DE19825043B4

DE19825043B4 - Maske für die Herstellung integrierter Schaltungen

Info

Publication number: DE19825043B4
Application number: DE19825043A
Authority: DE
Inventors: Jun Seok Lee
Original assignee: LG Semicon Co Ltd
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2018-06-05
Also published as: DE19825043A1; KR100236075B1; KR19990027356A; US5998070A

Abstract

Maske mit
– einem durchlässigen Substrat (31),
– einem ersten auf dem durchlässigen Substrat (31) ausgebildeten Lichtabschirmungs-Linienmuster (32) mit langgestreckter Form und
– zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmustern (33, 34) mit rechtwinklig zur langen Seite (D31) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) langgestreckter Form, die von der langen Seite (D31) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) beabstandet sind und eine Breite aufweisen, die kleiner als die Breite von Randabschnitten des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) ist,
– wobei zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster (33, 34) ein Zwischenraum (36) rechtwinklig zur langen Seite (D31) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) ausgebildet ist und
– wobei in der langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) – ein konkaver Bereich (39) ausgebildet ist, der dem Zwischenraum (36) zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster (33, 34) zugewandt ist.

Description

Die Erfindung betrifft Maske für die Herstellung integrierter Schaltungen.

Die Entwicklung von Halbleiterchips, d. h. integrierten Schaltungen, schritt einhergehend mit einer Technik betreffend Mikroschaltungen fort. Aufgrund hoher Packungsdichte und hohem Funktionsvermögen von Halbleiterbauteilen kam es zu komplizierten Strukturen der Bauteile. Im Ergebnis besteht hoher Bedarf an einer Technik zum Herstellen von Mikromustern in einem Halbleiterbauteil.

Die Entwicklung der Herstellungstechnik für winzige Muster hat es ermöglicht, viele Schaltkreise auf einer vorgegebenen Chipfläche zu integrieren, was zu hoher Packungsdichte und verringerten Verzögerungszeiten führt. Demgemäß ist das Verarbeitungsvermögen verbessert.

In den 1950er Jahren, in denen erstmals Halbleiterchips entwickelt wurden, erzeugte die Verarbeitungstechnik für Mikroschaltungen Chips von 15 μm. Derzeit werden üblicherweise Chips im Submikrometerbereich von weniger als 0,5 μm verwendet. Außerdem werden üblicherweise Chips mit einer Leitungsbreite von weniger als 0,35 μm verwendet.

Durch die Entwicklung hinsichtlich der Verarbeitung von Mikroschaltungen wurde alle zwei Jahre eine Verdopplung der Packungsdichte bei Chips erzielt. Dieser Trend beschleunigt sich.

Die Lithographietechnik bildet eine Grundlage des Herstellprozesses für Mikroschaltungen. Diese Technik wird in Photolithographie, Elektronenstrahllithographie und Röntgenstrahllithographie unterteilt.

Im allgemeinen wird bei einer Designvorgabe von mehr als 0,7 μm eine g-Linie eines Photosteppers mit einer Ausgangswellenlänge von 436 nm verwendet. Im Fall einer Submikrometer-Lithographietechnik wird ein Photostepper mit I-Linie mit einer Ausgangswellenlänge von 365 nm verwendet. Im Fall einer Lithographietechnik unter dem Submikrometerbereich wird ein Excimerstepper unter Verwendung einer PSM (Phasenschiebemaske) mit einer Verschiebung einer Lichtphase von 180° verwendet. Als sehr zuverlässige Technik wird eine Optische-Nähe-Effekt-Korrekturmaske (OPC = optical proximity correction) angesehen. Bei dieser Technik wird die Verzerrung einer optischen Linse korrigiert, und es wird ein ursprüngliches Maskenmuster in der Richtung entgegengesetzt zur Verzerrungsrichtung einer Linse verzerrt. D. h., dass zu jeder Ecke eines üblichen Maskenmusters ein komplementäres Hilfsmuster hinzugefügt wird, um die Verzerrung einer Linse zu korrigieren.

Diese Technik verfügt über einen Vorteil dahingehend, dass, da eine OPC-Maske eine Lichtabschirmungsschicht und eine Durchlassschicht enthält, im Vergleich mit einer PSM niedrige Herstellkosten, gute Herstellbarkeit und guter Wirkungsgrad erzielt werden.

Ein derartiges herkömmliches Maskenmuster wird nun unter Bezugnahme auf die 1A, 1B und 1C beschrieben. Dabei ist 1A das Layout des herkömmlichen Maskenmusters, 1B veranschaulicht eine Bildflächenverteilung, die durch Computersimulation des Maskenmusters von 1A erhalten wurde, und 1C ist ein Kurvenbild betreffend die Intensität des durchgelassenen Lichts über dem Abstand für das Maskenmuster von 1.

Wie es in 1A dargestellt ist, ist auf einem durchlässigen Substrat 1 ein erstes Lichtabschirmungs-Linienmuster 2 mit vorbestimmter Breite ausgebildet, und ein zweites und ein drittes Lichtabschirmungs-Linienmuster 3 und 4, die einander zugewandt sind, sind beabstandet vom ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 2 angeordnet. Der mittlere Abschnitt C des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 ist langgestreckt, wobei dieses Muster aus dem mittleren Abschnitt C und zwei Randabschnitten E1 und E2 besteht. Die Randabschnitte E1 und E2 sind diagonal, symmetrisch zueinander, mit dem mittleren Abschnitt C verbunden. Das zweite und das dritte Lichtabschirmungs-Linienmuster 3 und 4 verfügen rechtwinklig zur langen Seite D1 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 über langgestreckte Form. Dabei wird der Zwischenraum zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 3 und 4 als erster Zwischenraum 6 bezeichnet, der rechtwinklig zur langen Seite D1 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 verläuft. D. h., dass das zweite und dritte Lichtabschirmungs-Linienmuster 3 und 4 in der Richtung des Zwischenraums langgestreckt sind. An den äußeren langen Seiten des zweiten und dritten Linienmusters 3 und 4 sind vierte Lichtabschirmungs-Linienmuster 5a bzw. 5b ausgebildet, die vom zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 3 bzw. 4 durch dritte Zwischenräume 8a bzw. 8b getrennt sind. Die kurzen Seiten D2 des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 3 und 4 sind der langen Seite D1 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 zugewandt. Der Zwischenraum zwischen den Seiten D1 und D2 wird als zweiter Zwischenraum 7 bezeichnet. Der horizontal ausgebildete zweite Zwischenraum 7 verläuft rechtwinklig zum ersten und dritten Zwischenraum 6 sowie 8a und 8b. In diesem Fall beträgt das Verhältnis der Breite W1 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 zur Breite des ersten, zweiten und dritten Zwischenraums 6, 7 sowie 8a und 8b 2:1,5.

Das zweite und dritte Lichtabschirmungs-Linienmuster 3 und 4 sind so ausgebildet, dass sie eine Breite aufweisen, die ziemlich nahe an der Breite W1 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 liegt. Das obengenannte erste Lichtabschirmungs-Linienmuster 2 wird als Maskenmuster zum Strukturieren von Gateelektroden verwendet.

Ein herkömmliches Maskenmuster ist eine Binärmaske mit einem durchlässigen Substrat 1 mit einem Transmissionsvermögen von beinahe 100 %, und das erste, zweite, dritte und vierte Lichtabschirmungs-Linienmuster 2, 3, 4 sowie 5a und 5b bestehen aus einem Lichtabschirmungsmaterial wie Chrom. Dies ist hinsichtlich der Herstellkosten, der Herstellbarkeit, des Wirkungsgrads usw. von Vorteil.

Unter Bezugnahme auf die 1B und 1C werden das Ergebnis der Computersimulation und das Kurvenbild für die Verteilung der Lichtintensität über dem Abstand für das in 1A dargestellte herkömmliche Maskenmuster beschrieben.

Wenn das Verhältnis der Breite W1 des in 1A dargestellten ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 und der Breite des ersten, zweiten und dritten Zwischenraums 6, 7 sowie 8a und 8b 2:1,5 beträgt, zeigt die in 1B dargestellte durchgehende Linie eine Bildkontur mit derselben Breite wie der kritischen Abmessung (CD = critical dimension) des ersten, zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2, 3 und 4. Eine Linie 12 mit abwechselnd langen und kurzen Strichen sowie eine Linie 13 mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen sowie eine gepunktete Linie 14 kennzeichnen eine Überbelichtung. Die Bildkonturen gemäß der Linie 12 mit abwechselnd langen und kurzen Strichen sowie der Linie 13 mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen sowie der gepunkteten Linie 14 weisen eine Lichtverteilung von weniger als 0,7 auf, was hinsichtlich der Lichtverteilung entsprechend der in 1C dargestellten Lichtintensität in keiner Beziehung zur Auflösung eines Photoresistfilms (nicht dargestellt) steht. D. h., dass mit Licht mit einer Intensität, die dem Wert 0,7–1 auf der Y-Achse entspricht, belichtet werden sollte, damit der Photoresistfilm auf das belichtende Licht reagiert.

Bei der vorstehend angegebenen Bedingung liegt der Spitzenpunkt des Belichtungslichts unter Verwendung des ersten, zweiten und dritten Maskenmusters 2, 3 und 4 nicht im mittleren Abschnitt A zwischen dem ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 2 und dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 3 und 4, sondern er ist zu den Seiten D2 des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 3 und 4 verschoben. So liegt der verstellte Spitzenpunkt A' auf den Seiten D2 des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 3 und 4.

Anders gesagt, liegt unter den Spitzenpunkten des durch den ersten, zweiten und dritten Zwischenraum 6, 7 sowie 8a und 8b laufenden Lichts der Spitzenpunkt zwischen dem ersten Zwischenraum 6 und der Seite D1 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 nicht bei 2/D, "A", d. h. im Zentrum der Seite D1 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 und dem Randabschnitt D2 des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 3 und 4, der der Seite D1 zugewandt ist. Vielmehr liegt er bei "A'". Dies, weil für eine Kompensation des durch den ersten und dritten Zwischenraum 6 sowie 8a und 8b laufenden Lichts, entsprechend der Seite D1 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 gesorgt ist.

Gemäß 1B wird als Ergebnis der Verschiebung des Spitzenpunkts am Ort, der dem ersten Zwischenraum 6 auf der Seite D1 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 entspricht, ein konvexer Abschnitt "B" in der Bildbereichsverteilung erzeugt. Auch sorgt die Bildbereichsverteilung, die durch die Ecken des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 3 und 4 benachbart zum Spitzenpunkt A' unter dem Einfluss der Ecken des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 3 und 4 verläuft, für einen Näheeffekt, der die Abrundungsfehler erhöht, so dass es schwierig ist, gewünschte Formen zu strukturieren, wenn ein Photoresistfilm (nicht dargestellt) durch einen Belichtungs- und Entwicklungsprozess unter Verwendung echter Maskenmuster strukturiert wird.

2 ist ein Layout eines anderen herkömmlichen Maskenmusters, das dem in 1A dargestellten Maskenmuster ähnlich sieht. Die vierten Lichtabschirmungs-Linienmuster 5a und 5b, die neben dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 3 und 4 ausgebildet sind, die ihrerseits an einer langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 2 ausgebildet sind, sind mit dem zweiten bzw. dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 3 bzw. 4 verbunden. Demgemäß fehlen in 2 die in 1A dargestellten dritten Zwischenräume 8a und 8b.

Gemäß 2 ist auf einem durchlässigen Substrat 21 ein erstes Lichtabschirmungs-Linienmuster 22 mit vorbestimmter Breite ausgebildet. Ein zweites und ein drittes Lichtabschirmungs-Linienmuster 23 und 24 sind an einer langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 22 beabstandet von diesem ausgebildet.

Der mittlere Abschnitt des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 22 ist mit C bezeichnet, und seine Randabschnitte sind mit E21 und E22 bezeichnet. Der mittlere Abschnitt C verfügt über langgestreckte Form. Außerdem sind die Randabschnitte E21 und E22 diagonal mit dem mittleren Abschnitt C symmetrisch zueinander verbunden.

Das zweite und das dritte Lichtabschirmungs-Linienmuster 23 und 24 sind rechtwinklig auf einer Seite D21 des langgestreckten mittleren Abschnitts C des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 22 ausgebildet. Dabei verläuft ein erster Zwischenraum 26 zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 23 und 24 rechtwinklig zur langen Seite D21 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 22.

Eine Seite D22 sowohl des zweiten als auch des dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 23 und 24 ist der langen Seite D21 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 22 zugewandt. Außerdem existiert ein zweiter Zwischenraum 27 zwischen den Seiten D21 und D22. Das Verhältnis der Breite W21 des mittleren Abschnitts C des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 22 zur Breite W22 des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 23 und 24 und zur Breite des ers ten und zweiten Zwischenraums 26 und 27 beträgt 2:5:1,5. Der erste und der zweite Zwischenraum 26 und 27 bilden eine T-Form.

Der Spitzenpunkt des Lichts beim Ausführen eines Belichtungsprozesses unter Verwendung dieses herkömmlichen Maskenmusters ist in der Richtung entgegengesetzt zu der beim herkömmlichen Maskenmuster von 1A verschoben. D. h., dass der Lichtspitzenpunkt nicht genau im mittleren Abschnitt zwischen den Seiten D21 und D22 liegt, sondern zum ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 22 hin verschoben ist. Im Ergebnis weist die Kontur der Seite D21 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 22, entsprechend dem ersten Zwischenraum 26, beim Ausführen eines Belichtungsprozesses unter Verwendung des obengenannten Maskenmusters einen konkaven Bereich (nicht dargestellt) auf.

Die Bildbereichsverteilung beim obengenannten herkömmlichen Maskenmuster wird experimentell unter Verwendung des Lithographiesimulators FAIM erhalten. Das obenbeschriebene Problem entsteht bei einer Lichtquelle mit weniger als der g-Linie (436 nm) oder der I-Linie (365 nm).

Bei herkömmlichen Maskenmustern bestehen die folgenden Probleme. Da der Spitzenpunkt des Lichts verschoben wird, ändert sich die CD-Breite der Lichtabschirmungs-Linienmuster, und es entsteht ein Abrundungsfehler, bei dem die Ecken der Lichtabschirmungs-Linienmuster abgerundet sind, was die Zuverlässigkeit der Maskenmuster bei Halbleiterbauteilen hoher Packungsdichte beeinträchtigt. Darüber hinaus werden benachbarte Muster verzerrt, da die Lichtverteilung ungleichmäßig ist.

Die DE 196 11 726 A1 betrifft eine Strichplatte oder Maske zur Außer-Achsenbeleuchtung. Diese bekannte Maske weist erste lichtdurchlässige Bereiche auf, die mit vorgegebener Breite parallel zueinander angeordnet sind. Daneben sind zweite linienförmige lichtdurchlässige Bereiche vorgesehen, die eine größere Breite besitzen. Um zu erreichen, das an diesen beugungsgitterartigen Lichtduchlaßbereichen das einfallende Licht mit unterschiedlichen Beugungswinkeln entsprechend unterschiedlicher Gitterkonstanten in die +/– 1. Ordnung abgelenkt wird, sind in den zweiten lichtdurchlässigen Bereichen Hilfsstrukturen vorgesehen, die die effektive Gitterkonstante der zweiten lichtdurchlässigen Bereiche an die Gitterkonstante der ersten Bereiche anpasst.

Insbesondere werden hierbei die beiden langen Kanten der breiten lichtdurchlässigen Bereiche rechteckwellenförmig ausgebildet, um ohne Störung der Abbildung der geraden Seitenkanten die effektive Breite der zweiten lichtdurchlässigen Bereiche zu verringern.

Die DE 196 11 436 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Belichtungsmaske, bei dem das Muster einen senkrechten Streifen mit einer gewissen Breite aufweist, an dessen linker Seite ein Abschnitt mit einer Länge senkrecht absteht, die mit der Breite vergleichbar ist.

Die US 5 631 110 A zeigt ein Lichtabschirmungsmuster für eine Photomaske mit einer Vielzahl von ersten rechteckigen Lichtabschirmungs-Linienmustern die parallel zueinander matrixartig in Zeilen und Spalten angeordnet sind.

Jedes dieser Lichtabschirmungsmuster weist an seinen in Längsrichtung des Rechtecks liegenden Enden in Querrichtung verbreiterte Abschnitte auf, während die Längsseiten im Mittelbereich verjüngt sind, so dass dort konkave Ausnehmungen gebildet sind. Dabei liegen sich jeweils zwei erste Lichtabschirmungsmuster mit ihren jeweiligen Längsseiten gegenüber, wobei auch die konvexen Ausnehmungen in den Längsseiten einander direkt zugewandt sind.

Ferner ist ein gitterartiges Lichtabschirmungsmuster gezeigt, das T-förmige lichtdurchlässige Bereiche aufweist. Diese T-förmigen Lichtdurchlaßbereiche, sind wiederum matrixartig in Spalten und Zeilen parallel zueinander angeord net. Dabei liegen jeweils die senkrechten und waagerechten Abschnitte der T-förmigen Öffnungen parallel zueinander. Ferner sind die Öffnungen benachbarter Zeilen derartig versetzt gegeneinander angeordnet, dass eine Art Läuferverband wie in einem Mauerwerk gebildet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Maske zur Herstellung integrierter Schaltungen zu schaffen, bei der eine Musterverzerrung verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Masken gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 7 gelöst.

Erfindungsgemäß wird also an der langen Seite eines ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters ein konkaver oder konvexer Bereich vorgesehen, der einem sich von dem ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster weg erstreckenden Zwischenraum gegenüber liegt, wobei der Zwischenraum von zweiten und dritten Lichtabschirmungsmustern begrenzt wird. Die Wahl eines konkaven oder konvexen Bereichs wie im Anspruch 1 bzw. 7 angegeben hängt dabei von der Breite der zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster ab.

Durch die konkaven bzw. konvexen Bereiche wird erreicht, dass Verformungen des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters in Folge von Beugungserscheinungen kompensiert werden können, so dass die Kante des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters ohne Verzerrung gerade abgebildet wird.

Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung dienen und demgemäß für die Erfindung nicht beschränkend sind, vollständiger zu verstehen sein.

1A ist ein Layout einer Maske mit einem herkömmlichen Maskenmuster;

1B veranschaulicht eine Bildbereichsverteilung, wie sie durch Computersimulation mit dem Maskenmuster von 1A erhalten wurde.

1C ist ein Kurvenbild betreffend die Intensität von durch das Maskenmuster von 1 hindurchgelaufenem Licht über dem Abstand;

2 ist ein Layout einer Maske mit einem anderen herkömmlichen Maskenmuster;

3A ist ein Layout einer Maske mit einem Maskenmuster gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

3B veranschaulicht die Bildbereichsverteilung, wie sie durch Computersimulation mit dem Maskenmuster von 3A erhalten wurde;

3C ist ein Kurvenbild betreffend die Intensität von durch das Maskenmuster von 3A hindurchgelaufenem Licht über dem Abstand;

4A ist ein Layout einer Maske mit einem Maskenmuster gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

4B veranschaulicht eine Bildbereichsverteilung, wie sie durch Computersimulation mit dem Maskenmuster von 4A erhalten wurde;

5A ist ein Layout einer Maske mit einem Maskenmuster gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

5B ist eine Kurvenbild betreffend die Intensität von durch das Maskenmuster von 5A hindurchgelaufenem Licht über dem Abstand.

Wie es in 3A dargestellt ist, ist ein erstes auf einem durchlässigen Substrat 31 hergestelltes Lichtabschirmungs- Linienmuster 32 durch einen mittleren Abschnitt C31 sowie einen ersten und einen zweiten Randabschnitt E31 und E32 gebildet, die symmetrisch zur Mitte des mittleren Abschnitts C31 liegen. Das erste Lichtabschirmungs-Linienmuster 32 verfügt an einer langen Seite des mittleren Abschnitts C31 über einen konkaven Bereich 39. von der langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 beabstandet, sind ein zweites und ein drittes Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 mit Breiten ausgebildet, die kleiner als die des mittleren Abschnitts C31 sind. Zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 ist ein Zwischenraum rechtwinklig zum ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 32 ausgebildet.
Dabei besteht der mittlere Abschnitt C31 ausschließlich des konkaven Abschnitts 39 aus einem ersten und einem zweiten mittleren Randabschnitt CE31 und CE32. Der Zwischenraum zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 ist als erster Zwischenraum 36 bezeichnet, der dem konkaven Bereich 39 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 entspricht.
Der erste und der zweite Randabschnitt E31 und E32 sind diagonal mit dem mittleren Abschnitt C31 verbunden, und sie sind symmetrisch zueinander.
Zwischen einer langen Seite D31 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 32, die dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 zugewandt ist, und den kurzen Seiten D32 des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 33 und 34 existiert ein zweiter Zwischenraum 37.
An den äußeren langen Seiten des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 33 und 34 sind vierte Lichtab schirmungs-Linienmuster 35a bzw. 35b ausgebildet. Zwischen diesen vierten Lichtabschirmungs-Linienmustern und dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 sind dritte Zwischenräume 38a bzw. 38b ausgebildet. Die Breite des zweiten, dritten und vierten Lichtabschirmungs-Linienmusters 33, 34 sowie 35a und 35b ist der Breite W31 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 ähnlich oder gleich.
Diese Breite beträgt mehr als das 1,5-fache des kürzesten Abstands zwischen der Seite D31 und der Seite D32. D. h., dass die Breite des zweiten Zwischenraums 37 im Bereich von 0,3 × (λ/NA) – 0,75 × (λ/NA) liegt. Hierbei ist λ die Wellenlänge des Belichtungslichts und NA ist die numerische Apertur einer Linse.
Der konkave Bereich 39 kann abhängig von den Bedingungen beim Belichtungsprozess, bei dem Maskenmuster mit einem solchen konkaven Bereich 39 verwendet werden, verschiedene Größen aufweisen. Z. B. ist der konkave Bereich 39 so ausgebildet, dass er eine Größe von 0,2 × 0,05 μm betreffend die lange Seite x die kurze Seite des ersten Musters 32 aufweist, wenn als Wellenlänge des Belichtungslichts die g-Linie von 436 nm verwendet wird, der NA-Wert 0,48 beträgt, die Teilkohärenz 0,7 beträgt und der CD(kritische Dimension)-Wert des ersten bis vierten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32, 33, 34 sowie 35a und 35b den Wert 0,8 μm hat und die Breite des ersten bis dritten Zwischenraums 36, 37 sowie 38a und 38b den Wert 0,5 μm hat.
In einem anderen Fall ist der konkave Bereich 39 mit einer Größe von 0,15 × 0,03 μm betreffend die lange Seite x die kurze Seite des ersten Musters 32 ausgebildet, wenn als Wellenlänge des Belichtungslichts 365 nm der I-Linie verwendet wird, der NA-Wert 0,63 beträgt, die Teilkohärenz 0,55 be trägt, der CD-Wert des ersten bis vierten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32, 33, 34 sowie 35a und 35b den Wert 0,4 μm hat und die Breite des ersten bis dritten Zwischenraums 36, 37 sowie 38a und 38b den Wert 0,25 μm hat.
Dieser konkave Bereich 39 mit einer Größe von 0,2 × 0,05 μm oder von 0,15 × 0,03 μm ist ein feines Hilfsmuster mit einer Größe unter der Auflösungsgrenze, so dass die echte Auflösung nicht beeinflusst wird. Er wird auf einer langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 hergestellt, und zwar entweder an der dem ersten Zwischenraum 36 zugewandten Längsseite D31, oder es können zwei konkave Bereiche 39 sowohl an der Seite D31 als auch der anderen langen Seite des Musters 32 hergestellt werden.
Unter Bezugnahme auf die 3B und 3C werden das Ergebnis einer Computersimulation des Maskenmusters und ein Kurvenbild betreffend die Lichtintensität über dem Abstand für das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die Bildbereichsverteilung der Maskenmuster gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird unter der Bedingung erhalten, dass die Breite W31 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 größer als das 1,5-fache der Breite des zweiten Zwischenraums 37 ist. Die durchgehende Linie 41 entspricht einer Bildkontur bei identischer Breite mit dem in 3A dargestellten CD-Wert für das erste, zweite und dritte Lichtabschirmungs-Linienmuster 32, 33 und 34. Die Linie 42 mit abwechselnd langen und kurzen Strichen sowie die Linie 43 mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen sowie die gepunktete Linie 44 zeigen Verläufe bei Überbelichtung.
Wenn unter Verwendung der Maskenmuster gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Belichtungsprozess ausgeführt wird, liegt der Spitzenpunkt genau im mittleren Ab schnitt zwischen dem ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 32 und dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34. D. h., dass das durch den ersten, zweiten und dritten Zwischenraum 36, 37 sowie 38a und 38b, wie in 3A dargestellt, laufende Licht einen Spitzenpunkt genau entlang dem mittleren Abschnitt zwischen D31 und D32 im zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 entsprechend dem ersten und zweiten mittleren Randabschnitt CE31 und CE32 erzeugt. Außerdem ist genau im mittleren Abschnitt zwischen dem ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 32 und dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 ein Lichtspitzenwert erzeugt. Dies wegen dem konkaven Bereich 39, der in einem vorbestimmten Gebiet des mittleren Abschnitts des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 liegt.
D. h., dass eine Kompensation des durch den konkaven Bereich 39 laufenden Lichts im Überlappungsbereich zwischen dem ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 32 und dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 so erfolgt, dass der Spitzenpunkt zur Seite D31 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 verschoben wird. Daher wird der Spitzenpunkt an einer Position D/2 ausgebildet, die der mittlere Abschnitt zwischen dem ersten Muster 32 sowie dem zweiten und dritten Muster 33 und 34 ist.
Wenn die in 3B dargestellte Bildbereichsverteilung betrachtet wird, ergibt sich, dass das durch die Seite D31 des ersten Musters 32 laufende Licht keinen dem ersten Zwischenraum 36 entsprechenden konvexen Abschnitt ausbildet, was vom bekannten Fall gemäß 1B abweicht. Da der Spitzenpunkt A im mittleren Abschnitt ausgebildet ist, werden die Ecken des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 33 und 34 nicht beeinflusst, was die Erzeugung eines Näheeffekts beschränkt, der Abrundungsfehler an den Ecken erhöhen würde.
Das Layout eines Maskenmusters gemäß dem in 4A dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist dem in 3A dargestellten ähnlich.
Wie es in 4A dargestellt ist, werden Maskenmuster, die denen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich sind, in vorbestimmten Gebieten eines durchlässigen Substrats 31 hergestellt. Ein zweites und ein drittes Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 sind an einer langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 ausgebildet. Ein fünftes Lichtabschirmungs-Linienmuster 51 ist an der anderen langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 32 ausgebildet. Dieses fünfte Muster 51 verfügt über dieselbe Form wie das erste Muster 32 und verläuft parallel zu diesem. Auch hat das fünfte Muster 51 konkave Bereiche 58 an Orten, die solchen beim ersten Muster 32 entsprechen.
Der am ersten Muster 32 erzeugte konkave Bereich wird als erster konkaver Bereich 39 bezeichnet, und der am fünften Muster 51 wird als zweiter konkaver Bereich 58 bezeichnet.
Auf einer langen Seite des fünften Musters 51 sind ein sechstes und siebtes Lichtabschirmungs-Linienmuster 52 und 53 mit Formen ausgebildet, die denen des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 33 und 34 ähnlich sind. Die Muster 52 und 53 verlaufen rechtwinklig zum fünften Muster 51. Zwischen dem sechsten und dem siebten Lichtabschirmungs-Linienmuster 52 und 53 verläuft ein vierter Zwischenraum 55. Zwischen dem fünften Lichtabschirmungs-Linienmuster 51 und dem sechsten und siebten Lichtabschirmungs-Linienmuster 52 und 53 verläuft ein fünfter Zwischenraum 56.
An den äußeren langen Seiten des sechsten und siebten Lichtabschirmungs-Linienmusters 52 und 53 sind jeweils achte Lichtabschirmungs-Linienmuster 54a und 54b ausgebildet, zwischen denen ein vierter Zwischenraum 55 liegt. Dabei sollte die Breite W51 des fünften Musters 51 größer als das 1,5-fache der Breite des fünften Zwischenraums 56 sein. Genauer gesagt, sollte die Breite des fünften Zwischenraums 56 im Bereich von 0,3 × (λ/NA) – 0,75 × (λ/NA) liegen. Hierbei ist λ die Wellenlänge des Belichtungslichts, und NA ist die numerische Apertur einer Linse.
Unter Bezugnahme auf 4B wird nun das Ergebnis der Computersimulation für die in 4A dargestellten Muster gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Wie es in 4B dargestellt ist, ist die Bildbereichsverteilung für die Maskenmuster gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beinahe dieselbe wie die beim ersten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt eine durchgehende Linie 61 den Bildverlauf mit identischen Breiten betreffend die CD-Werte des fünften, sechsten und siebten Lichtabschirmungs-Linienmusters 51, 52 und 53. Eine Linie 62 mit abwechselnd langen und kurzen Strichen sowie eine Linie 63 mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen sowie eine gestrichelte Linie 64 veranschaulichen Bedingungen mit Überbelichtung.
Wenn unter Verwendung von Maskenmustern gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Belichtungsprozess ausgeführt wird, liegt ein Spitzenpunkt an einem ersten mittleren Punkt A genau im mittleren Abschnitt zwischen dem ersten Lichtabschirmungs-Linienmuster 32 und dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34, und ein anderer Spitzenpunkt liegt an einem zweiten mittleren Punkt B genau im mittleren Abschnitt zwischen dem fünften Lichtabschirmungs-Linienmuster 51 und dem sechsten und siebten Lichtabschirmungs-Linienmuster 52 und 53. Dies, da der erste und der zweite konkave Bereich 39 und 58 an den beiden Seiten des ersten und fünften Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 bzw. 51 ausgebildet sind.
Das Layout des in 5A dargestellten Maskenmusters gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist dem des in 3A dargestellten Maskenmusters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sehr ähnlich. Der Aufbau beim dritten Ausführungsbeispiel ist derjenige, dass die vierten Lichtabschirmungs-Linienmuster 35a und 35b zu beiden Seiten des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 33 und 34, wie auf einer langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 32 beim zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet, in Verbindung mit dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 33 und 34 stehen.
Wie es in 5A dargestellt ist, besteht ein erstes Lichtabschirmungs-Linienmuster 52 auf einem durchlässigen Substrat 51 aus einem mittleren Abschnitt C71 und einem ersten und einem zweiten Randabschnitt E71 bzw. E72. Diese Randabschnitte E71 und E72 sind zueinander symmetrisch. Der mittlere Abschnitt C71 verfügt in einem vorbestimmten Gebiet über einen konvexen Bereich 77. Die Breite des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 73 und 74 verlaufen rechtwinklig zum ersten Muster 72, um die Enden des ersten und zweiten Randabschnitts E71 bzw. E72 zu erreichen.
Dabei besteht der mittlere Abschnitt C71 mit Ausnahme des konvexen Bereichs 77 aus mittleren Randabschnitten CE71 und CE72 zu beiden Seiten des konvexen Bereichs 77.
Zwischen dem zweiten und dritten Muster 73 und 74 existiert ein erster Zwischenraum 75. Dieser ist in der Richtung ausgebildet, in der der konvexe Bereich 77 des ersten Musters 72 vorspringt. Der erste und der zweite Randabschnitt E71 und E72 liegen an anderen Positionen bezüglich des mittleren Abschnitts C71, und sie sind diagonal mit diesem verbunden. Eine lange Seite D71 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 72 ist dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster 73 und 74 zugewandt. Seiten D72 des zweiten und dritten Musters 73 und 74 entsprechen der Seite D71. Zwischen den Seiten D71 und D72 existiert ein zweiter Zwischenraum 76.
Dabei ist die Breite W72 des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 73 und 74, entsprechend der Seite D71 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 72, so ausgebildet, dass sie größer als das Doppelte der Breite W71 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 72 ist. Diese Breite des zweiten Zwischenraums 76 ist größer als das 1,5-fache der Breite W71 des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters 72.
Der Spitzenpunkt des Lichts von den gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Maskenmustern liegt bei D/2, d. h. genau im mittleren Abschnitt zwischen der Seite D71 des ersten Musters 72 und der Seite D72 des zweiten und dritten Musters 73 und 74. Dies, weil das Licht aufgrund des Maskenmusterabschnitts des konvexen Bereichs 77 nicht hindurchläuft.
Während das durch die in 2 dargestellten Maskenmuster hindurchlaufende Licht einen Spitzenpunkt am Fleck A'' aufweist, wird das durch die Maskenmuster gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel laufende Licht im konvexen Bereich 77 verringert, so dass der Spitzenpunkt in der Richtung der Seite D72 des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters 73 und 74 verschoben ist, so dass er am Fleck A liegt.
Erfindungsgemäße Masken zeigen die folgenden Vorteile. Es kann dafür gesorgt werden, dass die Lichtintensitätsverteilung genau im mittleren Abschnitt der Maskenmuster liegt, entsprechend den Positionierungen der Maskenmuster, wodurch die Zuverlässigkeit von Halbleiterbauteilen hoher Packungsdichte erhöht ist. Ferner kann eine Verzerrung benachbarter Maskenmuster verhindert werden, da eine gleichmäßige Lichtverteilung erzielt wird.

Claims

Maske mit – einem durchlässigen Substrat (31), – einem ersten auf dem durchlässigen Substrat (31) ausgebildeten Lichtabschirmungs-Linienmuster (32) mit langgestreckter Form und – zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmustern (33, 34) mit rechtwinklig zur langen Seite (D31) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) langgestreckter Form, die von der langen Seite (D31) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) beabstandet sind und eine Breite aufweisen, die kleiner als die Breite von Randabschnitten des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) ist, – wobei zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster (33, 34) ein Zwischenraum (36) rechtwinklig zur langen Seite (D31) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) ausgebildet ist und – wobei in der langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) – ein konkaver Bereich (39) ausgebildet ist, der dem Zwischenraum (36) zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster (33, 34) zugewandt ist.
Maske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konkave Bereich (39) so ausgebildet ist, dass er eine Größe unter der Auflösungsgrenze aufweist.
Maske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass konkave Bereiche (39) an beiden langen Seiten des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) ausgebildet sind.
Maske nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der konkave Bereich (39) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) eine Größe von 0,2 × 0,05 μm oder von 0,15 × 0,03 μm aufweist.
Maske nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) so ausgebildet ist, dass sie das 1,5-fache des kürzesten Abstands zwischen seiner langen Seite (D31) und dem dieser benachbarten zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Lini enmuster (33, 34) ist.
Maske nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lichtabschirmungs-Linienmuster (32) Lichtabschirmungs-Linienmuster (E31, E32) aufweist, die sich diagonal ausgehend von seinen Randabschnitten erstrecken, und an den langen Seiten des zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmusters (33, 34) jeweils vierte Lichtabschirmungs-Linienmuster (35a, 35b) ausgebildet sind, wobei zwischen den zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmustern (33, 34) und den vierten Lichtabschirmungs-Linienmustern jeweils dritte Zwischenräume (38a, 38b) ausgebildet sind.
Maske mit – einem durchlässigen Substrat (71), – einem ersten auf dem durchlässigen Substrat (71) ausgebildeten Lichtabschirmungs-Linienmuster (72) mit langgestreckter Form und – zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmustern (73, 74) mit recht winklig zur langen Seite (D71) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (72) langgestreckter Form, die von einer langen Seite (D71) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (72) beabstandet sind und eine Breite (W72) aufweisen, die länger als das Doppelte der Breite (W71) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (72) ist, – wobei zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster (73, 74) ein Zwischenraum (76) rechtwinklig zur langen Seite (D71) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (72) ausgebildet ist und – wobei auf der langen Seite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (72) ein konvexer Bereich (77) ausgebildet ist, der dem Zwischenraum (76) zwischen dem zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmuster (73, 74) zugewandt ist.
Maske nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der konvexe Bereich (77) so ausgebildet ist, dass er eine Größe unter der Auflösungsgrenze aufweist.
Maske nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der konvexe Bereich (77) des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (72) eine Größe von 0,2 × 0,05 μm oder von 0,15 × 0,03 μm aufweist.
Maske nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des ersten Lichtabschirmungs-Linienmusters (32) so ausgebildet ist, dass sie das 1,5-fache des kürzesten Abstands zwischen seiner langen Seite (D71) und den benachbarten zweiten und dritten Lichtabschirmungs-Linienmustern (73, 74) ist.