DE102004007678B3

DE102004007678B3 - Verfahren zur Herstellung einer Maske

Info

Publication number: DE102004007678B3
Application number: DE102004007678A
Authority: DE
Inventors: Tarek Dipl.-Phys. Lutz; Jens Dr.rer.nat. Schneider
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-02-17
Also published as: US20050214656A1; US7410732B2

Abstract

Der Erfindung, die ein Verfahren zur Herstellung einer Maske betrifft, bei dem auf ein Substrat in einem fotolithogrfischen Verfahren eine Struktur aufgebracht wird, wobei ein in Layoutdaten vorliegendes Halbleiterlayot in einem ersten Verarbeitungsschritt in Form von Steuerdaten für einen Patterngenerator fraktioniert und anschließend dem Patterngenerator übergeben wird, welcher eine erste Belichtung durchführt, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die durch die Slivers entstehenden Probleme behoben werden, und ein fehlerfreier Herstellungsprozess ermöglicht wird. DOLLAR A Die wird dadurch gelöst, dass die Slivers nach der Fraktionierung des maskenlayouts lokalisiert und datentechnisch vergrößert werden. Die vergrößerten Slivers werden dem Patterngenerator, nach der ersten Belichtung, in Form von Steuerdaten übergeben und es wird eine zweite Belichtung mit einer geringer konzentrierten Strahlendosis durchgeführt.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Maske, bei dem auf ein Substrat in einem fotolithografischen Verfahren eine Struktur aufgebracht wird. Zu diesem Zweck wird ein in Layoutdaten vorliegendes Halbleiterlayout in einem ersten Verarbeitungsschritt in Form von Steuerdaten für einen Patterngenerator fraktioniert und anschließend dem Patterngenerator übergeben, welcher eine erste Belichtung durchführt.
Bei der Produktion und Entwicklung von Masken zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, werden CAD-Systeme eingesetzt. Diese Systeme sind in der Lage, aus einem datenmäßig vorliegendem Halbleiterlayout einzelne Belichtungsebenen zu berechnen, welche einem Patterngenerator zum Zwecke der Maskenherstellung übergeben werden können.
Der Patterngenerator belichtet dann mit Hilfe eines Elektronenstrahles die vorgegebenen Strukturen auf eine Maske. Ein Problem hierbei ist es jedoch, das der Patterngenerator aufgrund seiner Auflösung nur vorgegebene Strukturen, vorzugsweise rechteckige Strukturen in einem bestimmten Oberflächenmaß belichten kann. Aus diesem Grund muss das Maskenlayout vor der Belichtung in einzelne Rechtecke fraktioniert werden, bevor es dem Patterngenerator in Form von Steuerdaten übergeben werden kann.
Als Problem stellt sich dabei heraus, dass durch die rechentechnische Umwandlung von komplexen geometrischen Formen in Rechtecke zwangsläufig auch Rechtecke entstehen, deren Oberfläche so gering ist, das sie für den Patterngenerator nicht prozessierbar sind. Diese werden Slivers genannt.
Nach dem Stand der Technik wurden die Slivers beim Belichten der Maske ignoriert. Diese Verfahrensweise wirkt sich jedoch äußerst negativ auf die kritische Strukturgröße aus und verhindert unter Umständen das Prozessieren besonders kleiner oder maßhaltiger Strukturen. Des Weiteren mindern die nicht belichteten Slivers die Strukturqualität der Maske und können sich somit auch negativ auf die Qualität des Endproduktes auswirken.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die durch die Slivers entstehenden Probleme behoben werden, und ein fehlerfreier Herstellungsprozess ermöglicht wird.
Gemäß der Erfindung wird das Problem dadurch gelöst, dass die Slivers nach der Fraktionierung des Maskenlayouts lokalisiert und datentechnisch vergrößert werden.
Die vergrößerten Slivers werden dem Patterngenerator, nach der ersten Belichtung, in Form von Steuerdaten übergeben und es wird eine zweite Belichtung mit einer geringer konzentrierten Strahlendosis durchgeführt.
Hierbei wird die Erscheinung ausgenutzt, dass eine durch die Bestrahlung entstehende Struktur in ihrer Größe von der Belichtungsdosis abhängig ist. Auf diese Weise ist das Resultat der Belichtung einer kleinen Fläche mit einer großen Dosis gleich dem Resultat einer großen Fläche mit einer kleinen Dosis.
Durch die vergrößerte Struktur und die geringere Dosis kann somit auch eine kleine Struktur wie die Slivers realisiert werden. Damit ist gewährleistet das die Maske gleichmäßig und Layoutgemäß belichtet wird und den Anforderungen des weiteren Produktionsprozesses entspricht.
In einer günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine kritische Sliversbreite (a₁) zu einer vergrößerten Sliversbreite (a₂) in den zweiten Steuerdaten mit einem Vergrößerungsfaktor (n) nach a₂ = n·a₁ berechnet wird. Dabei wird die Belichtungsdosis (D₂) im zweiten Belichtungsschritt gegenüber der Belichtungsdosis (D₁) im ersten Belichtungsschritt um einen Dämpfungsfaktor (d) mit D₂ = d·D₁ verringert durchgeführt, wobei d = f(n) .
Hierbei wird die Funktion f(n) je nach Art und Reaktionsvermögen des Lackes gewählt. Hierbei sind auch nichtlineare Funktionen einsetzbar.
In einer günstigen Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Dämpfungsfaktor d = f(n) aus einer linearen Funktion
berechnet wird, wobei 1 < x ≤ 2. Eine derartige lineare Funktion wird in einfacher Art und Weise den Anforderungen der meisten Lacke gerecht.
Als bevorzugte Größenordnung des Vergrößerungsfaktors hat sich 1½ ≤ n ≤ 10 herausgestellt.
Insbesondere ist es dabei günstig, dass der Vergrößerungsfaktor
beträgt.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
1 das Maskenlayout vor der Fraktionierung,
2 das Maskenlayout nach der Fraktionierung,
3 die lokalisierten Slivers, und
4 die vergrößerten Sliverstrukturen.
In 1 ist ein Patternlayout 1 zu sehen, wie es vom CAD System geliefert wird. Nach der Fraktionierung ergibt sich eine Ansammlung von Rechtecken 2, wie in 2 dargestellt, welche dem Patterngenerator als Steuerdaten übergeben werden, hierbei sind auch Slivers 3 zu erkennen, welche eine kritische Sliversbreite a₁ aufweisen, da sich diese Breite a₁ außerhalb der Auflösung eines Patterngenerators befindet.
Die Steuerdaten der in 2 dargestellten Rechtecke 2 werden dem Patterngenerator übergeben, welcher die Strukturen in nicht näher dargestellter Art und Weise mittels eines Elektronenstrahls auf eine Maske mit einer Dosis D₁ belichtet.
Aus den Steuerdaten der in 2 dargestellten Einzelrechtecke 2 werden nun gemäß 3 die Slivers 4 isoliert und anschließend um den Vergrößerungsfaktor n vergrößert, wie in 4 dargestellt. Diese vergrößerten Slivers 5 weisen nun eine Sliversbreite a₂ auf, die durch den Patterngenerator aufgelöst werden kann. Die Sliversbreite a₂ ist doppelt so groß wie die Sliversbreite a₁ bei dem ersten Belichtungsschritt, bei dem die Slivers wegen der zu groben Auflösung nicht dargestellt werden können , d.h. n = 2 .
Die Steuerdaten der nun vergrößerten Slivers 5 dienen einer erneuten Belichtung mit dem Patterngenerator, welche jedoch mit einer um den Dämpfungsfaktor d geringeren Dosis D₂, in diesem Falle mit der halben Dosis stattfindet da bei dem verwendeten Lack die Funktion
genügt. Damit werden die vergrößerten Slivers 5 in ihrer Originalgröße mit der Sliversbreite a₁ in der Maske reproduziert, so dass die Strukturbreite, wie sie von dem CAD-System berechnet wurde, auch tatsächlich entstehen kann.

1: Patternlayout
2: Patternlayout in Einzelrechtecken nach Fraktionierung
3: Slivers
4: isolierte Slivers
5: vergrößerte Slivers

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Maske bei dem auf ein Substrat in einem fotolithografischen Verfahren eine Struktur aufgebracht wird wobei ein in Layoutdaten vorliegendes Halbleiterlayout in einem ersten Verarbeitungsschritt in Form von Steuerdaten für einen Patterngenerator fraktioniert wird und anschließend dem Patterngenerator übergeben wird und eine erste Belichtung durchgeführt wird, dadurch ge kennzeichnet, dass nach der Fraktionierung Slivers lokalisiert werden und daraus zweite Steuerdaten, zur vergrößerten Abbildung der Slivers berechnet werden und mit den zweiten Steuerdaten, welche dem Patterngenerator übergeben werden, eine zweite Belichtung mit geringerer Belichtungsdosis durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine kritische Sliversbreite (a₁) zu einer vergrößerten Sliversbreite (a₂) in den zweiten Steuerdaten mit einem Vergrößerungsfaktor (n) nach a₂ = n·a₁ berechnet wird, und die Belichtungsdosis (D₂) im zweiten Belichtungsschritt gegenüber der Belichtungsdosis (D₁) im ersten Belichtungsschritt um einen Dämpfungsfaktor (d) mit D = d·D₁ verringert durchgeführt wird, wobei d = f(n) .
Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsfaktor d = f(n) aus einer linearen Funktion
berechnet wird, wobei 1 < x ≤ 2 .
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vergrößerungsfaktor 1½ ≤ n ≤ 10 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vergrößerungsfaktor
beträgt .