DD223012A1

DD223012A1 - PROCESS FOR REDUCING CIRCUITOLOGY

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. 5Method of reducing circuit topologies. A method of high productivity using short-wave coherent radiation and low environmental requirements in mass production is realized in that the template within an holographic process, an interference pattern and then several reconstructed original images are generated, within this process, an optical reduction of the image format is made. Applicable in microlithography. Fig. 5

Description

Title of the invention

Verfahren zur Verkleinerung von SchaltkreistopologienMethod of reducing circuit topologies

Field of application of the invention

Die Erfindung ist in der Mikrolithografie anwendbarThe invention is applicable in microlithography

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· Characteristic of known technical solutions It is already known to produce circuit topologies on wafers by a photolithographic process, also durteh a multi-stage exposure process «With increasing fineness of the structures produced, the technological difficulties grow, eg daduroh that the radiation used is of the order of the structures produced , but also, when using short-wave radiation, eg X-radiation as in GB Patent I522568 by high environmental requirements · Even the smallest dust grains on the optics or the mask used can make the image unusable · Each exposure must comply with the highest requirements ·

Object of the invention

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,The aim of the invention is to produce VLSI circuit topologies from templates while avoiding the listed deficiencies of the prior art and with high productivity,

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, aus Vorlagen durch Verwendung elektromagnetischer Strahlung unterhalb der' kleinsten zuThe object of the invention is, from templates by using electromagnetic radiation below the 'smallest to

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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·generating structure width VLSI structures asu, whereby a spatial and temporal caesura within the copying process should enable to lower the technology requirements in the highly productive production, as well as to achieve productivity advantages over electron beam exposure systems.

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·The object is achieved in a method for reduction of serving as a template circuit topologies according to the invention that of the template within a holographic process, an interference pattern and then several reconstructed original images are generated, within this process an optical reduction of the image format is made · It is It is advantageous to make the optical reduction in the production of the interference pattern, but also to make an optical reduction of the interference pattern itself and to change the wavelength of the coherent radiation accordingly. Further advantageous variants are to use a partially strahluijgsdurchlässige template and to produce from this a pürchliohthologramm to produce a Auflichthologramm of the template to produce the template by standard means of projection lithography or by an EsBA to produce · The use of coherent UV is favorable The effect according to the invention consists in the possibility of subdividing the production process, for example in a highly accurate generation of the interference pattern under highest purity conditions and a spatially separated, highly productive reproduction phase. This effect results from the fact that z "B, a speck of dust on the interference pattern no defect in the reconstruction, but only a slight intensity attenuation has the consequence

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embodiment

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»The implementation of the method according to the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. For a better understanding and to facilitate the reworkability, first a list of standard literature is given, which is connected with means for the realization of the method and which is referred to in the following ».

i1jKaschlik u.a.:"Physikalisch-technische Probleme der Elektronenstrahllithografie", Exp.Techn.d«Physik 28( 1°8θ)5, S.^5 ffi1jKaschlik et al.: "Physico-technical Problems of Electron Beam Lithography", Exp.Techn.d "Physics 28 (1 ° 8θ) 5, S. ^ 5 ff

[2ιWernicke/Osten:"Holografische Interferometrie", Fachbuchverlag Leipzig 1°82[2ιWernicke / East: "Holographic Interferometry", book publisher 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; 3) "Holography 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 1983Series in Optical Sciences vol.9,1978 mo] "Image of Science" 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 zum1 shows the basic scheme of the transmitted light holography FIG. 2 shows the basic scheme <8 on light holograph ie FIG. 3 shows an arrangement with a reduction made FIG. 4 shows an arrangement for the reconstruction of the original image FIG. 5 shows a schematic flowchart of the method Mask k through a laser 1 through a collimator 2 for widening, irradiated with parallel, coherent light. By means of a splitter mirror 3, part of the radiation, the so-called reference beam 5, is guided via a further mirror 6 onto a photographic plate 7 and superimposed there with the radiation passing through the mask. A typical interference pattern, a so-called hologram, is formed on the photographic plate 7. From this is by means of a laser of the same wavelength, the hologram in the

- k -- 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,Radiated reference beam opposite direction, produces a real, three-dimensional image of the mask k , which can be recorded by a sensitive material for the laser radiation, for example, a photoresist * In Figure 2, from the surface of a patterned wafer 8 diffusely reflected light of Lasers, which is guided by a diverging lens, superimposed on the guided via collimator 2 reference bundle. The hologram is recorded on a plate arranged in the direction of reflection. An arrangement suitable for the method according to the invention is shown in FIG. 3. By means of a corresponding optic 10, a converged spherical wave is generated from a flared laser beam 11. This transmits through a semiconductor mask and produces behind a lens 13 a reduced image 1 of this mask. The waves emanating from the image are superimposed with a reference beam 15 and recorded on a layer 16. The reconstruction of the reduced image is carried out according to FIG. 1 k by irradiation of a reproduction wave 17 in the opposite direction, wherein a correspondingly prepared by a photoresist semiconductor wafer 19 is positioned in the image plane 18. The same applies when using the Auflichtholografie. As coherent light sources, lasers of a wavelength well below the structural width to be realized can be used (UV, X-ray), eg eximer lasers which are available after I 5 Λ at least up to a wavelength of 35 nm (s.9ff). After \ ^ h \ is the laboratory structure of coherent X-rays! realized (p.183) »After [6j, accent p. 1, it has already been possible to produce holographic X-ray spatial images. In [_ Z \ , p. I90 radiation-sensitive material is described. The table on S * 192 contains some recording materials with high resolution capability up to * 4Ό0 nm wavelength "In \ ^ 3] UV-sensitive photoresists are described. X-ray sensitive recording material is Z _- B described in US Patent * H52601,

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)which also provides further references "In Figure 5 schematically the inventive method is shown. In principle, there is the possibility to separate the reconstruction of the original image in a smaller form from the rest of the process." Thus, the typical conditions for the series production no longer on the be tailored to a one-off production "Furthermore, there are two possibilities of the procedure; Once, as described in Figures 3 and k , an optical reduction can be made within the generation of an interferogram. On the other hand, the interferogram can first be generated without reduction by a laser of wavelength λ ₁ , followed by a reduction of the interferogram itself and a reconstruction with a laser of a corresponding wavelength A <A. The original image can be obtained by conventional means such as photolithography "Optical refining means such as visible light (glass) or UV light (quartz glass) are well known." GB Patent I522568 describes such X-ray radiation agents (in a photolithographic Process)

Claims

invention claim

1. A method for the reduction of serving as a template circuit topologies, characterized in that generated by the template within a holographic process, an interference pattern and then a plurality of reconstructed original images, wherein within this process, an optical reduction of the image format is made *

2.A method according to item 1, characterized in that coherent radiation of a wavelength is used well below the smallest structure width to be generated,

3.The method according to item 1 and 2, characterized in that the optical reduction is carried out when the interference pattern is produced «

4 «method according to item 1 and 2, characterized in that an optical reduction of the interference pattern itself is made and the wavelength of the coherent radiation is changed accordingly ·

5.A method according to item 1-4, characterized in that a partially radiation-permeable template used and from this a Durohliehthologramm is generated ·

6.A method according to item 1-4, characterized in that s from the template a Auflichthologramm is generated ·

7 · Method according to items 1-6, characterized by the use of coherent UV radiation.

8, method according to items 1-6, characterized by the use of coherent X-ray radiation «

For this ^ sheet drawings

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