DE112006002656B4

DE112006002656B4 - Größerer Prozesstoleranzbereich unter Verwendung diskreter Hilfsstrukturelemente

Info

Publication number: DE112006002656B4
Application number: DE112006002656.9T
Authority: DE
Inventors: Bhanwar Singh; Itty Matthew
Original assignee: GlobalFoundries Inc
Current assignee: GlobalFoundries US Inc
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2026-08-24
Also published as: TW200720838A; GB2444214A; CN101278233A; TWI465836B; CN101278233B; KR20080059638A; GB2444214B; US20070082277A1; DE112006002656T5; GB0805194D0; WO2007044132A1; JP2009512186A; US7749662B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Prozesstoleranzbereichs eines lithographischen Abbildungssystems. Die Verbesserung des Prozesstoleranzbereichs wird durch die neuartige Anordnung diskreter Hilfsstrukturelemente und die Verwendung von verbotenen Teilungsabständen in speziellen Abstandsorientierungen (1310, 1312) erreicht. Es werden neue Geometrien verwendet, die vorteilhaft das Zurückziehen von Linienenden und/oder das mangelnde Auflösungsvermögen von Teilungsabständen senkrecht zu einer Achse einer Dipolbelichtungsquelle (822, 824) ausnutzen. Die geeignete Anordnung einer Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten auf einer Maske in der Nähe von Positionen kritischer Strukturelemente, etwa beispielsweise von Kontakten, verhindert Lackreste, die durch die Anwendung eines durchgehenden Streuelements (1212, 1312) hervorgerufen werden können.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zum Verbessern des Prozessspielraumes bzw. der Prozesstoleranzbereiche eines lithographischen Abbildungsprozesses durch die Verwendung diskreter Hilfsstrukturelemente.
Hintergrund der Erfindung
In der Halbleiterindustrie gibt es ein ständiges Bestreben, um höhere Bauteildichten zu erzeugen. Um diese höheren Bauteildichten zu erreichen, wurden und werden Anstrengungen unternommen, um die Abmessungen der Bauteile zu verringern (beispielsweise unter das Niveau von 1 µm), die auf den Halbleiterscheiben angeordnet sind. Um derartige Dichten zu verwirklichen, sind kleinere Strukturgrößen und präzise definierte Strukturformen erforderlich. Dies kann die Breite und den Abstand von Verbindungsleitungen, den Abstand und den Durchmesser von Kontaktlöchern und die Oberflächengeometrie, etwa Ecken und Kanten von diversen Strukturelementen betreffen. Die Abmessungen von und zwischen kleinen Strukturelementen werden als kritische Abmessungen (CD) bezeichnet. Das Verringern der kritischen Abmessungen bzw. CD's und das Reproduzieren der CD's mit größerer Genauigkeit ermöglicht das Erreichen höherer Bauteildichten.
Zum Verwirklichen kleiner Strukturelemente werden Lithographieprozesse mit hoher Auflösung eingesetzt. Im Allgemeinen bezeichnet die Lithographie Prozesse zum Übertragen von Strukturmuster zwischen diversen Medien. In der Lithographie zur Herstellung integrierter Schaltungen wird eine Siliziumscheibe, bzw. Wafer, gleichmäßig mit einer strahlungsempfindlichen Schicht, dem Photolack, beschichtet. Die Schicht wird selektiv mit Strahlung beaufschlagt (beispielsweise optischer Strahlung, Röntgenstrahlung, Elektronenstrahlung, ...) durch eine dazwischenliegende Hauptschablone (beispielsweise Maske, Retikel, ...), wodurch ein spezielles Muster (beispielsweise eine strukturierte Photolackschicht) gebildet wird. Abhängig von der Art der Beschichtung werden unter der Einwirkung spezieller Entwicklerlösungen belichtete Bereiche der Beschichtung stärker und schwächer löslich als nicht belichtete Bereiche. Besser lösliche Bereiche werden in dem Entwickler in einem Entwicklungsschritt entfernt, während weniger lösliche Bereiche auf der Siliziumscheibe verbleiben, um eine strukturierte Beschichtung zu bilden. Das Muster entspricht entweder dem Bild der Maske oder seinem Negativ. Der strukturierte Photolack wird in der weiteren Bearbeitung der Siliziumscheibe verwendet.
Das Erreichen kleinerer kritischer Abmessungen ist mit dem Auflösungsvermögen des lithographischen Systems verknüpft. Anstrengungen, um das Auflösungsvermögen zu erhöhen und damit die kritischen Abmessungen zu verringern, gehen in diverse Richtungen. Ein Ansatz beinhaltet die Verringerung der Wellenlänge der Belichtungsstrahlung, wie dies durch die Entwicklung von der Quecksilber G-Linie (436 nm) zum Excimerlaser (193 nm) und weiter zu 157 nm, 90 nm, 65 nm, etc. zum Ausdruck kommt. Ein zweiter Ansatz beinhaltet Verbesserungen im optischen Aufbau, den Fertigungstechniken und der Messtechnik. Derartige Verbesserungen führten zu einem größeren Auflösungsvermögen durch Vergrößerung der numerischen Apertur. Ein dritter Ansatz betrifft die Verwendung diverser Techniken zur Steigerung des Auflösungsvermögens. Die Verwendung von Phasenschiebemasken und Belichtungstechniken außerhalb der Achse führten zu verbessertem Auflösungsvermögen durch eine Verringerung der lithographischen Konstante „k“ des Abbildungssystems.
In der US 5 821 014 A wird das Vorsehen von Streuelementen mit Größen unterhalb der Auflösung in der Form von „dashed scattering bars“ beschrieben. In der US 5 436 095 A werden Phasenverschiebungsmaskenelemente zum Korrigieren des Naheffekts für isolierte lineare Muster, projizierte lineare Muster und Endlinienmuster beschrieben. In der US 6 114 071 A wird das Problem der Verzerrung eines transferierten Musterelementes behandelt, und es wird insbesondere das sogenannte „feature crowding“ beschrieben.
In der US 2002 / 0 151 157 A1 und der US 2005 / 0 009 344 A1 werden Phasenverschiebungselemente zum Korrigieren eines optischen Naheffektes, wobei die Phasenverschiebungselemente für eine photolithographische Maske bereitgestellt werden, beschrieben. Insbesondere beschreibt die Entgegenhaltung US 2002 / 0 151 157 A1 das Vorsehen einer Mehrzahl rechteckiger Phasenverschiebungselemente, die auf beiden Seiten eines Hauptmusters einer Photomaske vorgesehen werden, und es beschreibt die US 2005 / 0 009 344 A1 15 das Ausbilden von „dummy patterns“, mit denen eine Photomaske versehen wird, wobei diese Muster über freien Bereichen außerhalb einer integrierten Schaltung verteilt sind.
In der US 2004 / 0 161 678 A1 wird eine Dipolbelichtung im Zusammenhang mit der Ausbildung einer Fotomaske beschrieben. In der US 2002 / 0 001 758 A1 wird die Simulation von Lackmustern in Abhängigkeit von verschiedenen Teilungsabständen beschrieben. In der US 2002 / 0 166 107 A1 wird eine Dipolbelichtungstechnik beschrieben, in der die optische Auflösung für geometrische Muster mit Ausrichtungen senkrecht zur Dipolachse erhöht werden kann.
In Abbildungssystemen mit einem kleinen k wird ein wesentlicher Anteil der durchgelassenen Lichtenergie in hohen räumlichen Frequenzkomponenten des Maskenspektrums transportiert. Im Allgemeinen werden diese hohen räumlichen Frequenzkomponenten durch die Eintrittspupille mit Tiefpassfilterwirkung eines Abbildungssystems nicht eingefangen. Der Verlust der hohen räumlichen Frequenzkomponenten führt zu Bildern, die auf eine oder mehrere Weisen im Hinblick auf das Originalbild verzerrt sind. Zu Bildverzerrungen gehören derartige Defekte wie eine Verkürzung der Linien, Nichtlinearität und Bereichseffekte, wobei beispielsweise die abgebildete Linienbreite als Funktion des Abstands zwischen benachbarten Linien variieren kann. Bildverzerrungen können zu Bildern führen, die eine nicht ausreichende Abbildungsgenauigkeit aufweisen, um somit ihre beabsichtigte Funktion zu erfüllen. Verfahren zum Korrigieren oder zum Reduzieren derartiger Verzerrungen können den Prozessspielraum bzw. die möglichen Prozessbereiche vergrößern, wodurch die Effizienz des Systems verbessert wird.
Die optische Nahbereichskorrektur (OPC) ist ein spezielles Verfahren, das zur Kompensierung bekannter Strukturverzerrungen eingesetzt werden kann. OPC wird angewendet, um die Maskengeometrie im Hinblick auf bekannte Effekte zu kompensieren, die während der Abbildung auftreten können. Die Anwendung von OPC kann zu einer verbesserten Gleichmäßigkeit der Linienbreite führen, wodurch höhere Taktfrequenzen insgesamt ein besseres Schaltungsverhalten erreichbar ist. OPC kann auch das Abbildungsprozessfenster erweitern und damit eine höhere Ausbeute erzeugen. Eine OPC-Technik beinhaltet das Hinzufügen von Hilfsstrukturelementen zu einer Maske, die eine konsistentere Abbildung eines gewünschten Strukturmusters ermöglichen. Das Vorhandensein derartiger Hilfsstrukturelemente kann jedoch zur Ausbildung eines nicht gewünschten Lackrestes führen, der die Ausbeute eines Lithographieprozesses negativ beeinflusst. Das Vermeiden der Ausbildung eines Lackrestes kann deutlich die Ausbeute eines lithographischen Abbildungsprozesses verbessern.
Überblick über die Erfindung
Der Gegenstand der Erfindung stellt ein Verfahren zum Verbessern des Prozessspielraums bzw. Prozesstoleranzbereichs eines lithographischen Abbildungssystems bereit. Ein Faktor, der den Prozessspielraum eines lithographischen Systems beeinflusst wird als Nahbereichseffekt bezeichnet. Der Nahbereichseffekt betrifft Schwankungen in gedruckten Strukturelementen, die den gleichen Satz an nominalen kritischen Abmessungen aufweisen, in Folge von Einwirkungen der Umgebung. Eine Änderung im Teilungsabstand ist ein Beispiel einer Änderung der Umgebungsbedingungen oder einer durch die Umgebung hervorgerufenen Schwankung. Ein Beispiel eines Nahbereichseffekts ist die Änderung einer Linienbreite, die sich abhängig von Änderungen im Teilungsabstand ergibt. Für eine gegebene nominale Linienbreite wird der Abstand zwischen benachbarten Linien größer, wenn der Abstand bzw. Teilungsabstand größer wird. Schwankungen im Teilungsabstand können zu Variationen in der Größenordnung von 15% in der erzeugten Linienbreite führen. Derartige Schwankungen im Teilungsabstand sind in Masken vorhanden, die Bereiche enthalten, in denen eine relativ dichte Konzentration an Strukturelementen vorhanden sind, und Bereiche, die eine relativ geringe Konzentration an Strukturelementen aufweisen. In einigen Fällen kann ein Streuelement bzw. ein Streubalken eingesetzt werden, um mit dessen Unterstützung die Schwankungen im Abstand und der resultierenden Linienbreite zu steuern. Es kann sich jedoch ein Lackrest als Folge der teilweise erfolgten Belichtung des Lackes durch Licht ausbilden, das von den Rändern des Streuelements gebeugt wird. Das Vorhandensein eines derartigen Lackrestes kann die Ausbeute des Systems negativ beeinflussen. Es wird ein Verfahren zum Verbessern eines Prozesstoleranzbereichs eines lithographischen Abbildungssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Ermitteln eines halbisolierten Strukturelements auf einer Maske als möglichen begrenzenden Faktor für einen Prozesstoleranzbereich für eine lithographische Abbildungstechnik;
Bestimmen eines Auflösungsschwellenwertes für die Abbildungstechnik;
Anordnen eines oder mehrerer unterteilter Hilfsstrukturelemente mit einer Größe unter der Auflösungsgrenze in der Nähe des halbisolierten Maskenstrukturelements, wobei das eine oder die mehreren unterteilten Hilfsstrukturelemente mit einer Größe unterhalb des Auflösungsvermögens ein oder mehrere unterteilte Streuelemente umfassen, das
eine oder die mehreren unterteilten Streuelemente mehr als ein diskretes Streuelementsegment aufweisen, und

Bilden des einen oder der mehreren diskreten Streuelementsegmente derart, dass ihre Längsrichtung in einer Richtung senkrecht zur Achse einer Dipolbelichtungsquelle verläuft, und mit einem Teilungsabstand außerhalb eines Bereichs von Teilungsabständen, die von dem Abbildungssystem senkrecht zu der Achse der Dipolbelichtungsquelle aufgelöst werden können, um ein Auflösen der diskreten Streuelementsegmente durch das Abbildungssystem zu verhindern, wobei der Teilungsabstand innerhalb eines Bereichs verbotener Teilungsabstände des lithographischen Abbildungssystems liegt.
Diskrete Streuelementsegmente werden unter Anwendung „verbotener“ Teilungsabstände erzeugt, um damit das Ausbilden eines Lackrests zu vermeiden. Verbotene Abstände bezeichnen Abstände, die zu einer Beeinträchtigung des Prozessfensters für ein lithographisches Abbildungssystem führen. Das Hinzufügen von Hilfsstrukturelementen zur Änderung der scheinbaren Dichte und Abstands, wie sie von dem Projektionssystem „gesehen“ werden, kann zu einer plötzlichen Reduzierung oder einer sprunghaften Änderung nach unten im Prozessfenster für einen gegebenen Bereich an Teilungsabständen führen. Die Abstandswerte, in welchem das Prozessfenster einen nach unten gerichteten Spitzenwert aufweist und unter einen Schwellenwert abfällt, werden als verbotene Abstände bzw. Teilungsabstände bezeichnet. Diese Teilungsabstände sind für die Verwendung in der Gestaltung eines gewünschten Musters auf Grund der unerwünschten Reduzierung des Prozessfensters, die derartige Teilungsabstände hervorrufen können, „verboten“. Erfindungsgemäß kann jedoch eine Anordnung diskreter Streuelementsegmente unter verbotenen Abständen zu Prozessvorteilen im Hinblick auf eine verbesserte Steuerung der kritischen Abmessungen für ein benachbartes Strukturelement führen und kann auch das Erzeugen eines Lackrests vermeiden, der ansonsten eine nachteilige Auswirkung auf die Ausbeute eines resultierenden erzeugten Bildes ausüben kann.
Um das vorhergehende und weitere Ziele zu erreichen, werden gewisse anschauliche Aspekte der Erfindung hierin in Verbindung mit der folgenden Beschreibung und den angefügten Zeichnungen dargestellt. Diese Aspekte sind lediglich einige wenige diverse Möglichkeiten, in denen die Prinzipien der Erfindung eingesetzt werden können, und die vorliegende Erfindung soll alle derartigen Aspekte und ihre Äquivalente mit einschließen. Weitere Vorteile und neue Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung hervor, wenn diese mit Bezug zu den Zeichnungen studiert wird.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung einer Anordnung aus Bitleitungen und Wortleitungen, die auf einer typischen Scheibe hergestellt werden können, die bei der Herstellung einer Speicherkomponente verwendet wird.
2 ist eine Darstellung von Beugungseffekten von Licht in Form einer Lichtquelle, die durch eine Maske läuft.
3 ist eine Darstellung einer Maske mit Wortleitungsstrukturelementen und einem Streuelement.
4 ist eine Darstellung der Effekte der Beugung im Hinblick auf das Zurückziehen von Linienenden oder der Linienverkürzung.
5 zeigt eine Abhängigkeit zwischen der Strukturgröße der Linie und der erzeugten Größe des Bildes und die Auswirkungen des Zurückziehens der Linienenden.
6 ist eine Darstellung einer Maske mit einem unterteilten Streuelement mit einer Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten gemäß einem Beispiel, das nicht Bestandteil der Erfindung ist.
7 zeigt eine Photomaske mit einem unterteilten Streuelement mit einer Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten gemäß einem Beispiel, das nicht Bestandteil der Erfindung ist.
8 zeigt eine Photomaske mit einem unterteilten Streuelement mit einer Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine graphische Darstellung eines Prozessfensters als Funktion des Abstands.
10 zeigt ein Beispiel der Anordnung eines unterteilten Streuelements, das aus einer Reihe diskreter Streuelementsegmente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
11 ist eine Darstellung einer Maske mit einem unterteilten Streuelement mit einer Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Darstellung eines Verfahrens zur Verbesserung eines Prozesstoleranzbereichs eines lithographischen Systems gemäß einem gemäß einem Beispiel, das nicht Bestandteil der Erfindung ist.
13 ist eine Darstellung eines Verfahrens zur Verbesserung des Prozesstoleranzbereichs eines Lithographiesystems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden werden die Erfindung und vergleichende Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um durchwegs gleiche Elemente zu bezeichnen. Die Erfindung wird mit Bezug auf Systeme und Verfahren beschrieben, die das Bereitstellen eines unterteilten Streuelements ermöglichen, um damit den Prozesstoleranzbereich bzw. den Prozessspielraum zu verbessern. Das unterteilte Streuelement bietet den Vorteil konsistenterer kritischer Abmessungen für halbisolierte Strukturelemente, ohne dass ein Lackrest erzeugt wird.
Der Begriff „Komponente“ kann eine computerbezogene Einheit bezeichnen, entweder als Hardware, einer Kombination aus Hardware und Software, aus Software, oder aus Software bei der Ausführung. Z. B. kann eine Komponente ein Prozess sein, der auf einem Prozessor abgearbeitet wird, ein Prozessor, ein Objekt, ein ausführbares Objekt, ein spezieller Ablauf der Ausführung, ein Programm und ein Computer. Beispielsweise kann sowohl eine Anwendung, die auf einem Dienstleistungsrechner abgearbeitet wird, als auch der Dienstleistungsrechner selber eine Komponente sein. Eine Komponente kann in einem physikalischen Ort angeordnet sein (beispielsweise in einem einzelnen Computer) und/oder kann auf zwei oder mehr zusammenarbeitende Bereiche verteilt sein (beispielsweise parallel arbeitende Computer, Computernetzwerk). Der Begriff Teilungsabstand bezeichnet die Summe aus der Linienbreite und dem Abstand zwischen den Linien eines sich wiederholenden Musters.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, um den Prozessspielraum bzw. den Prozesstoleranzbereich eines lithographischen Abbildungssystems zu verbessern. Die Verbesserung des Prozesstoleranzbereichs wird durch das Anordnen diskreter Hilfsstrukturelemente ermöglicht, die unter Anwendung neuer Geometrien dimensioniert und positioniert werden, die die Ausbildung eines Lackrests verhindern, der sich oft aus der Verwendung eines einzelnen zusammenhängenden Streuelements ergibt. Die Abmessungen und der Abstand von unterteilten Streuelementen mit diskreten Streuelementsegmenten nutzen vorteilhaft das Zurückziehen von Linienenden, verbotene Abstände und eine fehlende Auflösung in einer Achse senkrecht zur Dipolbeleuchtungsquelle, um damit eine Teilbelichtung einer Lackschicht zu vermeiden, die zur Ausbildung eines prozessbegrenzenden Lackrests führen kann.
1 ist eine Darstellung von Bitleitungen und Wortleitungen, die auf einer typischen Scheibe 100 bei der Herstellung einer Speicherkomponente gebildet werden können. Speicherkomponenten umfassen einzelne Speicherzellen, Wortleitungen, Bitleitungen und Steuerschaltungen, um die Funktion der Speicherkomponente zu steuern. Die Scheibe 100 ist aus mehreren Wortleitungen 102, 104, 106, 108, 110 und mehreren Bitleitungen 112 aufgebaut. Mit jeder Bitleitung 112 ist ein Kontakt 114 verbunden. Die Kontakte 114 ermöglichen das Verbinden der Bitleitungen 112 mit anderen Schaltungen, etwa beispielsweise der Steuerschaltung, um das Schreiben in oder das Lesen aus einer Speicherzelle zu steuern, die zwischen einer Wortleitung und einer Bitleitung angeordnet ist. Bei der Bearbeitung der Scheibe 100 verursacht die Nähe der Wortleitung 102 zu den Kontakten 114 eine Beschränkung des Prozessfensters. Das Vorhandensein der Bitleitungskontakte 114 führt zu einer Unterbrechung im Teilungsabstand, der mit dem sich wiederholenden Muster verknüpft ist, das aus einer Reihe von Wortleitungen 102, 104, 106, 108, 110 gebildet ist. Diese Unterbrechung im Teilungsabstand kann Beugungsmuster unterbrechen, die sich aus Licht ergeben, das durch eine Maske läuft, die bei der Herstellung einer die Wortleitungen enthaltenden Schicht verwendet wird.
In einem lithographischen Abbildungsprozess kann das Erzeugen der Wortleitung 104 durch das Erzeugen benachbarter Wortleitungen 102 und 106 beeinflusst sein. Die Abbildung der Wortleitung 104, die auf eine Lackschicht gebildet wird, ist das Ergebnis des Belichtungslichtes, das durch eine strukturierte Maske läuft, die die Grenzen der Wortleitungsstrukturelemente definiert. Ein Bild, das auf dem Lack für die Wortleitung 104 erzeugt wird, kann mittels Belichtungslicht erzeugt werden, das durch eine Maske (beispielsweise eine positive Photomaske, eine negative Photomaske, ...) bereitgestellt wird, das ergänzt wird und/oder sich vereinigt mit Belichtungslicht, das von Rändern von nahe liegenden oder benachbarten Maskenstrukturelementen gebeugt wird, beispielsweise von Maskenstrukturelementen, die den Wortleitungen 102 und 106 entsprechen. Jedoch ist in diesem Beispiel die Wortleitung 102 die letzte Wortleitung in einer Reihe aus Wortleitungen und besitzt daher eine benachbarte Wortleitung, d. h. die Wortleitung 104, lediglich auf einer Seite. Daher kann im Falle der Wortleitung 102 die Ausbildung (beispielsweise die Belichtung, die Entwicklung, ...) eines ersten Randes 116 der Wortleitung 102 durch fehlerhaftes Belichtungslicht beeinflusst werden, das zur Erzeugung der entsprechenden Wortleitung 104 verwendet wird, während ein zweiter Rand 118 der Wortleitung 102 keine entsprechende benachbarte Wortleitung zur Beeinflussung bei der Erzeugung besitzt. Folglich gibt es keine Wechselwirkung auf der Lackschicht von Licht, das die Kante 118 erzeugt, mit Beugungslicht aus den anderen Strukturelementen in dem Maskenmuster, und das Erzeugen der Wortleitung 102 erfolgt daher in einer unterschiedlichen Weise im Vergleich zur Wortleitung, die mehr als eine benachbarte Wortleitung besitzt. Somit kann die Wortleitung 102 eine Linienbreite aufweisen, die von gewünschten kritischen Abmessungen abweicht, was sich wiederum negativ auf das Leistungsverhalten des hergestellten Speicherbauelements auswirkt.
2 ist eine Darstellung von Beugungseffekten in Form einer Lichtwelle 202, die durch eine Maske 204 läuft. 2 zeigt eine Art, wie die Belichtung einer Lackschicht 220 auf einer Scheibe 221 als Folge von einem variierenden Teilungsabstand beeinflusst werden kann, der mit der Strukturmusteraperturen auf der Maske 204 verknüpft ist. Wie gezeigt, können die Beugungseffekte des Belichtungslichts für eine letzte Wortleitung oder Bitleitung unterschiedlich sein im Vergleich zu Wortleitungen/Bitleitungen, die zwei benachbarte Strukturen besitzen. Es ist eine Lichtwelle 202 dargestellt, wenn diese sich der Maske 204 nähert, wie dies durch die vertikalen Pfeile angedeutet ist, die in Richtung der Maske 204 orientiert sind. Die Maske 204 ist aus durchlässigen Bereichen 206, 208, 210 und undurchlässigen Bereichen 212, 214, 216, 218 aufgebaut. Die undurchlässigen Bereiche oder die durchlässigen Bereiche können ein gewünschtes Muster aus Wortleitungen oder Bitleitungen abhängig von der Art des verwendeten Lacks repräsentieren. Wenn die Lichtwelle 202 durch die Maske 204 läuft, läuft Licht, das auf die durchlässigen Bereiche auftritt, durch die Maske, während das Licht, das auf die undurchlässigen Bereiche trifft, blockiert wird. Licht, das durch die Maske läuft, belichtet die Lackschicht 220 auf der Scheibe 221. Genauer gesagt, wenn die Wirkungen der Beugung vernachlässigt werden, trifft Licht, das durch den durchlässigen Bereich 206 läuft, auf den Lackbereich 222. Licht, das durch den durchlässigen Bereich 208 läuft, trifft auf den Lackbereich 224 und Licht, das durch den durchlässigen Bereich 210 läuft, trifft auf den Lackbereich 226. Wenn weiterhin die Beugungseffekte vernachlässigt werden, wird Licht, das auf die undurchlässigen Bereiche 212, 214, 216, 218 trifft, blockiert und erreicht nicht die Lackbereiche 232, 228, 230 und 234.
Tatsächlich wird jedoch Licht, das auf die diversen Bereiche der Lackschicht 220 fällt, durch das gebeugte Licht von Rändern zwischen den durchlässigen Bereichen und den undurchlässigen Bereichen der Maske 204 beeinflusst. Eine Untersuchung der Lichtwelle 202, wenn sie voranschreitet und auf die Lackschicht 220 fällt, zeigt, dass die Lackschichtbereiche 224 und 226, die den durchlässigen Maskenbereichen 208 und 210 entsprechen, eine ähnliche Belichtung erfahren, wie der Lackschichtbereich 222, der dem durchlässigen Maskenbereich 206 entspricht, jedoch einen anderen Belichtungspegel erhält. Dieser Unterschied im Belichtungspegel beruht auf der Tatsache, dass ein Teilungsabstand der Strukturelemente auf der Maske 204 sich geändert hat, woraus sich eine Änderung der Beugungsmuster von Licht ergibt, das die Lackschicht erreicht.
Die Lackschichtbereiche 228 und 230, die den undurchlässigen Maskenbereichen 214 und 216 entsprechen, bleiben nicht vollständig unbelichtet, sondern diese erhalten eine gewisse Belichtungsdosis von Licht, das an Rändern zwischen den durchlässigen Bereichen und den undurchlässigen Bereichen der Maske 204 gebeugt wird. Eine Untersuchung des Lackschichtbereichs 232 zeigt jedoch, dass dieser einen unterschiedlichen Belichtungspegel erhält als die ähnlichen Lackschichtbereiche 228 und 230 auf Grund der Tatsache, dass sich der Teilungsabstand in der Maske geändert hat. Der Unterschied in der Belichtung zwischen dem Lackmaskenbereich 224 und dem benachbarten Lackmaskenbereich 228 ist im Wesentlichen identisch zu dem Unterschied in der Belichtung zwischen dem Lackschichtbereich 224 und dem benachbarten Lackschichtbereich 230. Jedoch ist der Unterschied in der Belichtung zwischen dem Lackschichtbereich 222 und dem benachbarten Lackschichtbereich 228 im Wesentlichen nicht identisch zu dem Unterschied in der Belichtung zwischen dem Lackschichtbereich 222 und dem benachbarten Lackschichtbereich 232. Dieser Unterschied beeinflusst die Qualität der kritischen Abmessungen für das Strukturelement, das mit dem Lackschichtbereich 222 verknüpft ist. Dies ist hauptsächlich die Lage, die für die letzte Wortleitung, die in 1 als Wortleitung 102 gezeigt ist, besteht.
Der Einfluss der Beugung wird ferner durch die Kombination Scheibe/Maske 280 dargestellt, wobei Licht Beugungsmuster auf der Scheibe 221 gezeigt sind. Ein zentraler Bereich 236 des Lackschichtbereichs 228, der direkt unterhalb des undurchlässigen Maskenbereichs 214 angeordnet ist, wird durch Licht 238 belichtet, das von dem Rand 240 des undurchlässigen Maskenbereichs 214 gebeugt wird. Des weiteren kann der zentrale Bereich 236 des Lackschichtbereichs 228 durch Licht 242 belichtet werden, das vom Rand 244 des undurchlässigen Maskenbereichs 214 gebeugt wird. Die gesamte Belichtungsdosis, die in dem Bereich 228 empfangen wird, ist eine Summe des gebeugten Lichts aus allen Quellen, wobei Licht enthalten ist, das von den Rändern benachbarter und/oder naheliegender undurchlässiger Maskenbereiche gebeugt wird. In ähnlicher Weise wird der zentrale Bereich 246 des Lackschichtbereichs 230, der direkt unterhalb des durchlässigen Maskenbereichs 216 liegt, durch Licht 248 belichtet, das von dem Rand 250 des undurchlässigen Maskenbereichs 216 gebeugt wird. Des weiteren wird der zentrale Bereich 246 des Lackschichtbereichs 230 durch Licht 252 belichtet, das von dem Rand 250 des undurchlässigen Maskenbereichs 216 gebeugt wird. Die gesamte Belichtungsdosis, die in dem zentralen Bereich 246 empfangen wird, ist eine Summe des gebeugten Lichts aller Quellen, wobei Licht enthalten ist, das von den Rändern benachbarter und/oder naheliegender undurchlässiger Bereiche des Maskenstrukturmusters gebeugt wird.
Licht, das an den diversen Rändern von undurchlässigen Maskenstrukturmusterbereichen gebeugt wird, wird auch der Belichtungsdosis der Lackschichtbereiche unter den durchlässigen Strukturmusterbereichen, etwa beispielsweise dem Lackschichtbereich 224, der unterhalb des durchlässigen Maskenbereichs 208 angeordnet ist, hinzugefügt. Beispielsweise wird der zentrale Bereich 256 des Lackschichtbereichs 224 durch Licht 258 belichtet, das von dem Rand 254 des undurchlässigen Maskenbereichs 216 gebeugt wird. Ferner wird der zentrale Bereich 256 durch Licht 260 belichtet, das von dem Rand 240 des undurchlässigen Maskenbereichs 214 gebeugt wird. Man erkennt, dass die Belichtungsdosis der Lackschichtbereiche nicht nur eine Funktion des Lichtes ist, das durch die durchlässigen Bereiche des Maskenstrukturmusters entsprechend den jeweiligen Lackstrukturbereichen tritt, sondern auch eine Funktion des gebeugten Lichts aller Quellen ist, einschließlich von Rändern von benachbarten und/oder naheliegenden undurchlässigen Maskenstrukturbereichen.
Wenn ein Maskenmuster einen gleichmäßigen Abstand mit gleichmäßigen kritischen Abmessungen aufweist, kann die Belichtung einer Lackschicht eine Scheibe durch Licht, das durch die Maske hindurchtritt, eine konsistente Wirkung über alle ähnlichen Bereiche des Maskenstrukturmusters besitzen. Wenn jedoch der Abstand im Maskenstrukturmuster zwischen den Strukturelementen variiert, wie dies für das Maskenstrukturelement entsprechend der Wortleitung 102 aus 1 der Fall ist, ist ein Beugungsmuster auf der Lackschicht der Scheibe für den belichteten Bereich des Lacks und für einen benachbarten nicht belichteten Bereich unterschiedlich im Vergleich zu entsprechenden belichteten und nicht belichteten Bereichen, wenn ein standardmäßiger Abstand verwendet ist. Es sei wieder auf die Kombination aus Scheibe/Maske 280 verwiesen, wobei der zentrale Bereich 262 des Lackschichtbereichs 222 durch Licht 264 belichtet wird, das von dem Rand 244 des undurchlässigen Maskenbereichs 214 gebeugt wird. Wenn sich in diesem Beispiel der Abstand in dem Maskenstrukturmuster ändert, kann der zentrale Bereich 262 auch durch Licht 268 belichtet werden, das von dem Rand 270 des undurchlässigen Maskenbereichs 212 gebeugt wird. Jedoch muss das Licht 268, das von dem Rand 270 ausgeht, einen größeren Weg zurücklegen, um das Zentrum 262 des Lackschichtbereichs 222 zu erreichen, als das Licht 260, wenn es den zentralen Bereich 256 des benachbarten Lackschichtbereichs 224 erreichen soll. Der Unterschied im Teilungsabstand beeinflusst sowohl die Phase als auch die Intensität des Lichtes, was den zentralen Bereich 262 erreicht, und daher ist die Belichtungsdosis des zentralen Bereichs 262 unterschiedlich im Vergleich zu dem zentralen Bereich 256. Wenn ein durchlässiger Maskenstrukturbereich, etwa beispielsweise der durchlässige Maskenbereich 206, einem letzten Scheibenstrukturelement (beispielsweise Wortleitung, Bitleitung, ...) entspricht, beugt der Rand 270 das Licht nicht und daher ist kein Beugungslicht 268 vorhanden, das der Belichtungsdosis in dem Lackschichtbereich 222 hinzugefügt wird. Dieser Unterschied in der Belichtungsdosis, der sich aus den unterschiedlichen Beugungsmustern ergibt, beeinflusst die Qualität der kritischen Abmessungen und ist ein Beispiel dafür, was häufig als „Nahbereichseffekt“ bezeichnet wird, der aus einer Änderung des Teilungsabstands in Maskenmustern resultieren kann.
Der Nahbereichseffekt bezeichnet Variationen in gedruckten Strukturelementen, die im Wesentlichen den gleichen Satz an nominalen kritischen Abmessungen aufweisen, wobei dies aus Schwankungen in der Nachbarschaft herrührt. Ein Beispiel eines Nahbereichseffekts ist eine Variation in der Linienbreite, die als eine Funktion des Teilungsabstands auftritt. Für eine gegebene nominale Linienbreite vergrößert sich der Abstand zwischen benachbarten Linien, wenn der Teilungsabstand erhöht wird. Eine Änderung im Teilungsabstand ist ein Beispiel einer Änderung in den Umgebungsbedingungen oder eine Änderung der Nachbarschaft. Änderungen im Teilungsabstand können zu Variationen in der Größenordnung von 15% in der gedruckten Linienbreite führen. Derartige Schwankungen im Teilungsabstand sind in einer Maske vorhanden, in denen Bereiche mit relativ dichter Konzentration aus Maskenstrukturelementen übergehen in Bereiche, die eine relativ geringe Konzentration an Strukturelementen aufweisen. Halbisolierte Strukturelemente bezeichnen Maskenstrukturelemente in einem Bereich, der eine relativ geringe Konzentration an Strukturelementen aufweist, oder bezeichnen das letzte oder ein Endmaskenstrukturelement aus einer Reihe von dicht besiedelten Bereichen. Für halbisolierte Maskenstrukturelemente kann das Hinzufügen von Hilfsstrukturelementen (beispielsweise unterteilte Streuelemente, ...) benachbart zu den halbisolierten Strukturelementen den Teilungsabstand der halbisolierten Strukturelemente ändern, woraus sich ein gleichmäßigerer einzelner Abstand der Linien entsprechend der Maskenstrukturelemente in Bereichen mit hoher Strukturdichte ergibt. Das Vorhandensein derartiger Hilfsstrukturelemente auf einer Maske ändert das Beugungsmuster in Bereichen in der Nähe von halbisolierten Strukturelementen derart, dass die Beugungsmuster besser den Beugungsmustern entsprechen, in denen die Strukturelemente relativ dicht liegen. Das Ergebnis besteht darin, dass kritische Abmessungen konsistenter im Hinblick auf diverse unterschiedliche Grade an Fokussierung unabhängig von der Strukturdichte sind. Wenn derartige Hilfsstrukturelemente hinzugefügt werden, besitzen diese im Allgemeinen eine Linienbreite, die kleiner ist als eine nominale Linienbreite eines gewünschten Strukturelements, so dass die Hilfsstrukturelemente von einem Abbildungssystem nicht aufgelöst und auf die Scheibe übertragen werden. Mit der Hinzunahme eines Hilfsstrukturelements kann jedoch ein Lackrest erzeugt werden, der die Ausbeute oder das Verhalten der resultierenden Schaltung negativ beeinflussen kann. Um die unerwünschte Erzeugung eines Lackrestes zu vermeiden, kann das Zurückziehen von Linienenden manipuliert/eingesetzt werden, wie dies detaillierter nachfolgend mit Bezug zu den folgenden Zeichnungen dargestellt ist.
3 zeigt eine Maske 300 mit Wortleitungsstrukturelementen 302, 304, 306, 308 und 310. Die Maske 300 ist über einer Scheibe angeordnet, die Bitleitungen 312 und Kontakte 314 aufweist. Die Maske 300 umfasst ferner ein konventionelles Streuelement 301 (beispielsweise ein Hilfsstrukturelement mit einer Größe unterhalb der Auflösungsgrenze), das zwischen dem Wortleitungsstrukturelement 302 und Kontakten 314 angeordnet ist. Ein Teilungsabstand 316 der Wortleitungsstrukturelemente 302, 304, 306, 308 und 310 besteht aus einer Linienbreite 318 plus einem Abstand bzw. einer Strecke 320 zwischen benachbarten Wortleitungsstrukturelementen. Das Vorhandensein des Streuelements 301 unter dem Abstand 320 vergrößert den Teilungsabstand in Bezug auf das Wortleitungsstrukturelement 302, wodurch ein Teilungsabstand für das Wortleitungsstrukturelement 302 erreicht wird, der mit den Abständen für die Wortleitungsstrukturelemente 304, 306 und 308 konsistent ist. Ohne die Anwesenheit des Streuelements 301 wäre der Teilungsabstand für das Wortleitungsstrukturelement 302 nicht mit den Abständen für die Wortleitungsstrukturelemente 304, 306 und 308 vergleichbar. Durch das Vorhandensein des Streuelements 301 kann das Wortleitungsstrukturelement 302 eine einheitliche Linienbreite 318 zusammen mit dem Rest der Wortleitungsstrukturelemente 304, 306, 308 und 310 annehmen. Der einzelne Abstand 320 zwischen dem Wortleitungsstrukturelement 302 und dem benachbarten Wortleitungsstrukturelement 304 kann mit dem einzelnen Abstand zwischen anderen benachbarten Paaren von Wortleitungsstrukturelementen übereinstimmend gemacht werden. Um die unerwünschte Erzeugung eines Lackrests zu vermeiden, der als ein Ergebnis der Anwendung einer Streuelementstechnik auftreten kann, wird das Zurückziehen des Linienendes so abgewandelt, wie dies nachfolgend beschrieben ist.
Ein Lackrest kann sich als Ergebnis einer Teilbelichtung von Lack durch das von den Rändern des Streuelements 301 gebeugten Lichts ergeben. Gebeugtes Licht kann eine vorteilhafte Wechselwirkung mit dem Belichtungslicht hervorrufen, das mit einem benachbarten Strukturelement an einem Ende eines Muster verknüpft ist (beispielsweise eine letzte Wortleitung in einer Reihe aus Wortleitungen, die auf einer Scheibe hergestellt sind, ...), so dass die sich ergebene gedruckte Linienbreite des benachbarten Strukturelements zu der Linienbreite, die in dichter bevölkerten Bereichen der Maske erzeugt werden, konsistent ist. Jedoch kann das von dem Streuelement 301 gebeugte Licht auch zu einer unerwünschten Teilbelichtung eines Bereichs des Lackgebiets führen, das dem Streuelement 301 zugeordnet ist, wodurch ein unerwünschter Lackrest beim Entfernen der Lackschicht auftritt. Das Vorhandensein eines derartigen der Lackrests beeinflusst negativ die Ausbeute resultierenden belichteten Scheiben.
4 ist eine Darstellung einer Scheibe während der Belichtung und eines gedruckten Bildes, das das Zurückziehen der Linienenden nach dem Belichten des direkten und gebeugten Lichts zeigt. Die Scheibe bei der Belichtung umfasst ein Maskenstrukturelement 402, etwa beispielsweise einen undurchlässigen Bereich eines Maskenstrukturmusters, der einer auf eine Lackschicht einer Scheibe 404 abzubildenden Linie bzw. Leitung entspricht. Während der Belichtung wird das sich in Richtung der Scheibe 404 ausbreitende Licht 406 von dem undurchlässigen Bereich 402 abgeblockt. Jedoch wird Licht, das an den Rändern 408 und 410 des Maskenstrukturelements 402 eintrifft, gebeugt. Die gebeugten Lichtanteile 412 und 414 können in Richtung des Zentrums des Strukturelements 402 abgelenkt werden und können Bereiche 416 und 418 der Scheibe 404 belichten, die ansonsten durch das undurchlässige Maskenstrukturelement 402 verdeckt werden. Als Folge der Beugung wird ein gedrucktes Bild 422 des Maskenstrukturelements 402 an jedem Ende um einen durch 420 dargestellten Betrag verkürzt.
5 zeigt mehrere Maskenstrukturelemente und entsprechende daraus erzeugte Bilder, die eine Abhängigkeit zwischen der Größe des Maskenstrukturelements und der Größe eines erzeugten Bildes unter der Einschränkung des Phänomens mit dem Zurückziehen der Linienenden darstellen. Wenn beispielsweise ein Maskenstrukturelement kleiner wird, wird auch ein entsprechendes gedrucktes Bild kleiner, und die Auswirkungen des Zurückziehens der Linienenden werden ausgeprägter. Wenn die Länge des Maskenstrukturelements ausreichend klein ist, führen die Beugungseffekte dazu, dass kein Bild auf der Scheibe erzeugt wird, und es wird kein Lackrest in einer Lackschicht hervorgerufen. Z. B. zeigt 5 ein Maskenlinienstrukturelement 502 mit einer nominalen Länge 504. Auf Grund der Beugung an den Enden des Linienstrukturelements 402 wird das projizierte Bild 506 mit einer nominalen Länge 508 erzeugt, die kleiner als ist als die nominale Länge 504. Jedes Ende des erzeugten Bildes 506 ist um die Strecke 510 verkürzt. In ähnlicher Weise führt das Maskenlinienstrukturelement 512 mit der nominalen Länge 514 zu einem projizierten Bild 516 mit nominaler Länge 518. Wiederum wird jedes Ende des erzeugten Bildes entsprechend einem Betrag 510 verkürzt. In einem weiteren Beispiel wird das Maskenlinienstrukturelement 522 kaum als gedrucktes Bild 526 der Länge 528 aufgelöst. Wiederum wurde jedes Ende des erzeugten Bildes entsprechend einem Betrag 510 verkürzt. Das Maskenlinienstrukturelement 532 ist als ausreichend klein dargestellt (beispielsweise mit einer Größe unterhalb der Auflösungsgrenze, ...), so dass Beugung an jedem Ende der Linie dazu führt, dass das gebeugte Licht auf der Scheibe zusammengeführt wird oder überlappt, was wiederum zu einem Nichterzeugen eines gedruckten Bildes führen kann.
6 zeigt ein unterteiltes Streuelement, das das Zurückziehen der Linienenden vorteilhaft ausnutzt, um eine Ausbildung eines Lackrests zu verhindern, der häufig mit einem zusammenhängenden Streuelement verknüpft ist. Wie gezeigt ist, ist ein unterteiltes Streuelement 602 aus einer Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten 604 aufgebaut. Wenn Licht 606 die diskreten Streuelementsegmente 604 durchläuft, kann das Licht 606 an jedem Rand 608 jedes der diskreten Streuelementsegmente 604 gebeugt werden. Als Folge der Beugung an den Rändern 608 der Streuelementsegmente 604 kann das auf die Scheibe 610 einfallende Licht eine Lackschicht auf der Scheibe 610 belichten, um damit ein gedrucktes bzw. latentes Bild 612 jedes Streuelementsegments 604 zu erzeugen, das im Hinblick auf die nominale Länge jedes Streuelementsegments 604 verkürzt ist. Es ist eine Ansicht des Endes 614 des Streuelements 602 und der Scheibe 612 gezeigt, um darzustellen, dass Beugung in mehr als einer Ebene auftreten kann. Das Licht 606 wird ebenfalls von den Rändern der Streuelementsegmente 604 in einer zweiten Dimension gebeugt. Als Folge der Beugung durch die Ränder 608 an den Streuelementsegmenten 604 kann das auf der Scheibe 610 eintreffende Licht Bilder 612 jedes Streuelementsegments 604 belichten, wobei jedes Bild 612 in Bezug auf die nominale Breite jedes Streuelementsegments 604 in der Maske schmäler ist.
Obwohl das Maskenmusterstrukturelement rechteckig sein kann, kann ein resultierendes gedrucktes Bild 612 auch oval sein als Folge des Zurückziehens der Linienenden und der Eckenverrundung. Wenn die diskreten Streuelementsegmente 604 in ihrer Größe weiter verringert werden, kann sich gebeugtes Licht auf der Scheibe vereinigen und/oder überlappen, so dass kein Bild der Maskenstrukturelemente durch das Abbildungssystem aufgelöst wird (beispielsweise wird kein Bild belichtet und es wird kein Lackrest auf einer Lackschicht erzeugt, ...), wie dies in Bezug zu dem relativ kleineren unterteilten Streuelement 622 dargestellt ist.
Das unterteilte Streuelement 622 ist aus einer Reihe diskreter Streuelementsegmente 624 aufgebaut, wovon jedes in der Länge kürzer ist als die Segmente 604 des Streuelements 602. Wenn Licht 626 die diskreten Streuelementsegmente 624 durchläuft, wird das Licht 626 an Rändern 628 jedes der diskreten Streuelementsegmente 624 gebeugt. Als Folge der Beugung an den Rändern 628 der kürzeren Streuelementsegmente 624 kann das gebeugte Licht, das auf die Scheibe 630 einfällt, zusammengeführt werden oder kann sich überlagern. Folglich wird ein Bild 632 jedes Streuelementsegments nicht notwendigerweise belichtet und es wird kein Lackrest gebildet.
Eine Endansicht 604 liefert eine Darstellung des Endes des Streuelements 622, wobei das Licht 626 von den Rändern der Streuelementsegmente in mindestens einer zweiten Dimension gebeugt wird. Als Ergebnis der Beugung an den Rändern der Streuelementsegmente 624 kann das auf die Scheibe 630 einfallende Licht normalerweise ein Bild 632 jedes Streuelementsegments belichten, wobei das Bild schmäler ist als eine nominale Breite jedes Segments 624 in der Maske. In diesem Falle wird jedoch kein Bild als Folge des Zurückziehens der Linienenden in einer ersten Dimension belichtet, wie dies durch die überlappenden gebeugten Lichtanteile in den Punkten 632 gezeigt ist.
7 zeigt ein Beispiel eines unterteilten Streuelements aus einer Reihe diskreter Streuelementsegmente. In 7 wird ein unterteiltes Streuelement 701 bei der Herstellung einer Reihe von Wortleitungen verwendet, wobei eine letzte Wortleitung benachbart zu einer Reihe aus kritischen Strukturelementen, etwa beispielsweise Bitleitungskontakten 714, gebildet ist. 7 zeigt eine Maske 700 mit Strukturelementen 702, 704, 706, 708, 710 für die Erzeugung der Wortleitung. Die Maske 700 ist über einer Scheibe angeordnet, die aus Bitleitungen 712 mit Kontakten 714 aufgebaut ist. Ein regelmäßiger Abstand 716 der Wortleitungsstrukturelemente 702, 704, 706, 708, 710 umfasst eine Linienbreite 718 plus einem einzelnen Abstand 720 zwischen benachbarten Wortleitungen. In dieser Anordnung erhält das Wortleitungsstrukturelement 702 benachbart zu den Kontakten 714 eine Linienbreite 718, die unter dem Einfluss der Wortleitungsstrukturelemente 704, 706, 708, 710 entsteht. Der einzelne Abstand 710 zwischen dem Wortleitungsstrukturelement 702 und dem benachbarten Wortleitungsstrukturelement 704 wird bei einer Abmessung gehalten, die mit dem einzelnen Abstand zwischen anderen benachbarten Paaren aus Wortleitungsstrukturelementen konsistent ist. Die Maske 700 umfasst ferner das unterteilte Streuelement 701. Das unterteilte Streuelement 701 besitzt eine Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten 722, die direkt über den Bitleitungen 712 angeordnet sind, und ferner benachbart zu den Kontakten 714, zwischen den Kontakten 714 und dem Wortleitungsstrukturelement 702 angeordnet sind. Das unterteilte Streuelement 701 umfasst ferner eine zweite Reihe aus diskreten Streuelementsegmente 724, die zwischen benachbarten Bitleitungen 712 und ausgerichtet zu den diskreten Streuelementsegmenten 722 angeordnet sind.
Die diskrete Natur der diskreten Streuelementsegmente 722 und 724 des unterteilten Streuelements 701 verhindert die Ausbildung eines Lackrests, der häufig mit einem zusammenhängenden Streuelement verknüpft ist. Die Anordnung und die Abmessungen der diskreten Streuelementsegmente 722 und 724 können so ausgewählt sein, dass Bilder, die mit den Streuelementen 722 und 724 verknüpft sind, nicht auf die Lackscheibe übertragen werden, und die auch nicht zur Ausbildung eines Lackrests führen, der ansonsten die Ausbeute einer resultierenden Scheibe beschränken kann. Die einzelnen diskreten Segmente 722 und 724 können mit einer Länge und/oder mit einer Breite ausgestattet sein, die ausreichend klein ist, so dass das Zurückziehen der Linienenden auf Grund von Licht, das durch das Ende jedes der diskreten Streuelementsegmente 722 und 724 läuft, so manipuliert werden kann, dass Bilder der einzelnen Segmente 722 und 724 durch das Abbildungssystem nicht aufgelöst werden. Die Anordnung der Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten 722 und 724 bietet den Vorteil einer Änderung im regelmäßigen Abstand des optischen Systems in Bezug auf das Wortleitungsstrukturelement 702 und das Streuelement 701, so dass das Abbilden des Wortleitungsstrukturelements 702 zu einer Wortleitung mit kritischen Abmessungen führt, die besser den kritischen Abmessungen von Wortleitungen entsprechen, die nicht eine letzte Wortleitung sind. Des weiteren wird die unerwünschte Ausbildung eines Lackrests als Folge des Zurückziehens von Linienenden, das durch die Beugung des Lichts an den Enden jedes der diskreten Streuelementsegmente 722 und 724 hervorgerufen wird, vermieden.
8 zeigt ein weiteres Beispiel eines unterteilten Streuelements gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Eine Maske 800 enthält Wortleitungsstrukturelemente 802, 804, 806, 808, 810. Die Maske 800 ist über einer Scheibe angeordnet, die Bitleitungen 812 und Kontakte 814 aufweist. Ein Teilungsabstand 816 der Wortleitungsstrukturelemente 802, 80, 806, 808, 810 umfasst eine Linienbreite 818 plus einen einzelnen Abstand 820 zwischen benachbarten Wortleitungsstrukturelementen. In dieser Anordnung erhält das letzte Wortleitungsstrukturelement 802 benachbart zu den Kontakten 814 eine Linienbreite 818, die zu dem ausgleichenden Einfluss der nicht letzten Wortleitungsstrukturelemente 804, 806, 808, 810 hervorgerufen wird. Der einzelne Abstand 820 zwischen dem Wortleitungsstrukturelement 802 und der benachbarten Wortleitungsstruktur 804 wird auf einem Wert gehalten, der mit dem einzelnen Abstand zwischen anderen benachbarten Paaren von Wortleitungsstrukturelementen konsistent ist.
Die Maske 800 umfasst ferner ein unterteiltes Streuelement 801. Das unterteilte Streuelement 801 besitzt eine Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten 822, die direkt über den Bitleitungen 812 angeordnet sind, d. h. zwischen den Kontakten 814 und dem letzten Wortleitungsstrukturelement 802, benachbart zu den Kontakten 814 auf der Seite der Kontakte mit geringstem Abstand zu dem Wortleitungsstrukturelement 802. Das unterteilte Streuelement 801 enthält ferner eine zweite Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten 824, die zwischen benachbarten Bitleitungen 812 und ferner benachbart zu den Kontakten 814 auf der Seite der Kontakte, die am weitersten von dem Wertleitungsstrukturelement 802 entfernt ist, positioniert sind.
Die Anordnung und die Abmessungen der diskreten Streuelementsegmente 822 und 824 sind so ausgewählt, dass die Streuelementsegmente nicht auf die Lackschicht übertragen werden, was wiederum die Ausbildung des Lackrests verhindert, die ansonsten die Scheibenprozessausbeute negativ beeinflussen könnte. Das Anordnen der Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten 822 und 824 bietet den Vorteil einer Verringerung im regulären Abstand für das optische System im Hinblick auf das Wortleitungsstrukturelement 802 und das Streuelement 801, so dass das Erzeugen einer Wortleitung entsprechend dem Wortleitungsstrukturelement 802 besser verträglich ist mit Hinblick auf den gesamten Einfluss der Scheibenstrukturelemente in Bezug auf kritische Abmessungen, etc. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die diskreten Streuelementsegmente 822 und 824 so dimensioniert, dass sichergestellt wird, dass diese nicht durch das Abbildungssystem aufgelöst werden, was durch Zurückziehen der Linienenden erreicht werden kann. Ferner wird gemäß diesem Aspekt die unerwünschte Ausbildung eines Lackrests als Folge des Zurückziehens der Linienenden, das durch die Beugung des Lichts an den Enden jedes diskreten Streuelementsegments 822 und 824 hervorgerufen wird, vermieden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können die diskreten Streuelementsegmente 822 und 824 so positioniert werden, dass ihre Längsrichtung in einer Richtung senkrecht zur Achse einer Dipolbelichtungsquelle verläuft. Z. B. kann eine Dipolbelichtungsquelle so eingesetzt werden, dass die Auflösung des abbildenden Systems in einer Achse senkrecht zur Dipolachse kleiner ist als die Auflösung in einer Richtung parallel zur Dipolachse. Diese Verschiedenheit in der Auflösung erlaubt einen sehr geringen Teilungsabstand, um eine Reihe aus Strukturelementen, etwa beispielsweise Wortleitungen, anzuordnen, wobei der gleiche Abstand für Streuelementsegmente angewendet werden kann, die senkrecht zur Achse des Dipols verlaufen, ohne von dem abbildenden System aufgelöst zu werden. Das Fehlen des Auflösungsvermögens in der Richtung senkrecht zur Dipolachse ermöglicht es, dass die Größen der Streuelementstrukturen in ihrer Länge in der gleichen Größenordnung wie die Breite einer darunter liegenden Bitleitung ist, wobei dennoch eine Auflösung durch das abbildende System verbleibt, wodurch das Erzeugen eines tatsächlichen Strukturelements, das mit einem Streuelementsegment verknüpft ist, vermieden werden kann, wodurch die Ausbildung eines Lackrests weiter verhindert wird.
Der Unterschied im Auflösungsvermögen kann betrachtet werden, wenn eine Belichtungsquelle unterschiedliche Auflösungen in unterschiedlichen Richtungen liefert. Z. B. gewährleistet das Anordnen von diskreten Streuelementsegmenten, etwa das diskrete Streuelementsegment 822, zwischen dem Wortleitungsstrukturelement 802 und den Kontakten 814 unmittelbar benachbart zu den Kontakten 841 und direkt über den Bitleitungen 812, das Erfordernisse für kritische Abmessungen für eine Wortleitung, die mittels eines abschließenden Strukturelements 802 in der Nähe der Kontakte 841 erzeugt wurde, erfüllt, ohne dass ein unerwünschter Lackrest, der mit den Streuelementsegmenten verknüpft ist, erzeugt wird.
Ferner werden unterteilte Streuelemente mit verbotenen Teilungsabständen eingesetzt, um ein Auflösen und/oder eine Abbildung der Streustrukturelement und die Ausbildung eines Lackrests zu vermeiden. Verbotene regelmäßige Abstände sind Abstände, die zu einer Reduzierung des Prozessfensters für ein lithographisches Abbildungssystem führen. Die Hinzunahme von Hilfsstrukturelementen zur Änderung der scheinbaren Dichte und des scheinbaren regelmäßigen Abstands, wie sich dies dem Projektionssystem darstellt, kann zu einer plötzlichen Reduzierung oder zu einem nach unten gerichteten Spitzenwert in dem Prozessfenster für eine gegebene Spanne aus regelmäßigen Abständen führen. Die Abstandswerte, bei denen das Prozessfenster einen nach unten verlaufenden Spitzenwert aufweist und unterhalb eines Schwellenwerts liegt, werden als verbotene Abstände bezeichnet, wie dies detaillierter mit Bezug zu 9 erläutert ist.
9 ist ein Graph eines Prozessfensters als Funktion des Teilungsabstands. Wie gezeigt ist das Prozessfenster keine lineare Funktion im Hinblick auf den Teilungsabstand. Für einen gegebenen lithographischen Abbildungsprozess gibt es einen Schwellenwert „t“ 902 für das Prozessfenster, über welchem eine erfolgreiche Abbildung realisiert werden kann und unterhalb von welchem eine ineffektive Abbildung von Strukturelementen auftritt. Das Prozessfenster fällt unter den Schwellenwert „t“ für einen ersten Bereich an Teilungsabstand 904 zwischen „a“ und „b“ ab, und fällt ferner für einen zweiten Bereich an Abständen 906 zwischen „c“ und „d“ ab. Strukturelemente, die so beabstandet sind, dass die resultierenden Teilungsabstände entweder zwischen „a“ und „b“ oder zwischen „c“ und „d“ liegen, werden nicht erfolgreich durch das abbildende System aufgelöst. Aus diesem Grunde werden in dieser Darstellung die Abstandswerte, die mit dem Bereich 904 und 906 verknüpft sind, als „verbotene“ Teilungsabstände bezeichnet.
Diese Teilungsabstände sind für die Verwendung in einer Gestaltung eines Maskenmusters „verboten“, das zum Übertragen eines gewünschten Bildes auf eine Scheibe verwendet wird, da die zuvor angemerkte Verringerung des Prozessfensters bei diesen Teilungsabständen auftritt. Strukturelemente, die unter derartigen verbotenen Teilungsabständen angeordnet werden, werden durch das optische System nicht aufgelöst und werden daher auch nicht auf der Lackschicht während des Abbildungsprozesses belichtet. Obwohl derartige Abstände nicht eingesetzt werden, um gewünschte Wortleitungsmuster auf einer Scheibe herzustellen, wird jedoch erfindungsgemäß ein unterteiltes Streuelement mit diskreten Streuelementsegmenten, die unter verbotenen Abständen angeordnet sind, eingesetzt, um einen unerwünschten Lackrest zu vermeiden, der ansonsten eine nachteilige Auswirkung auf die Ausbeute des resultierenden Bildprozesses ausüben würde, wobei dennoch die Vorteile einer verbesserten Steuerung der kritischen Abmessungen erreicht werden.
10 zeigt ein Beispiel der Anordnung eines unterteilten Streuelements, das aus einer Reihe diskreter Streuelementsegmente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Ein unterteiltes Streuelement 1001 wird bei der Herstellung einer Reihe aus Strukturelementen, etwa beispielsweise Wortleitungen, verwendet, wobei eine letzte Wortleitung benachbart zu einer Reihe aus kritischen Strukturelementen, etwa beispielsweise Bitleitungskontakte, die in einer darunter liegenden Scheibe vorhanden sind, gebildet wird. Zu beachten ist, dass obwohl Wortleitungen in dieser Darstellung verwendet sind, die Situation sich auch auf beliebige wiederholende Serien von Strukturelementen beziehen kann. Obwohl ferner Bitleitungskontakte in dieser Darstellung verwendet sind, ist zu beachten, dass die Erfindung auf das Vorhandensein von einem beliebigen Strukturelement angewendet werden kann, das einen Teilungsabstand der mit der Reihe der entsprechenden Strukturelemente verknüpft ist, etwa beispielsweise den Wortleitungen, unterbricht. 10 zeigt eine Maske 1000 mit Wortleitungsstrukturelementen 1002, 1004, 1006, 1008, 1010. Die Maske ist über einer Scheibe mit Bitleitungen 1012 und Kontakten 1014 angeordnet. Ein Teilungsabstand 1016 der Wortleitungsstrukturelement 1002, 1004, 1006, 1008, 1010 umfasst eine Linienbreite 1018 plus einen einzelnen Abstand 1020 zwischen benachbarten Wortleitungsstrukturelementen. In dieser Anordnung kann ein Wortleitungsbild, das durch das letzte Wortleitungsstrukturelement 1002 gebildet wird, eine Linienbreite 1018 aufweisen, die aus dem gemeinsamen Einfluss der Wortleitungsbilder herrührt, die durch die Strukturelemente 1004, 1006, 1008, 1010 gebildet sind. Ferner kann der einzelne Abstand 1020 zwischen Wortleitungen, die durch das Strukturelement 1002 und ein benachbartes Wortleitungsstrukturelement 1004 gebildet sind, mit einer Abmessung erreicht werden, der mit dem einzelnen Abstand zwischen anderen benachbarten Paaren aus Wortleitungen konsistent ist.
Die Maske 1000 zum Erzeugen von Wortleitungsbildern mittels der Wortleitungsstrukturelemente 1002, 1004, 1006, 1008 und 1010 kann ferner ein unterteiltes Streuelement 1001 aufweisen. Das unterteilte Streuelement 1001 ist aus einer Reihe diskreter Streuelementsegmente 1022 aufgebaut, die in der Nähe der Kontakte 1014 zwischen den Kontakten 1014 und dem Wortleitungsstrukturelement 1002 angeordnet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Abmessungen der diskreten Streuelementsegmente 1022 und der einzelne Abstand zwischen den diskreten Streuelementsegmenten so gewählt, dass die Streuelementsegmente 1022 einen verbotenen Teilungsabstand aufweisen und daher nicht auf die Lackschicht übertragen werden, so dass eine Ausbildung des Lackrests vermieden wird, was zu einer begrenzten Ausbeute in der resultierenden Scheibe führt. Die diskrete Natur des unterteilten Streuelements 1001 verhindert die Ausbildung eines Lackrests, der häufig mit einem zusammenhängenden Streuelement verknüpft ist. Ein Abstand 1024 der diskreten Streuelementsegmente 1022, die das Streuelement 1001 bilden, ist so gewählt, dass der Abstand 1024 innerhalb eines Bereichs verbotener Teilungsabstände für das Abbildungssystem liegt, wie dies zuvor mit Bezug zu 9 erläutert ist. Da der Abstand und die Abmessungen der diskreten Streuelementsegmente 1022 innerhalb eines verbotenen Bereichs für den Teilungsabstand liegen, werden einzelne diskrete Streuelementsegmente 1022 durch das Abbildungssystem nicht aufgelöst oder werden nicht in die Lackschicht der Scheibe übertragen. Ferner wird ein Lackrest in der Lackschicht der Scheibe nicht erzeugt. Das Anordnen der Reihe aus diskreten Streuelementsegmenten 1022 liefert den Vorteil einer Verringerung des Abstands für das optische System in Bezug auf das letzte Wortleitungsstrukturelement 1002 und das unterteilte Streuelement 1001, so dass eine mit dem letzten Strukturelement 1002 verknüpfte Wortleitung kritische Abmessungen aufweisen kann, die mit der Gesamtheit der Wortleitungen, die nicht über Endwortleitungsstrukturelemente erzeugt werden, konsistent sind. Des weiteren wird eine unerwünschte Ausbildung von Lackresten als Folge des Anordnens der diskreten Streuelementsegmente unter einem verbotenen Abstand des Abbildungssystems vermieden.
11 ist eine Darstellung eines weiteren unterteilten Streuelements gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei ein Gitter senkrecht zu Wortleitungsstrukturelementen auf einer Maske angeordnet sein kann. Der Teilungsabstand der diskreten Strukturelemente mit dem Gitter ist gleich zu dem Bitleitungsabstand, so dass die diskreten Gitterelemente direkt über den Kontakten angeordnet sein können. Gemäß der Abbildung kann eine Maske 1100 mit Wortleitungsstrukturelementen 1102, 1104, 1106, 1108, 1110 und 1112 über einer Bitleitung 1114 und Kontakten 1116 auf einer Scheibe positioniert werden. Jedes der Wortleitungsstrukturelemente 1102, 1104, 1106, 1108, 1110 und 1112 besitzt die gleiche Linienbreite 1118 als kritische Abmessung. Die Linienbreite 1118 und der Abstand 1120 zwischen Wortleitungsstrukturelementen 1108 und 1110 führt zu einem Gitterabstand bzw. Teilungsabstand „P“ 1124. Ein gemeinsamer Abstand 1120 besteht zwischen den Wortleitungsstrukturelementen 1102 und 1104, 1104 und 1106, 1108 und 1110 und 1110 und 1112. Jedoch führt der Abstand 1122 zwischen den Wortleitungsstrukturelementen 1106 und 1108 zu einem Gitterabstand bzw. Teilungsabstand „2P“ 1126, der doppelt so groß ist wie der Abstand, der mit benachbarten Paaren aus Wortleitungsstrukturelementen verknüpft ist.
Normalerweise hätte dieser Anstieg im Teilungsabstand einen nachteiligen Effekt auf die Abbildung von Wortleitungen mittels der Wortleitungsstrukturelemente 1106 und 1108. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Maske 1100 ferner eine Reihe aus diskreten Gitterelementen 1128, die direkt über den darunter liegenden Kontakten 1116 angeordnet sind. Die Kontakte 1116 sind nur der Einfachheit halber gezeigt, wobei zu beachten ist, dass diese unterhalb der Gitterelemente 1128 liegen. Das Vorhandensein der Gitterelemente 1128 ändert den Abstand, wie er sich dem Abbildungssystem darstellt, in Bezug auf die Wortleitungsstrukturelemente 1106 und 1108. Das Vorhandensein der Gitterelemente führt zu Beugungswechselwirkungen, die die Beugung nachbilden, die ansonsten auftreten würde, wenn ein Wortleitungsstrukturelement an einer Stelle über den Kontakten 1116 unter einem konstanten Teilungsabstand vorhanden wäre. Die Beugung führt dazu, dass die Wortleitungsstrukturelemente 1106 und 1108 erzeugt werden, um damit Wortleitungsbilder mit einem konsistenten Satz aus kritischen Abmessungen ähnlich zu dem Ergebnis erzeugen, das auch erreicht würde, wenn tatsächlich ein zusätzlicher Wortleitungsstrukturelement zwischen den Wortleitungsstrukturelementen 1106 und 1108 unter einem Teilungsabstand „P“ vorhanden wäre.
In dem dargestellten Beispiel der 11 sind die Breite 1132 der Gitterelemente und der Abstand 1130 zwischen den einzelnen Gitterelementen so gewählt, dass der Gitterabstand der gleiche ist wie der Bitleitungsabstand 1134. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung stimmen die Größe und der Abstand der Gitterelemente mit dem Bitleitungsabstand überein, wobei die Größe der Gitterelemente so gewählt ist, dass die Gitterelemente durch das Abbildungssystem auf Grund der Auswirkung des Zurückziehens der Linienenden nicht aufgelöst werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung stimmt der Teilungsabstand der Gitterelemente mit dem Bitleitungsabstand überein und der Abstand der Gitterelemente liegt in einem Bereich der verbotenen Teilungsabstände derart, dass die Gitterelemente durch das Abbildungssystem nicht aufgelöst werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung stimmt der Abstand der Gitterelemente mit dem Bitleitungsabstand überein und mittels des Abstands der Gitterelemente wird der Vorteil ausgenutzt, dass keine Auflösung in einer Richtung senkrecht zu einer Achse einer Dipolbelichtungsquelle erfolgt, so dass die Gitterelemente durch das Abbildungssystem nicht aufgelöst werden. Zu beachten ist jedoch, dass ein anderer Abstand als der Bitleitungsabstand für die Gitterelemente eingesetzt werden kann. In einer weiteren Ausführungsform ist der Abstand der Gitterelemente unterschiedlich zu dem Bitleitungsabstand, aber die Größe und der Abstand der Gitterelemente liegen in einem verbotenen Bereich in der Bitleitungsrichtung, so dass das Abbildungssystem die einzelnen Gitterelemente nicht auflösen kann. In all diesen Ausführungsformen sind die Größe und der Teilungsabstand der Gitterelemente so gewählt, dass diese von dem Abbildungssystem nicht aufgelöst werden auf Grund des Zurückziehens der Linienenden, auf Grund einer mangelnden Auflösung in einer Achsenrichtung senkrecht zu einer Achse einer Dipolbelichtungsquelle oder auf Grund dessen, dass die Gitterelemente unter einem verbotenen Teilungsabstand positioniert und angeordnet sind. Des weiteren ist zu beachten, dass die Größe und der Abstand der Gitterelemente so gewählt sein können, dass diese durch das Abbildungssystem als Folge einer Kombination aus dem Zurückziehen von Linienenden, dem fehlenden Auflösungsvermögen in einer Achse senkrecht zur Achse einer Dipolbelichtungsquelle oder auf Grund der Tatsache, dass die Gitterelemente unter einem verbotenen Teilungsabstand angeordnet sind, nicht aufgelöst werden. Folglich werden in allen diesen Situationen die Gitterelemente durch das Abbildungssystem nicht aufgelöst und werden daher nicht auf die Lackschicht auf der Scheibe übertragen, was wiederum zu einer Verhinderung der Ausbildung von Lackresten auf der Scheibe führt.
Die Größe, der Abstand und die Anordnung der diskreten Streuelementsegmente kann mittels Simulation bestimmt werden. Die Beugung des Lichts, das durch eine Maske läuft, ist komplex und Simulationen können dabei helfen, um optimale Anordnungen diskreter Streuelementsegmente zu ermitteln. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Simulation verwendet, um die Fokustiefe eines Abbildungssystems zu bestimmen, das in Verbindung mit einem unterteilten Streuelement, etc. verwendet wird.
12 ist eine Darstellung eines Verfahrens 1200 zum Verbessern eines Prozesstoleranzbereichs eines lithographischen Systems. Wie gezeigt werden in dem Verfahren Eigenschaften des Abbildungssystems berücksichtigt, wenn die Größe und die Anordnung diskreter Streuelementsegmente bestimmt wird, um Vorteil aus dem Zurückziehen von Linienenden zu ziehen, um damit die Ausbildung von Scheibenstrukturelementen ohne unerwünschte Erzeugung von Lackresten zu verbessern.
Das Verfahren 1200 beginnt bei 1202, wobei eine anfängliche Gestaltung bzw. ein Layout für eine Maske, die in einem lithographischen Abbildungsprozess zur Herstellung eines Halbleiters eingesetzt wird, gemäß einem geeigneten ausgewählten Satz an Entwurfsregeln entsprechend der Anwendung für die gegebene Maske erzeugt wird. Bei 1204 geht der Prozess weiter mit einer Untersuchung der resultierenden Maske, um Bereiche zu bestimmen, an denen ein Strukturelement möglicherweise eine Begrenzung für ein Prozessfenster bei Fehlen einer gewissen Abänderung der Maske sein kann. Zu derartigen Bereichen gehören, ohne einschränkend zu sein, etwa eine Unterbrechung in einem regelmäßigen Abstand, der mit einem Satz sich wiederholender Strukturelemente verknüpft ist, wie er beispielsweise in einer Reihe aus Wortleitungsstrukturelementen auftritt, die bei der Herstellung von Wortleitungen in einer Speicherkomponente verwendet sind. Eine Unterbrechung im Teilungsabstand kann Folge des Vorhandenseins unerwünschter kritischer Strukturelemente sein, etwa beispielsweise bestehender Kontakte in einer Halbleiterscheibe, auf die das Maskenmuster zu übertragen ist. Obwohl ein sich wiederholendes Muster aus Strukturelementen für die Wortleitungsherstellung für dieses Beispiel eingesetzt wird, ist zu beachten, dass das Verfahren 1200 auch auf beliebige Mengen von Strukturelementen angewendet werden kann, in denen eine Änderung des Teilungsabstands gewünscht ist. Obwohl ferner die in diesem Verfahren dargestellten kritischen Strukturelemente Kontakte sind, ist zu beachten, dass die kritischen Strukturelemente beliebige Strukturelemente sind, die eine Änderung im regelmäßigen Abstand erfordern.
Bei 1206 wird eine Auswahl einer geeigneten Position für das Anordnen eines unterteilten Streuelements betroffen. Die ausgewählte Position ermöglicht eine Änderung in der Umgebung in der Nähe des Wortleitungsstrukturelements oder eines anderen in Frage kommenden Strukturelements, so dass der von dem Abbildungssystem wahrgenommene Teilungsabstand Teilungsabstände für gemeinsame Maskenstrukturelemente nachbildet (beispielsweise Strukturelemente, die keine Einstellung des Abstands erfordern, ...). Die ausgewählte Position kann benachbart zu den „verdächtigen“ Strukturelementen unter dem gleichen oder einem im Wesentlichen ähnlichen Abstand angeordnet werden, der mit den gemeinsamen Maskenstrukturelementen verknüpft ist. Bei 1208 wird eine Gesamtlänge eines unterteilten Streuelements bestimmt. In dem dargestellten Beispiel kann die Gesamtlänge des Streuelements eine Länge sein, die einer Länge eines benachbarten Wortleitungsstrukturelements entspricht.
Bei 1210 wird eine maximale Größe für einzelne diskrete Streuelementsegmente festgelegt, so dass die Segmente von dem Abbildungssystem nicht aufgelöst werden, was erreicht werden kann, indem bekannte erwartete Werte für das Zurückziehen von Linienenden für eine gegebene Strukturgröße angewendet werden, etc. Die maximale Größe kann von diversen Faktoren abhängen, wozu gehören, ohne einschränkend zu sein: die Wellenlänge des Belichtungslichts; der Abstand zwischen der Maske und der Scheibe, auf die das Muster zu übertragen ist; das Belichtungsschema das eingesetzt wird, beispielsweise Monopol, Dipol, Quadropol, ringförmig, achsenzentrisch, außerhalb der Achse, etc., Qualität, Größe und Anordnung der Linsen, Spiegel und anderer Komponenten des optischen Systems; etc.
Sobald die Position, die Gesamtlänge und die maximale Größe der diskreten Streuelementsegmente bestimmt ist, wird bei 1212 ein unterteiltes Streuelement gestaltet und so erzeugt, dass jedes Segment des unterteilten Streuelements nicht größer ist als die bei 1210 ermittelte maximale Größe. Das resultierende Streuelement liefert die vorteilhaften Beugungseffekte, die notwendig sind, eine Abbildung einer oder mehrerer Wortleitungen oder Strukturelemente, die in Frage kommen, mit kritischen Abmessungen zu ermöglichen, die ähnlich zu den Abmessungen sind, wie sie in dichteren Bereichen der Maske beobachtet werden. Durch Ausnutzen des Effekts des Zurückziehens der Linienenden werden die einzelnen diskreten Streuelementsegmente nicht aufgelöst, wodurch die Ausbildung von Lackresten vermieden wird, was schließlich einen negativen Einfluss auf das Leistungsverhalten und die Ausbeute für die Halbleiterscheibe nach sich ziehen kann. Z. B. kann die maximale Größe für ein Streuelementsegment kleiner sein als eine Schwellenwertgröße, bei der das Abbilden des Streuelementsegments geschehen kann, um damit sicherzustellen, dass das Phänomen des Zurückziehens der Linienenden auftreten kann, um damit die Erzeugung von Lackresten zu vermeiden. Der Prozess kann von den Schritten 1204 bis 1212 wiederholt werden, um weitere Bereiche mit Strukturelementen zu berücksichtigen, die möglicherweise Prozessbeschränkungen sind, bis alle Bereiche erfasst sind. Schließlich kann bei 1214 eine Simulation für die resultierende Maske ausgeführt werden, einschließlich der unterteilten Streuelemente, um damit das Gesamtprozessfenster und die Fokustiefe für das System zu bestimmen.
13 ist eine Darstellung eines Verfahrens 1300 zur Verbesserung eines Prozesstoleranzbereichs eines Lithographiesystems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, berücksichtigt das Verfahren Eigenschaften des Abbildungssystems, wenn die Größe und die Anordnung der diskreten Streuelementsegmente bestimmt werden, um damit vorteilhaft „verbotene“ Teilungsabstände auszunutzen.
Das Verfahren beginnt bei 1302, wobei eine anfängliche Gestaltung bzw. ein Layout für eine Maske, die in einem lithographischen Prozess zur Herstellung eines Halbleiters verwendet wird, gemäß einem geeigneten Satz aus Entwurfsregeln, die mit der Anwendung für die gegebene Maske konsistent sind, erzeugt wird. Bei 1304 geht der Prozess weiter, um die resultierende Maske zu untersuchen, um Bereiche zu bestimmen, an denen ein Strukturelement eine Grenze für ein Prozessfenster beim Fehlen gewisser Änderungen an der Maske sein kann. Zu derartigen Bereichen gehören beispielsweise, ohne einschränkend zu sein, eine Unterbrechung im Teilungsabstand, der zu einem wiederholenden Satz aus Strukturelementen gehört, etwa beispielsweise eine Reihe von Wortleitungen, die zur Herstellung einer Speicherkomponente verwendet werden. Eine Unterbrechung im Teilungsabstand kann zu dem Vorhandensein von kritischen Strukturelementen sein, beispielsweise bestehende Kontakte in der Halbleiterscheibe, auf der das Maskenmuster zu bringen ist. Obwohl Maskenstrukturelemente, die der Wortleitungen entsprechen, in diesem Beispiel verwendet sind, ist zu beachten, dass das Verfahren auch auf beliebige Strukturelemente anwendbar ist, in denen eine Änderung im Abstand erwünscht ist. Obwohl ferner Kontakte in dieser Darstellung verwendet sind, ist zu beachten, dass die kritischen Strukturelemente beliebige noch zu ändernde Scheibenstrukturelemente sein können, die eine Änderung im Abstand für eine Reihe aus Strukturelemente in der Maske erfordern.
Bei 1306 geht der Prozess weiter, indem eine geeignete Position für das Anordnen eines unterteilten Streuelements ausgewählt wird. Die ausgewählte Position ermöglicht eine Änderung der unmittelbaren Umgebung in der Nähe des Maskenstrukturelements, so dass der Teilungsabstand des Strukturelements, wie er von dem Abbildungssystem wahrgenommen wird, zu gleichmäßigeren kritischen Abmessungen eines Bildes auf der Scheibe führt, das dem Maskenstrukturelement entspricht. Diese Position kann häufig benachbart zu dem in Frage kommenden Maskenstrukturelement sein (beispielsweise ein Strukturelement, für das ein geänderter Teilungsabstand gewünscht ist, ...), um einen Teilungsabstand zu erzeugen, der im Wesentlichen gleich ist zu einem Teilungsabstand, der mit dem Rest der Maskenstrukturelemente verknüpft ist (beispielsweise Maskenstrukturelemente, die von einem kritischen Scheibenstrukturelement entfernt sind, etwa ein Kontakt, ...).
Bei 1308 wird eine Gesamtlänge des unterteilten Streuelements bestimmt. In dem dargestellten Beispiel ist die Gesamtlänge des Streuelements eine Länge, die der Länge des benachbarten Maskenstrukturelements entspricht, für die eine Änderung in Abstand gewünscht ist.
Bei 1310 wird ein Bereich von Teilungsabständen, die verbotenen Teilungsabständen des Abbildungssystems in der Richtung der Reihe aus Strukturelementsegmenten entsprechen, bestimmt. Auf der Grundlage der Menge aus verbotenen Teilungsabständen wird ein Abstand für die diskreten Strukturelementsegmente ausgewählt, so dass das aus der Menge aus Struktursegmenten erzeugte Muster innerhalb des Bereichs der verbotenen Teilungsabstände liegt und damit unterhalb eines Schwellenwertes für ein Prozessfenster des Abbildungssystems liegt. Der resultierende Teilungsabstand hängt von der Länge der einzelnen Segmente und dem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Segmenten ab. Die verbotenen Teilungsabstände können von diversen Faktoren abhängen, wozu gehören, ohne einschränkend zu sein: die Wellenlänge des Belichtungslichts; der Abstand zwischen der Maske und der Scheibe, auf die das Muster zu übertragen ist. Das angewendete Belichtungsschema, beispielsweise Monopol, Dipol, Quadropol, ringförmig, achsenzentriert, außerhalb der Achse, etc.; Qualität, Größe und Anordnung der Linsen, Spiegel und anderer Komponenten des optischen Systems; etc. Sobald die Position, die Gesamtlänge, die Größe der diskreten Segmente und der Abstand zwischen den diskreten Streuelementsegmenten bestimmt sind, wird bei 1312 ein unterteiltes Streuelement entworfen und so erzeugt, dass jedes Segment des unterteilten Streuelements einen Teilungsabstand erzeugt, der innerhalb des Bereichs der verbotenen Teilungsabstände des Abbildungssystems liegt, wodurch wiederum möglich ist, dass die Streuelementsegmente unter der Anwendung einer Belichtungstechnik nicht auf die Scheibe abgebildet werden. Das resultierende Streuelement kann vorteilhafte Beugungseffekte bereitstellen, die das Abbilden der Wortleitung oder des Strukturelements mit kritischen Abmessungen ermöglicht, die mit anderen Wortleitungen oder Strukturelementen mit entsprechenden Maskenstrukturelementen, die nicht der Änderung des Abstands unterliegen, konsistent sind. Da ferner verbotene Teilungsabstände Abstände sind, die durch das spezielle Abbildungssystem, in welchem diese verwendet sind, nicht auflösbar sind, werden die einzelnen diskreten Streuelementsegmente nicht aufgelöst, wodurch das Vermeiden von Lackresten möglich ist, die schließlich das Leistungsverhalten und die Ausbeute für die Halbleiterscheibe negativ beeinflussen können. Der Prozess kann von den Schritten 1304 bis 1312 für weitere Bereiche wiederholt werden, die Strukturelemente enthalten, die möglicherweise Prozesssequenzen sein können, bis alle Bereiche betrachtet sind. Schließlich werden bei 1314 Simulationen ausgeführt für die resultierende Maske einschließlich der unterteilten Streuelemente, um ein Gesamtprozessfenster und eine Fokustiefe für das System festzulegen.
Obwohl das Verfahren 1200 die Herstellung eines unterteilten Streuelements betrifft, um vorteilhaft das Zurückziehen der Linienenden auszunutzen, und das Verfahren 1300 die Herstellung eines unterteilten Streuelements beschreibt, wobei verbotene Teilungsabstände ausgenutzt werden, ist zu beachten, dass die beiden Verfahren kombiniert werden können, um ein unterteiltes Streuelement mit den Vorteilen beider Verfahren zu erzeugen. Ferner können auch andere Aspekte, etwa beispielsweise das fehlende Auflösungsvermögen in einer Achse senkrecht zur Dipolbelichtungsquelle ebenfalls herangezogen werden anstelle oder in Verbindung mit anderen Verfahren bei der Bestimmung der Größe, der Anordnung und der Orientierung der diskreten Streuelementsegmente.

Claims

Verfahren zum Verbessern eines Prozesstoleranzbereichs eines lithographischen Abbildungssystems mit: Ermitteln eines halbisolierten Strukturelements (702, 802) auf einer Maske (700, 800) als möglichen begrenzenden Faktor für einen Prozesstoleranzbereich für eine lithographische Abbildungstechnik; Bestimmen eines Auflösungsschwellenwertes für die Abbildungstechnik; Anordnen eines oder mehrerer unterteilter Hilfsstrukturelemente mit einer Größe unter der Auflösungsgrenze in der Nähe des halbisolierten Maskenstrukturelements (702, 802), wobei das eine oder die mehreren unterteilten Hilfsstrukturelemente mit einer Größe unterhalb des Auflösungsvermögens ein oder mehrere unterteilte Streuelemente (701, 801) umfassen, das eine oder die mehreren unterteilten Streuelemente (701, 801) mehr als ein diskretes Streuelementsegment (722, 724, 822, 824) aufweisen, und Bilden des einen oder der mehreren diskreten Streuelementsegmente (722, 724, 822, 824) derart, dass ihre Längsrichtung in einer Richtung senkrecht zur Achse einer Dipolbelichtungsquelle verläuft, und mit einem Teilungsabstand außerhalb eines Bereichs von Teilungsabständen, die von dem Abbildungssystem senkrecht zu der Achse der Dipolbelichtungsquelle aufgelöst werden können, um ein Auflösen der diskreten Streuelementsegmente (722, 724, 822, 824) durch das Abbildungssystem zu verhindern, wobei der Teilungsabstand innerhalb eines Bereichs verbotener Teilungsabstände des lithographischen Abbildungssystems liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Durchführen einer Simulation für eine Fokustiefe des Abbildungssystems.