DE10038928A1

DE10038928A1 - Photolithographische Maske

Info

Publication number: DE10038928A1
Application number: DE10038928A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Moll; Andreas Wich-Glasen
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-02-28
Also published as: WO2002012959A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine photolithographische Maske mit einer Maskenstruktur zur Strukturierung von strahlungsempfindlichen Resistschichten auf Halbleitersubstraten, wobei die Maskenstruktur eine Hilfsstruktur aufweist, deren Strukturelemente so schmal sind, daß sie zwar die Belichtungsdosis örtlich auf der Resistschicht leicht reduzieren, aber kein Strukturelement in der Resistschicht erzeugen. Mit diesem Verfahren ist es möglich, Belichtungsdosisvariationen, die von den Strukturvariationen der Maske herrühren, auszugleichen, so daß es nicht zu Artefakten in der Strukturierung der Resistschicht kommt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft photolithographische Masken. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere photolithographische Masken zur Strukturierung von strahlungsempfindlichen Resistschichten auf Halbleitersubstraten zur Herstellung von hochintegrierten Halbleiterbauelementen.

Im Zuge der immer kleiner werdenden Strukturabmessungen zur Erzeugung von hochintegrierten Halbleiterbauelementen wird eine maßgetreue photolithographische Übertragung von Maskenstrukturen auf strahlungsempfindliche Resistschichten immer wichtiger. Inzwischen werden Halbleiterbauelemente mit Strukturlinienbreiten von 180 nm und weniger zur kommerziellen Verwendung in großem Volumen hergestellt, so daß die Anforderungen an die strukturierenden Prozeßschritte höchsten Standards genügen müssen. Die photolithographische Übertragung von Maskenstrukturen auf strahlungsempfindliche Resistschichten ist dabei eine der herausragenden Techniken zur Strukturierung von Schichten auf Halbleiterbauelementen.

Die photolithographische Übertragung von Maskenstrukturen auf eine strahlungsempfindliche Resistschicht erfolgt dabei in mehreren Schritten. Nach der Justage der Maske über dem mit der strahlungsempfindlichen Resistschicht überdeckten Substrat folgt die Belichtung der strahlungsempfindlichen Resistschicht durch die Maske zur Markierung des zu entfernenden (oder stehenzulassenden) Resistschichtmaterials. Die Belichtung der strahlungsempfindlichen Resistschicht kann dabei im Schattenrißverfahren erfolgen, wobei die Maske auf der Resistschicht aufliegt (Kontakt-Belichtung), oder dicht über der Resistschicht aufgebracht ist (Proximity-Belichtung). Für höchstauflösende Strukturierung wird die Belichtung dagegen über eine sogenannte Projektionsbelichtung durchgeführt. Das durch die Maske durchgetretene Licht wird dabei in einem Projektionsobjektiv auf die Resistschicht fokussiert, wobei das Projektionsobjektiv möglichst viele durch die Maskenstruktur erzeugte höhere Beugungsordnungen abbildet. Durch dieses Abbildungsverfahren kann eine minimale übertragbare Strukturlinienbreite, b_min, von

b_min = λ/2(NA) (1)

von der Maske auf die Resistschicht abgebildet werden; λ ist in diesem Fall die Wellenlänge, mit der belichtet wird, und NA die numerische Apertur, d. h. im wesentlichen das Verhältnis des halben Objektivfensterdurchmessers zum Abstand zwischen Masken und Objektiv. Mit einer Numerischen Apertur von z. B. 0.6 und einer Belichtungswellenlänge von z. B. 193 nm beträgt die minimale übertragbare Strukturlinienbreite etwa 160 nm.

Wenn die strahlungsempfindliche Resistschicht eine positive Resistschicht ist, so bewirkt die Belichtung an den belichteten Stellen eine Aufweichung des Resistschichtmaterials, das bei der Entwicklung aus der Resistschicht herausgespült werden kann. Ist die strahlungsempfindliche Resistschicht dagegen eine negative Resistschicht, so wird bei der Entwicklung das nicht belichtete herausgspült. Um die gleiche Struktur wie bei dem positiven Resist zu erhalten, muß die Maske im wesentlichen komplementär zur Maske für den positiven Resist strukturiert sein.

Nach der Belichtung folgt die Entwicklung der Resistschicht durch Besprühen oder Auftropfen mit Entwicklerflüssigkeit, die das markierte Resistschichtmaterial selektiv aufweicht (oder selektiv hart läßt), so daß das aufgeweichte Resistmaterial in einem Spülvorgang in hochreinem Wasser entfernt werden kann. Durch die Entwicklung der Resistschicht. Nach der Trocknung des Substrats erhält man schließlich den strukturierten Resist, der i. A. zum Abschluß einem Temperaturschritt zur Aushärtung unterzogen wird.

Die minimale Strukturlinienbreite auf der Maske, die nach der Erzeugung der Resiststruktur tatsächlich erzeugt wird, ist am Ende aus mehreren Gründen größer als aus (1) errechnet. Zum einen hat die Resistschicht eine endliche Dicke, so daß die Abbildung leicht verschmiert; weiterhin wirkt der Entwickler isotrop, so daß bei der Entwicklung der Resistschicht der Resist auch in lateraler Richtung abgetragen wird. Die minimale Strukturlinienbreite auf der Maske, die für die Erzeugung einer Resistschichtstruktur auf einem Halbleitersubstrat benötigt wird, hängt daher von vielen Parametern ab und wird für jeden Strukturierungsprozeß einzeln bestimmt.

Die Maske besteht z. B. aus einer unstrukturierten Quarzglasschicht, die auch im UV-Bereich lichtdurchlässig ist und auf der eine dünne lichtundurchlässige Schicht, meist aus Schwarzchrom, aufgebracht ist. Die Schwarzchromschicht erzeugt zusammen mit den durchlässigen Bereichen die Maskenstruktur, die auf die Resistschicht abgebildet wird. Die Schwarzchromschicht erzeugt dabei die abgedunkelten Bereiche auf der Resistschicht während der lichtdurchlässige Bereich die belichteten Bereiche auf dem Resist erzeugt. Ist der Resist positiv, so wird der Resist in den belichteten Bereichen weich und durch den Entwicklungsschritt abgetragen. Ist der Resist negativ, so bleibt der Resist in den belichteten Bereichen hart, so daß bei der Entwicklung die nichtbelichteten Bereiche abgetragen werden. Für eine maßgetreue Strukturübertragung ist es weiterhin wichtig, eine über den zu belichtenden Bereich homogene Belichtungsdosis zu gewährleisten.

Zur Beeinträchtigung der Maßtreue können verschiedene Effekte beitragen. Zum einen verursacht der endliche Resistkontrast γ, der ein Maß für die Resistkantensteilheit bei gegebener Belichtungsdosis ist, eine Verrundung von ursprünglich eckigen Maskenstrukturen. Weiterhin können Interferenzeffekte, Beugungseffekte und Streulicht, die an Strukturelementen der Maske, der Resistschicht und/oder der vorstrukturierten Substratoberfläche entstehen, dazu führen, daß die effektive Belichtungsdosis in den Resistschichtbereichen nicht homogen ist. Dies impliziert, daß die Belichtungsdosis an jedem Punkt im Resistschicht auch von den benachbarten Strukturen in der Maske und auf dem Substrat abhängt. Wie sich experimentell herausgestellt hat, führt dieser Effekt dazu, daß großflächig geöffnete Gebiete in der Maskenstruktur eine höhere Lichtdosis auf dem Resist erzeugen als Gebiete mit kleinen geöffneten Strukturen.

Fig. 1a) bis Fig. 1c) zeigen an einem Maskenbeispiel aus der DRAM-Prozeßtechnologie, wie die Strukturabhängigkeit der Belichtungsdosis zur Verformung einer Resiststruktur führt und Strukturdefekte erzeugt. Fig. 1a) zeigt eine Aufsicht eine Maskenstruktur 1 mit abgedeckten Maskenbereichen 2 und einem offenen Maskenereich 3. Die Maskestruktur 1 dient der Erzeugung von Aktiven Bereichen auf dem Halbleitersubstrat, deren Position durch die abgedeckten Maskenbereiche 2 definiert sind, und der Erzeugung vom Grabenbereich, der durch den offenen Maskenbereich 3 definiert ist. Die Aktiven Bereiche definieren die Zonen auf dem Halbleitersubstrat, in denen je eine Speicherzelle mit Speicherkondensator und Auswahltransistor aufgebracht werden. Der offene Maskenbereich 3 definiert die Zone, die in Form eines Grabens eine elektrischen Isolierung der Speicherzellen voneinander ermöglicht. Der offene Maskenbereich 3 besteht dabei aus großflächig geöffneten Bereichen 5 und kleinflächig geöffneten Bereichen 6.

Um eine hohe Speicherzellendichte auf dem Bauelement zu erzielen, würde man gerne die Aktiven Bereiche, die durch die abgedeckten Maskenbereiche 2 vorgegeben sind, möglichst dicht nebeneinander anordnen. Die abgedeckten Maskenbereiche 2 können jedoch nicht dichter zueinander angeordnet werden, da bei der Übertragung der Struktur auf die Resistschicht sich gelegentlich Brücken (bridging) zwischen benachbarten aktiven Bereichen ausbilden. Fig. 1b) zeigt diese Situation. Gezeigt ist eine Aufsicht auf die mit der Maskenstruktur aus Fig. 1a) strukturierte Resistschicht 10. Die photolithographische Übertragung der Maskenstruktur auf die Resistschicht ist im wesentlichen maßgetreu. Die Aktiven Bereiche 14 und der Grabenbereich 16 haben die gleiche Struktur wie die abgedeckten Maskenbereiche 2 und die offenen Maskenbereiche 3 aus Fig. 1a). Jedoch haben sich im Bereich der kleinflächig geöffneten Maskenbereiche 6 auf der strukturierten Resistschicht 10 Brücken 12 zwischen benachbarten Aktiven Bereichen 14 gebildet, die im weiteren Prozessierungsverlauf Kurzschlüsse zwischen Speicherzellen verursachen können.

Wie sich herausstellt, tritt der Brückeneffekt bei dieser Maskenstruktur zwar selten und nur statistisch verteilt zwischen Aktiven Bereichen 14 auf; es zeigt sich aber, daß die Brücken immer im Bereich der kleinflächig geöffneten Bereiche 6 erzeugt werden. Eine naheliegende Gegenmaßnahme gegen die Brückenbildung besteht in einer größeren Belichtungsdosis, die die Brückenbereiche besser markiert und bei der Entwicklung besser beseitigt. Die Folgen einer höheren Belichtungsdosis sind jedoch in Fig. 1c) gezeigt. Hier treten zwar keine Brücken mehr auf. Der Preis dafür sind jedoch die Einschnürungen 20 an den Seiten der Aktiven Bereiche 14, die die Erzeugung der Speicherzellen im weiteren Prozessierungsverlauf behindern oder gar unmöglich machen. Die Einschnürungen 20 werden auf eine Überbelichtung zurückgeführt, die in den großflächig geöffneten Bereichen 5 der Maskestruktur 1 verursacht werden. Offensichtlich führen die Strukturen in der Maske dazu, daß die Erzeugung mancher Strukturen eine größere Belichtungsdosis benötigen als andere Strukturen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine photolithographische Maske bereitzustellen, die die beschriebenen Probleme nicht aufweist und die insbesondere in der Lage ist, eine ausreichend gleichmäßige Belichtungsdosis auf den strahlungsempfindlichen Resistschichten für beliebige Maskenstrukturen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird von der erfindungsgemäßen photolithographischen Maske gemäß des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.

Erfindungsgemäß wird eine photolithographische Maske mit einer Maskenstruktur zur Strukturierung strahlungsempfindlichenr Resistschichten auf Halbleitersubstraten bereitgestellt, wobei das Strukturierungsverfahren eine minimale Strukturlinienbreite aufweist, unterhalb derer das Strukturierungsverfahren keine wohldefinierte Struktur auf der strahlungsempfindlichen Resistschicht erzeugen kann; die photolithographische Maske ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenstruktur eine primäre Struktur und eine Hilfsstruktur aufweist, wobei die primäre Struktur aus Strukturelementen besteht, die eine Strukturlinienbreite haben, die größer ist als die minimale Strukturlinienbreite und wobei die Hilfsstruktur aus Hilfsstrukturelementen besteht, die eine Strukturlinienbreite haben, die kleiner ist als die minimale Strukturlinienbreite.

Die Hilfsstruktur auf der erfindungsgemäßen photolithographischen Maske ermöglicht es somit, die auf die Resistschicht fallende Belichtungsdosis auf die Strukturdichtenschwankungen hin zu korrigieren, ohne eine Struktur in der Resistschicht zu erzeugen. Im Falle von Positivresist decken die Hilfsstrukturen sehr schmale Bereiche auf der photlithographischen Maske ab, um die Lichtdosis in diesen Bereichen auf der strahlungsempfindlichen Resistschicht zu reduzieren, ohne dabei ein neues Strukturelement in der Resistschicht zu erzeugen. Im Falle von Negativresist öffnen die Hilfsstrukturen sehr schmale Bereiche auf der photolithographischen Maske, um die Lichtdosis in diesen Bereichen auf der strahlungsempfindlichen Resistschicht zu erhöhen, ohne dabei ein neues Strukturelement in der Resistschicht zu erzeugen.

Die Hilfsstruktur kann auf der photolithographischen Maske prinzipiell jede beliebige Form annehmen, muß jedoch aus Strukturelementen bestehen, die schmaler als die minimale Strukturlinienbreite sind. Sie kann z. B. aus Punkten, einer Linie, einer Linienschar in z. B. der Form einer Schraffierung, Mäandern und/oder aus geschlossenen Linien, z. B. Kreisen, Vierecken und dergleichen bestehen. Der Abstand zwischen den Linien und/oder Punkten muß so groß sein, daß bei dem Strukturierungsverfahren die dicht beieinander liegenden Punkte und/oder Linien auf der photolithographischen Maske nicht als dicker Punkt oder als dicke Linie wirken, damit kein neues Strukturelement auf der Resistschicht erzeugt wird. Bevorzugt ist der minimale Abstand zwischen Linien und/oder Punkten mindestens so groß wie die minimale Strukturlinienbreite.

Die minimale Strukturlinienbreite ist durch das Belichtungsverfahren, die Belichtungswellenlänge, die Dicke und Material der strahlungsempfindlichen Resistschicht, durch das Entwicklungsverfahren u. a. gegeben. Die minimale Strukturlinienbreite ist die minimale Linienbreite einer Struktur auf dem Substrat, die bei gegebenem Strukturierungsverfahren gerade noch in definierter Weise erzeugt werden kann. "In definierter Weise" bedeutet insbesondere, daß die erzeugte Struktur in etwa noch die Dicke der Resistschicht hat und vollständig das entsprechende Strukturtelement der Maske wiedergibt, so daß sie ihre Funktion als z. B. Ätzstop oder Implantationsabsorber wahrnehmen kann.

Die Hilfsstruktur besteht aus Hilfsstrukturelementen, deren Strukturlinienbreite deutlich kleiner als die minimale Strukturlinienbreite ist. Mit "deutlich kleiner" ist gemeint, daß die Hilfstrukturelemente eine Strukturlinienbreite haben, die so klein ist, daß sie keine Strukturelemente, im wesentlichen auch keine Strukturelementreste, auf der Resistschicht erzeugen. Die Hilfsstrukturelemente müssen also eine so kleine Strukturlinienbreite haben, daß sie auf der Resistschicht entweder optisch gar nicht erst dargestellt werden, da z. B. die Wellenlänge des Belichtungsverfahrens zu lang ist; oder die zu erzeugenden Hilfsstrukturelemente werden optisch nur so schmal abgebildet, daß sie im Entwicklungsprozeß so weitgehend beseitigt werden, daß sie im anschließenden Ätzschritt und/oder Implantationsschritt als Maske unwirksam sind.

In einer bevorzugten Ausführung ist die Strukturlinienbreite der Hilfsstrukturelemente kleiner als die Hälfte des nominellen minimalen Strukturlinienbreite des Strukturierungsverfahrens. Bei den gängigen höchstintegrierten Halbleiterspeicherelementen für z. B. die 64 MB Speicherproduktion liegt die minimale Strukturlinienbreite für die Photolithographie bei etwa 300 nm; bevorzugt haben in diesem Fall die Hilfstrukturelemente eine Strukturlinienbreite von etwa 100 nm und kleiner.

In einer bevorzugten Ausführung wird das Strukturierungsverfahren mit positiver Resistschicht durchgeführt. Positive Resistschichten werden in den belichteten Bereichen weich und werden daher während der Entwicklung in den belichteten Bereichen geöffnet. Die photolithographische Maske ist dementsprechend strukturiert und dort offen, wo die positive Resistschicht geöffnet werden soll. Der Grund für die Verwendung von positivem Resistmaterial liegt vor allem darin, daß derzeitig negative Resistmaterialien einen schlechteren Kontrast als positive Resistmaterialien aufweisen und die Neigung zum Quellen haben. Beides ist nachteilig für eine Herstellung kleiner Strukturen. Die Fabrikation von höchstintegrierten Halbleiterpeichern (16 MB-Speicher und höher) wird daher derzeitig durchgängig mit positivem Resist durchgeführt.

Bevorzugt wird das Strukturierungsverfahren mit der photolithographischen Maske mit Hilfsstruktur mit einer höheren Belichtungsdosis durchgeführt als mit der photolithographischen Maske ohne Hilfsstruktur. Die Hilfsstruktur bewirkt eine Verdunkelung in den entsprechenden Gebieten auf dem positivem Resist, so daß der Belichtungsschritt mit einer höheren Belichtungsdosis gefahren werden kann. Mit der erhöhten Belichtungsdosis können so die Bereiche, die vorher zuwenig belichtet wurden, stärker belichtet werden, daß dort keine störenden Struktur- Artefakte wie z. B. kurzschlußbildende Brücken übrig bleiben. Die Hilfsstrukturen stellen insofern ein Mittel dar, die durch Strukturdichteunterschiede in der Maske erzeugten Belichtungsdosisschwankungen über die Fläche der Resistschicht hinweg auszugleichen.

Bevorzugt wird die erfindungsgemäße photolithographische Maske für die Herstellung von höchstintegrierten Bauelementen und insbesondere für die Herstellung höchstintegrierter Halbleiterspeicher verwendet, da hier nur sehr kleine Toleranzen bzgl. der Maßtreue von Strukturierungsverfahren erlaubt sind. Die erfindungsgemäße photolithographische Maske wird insbesondere für die Definition der Position von Speicherzellen auf dem Halbleitersubstrat eingesetzt. Auf dieser Maske besteht die Hilfsstruktur insbesondere aus Verbindungslinien zwischen den Speicherzellen einer Speicherzellenspalte. Die Verbindungslinien zwischen den Speicherzellen bewirken eine Verdunkelung in den großflächigen Bereichen. Auf diese Weise kann auf den großflächigen Bereichen eine Überbelichtung vermieden werden, wenn die Belichtung so eingestellt ist, daß auch die kleinstrukturierten Bereiche ausreichend belichtet werden.

Hat die Maskenstruktur eine matrixförmige regelmäßige Struktur, so ist die Hilfsstruktur bevorzugt auch eine matrixförmige regelmäßige Struktur. Diese bevorzugte Ausführung setzt eine gleichmäßige Beleuchtung durch die Belichtungsquelle voraus, d. h. sie geht davon aus, daß die Belichtungsdosisvariationen auf der Resistschicht vorwiegend durch die Struktur der Maske erzeugt werden. Im Falle der photolithographischen Maske für die Definition der Position der Speicherzellen auf dem Halbleitersubstrat besteht die Hilfsstruktur bevorzugt aus Verbindungslinien zwischen den Speicherzellen einer Zellenzeile.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1a) Aufsicht auf eine photolithographischen Maske nach Stand der Technik.

Fig. 1b) Aufsicht auf eine strukturierte Resistschicht auf einem Substrat, die mit der in Fig. 1a gezeigten photolithographischen Maske und mit einer ersten Belichtungsdosis erzeugt wird.

Fig. 1c) Aufsicht auf eine strukturierte Resistschicht auf einem Substrat, die mit der in Fig. 1a gezeigten photolithographischen Maske und mit zweiten Belichtungsdosis, die größer als die erste Belichtungsdosis ist, erzeugt wird.

Fig. 2a) Aufsicht auf eine erste erfindungsgemäße Ausführung der photolithographische Maske.

Fig. 2b) Aufsicht auf eine zweite erfindungsgemäße Ausführung der photolithographische Maske.

Fig. 2c) Aufsicht auf die strukturierte Resistschicht, die mit der erfindungsgemäßen photolithographischen Maske aus Fig. 2a) erzeugt ist.

Fig. 2a) und 2b) zeigen zwei erfindungsgemäße Ausführungen der Maskenstruktur, die die gleichen Strukturen wie in Fig. 1b) und 1c) in der Resistschicht erzeugen, ohne jedoch Struktur-Artefakte wie Brücken oder Einschnürungen zu bilden. Die Maskenstrukturen 30 und 31 weisen je eine primäre Struktur und eine Hilfsstruktur auf. Die primäre Struktur ist identisch mit Fig. 1a); sie besteht aus den abgedeckten Maskenbereichen 2, die die Positionen der Aktiven Bereiche vorgeben und dem offenen Maskenbereich 3. In Fig. 2a ist der offene Maskenbereich 3 jedoch unterteilt durch die Hilfsstruktur, die aus den abdeckenden Verbindungslinien 38 zwischen benachbarten abgedeckten Maskenbereichen 2 einer Spalte besteht. Die Strukturlinienbreite der abdeckenden Verbindungslinien 38 in dieser Ausführung ist bevorzugt etwa 80-100 nm. Auf diese Weise werden die großflächig geöffneten Bereiche 5 (siehe Fig. 1a)), auf der Resistschicht leicht abgedunkelt. Auf diese Weise kann mit einer höheren Belichtungsdosis belichtet werden, so daß die Brückenbildung in den kleinflächig geöffneten Bereichen 6 unterbunden werden kann, ohne daß es zu Einschnürungen durch Überbelichtung in den großflächig geöffneten Bereichen 5 wie in Fig. 1c) kommt.

Wichtig ist bei der Bereitstellung der Hilfsstrukturen, daß die Linienbreite an jeder Stelle deutlich kleiner als die minimale Strukturlinienbreite ist, damit keine zusätzlichen Strukturelemente auf der Resistschicht erzeugt werden. Die gezeigte Maskenstruktur 30 wird bevorzugt für die Herstellung von 64 MB Speicherbauelementen eingesetzt, die eine minimale Strukturbreite von etwa 300 nm hat. Dem steht die bevorzugte Hilfsstrukturlinienbreite von etwa 100 nm und kleiner gegenüber. Die Übertragung der Maskenstruktur auf die Resistschicht im Projektionsbelichungsverfahren wird mit einem positivem Resist durchgeführt. Die Durchführung der Strukturierung erfolgt ansonsten nach gängigen Verfahren nach dem Stand der Technik.

Reicht die leichte Verdunkelung durch die Linien der Hilfsstruktur, die jeweils zwei benachbarte aktive Bereiche einer Spalte verbinden, nicht aus, so kann die Verdunkelung durch weitere Linien, die allesamt deutlich schmaler als die minimale Strukturlinienbreite sind, verstärkt werden. Fig. 2b) zeigt die Maskenstruktur 31 mit der gleichen primären Struktur aber einer zweiten erfindungsgemäßen Hilfsstruktur. Die Hilfsstruktur stellt sich als eine abdeckende Linienschar 39 in den großflächig geöffneten Bereichen der Maskenstruktur dar, wobei die Linien einen minimalen Abstand voneinander aufweisen müssen. Die Strukturlinienbreite der abdeckenden Linien ist etwa 80 nm. Der minimale Abstand ist in etwa durch die minimale Strukturlinienbreite von etwa 300 nm gegeben und verhindert, daß zwei benachbarte Linien bei der Strukturierung auf der Resistmaske als eine breitere Linie wahrgenommen werden, die auf dem Substrat ein Resiststrukturelement erzeugt.

Welche der beiden erfindungsgemäßen Hilfsstrukturen die maßgetreuere Resiststruktur erzeugt, hängt von vielen Details ab. Die Details betreffen insbesondere das Maskenmaterial, Maskenschichtaufbau, das Abbildungsverfahren, Material und Schichtdicke des Resists und die Substratoberflächenstruktur, auf der der Resist aufgebracht ist. All diese Details tragen zu den Interferenz-, Beugungsstrukturen und Streulichteffekten bei, die die strukturabhängige Belichtungsdosis auf der Resistschicht erzeugen, und müssen im Detail berechnet und/oder experimentell bestimmt werden.

Fig. 2c) zeigt die strukturierte Resistschicht 40, die mit der erfindungsgemäßen photolithographischen Maske aus Fig. 2a) erzeugt worden ist. Die Maßtreue der Abbildung ist mit Hilfe der Hilfstrukturen auf der photolithographischen Maske ermöglicht. Es treten weder Einschnürungen in den Aktiven Bereiche 14 noch Brücken zwischen benachbarten Aktiven Bereichen 14 auf. Die Hilfsstruktur, die aus den abdeckenden Verbindungslinien 38 in Fig. 2a) besteht, ermöglicht damit, daß die aktiven Bereiche noch enger gepackt werden können und die Speicherdichte erhöht werden kann.

Figurenbezeichnungen

1

Maskenstruktur

2

abgedeckte Maskenbereiche

3

offener Maskenbereich

5

großflächig geöffnete Bereiche

6

kleinflächig geöffnete Bereiche

10

strukturierte Resistschicht

12

Brücken

14

Aktive Bereiche

16

Grabenbereich

20

Einschnürungen

30

Maskenstruktur

31

Maskenstruktur

38

abdeckende Verbindungslinien

39

abdeckende Linienschar

Claims

1. Photolithographische Maske mit einer Maskenstruktur zur Strukturierung strahlungsempfindlicher Resistschichten auf Halbleitersubstraten, wobei das Strukturierungsverfahren eine minimale Strukturlinienbreite aufweist, unterhalb derer das Strukturierungsverfahren keine wohldefinierte Struktur auf der strahlungsempfindlichen Resistschicht erzeugen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenstruktur eine primäre Struktur und eine Hilfsstruktur aufweist, wobei die primäre Struktur aus Strukturelementen besteht, die eine Strukturlinienbreite haben, die größer ist als die minimale Strukturlinienbreite, und wobei die Hilfsstruktur aus Hilfsstrukturelementen besteht, die eine Strukturlinienbreite haben, die kleiner als die minimale Strukturlinienbreite ist.

2. Photolithographische Maske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturlinienbreiten der Hilfstrukturelemente kleiner als etwa halb so groß wie die minimale Strukturlinenbreite sind.

3. Photolithographische Maske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstrukturlinienbreiten kleiner als 100 nm sind.

4. Photolithographische Maske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindliche Resistschicht eine positive Resistschicht ist.

5. Photolithographische Maske nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die photolithographische Maske mit Hilfsstruktur bei der Strukturierung der strahlungsempfindlichen Resistschicht eine höhere Belichtungsdosis zuläßt als die gleiche photolithographische Maske ohne Hilfsstruktur.

6. Photolithographische Maske nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die photolithographische Maske für die Herstellung von hochintegrierten Halbleiterbauelementen und insbesondere von Speicherbauelementen eingesetzt wird.

7. Photolithographische Maske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die photolithographischen Maske für die Definition der Position von Speicherzellen auf dem Halbleitersubstrat für Speicherbauelemente eingesetzt wird.

8. Photolithographische Maske nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstruktur aus Verbindungslinien zwischen den Speicherzellen jeweils einer Speicherzellenspalte besteht.