DE10051134B4

DE10051134B4 - Verfahren zur Feststellung und automatischen Behebung von Phasenkonflikten auf alternierenden Phasenmasken

Info

Publication number: DE10051134B4
Application number: DE10051134A
Authority: DE
Inventors: Molela Moukara; Burkhard Ludwig
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-10-17
Also published as: US6543045B2; NL1019180A1; US20020046392A1; DE10051134A1; NL1019180C2

Abstract

Verfahren zur Feststellung und automatischen Behebung von Phasenkonflikten auf alternierenden Phasenmasken, wobei elektrische Leiterbahnen in durchsichtige Bereiche (1) der Phasenmaske abzubilden sind, bei welchem Verfahren
a.) kritische Bereiche (2) bestimmt werden, in welchen jeweils 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 (2) sowie durch Abziehen der Überlappungsbereiche (13) von den kritischen Bereichen (2) entartete kritische Bereiche (2a) bestimmt werden;
c.) außerhalb der durchsichtigen (1) und der kritischen Bereiche (2) liegende zusammenhängende Bereiche (3) sowie die Außenumrandungen (4) dieser zusammenhängenden Bereiche (3), der Überlappungsbereiche (13) und der Endbereiche (13a) bestimmt werden;
d.) von jeder bestimmten Außenumrandung (4) jedes zusammenhängenden Bereiches (3), jedes Überlappungsbereiches (13) und jedes Endbereichs (13a) die Anzahl der Berührungsstrecken mit den...

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Herstellung integrierter Halbleiterschaltkreise wie VLSI- und ULSI-Schaltkreise mittels photolithographischer Verfahren. Insbesondere 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 Maskenstrukturen auf lichtempfindliche Schichten auf dem Wafer konventioneller Weise optisch abgebildet. Aufgrund der Beugungseffekte ist das Auflösungsvermögen eines derartigen Abbildungssystems begrenzt und Maskenstrukturen mit Abmessungen unter dem reziproken Wert dieses Auflösungsvermögens, die sogenannten 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 die betroffenen konventionellen Masken in alternierende Phasenmasken umwandelt, 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-Verlag, S. 135ff, beschrieben. Eine ausführliche Übersicht über die Phasenmaskentechnologie ist in den Publikationen „Impro ving Resolution in Photolithography wich a Phase-Shifting Mask" von M. D. Levenson et al. in IEEE Trans. Electron. Devices 29 (1982), 1828ff. und „Wavefront Engineering for Photolithography" 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 phasenverschiebenden Strukturen einer von zwei Phasen zugewiesen werden, welche eine Phasendifferenz Δϕ = 180° aufweisen. Dabei müssen die folgenden zwei Fälle unterschieden werden. Bei einer sogenannten Dunkelfeld-Phasenmaske entsprechen durchsichtige Strukturen den Schaltungselementen (z.B. Leiterzüge) und ihnen können Phasen zugewiesen werden, während undurchsichtige Maskenfelder durch mit Chrom bedeckte Gebiete gebildet werden. Bei einer sogenannten Hellfeld-Phasenmaske stellen dagegen die mit Chrom bedeckten undurchsichtigen Gebiete der Phasenmaske die Schaltungselemente dar und die dazwischen liegenden Gebiete sind durchsichtig. In letzterem Fall müssen geeignete Bereiche in der Nähe der undurchsichtigen Chromgebiete zu phasenverschiebenden Elementen bestimmt werden. Die Erstellung der phasenverschiebenden Elemente erfolgt nach bestimmten, an sich im Stand der Technik bekannten Design-Regeln und ist beispielsweise in der US 5 537 648 A beschrieben, die hiermit in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.

Angesichts der Komplexität moderner Schaltkreise und der Forderung nach zwei um 180° verschobenen phasenverschiebenden Elementen an jeder kritischen Struktur sind jedoch Phasenkonflikte denkbar. Ein Phasenkonflikt liegt genau dann vor, wenn den Phasenschiebern auf beiden Seiten einer kritischen Struktur fälschlicherweise dieselbe Phase zugewiesen wird, oder wenn aufgrund der Wechselwirkung der phasenverschiebenden Elemente der destruktive Interferenzeffekt an einer uner wünschten Stelle auf der schon erwähnten lichtempfindlichen Schicht auftritt. Die Phasenzuweisung für die verschiedenen phasenverschiebenden Elemente stellt somit ein mathematischkombinatorisches Problem dar, welches nicht allgemein lösbar ist. Da die Phasenzuweisung im Prinzip zu verschiedenen Ergebnissen führen kann und für ein und dieselbe Zelle eines hierarchischen Layouts verschiedene Phasenzuweisungen erfolgen können, muß die Phasenzuweisung in einem automatisierten Programm endgültig am fertigen Schaltkreis-Layout vorgenommen werden. Man benötigt daher eine automatisierte Überprüfungsroutine, welche ein Schaltkreis-Layout daraufhin untersucht, ob eine Phasenzuweisung überhaupt möglich ist. Diese Überprüfung soll vollständig sein und die Problemstelle so gut als möglich eingrenzen, d.h. ihren eigentlichen Ursprungsort ermitteln. Letzteres ist nicht selbstverständlich, denn wenn die kombinatorische Aufgabe „nicht aufgeht", dann ist dies auf vielfältige weise möglich und die Stelle, an der man entdeckt, daß dies der Fall ist, kann weit ab von dem eigentlichen Ursprungsort liegen.

Nachdem Phasenkonflikte in einer automatisierten Routine festgestellt worden sind, können diese auf zwei grundsätzlich verschiedene Arten gelöst werden. Zum ersten kann das Schaltkreis-Design an den Stellen der lokalisierten Phasenkonflikte geringfügig verändert werden, beispielsweise durch Verschieben von Leiterbahnstrukturen, so daß die Phasenkonflikte aufgehoben 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 einzelnen phasenverschiebenden Elementen zwei verschiedene Phasen zugewiesen werden. Dies hat jedoch zur Folge, daß an der Grenzlinie zwischen den zwei verschiedenen Phasengebieten eine dunkle Linie bei der Belichtung auftritt, die zu einer Unterbrechung führen würde. Daher muß in diesem Fall ein zusätzlicher 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 Minimization 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 diejenige Zyklen mit ungerader Anzahl von Vertices. Aufgrund der Bedeutung der Graphkanten ist eine Zyklusbrechung, d.h. Lösung eines Phasenkonfliktes äquivalent mit einer Verbreiterung des entsprechenden kritischen Bereiches. Eine effiziente Konfliktlösungsstrategie soll nach dem genannten Verfahren darin bestehen, die in den ungeraden Zyklen am häufigsten auftretenden Kanten zu brechen.

In der US 5 923 566 A wird eine computerimplementierte Routine beschrieben, durch welche verifiziert wird, ob ein vorhandenes 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 zusammenhängenden freien Schaltkreisgebieten erfaßt. Freie Schaltkreisgebiete mit ungerader Anzahl von Wechselwirkungen repräsentieren 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 angezeigt 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 Technik 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 Verfahren zur Feststellung möglicher Phasenkonflikte auf alternierenden Phasenmasken und zur automatischen Behebung dieser Phasenkonflikte anzugeben, mit welchem unter alleiniger Verwendung der an die Schaltkreisstruktur gestellten technologischen 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 Patentansprüche 1 und 2 gelöst.

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

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

Im nächsten Verfahrensschritt b.) werden Überlappungsbereiche zwischen geraden Abschnitten der erhaltenen kritischen Bereiche 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 zusammenhängende Bereiche (Länder) bestimmt, sowie große Außenumrandungen der Länder und der im vorhergehenden Verfahrensschritt 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 Phasenkonflikte gelöst, indem zusammenhängende Layoutbereiche und deren Bereichsumrandungen bestimmt werden, wobei zusammenhängende Layoutbereiche durch die durchsichtigen Bereiche und die zwischen ihnen liegenden kritischen Bereiche abzüglich der Endbereiche und der Phasenkonflikte darstellenden Überlappungsbereiche definiert sind (A), mindestens ein Verbindungsweg zwischen einer einen Phasenkonflikt darstellenden großen Außenumrandung und entweder einer nächstgelegenen weiter 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 die Bedeckungsbereiche markiert werden, welche diejenigen Bereiche der Verbindungswege sind, die über den durchsichtigen Bereichen liegen (D), und schließlich für die Phasenmaske die Bedeckungsbereiche als Bereichsgrenzen zwischen zwei verschiedenen Bereichen der herzustellenden Phasenmaske ausgebildet werden, deren Phasenverschiebungen eine Phasendifferenz von Δϕ = 180° aufweisen (E).

In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Hellfeld-Phasenmaske angewandt, wobei also elektrische Leiterbahnen in undurchsichtige Bereiche der Phasenmaske abzubilden sind. Bei diesem Verfahren werden
in einem Verfahrensschritt a.) phasenverschiebende Bereiche jeweils beidseits von für die Phasenmaske vorgesehenen undurchsichtigen, kritischen Bereichen bestimmt. Kritische Bereiche werden dadurch definiert, daß sie eine vorgegebene Strukturbreite unterschreiten.

Dann werden in einem Verfahrensschritt b.) Überlappungsbereiche zwischen geraden Abschnitten der kritischen Bereiche und Endbereiche von inmitten von phasenverschiebenden Bereichen oder Wechselwirkungsbereichen zwischen phasenverschiebenden 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 Verfahrensschritt c.) werden außerhalb der phasenverschiebenden und kritischen Bereiche liegende zusammenhängende Bereiche (Länder) bestimmt, sowie große Außenumrandungen 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 Berührungsstrecken 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 Bereichsumrandungen (40) bestimmt werden, wobei zusammenhängende Layoutbereiche durch die phasenverschiebenden Bereiche, die kritischen Bereiche und die Wechselwirkungsbereiche abzüglich der Endbereiche und der Phasenkonflikte darstellenden Überlappungsbereiche definiert sind (A), mindestens ein Verbindungsweg zwischen einer einen Phasenkonflikt darstellenden großen Außenumrandung und entweder einer nächstgelegenen weiter 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 die Bedeckungsbereiche markiert werden, welche diejenigen Bereiche der Verbindungswege sind, die über den durchsichtigen Bereichen liegen (D), und schließlich für die Phasenmaske die Bedeckungsbereiche als Bereichsgrenzen zwischen zwei verschiedenen Bereichen der herzustellenden Phasenmaske ausgebildet werden, deren Phasenverschiebungen eine Phasendifferenz 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 alternierende Phasenmasken, und zwar sowohl Dunkelfeld- als auch Hellfeld-Phasenmasken überprüft wird. Dies erfolgt durch eine explizite Lokalisierung der im entsprechenden Layout vorkommenden Phasenkonflikte unter alleiniger Verwendung der an das Design gestellten technologischen Anforderungen. Der mit Hilfe dieses Formalismus bestimmte Satz von Phasenkonflikten ist vollständig und minimal, d.h. es werden stets sämtliche vor handene Phasenkonflikte ermittelt und vorhandene Phasenkonflikte werden nicht etwa mehrfach angezeigt.

Anschließend werden diese Phasenkonflikte durch das beschriebene automatisierte Verfahren behoben.

In dem Verfahrensschritt B. bei der Behebung der Phasenkonflikte (e) können sowohl bei Dunkelfeld- als auch bei Hellfeldmasken die Verbindungswege auf praktische und schnelle Weise so gebildet werden, daß zunächst Paare gegenüber liegender Kanten von jeweils einer großen Außenumrandung und einer nächstgelegenen weiter außen liegenden Bereichsumrandung bestimmt werden und anschließend mindestens ein Verbindungsweg zwischen den Kanten jedes Paares erzeugt wird. Da jedoch die Verbindungswege später zu Phasensprüngen in den phasenschiebenden Bereichen führen müssen, sind bei der gruppenweisen Lösung des dazugehörigen Nachbarschaftsproblems nur die folgenden Kanten zu berücksichtigen:

1) alle Kanten der großen Außenkontur der jeweiligen Layoutgruppe,
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 Phasenkonflikt und der Außenkontur einer Layoutgruppe nicht notwendigerweise gerade sein; er kann vielmehr durch Länder mit gerader Anzahl von Berührungsstrecken (also keine Phasenkonflikte) verlaufen und sehr komplizierte Gestalt annehmen. Sein wesentliches Merkmal ist, daß er einen Phasenkonflikt entweder mit der Außenkontur einer Layoutgruppe oder mit einer 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 reduziert, in der jeder Phasenkonflikt nur einmal vorkommt. Für die erfindungsgemäße Behebung der Phasenkonflikte ist es somit hinreichend, jeweils nur einen Verbindungsweg zwischen zwei Phasenkonflikten oder einem Phasenkonflikt und der Außenkontur seiner Layoutgruppe nach der Reduktion beizubehalten.

Vorzugsweise werden weiterhin bestimmte technologische Anforderungen wie z.B. die Breite von Trim-Öffnungen vorgegeben, aufgrund derer einige zunächst erzeugte Verbindungswege ebenfalls im Nachhinein als ungültig erkannt werden. Aufgrund dessen kann es vorkommen, daß durch die Reduktion und das Ungültigsein nach einem Durchlauf der Verfahrensschritte noch Phasenkonflikte ohne Verbindungswege vorhanden sind. In diesem 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 entsprechenden kritischen Struktur oder eine Mehrfachbelichtungstechnik mit Phasenmasken als Trimmasken notwendig. Eine derartige Verzerrung oder Erzeugung der notwendigen Trimmasken läßt sich aufgrund der im ersten Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgten eindeutigen Lokalisierung der Phasenkonflikte ohne weiteres automatisieren.

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

In dem letzten Schritt werden zur Vorbereitung der Herstellung der Phasenmaske die Bedeckungsbereiche als Bereichsgrenzen zwischen zwei verschiedenen Bereichen der herzustellenden Phasenmaske ausgebildet. Zu diesem Zweck können beispielsweise die Bedeckungsbereiche von den Phasenschiebern abgezogen und die Bereiche der herzustellenden Phasenmaske in geeigneter 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 Bereichen dunkle, unbelichtete Linien bei den Bedeckungsbereichen. Um diese dunklen Linien nachzubelichten, kann beispielsweise 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 Vergleiche mit bereits bekannten Verfahren und deren Ergebnissen gezogen werden. Es zeigen:

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

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

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

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

5 eine weitere Dunkelfeld-Maske, welche im Vergleich mit 4 eine zweifache T-Struktur aufweist (a.)), die Maskenstruktur mit zusätzlich eingezeichneten Überlappungsbereichen und Außenumrandungen (b.));

6 eine weitere, einen Endbereich aufweisende Dunkelfeld-Maske (a.) und die Dunkelfeldmaske mit dem kritischen Bereich (schraffiert) und der Umrandung um den Endbereich (b.);

7 eine Hellfeld-Maske (a.)), zusätzlich eingezeichnete phasenschiebende Elemente um die undurchsichtigen, kritischen Strukturbereiche der Maske (b.)), zusätzlich eingezeichnete Überlappungsbereiche zwischen den geraden Abschnitten der undurchsichtigen, kritischen Strukturbereiche der Maske (c.)), zusätzlich eingezeichnete Außenumrandungen um zusammenhängende Bereiche oder Überlappungsbereiche, durch die sich Phasenkonflikte ergeben (d.)) und ein vergrößerter kreisförmiger Ausschnitt aus d.) mit einer Außenumrandung um einen Überlappungsbereich, durch die ein Phasenkonflikt signalisiert wird (e.));

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

9 die Hellfeld-Maske mit zusätzlich eingezeichneten phasenschiebenden Elementen um die undurchsichtigen, kritischen Strukturbereiche;

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

11 die Hellfeld-Maske der 9 mit zusätzlich eingezeichneten Außenumrandungen um zusammenhängende Bereiche und Überlappungsbereiche;

12 ein Ausschnitt einer mit einer Hellfeld-Phasenmaske zu fertigenden Gate-Ebene.

13 die Dunkelfeld-Phasenmaskenstruktur der 2 zur Erläuterung des vorgenannten Verfahrens zum Beheben der Phasenkonflikte;

14 eine Hellfeld-Phasenmaskenstruktur zur Erläuterung eines Verfahrens zum Beheben der Phasenkonflikte;

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

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

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

Zunächst wird anhand von Ausführungsbeispielen der 1 bis 12 der erste Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens – das Feststellen von Phasenkonflikten – erläutert.
In den 1 und 2 werden anhand ein und derselben Dunkelfeld-Maskenstruktur die Unterschiede zwischen bekannten Verfahren zur Feststellung von Phasenkonflikten (2) und dem erfindungsgemäßen Verfahren (1) dargestellt.
Eine Dunkelfeld-Maske 10 weist durchsichtige Bereiche 1 auf, die in elektrische Schaltungselemente wie Leiterbahnen oder dergleichen abzubilden sind.
In 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° aufweisen.
Ausgehend von der 2b führt das Verfahren gemäß der Druckschrift US 5 923 566 A zur Festlegung freier Räume F₁, F₂ und F₃, wie in 2c dargestellt ist. Die freien Räume F₁ und F₃ zeigen dabei denselben durch F₁ bestimmten elementaren Phasenkonflikt an. F₃ setzt sich zusammen aus F₁ und F₂, wobei F₂ aufgrund seiner geraden Anzahl der Wechsel wirkungen (4) keinen Phasenkonflikt darstellt. Es wird somit ein und derselbe Phasenkonflikt unnötigerweise zweifach angezeigt.
Das in der eingangs genannten Publikation von Moniwa et al. beschriebene Verfahren ist in 2d dargestellt und liefert die drei Zyklen (1251), (123451) und (23452). Unter diesen Zyklen weisen nur die beiden erstgenannten eine ungerade Anzahl von Knoten auf und stellen dementsprechend zwei Phasenkonflikte dar. Der zweitgenannte Zyklus setzt sich aus den beiden anderen elementaren Zyklen zusammen. Da der dritte Zyklus 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 durchsichtigen und der kritischen Bereiche 1 und 2 liegende zusammenhängende Bereiche 3 bestimmt, die in 1b als Flächen L₁ und L₂ bezeichnet sind. Diese Flächen werden nachfolgend auch als Länder bezeichnet. Anschließend werden die Außenumrandungen 4 dieser Länder bestimmt und deren Wechselwirkungen bzw. Berührungsstrecken mit den kritischen Bereichen 2 ermittelt. Wie in 1c zu sehen ist, gibt die Außenumrandung des Landes L₁ den einzigen erwarteten Phasenkonflikt effizienterweise eindeutig wieder. Der lokalisierte Phasenkonflikt ist durch die als Polygonzug in 1c dargestellte Außenumrandung 4 visualisiert. Die Außenumrandung um das Land L₂ zeigt dagegen keinen Phasenkonflikt an, da die Anzahl der Berührungsstrecken mit kritischen Bereichen 2 gerade (4) ist.
In der 3 ist eine komplexere Dunkelfeld-Maske 100 dargestellt, mit der die Unzulänglichkeit des in der US 5 923 566 A beschriebenen Verfahrens im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung dargestellt wird. Zunächst werden gemäß 3b die durchsichtigen Bereiche 1 in Form von Polygonzügen darge stellt und kritische Bereiche 2 zwischen ihnen bestimmt. Dann werden die Länder L₁ bis L₄ wie dargestellt festgelegt. Gemäß 3c zeigen diejenigen Außenkonturen 4a, 4b und 4c der Länder, die eine ungeradzahlige Anzahl von Berührungsstrecken mit kritischen Bereichen 2 aufweisen, die lokalisierten Phasenkonflikte an. Im vorliegenden Fall wird mit dem Verfahren der US 5 923 566 A der durch die Außenumrandungen von L₃ lokalisierte 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 Beispiel zeigt also die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Verfahren der D1 hinsichtlich Dunkelfeld-Masken.
Die vorstehend beschriebenen Dunkelfeld-Masken sind so geformt, 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 trapezförmige, gerade Abschnitte, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken, aufeinander. stoßen. In diesem Fall kommt zu der Bestimmung von Ländern die Bestimmung von Überlappungsbereichen zwischen diesen trapezförmigen geraden Abschnitten hinzu. Ein Beispiel für eine derartige Phasenmaske ist in der 4 dargestellt. Auf dieser Phasenmaske 10 sind drei durchsichtige Bereiche 1 derart relativ zueinander angeordnet, daß kritische Bereiche 2 entstehen, innerhalb derer die durchsichtigen Bereiche 1 einen vorgegebenen Mindestabstand voneinander unterschreiten. Die kritischen Bereiche 2 bilden ein T-förmiges Gebilde, bei welchem also zwei rechteckförmige, gerade Abschnitte aufeinander zulaufen und einen Überlappungsbereich 13 bilden. Der Überlappungsbereich 13 wird dadurch bestimmt, daß die sich kreuzenden geraden Abschnitte über die Punkte, an denen sie aneinander stoßen, hinausgezeichnet werden, wobei die Schnittmenge der gezeichneten Fortsetzungslinien den Überlappungsbereich 13 defi niert. 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 entarteten kritischen Bereichen 2a auf und signalisiert damit aufgrund der ungeraden Anzahl der Berührungsstrecken einen Phasenkonflikt.
In der 5 ist im oberen Teilbild a.) eine weitere Dunkelfeld-Maskenstruktur dargestellt, welche im Vergleich mit der in der 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 Phasenkonflikt kann mit der Methode der bereits genannten US 5 923 556 A nicht erfaßt werden.
Bei den Dunkelfeld-Masken der 1 bis 3 existieren keine derartigen Überlappungsbereiche 13. Somit sind in diesen Fällen die kritischen Bereiche identisch mit den entarteten kritischen Bereichen.
In den 6a, b ist eine weitere Dunkelfeld-Maske dargestellt, in der ein weiterer Bereichstyp enthalten ist, der einen Phasenkonflikt beinhaltet. In der 6a ist zunächst die Dunkelfeld-Maskenstruktur dargestellt, welche einen zusammenhängenden durchsichtigen Bereich 1 aufweist, der beispielsweise eine von der Phasenmaske abzubildende Leiterbahnstruktur darstellt und von undurchsichtigem Gebiet umgeben ist. Der durchsichtige Bereich 1 ist so geformt, daß er zwischen zwei Streckenabschnitten einen kritischen, undurchsichtigen Bereich 2 umschließt, der eine vorgegebene Struktur größe unterschreitet. Dieser kritische Bereich 2 endet somit inmitten eines Gebiets bestehend aus dem durchsichtigen Bereich 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 Endbereich 13a gezogen wird, daß sie den kurzen Seitenrand des Endabschnitts des kritischen Bereichs 2 berührt. Anschließend werden wieder wie erwähnt entartete kritische Bereiche 2a durch Abziehen von eventuell vorhandenen Überlappungsbereichen 13 von den kritischen Bereichen 2 generiert. Da im vorliegenden Fall der kritische Bereich 2 keinen Überlappungsbereich 13 enthält, wird aus ihm ohne Veränderung ein entarteter kritischer Bereich 2a (schraffiert) generiert. Die Außenumrandung 14 weist somit eine Berührungsstrecke mit dem entarteten 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 Anwendung auf Hellfeld-Masken dargestellt. In 7a ist ein einfaches Ausführungsbeispiel für eine Hellfeld-Maskenstruktur 20 dargestellt, welche undurchsichtige Bereiche 21 vor einem durchsichtigen Hintergrund enthält. Gemäß 7b werden zunächst phasenverschiebende Elemente 22 (schraffiert dargestellt) beidseits der undurchsichtigen, kritischen Bereiche 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 5 537 648 A (6 und zugehöriger Beschreibungstext) erfolgen. Diese Druckschrift wird insbesondere bezüglich dieser Prozedur in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen. Anschließend werden gemäß 7c in ebensolcher Weise wie bereits im Zusammenhang mit der Dunkelfeld-Maske der 5 beschrieben, Überlappungsbereiche 23 zwischen geraden Abschnitten der kritischen Bereiche 21 fest gestellt. 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 7d) zu sehen ist. Ein Phasenkonflikt liegt genau dann vor, wenn eine Außenumrandung 24 eine ungerade Zahl von Wechselwirkungen bzw. Berührungsstrecken mit entarteten kritischen Bereichen 21a aufweist. Gemäß dem Ausschnitt e) steht die Außenumrandung 24 um den Überlappungsbereich 23 mit den drei entarteten kritischen Bereichen 21a in Berührung und signalisiert somit in eindeutiger Weise einen T-Phasenkonflikt.
Dieser Phasenkonflikt wird durch das Verfahren gemäß der US 5 537 648 A nicht erfaßt, denn bei Anwendung des ungerichteten Konfliktgraphs ergibt sich kein Zyklus, da nämlich nur zwei phasenverschiebende Elemente und eine zusammenhängende kritische Struktur vorhanden sind.
In der 7c ist zu sehen, daß auch Überlappungsbereiche 23 auch solche Bereiche sind, an denen lediglich zwei gerade Abschnitte der undurchsichtigen Bereiche 21, die in verschiedene Richtungen verlaufen, aneinanderstoßen, insbesondere also Knickstellen des abzubildenden Schaltungselements wie einer Leiterbahn. Zur Ermittlung der entarteten kritischen Bereiche 21a werden diese ebenfalls von den kritischen Bereichen 21 abgezogen. Sie stellen jedoch regelmäßig keine Phasenkonflikte dar, da die ihnen zugehörigen Außenumrandungen nur mit zwei entarteten kritischen Bereichen 21a, somit einer geraden Anzahl von entarteten kritischen Bereichen 21a Berührungsstrecken aufweisen. Allgemein gesagt, sind Phasenkonflikte an Verzweigungsstrukturen wie T-Verzweigungen vorhanden, von denen ausgehend sich mindestens drei gerade Abschnitte in unterschiedliche Richtungen erstrecken.
In den 8 bis 11 wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß seinem zweiten Aspekt anhand einer komplexeren Hellfeld-Maskenstruktur verdeutlicht.
In der 8 ist zunächst eine Hellfeld-Maske 200 mit undurchsichtigen Bereichen 21 dargestellt, die in Schaltungselemente wie Leiterbahnen oder dergleichen abzubilden sind. Gemäß 9 werden – wie bereits erläutert – beidseits der geraden Abschnitte der undurchsichtigen Bereiche 21 phasenverschiebende Elemente 22 (schraffierte Polygone) bestimmt, da die undurchsichtigen Bereiche 21 als kritisch eingestuft werden.
Bei dieser Hellfeld-Maske 200 treten wie bei Dunkelfeld-Masken zusätzlich zu den Ländern und den Überlappungsbereichen 23 zwei weitere Typen von Endbereichen 23a und 23b hinzu. Immer dann, wenn gerade Abschnitte der undurchsichtigen Bereiche 21 inmitten eines phasenverschiebenden Elements 22 enden, ist ein Endbereich 23a zu generieren. Dieser wird einfach dadurch erzeugt, daß, wie in dem kreisförmig vergrößerten Ausschnitt b) aus 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 10a zu sehen – ein Endbereich 23b dort zu generieren, wo ein kritischer Bereich 21 an einem kritischen Wechselwirkungsbereich endet. Kritische Wechselwirkungsbereiche 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 Umgrenzungslinie des Endbereichs 23b derart gezogen wird, daß sie den kurzen Seitenrand des Endabschnitts des kritischen Bereichs 21 an der Wechselwirkungszone berührt.
In der Mitte der rechten Bildhälfte der 10a ist eine Weitere, einen Phasenkonflikt anzeigende dreieckige Verzwei gungsstruktur dargestellt, bei der drei gerade undurchsichtige Abschnitte aufeinanderstoßen. An der Stoßstelle wird ein dreieckiger Überlappungsbereich gebildet, dessen Außenumrandung mit den Endrändern der drei geraden entarteten kritischen Bereiche Berührungsstrecken aufweist und somit einen Phasenkonflikt darstellt.
Gemäß 11 werden also Überlappungsgebiete 23 zwischen geraden Abschnitten der undurchsichtigen Bereiche 21 und Endbereiche 23a, b von geraden Abschnitten, die inmitten eines phasenverschiebenden Elements 22 oder eines Wechselwirkungsbereiches enden, bestimmt. Dann werden entartete kritische Bereiche durch Abziehen der Überlappungsbereiche 23 von den undurchsichtigen Bereichen 21 definiert. Phasenkonflikte werden gemäß 11 durch solche großen Außenumrandungen 24 von Ländern, Überlappungsbereichen 23 oder Endbereichen 23a, b angezeigt, die mit einer ungeraden Zahl von Endabschnitten der aus den undurchsichtigen Maskenfeldern 21 abgeleiteten entarteten kritischen Bereiche in Berührung treten. Endbereiche 23a, b für Hellfeld-Masken sowie Endbereiche 13a für Dunkelfeld-Masken signalisieren somit stets einen Phasenkonflikt, da sie mit genau einem Endabschnitt des undurchsichtigen Bereichs 21 in Berührung treten. In 11 sind somit die acht eindeutig lokalisierten Phasenkonflikte 24 zu der Hellfeld-Maskenstruktur der 8 anhand der acht dunklen Außenumrandungen 24 zu sehen. Der zweite, auf der linken Seite des Bildes 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 Endbereichskonflikten K1 und K2. Ein Endbereichskonflikt liegt genau dann vor, wenn die entsprechende Linie inmitten eines phasenverschiebenden Elements 22 (K1) oder eines kritischen Wechselwirkungsbereiches zwischen zwei phasenverschiebenden Elementen 22 (K2) endet. Diese zwei Typen von Endbereichskonflikten sind in der 11 eingezeichnet.
In 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 angeordneter Phasenelemente realisiert werden, während die Aufweitungen (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 Gates), die bei der vorgelegten Phasenzuweisung nicht korrekt abgebildet werden können, da beide Seiten des Gates mit derselben Phase belichtet werden. In der Figur sind sie als innerhalb 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 dieses Pfades sind fünf kritische Gates und lückenlos fünf Phasenschieber aufgereiht. Die von diesem Pfad getroffenen Phasenschieber können nicht abwechselnd beiden Phasen zugewiesen werden. Mit Hilfe der Umrandung 30 ist diese Tatsache einfach nachvollziehbar. Erst durch das erfindungsgemäße Verfahren wird aber klar angezeigt, daß in dem diskutierten Teil des Ausschnittes tatsächlich nur ein und nicht zwei Phasenkonflikte vorliegen.
Nachfolgend wird anhand von Ausführungsbeispielen der zweite Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens – das Beheben der Phasenkonflikte der im ersten Teil festgestellten Phasenkonflikte – anhand von Ausführungsbeispielen der 13 bis 17 erläutert.
In 13a ist erneut die Layoutstruktur für die Dunkelfeld-Maske gemäß der 2 dargestellt. Die in dieser Struktur zusammenhängend aneinander angrenzenden durchsichtigen Bereiche 1 und kritischen Bereiche 2 stellen eine geschlossene Layoutgruppe 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 große Außenumrandung eine ungerade Anzahl von Wechselwirkungsstrecken aufweist. Dann wird gemäß 13b eine Bereichsumrandung 40 um die Layoutgruppe gezogen. Die Umrandungen 4 und 40 stellen Polygone dar, deren Polygonkanten teilweise parallel zueinander liegen und sich gegenüberstehen. Gemäß 13c werden zunächst gegenüberliegende parallele Kantenpaare von jeweils der Umrandung 4 und der Umrandung 40 bestimmt. In 13c ergeben sich fünf derartige Kantenpaare. Zwischen diesen werden Verbindungswege erzeugt und auf eine solche Menge Verbindungswege reduziert, in denen jeder Phasenkonflikt nur noch einmal enthalten ist. Gemäß 13c werden die Verbindungswege somit auf einen einzelnen Verbindungsweg 45 reduziert. Dieser Verbindungsweg 45 weist einen den durchsichtigen Bereich 1 überdeckenden Abschnitt auf. Dieser Abschnitt wird als Phasengrenze zwischen zwei Bereichen des durchsichtigen Bereichs 1 ausgebildet, deren Phasenverschiebungen eine Phasendifferenz von 180° voneinander aufweisen.
Bei der Belichtung einer derartigen Phasenmaske tritt an der durch den Verbindungsweg generierten Phasengrenze 45 eine unerwünschte destruktive Interferenz zwischen Strahlungsbündeln auf, die durch die aneinander angrenzenden phasenverschieben den 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 Trimmaske ausgebildet werden kann.
In der 14 ist eine Layoutstruktur dargestellt, zu der eine Hellfeld-Maskenstruktur erzeugt werden soll. Wie in 8 ist auch in 14 eine Hellfeld-Maskenstruktur mit undurchsichtigen Bereichen 21 (gepunktet) dargestellt, die in Schaltungselemente wie Leiterbahnen oder dergleichen abzubilden sind.
Gemäß 15 werden – wie bereits für 9 erläutert – beidseits der geraden Abschnitte der undurchsichtigen Bereiche 21 phasenverschiebende Elemente 22 (schraffiert) bestimmt, da die undurchsichtigen Bereiche 21 unterhalb einer kritischen Strukturbreite liegen. Die phasenverschiebenden Elemente 22 weisen in der 14 zweierlei Schraffuren auf, womit angedeutet ist, daß sie zwei verschiedene Phasenverschiebungen 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 16 sind zunächst der Übersichtlichkeit halber die phasenverschiebenden Elemente mit gleichen Schraffuren dargestellt. 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 bestimmt wird.
Desweiteren werden die in der beschriebenen Weise zusammenhängenden Layoutgruppen bestimmt und um diese Bereichsumrandungen 40 gezogen. Dabei ergeben sich fünf Layoutgruppen oder -bereiche, die anhand der fünf eingezeichneten Bereichsumrandungen 40 identifizierbar sind. Diese Layoutgruppen werden unter Einbeziehung von etwaigen Wechselwirkungsbereichen gebildet. In der 16 befindet sich beispielsweise rechts unten ein Wechselwirkungsbereich, der bereits in 10 zur Erläuterung des Endbereichetyps 23b näher erläutert wurde und in 10c vergrößert dargestellt wurde. Der in dem Wechselwirkungsbereich enthaltene Endbereich 23b, die übrigen Endbereiche 23a, die Phasenkonflikte enthaltenden Überlappungsbereiche 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 Phasenkonflikt-Polygonen 4 und 24 unter sich bestimmt und zwischen den Kanten jedes dieser Paare ein Verbindungsweg gebildet. 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 angezeigt wird, nur einmal vorkommt.
In 17 sind die zwei Typen phasenverschiebender Elemente 22, deren Phasenverschiebungen eine Phasendifferenz von 180° voneinander aufweisen, erneut mit zwei verschiedenen Schraffuren dargestellt. Zusätzlich sind als schwarze Striche 45 die Bereiche der Verbindungswege eingezeichnet, die über phasenverschiebende Elemente 22 verlaufen. Die Verbindungswege sind bereits auf die vorgenannte Menge Verbindungswege reduziert worden, in denen jeder Phasenkonflikt, d.h. jede Außenumrandung 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 phasenverschiebende Bereiche aufgeteilt wird, deren Phasenverschiebungen voneinander eine Phasendifferenz von 180° aufweisen.
Wie man anhand der in der Mitte der rechten Hälfte der 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 Verbindungsweg zu der weiter außen liegenden Layoutumrandung 40 (im gezeigten Fall zu einer Knickstelle zwischen zwei Polygonkanten) gezogen.
An dem bereits erwähnten Wechselwirkungsbereich im Bild rechts unten wird ein Verbindungsweg am Rand des Wechselwirkungsbereichs und somit am Rand eines phasenverschiebenden Bereichs erzeugt. In diesem Fall wird durch diesen Verbindungsweg angezeigt, daß der auf der gegenüberliegenden Seite vorhandene phasenverschiebende Bereich eine – wie durch die Schraffuren angezeigt – entgegengesetzte Färbung bzw. Phasenverschiebung erhalten soll.
Ebenso wie im Fall der Dunkelfeld-Maske tritt auch hier bei der Belichtung der Phasenmaske an den Phasengrenzen 45 destruktive Interferenz zwischen Strahlungsbündeln auf, die durch die aneinander angrenzenden phasenverschiebenden Elemente 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 Verbindungswegs 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 Verbindungswege erhalten werden können, indem beispielsweise ein anderes Kantenpaar ausgewählt wird und/oder die Lage des Verbindungsweges entlang der Länge der sich gegenüberstehenden Kanten verändert wird.

Claims

Verfahren zur Feststellung und automatischen Behebung von Phasenkonflikten auf alternierenden Phasenmasken, wobei elektrische Leiterbahnen in durchsichtige Bereiche (1) der Phasenmaske abzubilden sind, bei welchem Verfahren a.) kritische Bereiche (2) bestimmt werden, in welchen jeweils 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 (2) sowie durch Abziehen der Überlappungsbereiche (13) von den kritischen Bereichen (2) entartete kritische Bereiche (2a) bestimmt werden; c.) außerhalb der durchsichtigen (1) und der kritischen Bereiche (2) liegende zusammenhängende Bereiche (3) sowie die Außenumrandungen (4) dieser zusammenhängenden Bereiche (3), der Überlappungsbereiche (13) und der Endbereiche (13a) bestimmt werden; d.) von jeder bestimmten Außenumrandung (4) jedes zusammenhängenden Bereiches (3), jedes Überlappungsbereiches (13) und jedes Endbereichs (13a) die Anzahl der Berührungsstrecken mit den entarteten kritischen Bereichen (2a) bestimmt und bei ungerader Anzahl ein Phasenkonflikt festgestellt wird, wobei e.) die Phasenkonflikte durch folgende Verfahrensschritte gelöst werden A.) Bestimmen von zusammenhängenden Layoutbereichen und von deren Bereichsumrandungen (40), wobei zusammenhängende Layoutbereiche durch die durchsichtigen Bereiche (1) und die zwischen ihnen liegenden kritischen Bereiche (2) abzüglich der Endbereiche (13a) und der Phasenkonflikte darstellenden Überlappungsbereiche (13) definiert sind; B.) Erzeugen mindestens eines Verbindungsweges zwischen einer einen Phasenkonflikt darstellenden großen Außenumrandung (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 einmal enthalten ist; D.) Markieren der Bedeckungsbereiche, welche diejenigen Bereiche (45) der Verbindungswege sind, die über den durchsichtigen Bereichen (1) liegen; und E.) Ausbilden der Bedeckungsbereiche als Bereichsgrenzen zwischen zwei verschiedenen Bereichen der herzustellenden Phasenmaske, deren Phasenverschiebungen eine Phasendifferenz von Δϕ = 180° aufweisen.
Verfahren zur Feststellung und automatischen Behebung von Phasenkonflikten auf alternierenden Phasenmasken, wobei elektrische Leiterbahnen in undurchsichtige, kritische Bereiche (21) der Phasenmaske abzubilden sind, bei welchem Verfahren a.) phasenverschiebende Bereiche (22) jeweils beidseits von für die Phasenmaske vorgesehenen undurchsichtigen, kritischen 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 phasenverschiebenden 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 Bereiche 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 zusammenhängenden Bereiches, jedes Überlappungsbereiches (23) und jedes Endbereiches (23a, b) die Anzahl der Berührungsstrecken mit den entarteten kritischen Bereichen (21a) bestimmt und bei ungerader Anzahl ein Phasenkonflikt festgestellt wird, wobei e.) die Phasenkonflikte durch folgende Verfahrensschritte gelöst werden – A.) Bestimmen von zusammenhängenden Layoutbereichen und von deren Bereichsumrandungen (40), wobei zusammenhängende Layoutbereiche durch die phasenverschiebenden Bereiche (22), die kritischen Bereiche (21) und die Wechselwirkungsbereiche abzüglich der Endbereiche (23a, b) und der Phasenkonflikte darstellenden Überlappungsbereiche (23) definiert sind; – B.) Erzeugen mindestens eines Verbindungsweges zwischen einer einen Phasenkonflikt darstellenden großen Außenumrandung (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 einmal enthalten ist; – D.) Markieren der Bedeckungsbereiche, welche diejenigen Bereiche (45) der Verbindungswege sind, die über den phasenverschiebenden Bereichen (22) liegen; – E.) Ausbilden der Bedeckungsbereiche (45) als Bereichsgrenzen zwischen zwei verschiedenen Bereichen der herzustellenden Phasenmaske, deren Phasenverschiebungen eine Phasendifferenz von Δϕ = 180° aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß – im Verfahrensschritt e.) B.) die Verbindungswege zwischen Paaren gegenüberliegender paralleler Kanten der entsprechenden Polygone gebildet werden.