PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005002533A1 27.07.2006
Titel Verfahren zum Erzeugen eines Abbildungsfehler vermeidenden Maskenlayouts für eine Maske
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Meyne, Christian, Dr., 81547 München, DE;
Nash, Eva, Dr., 82276 Adelshofen, DE;
Bodendorf, Christof, Dr., 81673 München, DE;
Kurth, Karin, 01468 Moritzburg, DE
Vertreter Maikowski & Ninnemann, Pat.-Anw., 10707 Berlin
DE-Anmeldedatum 14.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005002533
Offenlegungstag 27.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.07.2006
IPC-Hauptklasse G03F 1/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Abbildungsfehler vermeidenden, endgültigen Maskenlayouts (20') für eine Maske (10), bei dem ein - insbesondere gemäß einem vorgegebenen elektrischen Schaltplan - erzeugtes, vorläufiges Hilfs-Maskenlayout (110) in das endgültige Maskenlayout (20') mithilfe eines OPC-Verfahrens überführt wird, wobei einer Hauptstruktur (120, 130) des vorläufigen Hilfs-Maskenlayouts (110) optisch nicht auflösbare Hilfsstrukturen (160, 320) zugeordnet werden.
Um zu erreichen, dass sich das Verfahren besonders schnell und einfach durchführen lässt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Rahmen des OPC-Verfahrens ausschließlich die optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen (160, 320) verändert werden und dass die Hauptstruktur (120, 130) selbst unverändert bleibt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, dass bei Lithographieverfahren Abbildungsfehler auftreten können, wenn die abzubildenden Strukturen sehr klein werden und eine kritische Größe oder einen kritischen Abstand zueinander aufweisen. Die kritische Größe wird im Allgemeinen als „CD"-Wert (CD: Critical dimension) bezeichnet.

Darüber hinaus können Abbildungsfehler auftreten, wenn Strukturen so dicht nebeneinander angeordnet werden, dass sie sich gegenseitig bei der Abbildung beeinflussen; diese auf „Nachbarschaftseffekten" beruhenden Abbildungsfehler können reduziert werden, indem das Maskenlayout vorab im Hinblick auf die auftretenden „Nachbarschaftsphänomene" modifiziert wird. Verfahren zum Modifizieren des Maskenlayouts im Hinblick auf die Vermeidung von Nachbarschaftseffekten werden in der Fachwelt mit dem Begriff OPC-Verfahren (OPC: Optical proximity correction) bezeichnet.

In der 1 ist ein Lithographieprozess ohne OPC-Korrektur dargestellt. Man erkennt eine Maske 10 mit einem Maskenlayout 20, das eine gewünschte Fotolackstruktur 25 auf einem Wafer 30 erzeugen soll. Das Maskenlayout 20 und die gewünschte Fotolackstruktur 25 sind bei dem Beispiel gemäß der 1 identisch. Ein Lichtstrahl 40 passiert die Maske 10 sowie eine nachgeordnete Fokussierungslinse 50 und fällt auf den Wafer 30, so dass das Maskenlayout 20 auf dem mit Fotolack beschichteten Wafer 30 abgebildet wird. Aufgrund von Nachbarschaftseffekten kommt es im Bereich dicht benachbarter Maskenstrukturen zu Abbildungsfehlern mit der Folge, dass die resultierende Fotolackstruktur 60 auf dem Wafer 30 zum Teil erheblich von dem Maskenlayout 20 und damit von der gewünschten Fotolackstruktur 25 abweicht. Die mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnete, auf dem Wafer 30 resultierende Fotolackstruktur ist zur besseren Darstellung in den 1 und 2 vergrößert und schematisch unterhalb des Wafers 30 dargestellt.

Um diese Abbildungsfehler zu vermeiden bzw. zu reduzieren, werden bekanntermaßen OPC-Verfahren eingesetzt, mit denen das Maskenlayout 20 vorab derart modifiziert wird, dass die resultierende Fotolackstruktur 60 auf dem Wafer 30 weitestgehend der gewünschten Fotolackstruktur 25 entspricht.

In der 2 ist ein vorbekanntes, in der Druckschrift „A little light magic" (Frank Schellenberg, IEEE Spectrum, September 2003, Seiten 34 bis 39) beschriebenes OPC-Verfahren gezeigt, bei dem das Maskenlayout 20' gegenüber dem ursprünglichen Maskenlayout 20 gemäß der 1 verändert ist. Das modifizierte Maskenlayout 20' weist Strukturveränderungen auf, die kleiner als die optische Auflösungsgrenze sind und daher nicht „1:1" abgebildet werden können. Trotzdem haben diese Strukturveränderungen Einfluss auf das Abbildungsverhalten der Maske, wie sich in der 2 unten erkennen lässt; denn die resultierende Fotolackstruktur 60 entspricht deutlich besser der gewünschten Fotolackstruktur 25 als dies bei der Maske gemäß der 1 der Fall ist.

Bei den vorbekannten OPC-Verfahren, mit denen aus einem vorläufigen Hilfsmaskenlayout (z. B. das Maskenlayout 20 gemäß der 1) ein „endgültiges" Maskenlayout (vgl. Maske 20' gemäß 2) gebildet wird, werden sogenannte „regelbasierte" (rule based) und „modellbasierte" (model based) OPC-Verfahren unterschieden.

Bei regelbasierten OPC-Verfahren wird die Bildung des endgültigen Maskenlayouts unter Verwendung vorab festgelegter Regeln, insbesondere Tabellen, durchgeführt. Als ein regelbasiertes OPC-Verfahren kann beispielsweise das aus den beiden US-Patentschriften US 5,821,014 und US 5,242,770 bekannte Verfahren aufgefasst werden, bei dem nach vorgegebenen festen Regeln optisch nicht auflösbare Hilfsstrukturen zum Maskenlayout hinzugefügt werden, um eine bessere Anpassung der resultierenden Fotolackstruktur (Bezugszeichen 60 gemäß den 1 und 2) an die gewünschte Fotolackstruktur (Bezugszeichen 25 gemäß den 1 und 2) zu erreichen. Bei diesen Verfahren wird also eine Maskenoptimierung nach festen Regeln durchgeführt.

Bei modellbasierten OPC-Verfahren wird ein Lithographie-Simulationsverfahren durchgeführt, bei dem der Belichtungsvorgang simuliert wird. Die simulierte resultierende Fotolackstruktur wird mit der gewünschten Fotolackstruktur verglichen, und es wird das Maskenlayout so lange iterativ variiert bzw. modifiziert, bis ein „endgültiges" Maskenlayout vorliegt, mit dem eine optimale Übereinstimmung zwischen der simulierten Fotolackstruktur und der gewünschten Fotolackstruktur erreicht wird. Die Lithographiesimulation wird mit Hilfe eines beispielsweise DV-basierten Lithographiesimulators durchgeführt, dem ein Simulationsmodell für den Lithographieprozess zugrunde liegt. Das Simulationsmodell wird hierzu vorab durch „Anfitten" bzw. Anpassen von Modellparametern an experimentelle Daten ermittelt. Die Modellparameter können beispielsweise durch Auswerten sogenannter OPC-Kurven für verschiedene CD-Werte oder Strukturtypen ermittelt werden. Ein Beispiel für eine OPC-Kurve ist in der 2A gezeigt und wird im Zusammenhang mit der zugehörigen Figurenbeschreibung erläutert. Modellbasierte OPC-Simulatoren bzw. OPC-Simulationsprogramme sind kommerziell erhältlich. Beschrieben sind modellbasierte OPC-Verfahren beispielsweise in dem Artikel „Simulation-based proximity correction in highvolume DRAM production" (Werner Fischer, Ines Anke, Giorgio Schweeger, Jörg Thiele; Optical Microlithography VIII, Christopher J. Progler, Editor, Proceedings of SPIE VOL. 4000 (2000), Seiten 1002 bis 1009) und in der deutschen Patentschrift DE 101 33 127 C2.

Unabhängig davon, ob es sich bei einem OPC-Verfahren um ein modellbasiertes oder um ein regelbasiertes OPC-Verfahren handelt, lassen sich OPC-Varianten auch im Hinblick auf ihr jeweiliges Optimierungsziel unterscheiden. Beispielsweise weisen sogenannte „Target"-OPC-Verfahren und sogenannte Prozess-fenster-OPC-Verfahren, z. B. „Defokus"-OPC-Verfahren, unterschiedliche Optimierungsziele auf:

Target-OPC-Verfahren haben zum Ziel, im Falle eines korrekten Einhaltens aller vorgegebenen Technologie- bzw. Verfahrensbedingungen (z. B. Fokus, Belichtungsdosis, etc.) das vorgegebene Zielmaß für die einzelnen geometrischen Abmessungen der Maskenstrukturen möglichst genau zu treffen. Bei einer Target-OPC-Variante wird also unterstellt, dass alle vorgegebenen Prozessparameter in idealer Weise „getroffen" bzw. eingestellt und eingehalten werden. Unter dem Begriff „Target" wird dabei die Strukturgröße der abzubildenden Hauptstrukturen verstanden.

Da die Gatelänge von Transistoren für deren elektrisches Verhalten von entscheidender Bedeutung ist, werden Target-OPC-Verfahren insbesondere für die Gateebene von Masken eingesetzt. Nachteilig bei der Target-OPC-Variante ist jedoch, dass die vorgegebnen geometrischen Abmessungen der Maskenstrukturen tatsächlich nur dann eingehalten werden, wenn die vorgegebenen Prozess-Parameter quasi exakt eingehalten werden. Kommt es zu Schwankungen der Prozessparameter, können zum Teil erhebliche Abweichungen zwischen den gewünschten Maskenstrukturen bzw. Maskenabmessungen und den tatsächlich resultierenden Maskenstrukturen bzw. Maskenabmessungen auftreten; dies kann beispielsweise zu einem Abriss von Linien oder zu einem Kurzschluss zwischen Linien führen. Das resultierende Prozessfenster ist bei einem Target-OPC-Verfahren im Allgemeinen also relativ klein.

Prozessfenster-OPC-Verfahren, beispielsweise Defokus-OPC-Verfahren, hingegen haben zum Ziel, dass Prozessfenster – also den zulässigen Parameterbereich der Prozessparameter für den Belichtungsprozess mit der resultierenden Maske – möglichst groß zu machen, um auch im Falle von Prozessschwankungen das Einhalten der Maskenspezifikationen sicherzustellen. Bei Defokus-OPC-Verfahren wird dabei in Kauf genommen, dass das geometrische Maskenzielmaß nicht exakt getroffen wird; es werden somit Abweichungen bewusst hingenommen, um das Prozessfenster und damit den Toleranzbereich bei der späteren Verwendung der Maske zu vergrößern.

Ein Defokus-OPC-Verfahren ist beispielsweise in der oben genannten deutschen Patentschrift DE 101 33 127 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein „fiktiver" Defokuswert vorgegeben, der für die Simulation des Belichtungsvorgangs zugrunde gelegt wird; dieser Defokuswert gibt an, dass die mit der Maske zu belichtende Resiststruktur etwas außerhalb der optimalen Fokusebene liegt. Im Rahmen des OPC-Verfahrens wird versucht, trotz der vermeintlich vorhandenen Defokussierung ein optimales Abbildungsverhalten der Maske zu erreichen; es wird also versucht, den durch die vermeintliche Defokussierung hervorgerufenen Abbildungsfehler zu kompensieren. Dieser „Kompensationsvorgang" führt dazu, dass die Form des Maskenlayouts in der Weise geändert wird, dass sowohl die Linienstrukturen breiter ausgebildet als auch ein größerer Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Linienstrukturen erzeugt wird. Im Ergebnis wird somit eine Maske erhalten, mit der bei der Verwendung einer fokussierten Belichtung die Wahrscheinlichkeit für die Ausbildung breiterer Linienstrukturen und die Ausbildung größerer Abstände zwischen jeweils benachbarten Linienstrukturen größer ist als die Wahrscheinlichkeit für die Ausbildung zu kleiner Linienstrukturen und die Ausbildung zu kleiner Abstände zwischen benachbarten Linienstrukturen.

Aus der US-Patentschrift 6,472,108 ist ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei diesem vorbekannten Verfahren wird zum Erzeugen eines Abbildungsfehler vermeidenden, endgültigen Maskenlayouts für eine Maske ein – insbesondere gemäß einem vorgegebenen elektrischen Schaltplan – erzeugtes, vorläufiges Hilfs-Maskenlayout in das endgültige Maskenlayout mit Hilfe eines modellbasierten OPC-Verfahrens überführt. Im Rahmen des OPC-Verfahrens werden ausschließlich optisch abbildbare Hauptstrukturen – also die eigentlichen „Nutzstrukturen" des Maskenlayouts – modifiziert; optisch nicht abbildbare bzw. optisch nicht auflösbare Hilfsstrukturen wie Scatterbars bleiben im Rahmen des OPC-Verfahrens unverändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen eines Abbildungsfehler vermeidenden, endgültigen Maskenlayouts anzugeben, das sich besonders schnell und einfach durchführen lässt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Rahmen des OPC-Verfahrens ausschließlich die optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen verändert werden und dass die Hauptstruktur selbst unverändert bleibt.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass eine erhebliche Prozessbeschleunigung gegenüber herkömmlichen OPC-Verfahren erreicht wird; dies liegt daran, dass eine Veränderung der Hauptstrukturen und damit einhergehend eine Aufteilung der Hauptstrukturen in Segmente erfindungsgemäß entfällt. Gerade die Aufteilung der Hauptstrukturen in Segmente ist nämlich relativ zeitaufwändig.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Regeln zum Durchführen des OPC-Verfahrens relativ einfach sind; insbesondere entfällt eine Bestimmung von Segmentlängen, die im Falle einer Segmentierung der Hauptstrukturen – wie bei den vorbekannten Verfahren – sonst nötig wäre.

Ein dritter wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass insgesamt weniger „Shots" zur Definition der kritischen Strukturen beim Schreiben der Maske benötigt werden; dies ist konkret ebenfalls auf den Wegfall der Segmentierung der Hauptstrukturen zurückzuführen. Aufgrund der Reduktion der „Shots" wird darüber hinaus die potentielle Gefahr der Splitterbildung (SLIVER-Bildung) an kritischen Strukturen beim Maskenschreiben verringert. Dies soll nachfolgend kurz näher erläutert werden: Masken werden üblicherweise mit einzelnen Schüssen („Shots") im Elektronenstrahlverfahren geschrieben. Diese „Shots" haben in der Regel entweder eine rechteckige oder eine dreieckige Form. Bei positiven Maskenlacken muss also jeder Bereich außerhalb der Strukturen in solche Rechtecke bzw. Dreiecke zerlegt und belichtet werden. Diese Zerlegung wird mittels einer Software durchgeführt und ist in der Regel bei komplizierten Strukturen nicht trivial. Je komplizierter die Struktur – z.B. durch kleine Vorsprünge, die durch eine OPC-Korrektur an der Struktur angebracht wurden – ist, desto eher besteht die Gefahr, dass gewisse Teile der Struktur nur noch mit sehr kleinen Rechtecken belichtet werden können. Diese bleiben quasi nach der Zerlegung übrig. Diese kleinen Rechtecke können sehr ungünstige Seitenverhältnisse aufweisen. Sie haben dann starke Ähnlichkeit mit Splittern (sliver). Diese kleinen Rechtecke können in der Regel nur mit einer verminderten Genauigkeit platziert werden und tragen so zu einem größeren Maskenfehler an der Struktur bei. Wenn dagegen die Struktur nicht mehr zerlegt werden muss, können auch keine Splitter an ihr entstehen.

Ein vierter wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass eine insgesamt größere Genauigkeit beim Maskenschreiben erreicht wird, weil potentielle Fehler aufgrund einer Segmentierung der Hauptstrukturen entfallen. Insgesamt wird damit auch eine größere Gleichmäßigkeit der Maskengenauigkeit über die Gesamtmaske erreicht; der entsprechende CDU-Wert (CDU: CD uniformity – Wert) wird also erhöht. Zur Bestimmung des CDU-Wertes wird die Abweichung der Struktur (CD) auf der Maske vom Layoutzielmaß gemessen. Die Abweichung wird an verschiedenen Punkten auf der Maske bestimmt und die Homogenität der Abweichung über die gesamte Maske hinweg beurteilt. Viele Shots führen in der Regel zu einer schlechteren Homogenität auf der Maske.

Ein fünfter wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass Unregelmäßigkeiten in Hauptstrukturen des Layouts – beispielsweise sogenannte „Jogs" und „Notches" – das OPC-Verfahren nicht beeinträchtigen können, da die Hauptstrukturen selbst im Rahmen des OPC-Verfahrens unverändert bleiben. Demgemäß können derartige Unregelmäßigkeiten auch keine Beeinträchtigung des Prozessfensters der resultierenden Maske bewirken.

Ein sechster wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der reduzierten Maskenschreibzeit und in der erhöhten Schreibgenauigkeit bei Maskenschreibprozessen mit Negativlacken. Da sowohl die Strukturen als auch die Hilfsstrukturen aus einfachen Rechtecken zusammengesetzt werden können, diese also mit jeweils nur einem „shot" definiert werden, erhöht sich die Schreibgeschwindigkeit. Desgleichen erhöht sich die Genauigkeit, da die Position der belichteten Strukturkante mit steigender Anzahl der Belichtungen statistisch unsicherer wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass einer zumindest im Bereich eines Teilstücks in eine erste Richtung ausgerichteten Hauptstruktur des vorläufigen Hilfs-Maskenlayouts eine Gruppe untereinander parallel verlaufender und optisch nicht auflösbarer Hilfsstrukturen zugeordnet wird und dass die Hilfsstrukturen dieser Gruppe benachbart zu dem Teilstück in einer zweiten Richtung ausgerichtet werden, die sich von der ersten Richtung unterscheidet. Beispielsweise können die nicht auflösbaren Hilfsstrukturen senkrecht zur Hauptstruktur angeordnet werden; eine senkrechte Anordnung nicht auflösbarer Hilfsstrukturen ist beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung WO 03/021 353 A1 bekannt.

Zur Optimierung des Maskenlayouts wird im Rahmen des OPC-Verfahrens vorzugsweise für jede optisch nicht auflösbare Hilfsstruktur der Gruppe jeweils individuell derjenige Abstand zu der zugeordneten Hauptstruktur ermittelt, mit dem das jeweils optimale Abbildungsverhalten des endgültigen Maskenlayouts erreicht wird. Mit anderen Worten wird also eine Optimierung des Maskenlayouts dadurch erreicht, dass nicht auflösbare Hilfsstrukturen individuell mit variablem Abstand zur jeweiligen Hauptstruktur angeordnet werden.

Alternativ oder zusätzlich kann auch die Länge und/oder die Breite der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen der Gruppe variiert werden, um ein optimales Abbildungsverhalten des endgültigen Maskenlayouts zu gewährleisten. Insbesondere im Falle halbseitig isolierter Hauptstrukturen ist es vorteilhaft, die Länge der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen geeignet zu wählen.

Im Hinblick darauf, dass sich das OPC-Verfahren besonders schnell durchführen lässt, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn im Rahmen des OPC-Verfahrens die Form der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen der Gruppe unverändert bleibt; handelt es sich beispielsweise um rechteckförmige bzw. balkenförmige Hilfsstrukturen, so sollten diese ihre Rechteckform bzw. ihre Balkenform beibehalten. Zu variieren ist in einem solchen Fall dann lediglich die Breite der Rechtecke bzw. Balken, der Abstand der Rechtecke bzw. Balken der Gruppe untereinander und/oder die Länge der Rechtecke bzw. Balken.

Wie bereits erwähnt, können die optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen der Gruppe senkrecht zur Längsrichtung der zugeordneten Hauptstruktur angeordnet sein. Alternativ sind auch andere Ausrichtungen der nicht auflösbaren Hilfsstrukturen denkbar; beispielsweise können die optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen auch schräg zur Längsrichtung der zugeordneten Hauptstruktur angeordnet sein: z.B. kann sich die Längsrichtung der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen in einem Winkel von ca. 45° zur Längsrichtung der zugeordneten Hauptstruktur erstrecken.

Bezüglich der Ausgestaltung der Stirnkanten der Hilfsstrukturen gibt es verschiedene Ausführungsformen: beispielsweise können die Stirnkanten der optisch nicht auflösbaren Hilfsstruktur jeweils senkrecht zur Längsrichtung der jeweiligen Hilfsstruktur verlaufen. Alternativ können die Stirnkanten auch relativ zur Längsrichtung der zugeordneten Hauptstruktur ausgerichtet sein; beispielsweise können die Stirnkanten parallel zur Längsrichtung der jeweils zugeordneten Hauptstruktur verlaufen. Auch ist es denkbar, dass die Stirnkanten der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen jeweils durch zwei stirnseitige Abschlusskanten gebildet sind, die in Längsrichtung der Hilfsstruktur spitz zulaufen; in einem solchen Fall ist es möglich, dass zumindest eine der stirnseitigen Abschlusskanten parallel zur Längsrichtung der zugeordneten Hauptstruktur verläuft.

Im Hinblick auf eine besonders schnelle und einfache Durchführung des Verfahrens ist bevorzugt vorgesehen, dass die Platzierung der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen mit Hilfe eines Simulationsprogramms erfolgt.

Das OPC-Verfahren kann – wie eingangs bereits erläutert – als modellbasiertes OPC-Verfahren oder als regelbasiertes OPC-Verfahren durchgeführt werden, sei es in einer Target-Variante oder einer Defocus-Variante.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigen

1 eine Darstellung eines lithografischen Prozesses ohne OPC-Korrektur,

2 eine Darstellung eines lithografischen Prozesses mit OPC-Korrektur nach dem Stand der Technik,

2A eine Darstellung der Abhängigkeit des CD-Wertes vom Abstand der Maskenstrukturen untereinander („OPC-Kurve"),

3 ein Ausführungsbeispiel eines ersten vorläufigen Hilfs-Maskenlayouts,

4 ein OPC-Verfahren nach dem Stand der Technik anhand des Hilfs-Maskenlayouts gemäß 3,

5 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand des Hilfs-Maskenlayouts gemäß 3,

6 ein zweites vorläufiges Hilfs-Maskenlayout zur Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

7 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,

8 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,

9 ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der 2A ist eine OPC-Kurve 70 dargestellt, die angibt, wie sich die CD-Werte in Abhängigkeit von dem Abstand der Hauptstrukturen zueinander, beispielsweise also bei Linien, verändern. Bei isolierten Linien 71 ist der CD-Wert weitgehend unabhängig vom Abstand der Strukturen zueinander. Bei mittleren, halbdichten Hauptstrukturen 72 fällt der CD-Wert in Richtung geringerer Strukturabstände ab, bevor er bei sehr dichten Strukturen 73 wieder deutlich ansteigt.

Die OPC-Kurve 70 beschreibt dabei den CD-Wert-Verlauf auf dem Wafer bei einem konstanten Masken-CD-Wert, der in der 2A zum Vergleich ebenfalls eingezeichnet ist.

In der 3 erkennt man ein vorläufiges Hilfs-Maskenlayout 110, das Hauptstrukturen 120, 130 sowie 140 umfasst. Die drei Hauptstrukturen 120, 130 und 140 sind jeweils durch Rechtecke gebildet; dabei grenzen die beiden Hauptstrukturen 120 und 130 unmittelbar aneinander.

In der 4 ist anhand der Hauptstrukturen 120 und 130 gezeigt, wie das vorläufige Hilfs-Maskenlayout 110 gemäß 3 nach einem vorbekannten OPC-Verfahren optimiert wird. Zunächst werden in einem ersten Verfahrensschritt die Konturen der Hauptstrukturen 120 und 130 segmentiert; dies ist in der 4 durch Punkte 150 beispielhaft angedeutet. Anschließend werden den beiden segmentierten Hauptstrukturen 120 und 130 optisch nicht auflösbare Hilfsstrukturen 160 in Form von Scatterbars zugeordnet. Die Scatterbars 160 verlaufen dabei senkrecht zur Längserstreckung der jeweiligen Hauptstruktur 120 bzw. 130.

Um ein optimales endgültiges Maskenlayout zu generieren, bei dem möglichst wenig Abbildungsfehler auftreten, werden nachfolgend die Konturen in den einzelnen Segmenten der beiden Hauptstrukturen 120' und 130' verändert bzw. verschoben. Es entstehen dadurch modifizierte Hauptstrukturen 120' und 130', die sich von den ursprünglichen Hauptstrukturen 120 und 130 unterscheiden. Aufgrund der Segmentierung durch die Segmente 150 ist der Konturverlauf der Hauptstrukturen 120' und 130' nicht mehr geradlinig wie ursprünglich, sondern mit einer Vielzahl an Kontur-Sprüngen versehen. Durch diese Kontursprünge wird die Weiterverarbeitung des Maskenlayouts, insbesondere das Schreiben des Maskenlayouts auf eine Maske, erschwert, so dass unter Umständen Ungenauigkeiten auftreten können. Außerdem wird durch das Auftreten der Kontursprünge die Anzahl der beim Maskenschreiben erforderlichen „Shots" vergrößert, so dass die Schreibdauer beim Schreiben des endgültigen Maskenlayouts 110' deutlich vergrößert wird.

In der 5 ist ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren gezeigt. Man erkennt, dass die beiden Hauptstrukturen 120 und 130 des vorläufigen Hilfs-Maskenlayouts 110 unverändert bleiben. Zum Optimieren des Layouts und zur Vermeidung von Abbildungsfehlern werden lediglich die nicht auflösbaren Hilfsstrukturen, also die Scatterbars 160 modifiziert. Konkret werden die Scatterbars 160 in ihrer Länge, ihrem Abstand zur jeweils zugeordneten Hauptstruktur oder in ihrem Abstand relativ zueinander verändert. In der 5 ist die Variation des Abstandes zur jeweils zugeordneten Hauptstruktur bzw. die Variation der Länge der Scatterbars 160 durch durchgezogene Linien angedeutet; die gestrichelten Linien zeigen die Scatterbars vor der Modifizierung.

Die Variation der Scatterbars 160 ist in der 6 nochmals im Detail gezeigt. Man erkennt zwei Hauptstrukturen 300 und 310, die einen vorgegebenen Abstand A zueinander aufweisen. Zwischen den beiden Hauptstrukturen 300 und 310 ist eine Gruppe 315 parallel verlaufender Scatterbars 320 angeordnet. Die Scatterbars 320 sind jeweils senkrecht zur Längserstreckung der beiden Hauptstrukturen 300 und 310 angeordnet. Zur Optimierung des Abbildungsverhaltens des endgültigen Maskenlayouts wird der Abstand dss zwischen den Scatterbars 320 der Scatterbargruppe, die Breite W jedes der Scatterbars sowie der Abstand d jedes Scatterbars zu den beiden Hauptstrukturen 300 und 310 im Rahmen eines Optimierungsverfahrens soweit modifiziert, dass im Endergebnis ein endgültiges Maskenlayout entsteht, das ein optimales Abbildungsverhalten aufweist.

In der 6 ist darüber hinaus eine weitere Gruppe 340 mit Scatterbars 350 gezeigt, die ebenfalls senkrecht zur Längserstreckung der Hauptstruktur 310 verlaufen. Da in der 6 rechts von der Hauptstruktur 310 keine weitere Hauptstruktur angeordnet ist und demgemäß die Hauptstruktur 310 halbseitig isoliert ist, wird eine Optimierung des Abbildungsverhaltens des endgültigen Maskenlayouts dadurch erreicht, dass die Länge L der Scatterbars 350 entsprechend optimal gewählt wird.

Wie sich in den 5 und 6 erkennen lässt, werden im Rahmen des OPC-Verfahrens ausschließlich die Scatterbars modifiziert; die Hauptstrukturen selbst bleiben jedoch unverändert.

Anhand der 7 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Man erkennt zwei Hauptstrukturen 600 und 610, denen Hilfsstrukturen 640 (z. B Scatterbars) zugeordnet sind. Im Unterschied zu dem Verfahren gemäß den 5 und 6 erstreckt sich bei dem Verfahren gemäß der 7 die Längsrichtung 650 der Hilfsstrukturen 640 in einem vorgegebenen Winkel &agr; zur Längsrichtung 620 bzw. 630 der Hauptstrukturen 600 und 610. Die Hilfsstrukturen 640 verlaufen somit schräg relativ zu den Hauptstrukturen 600 bzw. 610. Vorzugsweise liegt der Winkelbereich des Winkels &agr; zwischen 10 und 80 Grad. Ein besonders günstiger Wert ist ein Winkel von ca. 45 Grad.

Durch die schräge Anordnung der Hilfsstrukturen 640 ist es möglich, den Abstand A zwischen den Hauptstrukturen 600 und 610 kleiner zu wählen, als dies bei dem Verfahren gemäß der 5 bzw. 6 möglich ist. Die Länge L bestimmt nämlich nicht mehr den Mindestabstand A zwischen den beiden Hauptstrukturen 600 und 610. Je kleiner der Winkel &agr; wird, um so näher können die beiden Hauptstrukturen 600 und 610 aneinander rücken, ohne dass die Mindestlänge L der Hilfsstruktur 640 eine Begrenzung darstellt. Eine technologische Grenze wird hierbei lediglich durch den Mindestabstand d zur jeweils benachbarten Hauptstruktur 600 bzw. 610 festgelegt.

Man erkennt in der 7, dass die Stirnkanten 700 der Hilfsstrukturen 640 senkrecht zur Längsrichtung 650 der Hilfsstrukturen verlaufen. Der Abstand d zwischen den Hilfsstrukturen 640 und den Hauptsstrukturen 600 bzw. 610 wird somit durch die Eckpunkte E der Hilfsstrukturen 640 festgelegt.

Anhand der 8 wird nun ein drittes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 verlaufen bei diesem Ausführungsbeispiel die Stirnkanten 700 der Hilfsstrukturen 640 parallel zur Längsrichtung 620 bzw. 630 der jeweils zugeordneten Hauptstruktur 600 bzw. 610. Die Hilfsstrukturen 640 bilden somit keine Rechtecke, sondern Parallelogramme.

In der 9 ist ein viertes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren gezeigt. Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel verlaufen die Stirnkanten 700 der Hilfsstrukturen 640 spitz zueinander. Dabei bilden jeweils zwei stirnseitige Abschlusskanten 710 und 720 eine Spitze S. Eine der beiden stirnseitigen Abschlusskanten – dies ist beispielsweise die Kante 710 – verläuft dabei parallel zur Längsrichtung 620 bzw. 630 der benachbarten Hauptstruktur 600 bzw. 610.

Bezüglich der Breite w der Hilfsstrukturen 640, dem Abstand dss zwischen den Hilfsstrukturen 640 untereinander sowie dem Abstand d zwischen den Hilfsstrukturen 640 und der jeweils benachbarten Hauptstruktur 600 bzw. 610 ist Folgendes zu berücksichtigen: Der Abstand d ist jeweils möglichst klein zu wählen, damit der prozessfenstervergrößernde Einfluss der Hilfsstrukturen 640 möglichst groß ist. Zu klein dürfen die Abstände d jedoch auch nicht sein, da eine Abbildung der Hilfsstrukturen 640 beim Lithographieverfahren in jedem Fall vermieden werden muss. Die untere Grenze dmin für den Abstand d ist erfahrungsgemäß abhängig von der Breite w der Hilfsstruktur 640 sowie von der Breite cd1 und cd2 der benachbarten Hauptstrukturen 600 bzw. 610. Je kleiner die Breite w der Hilfsstrukturen 640 sowie die Breite cd1 bzw. cd2 der beiden Hauptstrukturen 600 und 610 ist, desto kleiner kann üblicherweise der Mindestabstand dmin gewählt werden. Der Mindestabstand dmin ist dabei sowohl vom Belichtungsprozess als auch vom Maskenherstellungsprozess abhängig und kann für eine vorgegebene Technologie in der Regel einen bestimmten Wert nicht unterschreiten. Entsprechendes gilt für die Länge L der Hilfsstrukturen 640: Deren Länge L kann abhängig vom jeweiligen Maskenherstellungsprozess ebenfalls eine untere Grenze Lmin üblicherweise nicht unterschreiten; die untere Grenze Lmin liegt erfahrungsgemäß bei einem Vielfachen des Mindestabstands dmin und der Mindestbreite w der Hilfsstrukturen 640.

Der Mindestabstand Amin zwischen den beiden Hauptstrukturen 600 und 610 ergibt sich im Falle einer schrägen Anordnung der Hilfsstrukturen 640 gemäß folgender mathematischer Beziehung: Amin = 2·dmin + Lmin·cos &agr;

Je kleiner somit der Winkel &agr; wird, um so dichter können die beiden Hauptstrukturen 600 und 610 aneinanderrücken. Bei einem Winkel von &agr; = 45 Grad ergibt sich somit ein Mindestabstand Amin von: Amin = 2·dmin + Lmin/√2

10Maske 20Maskenlayout 20'modifiziertes bzw. endgültiges Maskenlayout 25Fotolackstruktur 30Wafer 40Lichtstrahl 50Fokussierungslinse 60resultierende Fotolackstruktur 70OPC-Kurve 71isolierte Linien 72halbdichte Strukturen 73sehr dichte Strukturen 110vorläufiges Hilfs-Maskenlayout 120Hauptstruktur 120'segmentierte Hauptstruktur 130Hauptstruktur 130'segmentierte Hauptstruktur 140Hauptstruktur 150Segmentierung 160Scatterbars 300Hauptstruktur 310Hauptstruktur 315Gruppe 320Scatterbars 340weitere Gruppe 350Scatterbars 600Hauptstruktur 610Hauptstruktur 620Längsrichtung 630Längsrichtung 640Scatterbar, nichtabbildend 650Längsrichtung 700Stirnkante 710Abschlusskante 720Abschlusskante SSpitze EEckpunkt AAbstand zwischen den Hauptstrukturen AminMindestabstand zwischen den Hauptstrukturen LLänge der Scatterbars LminMindestlänge der Scatterbars dAbstand Scatterbar/Hauptstruktur dminMindestabstand Scatterbar/Hauptstruktur &agr;Winkel zwischen Längsrichtung Scatter bar/Hauptstruktur

Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Erzeugen eines Abbildungsfehler vermeidenden, endgültigen Maskenlayouts (20') für eine Maske (10), bei dem ein – insbesondere gemäß einem vorgegebenen elektrischen Schaltplan – erzeugtes, vorläufiges Hilfs-Maskenlayout (110) in das endgültige Maskenlayout (20') mit Hilfe eines OPC-Verfahrens überführt wird, wobei einer Hauptstruktur (120, 130) des vorläufigen Hilfs-Maskenlayouts (110) optisch nicht auflösbare Hilfsstrukturen (160, 320) zugeordnet werden,

    dadurch gekennzeichnet,

    – dass im Rahmen des OPC-Verfahrens ausschließlich die optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen (160, 320) verändert werden und

    – dass die Hauptstruktur (120, 130) selbst unverändert bleibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

    – einer zumindest im Bereich eines Teilstücks in eine erste Richtung ausgerichteten Hauptstruktur (120, 130) des vorläufigen Hilfs-Maskenlayouts (110) eine Gruppe (315, 340) untereinander parallel verlaufender optisch nicht auflösbarer Hilfsstrukturen (320, 350) zugeordnet wird und

    – dass die Hilfsstrukturen der Gruppe benachbart zu dem Teilstück in einer zweiten Richtung ausgerichtet werden, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen des OPC-Verfahrens für jede optisch nicht auflösbare Hilfsstruktur (160, 320) der Gruppe jeweils derjenige Abstand (d) zu der zugeordneten Hauptstruktur (120, 130, 300, 310) individuell ermittelt wird, mit dem das jeweils optimale Abbildungsverhalten des endgültigen Maskenlayouts (20') erreicht wird.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen des OPC-Verfahrens der Abstand (dss) der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen (320) der Gruppe relativ zueinander variiert wird.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen des OPC-Verfahrens die Form der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen der Gruppe unverändert bleibt.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen der Gruppe eine Rechteck-, Parallelogramm- oder Balken-Form aufweisen.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen der Gruppe im Falle einer halbseitig isolierten Hauptstruktur variiert wird.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (w) der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen der Gruppe variiert wird.
  9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe mit den optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen (160, 320) derart angeordnet wird, dass sich die Längsrichtung der Hilfsstrukturen senkrecht zur Längsrichtung der zugeordneten Hauptstruktur erstreckt.
  10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe mit den optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen (640) derart angeordnet wird, dass sich die Längsrichtung (650) der Hilfsstrukturen schräg zur Längsrichtung (620, 630) der zugeordneten Hauptstruktur (600, 610) erstreckt.
  11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen (640) derart erfolgt, dass die Längsrichtung der Hilfsstruktur und die Längsrichtung der zugeordneten Hauptstruktur einen Winkel von 45 Grad zueinander aufweisen.
  12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Stirnkanten (700) der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen senkrecht zur Längsrichtung (650) der jeweiligen Hilfsstruktur (640) verläuft.
  13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Stirnkanten (200) der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen parallel zur Längsrichtung (620, 630) der zugeordneten Hauptstruktur (600, 610) verläuft.
  14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Stirnkanten (700) der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen durch zwei stirnseitige Abschlusskanten 710, 720) gebildet ist, die in Längsrichtung (650) der jeweiligen Hilfsstruktur spitz zulaufen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der stirnseitigen Abschlusskanten (210) parallel zur Längsrichtung (620, 630) der zugeordneter Hauptstruktur verläuft.
  16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platzierung der optisch nicht auflösbaren Hilfsstrukturen mit Hilfe eines Simulationsprogrammes erfolgt.
  17. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das OPC-Verfahren (250) ein modellbasiertes OPC-Verfahren oder ein regelbasiertes OPC-Verfahren durchgeführt wird.
  18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das OPC-Verfahren (250) ein Target-OPC-Verfahren oder ein Defocus-OPC-Verfahren durchgeführt wird.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com