stellender Weise den Belichtungsdosisspielraum von ±5% und den Maskenmustergrößenspielraum von ±0.05 μm (auf einem Fünffach-Retikel). Außerdem besaß diese einen ausreichend großen Defokusspielraum, um eine Belichtung mit ausreichendem Spielraum zu ermöglichen und es konnte eine scharfe Lackmusterform erhalten werden.
  • Während die Erfindung dieser Ausführungsform auf eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich übertragen wurde, ist sie jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Phasenschiebermasken, usw. erzielen. Obwohl diese Ausführungsform Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitäts verteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Belichtungsdosisspielraum, den Maskenmustergrößenspielraum und den Lackmustergrößenspielraum, sind die in dieser Ausführungsform angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
  • Diese Ausführungsform stellt ein Beispiel der Übertragung der Erfindung auf eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtundurchlässigen Bereich für Belichtungsbedingungen einer Belichtungswellenlänge von 365 nm, einer NA von 0.57 und einem σ von 0.3 dar.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Belichtungsdosisspielraum auf ±5% eingestellt und der Maskenmustergrößenspielraum wurde auf ±0.05 μm (Fünffach-Retikel) eingestellt. Zudem wurde die Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel beim Übertragen eines 0.5 μm Kontaktlochs auf 2.40 μm, 2.45 μm, 2.50 μm und 2.55 μm eingestellt. Mit diesen vier verschiedenen Mustern wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser vier Masken die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.3 μm unter den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und einer verschwindenden Maskenmustergrößenschwankung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde die Abweichung in der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert auf –5%, 0% und 5% eingestellt und die Abweichung der Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.05 μm, 0.00 μm und 0.05 μm eingestellt. Der Defokus wurde auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm, ±1.00 μm und ±1.25 μm eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für all diese Kombinationen von Parameterwerten wurden durch Verwenden eines Lichtintensitätssimulators basierend auf der skalaren Beugungstheorie Lichtintensitätsverteilungen erzielt.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis des Belichtungsgeräts und einer empirisch erhaltenen Lackempfind lichkeit erzielt. Zudem wurden die in 4 gezeigten Konturlinien 6, die Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erhalten und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.5 μm innerhalb von 10% lag.
  • Als Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich des Defokus, in dem die mit all den Kombinationen der Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerten erhaltenen Lackmuster eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Belichtungsdosisspielraum gemacht.
  • Unter den über obige Vorgehensweise erhaltenen vier Mustern konnte der maximale Belichtungsspielraum mit der Maskenmustergröße von 2.40 μm erzielt werden. Diese Bedingung wurde übernommen.
  • Die in dieser Ausführungsform erhaltene Maske wurde in ausreichender Weise dem Belichtungsdosisspielraum von ±5% und dem Maskenmustergrößenspielraum von ±0.05 μm (Fünffach-Retikel) gerecht. Diese zeigte zudem einen ausreichend großen Defokusspielraum und es war möglich, eine scharfe Lackmusterform zu erzielen.
  • Während die Erfindung in dieser Ausführungsform auf eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich übertragen wurde, ist sie jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Phasenschiebermasken und dergleichen erzielen. Obwohl diese Ausführungsform Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Belichtungsdosisspielraum, den Maskenmustergrößenspielraum und den Lackmustergrößenspielraum, sind die in dieser Ausführungsform angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Ein weiteres Beispiel wird nachfolgend beschrieben.
  • Dies ist ein Beispiel einer Phasenschiebermaske eines Half-Tone Systems bei Belichtungsbedingungen einer Belichtungswellenlänge von 248nm, einer NA von 0.45 und einem σ von 0.3.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Defokusspielraum auf 2.0 μm (±1.00 μm) eingestellt und der Belichtungsdosisspielraum wurde auf ±5% eingestellt. Beim Übertragen eines 0.3 μm Kontaktlochs wurden fünf Kombinationen der Amplitudendurchlässigkeit des Halbdunkel-Lichtabschirmungsbereichs und der Maskenmustergröße (auf dem Fünffach-Retikel) auf 25% und 1.50 μm, 30% und 1.60 μm, 35% und 1.75 μm, 40% und 1.85 μm und 45% und 1.95 μm eingestellt. Mit jeder dieser fünf verschiedenen Masken wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser fünf Masken die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.3 μm unter Bedingungen eines Defokus von 0 μm bei fehlender Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.7 μm, ±1.00 μm eingestellt und die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert wurde auf –5%, 0% und 5% eingestellt. Die Abweichung der Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.20 μm, –0.15 μm, –0.10 μm, 0.05 μm, 0.00 μm, 0.05 μm, 0.10 μm, 0.15 μm und 0.20 μm eingestellt. Die Simulationsparameter entsprechend wünschenswerterweise kontinuierlichen Werten, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte herangezogen. Für all diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen erzielt durch Verwenden eines Lichtintensitätssimulators basierend auf skalarer Beugungstheorie.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis in dem Belichtungsgerät und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden, wie in 4 gezeigt, die Konturlinien 6, die Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erzielt und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorge nommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.3 μm innerhalb von 10% lag.
  • Aus dem Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich der Maskenmustergröße, in dem die Lackmuster mit all den Kombinationen der Defokus- und Belichtungsdosiswerte eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Belichtungsdosisspielraum gemacht.
  • Unter den fünf Kombinationen der Halbdunkel-Lichtabschirmungsbereich-Durchlässigkeit und Maskenmustergröße, die über obige Vorgehensweise erzielt wurden, konnte der größte Maskenmustergrößenspielraum mit der Kombination der Amplitudendurchlässigkeit der Halbdunkel-Lichtabschirmungsbereich-Durchlässigkeit von 45% und der Maskenmustergröße von 1.95 μm erzielt werden.
  • Die in diesem Beispiel erhaltene Maske erfüllte zufrieden stellend den Defokusspielraum von 2.0 um und den Belichtungsspielraum von ±5%. Außerdem besaß sie einen ausreichend großen Maskenmustergrößenspielraum, um eine Belichtung mit ausreichendem Spielraum zu ermöglichen und es konnte eine scharfe Lackmusterform erhalten werden.
  • Während dieses Beispiel auf die Phasenschiebermaske des Half-Tone System übertragen wurde, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Masken herkömmlicher Systeme und ebenso mit Phasenschiebermasken weiterer System erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich. Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Belichtungsdosisspielraum, den Defokusspielraum und den Maskenmustergrößenspielraum sind die in diesem Beispiel angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Ein weiteres Beispiel wird nachfolgend beschrieben. Dies ist ein Beispiel zur Optimierung der Belichtungsbedingungen einer Phasenschiebermaske eines Half-Tone Systems. In diesem Beispiel ist im Hinblick auf eine Belichtungswellenlänge von 248 nm und eine NA von 0.45 eine Bewertung dahingehend vorzunehmen, welche der Belichtungsbedingungen σ von 0.3 und 0.5 zu übernehmen sind.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Defokusspielraum auf 2.0 μm (±1.00 μm) eingestellt und der Belichtungsdosisspielraum wurde auf ±5% eingestellt. Zudem wurde die Amplitudendurchlässigkeit des Halbdunkel-Lichtabschirmungsbereichs der Phasenschiebermaske des Half-Tone Systems auf 40% eingestellt und die Maskenmustergröße (auf einem Fünffach-Retikel) beim Übertragen eines Kontaktlochs von 0.3 μm wurde auf 1.85 μm im Falle eines σ von 0.3 und auf 1.75 μm im Falle eines σ von 0.5 eingestellt. Mit diesen beiden verschiedenen Belichtungsbedingungen wurde jeweils Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser beiden Belichtungsbedingungen die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.3 um mit den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und einer verschwindenden Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurden als Simulationsparameter der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm und ±1.00 μm eingestellt und die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert wurde auf –5%, 0% und 5% eingestellt. Zudem wurde die Abweichung der Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel auf –0.20 μm, –0.15 μm, –0.10 μm, –0.05 μm, 0.00 μm, 0.05 μm, 0.10 μm, 0.15 μm und 0.20 μm eingestellt. Die Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für all diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen unter Einsatz eines Lichtintensitätssimulators basierend auf skalarer Beugungstheorie erzielt.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis im Belichtungsgerät und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden, wie in 4 gezeigt, die Konturlinien 6, die den Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erzielt und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.3 μm innerhalb von 10% lag.
  • Als Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich der Maskenmustergröße, in dem die Lackmuster mit all den Kombinationen der Defokus- und Maskenmustergrößenwerte eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Maskenmustergrößenspielraum gemacht.
  • Hinsichtlich der auf obige Weise erhaltenen beiden Werte für σ konnte der maximale Maskenmustergrößenspielraum mit σ = 0.3 erzielt werden. Somit wurde σ = 0.3 übernommen.
  • Die in diesem Beispiel erhaltene Maske erfüllte zufrieden stellend den Defokusspielraum von 2.0 μm und den Belichtungsdosisspielraum von ±5%. Außerdem besaß diese einen ausreichend großen Belichtungsdosisspielraum von ±5%. Zudem hatte sie einen ausreichenden Maskenmustergrößenspielraum, um ein Belichten mit ausreichendem Spielraum zu ermöglichen, und es konnte eine scharfe Lackmusterform erhalten werden.
  • Mit den oben festgelegten Belichtungsbedingungen und Masken war es möglich, dem Defokusspielraum von 2.0 μm und dem Belichtungsdosisspielraum von ±10% gerecht zu werden und eine scharfe Lackmusterform zu erzielen. Folglich war es möglich, Halbleitervorrichtungen mit ausreichender Ausbeute herzustellen.
  • Obwohl dieses Beispiel auf die Phasenschiebermaske des Half-Tone Systems übertragen wurde, ist es jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Masken herkömmlicher Systeme und ebenso mit Phasenschiebermasken weiterer Systeme erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Belichtungsdosisspielraum, den Defokusspielraum und den Maskenmustergrößenspielraum sind die in diesem Beispiel angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Ein weiteres Beispiel wird nachfolgend erläutert.
  • Dies ist ein Beispiel zur Optimierung der Belichtungsbedingungen einer gewöhnlichen Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich. In diesem Beispiel wurde eine Beurteilung dahingehend vorgenommen, welche von vier verschiedenen Belichtungsbedingungen zu übernehmen ist, wobei die Bedingungen einem σ von 0.3 und 0.5 bei einer Belichtungswellenlänge von 248 nm und einer NA von 0.45 als auch einem σ von 0.3 und 0.5 und einer Belichtungswellenlänge von 365 nm und einer NA von 0.57 entsprechen.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Defokusspielraum auf 2.0 μm eingestellt und der Belichtungsdosisspielraum wurde auf ±5% eingestellt. Zudem wurde die Maskenmustergröße (auf einem Fünffach-Retikel) beim Übertragen eines Kontaktlochs von 0.5 μm auf 2.5 μm eingestellt. Im Hinblick auf diese vier Belichtungsbedingungen wurde jeweils Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde die Belichtungsdosis für jede Maske derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.5 μm mit den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und einer verschwindenden Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurden als Simulationsparameter der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm und ±1.00 μm eingestellt und die Abweichung von der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert wurde auf –5%, 0% und 5% eingestellt. Die Abweichung der Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.20 μm, –0.15 μm, –0.10 μm, –0.05 μm, 0.00 μm, 0.05 μm, 0.10 μm, 0.15 μm und 0.20 μm eingestellt. Diese Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für all diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen durch Verwenden eines Lichtintensitätssimulators basierend auf der skalaren Beugungstheorie erhalten.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis des Belichtungsgerätes und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden die in 4 gezeigten Konturlinien 6, die Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erhalten und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.5 μm innerhalb von 10% lag.
  • Als Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich der Maskenmustergröße, in dem die mit all den Kombinationen der Defokus- und Maskenmustergrößenwerten erhaltenen Lackmuster eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Maskenmustergrößenspielraum gemacht.
  • Unter den bei obiger Vorgehensweise erhaltenen vier Belichtungsbedingungen konnte der maximale Maskenmustergrößenspielraum im Falle der Belichtungswellenlänge von 248 nm, einer NA von 0.45 und einem = 0.3 erhalten werden. Diese Bedingung wurde somit übernommen.
  • Die in diesem Beispiel erhaltene Maske erfüllte in ausreichender Weise den Defokusspielraum von 2.0 μm und den Belichtungsdosisspielraum von ±5%. Außerdem besaß diese einen ausreichend großen Maskenmustergrößenspielraum und es war möglich, eine scharfe Lackmusterform zu erhalten.
  • Mit den oben festgelegten Belichtungsbedingungen und Masken war es möglich, dem Defokusspielraum von 2.0 μm und dem Belichtungsdosisspielraum von ±10% gerecht zu werden und eine scharfe Lackmusterform zu erhalten. Folglich war es möglich, Halbleitervorrichtungen mit zufrieden stellender Ausbeute zu fertigen.
  • Während dieses Beispiel auf eine gewöhnliche Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich übertragen wurde, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Phasenschiebermasken, usw. erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Belichtungsdosisspielraum, den Defokusspielraum und den Maskenmustergrößenspielraum sind die in diesem Beispiel angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Ein weiteres Beispiel wird nachfolgend beschrieben.
  • Dies ist ein Beispiel einer Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich unter Belichtungsbedingungen einer Belichtungswellenlänge von 365 nm, einer NA von 0.57 und einem σ von 0.3.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Defokusspielraum auf 1.0 μm (±0.5 μm) eingestellt und der Belichtungsdosisspielraum wurde auf ±5% eingestellt. Zudem wurde die Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel zum Übertragen eines Kontaktlochs von 0.5 μm auf 2.40 μm, 2.45 μm, 2.50 μm und 2.55 μm eingestellt. Mit jedem dieser vier Muster wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser vier Masken die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.5 μm unter den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und einer verschwindenden Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μm und ±0.50 μm eingestellt und die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert wurde auf –5%, 0% und 5% eingestellt. Zudem wurde die Abweichung der Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel auf –0.20 μm, –0.15 μm, –0.10 μm, –0.05 μm, 0.00 μm, 0.05 μm, 0.10 μm, 0.15 μm und 0.20 μm eingestellt. Diese obigen Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berech nungsdauer diskrete Werte verwendet. Für all diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen durch Verwenden eines Lichtintensitätssimulators basierend auf der skalaren Beugungstheorie erzielt.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis des Belichtungsgerätes und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden die in 4 gezeigten Konturlinien 6, die den Lichtintensitätsschwellwerten entsprechen, erhalten und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimmte Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.5 μm innerhalb von 10% lag.
  • Als Ergebnis dieser Überprüfung wurde der Bereich der Maskenmustergröße, in dem die mit all den Kombinationen der Defokus- und Maskenmustergrößenwerte erhaltenen Lackmuster eine vorbestimmte Toleranzbedingung erfüllen, erhalten und zum Maskenmustergrößenspielraum gemacht.
  • Unter den bei obiger Vorgehensweise erhaltenen vier Mustern konnte der maximale Maskenmustergrößenspielraum mit der Maskenmustergröße von 2.40 μm erzielt werden. Somit wurde diese Bedingung übernommen.
  • Die in diesem Beispiel erhaltene Maske wurde in ausreichender Weise der Fokustiefe von 1.0 μm und dem Maskenmustergrößenspielraum von ±5% gerecht. Darüber hinaus zeigte sie einen ausreichend großen Belichtungsmusterspielraum, um eine Belichtung mit einem ausreichenden Spielraum zu ermöglichen und es war möglich, eine scharfe Lackmusterform zu erzielen.
  • Während dieses Beispiel auf eine Fotomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich übertragen wurde, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Phasenschiebermasken oder dergleichen erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Belichtungsdosisspielraum, den Defokusspielraum und den Maskenmustergrößenspielraum sind die in diesem Beispiel angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Ein weiteres Beispiel wird nachfolgend beschrieben. Dies ist ein Beispiel zur Optimierung der Belichtungsbedingung einer Fotomaske, die einen gewöhnlichen lichtabschirmenden Bereich zum im Wesentlichen gänzlichen Abschirmen von Licht sowie einen lichtdurchlässigen Bereich aufweist. In diesem Beispiel wurde beim Flex-Belichten mit der Belichtungswellenlänge 365 nm, einer NA von 0.57, einem σ von 0.6 und einer Belichtungsanzahl von 2 eine Bewertung dahingehend vorgenommen, welche der beiden Belichtungsbedingungen mit einem Brennpunktabstand von 1.5 μm und 2.0 μm zu übernehmen ist.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Defokusspielraum auf 2.0 μm (±1.00 μm) eingestellt und der Maskenmustergrößenspielraum wurde auf ±0.05 μm (auf einem Fünffach-Retikel) eingestellt. Zudem wurde die Maskenmustergröße beim Übertragen eines Kontaktlochs von 0.5 μm auf 0.5 μm eingestellt. Für jede dieser beiden Belichtungsbedingungen wurden folgende Punkte durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede der beiden Belichtungsbedingungen die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.5 μm unter den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und einer verschwindenden Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde der Defokus auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm, und ±1.00 μm eingestellt und die Abweichung der Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.05 μm, 0.00 μm und 0.05 μm eingestellt. Zudem wurde die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert auf –20%, –15%, –10%, –5%, 0%, 5%, 10%, 15% und 20% eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für alle diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen unter Verwendung eines Lichtintensitätssimulators basierend auf der skalaren Beugungstheorie erzielt.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis des Belichtungsgeräts und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden den Lichtintensitätsschwellwerten entsprechende Konturlinien erhalten und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimme Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.5 μm innerhalb von 10% lag.
  • Mit diesen Werten des Defokus, der Maskenmustergröße und der Lackmustergröße konnte der Bereich der Belichtungsdosis im vorbestimmten Toleranzbedingungsbereich, d. h. im Belichtungsdosisspielraum, erzielt werden.
  • Aus den beiden über obige Vorgehensweise erhaltenen Belichtungsbedingungen konnte der maximale Belichtungsdosisspielraum mit dem Brennpunktabstand von 1.5 μm erzielt werden.
  • Das Belichtungsverfahren dieses Beispiels erfüllte die Fokustiefe von 2.0 μm und den Maskenmustergrößenspielraum von ±0.05 μm (eines Fünffach-Retikels) in ausreichender Weise. Zudem war es aufgrund des ausreichend großen Belichtungsdosisspielraums möglich, eine Belichtung mit ausreichendem Spielraum zu erzielen und es konnte eine scharfe Lackmusterform erhalten werden.
  • Während dieses Beispiel auf eine Fotomaske mit einem herkömmlichen lichtabschirmenden Bereich und einem lichtdurchlässigen Bereich übertragen wurde, ist es jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Schiebermasken und dergleichen erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Defokusspielraum und den Maskenmustergrößenspielraum sowie die Lackmustergrößentoleranzbedingungen sind die in diesem Beispiel angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben.
  • Diese Ausführungsform stellt ein Beispiel der Übertragung der Erfindung zur Optimierung der Belichtungsbedingung einer Fotomaske mit einem gewöhnlichen lichtabschirmenden Bereich, der Licht im Wesentlichen gänzlich abschirmt, und einem lichtdurchlässigen Bereich dar. In dieser Ausführungsform wurde bei einer Flex-Belichtung mit einer Belichtungswellenlänge von 365 nm, einer NA von 0.57, einem σ von 0.6 und einer Anzahl von Belichtungen von 2 eine Bewertung dahingehend vorgenommen, welche der beiden verschiedenen Belichtungsbedingungen, d. h. Brennpunktabstände von 1.5 μm und 2 μm, zu übernehmen sind.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Belichtungsdosisspielraum auf ±5% eingestellt, und der Maskenmustergrößenspielraum wurde auf ±0.05 μm (auf einem Fünffach-Retikel) eingestellt. Zudem wurde die Maskenmustergröße beim Übertragen eines Kontaktlochs von 0.5 μm auf 0.5 μ eingestellt. Mit jeder dieser beiden Belichtungsbedingungen wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser beiden Belichtungsbedingungen die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.5 μm unter den Bedingungen eines Defokus von 0 μm und einer verschwindenden Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert auf –5%, 0% und 5% eingestellt. Die Abweichung der Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.05 μm, 0.00 μm und 0.05 um eingestellt. Der Defokus wurde auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm, ±1.00 μm und ±1.25 μm eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für alle diese Kombinationen von Farameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen unter Einsatz eines Lichtintensitätssimulators basierend auf skalarer Beugungstheorie erzielt.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis im Belichtungsgerät und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden den Lichtintensitätsschwellwerten entsprechende Konturlinien erzielt und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimme Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.5 μm innerhalb von 10% lag.
  • Mit diesen Werten von Belichtungsdosis, Maskenmustergröße und Lackmustergröße konnte der Defokusbereich in den vorgegebenen Toleranzbedingungsbereichen, d. h. der Defokusspielraum, erhalten werden.
  • In Bezug auf die oben erhaltenen zwei Belichtungsbedingungen konnte der maximale Defokusspielraum mit dem Brennpunktabstand von 2.0 μm erzielt werden. Diese Bedingung wurde übernommen.
  • Das Belichtungsverfahren dieser Ausführungsform wurde dem Belichtungsdosisspielraum von ±5% und dem Maskenmustergrößenspielraum von ±0.05 μm (auf dem Fünffach-Retikel) ausreichend gerecht. Aufgrund des ausreichend großen Defokusspielraums war es möglich, eine Belichtung mit einem ausreichenden Spielraum zu erzielen als auch eine scharfe Lackmusterform zu erhalten.
  • Während diese Ausführungsform der Erfindung auf eine Fotomaske mit einem gewöhnlichen lichtabschirmenden Bereich und einem lichtdurchlässigen Bereich übertragen wurde, ist sie jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Phasenschiebermasken und dergleichen erzielen. Obwohl diese Ausführungsform Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitäts verteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimulatoren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Defokusspielraum, die Maskenmustergröße sowie die Lackmustergrößentoleranzbedingungen sind die in dieser Ausführungsform angegebenen Werte keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Ein weiteres Beispiel wird nachfolgend erläutert.
  • Dies ist ein Beispiel zur Optimierung der Belichtungsbedingung einer Fotomaske mit einem gewöhnlichen lichtabschirmenden Bereich, der Licht nahezu gänzlich abschirmt, sowie einem lichtdurchlässigen Bereich. In diesem Beispiel wurde bei einer Flex-Belichtung mit einer Belichtungswellenlänge von 365 nm, einer NA von 0.57, einem σ von 0.6 und einer Belichtungsanzahl von 2 eine Beurteilung dahingehend vorgenommen, welche der beiden Belichtungsbedingungen, d. h. Brennpunktabstände von 1.5 μm und 2.0 μm, zu übernehmen sind.
  • Als Lithografieprozesseinstellwerte wurde der Defokusspielraum auf 2.0 μm (±1.00 μm) eingestellt, und der Maskenmustergrößenspielraum wurde auf ±0.05 μm (auf einem Fünffach-Retikel) eingestellt. Zudem wurde die Maskenmustergröße beim Übertragen eines Kontaktlochs von 0.5 μm auf 0.5 μm eingestellt. Mit jeder dieser beiden Belichtungsbedingungen wurde Folgendes durchgeführt.
  • Zunächst wurde für jede dieser beiden Bedingungen die Belichtungsdosis derart eingestellt, dass ein Übertragungskontaktloch von 0.5 μm unter den Bedingungen eines Defokus von 0 um und einer verschwindenden Maskenmustergrößenabweichung erzielt werden konnte.
  • Dann wurde die Abweichung der Belichtungsdosis von dem eingestellten Wert auf –5%, 0% und 5% eingestellt und der Defokus wurde auf 0 μm, ±0.25 μm, ±0.50 μm, ±0.75 μm und ±1.00 μm eingestellt. Die Abweichung der Maskenmustergröße auf dem Fünffach-Retikel wurde auf –0.2 μm, –0.15 μm und –0.10 μm, –0.05 μm, 0.00 μm, 0.05 μm, 0.10 μm, 0.15 μm und 0.20 μm eingestellt. Die oben erwähnten Simulationsparameter sind wünschenswerterweise kontinuierliche Werte, jedoch wurden unter Berücksichtigung der Berechnungsdauer diskrete Werte verwendet. Für all diese Kombinationen von Parameterwerten wurden Lichtintensitätsverteilungen durch Verwenden eines Lichtintensitätssimulators basierend auf der skalaren Beugungstheorie erhalten.
  • Mit diesen Lichtintensitätsverteilungen wurden Lichtintensitätsschwellwerte, die Übertragungsmustergrößen ergeben, aus der Belichtungsdosis des Belichtungsgerätes und einer empirisch erhaltenen Lackempfindlichkeit erzielt. Zudem wurden den Lichtintensitätsschwellwerten entsprechende Konturlinien erzielt und zu Übertragungslackmustern gemacht.
  • Als Durchmesser der Konturlinien wurde die Kontaktlochgröße in den Lackmustern erhalten. Dann wurde eine Überprüfung dahingehend vorgenommen, ob die Größe eine vorbestimme Kontaktlochgrößentoleranzbedingung erfüllt. Die Lackmustergrößentoleranzbedingung wurde derart eingestellt, dass die Abweichung von einer Designmaskenmustergröße von 0.5 μm innerhalb von 10% lag.
  • Mit diesen Werten des Defokus, der Belichtungsdosis und der Lackmustergröße konnte der Bereich der Maskenmustergröße in vorbestimmten Toleranzbedingungsbereichen, d. h. der Maskenmustergrößenspielraum erhalten werden.
  • Im Hinblick auf die oben erhaltenen beiden Belichtungsbedingungen konnte der maximale Maskenmustergrößenspielraum mit dem Brennpunktabstand von 1.5 μm erzielt werden. Diese Bedingung wurde übernommen.
  • Das Belichtungsverfahren in diesem Beispiel wurde dem Defokusspielraum von 1.5 μm und dem Belichtungsdosisspielraum von ±5% ausreichend gerecht. Zudem ermöglichte es eine Maskenfertigung mit einem ausreichenden Maskenmustergrößenspielraum und es konnte ebenso eine scharfe Lackmusterform erzielt werden. Somit war es möglich, Halbleitervorrichtungen mit zufrieden stellender Ausbeute herzustellen.
  • Während dieses Beispiel auf eine Fotomaske mit einem gewöhnlichen lichtabschirmenden Bereich und einem lichtdurchlässigen Bereich übertragen wurde, ist dieses Beispiel jedoch keinesfalls darauf beschränkt und ähnliche Auswirkungen lassen sich ebenso mit Phasenschiebermasken und dergleichen erzielen. Obwohl dieses Beispiel Kontaktlochmuster betraf, ist dies lediglich beispielhaft zu werten und ähnliche Effekte können mit von Kontaktlochmustern verschiedenen Mustern erzielt werden.
  • Obwohl die Übertragungslackmuster über einen Prozess zum Erzielen von Konturlinien der Lichtintensitätsverteilungen aus Lichtintensitätssimulationen basierend auf skalarer Beugungstheorie erhalten wurden, ist dies jedoch keinesfalls beschränkend zu werten und es ist ebenso möglich, einen Lichtintensitätssimulator basierend auf Vektor-Beugungstheorie oder weiteren Theorien zu verwenden. Zudem ist es möglich, Lichtintensitätsverteilungen experimentell zu erzielen. Was Übertragungslackmuster aus Lichtintensitätsverteilungen betrifft, ist es auch möglich, Entwicklungssimula toren oder weitere Berechnungsverfahren zu verwenden. Ebenso ist es möglich, Übertragungslackmuster unmittelbar aus Übertragungsexperimenten abzuleiten.
  • In Bezug auf den Belichtungsdosisspielraum, den Defokusspielraum und die Maskenmustergrößentoleranzbedingung, sind die Werte in diesem Beispiel keinesfalls beschränkend und es ist möglich, weitere Bedingungen zu übernehmen.
  • Wie vorhergehend beschrieben wurde, ist es erfindungsgemäß möglich, ein Verfahren zum Herstellen einer Fotomaske anzugeben, das eine Ermittlung gegenseitiger Korrelationen vieler Parameter, z. B. von drei oder noch mehr Parametern, ermöglicht als auch ein Erzielen der optimalen Bedingung aus diesen Korrelationen und eine Verkleinerung der Distanz zur tatsächlichen Bedingungen erlaubt, verschiedene Arten von Leistungsvermögen quantitativ erfasst, einen Einfluss auf Maskenmustergrößenfluktuationen, usw. erlaubt und eine tatsächlich Optimierung ermöglicht.
  • Durch Verwenden der Erfindung ist es möglich, insbesondere eine quantitative Auswertung von Parametern im Belichtungsprozess und bei der Maskenherstellung unter Berücksichtigung des tatsächlichen Prozesses zu erzielen. Durch Auswahl des Belichtungsdosisspielraums, des Defokus und der Maskenmustergröße als Parameter und durch genaues Auswerten der gegenseitigen Korrelationen dieser Parameter bei verschiedenen Belichtungsbedingungen ist es insbesondere möglich, Halbleiterbauelemente mit zufrieden stellender Ausbeute herzustellen oder einen Herstellungsprozess mit hoher Effizienz und geringen Kosten aufzubauen.

Claims (1)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Photomaske mit einem lichtdurchlässigen Bereich und einem lichtabschirmenden Bereich, wobei der lichtdurchlässige Bereich und der lichtabschirmende Bereich ein Maskenmuster bilden, das Maskenmuster eine Maskenmustergröße aufweist, die durch eine Linienbreite oder eine Kontaktlochgröße spezifiziert ist, die Maskenmustergröße infolge von Schwankungen im Maskenherstellungsprozess schwankt, mittels eines lithographischen Prozesses über das Maskenmuster Übertragungsmuster in einem Lackmaterial auf einer Halbleitervorrichtung erhalten werden, während des lithographischen Prozesses Belichtungsschritte mit einer Fokusposition und einer Belichtungsdosis durchgeführt werden; das Ausbilden der Photomaske die Schritte aufweist: Einstellen einer Mehrzahl von Kombinationen von Belichtungsdosis- und Maskenmustergrößenwerten in vorgegebenen Bereichen eines Belichtungsdosisspielraums (I) und eines Maskenmustergrößenspielraums (II), Erzielen von Übertragungsmustern durch Variieren des Defokus in der Umgbung des genauen Fokus, und Prüfen, ob die Übertragungsmuster eine Übertragungsmustertoleranzbedingung erfüllen, wodurch der Defokusspielraum (III) als der Bereich des Defokus gewonnen wird, der die Toleranzbedingung in all den vorgegebenen Bereichen des Belichtungsdosisspielraums (I) und des Maskenmustergrößenspielraums (II) erfüllt, wobei: ein Maskenparameter zur Maximierung des erhaltenen Defokusspielraums (III) eingestellt wird und der Maskenparameter aus den folgenden Maskenparametern ausgewählt wird: der Form des Maskenmusters, der Maskenmustergröße, der Durchlässigkeit und Form des lichtdurchlässigen Bereichs, und der Phasendifferenz zwischen lichtabschirmenden und lichtdurchlässigen Bereichen.
DE69435069T 1993-11-08 1994-11-07 Verfahren zur Herstellung einer photolithographischen Maske Expired - Lifetime DE69435069T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

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JP30233993 1993-11-08
JP30233993 1993-11-08
JP6911394A JP3339174B2 (ja) 1993-11-08 1994-03-14 フォトマスクの製造方法、露光方法及び半導体装置の製造方法
JP6911394 1994-03-14

Publications (2)

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DE69435069D1 DE69435069D1 (de) 2008-03-13
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