DD223012A1

DD223012A1 - Verfahren zur verkleinerung von schaltkreistopologien

Info

Publication number: DD223012A1
Application number: DD25736383A
Authority: DD
Inventors: Holger Hampe
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1985-05-29

Abstract

Verfahren zur Verkleinerung von Schaltkreistopologien. Ein Verfahren hoher Produktivitaet unter Verwendung kurzwelliger kohaerenter Strahlung und bei geringen Anforderungen an die Umwelt bei der Serienfertigung wird dadurch realisiert, dass von der Vorlage innerhalb eines holografischen Prozesses ein Interferenzmuster und danach mehrere rekonstruierte Originalbilder erzeugt werden, wobei innerhalb dieses Prozesses eine optische Verkleinerung des Bildformates vorgenommen wird. Anwendbar in der Mikrolithografie. Fig. 5

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Verkleinerung von Schaltkreistopologien

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist in der Mikrolithografie anwendbar

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bereits bekannt, Schaltkreistopologien auf Wafern durch einen fotolithografischen Prozeß zu erzeugen, auch durteh einen mehrstufigen Belichtungsprozeß« Mit zunehmender Feinheit der erzeugten Strukturen wachsen die technologischen Schwierigkeiten, z.B. daduroh, daß die verwendete Strahlung in Größenordnung der erzeugten Strukturen liegt, aber auch, bei Verwendung kurzwelliger Strahlung, z.B. Röntgenstrahlung wie im GB-Patent I522568 durch hohe Anforderungen an die Umweltbedingungen· Auch kleinste Staubkörner auf der verwendeten Optik oder der Maske können das erzeugte Bild unbrauchbar machen· Bei jeder einzelnen Belichtung sind höchste Anforderungen einzuhalten·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, aus Vorlagen Schaltkreistopologien im VLSI-Bereich unter Vermeidung der aufgeführten Mängel des Standes der Technik und mit hoher Produktivität herzustellen,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, aus Vorlagen durch Verwendung elektromagnetischer Strahlung unterhalb der' kleinsten zu

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erzeugenden Strukturbreite VLSI-Strukturen asu erzeugen, wobei eine räumliche und zeitliche Zäsur innerhalb des Kopierprozesses ermöglichen soll, bei der hochproduktiven Fertigung die Technologieanforderungen zu senken, sowie Produktivitätsvorteile gegenüber Elektronenstrahlbelichtungsanlagen zu erzielen·

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Verkleinerung von als Vorlage dienenden Schaltkreistopologien dadurch erfindungsgemäß gelöst, daß von der Vorlage innerhalb eines holografischen Prozesses ein Interferenzmuster und anschließend mehrere rekonstruierte Originalbilder erzeugt werden, wobei innerhalb dieses Prozesses eine optische Verkleinerung des Bildformates vorgenommen wird· Dabei ist es vorteilhaft, kohärente Strahlung einer Wellenlänge deutlich unterhalb der zu erzeugenden Strukturbreite zu verwenden« Es ist günstig, die optische Verkleinerung bei der Herstellung des Interferenzmusters vorzunehmen, aber auch, eine optische Verkleinerung des Interferenzmusters selbst vorzunehmen und die Wellenlänge der kohärenten Strahlung entsprechend zu verändern. Weitere vorteilhafte Varianten bestehen darin, eine teilweise strahluijgsdurchlässige Vorlage zu verwenden und von dieser ein pürchliohthologramm zu erzeugen, von der Vorlage ein Auflichthologramm zu erzeugen, die Vorlage durch Standardmittel der Projektionslithogräfie zu erzeugen bzw· durch eine EsBA zu erzeugen· Günstig ist die Verwendung kohärenter UV-oder Röntgenstrahlung· Die erfindungsgemäße Wirkung besteht in der Möglichkeit, den Herstellungsprozeß zu unterteilen, beispielsweise in eine hochgenaue Erzeugung des Interferenzmusters unter höchsten Reinheitsbedingungen und eine davon räumlich getrennte, hochproduktive Vervielfältigungsphase·Diese Wirkung resultiert aus der Tatsache, daß z«B, ein Staubkorn auf dem Interferenz· muster keinen Defekt bei der Rekonstruktion, sondern nur eine leichte Intensitätsabschwächung zur Folge hat·

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Ausführungsbeispiel

Die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachstellend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Zum besseren Verständnis und zur Erleichterung der Nacharbeitbarkeit wird zunächst ein Verzeichnis von Standardliteratur angegeben, die mit Mitteln zur Realisierung des Verfahrens in Verbindung steht und auf die im weiteren Bezug genommen wird»

i1jKaschlik u.a.:"Physikalisch-technische Probleme der Elektronenstrahllithografie", Exp.Techn.d«Physik 28( 1°8θ)5, S.^5 ff

[2ιWernicke/Osten:"Holografische Interferometrie", Fachbuchverlag Leipzig 1°82

; 3) "Holographie Recording Materials··, Topics in Applied Physics Vol.20, Springer,Bln.(W),Heidelbg.,New York 1977 ijfj "Eximer Lasers", Topics in Applied Physics Vol.30,1979 \5\ "High Power Lasers and their Applications·¹, Springer

Series in Optical Sciences Vol.9,1978 mo] "Bild der Wissenschaft" I/83, Deutsche Verlagsanstalt Gmbh Stuttgart 1983

Fig.1 zeigt das Grundschema der Durchlichtholografie Fig. 2 zeigt das Grundschema <8er Auf lichtholograf ie Fig.3 eine Anordnung mit vorgenommener Verkleinerung Fig.4 eine Anordnung zur Rekonstruktion des Urbildes Fig.5 den schematisierten Ablaufplan des Verfahrens In fig.1 wird eine Maske k durch einen Laser 1 über einen Kollimator 2 zur Aufweitung, mit parallelem, kohärentem Licht durchstrahlt. Durch einen Teilerspiegel 3 wird ein Teil der Strahlung, das sogenannte Referenzbündel5 über einen weiteren Spiegel 6 auf eine Fotoplatte 7 geführt und überlagert sich dort mit der durch die Maske hindurchgehenden Strahlung· Auf der Fotoplatte 7 entsteht ein typisches Interferenzmuster, ein sogenanntes Hologramm. Aus diesem wird mittels eines Lasers gleicher Wellenlänge, der das Hologramm in zum

- k -

Referenzstrahl entgegengesetzter Richtung durchstrahlt, ein reelles, dreidimensionales Abbild der Maske k erzeugt, das durch ein für die Laserstrahlung empfindliches Material, z.B,ein Fotoresist, aufgezeichnet werden kann* In Fig.2 wird das von der Oberfläche eines strukturierten Wafers 8 diffus reflektierte licht des Lasers, das durch eine Zerstreuungslinse geführt wird, mit dem über Kollimator 2 geführten Referenzbündel überlagert. Auf einer in Reflexionsrichtung angeordneten» Platte wird das Hologramm aufgezeichnet. Eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Anordnung zeigt Fig.3· Durch eine entsprechende Optik 10 wird aus einem aufgeweitein Laserstrahl 11 eine konvergente Kugelwelle erzeugt. Diese durchstrahlt eine Halbleitermaske und erzeugt hinter einem Objektiv 13 ein verkleinertes Bild 1^ dieser Maske· Die von dem Bild ausgehenden Wellen werden mit einem Referenzstrahlenbündel 15 überlagert und auf einer Schicht 16 aufgezeichnet. Die Rekonstruktion des verkleinerten Bildes erfolgt nach Fig.k durch Einstrahlung einer Wiedergabewelle 17 in entgegengesetzter Richtung, wobei in der Bildebene 18 eine entsprechend durch ein Fotoresist präparierte Halbleiterscheibe 19 positioniert wird. Ähnliches gilt bei Verwendung der Auflichtholografie. Als kohärente Lichtquellen können Laser einer Wellenlänge deutlich unterhalb der zu realisierenden Strukturbreite verwendet werden (UV, Röntgen), z.B. Eximer-Laser, die nach I 5Λ mindestens bis zu einer Wellenlänge von 35 nm zur Verfügung stehen (s.9ff). Nach \^h\ ist der labormäßige Aufbau von kohärenten Röntgenstrahlen! realisiert(S.183)» Nach [6j , Akzent S. 1 ist es bereits gelungen,, holografisch Röntgen-Raumbilder zu erzeugen. In[_ Z\ , S. I90 ist strahlungsempfindliches Material beschrieben. Die Tabelle auf S*192 enthält einige Aufzeichnungsmaterialien mit hohem Auflösungvermögen bis *4Ό0 nm Wellenlänge« In \^3] sind UV-empfindliche Fotoresists beschrieben. Röntgenstrahlempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist Z_-B. im US-Patent *H52601 beschrieben,

das auch weiterführende Literaturhinweise liefert» In Fig.5 ist schematisch das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt» Es ergibt sich prinzipiell die Möglichkeit, die Rekonstruktion des Urbildes in verkleinerter Form vom übrigen Prozeß abzutrennen« Damit müssen die für die Serien-Produktion typischen bedingungen nicht mehr auf die einer Einzelfertigung abgestimmt werden« Weiterhin ergeben sich zwei Möglichkeiten der Verfahrensweise; Einmal kann, wie in Fig.3 und k beschrieben, eine optische Verkleinerung innerhalb der Erzeugung eines Interferogramms vorgenommen werden. Andererseits kann das Interferogramm zunächst ohne Verkleinerung von einem Laser der Wellenlänge λ ₁ erzeugt werden, anschließend eine Verkleinerung des Interferogramms selbst und eine Rekonstruktion mit einem Laser einer entsprechenden WellenlängeA <A vorgenommen werden»Das Urbild kann mit herkömmlichen Mitteln, z«B» der Fotolithografie hergestellt werden, da es keine VLSI-Qualität aufweisen muß« Mittel zur optischen Verkleinerung , beispielsweise für sichtbares Licht(Glas) oder UV-Licht (Quarzglas), sind bekannt» Im GB-Patent I522568 sind solche Mittel für Röntgenstrahlung beschrieben (Bei einem Fotolithografischen Prozeß)

Claims

Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Verkleinerung von als Vorlage dienenden Schaltkreistopologien, dadurch gekennzeichnet,daß von der Vorlage innerhalb eines holografischen Prozesses ein Interferenzmuster und danach mehrere rekonstruierte Originalbilder erzeugt werden, wobei innerhalb dieses Prozesses eine optische Verkleinerung des Bildformates vorgenommen wird*

2.Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß kohärente Strahlung einer Wellenlänge deutlich unterhalb der zu erzeugenden kleinsten Strukturbreite verwendet wird,

3.Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Verkleinerung bei Herstellung des Interferenzmusters vorgenommen wird«

4«Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Verkleinerung des Interferenzmusters selbst vorgenommen wird und die Wellenlänge der kohärenten Strahlung entsprechend verändert wird·

5.Verfahren nach Punkt 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine teilweise strahlungsdurchlässige Vorlage verwendet und von dieser ein Durohliehthologramm erzeugt wird·

6.Verfahren nach Punkt 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sVon der Vorlage ein Auflichthologramm erzeugt wird·

7·Verfahren nach Punkt 1-6, gekennzeichnet durch die Verwendung kohärenter UV-Strahlung.

8,Verfahren nach Punkt 1-6, gekennzeichnet durch die Verwendung kohärenter Röntgenstrahlung«

Hierzu ^ Blatt Zeichnungen

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