DE10051134A1 - Verfahren zur Feststellung und automatischen Behebung von Phasenkonflikten auf alternierenden Phasenmasken - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren beschrieben, mittels dessen in einem Layout einer zur Herstellung eines integrierten Halbleiterschaltkreises vorgesehenen Phasenmaske vorkommende Phasenkonflikte (4, 24) explizit lokalisiert und automatisiert behoben werden können. Der in einem ersten Schritt des Verfahrens unter alleiniger Verwendung der an das Design gestellten technologischen Anforderungen bestimmte Satz von Phasenkonflikten (4, 24) ist vollständig und minimal und erweist sich somit als optimaler Ausgangspunkt für den nachfolgenden zweiten Schritt, bestehend in einem Verfahren zur automatischen Handhabung und Behebung derartiger Konflikte.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Herstellung integrierter Halbleiterschaltkreise wie VLSI- und ULSI- Schaltkreise mittels photolithographischer Verfahren. Insbe­ sondere bezieht sich die Erfindung dabei auf die Steigerung des Auflösungsvermögens der konventionellen Photolithographie durch Gebrauch von alternierenden Phasenmasken.

Bei der Herstellung von integrierten Halbleiterschaltkreisen werden die den Schaltungselementen zugeordneten Maskenstruk­ turen auf lichtempfindliche Schichten auf dem Wafer konven­ tioneller Weise optisch abgebildet. Aufgrund der Beugungsef­ fekte ist das Auflösungsvermögen eines derartigen Abbildungs­ systems begrenzt und Maskenstrukturen mit Abmessungen unter dem reziproken Wert dieses Auflösungsvermögens, die sogenann­ ten kritischen Strukturen, werden verschmiert bzw. unscharf abgebildet. Dies führt zu unerwünschten starken Korrelationen der Schaltungselemente und damit zu einer Beeinträchtigung der Schaltungsfunktionalität.

Diese Schwierigkeiten lassen sich überwinden, indem man den destruktiven Interferenzeffekt von zwei eng benachbarten und kohärenten Lichtstrahlen um 180° verschobener Phasen ausnutzt und wandelt die betroffenen konventionellen Masken in alter­ nierende Phasenmasken um, bei denen jede kritische Struktur mit zwei Phasenschiebern zur Erzeugung der erforderlichen Phasenverschiebung versehen ist.

Die verschiedenen Arten von Phasenmasken sind beispielsweise in dem Buch "Technologie hochintegrierter Schaltungen" von D. Widmann, H. Mader und H. Friedrich, 2. Auflage, Springer-Ver­ lag, S. 135ff. beschrieben. Eine ausführliche Übersicht über die Phasenmaskentechnologie ist in den Publikationen "Improving Resolution in Photolithography with a Phase-Shifting Mask" von M. D. Levenson et al. in IEEE Trans. Electron. De­ vices 29 (1982), 1828ff. und "Wavefront Engineering for Pho­ tolithography" von M. D. Levenson in Physics Today, July 1993, S. 28ff. enthalten.

Der Einsatz von sogenannten starken Phasenmasken, zu denen sowohl die bereits genannten alternierenden Phasenmasken als auch chromlose Phasenmasken gezählt werden, erfordert, daß in jeder betroffenen Ebene die transparenten phasenverschieben­ den Strukturen einer von zwei Phasen zugewiesen werden, wel­ che eine Phasendifferenz Δϕ = 180° aufweisen. Dabei müssen die folgenden zwei Fälle unterschieden werden. Bei einer so­ genannten Dunkelfeld-Phasenmaske entsprechen durchsichtige Strukturen den Schaltungselementen (z. B. Leiterzüge) und ih­ nen können Phasen zugewiesen werden, während undurchsichtige Maskenfelder durch mit Chrom bedeckte Gebiete gebildet wer­ den. Bei einer sogenannten Hellfeld-Phasenmaske stellen dage­ gen die mit Chrom bedeckten undurchsichtigen Gebiete der Pha­ senmaske die Schaltungselemente dar und die dazwischen lie­ genden Gebiete sind durchsichtig. In letzterem Fall müssen geeignete Bereiche in der Nähe der undurchsichtigen Chromge­ biete zu phasenverschiebenden Elementen bestimmt werden. Die Erstellung der phasenverschiebenden Elemente erfolgt nach be­ stimmten, an sich im Stand der Technik bekannten Design-Re­ geln und ist beispielsweise in der US-PS-5,537,648 beschrie­ ben, die hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.

Angesichts der Komplexität moderner Schaltkreise und der For­ derung nach zwei um 180° verschobenen phasenverschiebenden Elementen an jeder kritischen Struktur sind jedoch Phasenkon­ flikte denkbar. Ein Phasenkonflikt liegt genau dann vor, wenn den Phasenschiebern auf beiden Seiten einer kritischen Struk­ tur fälschlicherweise dieselbe Phase zugewiesen wird, oder wenn aufgrund der Wechselwirkung der phasenverschiebenden Elemente der destruktive Interferenzeffekt an einer unerwünschten Stelle auf der schon erwähnten lichtempfindlichen Schicht auftritt. Die Phasenzuweisung für die verschiedenen phasenverschiebenden Elemente stellt somit ein mathematisch­ kombinatorisches Problem dar, welches nicht allgemein lösbar ist. Da die Phasenzuweisung im Prinzip zu verschiedenen Er­ gebnissen führen kann und für ein und dieselbe Zelle eines hierarchischen Layouts verschiedene Phasenzuweisungen erfol­ gen können, muß die Phasenzuweisung in einem automatisierten Programm endgültig am fertigen Schaltkreis-Layout vorgenommen werden. Man benötigt daher eine automatisierte Überprüfungs­ routine, welche ein Schaltkreis-Layout daraufhin untersucht, ob eine Phasenzuweisung überhaupt möglich ist. Diese Überprü­ fung soll vollständig sein und die Problemstelle so gut als möglich eingrenzen, d. h. ihren eigentlichen Ursprungsort er­ mitteln. Letzteres ist nicht selbstverständlich, denn wenn die kombinatorische Aufgabe "nicht aufgeht", dann ist dies auf vielfältige Weise möglich und die Stelle, an der man ent­ deckt, daß dies der Fall ist, kann weit ab von dem eigentli­ chen Ursprungsort liegen.

Nachdem Phasenkonflikte in einer automatisierten Routine festgestellt worden sind, können diese auf zwei grundsätzlich verschiedene Arten gelöst werden. Zum ersten kann das Schalt­ kreis-Design an den Stellen der lokalisierten Phasenkonflikte geringfügig verändert werden, beispielsweise durch Verschie­ ben von Leiterbahnstrukturen, so daß die Phasenkonflikte auf­ gehoben werden. Auf der Basis dieses veränderten Schaltkreis- Designs kann dann eine erfolgreiche Phasenzuweisung für die Erstellung einer Phasenmaske durchgeführt werden. Zum zweiten kann das Schaltkreis-Design unverändert bleiben und statt dessen die Phasenkonflikte dadurch gelöst werden, daß einzel­ nen phasenverschiebenden Elementen zwei verschiedene Phasen zugewiesen werden. Dies hat jedoch zur Folge, daß an der Grenzlinie zwischen den zwei verschiedenen Phasengebieten ei­ ne dunkle Linie bei der Belichtung auftritt, die zu einer Un­ terbrechung führen würde. Daher muß in diesem Fall ein zu­ sätzlicher Belichtungsschritt mit einer sogenannten Trim- Maske durchgeführt werden, durch welchen die auftretenden dunklen Linien eigens belichtet werden.

Im Stand der Technik sind zwei verschiedene Verfahren zur Überprüfung eines Layouts auf Phasenkonflikte bekannt.

In der Publikation "Heuristic Method for Phase-Conflict Mini­ mization in Automatic Phase-Shift Mask Design" von A. Moniwa et al. in Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 34 (1995) S. 6584-6589, ist ein graphentheoretischer Zugang bekannt, bei welchem ein Satz von phasenverschiebenden Elementen vorausgesetzt wird und aus diesem Satz ein planarer ungerichteter Graph unter Berücksichtigung der technologischen Anforderungen gebildet wird. In diesem graphentheoretischen Verfahren stellen Graphknoten (Vertices) phasenverschiebende Elemente dar. Eine Graphkante zwischen zwei Knoten bedeutet, daß der Bereich zwischen den dazugehörigen Phasenschiebern lithographisch kritisch ist. Phasenkonflikte ergeben sich in dieser Methode als diejenigen Zyklen mit ungerader Anzahl von Vertices. Auf­ grund der Bedeutung der Graphkanten ist eine Zyklusbrechung, d. h. Lösung eines Phasenkonfliktes äquivalent mit einer Ver­ breiterung des entsprechenden kritischen Bereiches. Eine ef­ fiziente Konfliktlösungsstrategie soll nach dem genannten Verfahren darin bestehen, die in den ungeraden Zyklen am häu­ figsten auftretenden Kanten zu brechen.

In der US-PS-5,923,566 wird eine computerimplementierte Rou­ tine beschrieben, durch welche verifiziert wird, ob ein vor­ handenes Schaltkreis-Design auf eine Phasenmaske abgebildet werden kann oder ob lokalisierte Phasenkonflikte vorhanden sind. Die Phasenkonflikte werden aus der Wechselwirkung von kritischen Schaltkreisgebieten mit den unter Berücksichtigung der technologischen Anforderungen zu bestimmenden zusammen­ hängenden freien Schaltkreisgebieten erfaßt. Freie Schalt­ kreisgebiete mit ungerader Anzahl von Wechselwirkungen reprä­ sentieren die Phasenkonflikte.

Beide vorstehend beschriebenen Verfahren arbeiten jedoch nicht optimal in der Erfassung von Phasenkonflikten. Wie im folgenden noch an Beispielen erläutert werden wird, erweisen sich diese beiden Verfahren zum einen als ineffizient, da bei ihnen beispielsweise bestimmte Phasenkonflikte doppelt ange­ zeigt werden. Zum zweiten erweisen sie sich als unzulänglich, da mit ihnen bestimmte andere Phasenkonflikte nicht erfaßt werden können.

Die Phasenkonflikte können somit durch die im Stand der Tech­ nik bekannten Identifizierungsverfahren nicht korrekt erfaßt werden. Folglich kann auch ein Konfliktbehebungsverfahren, welches die Resultate des Identifizierungsverfahrens dazu verwendet, die identifizierten Phasenkonflikte zu beheben, nicht zu optimalen Ergebnissen führen.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren zur Feststellung möglicher Phasenkonflikte auf alternie­ renden Phasenmasken und zur automatischen Behebung dieser Phasenkonflikte anzugeben, mit welchem unter alleiniger Ver­ wendung der an die Schaltkreisstruktur gestellten technologi­ schen Anforderungen in einem ersten Schritt ein vorhandener Satz von Phasenkonflikten vollständig und minimal bestimmt und in einem zweiten Schritt automatisiert behoben werden kann. Nach der Behebung der Phasenkonflikte kann dann ein Layout für eine Phasenmaske erstellt werden.

Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Pa­ tentansprüche 1 und 2 gelöst.

In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Dunkelfeld-Phasenmaske angewandt, wobei also Schaltkreiselemente wie elektrische Leiterbahnen in durchsichtige Bereiche der Phasenmaske abzu­ bilden sind.

Bei diesem Verfahren werden
in einem Verfahrensschritt a.) kritische Bereiche bestimmt, in welchen jeweils zwei für die Phasenmaske vorgesehene be­ nachbarte, durchsichtige Bereiche einen bestimmten vorgegebe­ nen Mindestabstand voneinander unterschreiten.

Im nächsten Verfahrensschritt b.) werden Überlappungsbereiche zwischen geraden Abschnitten der erhaltenen kritischen Berei­ che und Endbereiche von inmitten von durchsichtigen Bereichen endenden geraden Abschnitten der kritischen Bereiche bestimmt sowie entartete kritische Bereiche generiert. Die letzteren erhält man, indem man Überlappungsbereiche von den kritischen Bereichen abzieht.

In einem weiteren Verfahrensschritt c.) werden dann außerhalb der durchsichtigen und der kritischen Bereiche liegende zu­ sammenhängende Bereiche (Länder) bestimmt, sowie große Außen­ umrandungen der Länder und der im vorhergehenden Verfahrens­ schritt erhaltenen Überlappungsbereiche und Endbereiche. Dann wird in einem Verfahrensschritt d.) von jeder der bestimmten Außenumrandungen die Anzahl der Berührungsstrecken mit den entarteten kritischen Bereichen bestimmt und bei ungerader Anzahl ein Phasenkonflikt festgestellt.

Schließlich werden in einem Verfahrensschritt e) die Phasen­ konflikte gelöst, indem zusammenhängende Layoutbereiche und deren Bereichsumrandungen bestimmt werden, wobei zusammenhän­ gende Layoutbereiche durch die durchsichtigen Bereiche und die zwischen ihnen liegenden kritischen Bereiche abzüglich der Endbereiche und der Phasenkonflikte darstellenden Über­ lappungsbereiche definiert sind (A), mindestens ein Verbin­ dungsweg zwischen einer einen Phasenkonflikt darstellenden großen Außenumrandung und entweder einer nächstgelegenen wei­ ter außen liegenden Bereichsumrandung oder einer ungeraden Anzahl noch nicht verbundener großer Außenumrandungen erzeugt wird, die ebenfalls Phasenkonflikte darstellen (B), dann die Menge der erzeugten Verbindungswege auf diejenige reduziert wird, in der jeder Phasenkonflikt genau einmal enthalten ist (C), dann diejenigen Bereiche (Bedeckungsbereiche) der Ver­ bindungswege markiert werden, die über den durchsichtigen Be­ reichen liegen (D), und schließlich für die Phasenmaske die Bedeckungsbereiche als Bereichsgrenzen zwischen zwei ver­ schiedenen Bereichen der herzustellenden Phasenmaske ausge­ bildet werden, deren Phasenverschiebungen eine Phasendiffe­ renz von Δϕ = 180° aufweisen (E).

In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Hellfeld-Phasenmaske an­ gewandt, wobei also Schaltkreiselemente wie elektrische Lei­ terbahnen in undurchsichtige Bereiche der Phasenmaske abzu­ bilden sind. Bei diesem Verfahren werden
in einem Verfahrensschritt a.) phasenverschiebende Bereiche jeweils beidseits von für die Phasenmaske vorgesehenen un­ durchsichtigen, kritischen Bereichen bestimmt. Kritische Be­ reiche werden dadurch definiert, daß sie eine vorgegebene Strukturbreite unterschreiten.

Dann werden in einem Verfahrensschritt b.) Überlappungsberei­ che zwischen geraden Abschnitten der kritischen Bereiche und Endbereiche von inmitten von phasenverschiebenden Bereichen oder Wechselwirkungsbereichen zwischen phasenverschiebenden Bereichen endenden geraden Abschnitten der kritischen Berei­ che bestimmt sowie entartete kritische Bereiche generiert. Die letzteren erhält man, indem man Überlappungsbereiche von den kritischen Bereichen abzieht.

In einem Verfahrensschritt c.) werden außerhalb der phasen­ verschiebenden und kritischen Bereiche liegende zusammenhän­ gende Bereiche (Länder) bestimmt, sowie große Außenumrandun­ gen dieser Länder und der im vorhergehenden Verfahrensschritt erhaltenen Überlappungsbereiche und Endbereiche.

Schließlich werden in einem Verfahrensschritt d.) von jeder der bestimmten Außenumrandungen die Anzahl der Berührungs­ strecken mit den entarteten kritischen Bereichen bestimmt und bei ungerader Anzahl ein Phasenkonflikt festgestellt.

In einem Verfahrensschritt e) werden dann die Phasenkonflikte gelöst, indem zusammenhängende Layoutbereiche und deren Be­ reichsumrandungen (40) bestimmt werden, wobei zusammenhän­ gende Layoutbereiche durch die phasenverschiebenden Bereiche, die kritischen Bereiche und die Wechselwirkungsbereiche ab­ züglich der Endbereiche und der Phasenkonflikte darstellenden Überlappungsbereiche definiert sind (A), mindestens ein Ver­ bindungsweg zwischen einer einen Phasenkonflikt darstellenden großen Außenumrandung und entweder einer nächstgelegenen wei­ ter außen liegenden Bereichsumrandung oder einer ungeraden Anzahl noch nicht verbundener großer Außenumrandungen erzeugt wird, die ebenfalls Phasenkonflikte darstellen (B), dann die Menge der erzeugten Verbindungswege auf diejenige reduziert wird, in der jeder Phasenkonflikt genau einmal enthalten ist (C), dann diejenigen Bereiche (Bedeckungsbereiche) der Ver­ bindungswege markiert werden, die über den durchsichtigen Be­ reichen liegen (D), und schließlich für die Phasenmaske die Bedeckungsbereiche als Bereichsgrenzen zwischen zwei ver­ schiedenen Bereichen der herzustellenden Phasenmaske ausge­ bildet werden, deren Phasenverschiebungen eine Phasendiffe­ renz von Δϕ = 180° aufweisen (E).

Die vorliegende Erfindung stellt somit in ihrem ersten Schritt einen Formalismus bereit, mittels dessen die direkte Umsetzbarkeit integrierter Halbleiterschaltkreise in alter­ nierende Phasenmasken, und zwar sowohl Dunkelfeld- als auch Hellfeld-Phasenmasken überprüft wird. Dies erfolgt durch eine explizite Lokalisierung der im entsprechenden Layout vorkom­ menden Phasenkonflikte unter alleiniger Verwendung der an das Design gestellten technologischen Anforderungen. Der mit Hil­ fe dieses Formalismus bestimmte Satz von Phasenkonflikten ist vollständig und minimal, d. h. es werden stets sämtliche vorhandene Phasenkonflikte ermittelt und vorhandene Phasenkon­ flikte werden nicht etwa mehrfach angezeigt.

Anschließend werden diese Phasenkonflikte durch das beschrie­ bene automatisierte Verfahren behoben.

In dem Verfahrensschritt B. bei der Behebung der Phasenkon­ flikte (e) können sowohl bei Dunkelfeld- als auch bei Hell­ feldmasken die Verbindungswege auf praktische und schnelle Weise so gebildet werden, daß zunächst Paare gegenüber lie­ gender Kanten von jeweils einer großen Außenumrandung und ei­ ner nächstgelegenen weiter außen liegenden Bereichsumrandung bestimmt werden und anschließend mindestens ein Verbindungs­ weg zwischen den Kanten jedes Paares erzeugt wird. Da jedoch die Verbindungswege später zu Phasensprüngen in den phasen­ schiebenden Bereichen führen müssen, sind bei der gruppenwei­ sen Lösung des dazugehörigen Nachbarschaftsproblems nur die folgenden Kanten zu berücksichtigen:

• 1. alle Kanten der großen Außenkontur der jeweiligen Layout­ gruppe,
• 2. alle Kanten der Phasenkonflikte darstellenden Polygone, wovon die Berührungsstrecken abzuziehen sind.

Die Verbindungswege verlaufen jedoch nicht notwendigerweise zwischen Kanten von Paaren der großen Außenumrandungen und der Layoutgruppenumrandungen. Außerdem muß ein Verbindungsweg zwischen zwei Phasenkonflikten oder zwischen einem Phasenkon­ flikt und der Außenkontur einer Layoutgruppe nicht notwendi­ gerweise gerade sein; er kann vielmehr durch Länder mit gera­ der Anzahl von Berührungsstrecken (also keine Phasenkon­ flikte) verlaufen und sehr komplizierte Gestalt annehmen. Sein wesentliches Merkmal ist, daß er einen Phasenkonflikt entweder mit der Außenkontur einer Layoutgruppe oder mit ei­ ner ungeraden Anzahl der noch übrig gebliebenen, noch nicht verbundenen Phasenkonflikte verbindet.

Nach dem Erzeugen der Verbindungswege werden diese in dem Verfahrensschritt D. auf eine Menge an Verbindungswegen redu­ ziert, in der jeder Phasenkonflikt nur einmal vorkommt. Für die erfindungsgemäße Behebung der Phasenkonflikte ist es so­ mit hinreichend, jeweils nur einen Verbindungsweg zwischen zwei Phasenkonflikten oder einem Phasenkonflikt und der Au­ ßenkontur seiner Layoutgruppe nach der Reduktion beizubehal­ ten.

Vorzugsweise werden weiterhin bestimmte technologische Anfor­ derungen wie z. B. die Breite von Trim-Öffnungen vorgegeben, aufgrund derer einige zunächst erzeugte Verbindungswege eben­ falls im Nachhinein als ungültig erkannt werden. Aufgrund dessen kann es vorkommen, daß durch die Reduktion und das Un­ gültigsein nach einem Durchlauf der Verfahrensschritte noch Phasenkonflikte ohne Verbindungswege vorhanden sind. In die­ sem Falle werden in einem zweiten Schritt weitere Nachbarn, d. h. weitere äußere große Außenumrandungen oder benachbarte Phasenkonflikte berücksichtigt. Sind nach dieser Iteration immer noch Phasenkonflikte ohne Verbindungswege vorhanden, so ist eine Verzerrung des Layouts zur Beseitigung der entspre­ chenden kritischen Struktur oder eine Mehrfachbelichtungs­ technik mit Phasenmasken als Trimmasken notwendig. Eine der­ artige Verzerrung oder Erzeugung der notwendigen Trimmasken läßt sich aufgrund der im ersten Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgten eindeutigen Lokalisierung der Phasenkon­ flikte ohne weiteres automatisieren.

Der darauf folgende Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, diejenigen Bereiche der Verbindungswege zu be­ rücksichtigen oder in irgendeiner Weise zu markieren, die über den phasenverschiebenden Bereichen liegen. Diese Berei­ che sind optimale Strukturen zur automatischen Generierung von Trimmasken sowie zur automatischen Durchführung der Viel­ phasenmaskentechnik.

In dem letzten Schritt werden zur Vorbereitung der Herstel­ lung der Phasenmaske die Bedeckungsbereiche als Bereichsgren­ zen zwischen zwei verschiedenen Bereichen der herzustellenden Phasenmaske ausgebildet. Zu diesem Zweck können beispielswei­ se die Bedeckungsbereiche von den Phasenschiebern abgezogen und die Bereiche der herzustellenden Phasenmaske in geeigne­ ter Weise, etwa als zwei verschiedene Farben einer 2- färbbaren Phasenmaske dargestellt werden.

Die bei diesem Verfahren gebildeten Verbindungswege und somit auch die Bedeckungsbereiche sind vorzugsweise als dünne Stege ausgebildet. Bei der projizierenden Abbildung der Phasenmaske entstehen durch - in diesem Fall unerwünschte - Interferenz zwischen den benachbarten um 180° phasenverschobenen Berei­ chen dunkle, unbelichtete Linien bei den Bedeckungsbereichen. Um diese dunklen Linien nachzubelichten, kann beispielsweise nach dem Verfahrensschritt F.) eine Trimmaske hergestellt werden, die bei den Bedeckungsbereichen Öffnungen aufweist, so daß diese Bereiche auf dem zu belichtenden Photoresist nachbelichtet werden.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, bei denen auch Ver­ gleiche mit bereits bekannten Verfahren und deren Ergebnissen gezogen werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Dunkelfeld-Maske (a.)), anhand des Layouts bestimmte kritische Bereiche (b.)), die Außenum­ randung eines zusammenhängenden Bereichs in dem Layout (c.));

Fig. 2 die Dunkelfeld-Maske wie in Fig. 1 (a.)), die an­ hand des Layouts bestimmten kritischen Bereiche (b.)) und die mit den bekannten Verfahren ermit­ telten Ergebnisse (c.), d.));

Fig. 3 eine weitere Dunkelfeld-Maske (a.)), die anhand des Layouts der Dunkelfeld-Maske bestimmten kri­ tischen Bereiche (b.)) und die Außenumrandungen der zusammenhängenden Bereiche (c.));

Fig. 4 eine weitere Dunkelfeld-Maske mit aufeinander stoßenden, in verschiedene Richtungen sich er­ streckenden geraden Abschnitten (a.)), zusätzlich eingezeichnetem Überlappungsbereich zwischen den geraden Abschnitten (b.)) und ein vergrößerter kreisförmiger Ausschnitt aus b.) mit einer Außen­ umrandung um einen Überlappungsbereich, durch die ein Phasenkonflikt signalisiert wird (c.));

Fig. 5 eine weitere Dunkelfeld-Maske, welche im Ver­ gleich mit Fig. 4 eine zweifache T-Struktur auf­ weist (a.)), die Maskenstruktur mit zusätzlich eingezeichneten Überlappungsbereichen und Außen­ umrandungen (b.));

Fig. 6 eine weitere, einen Endbereich aufweisende Dun­ kelfeld-Maske (a.) und die Dunkelfeldmaske mit dem kritischen Bereich (schraffiert) und der Um­ randung um den Endbereich (b.);

Fig. 7 eine Hellfeld-Maske (a.)), zusätzlich eingezeich­ nete phasenschiebende Elemente um die undurch­ sichtigen, kritischen Strukturbereiche der Maske (b.)), zusätzlich eingezeichnete Überlappungsbe­ reiche zwischen den geraden Abschnitten der un­ durchsichtigen, kritischen Strukturbereiche der Maske (c.)), zusätzlich eingezeichnete Außenumran­ dungen um zusammenhängende Bereiche oder Überlap­ pungsbereiche, durch die sich Phasenkonflikte er­ geben (d.)) und ein vergrößerter kreisförmiger Ausschnitt aus d.) mit einer Außenumrandung um einen Überlappungsbereich, durch die ein Phasen­ konflikt signalisiert wird (e.));

Fig. 8 ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäß zu behandelnde Hellfeld-Maskenstruktur;

Fig. 9 die Hellfeld-Maske mit zusätzlich eingezeichneten phasenschiebenden Elementen um die undurchsichti­ gen, kritischen Strukturbereiche;

Fig. 10a-c die Hellfeld-Maske der Fig. 9 mit zusätzlich ein­ gezeichneten Überlappungsbereichen (hell) zwi­ schen geraden Abschnitten der undurchsichtigen, kritischen Strukturbereiche (a.)) und vergrößerte kreisförmige Ausschnitte aus a.) zur Definition der Endbereiche (b.), c.));

Fig. 11 die Hellfeld-Maske der Fig. 9 mit zusätzlich ein­ gezeichneten Außenumrandungen um zusammenhängende Bereiche und Überlappungsbereiche;

Fig. 12 ein Ausschnitt einer mit einer Hellfeld-Phasen­ maske zu fertigenden Gate-Ebene.

Fig. 13 die Dunkelfeld-Phasenmaskenstruktur der Fig. 2 zur Erläuterung des vorgenannten Verfahrens zum Behe­ ben der Phasenkonflikte;

Fig. 14 eine Hellfeld-Phasenmaskenstruktur zur Erläute­ rung eines Verfahrens zum Beheben der Phasenkon­ flikte;

Fig. 15 die Hellfeld-Phasenmaskenstruktur der Fig. 14 mit zusätzlichen phasenschiebenden Bereichen;

Fig. 16 die Hellfeld-Phasenmaskenstruktur der Fig. 15 mit zusätzlich eingezeichneten Bereichsumrandungen und großen Außenumrandungen;

Fig. 17 die Hellfeld-Phasenmaskenstruktur der Fig. 16 mit den zusätzlichen, die phasenschiebenden Bereiche bedeckenden Bereiche der Verbindungswege (Bedec­ kungsbereiche).

Zunächst wird anhand von Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 12 der erste Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens - das Feststellen von Phasenkonflikten - erläutert.

In den Fig. 1 und 2 werden anhand ein und derselben Dun­ kelfeld-Maskenstruktur die Unterschiede zwischen bekannten Verfahren zur Feststellung von Phasenkonflikten (Fig. 2) und dem erfindungsgemäßen Verfahren (Fig. 1) dargestellt.

Eine Dunkelfeld-Maske 10 weist durchsichtige Bereiche 1 auf, die in elektrische Schaltungselemente wie Leiterbahnen oder dergleichen abzubilden sind.

In Fig. 2b sind die durchsichtigen Bereiche als schraffierter Polygonzug dargestellt. Zwischen den einzelnen Abschnitten des Polygonzuges befinden sich kritische Bereiche 2, in denen der Abstand zwischen einzelnen Abschnitten des Polygonzuges einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet. Die Aufgabe besteht darin, den einzelnen Abschnitten des Polygonzuges die Phasen zuzuweisen, welche eine Phasendifferenz Δϕ = 180° auf­ weisen.

Ausgehend von der Fig. 2b führt das Verfahren gemäß der Druckschrift D1 (US-PS-5,923,566) zur Festlegung freier Räume F₁, F₂ und F₃, wie in Fig. 2c dargestellt ist. Die freien Räu­ me F₁ und F₃ zeigen dabei denselben durch F₁ bestimmten ele­ mentaren Phasenkonflikt an. F₃ setzt sich zusammen aus F₁ und F₂, wobei F₂ aufgrund seiner geraden Anzahl der Wechselwirkungen (4) keinen Phasenkonflikt darstellt. Es wird somit ein und derselbe Phasenkonflikt unnötigerweise zweifach ange­ zeigt.

Das in der eingangs genannten Publikation von Moniwa et al. beschriebene Verfahren ist in Fig. 2d dargestellt und liefert die drei Zyklen (1251), (123451) und (23452). Unter diesen Zyklen weisen nur die beiden erstgenannten eine ungerade An­ zahl von Knoten auf und stellen dementsprechend zwei Phasen­ konflikte dar. Der zweitgenannte Zyklus setzt sich aus den beiden anderen elementaren Zyklen zusammen. Da der dritte Zy­ klus eine geradzahlige Anzahl von Knoten aufweist, existiert in Wirklichkeit nur ein Phasenkonflikt, der durch den ersten elementaren Zyklus bestimmt ist und unnötigerweise mit dem zweiten Zyklus doppelt angedeutet ist.

Demgegenüber werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Bestimmung der kritischen Bereiche 2 außerhalb der durchsich­ tigen und der kritischen Bereiche 1 und 2 liegende zusammen­ hängende Bereiche 3 bestimmt, die in Fig. 1b als Flächen L₁ und L₂ bezeichnet sind. Diese Flächen werden nachfolgend auch als Länder bezeichnet. Anschließend werden die Außenumrandun­ gen 4 dieser Länder bestimmt und deren Wechselwirkungen bzw. Berührungsstrecken mit den kritischen Bereichen 2 ermittelt. Wie in Fig. 1c zu sehen ist, gibt die Außenumrandung des Lan­ des L₁ den einzigen erwarteten Phasenkonflikt effizienter­ weise eindeutig wieder. Der lokalisierte Phasenkonflikt ist durch die als Polygonzug in Fig. 1c dargestellte Außenumran­ dung 4 visualisiert. Die Außenumrandung um das Land L₂ zeigt dagegen keinen Phasenkonflikt an, da die Anzahl der Berüh­ rungsstrecken mit kritischen Bereichen 2 gerade (4) ist.

In der Fig. 3 ist eine komplexere Dunkelfeld-Maske 100 darge­ stellt, mit der die Unzulänglichkeit des in der Druckschrift D1 beschriebenen Verfahrens im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung dargestellt wird. Zunächst werden gemäß Fig. 3b die durchsichtigen Bereiche 1 in Form von Polygonzügen dargestellt und kritische Bereiche 2 zwischen ihnen bestimmt. Dann werden die Länder L₁ bis L₄ wie dargestellt festgelegt. Gemäß Fig. 3c zeigen diejenigen Außenkonturen 4a, 4b und 4c der Länder, die eine ungeradzahlige Anzahl von Berührungsstrecken mit kritischen Bereichen 2 aufweisen, die lokalisierten Pha­ senkonflikte an. Im vorliegenden Fall wird mit dem Verfahren der Druckschrift D1 der durch die Außenumrandungen von L₃ lo­ kalisierte Phasenkonflikt nicht erfaßt. Der Grund hierfür ist, daß dieser verschachtelte Phasenkonflikt durch zwei freie Räume, nämlich die Länder L₃ und L₄ mit geraden Zahlen von Wechselwirkungen 8 bzw. 6 eingegrenzt wird. Dieses Bei­ spiel zeigt also die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Verfahren der D1 hinsichtlich Dun­ kelfeld-Masken.

Die vorstehend beschriebenen Dunkelfeld-Masken sind so ge­ formt, daß die kritischen Bereiche rechteck- oder allgemeiner gesagt trapezförmige Abschnitte unterschiedlicher Länge sind, die sich entlang einer Richtung erstrecken. Es kann jedoch auch der Fall auftreten, daß zwei oder mehr derartige tra­ pezförmige, gerade Abschnitte, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken, aufeinander stoßen. In diesem Fall kommt zu der Bestimmung von Ländern die Bestimmung von Über­ lappungsbereichen zwischen diesen trapezförmigen geraden Ab­ schnitten hinzu. Ein Beispiel für eine derartige Phasenmaske ist in der Fig. 4 dargestellt. Auf dieser Phasenmaske 10 sind drei durchsichtige Bereiche 1 derart relativ zueinander ange­ ordnet, daß kritische Bereiche 2 entstehen, innerhalb derer die durchsichtigen Bereiche 1 einen vorgegebenen Mindestab­ stand voneinander unterschreiten. Die kritischen Bereiche 2 bilden ein T-förmiges Gebilde, bei welchem also zwei recht­ eckförmige, gerade Abschnitte aufeinander zulaufen und einen Überlappungsbereich 13 bilden. Der Überlappungsbereich 13 wird dadurch bestimmt, daß die sich kreuzenden geraden Ab­ schnitte über die Punkte, an denen sie aneinander stoßen, hinausgezeichnet werden, wobei die Schnittmenge der gezeich­ neten Fortsetzungslinien den Überlappungsbereich 13 definiert. Zur Ermittlung des entarteten kritischen Bereiches wird von dem kritischen Bereich 2 der Überlappungsbereich 13 abgezogen. Die Außenumrandung 14 um den Überlappungsbereich 13 weist somit drei Berührungsstrecken mit den drei entarte­ ten kritischen Bereichen 2a auf und signalisiert damit auf­ grund der ungeraden Anzahl der Berührungsstrecken einen Pha­ senkonflikt.

In der Fig. 5 ist im oberen Teilbild a.) eine weitere Dunkel­ feld-Maskenstruktur dargestellt, welche im Vergleich mit der in der Fig. 4 gezeigten einfachen T-Struktur eine zweifache T-Struktur (2T-Struktur) zeigt. Gemäß dem unteren Teilbild b.) werden zwei Überlappungsbereiche 13 ermittelt und diese von den kritischen, undurchsichtigen Bereichen 2 abgezogen, woraus sich die entarteten kritischen Bereiche 2a ergeben. Die Außenumrandungen 14 um die Überlappungsbereiche 13 weisen jeweils drei Berührungsstrecken mit Endabschnitten gerader, entarteter kritischer Bereiche 2a auf, so daß dadurch zwei Phasenkonflikte angezeigt werden. Dieser zweifache Phasenkon­ flikt kann mit der Methode des bereits genannten US-Patents 5,923,566 nicht erfaßt werden.

Bei den Dunkelfeld-Masken der Fig. 1 bis 3 existieren kei­ ne derartigen Überlappungsbereiche 13. Somit sind in diesen Fällen die kritischen Bereiche identisch mit den entarteten kritischen Bereichen.

In den Fig. 6a, b ist eine weitere Dunkelfeld-Maske darge­ stellt, in der ein weiterer Bereichstyp enthalten ist, der einen Phasenkonflikt beinhaltet. In der Fig. 6a ist zunächst die Dunkelfeld-Maskenstruktur dargestellt, welche einen zu­ sammenhängenden durchsichtigen Bereich 1 aufweist, der bei­ spielsweise eine von der Phasenmaske abzubildende Leiterbahn­ struktur darstellt und von undurchsichtigem Gebiet umgeben ist. Der durchsichtige Bereich 1 ist so geformt, daß er zwi­ schen zwei Streckenabschnitten einen kritischen, undurchsich­ tigen Bereich 2 umschließt, der eine vorgegebene Strukturgröße unterschreitet. Dieser kritische Bereich 2 endet somit inmitten eines Gebiets bestehend aus dem durchsichtigen Be­ reich 1. In diesem Fall ist ein sogenannter Endbereich 13a zu erzeugen. Der Endbereich 13a wird dadurch generiert, daß eine Umgrenzungslinie oder Außenumrandung 14 derart um den Endbe­ reich 13a gezogen wird, daß sie den kurzen Seitenrand des En­ dabschnitts des kritischen Bereichs 2 berührt. Anschließend werden wieder wie erwähnt entartete kritische Bereiche 2a durch Abziehen von eventuell vorhandenen Überlappungsberei­ chen 13 von den kritischen Bereichen 2 generiert. Da im vor­ liegenden Fall der kritische Bereich 2 keinen Überlappungsbe­ reich 13 enthält, wird aus ihm ohne Veränderung ein entarte­ ter kritischer Bereich 2a (schraffiert) generiert. Die Außen­ umrandung 14 weist somit eine Berührungsstrecke mit dem ent­ arteten kritischen Bereich 2a auf, so daß wegen der ungeraden Anzahl von Berührungsstrecken ein Phasenkonflikt durch sie angezeigt wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele gemäß einem zweiten Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich der An­ wendung auf Hellfeld-Masken dargestellt. In Fig. 7a ist ein einfaches Ausführungsbeispiel für eine Hellfeld-Maskenstruk­ tur 20 dargestellt, welche undurchsichtige Bereiche 21 vor einem durchsichtigen Hintergrund enthält. Gemäß Fig. 7b wer­ den zunächst phasenverschiebende Elemente 22 (schraffiert dargestellt) beidseits der undurchsichtigen, kritischen Be­ reiche 21 festgelegt. Als kritische Bereiche 21 gelten solche Bereiche, die eine bestimmte, vorgegebene Mindestbreite oder Mindeststrukturgröße unterschreiten. Die Festlegung dieser phasenverschiebenden Elemente kann beispielsweise wie in der US-PS-5,537,648 (Fig. 6 und zugehöriger Beschreibungstext) erfolgen. Diese Druckschrift wird insbesondere bezüglich die­ ser Prozedur in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden An­ meldung einbezogen. Anschließend werden gemäß Fig. 7c in ebensolcher Weise wie bereits im Zusammenhang mit der Dunkel­ feld-Maske der Fig. 5 beschrieben, Überlappungsbereiche 23 zwischen geraden Abschnitten der kritischen Bereiche 21 festgestellt. Durch Abziehen der Überlappungsbereiche 23 von den kritischen Bereichen 21 werden entartete kritische Bereiche 21a generiert. Dann werden große Außenumrandungen 24 zu den Überlappungsbereichen 23 und Ländern generiert, wie in dem kreisförmigen Ausschnitt e) aus Fig. 7d) zu sehen ist. Ein Phasenkonflikt liegt genau dann vor, wenn eine Außenumrandung 24 eine ungerade Zahl von Wechselwirkungen bzw. Berührungs­ strecken mit entarteten kritischen Bereichen 21a aufweist. Gemäß dem Ausschnitt e) steht die Außenumrandung 24 um den Überlappungsbereich 23 mit den drei entarteten kritischen Be­ reichen 21a in Berührung und signalisiert somit, in eindeuti­ ger Weise einen T-Phasenkonflikt.

Dieser Phasenkonflikt wird durch das Verfahren gemäß der Druckschrift D2 nicht erfaßt, denn bei Anwendung des unge­ richteten Konfliktgraphs ergibt sich kein Zyklus, da nämlich nur zwei phasenverschiebende Elemente und eine zusammenhän­ gende kritische Struktur vorhanden sind.

In der Fig. 7c ist zu sehen, daß auch Überlappungsbereiche 23 auch solche Bereiche sind, an denen lediglich zwei gerade Ab­ schnitte der undurchsichtigen Bereiche 21, die in verschie­ dene Richtungen verlaufen, aneinanderstoßen, insbesondere al­ so Knickstellen des abzubildenden Schaltungselements wie ei­ ner Leiterbahn. Zur Ermittlung der entarteten kritischen Be­ reiche 21a werden diese ebenfalls von den kritischen Be­ reichen 21 abgezogen. Sie stellen jedoch regelmäßig keine Phasenkonflikte dar, da die ihnen zugehörigen Außenumrandun­ gen nur mit zwei entarteten kritischen Bereichen 21a, somit einer geraden Anzahl von entarteten kritischen Bereichen 21a Berührungsstrecken aufweisen. Allgemein gesagt, sind Phasen­ konflikte an Verzweigungsstrukturen wie T-Verzweigungen vor­ handen, von denen ausgehend sich mindestens drei gerade Ab­ schnitte in unterschiedliche Richtungen erstrecken.

In den Fig. 8 bis 11 wird die Wirkungsweise des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens gemäß seinem zweiten Aspekt anhand einer komplexeren Hellfeld-Maskenstruktur verdeutlicht.

In der Fig. 8 ist zunächst eine Hellfeld-Maske 200 mit un­ durchsichtigen Bereichen 21 dargestellt, die in Schaltungs­ elemente wie Leiterbahnen oder dergleichen abzubilden sind. Gemäß Fig. 9 werden - wie bereits erläutert - beidseits der geraden Abschnitte der undurchsichtigen Bereiche 21 phasen­ verschiebende Elemente 22 (schraffierte Polygone) bestimmt, da die undurchsichtigen Bereiche 21 als kritisch eingestuft werden.

Bei dieser Hellfeld-Maske 200 treten wie bei Dunkelfeld-Mas­ ken zusätzlich zu den Ländern und den Überlappungsbereichen 23 zwei weitere Typen von Endbereichen 23a und 23b hinzu. Im­ mer dann, wenn gerade Abschnitte der undurchsichtigen Berei­ che 21 inmitten eines phasenverschiebenden Elements 22 enden, ist ein Endbereich 23a zu generieren. Dieser wird einfach da­ durch erzeugt, daß, wie in dem kreisförmig vergrößerten Aus­ schnitt b) aus Fig. 10a gezeigt, eine Umgrenzungslinie des Endbereichs 23a derartig gezogen wird, daß sie den kurzen Seitenrand des Endabschnitts des undurchsichtigen Bereichs 21 berührt. Weiter ist - wie in dem kreisförmig vergrößerten Ausschnitt c.) aus Fig. 10a zu sehen - ein Endbereich 23b dort zu generieren, wo ein kritischer Bereich 21 an einem kritischen Wechselwirkungsbereich endet. Kritische Wechsel­ wirkungsbereiche sind Bereiche zwischen phasenverschiebenden Elementen 22, in denen ein vorgegebener Abstand zwischen den phasenverschiebenden Elementen 22 unterschritten wird. Der Endbereich 23b wird dadurch erzeugt, daß eine Umgrenzungsli­ nie des Endbereichs 23b derart gezogen wird, daß sie den kur­ zen Seitenrand des Endabschnitts des kritischen Bereichs 21 an der Wechselwirkungszone berührt.

In der Mitte der rechten Bildhälfte der Fig. 10a ist eine Wei­ tere, einen Phasenkonflikt anzeigende dreieckige Verzweigungsstruktur dargestellt, bei der drei gerade undurchsich­ tige Abschnitte aufeinanderstoßen. An der Stoßstelle wird ein dreieckiger Überlappungsbereich gebildet, dessen Außenumran­ dung mit den Endrändern der drei geraden entarteten kriti­ schen Bereiche Berührungsstrecken aufweist und somit einen Phasenkonflikt darstellt.

Gemäß Fig. 11 werden also Überlappungsgebiete 23 zwischen ge­ raden Abschnitten der undurchsichtigen Bereiche 21 und Endbe­ reiche 23a, b von geraden Abschnitten, die inmitten eines pha­ senverschiebenden Elements 22 oder eines Wechselwirkungsbe­ reiches enden, bestimmt. Dann werden entartete kritische Be­ reiche durch Abziehen der Überlappungsbereiche 23 von den un­ durchsichtigen Bereichen 21 definiert. Phasenkonflikte werden gemäß Fig. 11 durch solche große Außenumrandungen 24 von Län­ dern, Überlappungsbereichen 23 oder Endbereichen 23a, b ange­ zeigt, die mit einer ungeraden Zahl von Endabschnitten der aus den undurchsichtigen Maskenfeldern 21 abgeleiteten entar­ teten kritischen Bereiche in Berührung treten. Endbereiche 23a, b für Hellfeld-Masken sowie Endbereiche 13a für Dunkel­ feld-Masken signalisieren somit stets einen Phasenkonflikt, da sie mit genau einem Endabschnitt des undurchsichtigen Be­ reichs 21 in Berührung treten. In Fig. 11 sind somit die acht eindeutig lokalisierten Phasenkonflikte 24 zu der Hellfeld- Maskenstruktur der Fig. 8 anhand der acht dunklen Außenumran­ dungen 24 zu sehen. Der zweite, auf der linken Seite des Bil­ des verschachtelte Phasenkonflikt läßt sich mit dem Verfahren der D1 nicht erfassen, da den zwei an ihn angrenzenden freien Räumen gerade Zahlen der Wechselwirkungen 6 und 4 zugeordnet werden. Es gibt somit zwei Typen von sogenannten Endbereichs­ konflikten K1 und K2. Ein Endbereichskonflikt liegt genau dann vor, wenn die entsprechende Linie inmitten eines phasen­ verschiebenden Elements 22 (K1) oder eines kritischen Wech­ selwirkungsbereiches zwischen zwei phasenverschiebenden Ele­ menten 22 (K2) endet. Diese zwei Typen von Endbereichskon­ flikten sind in der Fig. 11 eingezeichnet.

In Fig. 12 ist ein Ausschnitt einer Gate-Ebene dargestellt, welche mit einer Hellfeld-Phasenmaske gefertigt werden soll. Die darin dargestellten Leiterbahnen minimaler Breite sind kritische Strukturen und müssen daher mittels beidseitig an­ geordneter Phasenelemente realisiert werden, während die Auf­ weitungen (Kontaktflecken bez. landing pads) keine kritischen Breiten aufweisen.

Beidseits der Leiterbahnen sind erzeugte phasenschiebende Elemente dargestellt, welche die zwei verschiedenen Phasen 0° und 180° aufweisen und dementsprechend mit zwei verschiedenen Schraffuren gekennzeichnet sind. Schachbrettartig markiert sind die Teile von Leiterbahnen (in diesem Fall sind es Ga­ tes), die bei der vorgelegten Phasenzuweisung nicht korrekt abgebildet werden können, da beide Seiten des Gates mit der­ selben Phase belichtet werden. In der Figur sind sie als in­ nerhalb der Umrandung 30 liegende Phasenkonflikte 34 und 35 bezeichnet. Ein weiterer Phasenkonflikt 36 liegt außerhalb der Umrandung 30.

Die Ursache für den linken der beiden nicht lokalisierten Phasenkonflikte ist darin zu sehen, daß das betroffene Gate an beiden Seiten an denselben Phasenschieber angrenzt. Die Ursache des rechten Phasenkonflikts ist nicht so einfach zu sehen. Es stellt sich die Frage, warum keine Phasenzuweisung gefunden werden kann, die diesen Phasenkonflikt vermeidet. Die Ursache liegt in dem Zyklus, den die Umrandung 30 zeigt. Entlang diesem Pfad sind fünf kritische Gates und lückenlos fünf Phasenschieber aufgereiht. Die von diesem Pfad getroffe­ nen Phasenschieber können nicht abwechselnd beiden Phasen zu­ gewiesen werden. Mit Hilfe der Umrandung 30 ist diese Tatsa­ che einfach nachvollziehbar. Erst durch das erfindungsgemäße Verfahren wird aber klar angezeigt, daß in dem diskutierten Teil des Ausschnittes tatsächlich nur ein und nicht zwei Pha­ senkonflikte vorliegen.

Nachfolgend wird anhand von Ausführungsbeispielen der zweite Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens - das Beheben der Pha­ senkonflikte der im ersten Teil festgestellten Phasenkon­ flikte - anhand von Ausführungsbeispielen der Fig. 13 bis 17 erläutert.

In Fig. 13a ist erneut die Layoutstruktur für die Dunkelfeld- Maske gemäß der Fig. 2 dargestellt. Die in dieser Struktur zu­ sammenhängend aneinander angrenzenden durchsichtigen Bereiche 1 und kritischen Bereiche 2 stellen eine geschlossene Layout­ gruppe dar, die von den Ländern 3, 5 und 6 umgeben ist. In der bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Weise wird eine einen Phasenkonflikt anzeigende große Außenumrandung 4 um ein weiter innen liegendes Land 5 dadurch angezeigt, daß die gro­ ße Außenumrandung eine ungerade Anzahl von Wechselwir­ kungsstrecken aufweist. Dann wird gemäß Fig. 13b eine Bereich­ sumrandung 40 um die Layoutgruppe gezogen. Die Umrandungen 4 und 40 stellen Polygone dar, deren Polygonkanten teilweise parallel zueinander liegen und sich gegenüberstehen. Gemäß Fig. 13c werden zunächst gegenüberliegende parallele Kanten­ paare von jeweils der Umrandung 4 und der Umrandung 40 be­ stimmt. In Fig. 13c ergeben sich fünf derartige Kantenpaare. Zwischen diesen werden Verbindungswege erzeugt und auf eine solche Menge Verbindungswege reduziert, in denen jeder Pha­ senkonflikt nur noch einmal enthalten ist. Gemäß Fig. 13c wer­ den die Verbindungswege somit auf einen einzelnen Verbin­ dungsweg 45 reduziert. Dieser Verbindungsweg 45 weist einen den durchsichtigen Bereich 1 überdeckenden Abschnitt auf. Dieser Abschnitt wird als Phasengrenze zwischen zwei Berei­ chen des durchsichtigen Bereichs 1 ausgebildet, deren Pha­ senverschiebungen eine Phasendifferenz von 180° voneinander aufweisen.

Bei der Belichtung einer derartigen Phasenmaske tritt an der durch den Verbindungsweg generierten Phasengrenze 45 eine un­ erwünschte destruktive Interferenz zwischen Strahlungsbündeln auf, die durch die aneinander angrenzenden phasenverschiebenden Gebiete des durchsichtigen Bereichs 1 hindurchgetreten sind und miteinander interferieren. Der dadurch entstehende unbelichtete Bereich muß durch eine Trimmaske nachbelichtet werden. Diese Trimmaske kann vorteilhafterweise unter Nutzung des wie oben erhaltenen Verbindungswegs 45 generiert werden, der beispielsweise als transmittierender Bereich einer Trim­ maske ausgebildet werden kann.

In der Fig. 14 ist eine Layoutstruktur dargestellt, zu der ei­ ne Hellfeld-Maskenstruktur erzeugt werden soll. Wie in Fig. 8 ist auch in Fig. 14 eine Hellfeld-Maskenstruktur mit un­ durchsichtigen Bereichen 21 (gepunktet) dargestellt, die in Schaltungselemente wie Leiterbahnen oder dergleichen abzubil­ den sind.

Gemäß Fig. 15 werden - wie bereits für Fig. 9 erläutert - beidseits der geraden Abschnitte der undurchsichtigen Berei­ che 21 phasenverschiebende Elemente 22 (schraffiert) be­ stimmt, da die undurchsichtigen Bereiche 21 unterhalb einer kritischen Strukturbreite liegen. Die phasenverschiebenden Elemente 22 weisen in der Fig. 14 zweierlei Schraffuren auf, womit angedeutet ist, daß sie zwei verschiedene Phasenver­ schiebungen mit einer Phasendifferenz zueinander von 180° aufweisen. Phasenkonflikte ergeben sich dort, wo beidseits eines undurchsichtigen Bereichs phasenverschiebende Elemente 22 mit gleicher Phasenverschiebung auftreten. Beispielhaft sind drei Phasenkonflikte mit Kreisen bezeichnet.

In Fig. 16 sind zunächst der Übersichtlichkeit halber die pha­ senverschiebenden Elemente mit gleichen Schraffuren darge­ stellt. Ferner ist der vollständige und minimale Satz der 12 Phasenkonflikte anhand der großen Außenumrandungen 4 und der Außenumrandungen 24 um Überlappungsbereiche und Endbereiche bezeichnet, wie er durch das erfindungsgemäße Verfahren be­ stimmt wird.

Desweiteren werden die in der beschriebenen Weise zusammen­ hängenden Layoutgruppen bestimmt und um diese Bereichsumran­ dungen 40 gezogen. Dabei ergeben sich fünf Layoutgruppen oder -bereiche, die anhand der fünf eingezeichneten Bereichsumran­ dungen 40 identifizierbar sind. Diese Layoutgruppen werden unter Einbeziehung von etwaigen Wechselwirkungsbereichen ge­ bildet. In der Fig. 16 befindet sich beispielsweise rechts unten ein Wechselwirkungsbereich, der bereits in Fig. 1O zur Erläuterung des Endbereichetyps 23b näher erläutert wurde und in Fig. 10c vergrößert dargestellt wurde. Der in dem Wechsel­ wirkungsbereichs enthaltene Endbereich 23b, die übrigen End­ bereiche 23a, die Phasenkonflikte enthaltenden Überlappungs­ bereiche 23 sowie Phasenkonflikte bildende Länder sind nicht Teil der Layoutgruppe.

Dann werden Paare von gegenüberliegenden Kanten zwischen den Phasenkonflikt-Polygonen in Gestalt derer Außenumrandungen 4 oder 24 und jeweils am nächsten benachbarten weiter außen liegenden Bereichsumrandungen 40 als auch zwischen den Pha­ senkonflikt-Polygonen 4 und 24 unter sich bestimmt und zwi­ schen den Kanten jedes dieser Paare ein Verbindungsweg gebil­ det. Die Menge der erhaltenen Verbindungswege wird dann auf diejenige Menge reduziert, in der jeder Phasenkonflikt, d. h. jede Außenumrandung 4, 24, durch die ein Phasenkonflikt ange­ zeigt wird, nur einmal vorkommt.

In Fig. 17 sind die zwei Typen phasenverschiebender Elemente 22, deren Phasenverschiebungen eine Phasendifferenz von 180° voneinander aufweisen, erneut mit zwei verschiedenen Schraf­ furen dargestellt. Zusätzlich sind als schwarze Striche 45 die Bereiche der Verbindungswege eingezeichnet, die über pha­ senverschiebende Elemente 22 verlaufen. Die Verbindungswege sind bereits auf die vorgenannte Menge Verbindungswege redu­ ziert worden, in denen jeder Phasenkonflikt, d. h. jede Außen­ umrandung 4, 24 nur einmal vorkommt. Die somit erhaltenen die phasenverschiebenden Elemente 22 überdeckenden Abschnitte 45 der Verbindungswege werden als Phasengrenzen innerhalb eines phasenverschiebenden Elements 22 ausgebildet, durch welche ein phasenverschiebendes Element 22 in zwei phasenverschie­ bende Bereiche aufgeteilt wird, deren Phasenverschiebungen voneinander eine Phasendifferenz von 180° aufweisen.

Wie man anhand der in der Mitte der rechten Hälfte der Fig. 14 bis 17 enthaltenen dreieckförmigen Verzweigung und des dazugehörigen dreieckförmigen Überlappungsbereichs 23 und der dreieckförmigen Außenumrandung 24 erkennen kann, ist es nicht immer der Fall, daß die Verbindungswege zwischen parallelen Kanten erzeugt werden. Bei derartigen Phasenkonflikten wird lediglich von der Außenumrandung 24 ausgehend ein Verbin­ dungsweg zu der weiter außen liegenden Layoutumrandung 40 (im gezeigten Fall zu einer Knickstelle zwischen zwei Polygonkan­ ten) gezogen.

An dem bereits erwähnten Wechselwirkungsbereich im Bild rechts unten wird ein Verbindungsweg am Rand des Wechselwir­ kungsbereichs und somit am Rand eines phasenverschiebenden Bereichs erzeugt. In diesem Fall wird durch diesen Verbin­ dungsweg angezeigt, daß der auf der gegenüberliegenden Seite vorhandene phasenverschiebende Bereich eine - wie durch die Schraffuren angezeigt - entgegengesetzte Färbung bzw. Phasen­ verschiebung erhalten soll.

Ebenso wie im Fall der Dunkelfeld-Maske tritt auch hier bei der Belichtung der Phasenmaske an den Phasengrenzen 45 de­ struktive Interferenz zwischen Strahlungsbündeln auf, die durch die aneinander angrenzenden phasenverschiebenden Ele­ mente 22 hindurchgetreten sind und miteinander interferieren. Der dadurch entstehende unbelichtete Bereich muß durch eine Trimmaske nachbelichtet werden. Diese Trimmaske kann wiederum vorteilhafterweise unter Nutzung der wie oben erhaltenen Ver­ bindungswegs 45 generiert werden, die beispielsweise als transmittierende Bereiche der Trimmaske ausgebildet werden können.

Die exakte Position der ausgewählten Verbindungswege und der durch sie definierten Phasengrenzen 45 ist dabei in relativ weiten Grenzen wählbar, da in vielen Fällen bei der Selektion der minimalen Menge der Verbindungswege auch andere Verbin­ dungswege erhalten werden können, indem beispielsweise ein anderes Kantenpaar ausgewählt wird und/oder die Lage des Ver­ bindungsweges entlang der Länge der sich gegenüberstehenden Kanten verändert wird.

Claims (4)

1. Verfahren zur Feststellung und automatischen Behebung von Phasenkonflikten auf alternierenden Phasenmasken, wobei elek­ trische Schaltungselemente wie Leiterbahnen und dergleichen in durchsichtige Bereiche (1) der Phasenmaske abzubilden sind, bei welchem Verfahren

• a) kritische Bereiche (2) bestimmt werden, in welchen je­ weils zwei für die Phasenmaske vorgesehene benachbarte durchsichtige Bereiche (1) einen bestimmten vorgegebenen Mindestabstand voneinander unterschreiten;
• b) Überlappungsbereiche (13) zwischen geraden Abschnitten der erhaltenen kritischen Bereiche (2) und Endbereiche (13a) von inmitten von durchsichtigen Bereichen endenden geraden Abschnitten der kritischen Bereiche (21) sowie durch Abziehen der Überlappungsbereiche (13) von den kri­ tischen Bereichen (2) entartete kritische Bereiche (2a) bestimmt werden;
• c) außerhalb der durchsichtigen (1) und der kritischen Be­ reiche (2) liegende zusammenhängende Bereiche (3) sowie die Außenumrandungen (4) dieser zusammenhängenden Berei­ che (3), der Überlappungsbereiche (13) und der Endberei­ che (13a) bestimmt werden;
• d) von jeder bestimmten Außenumrandung (4) jedes zusammen­ hängenden Bereiches (3), jedes Überlappungsbereiches (13) und jedes Endbereichs (13a) die Anzahl der Berüh­ rungsstrecken mit den entarteten kritischen Bereichen (2a) bestimmt und bei ungerader Anzahl ein Phasenkon­ flikt festgestellt wird, wobei
• e) die Phasenkonflikte durch folgende Verfahrensschritte gelöst werden:
  • A) Bestimmen von zusammenhängenden Layoutbereichen und von deren Bereichsumrandungen (40), wobei zusammen­ hängende Layoutbereiche durch die durchsichtigen Be­ reiche (1) und die zwischen ihnen liegenden kriti­ schen Bereiche (2) abzüglich der Endbereiche (13a) und der Phasenkonflikte darstellenden Überlappungsbe­ reiche (13) definiert sind;
  • B) Erzeugen mindestens eines Verbindungsweges zwischen einer einen Phasenkonflikt darstellenden großen Au­ ßenumrandung (24) und entweder einer nächstgelegenen weiter außen liegenden Bereichsumrandung (40) oder einer ungeraden Anzahl noch nicht verbundener großer Außenumrandungen (24), die ebenfalls Phasenkonflikte darstellen;
  • C) Reduzieren der Menge der erzeugten Verbindungswege auf diejenige, in der jeder Phasenkonflikt genau ein­ mal enthalten ist;
  • D) Markieren derjenigen Bereiche (Bedeckungsbereiche) (45) der Verbindungswege, die über den durchsichtigen Bereichen (1) liegen; und
  • E) Ausbilden der Bedeckungsbereiche als Bereichsgrenzen zwischen zwei verschiedenen Bereichen der herzustel­ lenden Phasenmaske, deren Phasenverschiebungen eine Phasendifferenz von Δϕ = 180° aufweisen.

2. Verfahren zur Feststellung und automatischen Behebung von Phasenkonflikten auf alternierenden Phasenmasken, wobei elek­ trische Schaltungselemente wie Leiterbahnen und dergleichen in undurchsichtige, kritische Bereiche (21) der Phasenmaske abzubilden sind, bei welchem Verfahren

• a) phasenverschiebende Bereiche (22) jeweils beidseits von für die Phasenmaske vorgesehenen undurchsichtigen, kriti­ schen Bereichen (21) bestimmt werden;
• b) Überlappungsbereiche (23) zwischen geraden Abschnitten der kritischen Bereiche (21) und Endbereiche (23a, b) von inmitten von phasenverschiebenden Bereichen (22) oder kritischen Wechselwirkungsbereichen zwischen phasenver­ schiebenden Bereichen (22) endenden geraden Abschnitten der kritischen Bereiche (21) sowie durch Abziehen der Überlappungsbereiche (23) von den kritischen Bereichen (21) entartete kritische Bereiche (21a) bestimmt werden;
• c) außerhalb der phasenverschiebenden Bereiche (22) und der kritischen Bereiche (21) liegende zusammenhängende Berei­ che bestimmt werden und die großen Außenumrandungen (24) der zusammenhängenden Bereiche, der Überlappungsbereiche (23) und der Endbereiche (23a, b) bestimmt werden; und
• d) von jeder erhaltenen Außenumrandung (24) jedes zusammen­ hängenden Bereiches, jedes Überlappungsbereiches (23) und jedes Endbereiches (23a, b) die Anzahl der Berüh­ rungsstrecken mit den entarteten kritischen Bereichen (21a) bestimmt und bei ungerader Anzahl ein Phasenkon­ flikt festgestellt wird, wobei
• e) die Phasenkonflikte durch folgende Verfahrensschritte gelöst werden:
  • A) Bestimmen von zusammenhängenden Layoutbereichen und von deren Bereichsumrandungen (40), wobei zusammenhän­ gende Layoutbereiche durch die phasenverschiebenden Be­ reiche (22), die kritischen Bereiche (21) und die Wech­ selwirkungsbereiche abzüglich der Endbereiche (23a, b) und der Phasenkonflikte darstellenden Überlappungsberei­ che (23) definiert sind;
  • B) Erzeugen mindestens eines Verbindungsweges zwischen einer einen Phasenkonflikt darstellenden großen Außenum­ randung (24) und entweder einer nächstgelegenen weiter außen liegenden Bereichsumrandung (40) oder einer unge­ raden Anzahl noch nicht verbundener großer Außenumran­ dungen (24), die ebenfalls Phasenkonflikte darstellen;
  • C) Reduzieren der Menge der erzeugten Verbindungswege auf diejenige, in der jeder Phasenkonflikt genau einmal enthalten ist;
  • D) Markieren derjenigen Bereiche (Bedeckungsbereiche) (45) der Verbindungswege, die über den phasenverschie­ benden Bereichen (22) liegen;
  • E) Ausbilden der Bedeckungsbereiche (45) als Bereichs­ grenzen zwischen zwei verschiedenen Bereichen der herzu­ stellenden Phasenmaske, deren Phasenverschiebungen eine Phasendifferenz von Δϕ = 180° aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt e. B. wenn möglich die Verbindungswege zwischen Paaren gegenüberliegender paralleler Kanten der entsprechenden Polygone gebildet werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verfahrensschritt F.) eine Trimmaske mit dem Ziel der Nachbelichtung der Bedeckungsbereiche hergestellt wird.