DE10346561A1

DE10346561A1 - Photomaske mit einer Transparenzeinstellschicht, Verfahren zur Herstellung der Photomaske und Belichtungsverfahren unter Verwendung der Photomaske

Info

Publication number: DE10346561A1
Application number: DE10346561A
Authority: DE
Inventors: Jong-rak Chungju Park; Seong-woon Suwon Choi; Gi-Sung Yeo; Sung-hoon Ansan Jang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2023-10-08
Also published as: US7001697B2; JP4393833B2; US20040067422A1; KR100486270B1; KR20040031907A; DE10346561B4; JP2004133456A

Abstract

Ein Photomaskensubstrat zur Verwendung in einem Photolithographieverfahren weist ein Substrat, ein Hauptmuster auf einer Seite des Substrats und eine Transparenzeinstellschicht auf der anderen Seite des Substrats auf. Die Transparenzeinstellschicht weist eine Eigenschaft auf, die es ihr ermöglicht, die Intensität bzw. Stärke der Beleuchtung, die auf das Hauptmuster während des Belichtungsverfahrens einstrahlt, entsprechend zu ändern. Bei der Herstellung der Photomaske wird ein erstes Belichtungsverfahren auf einem Wafer unter Verwendung von lediglich dem Substrat und dem Muster ausgeführt. Die kritischen Strukturen bzw. die kritischen Abmessungen (critical dimensions = CD) der Elemente auf dem Muster, das auf dem Wafer als Ergebnis des ersten Belichtungsverfahrens ausgebildet wird, werden gemessen. Die Unterschiede zwischen diesen kritischen Abmessungen und einem Referenzwert der kritischen Abmessungen werden anschließend beim Entwurf eines Layouts der Transparenzeinstellschicht verwendet, bei welchem die Charakteristik der Schicht zum Kompensieren dieser Differenzen variiert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen gebräuchliche Photolithografieverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Photomaske von einer Belichtungsvorrichtung einer photolithografischen Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Photomaske.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen werden photolithografische Verfahren weit verbreitet eingesetzt, um Muster auf einem Wafer durch ein Übertragen eines Musters einer Photomaske auf einen Wafer auszubilden. Bei diesen Verfahren wird eine Photoresistschicht auf dem Wafer ausgebildet. Die Photoresistschicht (Photolack) wird mit Licht durch die Photomaske hindurch belichtet, wodurch eine dem Muster der Photomaske entsprechende Abbildung auf der Photoresistschicht ausgebildet wird. Die belichtete Photoresistschicht wird anschließend entwickelt, wodurch die Photoresistschicht gemustert wird. Anschließend wird eine oder mehrere Schichten, die unterhalb der Photoresistschicht liegt/liegen, unter Verwendung der gemusterten Photoresistschicht als eine Maske geätzt, wodurch die unterliegende bzw. unterliegenden Schichten gemustert werden.

Um die Forderung bei Halbleitervorrichtungen nach immer höheren Integrationsdichten zu erfüllen, werden die Entwurfsregeln bzw. Strukturgrößen für die Herstellung dieser Vorrichtungen immer geringer. Die Beschränkungen in der Auflösung bei den Belichtungsverfahren der Photolithografie stellen jedoch ein ernsthaftes Hindernis bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen mit hochintegrierten Schaltungsmustern dar. Insbesondere ist die Gleichförmigkeit, die bei den Abmessungen der Muster, die auf dem Wafer ausgebildet sind, erreicht werden kann, durch die Auflösung begrenzt, die bei den gegenwärtigen photolithografischen Belichtungsverfahren erzielt werden können.

Ferner wird die gleiche Photomaske bei der Photolithografie verwendet, um ein Muster auszubilden, dessen Elemente alle die gleiche (kritische) Abmessung aufweisen. Trotzdem können die Abmessungen dieser Elemente des Musters in Abhängigkeit von dem Ort bzw. der Lage auf dem Wafer, bei denen jedes der Elemente ausgebildet ist, beträchtlich abweichen. Dies kommt daher, daß die Gleichförmigkeit bei den Abmessungen der Muster, die auf einem Wafer unter Verwendung einer gemeinsamen Maske ausgebildet sind, durch zahlreiche Faktoren beeinflußt wird, wie etwa der Verfahren mit welchen die Photoresistschicht ausgebildet wird, z. B. Beschichtungs- und Backverfahren, der Eigenschaften der Belichtungsvorrichtung einschließlich solcher der Photomaske, dem Verfahren mit welchem die Photoresistschicht entwickelt wird und das Verfahren mit welchem die Schicht/Schichten unterhalb der gemusterten Photoresistschicht geätzt wird/werden. Die Shot-Gleichförmigkeit bzw. die In-Field-Gleichförmigkeit, d.h. die Unterschiede zwischen den entsprechenden Abmessungen innerhalb der Muster, die auf Wafer ausgebildet sind, hängt insbesondere von den Eigenschaften der Belichtungsvorrichtung und der Photomaske ab.

Daher sind die verschiedenen Arten, die Auflösung des Belichtungsverfahrens zu erhöhen, seit langem von großem Interesse auf diesem Gebiet. Beispielsweise hat die Verwendung eines Beugungsgitters oder eines Filters, um die durch die Lichtquelle im Verlauf des Beleuchtungsverfahren erzeugten Belichtung zu verändern, Popularität unter den photolithografischen Verfahren erlangt, die auf eine Erhöhung bei der Auflösung des Verfahrens abzielen. Dieses Verfahren gilt jedoch nicht als vollständig erfolgreich beim Erhöhen der Gleichförmigkeit der Abmessungen des Musters auf einem Wafer.

Ebenso wurden Anstrengungen beim Verringern eines Unterschieds bei den kritischen Strukturen bzw. Abmessungen bei jedem der einzelnen Elemente eines Musters auf einem Wafer mittels Vorsehen der Photomaske mit einem Filter unter Verwendung eines Laserimpulses als Belichtungslicht und Variieren der Energie des Laserimpulses unternommen wurden. Jedoch sind diese Anstrengungen noch weit von einer praktischen Umsetzung entfernt, da das freie Variieren der Intensität bzw. Stärke des Laserimpulses in dem Ausmaß, wie es für die Erzielung der Gleichförmigkeit bei den kritischen Abmessungen erforderlich wäre, Schwierigkeiten bereitet.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Gleichförmigkeit der kritischen Abmessungen eines Musters zu verbessern, das auf einem Wafer durch Photolithografie ausgebildet werden kann, ohne der Notwendigkeit irgendwelche erheblichen Veränderungen bei dem Beleuchtungssystem, das in der photolithografischen Vorrichtung verwendet wird, zu machen. Zu diesem Zweck sieht die vorliegende Erfindung Verbesserungen auf der Photomaskenebene vor. Insbesondere sieht die vorliegende Verbindung ein Photomaske vor, die zum Erzeugen eines Musters mit höchst gleichförmigen kritischen Abmessungen auf einem Wafer in der Lage ist, wenn sie in einem typischen Belichtungsverfahren verwendet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Photomaske und ein Belichtungsverfahren unter Verwendung der Photomaske.

Die Photomaske enthält ein transparentes Photomaskensubstrat, ein auf den Wafer zu übertragendes Hauptmaskenmuster, daß auf der Vorderseite des Photomaskensubstrates angeordnet ist, und eine Transparenzeinstellschicht, die auf der Rückseite des Photomaskensubstrates angeordnet ist. Die Transparenzeinstellschicht erzeugt leichte Veränderungen in den Intensitäten bzw. Stärken der Lichtstrahlen, welche durch das Photomaskensubstrat gerichtet bzw. geführt werden und auf das Hauptmuster einfallen. Die Eigenschaften der Transparenzeinstellschicht sind so bemessen, daß ein höherer Grad an Gleichförmigkeit in dem Muster, das auf dem Wafer durch das Belichtungsver fahren zu übertragen ist, erzeugt wird, als wenn das Belichtungsverfahren unter Verwendung der gleichen Photomaske ohne der Transparenzeinstellschicht ausgeführt wird.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Transparenzeinstellschicht eine gemusterte Schicht sein, die einen Satz von Transparenzeinstellmustermerkmalen bzw. -elementen aufweist, die jeweils in Abschnitten eines Bereiches auf der Rückseite des Substrates vorgesehen sind. In diesem Fall können die zuvor erwähnten Veränderungen in der Intensität bzw. Stärke der Lichtstrahlen (Beleuchtung) durch Variationen bei den Dichten der Sätze von Transparenzeinstellmusterelementen bewirkt werden. Beispielsweise kann die Stärke der Beleuchtung um mehr als 50% durch einen Satz von Transparenzeinstellmusterelementen verringert werden, eine ausreichend hohe Dichte vorausgesetzt. Die Transparenzeinstellmusterschicht wird jedoch vorzugsweise derart ausgebildet, daß die Intensität der Beleuchtung um maximal ungefähr 20% verringert wird und derart, daß die Form bzw. das Profil (shape) der Beleuchtung sich kaum verändert. Beispielsweise variieren der Dichten der Sätze der Transparenzeinstellmustermerkmale für den Fall, in welchem die Form der Beleuchtung, die bei dem Belichtungsverfahren verwendet wird, ringförmig (annular) ist, innerhalb der Sätze um ungefähr maximal 5%. Demgemäß wird die Intensität der Beleuchtung durch die Elemente verändert, jedoch wird die Ringform (Annularität) der Beleuchtung größtenteils aufrecht erhalten.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beginnt ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Photomaske mit dem Vorsehen einer Photomaske, die lediglich das Substrat und das Hauptmuster, daß an der Vorderseite des Substrates angeordnet ist, enthält, sowie mit dem Übertragen einer Abbildung des Hauptmusters auf einen Wafer mittels Durchführen eines Belichtungsverfahrens, in welchem die Beleuchtung durch die Photomaske auf den Wafer gerichtet ist. Die Abbildung des Hauptmusters wird zum Erzeugen eines Musters auf dem Wafer, das aus Elementen ausgebildet ist, die jeweilige entsprechende kritische Strukturen bzw. Abmessungen (critical dimensions = CD) aufweisen, verwendet. Anschließend werden die kritischen Abmessungen gemessen oder anderweitig quantifiziert, um eine Verteilung der Werte der kritischen Abmessungen auf dem Wafer zu erhalten bzw. zu erzielen. Ein Referenzwert für die kritische Abmessungen wird anschließend auf der Grundlage der quantifizierten Werte für die kritischen Abmessungen ausgewählt. Vorzugsweise wird der niedrigste der kritischen Abmessungswerte als der kritische Abmessungsreferenzwert ausgewählt.

Die kritischen Abmessungswerte werden mit dem kritischen Abmessungsreferenzwert verglichen, um die jeweiligen Unterschiede zwischen ihnen festzustellen.

Eine Korrelation zwischen den Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente, hinsichtlich ihrer Größe und ihres Abstands, und der Änderungen, die die Transparenzeinstellmusterelemente, die bei solchen Dichten an der Rückseite des Substrates vorgesehen sind, in der Intensität der Beleuchtung, die durch die Elemente hindurch während des gleichen Belichtungsverfahrens gerichtet ist, hervorrufen würden, wird erzielt. Ebenso werden die Ausmaße, um welche die Intensität der Beleuchtung, die in dem Belichtungsverfahren verwendet wird, zum Verringern der jeweiligen Unterschiede zwischen den kritischen Abmessungswerten und dem Referenzwert der kritischen Abmessungen verringert werden müssen, bezogen auf Örtlichkeiten bzw. die Lage auf der Photomaske bestimmt. Demgemäß wird eine Verteilung der Ausmaße, um welche die Intensität der Beleuchtung verringert werden muß, erzielt.

Anschließend werden auf der Grundlage der zuvor beschriebenen Korrelation die Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente, die mit der Verteilung der Ausmaße, um welche die Beleuchtungsstärke verringert werden muß, erzielt, wodurch eine Verteilung der Dichten der Transparenzeinstellmustermerkmale in Relation zu den Örtlichkeiten bzw. zur jeweiligen Lage auf der Photomaske vorgesehen wird. Schlußendlich wird die Transparenzeinstellmusterschicht auf der Rückseite der Photomaske in Übereinstimmung mit der zuvor erwähnten Verteilung der Dichten ausgebildet. Vorzugsweise besitzen die Transparenzeinstellmuster jeweils eine Größe von ungefähr 0,8 μm (ihre größte Abmessung).

Vorzugsweise wird die Korrelation zwischen den Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente und den Veränderungen, die die Transparenzeinstellmusterelemente in der Intensität der Beleuchtung hervorrufen, durch eine Fourier-Transformation erzeugt. In diesem Fall werden Transparenzeinstellmusterelemente, die eine willkürliche Größe und Abstand aufweisen, auf der Rückseite des Photomaskensubstrates ausgebildet. Eine Fourier-Transformation der Abbildungen der Transparenzeinstellmusterelemente sieht die Intensität der modifizierten Beleuchtung, die auf das Hauptmuster einfällt, als eine Funktion der Größe und des Abstandes der willkürlichen Anordnung der Transparenzeinstellmusterelemente vor. Anschließend wird auf der Grundlage dieser Funktion eine Korrelation zwischen den Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente, dargestellt durch

und den Veränderungen, die die Transparenzeinstellmusterelemente bei der Intensität der Beleuchtung während des Belichtungsverfahrens hervorrufen würden erzielt. Vorzugsweise wird die Beleuchtungsintensität in dieser Funktion durch

dargestellt.

Vorzugsweise werden die Ausmaße, um welche die Beleuchtungsintensität, die bei dem Belichtungsverfahren verwendet wird, verringert werden müßte, unter Verwendung von Dosisgradwerten (D-L-Werten bzw. dose latitude values) bestimmt. Die Dosisgradwerte sind repräsentativ für Abweichungen bei einer kritischen Abmessung (CD) eines Musters, das durch ein Belichtungsverfahren ausgebildet worden ist, bezüglich Veränderungen in der Beleuchtungsdosis, die zum Ausbilden des Musters verwendet wird. Belichtungsdosisvariationen, die mit den Differenzen zwischen den CD-Werten und dem CD-Referenzwert korrespondieren, werden unter Verwendung der Dosisgradwerte und der Differenzen zwischen den CD-Werten und dem CD-Referenzwert berechnet.

Die Transparenzeinstellmusterelemente können Vertiefungen sein, die durch ein selektives Ätzen der Rückseite des Photomaskensubstrates ausgebildet werden. Die Vertiefungen weisen eine vorbestimmte Größe und Tiefe auf, so daß Licht, das durch diese Vertiefungen passiert, eine Phase aufweist, die unterschiedlich zu der des Lichtes ist, das durch andere Abschnitte der Rückseite des Photomaskensubstrates passiert. Die Vertiefungen bewirken, daß das durch sie hindurchpassierende Licht gebeugt wird oder eine Interferenz mit dem Licht, das durch die anderen Abschnitte der Rückseite des Photomaskensubstrates passiert, erfährt.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Transparenzeinstellmusterelemente durch eine gemusterte (Abschirm-) Schicht aus einem Material, das zum Reflektieren oder Absorbieren der einfallenden Beleuchtung in der Lage ist, ausgebildet. Diese Elemente werden durch ein Abdecken der Rückseite des Photomaskensubstrates mit einer Schicht dieses Materials und einem anschließenden Ätzen der Schicht ausgebildet. Vorzugsweise weist das Material Chrom auf.

Gemäß einem weiteren anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Transparenzeinstellschicht auf einem transparenten Hilfsmaskensubstrat vorgesehen werden, das auf der Rückseite des Photomaskensubstrates angeordnet ist, wobei die Transparenzeinstellelemente auf dem Hilfsmaskensubstrat ausgebildet werden.

Gemäß einem anderen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Transparenzeinstellschicht eine Schicht aus lichtabsorbierendem Material sein, die auf der Rückseite des Photomaskensubstrates ausgebildet ist und eine Dicke aufweist, die in Übereinstimmung mit den Ausmaßen variiert, um welche die Beleuchtungsintensität verringert werden muß.

Das Belichtungsverfahren der vorliegenden Erfindung beginnt zuerst mit einem Vorsehen einer typischen Photomaske und anschließendem Korrigieren der Photomaske, d. h. durch Herstellung einer Photomaske, wie zuvor beschrieben. Daher wird zuerst eine Photomaske vorgesehen, die ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite sowie einem Hauptmuster enthält, daß an der Vorderseite des Substrates angeordnet ist. Eine Abbildung des Hauptmusters wird in einem ersten Belichtungsverfahren auf einen Wafer übertragen und zum Erzeugen eines Musters auf dem Wafer ver wendet. Die Werte der kritischen Abmessungen (CDs) der Muster werden mit einem CD-Referenzwert verglichen, um Differenzen zwischen ihnen festzustellen. Anschließend werden die Ausmaße, um welche die Beleuchtungsintensität, die in dem ersten Belichtungsverfahren verwendet wird, verringert werden muß, um die jeweiligen Differenzen zwischen den CD-Werten und dem CD-Referenzwert zu verringern, bezogen auf die Lage auf der Photomaske bestimmt, wodurch eine Verteilung dieser Ausmaße in Relation zu den Orten auf der Photomaske erzielt wird. Eine Transparenzeinstellschicht wird anschließend auf der Rückseite des Photomaskensubstrates ausgebildet. Die Transparenzeinstellchicht ist zum Verändern der Stärke der Beleuchtung, die auf die Rückseite der Photomaske gerichtet ist, in der Lage. Die Eigenschaften der Transparenzeinstellschicht bezüglich ihrer Fähigkeit zum Verändern der Beleuchtung variieren in Übereinstimmung mit der Verteilung der Ausmaße, um welche die Stärke der Beleuchtung, die in dem Belichtungsverfahren verwendet wird, verringert werden muß.

Als nächstes wird die so korrigierte Photomaske in einem zweiten Belichtungsverfahren verwendet, nämlich dem, welches bei der Herstellung der tatsächlichen Vorrichtungen auf dem Wafer verwendet wird. In dieser Phase des Verfahrens wird daher die Abbildung des Hauptmusters auf einen Wafer unter Verwendung des Photomaskensubstrates mit der Transparenzeinstellschicht auf ihrer Rückseite gerichtet. Vorzugsweise wird das zweite Belichtungsverfahren unter den gleichen Bedingungen im Bezug auf die verwendete Beleuchtung durchgeführt, wie bei dem ersten Belichtungsverfahren.

Somit wird die Gleichförmigkeit der kritischen Abmessungen des Musters, das auf dem Wafer durch das zweite Belichtungsverfahren ausgebildet wird, im Vergleich zu dem, was durch das erste Belichtungsverfahren erzielt worden ist, verbessert. Dennoch kann das zweite Belichtungsverfahren unter Verwendung des gleichen Beleuchtungssystems wie bei dem ersten Belichtungsverfahren ausgeführt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorherigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung besser ersichtlich in welcher:
1 ein konzeptionelles Diagramm ist, das ein Belichtungsverfahren unter Verwendung einer herkömmlichen Photomaske darstellt;
2 ein konzeptionelles Diagramm ist, das ein Belichtungsverfahren unter Verwendung einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein konzeptionelles Diagramm ist, das die Modifikation der Beleuchtung durch eine Transparenzeinstellmusterschicht einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ein konzeptionelles Diagramm einer willkürlichen (arbitrary) Anordnung von Transparenzeinstellmusterelementen in einem spezifischen Bereich der Rückseite einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
5 ein Graph ist, der Beziehungen zwischen der modifizierten Beleuchtungsintensität und der Dichte der Transparenzeinstellmusterelemente zeigt, die zum Modifizieren der Beleuchtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
6 ein Graph ist, der den Einfluß zeigt, den die Größe und die Intensität der Transparenzeinstellmusterelemente auf die Form der Pupille eines Beleuchtungssystems haben;
7 ein Diagramm der Verteilung der kritischen Abmessungen in einem Muster auf einem Bereich eines Wafers ist, der unter Verwendung eines typischen Belichtungsverfahrens belichtet wird;
8 ein Diagramm ist, das das Muster, das durch das typische Belichtungsverfahren, das in 7 dargestellt ist, mit verschiedenen Beleuchtungsdosen erzeugt wird;
9 ein Diagramm korrespondierend zu 7 ist, das jedoch das Aufteilen des belichteten Bereichs in Einheitsflächen darstellt, denen korrespondierende Sätze von Transparenzeinstellmusterelementen jeweils gemäß der vorliegenden Erfindung zugeordnet werden;
10 eine schematische Draufsicht auf eine Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die die Transparenzeinstellmusterelemente zeigt, die jeder Einheitsfläche, die in 9 gezeigt ist, derart zuteilt, um so entsprechend der kritischen Abmessungsverteilung, die in 7 gezeigt ist, zu korrigieren;
11 ein Diagramm der Verteilung von kritischen Abmessungen eines Musters ist, das auf einem Wafer durch ein Belichtungsverfahren unter Verwendung der ersten Ausführungsform einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet worden ist;
12 ein Diagramm ist, das das Muster darstellt, das durch das Belichtungsverfahren unter Verwendung der ersten Ausführungsform einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung bei verschiedenen Belichtungsdosen erzeugt wird;
13 ein Diagramm ist, das das Muster darstellt, das durch das Beleuchtungsverfahren unter Verwendung der ersten Ausführungsform einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung bei verschiedenen Tiefenschärfen (depths-of-focus bzw. DOF) erzeugt wird;
14 ein Flußdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Ausbilden von Transparenzeinstellmusterelementen gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
15 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsformn einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
16 eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
17 eine Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
18 eine Querschnittsansicht einer fünften Ausführungsform einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung eingehender beschrieben. Bei den Zeichnungen ist die Dicke der Schichten und der Bereiche aus Gründen der Übersichtlichkeit übertrieben dargestellt. Ebenso ist es ersichtlich, daß wenn eine Schicht als auf "auf" einer anderen Schicht oder Substrat bezeichnet wird, eine solche Beschreibung sowohl bedeuten kann, daß die betreffende Schicht direkt auf einer anderen Schicht oder einem anderen Substrat angeordnet ist, als auch, daß dazwischenliegende Schichten vorhanden sein können. Des weiteren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente durch die Figuren der Zeichnung hindurch.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden allgemein unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. 1 zeigt ein Belichtungsverfahren unter Verwendung einer typischen Photomaske und 2 zeigt ein Belichtungsverfahren unter Verwendung einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Belichtungsverfahren, die in den 1 und 2 dargestellt sind, weisen jeweils ein Beleuchten der jeweiligen Photomasken mit Belichtungslicht auf, das eine gleichförmige Intensitätsverteilung aufweist. Ebenso sind die Belichtungsverfahren in Bezug auf die Form des verwendeten Belichtungslichtes und der Parameter der Linsen, mit welchen das Belichtungslicht auf die Wafer projiziert wird, gleich.
Wie in 1 gezeigt, besteht die herkömmliche Photomaske aus einem Maskensubstrat 10 und einem Hauptmuster 15, das auf der Vorderseite des Substrats 10 (d.h. auf der Wafer zugewandten Seite) ausgebildet ist. Lichtstrahlen, die auf das Photomaskensubstrat 10 einfallen, passieren durch das Photomaskensubstrat 10 und bestrahlen das Hauptmuster 15. Eine Abbildung, die identisch zu der Abbildung des Hauptmusters 15 ist, sollte durch das Belichtungsverfahren auf den Wafer übertragen werden, wobei die Intensität bzw. Stärke der Lichtstrahlen, die die Photomaske beleuchten, eine gleichförmige Verteilung aufweist. Tatsächliche Messungen auf dem Wafer ergaben jedoch eine sehr niedrige Shot-Gleichförmigkeit bzw. In-Field-Gleichförmigkeit, wie in 1 gezeigt. Das heißt, die kritische Abmessung (critical dimension = CD) variiert unter den einzelnen Elementen des Musters.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Transparenzeinstellmusterschicht auf der Rückseite des Photomaskensubstrats 100 (d.h. der der Beleuchtungsquelle zugewandten Seite) vorgesehen, um derartige Variationen in kritischen Abmessungen zu korrigieren. Die Transparenzeinstellmusterschicht enthält Transparenzeinstellmusterelemente 200 und die Dichte dieser Transparenzeinstellmusterelemente 200 variiert entlang der Rückseite des Substrats 100.
Gemäß 2 wird die Rückseite des Photomaskensubstrats 100 mit Lichtstrahlen beleuchtet, die eine gleichförmige Intensitätsverteilung aufweisen. Die Transparenzeinstellmusterelemente 200, die auf der Rückseite des Photomaskensubstrats 100 ausgebildet sind, sind zum Induzieren einer Phasendifferenz in den einfallenden Lichtstrahlen in der Lage oder sind zum Reflektieren oder zum Absorbieren in der Lage, um so die Intensität der Lichtstrahlen, die durch das Photomaskensubstrat 100 passieren, zu verändern. Demgemäß bewirken die Transparenzeinstellmusterelemente 200, daß die Lichtstrahlen, die auf die Rückseite des Photomaskensubstrats 100 einfallen, gebeugt werden oder miteinander interferieren.
Im Ergebnis wird damit die Verteilung der Intensität der Lichtstrahlen, die durch das Photomaskensubstrat 100 passieren, verändert. Die Lichtstrahlen, die eine derartig veränderte Intensitätsverteilung aufweisen, fallen auf das Hauptmuster 150, das auf der Vorderseite des Photomaskensubstrats 100 vorgesehen ist, und übertragen die Abbildung des Hauptmusters 150 auf einen Wafer. Obgleich die Beleuchtungsquellen für die Photomasken in den in 1 und 2 dargestellten Verfahren die gleichen sind, wird die Abbildung des Hauptmusters 150 unterschiedlich zu dem herkömmlichen Verfahren, das in 1 dargestellt ist, auf den Wafer übertragen, da Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Intensitäten auf die Hauptmuster 150 einstrahlen.
Die Verteilung der Transparenzeinstellmusterelemente 200 kann so entworfen werden, daß die Gleichförmgkeit der kritischen Abmessungen, die in 1 gezeigt ist, verbessert wird. Insbesondere ist die Transparenzeinstellmusterschicht in Anbetracht der Tatsache entworfen, daß die kritische Abmessung des Musters, das auf dem Wafer ausgebildet werden soll, von der Dosis des Belichtungslichtes abhängt. Die Transparenzeinstellmusterelemente 200 werden so verteilt, daß sie die Bedingungen, unter welchen das Hauptmuster 150 beleuchtet wird, variieren, wodurch eine Variation bei der Dosis des Belichtungslichtes vorgesehen wird.
3 stellt detaillierter die Modifikation der Beleuchtung aufgrund der Verwendung der Transparenzeinstellmusterschicht gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Originalform der Beleuchtung hängt von den Eigenschaften des benutzten Beleuchtungssystems (Belichtungsvorrichtung) ab. Der Einfachheit halber wird das Verfahren in Bezug auf eine Ringform der Originalbeleuchtung beschrieben, wie sie auf der linken Seite der 3 gezeigt ist. In diesem Fall ist ein ringförmiger Lichtstrahl mit dem Leistungsspektrum der Transparenzeinstellmusterelemente 200 gekoppelt, so daß die Lichtstrahlen modifiziert werden, wie auf der rechten Seite in 3 gezeigt. Die Abbildung des Hauptmusters 140 wird durch die modifizierten Lichtstrahlen auf den Wafer übertragen. Die Dosis des Belichtungslichtes auf dem Hauptmuster 150 wird aufgrund der Wirkung, die das Leistungsspektrum des Transparenzeinstellmusters auf die Originalform der Beleuchtung hat, eingestellt.
Jedoch kann von einem Belichtungsverfahren unter Verwendung einer typischen Photomaske 10, wie in 1 gezeigt, kaum erwartet werden, daß ein Muster oder mehrere Muster erzeugt wird bzw. werden, bei welchem die Unterschiede unter den kritischen Abmessungen eine bestimmte regelmäßig Verteilung aufweisen. Demgemäß müssen die Transparenzeinstellmusterelemente 200 so entworfen werden, daß sie zu einer unregelmäßigen Verteilung der Unterschiede zwischen den kritischen Abmessungen beitragen, die ansonsten in die an den Wafer erzeugten Muster bzw. Mustern vorhanden sein würde. Aus diesem Grund kann ein Fourier-Spektrum der modifizierten Lichtstrahlen, welche den Wafer nach dem Passieren durch die Transparenzeinstellmusterelemente 200 erreichen, zum Modellieren der Transparenzeinstellmusterelemente 200 verwendet werden. Ein Fourier-Spektrum kann durch Verwendung einer Fourier-Transformation erzielt werden. 4 stellt die Transparenzeinstellmusterelemente 200 mit einer vorbestimmten Dichte in einem bestimmten Bereich an der Rückseite einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Insbesondere weisen die Transparenzeinstellmusterelemente 200 eine vorbestimmte Größe (d) auf und sind mit einem vorbestimmten Abstand (p) voneinander beabstandet. Des weiteren induzieren die Transparenzeinstellmusterelemente 200 eine Phasendifferenz in den Lichtstrahlen, die durch die rückwärtige Oberfläche der Photomaske passieren. In diesem Fall können die Transparenzeinstellmusterelemente 200 rechteckförmige Vertiefungen sein, die auf der Rückseite des Photomaskensubstrats 100 ausgebildet sind. Jedoch können die Transparenzeinstellmusterelemente 200 auch andere Formen bzw. Profile aufweisen.
In jedem Fall entspricht die Größe der Phasendifferenz der Tiefe der Vertiefungen, die die Elemente 200 bilden. Zum Beispiel können die Vertiefungen eine vorbestimmte Tiefe derart aufweisen, daß sie eine Phasendifferenz von 180° in den Lichtstrahlen erzeugen, die durch das Photomaskensubstrat 100 passieren.
Das heißt, in diesem Beispiel weisen Lichtstrahlen, die durch den äußersten Teil der rückwärtigen Oberfläche des Photomaskensubstrats 100 passieren, eine Phase von 0° auf und Lichtstrahlen, die durch die Elemente 200 passieren, weisen eine Phase von 180° auf. Die Phasendifferenz dieser Lichtstrahlen führt zu Interferenz oder Beugung.
Wie vorhergehend erwähnt, kann das Fourier-Spektrum der Lichtstrahlen, die den Wafer erreichen, nachdem sie derart modifiziert worden sind, unter Verwendung der Fourier-Transformation bestimmt werden. Insbesondere kann ein Fourier-Transformationsausdruck für jede Abbildung der Transparenzeinstellelemente 200 erzielt werden, die in 4 gezeigt sind, und eine Fourier-Transformation für die Anordnung der Transparenzeinstellmusterelemente 200 kann gemäß des Faltungstheorems unter Verwendung der Fourier-Transformationsausdrücke für jede der Abbildungen der Transparenzeinstellmusterelemente 200 erzielt werden. In der Annahme, daß Lichtstrahlen, die auf den Wafer einfallen, keine Terme höherer Ordnung aufweisen, kann die Fourier-Transformationsfunktion durch
ausgedrückt werden, wobei
die Intensität des Belichtungslichtes darstellt, die näherungsweise
entspricht.
Die Fourier-Transformationsfunktion zeigt, daß die Intensität des Lichts, das durch die Transparenzeinstellmusterelemente 200 passiert, abhängig ist von der Größe (d) der Transparenzeinstellmusterelemente 200 und dem Abstand (p) zwischen benachbarten Transparenzeinstellmusterelementen 200. Theoretisch weist das Ergebnis der Fourier-Transformation darauf hin, daß ein maximaler Abfall in der Intensität (Stärke) des Belichtungslichtes vier mal so groß ist wie die Dichte (d²/p²) der Transparenzein-stellmusterelemente 200 vorausgesetzt, daß Tenne höherer Ordnung nicht betrachtet werden und die Transparenzeinstellmusterelemente 200 eine ausreichend niedrige Dichte aufweisen. Da jedoch tatsächlich die Terme höherer Ordnung nicht null sind, weist eine graphische Darstellung (Plot) der Beziehung zwischen der Intensität der modifizierten Beleuchtung bezüglich der Dichte der Transparenzeinstellmusterelemente 200 eine Steigung von weniger als 4 auf.
5 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen der Intensität der modifizierten Beleuchtung bezüglich der Dichte der Transparenzeinstellmusterelemente 200 darstellt, die zum Modifizieren der Intensität der Beleuchtung verwendet werden. Insbesondere zeigt 5 eine Korrelation zwischen der Dichte der Transparenzeinstellmusterelemente 200 mit verschiedenen Größen und der Intensität der modifizierten Beleuchtung. In 5 wird die Intensität der Beleuchtung als ein normalisierter Wert ausgedrückt. Ebenso sind die Plots in 5 auf der Basis eines optischen Systems mit einer numerischen Apertur (NA) von 0,7 erzeugt worden und erzeugen eine Beleuchtung mit einer Ringform von 0,55–0,85 und einer Wellenlänge von 248 nm.
5 zeigt, daß die Größe in der Intensität der modifizierten Beleuchtung abhängig ist von der Dichte der Transparenzeinstellmusterelemente 200. Mit zunehmend kleiner werdenden Transparenzeinstellelementen 200 wandert die Steigung der normalisierten Beleuchtungsdichte gegenüber der Musterdichte immer näher an den theoretisch kritischen Wert. Desweiteren wird der Einfluß der Beugung immer größer, je kleiner die Transparenzeinstellmusterelemente 200 werden, was für den Effekt der Verringerung bei den Werten der Terme mit höherer Ordnung verantwortlich gemacht wird.
5 zeigt somit, daß es möglich ist, die Intensität des Belichtungslichtes durch ein Variieren der Größe (d) jedes der Transparenzeinstellmusterelemente 200 und des Abstandes (p) zwischen benachbarten Transparenzeinstellmusterelementen 200 zu vari ieren. Somit macht es die vorliegende Erfindung möglich die jeweiligen Bereiche des Wafers mit unterschiedlichen Lichtintensitäten zu belichten.
Es ist jedoch festzuhalten, daß der endgültige Entwurf der Transparenzeinstellmusterelemente 200 keine gravierende Veränderung in der Form der Pupille des optischen Systems verursachen sollte, in welchem die Photomaske ein integraler Bestandteil ist. Falls die Form der Pupille zu sehr verändert wird, kann ein Linsenflimmern (lens flare) auftreten oder zunehmen, wodurch Defekte in der auf den Wafer projektierten Abbildung verursacht werden können. 6 zeigt einen Graphen, der die Variation der Form der Pupille des Beleuchtungs- bzw. Ausleuchtungssystems bezüglich der Größe und Dichte der Transparenzeinstellmusterelemente zeigt. Wie in 5, sind die Plots in 6 auf der Basis eines optischen Systems mit einer numerischen Apertur (NA) von 0,7 und einer erzeugten Ausleuchtung mit einer Ringform von 0,55–0,85 und einer Wellenlänge von 248 nm erzeugt worden.
Die Veränderung in der Form der Pupille der Beleuchtung kann durch
wobei A_ij die Form der Pupille in dem Teil des Beleuchtungssystems darstellt, das die Originalform der Beleuchtung vorsieht, B_ij die Form der Pupille an dem Teil des Systems darstellt, das die modifizierte Form der Beleuchtung erzeugt, und NII einen normalisierten Wert der Intensität der Beleuchtung darstellt.
Wie in 6 gezeigt, variiert die Form der Pupille des Beleuchtungssystems weniger und weniger mit abnehmender Größe jedes der Transparenzeinstellmusterelemente 200. Demgemäß ist das Ausbilden kleinerer Transparenzeinstellmusterelemente 200 effektiv hinsichtlich des Verhinderns, daß unerwünschte Effekte des Linsenflimmerns auftreten.
Gemäß beiden 5 und 6 kann die Intensität des Belichtungslichtes durch Ausbilden von immer kleiner werdenden Transparenzeinstellmusterelementen 200 effektiver verringert werden, auch wenn die Dichte der Transparenzeinstellmusterelemente 200 niedrig ist. Außerdem ist es einfacher, die Form der Originalbeleuchtung aufrechtzuerhalten, wenn die Transparenzeinstellmusterelemente 200 relativ klein sind. Demgemäß werden die Transparenzeinstellmusterelemente 200 vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die kleinste geeignete Größe aufweisen, die mit derzeitigen Massenproduktionsverfahren für Musterbildung erzielbar ist. Beispielsweise würden in einem Belichtungsverfahren, in welchen eine Belichtungslichtdosis von 130 mJ angewendet wird, die Transparenzeinstellmusterelemente 200 eine Größe von 800 nm aufweisen. Eine Korrelation zwischen der Intensität des modifizierten Belichtungslichtes und der Dichte der Transparenzeinstellmusterelemente 200 mit einer Größe von 800 nm wurde experimentell erzielt. Der Plot dieser Korrelation, wie er aus der 5 ersichtlich ist, weist eine Steigung von –3,2 auf.
Die Analyse, die mit Bezug auf 3 bis 6 beschrieben wird, zeigt, daß die Transparenzeinstellmusterelemente 200 in einer abschließenden Anordnung so ausgelegt werden können, daß sie den Grad der Transparenz des Photomaskensubstrats 100 ohne einer wesentlichen Änderung in der Form der Beleuchtung verändern. Das heißt, der Grad der Transparenz einer typischen Photomaske in einem oder mehreren Bereichen kann ohne Abändern der wesentlichen optischen Bedingungen zum Durchführen des Belichtungsverfahrens geändert werden. Demgemäß wird, nachdem die anfängliche willkürliche Anordnung der Transparenzeinstellmusterelemente 200 (4) von der Rückseite des Substrats 100 entfernt worden ist, die abschließende bzw. finale Anordnung der Transparenzeinstellmusterelemente 200, die die Unterschiede in den kritischen Abmessungen kompensieren sollen, die ansonsten bei Verwendung der Photomaske auf dem Wafer erzeugt werden würden, auf der Rückseite der Photomaske 100 angeordnet, wodurch die Photomaske dann ein Muster erzeugen wird, bei welchem die kritischen Abmessungen einen hohen Grad an Gleichförmigkeit aufweisen.
Im folgenden werden Verfahren zum Verbessern der Shot-Gleichförmigkeit bei Verwendung einer Photomaske mit Transparenzeinstellmusterelementen 200 auf der Rückseite des Photomaskensubstrats 100 eingehender beschrieben.
Erste Ausführungsform
7 stellt die Ergebnisse von Messungen kritischer Abmessungen auf einem Muster dar, das auf einem Wafer durch ein typisches Belichtungsverfahren ausgebildet worden ist, bevor das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung korrigiert worden ist. Insbesondere zeigt 7 die Größe und Verteilung der kritischen Abmessungen des Musters, das auf einem Wafer durch ein Belichtungsverfahren bei Verwendung einer herkömmlichen Photomaske mit einer Strukturbreite (Entwurfsregel) von 0,146 μm ausgebildet worden ist. Die Ergebnisse der Messung werden in 5-nm-breiten Gruppen, die von 125–130 nm bis 165–170 nm reichen, gezeigt. Der Durchschnitt der kritischen Abmessungen beträgt 148,1 nm, 3σ der Verteilung der kritischen Abmessung liegt bei 28,8 nm und der Bereich der Verteilung der kritischen Abmessungen beträgt 43,1 nm.
Die kritischen Abmessungen werden zum Boden der in 7 gezeigten Verteilung hin immer größer. Mit anderen Worten, 7 zeigt das die gemessenen kritischen Abmessungen in einer Richtung von oben nach unten der Verteilung immer größer werden. 8 stellt repräsentative Belichtungslichtdosen in Bezug auf die Bereiche der in 7 gezeigten kritischen Abmessungsverteilung, nämlich den oberen, mittleren und unteren Bereichen der in 7 gezeigten kritischen Abmessungsverteilung. Die Figur zeigt, daß die am besten geeigneten Belichtungslichtdosen 30 mJ, 28 mJ bzw. 26 mJ betragen. Geeignete Belichtungslichtdosen sind solche, die sich nur leicht von den oberen zu den unteren Bereichen der in 7 gezeigten kritischen Abmessungsverteilung verringern. Aus 8 ist ersichtlich, daß die In-Field-Dosisdifferenz ungefähr 14,4% ausmacht und die optimale Belichtungslichtdosis kann mit 28 mJ abgeschätzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Transparenzeinstellmusterelemente an der Rückseite des Photomaskensubstrats vorgesehen, um die Unterschiede unter den kritischen Abmessungen, die in 7 gezeigt sind, zu korrigieren. Dieses Korrekturverfahren wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 9 bis 14 detaillierter beschrieben.
Gemäß 9 wird der belichtete Bereich mit der in 7 gezeigten kritischen Abmessungsverteilung in einem Satz von Einheitsflächen aufgeteilt. Wie in 9 gezeigt, wird der belichtete Bereich beispielsweise in ungefähr 15 Einheitsflächen aufgeteilt, die in fünf Reihen (nicht numeriert) und drei Spalten 910, 930 und 950 angeordnet sind. Jede dieser Einheitsflächen können eine Maschengröße von 1 mm aufweisen. Die Größe der Einheitsflächen wird unter Berücksichtigung der räumlichen Auflösung des Belichtungsverfahrens und der Eigenschaften der Belichtung, z. B. für den Fall der ringförmigen Form der Belichtung, und der Photomaske eingestellt. Bei einem Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Photomaske zur Verwendung in einem optischen System mit einer numerischen Apertur (NA) von 0,7 entworfen und erzeugt eine Beleuchtung mit einer Ringform von 0,55 – 0,85. Ein derartiges ringförmiges Beleuchtungssystem kann eine räumliche Auflösung von ungefähr 1,26 mm vorsehen. Ebenso wird der belichtete Bereich vorzugsweise derart aufgeteilt, daß jede der Einheitsflächen eine fast gleichförmige Verteilung der kritischen Abmessungen aufweist.
Der in 9 gezeigte belichtete Bereich ist jedoch willkürlich aufgeteilt worden. In diesem Fall ist der belichtete Bereich vertikal in fünf Zeilen eingeteilt worden, da die kritischen Abmessungen in Richtung des unteren Bereichs der in 7 gezeigten Verteilung hin immer größer werden, wohingegen der belichtete Bereich horizontal lediglich in drei Abschnitte aufgeteilt worden ist, um den Einfluß der Größe der Transparenzeinstellmusterelemente 200 beim Korrigieren der Unterschiede in den kritischen Abmessungen zu zeigen.
Bei der gegebenen Verteilung der kritischen Abmessung wird die Intensität der Beleuchtung der fünf Einheitsflächen 911, 913, 915, 917 und 919 in der ersten Spalte 910 durch die Transparenzeinstellmusterelemente aufeinanderfolgend von einer Fläche zur anderen (von der oberen Fläche 911 zu der unteren Fläche 919) verringert. Andererseits wird die Intensität der Beleuchtung innerhalb jeder der Einheitsflächen 911, 913, 915, 917 und 919 gleichförmig sein. Dieses Verfahren ist ebenso auf die zweite Spalte 930 der fünf Einheitsflächen 931, 933, 935, 937 und 939 angewendet worden. Jedoch ist die Größe der Transparenzeinstellmusterelemente, die bei der Belichtung der zweiten Spalte 930 verwendet worden sind, unterschiedlich zu der Größe der Transparenzeinstellmusterelemente, die bei der Belichtung der ersten Spalte 910 verwendet worden sind. Die dritte Spalte 950 der fünf Einheitsflächen 951, 953, 955, 957 und 959 ist auf die gleiche Weise wie die erste Spalte 910 beleuchtet worden.
Das Ausmaß, mit dem die Intensität der Beleuchtung zu modifizieren ist, wird für jede der 15 Einheitsflächen auf der Grundlage der kritischen Abmessung dieses Abschnitts des Musters, das in der Einheitsfläche ausgebildet ist, oder auf der Grundlage des Unterschieds zwischen der kritischen Abmessung und einer Referenzabmessung eingestellt. Beispielsweise besteht kein Bedarf zum Verringern der Intensität der Beleuchtung der Flächen 911, 931 und 951 an dem oberen Ende des Belichtungsbereichs. Mit anderen Worten die Intensität der Beleuchtung wird an diesem Abschnitt des Belichtungsbereichs um 0% durch die Photomaske modifiziert. Demgemäß wird eine kritische Abmessung entsprechend zu den in den oberen Flächen 911, 931 und 951 erzeugten als die kritische Referenzabmessung eingestellt.
Da es keine Notwendigkeit zum Verringern der Intensität der Beleuchtung in den oberen Flächen 911, 931 und 951 gibt, ist die Dichte (p²/d²) der Transparenzeinstellmusterelemente an dieser Stelle der Transparenzeinstellmusterschicht entsprechend den oberen Flächen 911, 931 und 951 0. Jedoch sind die kritischen Abmessungen in den anderen Flächen größer als solche, die in den Flächen 911, 931 und 951 an dem oberen Ende des belichteten Bereichs, der in 7 gezeigt ist, erzeugt worden sind. Demgemäß kann die Dichte der Transparenzeinstellmusterelemente (p²/d²) so eingestellt werden, daß sich die Intensität der Beleuchtung dieser anderen Flächen des Wafers derart verringert, daß es keine Unterschiede in den kritischen Abmessungen in dem auf dem belichteten Bereich ausgebildeten Muster gibt.
Beispielsweise kann die Dichte (p²/d²) der Transparenzeinstellmusterelemente der Photomaske in Stufen von 1% in den Abschnitten der Photomaske entsprechend den jeweiligen vertikalen Abschnitten des belichteten Bereiches des Wafers variiert werden.
Demgemäß werden in 9 die Transparenzeinstellmusterdichtewerte (p²/d²) von 0%, 1%, 2%, 3% oder 4% in Bezug auf jede der Einheitsflächen gezeigt.
Der Transparenzeinstellmusterdichtewert (p²/d²) von jedem Abschnitt der Photodmaske, der einer Einheitsfläche des zu belichteten Waferbereiches entspricht, wird auf der Grundlage einer Regel anstelle einer willkürlichen Einstellung entworfen. Insbesondere werden die Transparenzeinstellmusterdichtewerte (p²/d²) auf der Grundlage der Unterschiede in den kritischen Abmessungen des auf dem Wafer ausgebildeten Musters unter Verwendung eines Dosisgrades (dose latitude) D_L ausgewählt.
Ein Dosisgrad wird durch Messungen, die bei einem Belichtungsverfahren erfolgt sind, erzielt, und kann durch
ausgedrückt werden. Insbesondere wenn die Belichtung bei ansonsten gleichen Belichtungsbedingungen variiert wird, variieren die kritischen Abmessungen der Muster, die unter diesen Bedingungen ausgebildet werden, dementsprechend. Die Variationen in den kritischen Abmessungen werden anschließend gemessen. Anschließend wird ein Graph, der die Variation der kritischen Abmessungen im Bezug auf die Veränderungen der Belichtungsdosis zeigt, durch ein Plotten der Belichtungsdosiswerte und der kritischen Abmessungswerte entlang der X-Achse bzw. der Y-Achse konstruiert. Die Steigung des Plotes wird bestimmt und anschließend mit der in dem derzeitigen Belichtungsverfahren verwendeten Belichtungsdosis multipliziert.
Das Produkt dieser Berechnung ist der Dosisgrad. Falls beispielsweise der Plot eines Graphen die Abweichung der kritischen Abmessungen in Bezug auf die Veränderungen bei der Belichtungsdosis eine Steigung von 3,7 nm/mJ für ein vorgegebenes Belichtungsverfahren aufweist und die tatsächlich angewendete Belichtungsdosis in dem Belichtungsverfahren 47,5 mJ beträgt, kann anschließend der Dosisgradwert für dieses Belichtungsverfahren mit 1,76 nm/Δ %Dosis (= 3,7 nm/mJ × 47,5 mJ/100) angegeben werden.
Zum Zwecke der Erläuterung von vorliegender Erfindung wird angenommen, daß der zulässige Dosisgradwert bei der Massenproduktion 2nm/%Dosis beträgt und daß ein Unterschied zwischen einer kritischen Abmessung in einer spezifischen Einheitsfläche und einer kritischen Referenzabmessung ungefähr 30 nm beträgt. In diesem Fall muß die Intensität der Beleuchtung um ungefähr 15% verringert werden, falls das Beleuchtungsverfahren ein Muster ausbilden soll, dessen kritische Abmessung in dieser bestimmten Fläche die gleiche sein soll, wie die kritische Referenzabmessung. Gemäß 5 kann die Verwendung von Transparenzeinstellmusterelementen mit einem Musterdichtewert von 4% eine 15%-ige Verringerung in der Intensität der Beleuchtung, die durch die Photomaske gerichtet, erzeugen. Die Dichte der Transparenzeinstellelemente 200 in den Abschnitten der Maske, die zur Belichtung der jeweiligen Einheitsflächen verwendet wird, wird auf diese Art und Weise eingestellt.
10 ist eine Draufsicht auf die Transparenzeinstellmusterelemente wie sie über die entsprechenden Einheitsflächen des Belichtungsbereiches des Wafers überspielt worden sind. Die Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente ist entsprechend dem zuvor beschriebenen Verfahren eingestellt worden, um eine Transparenzeinstellmusterschicht auszubilden, die ein Muster mit einem hohen Grad an Gleichförmigkeit bei den kritischen Abmessungen auf einem Wafer erzeugen wird. Beispielsweise beträgt der Wert der Musterdichte für den Abschnitt der Transparenzeinstellmusterschicht, die zum Belichten der in 10 gezeigten Einheitsfläche 911 verwendet wird, 0%. Somit werden angesichts der Tatsache, daß der Musterdichtewert ein Vielfaches des Faktors d²/p² ist, keine Transparenzeinstellmusterelemente 200 in diesem Abschnitt der Photomaske ausgebildet.
Andererseits soll der Abschnitt der Photomaske, der zum Belichten der Einheitsfläche 913 vorgesehen ist, eine Musterdichte von 1% aufweisen, wie in 9 gezeigt. Die Tranparenzeinstellmusterelemente 201 in dem Abschnitt der Photomaske, der zum Belichten der Flächen auf dem Wafer in der ersten Spalte 910 verwendet wird, besitzen jeweils eine Größe (d,) von 1,0 μm, wie in der Figur dargestellt. In diesem Fall ist es erforderlich die Transparenzeinstellmusterelemente 201 (10) mit einem Abstand P₁₂ von 10 μm beabstandet anzuordnen, um einen Musterdichtewert d²/p², von 1% zu erhalten.
Die Transparenzeinstellmusterelemente 201 werden ebenso in den Abschnitten der Photomaske ausgebildet, die den Einheitsflächen 915, 917 und 919 entsprechen. Jedoch werden diese Elemente 201 in jedem Abschnitt der Photomaske mit Abständen von P₁₃, P₁₄ bzw. P₁₅ voneinander beabstandet angeordnet, die unterschiedlich zu dem Abstand P₁₂ sind.
Weiterhin gemäß 10 werden Transparenzeinstellmusterelemente 202 mit einer Größe d, in Abschnitten der Photomaske ausgebildet, die der in 9 gezeigten zweiten Spalte 930 entsprechen. Die Abstände d₂, um welche die Transparenzeinstellmusterelemente 202 voneinander beabstandet sind, differieren unter den jeweiligen Abschnitten entsprechend den Einheitsflächen 933, 935 und 939. Ebenso unterscheidet sich die Größe d, der Transparenzeinstellmusterelemente 202 von der Größe der Transparenzeinstellmusterelemente 201. Wie in 9 gezeigt beträgt die Größe d, der Transparenzeinstellmusterelemente 202 0,8 μm. Die Transparenzeinstellmusterelemente 202 sind in jedem Abschnitt der Photomaske, die den Einheitsflächen 933, 935, 937 und 939 entsprechen durch ihre jeweiligen Abstände P₂₂, P₂₃, P₂₄ und P₂₅ voneinander beabstandet, so daß die Musterdichtewerte unter diesen Abschnitten um die in 9 gezeigten Prozentzahlen variieren.
Die Transparenzeinstellmusterelemente 203, die die gleiche Größe d₁ (1,0 μm) wie die Musterelemente 210 aufweisen, werden an den Abschnitten der Photomaske ausgebildet, die den Einheitsflächen 953, 955, 957 und 959 der dritten Spalte 950 entsprechen. Die Transparenzeinstellmusterelemente 203 sind in jedem Abschnitt der Photomaske, die den Einheitsflächen 933, 935, 937 und 939 entsprechen, durch jeweilige Abstände P₃₂, P₃₃, P₃₄ und P₃₅, die alle zueinander unterschiedlich sind, voneinander beabstandet. Dies führt zu unterschiedlichen Musterdichtewerten in unterschiedlichen Abschnitten der Photomaske, die den Einheitsflächen 953, 955, 957 und 959 entsprechen.
Insbesondere wird die Dichte der 1,0 μm-Elemente und die Dichte der 0,8 μm-Elemente derart eingestellt, um 9,7% bzw. 12,2% innerhalb jedes Abschnitts der Photomaske, die den entsprechenden Spalten 910, 930 oder 950 entsprechen, zu variieren. Eine Photomaske 100, die auf diese Weise aufgebaut ist, verringert die Intensität der Beleuchtung, die durch sie hindurch passiert, innerhalb eines Bereichs von 4%, d. h. dem in 9 gezeigten Bereich. Die Werte 9,7% und 12,2% sind ohne weiteres aus dem Graphen der 5 ableitbar.
11 zeigt die Verteilung der kritischen Abmessungen unter den Elementen eines Musters, das auf einem Wafer durch ein Belichtungsverfahren bei Verwendung einer Photomaske mit der in 10 gezeigten Transparenzeinstellschicht ausgebildet worden ist. Insbesondere zeigt 11 die Verteilung von kritischen Abmessungen eines Musters, das unter Verwendung des gleichen wie in 7 gezeigten Belichtungsverfahrens und bei den gleichen Beleuchtungsbedingungen ausgebildet worden ist, wobei jedoch die Photomaske entsprechend der vorliegenden Erfindung durch Vorsehen der Transparenzeinstellmusterelemente 201, 202 und 203 auf die Rückseite eines Photomaskensubstrats korrigiert worden ist. Das Hauptmuster 150 der in dem Belichtungsverfahren verwendeten Photomaske wurde zur Verwendung beim Ausbilden eines Musters mit einer Strukturbreite von 0,146 nm in einem aktiven Bereich des Wafers entworfen.
11 zeigt die Ergebnisse der Messung von kritischen Abmessungen des Musters, das auf dem Wafer ausgebildet ist. Diese Ergebnisse werden in einige 5 nm-breite Bereiche von 130–135 nm bis 155–160 nm gruppiert. Der Durchschnitt der kritischen Abmessungen beträgt 146,1 nm, 3 σ der kritischen Abmessungsverteilung beträgt 15,3 nm verglichen mit 28,8 nm für den in 7 gezeigten Fall, und der Bereich der kritischen Abmessungsverteilung beträgt 24,3 nm. Zudem ist die Verteilung der kritischen Abmessung höchst gleichförmig, insbesondere in dem Abschnitt des belichteten Bereichs, der der 9 gezeigten zweiten Spalte 930 entspricht.
Die Größe der Transparanzeinstellmusterelemente 202 bei dem Abschnitt der Photomaske, der diesem Abschnitt des belichteten Bereichs entspricht, beträgt ungefähr 800 nm. Überdies ist die Verteilung der kritischen Abmessungen gleichförmiger als in den anderen Abschnitten des belichteten Bereichs, die den ersten und dritten Spalten 910 bzw. 950 entsprechen. Demgemäß zeigt 11, daß die Transparenzeinstellmusterelemente gemäß der vorliegenden Erfindung Unterschiede bei den kritischen Abmessungen eines mittels eines typischen Belichtungsverfahrens einem Wafer ausgebildeten Muster minimieren können.
12 stellt das Muster mit der in 11 gezeigten Verteilung der kritischen Abmessung dar, wie es mit verschiedenen Dosen erzeugt worden ist. 12 zeigt, daß eine Belichtungsdosis von ungefähr 28 mJ die Mustervariation minimiert. Tatsächlich wird eine Belichtungsdosis von 28,4 mJ in dieser Hinsicht als optimal betrachtet. In diesem Fall beträgt die gemessenen In-Field-Dosis-Differenz ungefähr 3%, was eine große Verbesserung gegenüber der in 8 gezeigten In-Field-Dosis-Differenz von 14,4% darstellt.
13 stellt das Muster mit der in 11 gezeigten Verteilung der kritischen Abmessung dar, wie es mit verschiedenen Tiefenschärfenrändern bzw. -grenzen (depths-of-focus margins = DOF-Grenze) erzeugt worden ist. Wie in 13 gezeigt, beträgt ein gemessener In-Field-Unterschied bei der kritischen Abmessung ungefähr 9 nm, wenn die DOF-Grenze optimal ist. Die DOF-Grenze wird als nicht beeinflussend bei Vorhandensein der Transparenzeinstellmusterelemente der Photomaske betrachtet. Mit anderen Worten, die Transparenzeinstellmusterelemente beeinflussen die DOF-Grenzen nicht negativ.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Photomaske gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Zunächst wird ein Wafer mit einer Photoresistschicht darauf belichtet und unter Verwendung einer typischen Photomaske (ohne Transparenzeinstellmusterelemente) gemustert. Die kritischen Abmessungen werden gemessen. Die Messungen werden gruppiert, um die Verteilung der kritischen Abmessungen auf dem Muster beispielsweise in der Form einer Karte für die kritischen Abmessungen auf dem Wafer (Schritt 1410) zu zeigen. Falls notwendig, können die Meßergebnisse der kritischen Abmessungen zum Ausfiltern von solchen Werten, die eine außergewöhnlich hohe Abweichung von der Norm aufweisen, verarbeitet werden, um die unzulässige Verfälschung der resultierenden Verteilung der kritischen Abmessungen durch solche Werte zu verhindern.
Ein Dosis-Grad (ΔCD/Δ%-Dosis) des Belichtungsverfahrens, das zum Mustern des Wafers verwendet wird, sowie die Eigenschaften der Beleuchtung und ihre Quelle (z. B. die Form der Beleuchtung, die NA des Systems und σ) werden erzielt. Anschließend wird die Rückseite der Photomaske in eine Vielzahl von Einheitsbereichen aufgeteilt (Schritt 1420), und anschließend ein Musterdichtewert für jede der Einheitsbereiche wie folgt bestimmt.
Der Wert einer kritischen Abmessung für jeden Teil des Musters, das in der jeweiligen Einheitsfläche der Karte für die kritischen Abmessungen ausgebildet worden ist, wird mit einem Referenzwert für die kritische Abmessung verglichen. Anschließend werden unter Verwendung des Dosisgrads die Beträge, um welche die Intensität der Beleuchtung zum Kompensieren des Unterschieds zwischen den gemessenen Werten der kritischen Abmessungen und dem Referenzwert der kritischen Abmessung zu verringern ist, bestimmt (Schritt 1430). Die Beträge, um welche die Intensität der Beleuchtung zu erniedrigen ist, um eine gleichförmige Verteilung der kritischen Abmes sungen zu erzeugen, wird wiederum zum Erzielen der Transparenzeinstellmusterdichtewerte (Schritt 1440) auf der Grundlage der Korrelation zwischen der Musterdichte und der Intensität der Beleuchtung, die in 5 gezeigt ist, verwendet.
Die Transparenzeinstellmusterdichtewerte werden den Einheitsbereichen der Photomaske, die den Einheitsflächen des belichteten Bereichs des Wafers entsprechen, zugeordnet, um dadurch eine Verteilung der Transparenzeinstellmusterdichtewerte für die Photomaske vorzusehen (Schritt 1450). Die Rückseite der Photomaske wird anschließend gemäß der Verteilung der Transparenzeinstellmusterdichtewerte (Schritt 1460) gemustert, womit eine Transparenzeinstellmusterschicht auf der Rückseite der Photomaske ausgebildet wird.
Zweite Ausführungsform
Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 15 gezeigt ist, besteht die Transparenzeinstellmusterschicht in der Form einer gemusterten Schicht aus Material, das auf einer Rückseite eines Photomaskensubstrats ausgebildet ist.
Genauer gesagt wird eine Abschirmschicht auf einer Rückseite eines Photomaskensubstrats ausgebildet. Das Photomaskensubstrat ist ein transparentes Substrat, beispielsweise ein Quarzsubstrat, das ein Hauptmuster 150 trägt, das auf den Wafer zu übertragen ist. Die Abschirmschicht kann aus einem Material wie etwa Chrom ausgebildet sein, das Licht reflektieren oder Licht absorbieren kann. Die Abschirmschicht wird gemustert, wodurch Transparenzeinstellmusterelemente 250 ausgebildet werden.
Die Transparenzeinstellmusterelemente 250 verringern die Intensität des auf das Hauptmuster 150 einstrahlenden Lichtes durch Reflektieren oder Absorbieren des auf die Rückseite der Photomaske einstrahlenden Lichtes. Demgemäß erzeugen die Transparenzeinstellmusterelemente 250 eine Belichtungsdosisverteilung entlang dem Wafer, ähnlich den Vertiefungen die die Transparenzeinstellmusterelemente 200 bilden.
Die Transparenzeinstellmusterelemente 250 sind entsprechend einer Verteilung der kritischen Abmessungen eines Musters, das durch ein Belichtungsverfahren unter Verwendung einer Photomaske ausgebildet wird, das keine Transparenzeinstellmusterelemente aufweist, bemessen und angeordnet. Mit anderen Worten, es wird eine Verteilung der Musterdichtewerte auf die im Zusammenhang mit 7 bis 14 beschriebenen Art und Weise erzielt, und anschließend die Größe (d) der Transparenzeinstellmusterelemente 250 und der Abstand (p) der Transparenzeinstellmuster 250 auf der Grundlage der Musterdichteverteilungswerte bestimmt. Anschließend werden die Transparenzeinstellmusterelemente 250 auf der Rückseite des Photomaskensubstrats 100 gemäß der Verteilung der Musterdichtewerte ausgebildet, um eine gleichförmigere Verteilung der kritischen Abmessungen für das Muster vorzusehen, das unter Verwendung der Photomaske auf dem Wafer ausgebildet wird.
Dritte Ausführungsform
Die ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führen zu Photomasken, bei denen die Transparenzeinstellmusterelemente an der Rückseite des Substrats der Photomaske vorgesehen sind. Bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Hilfsmaskensubstrat 275 mit den Transparenzeinstellmusterelementen 270 an der Rückseite eines Photomaskensubstrats, wie in 16 gezeigt, befestigt.
Ein Photomaskensubstrat 100 ist ein transparentes Substrat, beispielsweise ein kristallines Substrat. Wie vorangehend beschrieben wird das Hauptmuster 150, das auf einem Wafer zu übertragen ist, auf der Vorderseite des Maskensubstrats 100 ausgebildet. Das Hilfsmaskensubstrat 275 wird an der Rückseite des Photomaskensubstrats 100 durch ein Haftmaterial 279 haftend befestigt (bonded).
Die Transparenzeinstellmusterelemente 270 sind Vertiefungen, die in der Rückseite des Hilfsmaskensubstrats 275 ausgebildet sind. In diesem Fall weist Licht, das durch die Vertiefungen passiert, einen Phasenunterschied in Bezug auf das Licht auf, das durch andere Bereiche auf dem Hilfsmaskensubstrat 275 passiert, das keine Vertiefungen aufweist. Diese Phasendifferenz zwischen dem Licht, das durch die Vertiefungen passiert, und Licht, das durch andere Bereiche passiert, beträgt vorzugsweise ungefähr 180°, kann jedoch einen dazu unterschiedlichen Wert aufweisen, abhängig von der Tiefe der Vertiefungen.
Die Transparenzeinstellmusterelernente 270 sind gemäß der Verteilung der kritischen Abmessungen eines Musters, das durch ein Belichtungsverfahren unter Verwendung einer Photomaske ausgebildet worden ist, die keine Transparenzeinstellmusterelemente aufweist, bemessen und angeordnet. Mit anderen Worten, eine Verteilung von Musterdichtewerten wird in der unter Bezugnahme auf 7 bis 14 beschriebenen Art und Weise erzielt, und anschließend die Größe (d) der Transparenzeinstellmusterelemente 270 und der Abstand (p) der Transparenzeinstellmusterelemente 270 wird auf der Grundlage der Verteilung der Musterdichtewerte bestimmt. Anschließend werden Transparenzeinstellmusterelemente 270 auf der Rückseite des Hilfsmaskensubstrats 275 gemäß der Verteilung der Musterdichtewerte ausgebildet, um eine gleichförmigere Verteilung der kritischen Abmessungen für das Muster vorzusehen, das unter Verwendung der Photomaske auf dem Substrat ausgebildet wird.
Vierte Ausführungsform
Bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Abschirmschicht, die die Transparenzeinstellmusterelemente 280 aufweist, auf einem Hilfsmaskensubstrat 285, wie in 17 gezeigt, ausgebildet. Das Hilfsmaskensubstrat 285 ist an der Rückseite eines Photomaskensubstrats 100 befestigt. Das Photomaskensubstrat 100 ist ein transparentes Substrat, beispielsweise ein kristallines Substrat. Wie vorangehend beschrieben, wird das Hauptmuster 150, das auf einen Wafer zu übertragen ist, auf der Vorderseite des Photomaskensubstrats 100 ausgebildet. Das Hilfsmaskensubstrat 285 kann auf der Rückseite des Photomaskensubstrats 100 mittels eines Haft- bzw. Klebematerials 279 haftend befestigt (bonded) werden.
Insbesondere werden die Transparenzeinstellmusterelemente 280 auf einer Rückseite eines Hilfsmaskensubstrats 285, welches transparent ist, ausgebildet. Die Transparenzeinstellmusterelemente 280 dienen als Lichtabschirmungen auf dem Hilfsmaskensubstrat 285. Das heißt, die Transparenzeinstellmusterelemente 280 führen die gleiche Funktion aus, wie sie die unter Bezugnahme auf 15 hinsichtlich der Reflexion und Absorption von einfallendem Licht für die Abschirmschicht 250 beschrieben worden ist.
Die Transparenzeinstellmusterelemente 280 werden gemäß der Verteilung der kritischen Abmessungen eines Musters, das durch ein Belichtungsverfahren ausgebildet wird, das eine Photomaske verwendet, die keine Transparenzeinstellmusterelemente aufweist, bemessen und angeordnet. Mit anderen Worten, eine Verteilung der Musterdichtewerte wird auf die gleiche Weise, wie sie unter Bezugnahme auf 7 bis 14 beschrieben worden ist, erzielt, und anschließend die Größe (d) der Transparenzeinstellmusterelemente 280 und der Abstand (p) der Transparenzeinstellmusterelemente 280 auf der Grundlage der Verteilung der Dichtemusterwerte bestimmt. Anschließend werden die Transparenzeinstellmusterelemente 280 auf der Rückseite des Hilfsmaskensubstrats 285 gemäß der Verteilung der Musterdichtewerte ausgebildet, um eine gleichförmigere Verteilung von kritischen Abmessungen für das Muster vorzusehen, das unter Verwendung der Photomaske auf dem Wafer ausgebildet wird.
Fünfte Ausführungsform
Bei einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Transparenzeinstellschicht in der Form einer Lichtabsorptionsschicht 290 auf einer Rückseite eines Photomaskensubstrats 100, wie in 18 gezeigt, angeordnet.
Insbesondere wird die Lichtabsorptionsschicht 290 auf einer Rückseite eines Photomaskensubstrats 100 abgeschieden. Die Lichtabsorptionsschicht 290 besteht aus einem Material wie etwa Chrom, mit einer lichtabsorbierenden Eigenschaft, so daß das Material in der Lage ist, die Intensität der Beleuchtung des durch die Rückseite der Photomaske geführten Lichtes zu verändern. Die Lichtabsorptionsschicht 290 weist eine Dicke auf, die in Übereinstimmung mit den Ausmaßen variiert, um welche die Intensität der Beleuchtung verringert werden muß, um eine gleichförmigere Verteilung der kritischen Abmessungen für das Muster vorzusehen; das unter Verwendung der Photomaske auf dem Wafer ausgebildet wird.
Wenn beispielsweise die Verteilung der kritischen Abmessungen eines Musters, das auf einem Wafer ausgebildet ist, durch eine Parabel in einem Graph für die kritische Abmessungen, wie in 1 gezeigt, dargestellt wird, kann die Beleuchtungsintensitätsverteilung zum Verringern der kritischen Abmessungsdifferenzen durch die Kurve dargestellt werden, welche in 2 gezeigt ist. Der Betrag des durch die Lichtabsorptionsschicht 290 zu absorbierenden Lichtes ist proportional zu der Länge des optischen Pfades, entlang welchem das Licht durch die Lichtabsorptionsschicht 290 passiert. Demgemäß können Veränderungen bei der Intensität der Beleuchtung, die durch die Photomaske geführt wird, entsprechend der in 2 gezeigten Beleuchtungsintensitätsverteilungskurve erzielt werden, falls die Lichtabsorptionsschicht 290 in der Mitte dicker ist als an den Rändern, wie in 18 gezeigt.
Das gekrümmte Oberflächenprofil der Lichtabsorptionsschicht 290 kann durch ein Verfahren zum Abscheiden des Materials der Lichtabsorptionsschicht 290 auf der Photomaske 100 ausgebildet werden. In diesem Fall wird die Lichtabsorptionsschicht 290 durch ein Verfahren ausgebildet, bei welchem die Abscheidungsrate in der Mitte der Photomaske 100 größer ist als an dem äußeren Randbereich der Photomaske 100. Andere Oberflächenprofile können natürlich ebenso durch ein geeignetes Variieren der Abscheidungsraten entlang der Photomaske 100 erzeugt werden.
Alternativ kann die Lichtabsorptionsschicht 290 in einem zweistufigen Verfahren ausgebildet werden, nämlich einem Ausbilden einer Schicht aus lichtabsorbierendem Material mit einer gleichförmigen Dicke auf dem Substrat 100 und selektives Ätzen der Schicht, um einen Teil davon zu entfernen. Beispielsweise kann eine Schicht aus lichtabsorbierendem Material mit einer gleichförmigen Dicke wie bei dem oben beschriebe nen Beispiel durch ein Ätzverfahren selektiv geätzt werden, wobei an den äußeren Randabschnitten mehr von der Schicht weggeätzt wird, als an ihrem Mittenabschnitt. Verfahren, die zum selektiven Ätzen von Bereichen einer homogenen Schicht in der Lage sind, sind ans sich bekannt und somit können sie verwendet werden um zahlreiche Variationen bei der Dicke der Lichtabsorptionsschicht 290, wie gewünscht, vorzusehen.
Es ist daher offensichtlich, daß diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die gleichen Effekte wie die vorhergehenden Erfindungen im Bezug auf das Verringern der Intensität der Beleuchtung vorsehen, um so ein Muster auf einem Wafer mit einem hohen Grad an Gleichförmigkeit bei seinen kritischen Abmessungen zu erzeugen.
Wie zuvor gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, ermöglicht die Transparenzeinstellschicht, die an der Rückseite einer Photomaske vorgesehen ist, die Unterschiede zwischen den kritischen Abmessungen eines Musters global bzw. ganzflächig zu korrigieren, die ansonsten durch die Photomaske in einem Belichtungsverfahren über eine große Fläche auf dem Wafer ausgebildet werden würden. Das heißt, die Transparenzeinstellschicht verändert die Intensität der Beleuchtung, was zu einem höheren Grad an Gleichförmigkeit bei den kritischen Abmessungen des Musters führt, die auf dem Wafer unter Verwendung des Belichtungsverfahrens ausgebildet werden können.
Die vorliegende Erfindung weist dahingehend Vorteile auf, daß sie die notwendigen Veränderungen bei der Intensität der Beleuchtung ohne eine Veränderung des Beleuchtungssystems der Beleuchtungsvorrichtung an sich bewirken kann.
Abschließend sei angemerkt, daß obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen detailliert gezeigt und beschrieben worden ist, es dem Fachmann trotzdem offensichtlich ist, daß zahlreiche Veränderungen in Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne von dem ursprünglichen gedanklichen Grundkonzept und dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Photomaske, wobei das Verfahren aufweist: Vorsehen einer Photomaske, die ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite enthält, sowie einem Hauptmuster, das an der Vorderseite des Substrats angeordnet ist; Übertragen einer Abbildung des Hauptmusters auf einem Wafer durch Ausrichten einer Beleuchtung auf den Wafer durch die Photomaske in einem Belichtungsverfahren und Verwenden der Abbildung zum Erzeugen eines Musters auf einem Wafer, das aus Elementen mit kritischen Abmessungen besteht; Quantifizieren der kritischen Abmessungen, um eine Verteilung von Werten der kritischen Abmessungen auf dem Wafer zu erzielen; Vergleichen der Werte der kritischen Abmessungen mit einem Referenzwert der kritischen Abmessungen, um die Differenz zwischen ihnen zu bestimmen; Bestimmen der Ausmaße, um welche die Intensität der Beleuchtung, die bei dem Belichtungsverfahren verwendet wird, verringert werden müssen, in Relation zu Orten auf der Photomaske, um die jeweiligen Differenzen zwischen den Werten der kritischen Abmessung und einem Referenzwert der kritischen Abmessung zu verringern, um dadurch eine Verteilung der Ausmaße in Relation zu Orten zu erzielen; Auswählen von Transparenzeinstellmusterelementen, die, falls in einem Satz an einer Rückseite des Substrats der Photomaske während des Belichtungsverfahrens vorgesehen, die Intensität der Beleuchtung, die durch die Photomaske während des Belichtungsverfahrens passiert, aufgrund der Dichte der Elemente, das heißt hinsichtlich ihrer Größe und ihres Abstandes, verändern; Erzielen einer Korrelation zwischen den Dichten der Transparenzeinstellmusterelementen, hinsichtlich ihrer Größe und ihres Abstands, und der Veränderungen, die die Transparenzeinstellmusterelemente, die an solchen Dichten an der Rückseite des Substrats vorgesehen sind, in der Intensität der, während des Belichtungsverfahrens darauf gerichteten, Beleuchtung hervorrufen; Feststellen der Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente, die mit der Verteilung der Ausmaße korrespondieren, um welche die Intensität der Beleuchtung zu verringern ist, auf der Grundlage dieser Korrelation, um dadurch eine Verteilung der Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente in Relation zum Orten zu erzielen; und Vorsehen der Transparenzeinstellmusterelemente an der Rückseite des Substrats in einer Anordnung, die der Verteilung der Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Referenzwert der kritischen Abmessungen der kleinste der kritischen Abmessungswerte ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzielen einer Korrelation zwischen den Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente und der Veränderungen, die die Transparenzeinstellmusterelemente bei der Intensität der Beleuchtung während des Belichtungsverfahrens hervorrufen würden, aufweist: Ausbilden einer willkürlichen Anordnung der ausgewählten Transparenzeinstellmusterelemente an der Rückseite des Photomaskensubstrats, wobei die Anordnung eine willkürliche Größe der Transparenzeinstellmusterelemente aufweist, die um einen willkürlichen Abstand voneinander beabstandet sind; Verwendung einer Fourier-Transformation, um die Intensität der auf das Hauptmuster einfallenden Beleuchtung zu bestimmen, nachdem die Beleuchtung durch die willkürliche Anordnung der Transparenzeinstellmusterelemente bei dem Belichtungsverfahren als eine Funktion der Größe und des Abstands der Anordnung der ausgewählten Transparenzeinstellmusterelemente modifiziert worden ist; und Erzielen einer Korrelation auf der Grundlage dieser Funktion zwischen den Dichten der Transparenzeinstellmusterelementen, die durch
dargestellt wird, und den Veränderungen, die die Transparenzeinstellmusterelemente bei der Intensität der Beleuchtung während des Belichtungsverfahrens hervorrufen würden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Intensität der Beleuchtung in dieser Funktion durch
dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der Ausmaße, um welche die Intensität der Beleuchtung, die in dem Belichtungsverfahren verwendet wird, verringert werden muß, aufweist: Bestimmen von Dosisgradwerten, die repräsentativ für Veränderungen in einer kritischen Abmessung eines Musters sind, das durch ein Belichtungsverfahren ausgebildet worden ist, bezüglich der Veränderungen in der Dosis der Beleuchtung, die zum Ausbilden des Musters verwendet worden ist; und Berechnen der Belichtungsdosisvariationen, die den Differenzen zwischen den kritischen Abmessungswerten und dem Referenzwert der kritischen Abmessungen entsprechen, unter Verwendung der Dosisgradwerte und der Differenzen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorsehen der Transparenzeinstellmusterelemente an der Rückseite des Substrats ein Ätzen der Rückseite des Substrats zum Ausbilden von Vertiefungen darin aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorsehen der Transparenzeinstellmusterelemente an der Rückseite des Substrats ein Ausbilden einer Abschirmschicht über der Rückseite des Substrats aus einem Material, das opak bezüglich der Beleuchtung ist, und ein selektives Ätzen der Abschirmschicht aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Abschirmschicht Chrom aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorsehen der Transparenzeinstellmusterelemente an der Rückseite des Substrats ein Vorsehen eines transparenten Hilfsmaskensubstrats auf der Rückseite des Photomaskensubstrats sowie ein Ausbilden der Transparenzeinstellmusterelemente auf einer Seite des Hilfsmaskensubstrats aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Ausbilden der Transparenzeinstellmusterelemente ein selektives Ätzen des Hilfsmaskensubstrats aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Ausbilden der Transparenzeinstellmusterelemente ein Ausbilden einer Abschirmschicht aus einem Material, das opak in Bezug auf die Beleuchtung ist, über der Rückseite des Hilfsmaskensubstrats, und ein selektives Ätzen der Abschirmschicht aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Abschirmschicht Chrom aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Photomaske, wobei das Verfahren aufweist: V orsehen einer Photomaske, die ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite enthält, sowie ein Hauptmuster, das an der Vorderseite des Substrats angeordnet ist, und Vorsehen von Substrattransparenzeinstellmusterelementen, die zum Verändern der Intensität der Beleuchtung, die durch die Rückseite der Photomaske auf das Hauptmuster ausgerichtet ist, in der Lage ist, in den jeweiligen Abschnitten an der Rückseite des Substrats, wobei die Transparenzeinstellmusterelemente eine Dichte in jeder der Abschnitte aufweisen, die eine Funktion der Größe und des Abstand der Elemente ist und die proportional zu der Veränderung ist, die die Elemente in der Intensität der Beleuchtung hervorrufen, wenn die Beleuchtung durch die Rückseite des Substrats ausgerichtet ist, und wobei die Transparenzeinstellmusterelemente in Sätzen in diesen Abschnitten an der Rückseite des Substrats jeweils derart vorgesehen sind, daß die Dichte des Satzes der Elemente in einen der Abschnitte sich von dem Satz der Elemente in einem anderen der Abschnitte unterscheidet, wobei die Intensität der Beleuchtung, die auf das Hauptmuster einfällt, Variationen entsprechend den unterschiedlichen Dichten in jedem der Abschnitte der jeweiligen Sätze von Transparenzeinstellungsmusterelementen aufweist, wenn die Beleuchtung durch das Substrat von ihrer Rückseite aus mit einer gleichförmigen Intensität ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 13, das ferner ein Übertragen einer Abbildung des Hauptmusters auf einen Wafer durch ein Durchführen eines Belichtungsverfahrens aufweist, in welchem die Beleuchtung auf den Wafer durch die Photomaske ausgerichtet ist, sowie ein Entwickeln der Abbildung zum Ausbilden einer Musters auf dem Wafer, das aus Elementen mit kritischen Abmessungen ausgebildet ist, vor dem Vorsehen der Transparenzeinstellmusterelemente auf der Rückseite des Substrats aufweist, und wobei die unterschiedlichen Dichten, mit welchen die Transparenzeinstellmusterdichtewerte vorgesehen sind, auf der Verteilung der kritischen Abmessung der Elemente des Musters beruhen, das auf dem Wafer durch das Übertragen der Abbildung des Hauptmusters auf den Wafer ausgebildet worden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Photomaske, wobei das Verfahren aufweist: Vorsehen einer Photomaske, die ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite enthält, sowie einem Hauptmuster, das an der Vorderseite des Substrats angeordnet ist; Aufteilen eines Bereichs an der Rückseite des Substrats in eine Vielzahl von Abschnitten einschließlich eines ersten und eines zweiten Abschnitts; und Vorsehen einer Transparenzeinstellmusterschicht, die zum Verändern der Intensität der Beleuchtung, die auf die Rückseite der Photomaske und auf das Hauptmuster gerichtet ist, in der Lage ist, in den Abschnitten an der Rückseite des Substrats derart, daß ein erster Teil der Transparenzeinstellmusterschicht sich in dem ersten Abschnitt befindet und ein zweiter Teil der Transparenzeinstellmusterschicht sich in dem zweiten Abschnitt befindet, und wobei der erste Teil der Transparenzeinstellmusterschicht an dem ersten Abschnitt mit Gleichförmigkeitseigenschaften bezüglich seiner Fähigkeit zum Verändern der Intensität des Teils der Beleuchtung, der durch den ersten Abschnitt passiert, ausgebildet wird, der zweite Teil der Transparenzeinstellmusterschicht an dem zweiten Abschnitt mit Gleichförmigkeitseigenschaften mit Bezug auf seine Fähigkeit zum Verändern der Intensität des Teils der Beleuchtung, der durch den zweiten Abschnitt passiert, ausgebildet wird, und die Eigenschaften des ersten Teils der Transparenzeinstellmusterschicht in dem ersten Abschnitt unterschiedlich zu den Eigenschaften des zweiten Teils der Transparenzeinstellmusterschicht in dem zweiten Abschnitt sind, wobei wenn die Beleuchtung durch die Rückseite des Substrats auf das Hauptmuster ausgerichtet wird, die Intensität der Beleuchtung, die durch den ersten Abschnitt passiert und auf das Hauptmuster einfällt, sich von der Intensität der Beleuchtung unterscheidet, die durch den zweiten Abschnitt passiert und auf das Hauptmuster einfällt.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner ein Übertragen einer Abbildung des Hauptmusters auf einen Wafer durch ein Ausführen eines Belichtungsverfahrens aufweist, in welchem die Beleuchtung auf den Wafer durch die Photomaske ausgerichtet ist, sowie ein Entwickeln der Abbildung zum Ausbilden eines Musters auf dem Wafer, das aus Elementen mit kritischen Abmessungen besteht, vor dem Ausbilden der Transparenzeinstellmusterschicht auf der Rückseite des Substrats aufweist, und wobei die unterschiedlichen Eigenschaften der ersten und zweiten Teile der Transparenzeinstellmusterschicht auf der Grundlage einer Verteilung der kritischen Abmessungen der Elemente des Musters vorgesehen werden, das auf dem Wafer durch das Übertragen der Abbildung des Hauptmusters auf den Wafer ausgebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Photomaske, wobei das Verfahren aufweist: Vorsehen einer Photomaske, die ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite enthält, sowie einem Hauptmuster, das auf der Vorderseite des Substrats angeordnet ist; Übertragen einer Abbildung des Hauptmusters auf einen Wafer durch Ausrichten der Beleuchtung auf den Wafer durch die Photomaske hindurch in einem Belichtungsverfahren, und Verwenden der Abbildung zum Erzeugen eines Musters auf dem Wafer, das aus Elementen mit kritischen Abmessungen besteht; Quantifizieren der kritischen Abmessungen, um eine Verteilung von Werten der kritischen Abmessungen auf dem Wafer zu erzielen; Vergleichen der kritischen Abmessungswerte mit einem Referenzwert der kritischen Abmessungen, um die Unterschiede dazwischen zu bestimmen; Bestimmen der Ausmaße, um welche die Beleuchtungsintensität, die in dem Belichtungsverfahren verwendet wird, verringert werden muß, in Relation zu Orten auf der Maske, um die jeweiligen Differenzen zwischen den kritischen Abmessungswerten und dem Referenzwert der kritischen Abmessungen zu verringern, um so eine Verteilung der Ausmaße in Relation zu Orten zu erzielen; und Vorsehen einer Lichtabschirmschicht mit einer lichtabsorbierenden Eigenschaft auf der Rückseite des Photomaskensubstrats, so daß die Intensität der Beleuchtung, die durch die Rückseite des Substrats hindurch auf das Hauptmuster gerichtet ist, durch die Lichtabschirmschicht verringert wird, und wobei die lichtabsorbierende Eigenschaft entlang der Lichtabschirmschicht in Übereinstimmung mit der Verteilung der Ausmaße, um welche die Intensität der Beleuchtung verringert werden muß, variiert.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die lichtabsorbierende Eigenschaft proportional zu der Dicke der Lichtabschirmschicht ist, und das Vorsehen einer Abschirmschicht ein Ausbilden einer Lichtabschirmschicht mit einer Dicke aufweist, die in Übereinstimmung mit der Verteilung der Ausmaße, um welche die Intensität der Beleuchtung verringert werden muß, variiert.
Photomaske aufweisend: ein Photomaskensubstrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite; ein Hauptmaskenmuster, das auf der Vorderseite des Substrats angeordnet ist; und eine Transparenzeinstellmusterschicht, die auf der Rückseite des Substrats angeordnet ist, wobei die Transparenzeinstellmusterschicht Sätze von Transparenzeinstellmusterelementen in jeweiligen Abschnitten in der Rückseite des Substrats enthält, die zum Verändern der Intensität der Beleuchtung, die durch die Rückseite des Photomaskensubstrats hindurch auf das Hauptmuster gerichtet ist, in der Lage ist; wobei jeder Satz der Transparenzeinstellmusterelemente eine Dichte aufweist, die eine Funktion der Größe und des Abstand der Elemente ist, und die proportional zu der Veränderung ist, die die Elemente bei der Intensität der Beleuchtung hervorrufen, wenn die Beleuchtung durch den jeweiligen Abschnitt an der Rückseite des Substrats gerichtet wird, und wobei die Dichte des Satzes der Transparenzeinstellmusterelemente in einem der Abschnitte sich von der des Satzes der Transparenzeinstellmusterelemente in einem anderen der Abschnitt unterscheidet, wodurch, wenn die Beleuchtung durch das Photomaskensubstrat von dessen Rückseite aus mit einer gleichförmigen Intensität gerichtet ist, die Intensität der Beleuchtung, die auf das Hauptmuster einstrahlt, Variationen entsprechend den unterschiedlichen Dichten in jeder der Abschnitte der jeweiligen Sätze der Transparenzeinstellmusterelemente aufweist.
Photomaske nach Anspruch 19, wobei die Dichten der Sätze der Transparenzeinstellmusterelemente innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0–5% innerhalb der Abschnitte an der Rückseite des Photomaskensubstrats variieren.
Photomaske nach Anspruch 19, wobei die Transparenzeinstellmusterelemente jeweils eine Größe mit einer maximalen Breite von 0,8 μm aufweisen.
Photomaske nach Anspruch 19, wobei die Transparenzeinstellmusterelemente Vertiefungen an der Rückseite des Photomaskensubstrats sind.
Photomaske nach Anspruch 19, wobei die Transparenzeinstellmusterelemente ein Material aufweisen, das zum Reflektieren oder Absorbieren der darauf fallenden Beleuchtung in der Lage ist.
Photomaske nach Anspruch 23, wobei das Material Chrom ist.
Photomaske nach Anspruch 19, die ferner ein Transparenzhilfsmaskensubstrat aufweist, das auf der Rückseite des Photomaskensubstrats angeordnet ist, und wobei die Transparenzeinstellmusterelemente auf dem Hilfsmaskensubstrat angeordnet sind.
Photomaske nach Anspruch 25, wobei die Transparenzeinstellmusterelemente Vertiefungen in einer Seite des Hilfsmaskensubstrats sind.
Photomaske nach Anspruch 25, wobei die Transparenzeinstellmusterelemente ein Material aufweisen, das eine Seite des Hilfsmaskensubstrats bedeckt und zum Reflektieren oder Absorbieren der darauf einfallenden Beleuchtung in der Lage ist.
Photomaske nach Anspruch 27, wobei das Material Chrom ist.
Photomaske aufweisend: ein Photomaskensubstrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite; ein Hauptmaskenmuster, das auf der Vorderseite des Substrats angeordnet ist; und eine Transparenzeinstellmusterschicht, die auf der Rückseite des Substrats angeordnet ist, wobei die Transparenzeinstellmusterschicht zum Verändern der Intensität der Beleuchtung in der Lage ist, die durch die Rückseite des Photomaskensubstrats hindurch auf das Hauptmuster gerichtet ist, wobei ein erster Teil der Transparenzeinstellmusterschicht sich in einem ersten Abschnitt eines Bereichs an der Rückseite des Maskensubstrats befindet, und ein zweiter Teil der Transparenzeinstellmusterschicht sich in einem zweiten Abschnitt des Bereichs befindet, wobei der erste Teil der Transparenzeinstellmusterschicht in dem ersten Abschnitt Gleichförmigkeitseigenschaften bezüglich seiner Fähigkeit aufweist, die Intensität des Teils der Beleuchtung, die durch den ersten Abschnitt passiert, zu verändern, der zweite Teil der Transparenzeinstellmusterschicht Gleichförmigkeitseigenschaften bezüglich seiner Fähigkeit aufweist, die Intensität des Teils der Beleuchtung, der durch den zweiten Abschnitt passiert, zu verändern, und wobei die Eigenschaften des ersten Teils der Transparenzeinstellmusterschicht in dem ersten Abschnitt sich von den Eigenschaften des zweiten Teils der Transparenzeinstellmusterschicht in dem zweiten Abschnitt unterscheidet, wodurch, wenn die Beleuchtung durch die Rückseite des Photomaskensubstrats hindurch auf das Hauptmuster gerichtet ist, die Intensität der Beleuchtung, die durch den ersten Abschnitt passiert und auf das Hauptmuster einfällt, sich von der Intensität der Beleuchtung, die durch den zweiten Abschnitt passiert und auf das Hauptmuster einfällt, unterscheidet.
Belichtungsverfahren zur Verwendung in der Photolothographie, wobei das Verfahren aufweist: Vorsehen einer Photomaske, die ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite enthält, sowie einem Hauptmuster, das auf der Vorderseite des Substrats angeordnet ist; Übertragen einer Abbildung des Hauptmusters auf einem Wafer durch ein Ausrichten der Beleuchtung auf den Wafer durch die Photomaske hindurch in einem ersten Belichtungsverfahren, und Verwenden der Abbildung, um ein Muster auf dem Wafer zu erzeugen, das aus Elementen mit kritischen Abmessungen besteht; Quantifizieren der kritischen Abmessungen, um eine Verteilung von Werten der kritischen Abmessungen auf dem Wafer zu erzielen; Vergleichen der kritischen Abmessungswerte mit einem Referenzwert der kritischen Abmessungen, um die Differenzen dazwischen zu bestimmen; Bestimmen der Ausmaße, um welche die Intensität der Beleuchtung, die in dem Belichtungsverfahren verwendet wird, verringert werden muß, in Relation zu Orten auf der Photomaske. um die jeweiligen Differenzen zwischen den kritischen Abmessungswerten und dem Referenzwert der kritischen Abmessungen zu verringern, um so eine Verteilung der Ausmaße in Relation zu Orten zu erzielen; Vorsehen einer Transparenzeinstellschicht auf der Rückseite des Photomaskensubstrats, wobei die Transparenzeinstellschicht zum Verändern der Intensität der Beleuchtung, die durch die Rückseite der Photomaske hindurch auf das Hauptmuster gerichtet ist, in der Lage ist, und wobei die Eigenschaften der Transparenzeinstellschicht bezüglich deren Fähigkeit, die Intensität der Beleuchtung zu verändern, in Übereinstimmung mit der Verteilung der Ausmaße, um welche die Intensität der Beleuchtung, die in dem Belichtungsverfahren verwendet wird, verringert werden muß, variiert werden; und anschließendes Übertragen der Abbildung des Hauptmusters auf einen Wafer durch Durchführen eines zweiten Belichtungsverfahrens unter Verwendung des Photomaskensubstrats mit der Transparenzeinstellschicht auf seiner Rückseite.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei der Referenzwert der kritischen Abmessungen der kleinste Wert der kritischen Abmessungswerte ist.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner aufweist: Auswählen von Transparenzeinstellmusterelementen derart, daß, falls sie in einem Satz an der Rückseite des Substrats der Photomaske während des Belichtungsverfahrens vorgesehen werden, sie die Intensität der Beleuchtung, die durch die Photomaske während des Belichtungsverfahrens passiert, aufgrund der Dichte der Elemente, hinsichtlich ihrer Größe und ihres Abstands, verändern würden; Erzielen einer Korrelation zwischen den Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente; hinsichtlich ihrer Größe und ihres Abstands, und den Veränderungen, die die Transparenzeinstellmusterelemente, die an solchen Dichten an der Rückseite des Substrats vorgesehen sind, bei der Intensität der Beleuchtung, die dadurch hindurch während des Belichtungsverfahrens gerichtet ist, hervorrufen würden; und Bestimmen der Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente auf der Grundlage der Korrelation, die mit der Verteilung der Ausmaße übereinstimmen, um welche die Intensität der Beleuchtung verringert werden muß, um so eine Verteilung der Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente in Relation zu Orten zu erzielen; und wobei das Vorsehen einer Transparenzeinstellschicht ein Vorsehen von Sätzen der Transparenzeinstellmusterelemente in jeweiligen Abschnitten eines Bereichs an der Rückseite des Photomaskensubstrats und ein Anordnen der jeweiligen Sätze in den Transparenzeinstellmusterelementen in diesen Abschnitten derart aufweist, daß die Dichten der jeweiligen Sätze davon eine Übereinstimmung mit der Verteilung der Dichten, die auf der Grundlage der Korrelation erzielt worden sind, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Erzielen einer Korrelation zwischen den Dichten der Transparenzeinstellmusterelemente und der Veränderungen, die die Transparenzeinstellmusterelemente bei der Intensität der Beleuchtung während des Belichtungsverfahrens hervorrufen würden, aufweist: Ausbilden einer willkürlichen Anordnung der ausgewählten Transparenzeinstellmusterelemente an der Rückseite des Photomaskensubstrats, wobei die Anordnung eine willkürliche Größe der Transparenzeinstellmusterelemente aufweist, die in einem willkürlichen Abstand voneinander angeordnet sind; Verwendung einer Fourier-Transformation zum Bestimmen der Intensität der Beleuchtung, die auf das Hauptmuster einfällt, nachdem die Beleuchtung durch die willkürliche Anordnung der Transparenzeinstellmusterelemente in dem Beleuch tungsverfahren als eine Funktion der Größe und des Abstands der Anordnung der ausgewählten Transparenzeinstellmusterelemente modifiziert worden ist; und Erzielen einer Korrelation zwischen den Dichten der Transparenzeinstellelemente auf der Grundlage dieser Funktion, dargestellt durch
und den Veränderungen, die Transparenzeinstellmusterelemente bei der Intensität der Beleuchtung während des Belichtungsverfahrens hervorrufen würden.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Intensität der Beleuchtung in dieser Funktion durch
dargestellt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Bestimmen der Ausmaße, um welche die Intensität der Beleuchtung, die in dem Belichtungsverfahren verwendet wird, verringert werden muß, aufweist: Bestimmen von Dosisgradwerten, die repräsentativ für die Variationen in den kritischen Abmessungen eines Musters sind, das durch ein Belichtungsverfahren ausgebildet worden ist, bezüglich den Veränderungen bei der Dosis der Beleuchtung, die zum Ausbilden des Musters verwendet wird; und Berechnen von Belichtungsdosisvariationen, die den Differenzen zwischen den kritischen Abmessungswerten und dem Referenzwert der kritischen Abmessungen entsprechen, unter Verwendung der Dosisgradwerte und der Differenzen.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das zweite Belichtungsverfahren unter Verwendung der gleichen Form und des gleichen Typs von Beleuchtung durchgeführt wird, wie sie bei dem ersten Belichtungsverfahren verwendet worden sind.