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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung von Strukturabmessungen
bei der photolithographischen Projektion eines Musters von Strukturelementen
auf einen Halbleiterwafer.
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Zur
Herstellung integrierter Schaltungen werden üblicherweise auf einem Halbleitersubstrat, z.
B. einem Halbleiterwafer, mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften
versehene Schichten aufgebracht und jeweils lithographisch strukturiert.
Ein lithographischer Strukturierungsschritt kann darin bestehen,
einen photoempfindlichen Resist aufzutragen, diesen mit einer gewünschten
Struktur für
die betreffende Ebene zu belichten und zu entwickeln, sowie anschließend die
somit entstandene Resist-Maske in die unterliegende Schicht in einem Ätzschritt
zu übertragen
oder zur Maskierung bei einer Implantation zu verwenden.
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Im
Bereich der Halbleiterfertigung werden Fotomasken oder Reticles
eingesetzt, auf denen das Muster gebildet ist, um mittels lithographischer
Projektion ein Muster von Strukturelementen auf dem Halbleiterwafer
zu bilden. Bei der lithographischen Projektion ist jedoch die laterale
Ausdehnung der auf dem Halbleiterwafer zu bildenden Strukturelemente aufgrund
einer durch das Projektionssystem vorgegebenen unteren Auflösungsgrenze
eingeschränkt. Die
Auflösungsgrenze
wird üblicherweise
durch den kleinsten noch zu trennenden Abstand zweier auf der Oberfläche des
Halbleiterwafers benachbart gebildeten Strukturen definiert. Die
Auflösungsgrenze,
auch Strukturauflösung
genannt, hängt
von mehreren Faktoren ab. Die Auflösungsgrenze ist proportional
zu der bei der Belichtung verwendeten Wellenlänge und umgekehrt proportional
zur Aperturgröße des Linsensystems.
Sie hängt
aber beispielsweise auch von der Art der Beleuchtungsquelle des
Projektionssystems und anderen Faktoren ab, deren Einfluss üblicherweise
mit einem so genannten k-Faktor beschrieben wird.
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Hoch
integrierte Schaltungen, wie beispielsweise dynamische oder nicht
flüchtige
Speicher sowie Logikbausteine, werden zurzeit mit Schaltungselementen
hergestellt, deren laterale Ausdehnung bis herunter zu 70 nm reicht.
Im Fall der Speicherbausteine gilt dies beispielsweise für die sehr
dicht und periodisch angeordneten Muster von schmalen Wort- oder
Bitleitungen sowie gegebenenfalls der entsprechenden Kontaktierungen
oder Speichergräben.
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Die
Auflösungsgrenze
eines optischen Projektionssystems lässt sich auf mehrere Arten
verbessern. Zum einen kann die Belichtungswellenlänge verringert
werden, was aber insbesondere im tiefen oder extremen UV-Bereich
zu einigen Problemen führt.
Es ist zum anderen auch möglich,
ein Projektionssystem zu verwenden, das eine sehr hohe numerische
Apertur aufweist, wie z.B. aus der Immersionslithographie bekannt.
Durch den Einsatz moderner lithographischer Techniken bei den für die Belichtung verwendeten
Masken lässt
sich die Auflösungsgrenze
ebenfalls verringern. Dies betrifft z. B. den Bereich der Phasenmasken,
die zusammen mit verbesserten Lithographietechniken (Litho-Enhancement-Techniques)
eingesetzt werden. Dabei werden Phasenmasken verschiedenen Typs
verwendet, wie z. B. alternierende Phasenmasken, Halbton-Phasenmasken, Triton-Phasenmasken oder
chromlose Phasenmasken. Es kann sich bei den genannten Techniken
aber auch um Verbesserungen der Ab bildungseigenschaften bei der
Projektion des Musters auf der Maske handeln, beispielsweise durch
den Einsatz von OPC-Strukturen
(Optical Proximity Correction) oder anderer sublithographischer
Elemente.
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In
der gegenwärtigen
Prozesstechnologie werden üblicherweise
alle drei Beiträge
zur Verbesserung der Auflösung
optimiert. Dazu werden Projektionssysteme mit möglichst kurzwelligem Licht
und möglichst
hoher numerischer Appretur eingesetzt. In der hochvolumigen Herstellungstechnologie
ist es oftmals erwünscht,
bereits vorhandene Belichtungsgeräte auch für die nächste Generation von Halbleiterprodukten
zu verwenden, so dass die Reduzierung des k-Faktors und die Vergrößerung der
numerischen Apertur eine entscheidende Rolle spielt.
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Beiden
Vorgehensweisen gemeinsam ist, dass die verwendeten Masken dabei
an die im Belichtungsgerät
herrschenden Bedingungen, wie z. B. Belichtungsart, aber auch an
die geforderte Größe des Prozessfensters,
angepasst werden. Dazu wird üblicherweise
das Muster der Maske sorgfältig
optimiert, um eine möglichst
hohe Gutausbeute zu erzielen. Die verwendeten Masken müssen selbstverständlich frei
von Defekten sein, wobei diese vor der Verwendung in Projektionsgeräten genau
kontrolliert werden und eventuelle Defekte, falls möglich, repariert
werden.
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Mit
den stetig ansteigenden Integrationsdichten integrierter Schaltungen
erhöht
sich auch die Anforderung an die Lagegenauigkeit von verschiedenen Schichten
zueinander. Die Lagegenauigkeit wird beispielsweise durch den lithographischen
Projektionsschritt beeinflusst, wobei immer striktere Toleranzgrenzen
bezüglich
der gegenseitigen Ausrichtung der aktuell auf das Substrat zu projizierenden
Struktur relativ zu den Strukturen von Vorebenen berücksichtigt
werden müssen,
um die Funktionsfähigkeit der
Schaltung zu gewährleisten.
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Bei
der hochvolumigen Fertigung von integrierten Schaltungen tragen
die lateralen Ausdehnungen der einzelnen Strukturelemente der Muster auf
jeder Schicht zur Gutausbeute bei und werden deshalb einem sorgfältigen Optimierungsprozess
unterzogen. Dabei kann es insbesondere vorkommen, dass sich nachträglich herausstellt,
dass eine geringfügige
Abweichung vom bisherigen Maß eine
erhöhte Gutausbeute
zur Folge hätte.
Dies ist normalerweise damit verbunden, dass die, wie oben beschrieben, sorgfältig optimierte
und kontrollierte Maske der entsprechenden Schicht eventuell nicht
mehr verwendet werden kann und erneuert werden muss. Das oben beschriebene
Optimierungsverfahren zur Herstellung der Maske sowie die Kontrolle
der Defektfreiheit der Maske müssen
somit ebenfalls erneut durchgeführt werden.
Dies ist mit hohen Kosten verbunden und stellt in der industriellen
Praxis ein bekanntes Problem dar.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen,
das die oben genannten Probleme überwindet.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Anpassung der Strukturabmessungen
bei der photolithographischen Projektion eines Musters von Strukturelementen
auf einen Halbleiterwafer gelöst,
bei dem folgende Schritte ausgeführt
werden:
- – Bereitstellen
des Halbleiterwafers mit einer auf der Vorderseite aufgebrachten
Resistschicht;
- – Bereitstellen
eines Belichtungsgeräts
mit einem Projektionsobjektiv und einer Lichtquelle, die geeignet
ist, Licht mit einer ersten Intensität in einer ersten Polarisationsebe ne
und mit einer zweiten Intensität
in einer zweiten Polarisationsebene abzustrahlen;
- – Bereitstellen
eines Reticles mit einem Muster von Strukturelementen, wobei das
Muster wenigstens ein erstes Strukturelement umfasst, das eine erste
Breite und eine erste Länge
aufweist;
- – Festlegen
eines Satzes von Belichtungsparametern für das Belichtungsgerät, wobei
die Belichtungsparameter so gewählt
werden, dass sich im Falle einer Projektion des Reticles mit dem Muster
eine maßhaltige
Abbildung ergibt, die dadurch erreicht wird, dass das Verhältnis der
ersten Intensität
zur zweiten Intensität
einen ersten Wert aufweist, so dass ein mit dem ersten Strukturelement
korrespondierendes Element auf der Resistschicht eine zweite Breite
und eine zweite Länge aufweist;
- – Verändern der
ersten Intensität
in der ersten Polarisationsebene und/oder der zweiten Intensität in der
zweiten Polarisationsebene;
- – Photolithographisches
Strukturieren der Resistschicht mittels des Reticles, um eine Resiststruktur
zu bilden, wobei die erste Intensität und die zweite Intensität so gewählt werden,
dass die zweite Länge
in Abhängigkeit
der ersten Intensität und
der zweiten Intensität
um bis zu 30 % von der im Falle der maßhaltigen Abbildung erzielten
Länge abweicht.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Belichtungsgerät
bereitgestellt, das in zwei Polarisationsebenen Licht abstrahlen
kann. Durch die Wahl des Polarisationsgrades, d. h. dem Verhältnis der
Intensität
in der ersten Polarisationsebene zur Intensität in der zweiten Polarisationsebene,
ist es möglich,
das Verhältnis von
Breite zu Länge
der auf der Resistschicht gebildeten Struktur zu verändern. Damit
lässt sich
auf einfache Weise eine Variation von etwa 30 % zu der maßhaltigen
Abbildung er reichen. Dies ist ausreichend, um eine Anpassungen der
Strukturabmessungen bei der Verbesserung der Gutausbeute herbeizuführen. Es
ist nicht nötig,
eine neue Maske herzustellen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Schritt des Bereitstellens des Belichtungsgeräts, dass
die erste Polarisationsebene im Wesentlichen senkrecht zur Oberseite
der Resistschicht orientiert ist.
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Gemäß dieser
Vorgehensweise kann erreicht werden, dass das üblicherweise innerhalb eines
gewissen Öffnungswinkels
auf die Oberseite der Resistschicht treffende Licht in einer festen
Abhängigkeit
zur Lage der Resistschicht bzw. der Muster der Strukturelemente
auftrifft.
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In
einer weiteren Ausführungsform
umfasst der Schritt des Bereitstellens des Belichtungsgeräts, dass
die erste Polarisationsebene einer transversal polarisierten elektromagnetischen
Welle einer TE-Polarisation entspricht.
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Moderne
Lithographiegeräte
weisen oftmals Lichtquellen auf, die transversal polarisierte TE-Wellen
abstrahlen. Gemäß dieser
Vorgehensweise kann ein kommerziell erhältliches Belichtungsgerät verwendet
werden, sodass keine zusätzlichen
Kosten entstehen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Schritt des Bereitstellens des Belichtungsgeräts, dass
die zweite Polarisationsebene im Wesentlichen senkrecht zur ersten
Polarisationsebene orientiert ist.
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Gemäß dieser
Vorgehensweise kann erreicht werden, dass die erste und zweite Polarisationsebene
eine vorherbestimmte Lage zu den Strukturelementen des Musters aufweisen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Schritt des Bereitstellens des Belichtungsgeräts, dass
die zweite Polarisationsebene einer transversal polarisierten elektromagnetischen Welle
einer TM-Polarisation entspricht.
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Moderne
Belichtungsgeräte
weisen häufig die
Möglichkeit
auf, TM-polarisiertes Licht abzustrahlen. Somit kann die Erfindung
auf einfache Weise ausgeführt
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Schritt des Bereitstellen des Belichtungsgeräts, dass
die numerische Apertur des Belichtungsgeräts so groß gewählt wird, dass Licht der ersten
Polarisationsebene eine chemische Veränderung der Resistschicht bewirkt,
die stärker
ist als bei Bestrahlung mit Licht der zweiten Polarisationsebene bei
gleicher Intensität.
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Die
numerische Apertur des Belichtungsgeräts gibt auf der Oberseite der
Resistschicht den Öffnungswinkel
des einfallenden Lichts an. Während der
lithographischen Projektion bewirkt Licht eine chemische Veränderung
der Resistschicht, wobei lichtempfindliche Moleküle durch das vorzugsweise im
W-Bereich eintreffende
Licht verändert
werden. Dies bezeichnet man in Analogie zur Fototechnik auch als
Schwärzung.
Der Grad der Schwärzung
ist bei gleichen Intensitäten
von der Polarisation des einfallenden Lichtes abhängig. Dadurch,
dass die erste Polarisationsebene senkrecht zur Resistschicht steht und
die zweite Ebene parallel dazu, wird ein großer Unterschied der Polarisationsebenen
hervorgerufen, der jedoch von dem Öffnungswinkel des einfallenden Lichts
abhängt.
Je größer die
numerische Apertur ist, desto größer ist
der Unterschied zwischen Licht der ersten Polarisationsebene und
Licht der zweiten Polarisationsebene.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Schritt des Bereitstellens des Belichtungsgeräts, dass
die numerische Apertur des Belichtungsgeräts wenigstens 0,6 beträgt.
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Eine
numerische Apertur von ungefähr
0,6 ist mit kommerziellen Belichtungsgeräte, die beispielsweise eine
Belichtung ausführen,
bei der das Volumen zwischen dem Retikel mit einem Gas oder einer Flüssigkeit
gefüllt
ist, relativ einfach zu erzielen, so dass kommerzielle Belichtungsgeräte verwendet werden
können.
Somit lässt
sich die Erfindung sowohl für
konventionelle Lithographiegeräte
als auch bei der Immersionslithographie einsetzen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Schritt des Bereitstellens des Reticles mit dem Muster,
dass eine Mehrfachanordnung des ersten Strukturelements des Musters
bereitgestellt wird, wobei die Mehrfachanordnung des ersten Strukturelements
geeignet ist, das Muster von Gräben
für Grabenkondensatoren
und/oder Kontaktlöchern
eines Speicherzellenfeldes zu bilden.
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Gemäß dieser
Vorgehensweise wird für
das Muster von Strukturelementen das in einer der ersten Schichten
eines Speicherbausteins zu verwendende Muster bereitgestellt. Dieses
Muster weist üblicherweise
die höchsten
Anforderungen bezüglich
dem Auflösungsvermögen des
Projektionsgerätes
auf, so dass die damit verbundene Maske üblicherweise ein oder mehrere
zur Verfügung
stehende Verbesserungsmöglichkeiten
der Lithographietechnik anwendet. Die Erfindung erweist sich als
besonders vorteilhaft, da eine Anpassung in den Strukturabmessungen
durch die Wahl der Intensität
der ersten und zweiten Polarisationsebene auf einfache Weise durchgeführt werden
kann.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand mehrere Ausführungsbeispiele
mit Hilfe einer Zeichnung näher
erläutert.
Darin zeigen:
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1 in
einer schematischen Querschnittsansicht einen Belichtungsapparat
zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2a in
einer schematischen Querschnittsansicht den Belichtungsapparat gemäß 1,
wobei zur Verdeutlichung eine erste Polarisationsebene eingezeichnet
ist,
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2b in
einer weiteren schematischen Querschnittsansicht den Belichtungsapparat
gemäß 1,
wobei zur Verdeutlichung eine zweite Polarisationsebene eingezeichnet
ist,
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3 in
einer Draufsicht schematisch eine Teilansicht eines Musters von
Strukturelementen, die durch eine Simulationsrechnung gewonnen wurde,
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4 in
einer weiteren Draufsicht eine simulierte Resiststruktur nach der
Belichtung und
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5 in
einem Flussdiagramm die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
in einer Ausführungsform.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand einer Ausführungsform
zur Projektion eines Musters von Strukturelementen auf einen Halbleiterwafer
bei der Herstellung einer integrierten Schaltung erläutert. Das
erfindungsgemäße Verfahren
lässt sich
vorteilhaft aber auch bei der Herstellung anderer Produkte einsetzen,
bei denen eine Anpassung der Abmessungen der Strukturelemente während der Herstellung
durchgeführt
werden muss.
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In 1 ist
in einer schematischen Querschnittsansicht der Aufbau eines Projektionsapparats 5 gezeigt,
der Ausgangspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist. Der Projektionsapparat 5 umfasst einen
beweglichen Substrathalter 10. Auf dem Substrathalter 10 ist
ein Halbleiterwafer 12 abgelegt, auf den auf einer Vorderseite
eine Resistschicht 14, beispielsweise durch Aufschleudern,
aufgebracht wird.
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Der
Projektionsapparat 5 umfasst weiters eine Lichtquelle 16,
die über
dem Substrathalter 10 angeordnet ist und geeignet ist,
Licht beispielsweise mit einer Wellenlänge von 248 nm, 193 nm oder
157 nm abzustrahlen. Das von der Lichtquelle 16 abgestrahlte
Licht wird durch ein Projektionsobjektiv 22 auf die Oberfläche des
Halbleiterwafers 12 mit der Resistschicht 14 projiziert.
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Zwischen
der Lichtquelle 16 und dem Projektionsobjektiv 22 ist
ein Reticle 18 angebracht, das mit einem Muster 20 von
absorbierenden Strukturelementen versehen ist. Als Projektionsapparat 5 kann beispielsweise
ein Wafer-Scanner verwendet werden, bei dem ein Belichtungsschlitz
zwischen dem Reticle 18 und dem Projektionsobjektiv 22 angebracht
ist (nicht in 1 gezeigt). Durch die Steuerung
des Substrathalters 10 wird die Resistschicht auf der Vorderseite
des Halbleiterwafers 12 sukzessive in einzelnen Belichtungsfeldern
mit dem Muster 20 des Reticles 18 strukturiert.
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Das
Muster 20 der Strukturelemente 26 wird beispielsweise
aus einem Schaltungsentwurfs einen Halbleiterspeichers mit dynamischen
Speicherzellen (DRAM) umfassend Grabenkondensatoren bestimmt, der
im Bereich der Grabenkondensatoren regelmäßig angeordnete und dicht gepackte
linienförmige
Strukturelemente mit kleinsten Abmessungen von 100 nm oder weniger
aufweist.
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Für das Reticle 18 kann
eine Vielzahl von verschiedenen Maskentypen eingesetzt werden. Das im
Zusammenhang mit 1 gestellte Beispiel mit absorbierenden
Strukturelementen 26, die beispielsweise aus Chrom bestehen,
stellt nur ein Beispiel dar und ist nicht einschränkend zu
verstehen. Insbesondere werden heutzutage Maskentypen eingesetzt, die
das phasenverschiebende Verhalten des Maskensubstrats ausnutzen
und ohne eine Chromschicht als absorbierendes Element auskommen.
Als Beispiel sei hier eine CPL-Maske genannt. Weitere Maskentypen,
wie z.B. eine alternierende Phasenmaske, sind ebenfalls möglich. Zur
Verbesserung der Maßhaltigkeit
bei der photolithographischen Abbildung ist auch die Verwendung
von OPC-Strukturen (OPC = optical proximity correction) oder anderen
geeigneten Zusatzstrukturen vorgesehen, die so groß gewählt werden,
dass sie im Falle einer Belichtung nicht abgebildet werden.
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Zwischen
dem Reticle 18 und der Lichtquelle 16 ist in 1 schematisch
ein Polarisationsfilter 24 eingezeichnet. Der Polarisationsfilter 24 schwächt beispielsweise
Licht mit ver schiedenen Polarisationsebenen unterschiedlich stark.
Anstelle eines Polarisationsfilters 24 ist auch eine Gitterstruktur
denkbar, bei der Licht mit verschiedenen Polarisationsebenen unterschiedlich
stark gebrochen wird. Auch die Verwendung eines Prismas ist möglich. Andere dem
Fachmann bekannte Methoden zur Auswahl verschiedener Polarisationsebenen
sind nicht ausgeschlossen. Es ist darüber hinaus auch denkbar, dass die
Lichtquelle 16 direkt beeinflussbar ist, um Licht in verschiedenen
Polarisationsebenen abzustrahlen.
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Üblicherweise
wird Licht des Belichtungsgeräts 5 in
zwei verschiedenen Polarisationsebenen abgestrahlt. Dies ist in 2a und 2b verdeutlicht.
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In 2a ist
ein kartesisches Koordinatensystem 52 eingezeichnet, wobei
in der xy-Ebene die Vorderseite des Halbleiterwafers 10 (nicht
gezeigt) liegt. Die Lichtquelle 16, die aufgrund der numerischen
Apertur des Projektionsapparats 5 auf der Oberseite des
Halbleiterwafers einen gewissen Öffnungswinkel 54 aufweist,
wird in einer ersten Polarisationsebene 32 so abgestrahlt,
dass das Licht aus der ersten Einfallsrichtung 50 und der
zweiten Einfallsrichtung 51, die den Öffnungswinkel 54 begrenzen,
eine Polarisation aufweist, die in der xz-Ebene des kartesischen
Koordinatensystems 52 liegt.
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In 2b ist
eine zweite Polarisationsebene 34 gezeigt, die senkrecht
zur ersten Polarisationsebene 32 liegt. Die zweite Polarisationsebene 34 zeigt in
Richtung der y-Achse des kartesischen Koordinatensystems 52 und
enthält
die erste Einfallsrichtung 50 bzw. die zweite Einfallsrichtung 51.
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Die
in 2a und 2b definierten
ersten Polarisationsebenen 32 und die zweiten Polarisationsebenen 34 stellen zwei
transversal polarisierte elektromagnetische Wellen dar, wobei die
erste Polarisation, die der Polarisationsebene 32 entspricht, üblicherweise
TE-Polarisation genannt wird. Licht der zweiten Polarisation, das
der zweiten Polarisationsebene 34 entspricht, wird üblicherweise
TM-Polarisation genannt.
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Wie
in 2a und 2b zu
erkennen ist, ist der Unterschied zwischen den beiden Polarisationsrichtungen
umso größer, je
größer der Öffnungswinkel 54 ist.
Um nun eine in Abhängigkeit
von der Belichtung unterschiedliche chemische Veränderung der
Resistschicht 14 hervorzurufen, muss das Belichtungsgerät 5 eine
gewisse minimale numerische Apertur aufweisen, um einen merklichen
Effekt zu erzielen. Dazu ist es beispielsweise nötig, bei einer optischen Projektion
in einem Gasvolumen eine minimale numerische Apertur von etwa 0,6
bereitzustellen. Dies ist jedoch mit konventionellen Belichtungsgeräten ohne
weiteres möglich.
Bei einem mit einem Gas gefülltes
Volumen, beispielsweise Luft oder Stickstoff mit einem Brechungsindex
von 0,95 bis 1,05, zwischen der Oberseite des Halbleiterwafers 12 und
dem Projektionsobjektiv 22 wird heutzutage eine numerische
Apertur von etwa 0,85 erreicht.
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Eine
weitere Verbesserung der numerischen Apertur kann beispielsweise
dadurch erreicht werden, dass das Volumen zwischen dem Projektionsobjektiv 22 und
der Vorderseite des Halbleiterwafers 12 mit einer Flüssigkeit
gefüllt
wird. Flüssigkeiten weisen üblicherweise
einen Brechungsindex auf, der größer ist
als der Brechungsindex von Gasen, sodass die numerische Apertur
entsprechend größer wird.
Dies wird in der so genannten Immersionslithographie genutzt, wobei
gegenwärtig
numerische Aperturen zwischen 1,1 und 1,6 erreicht werden.
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Wie
in 1 gezeigt, ist das Strukturelement 26 des
Musters 20 so ausgerichtet, dass die erste Breite 26 in
x-Richtung des Koordinatensystems 52 liegt,
wobei seine erste Länge 30 in
Richtung der y-Achse angeordnet ist. Durch die Wahl der Intensitäten des
Lichtes in der ersten Polarisationsebene 32 und der zweiten
Polarisationsebene 34 kann somit das Länge-zu-Breite-Verhältnis auf
dem mit dem Strukturelement 28 korrespondierenden Element 38 der
Resiststruktur beeinflusst werden. Die Resiststruktur ergibt sich
dabei durch Ätzen
der Resistschicht 14 nach der Belichtung.
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In 3 ist
schematisch eine durch Ätzung entstandene
Resiststruktur 36 gezeigt, wobei in diesem Fall eine Dunkelfeldabbildung
eines Musters von Kontaktlöchern übertragen
wurde. Die mit der ersten Breite korrespondierende zweite Breite 40 und die
zweite Länge 42 werden
bei einer maßhaltigen Abbildung
so gewählt,
dass die zweite Breite 40 etwa 80 nm beträgt und die
zweite Länge 42 etwa
100 nm.
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Durch
Verändern
der Intensitäten
des Lichts der ersten Polarisationsebene und der zweiten Polarisationsebene
kann die zweite Länge 42 variiert
werden, wobei betragsmäßig in etwa
eine relative Änderung
der zweiten Länge 42 um
bis zu 30 erreicht wird. Um eine Vergrößerung der Strukturabmessung
um 30 % zu erreichen, wird vollständig TM-polarisiertes Licht
verwendet. Entsprechend wird vollständig TE-polarisiertes Licht
verwendet, um die Resiststruktur 36 in y-Richtung um bis
zu 23 % zu verkleinern. Dabei muss natürlich die gesamte Belichtungsdosis, die
sich aus der Summe der Intensität
des Lichtes der ersten Polarisationsebene 32 und der Intensität des Lichtes
der zweiten Polarisationsebene 34 ergibt, so groß gewählt werden,
dass die Resistschicht 14 vollständig bis herunter zur Oberseite
des Halbleiterwafers 12 durchbelichtet wird. Dies ist notwendig,
um die Resiststruktur 36 so bilden zu können, dass ihre Strukturelemente
bis herunter zur Oberseite des Halbleiterwafers 12 beim
Entwickeln freigelegt werden können.
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In 5 ist
zusammenfassend eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
in einem Flussdiagramm gezeigt.
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In
einem ersten Schritt 100 erfolgt das Bereitstellen des
Halbleiterwafers 12 mit einer auf der Vorderseite aufgebrachten
Resistschicht 14.
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Anschließend wird
im Schritt 102 Bereitstellen ein Belichtungsgerät 5 mit
einem Projektionsobjektiv 22 und einer Lichtquelle 16 bereitgestellt,
die geeignet ist, Licht mit einer ersten Intensität in einer ersten
Polarisationsebene 32 und mit einer zweiten Intensität in einer
zweiten Polarisationsebene 34 abzustrahlen.
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Im
Schritt 104 wird ein Reticle 18 mit einem Muster 20 von
Strukturelementen bereitgestellt, wobei das Muster 20 wenigstens
ein erstes Strukturelement 26 umfasst, dass eine erste
Breite 28 und eine erste Länge 30 aufweist.
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Im
Schritt 106 erfolgt das Festlegen eines Satzes von Belichtungsparametern
für das
Belichtungsgerät 5,
wobei die Belichtungsparameter so gewählt werden, dass sich im Falle
einer Projektion des Reticles 18 mit dem Muster 20 eine
maßhaltige
Abbildung ergibt, die dadurch erreicht wird, dass das Verhältnis der
ersten Intensität
zur zweiten Intensität
einen ersten Wert aufweist, so dass ein mit dem ersten Strukturelement 26 korrespondierendes
Element 38 auf der Resistschicht eine zweite Breite 40 und
eine zweite Länge 42 aufweist.
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Anschließend wird
im Schritt 108 die erste Intensität in der ersten Polarisationsebene 32 und/oder die
zweite Intensität
in der zweiten Polarisationsebene 34 verändert.
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Anschließend erfolgt
im Schritt 110 ein photolithographisches Strukturieren
der Resistschicht 14 mittels des Reticles 18,
um eine Resiststruktur 36 zu bilden, wobei die erste Intensität und die
zweite Intensität
so gewählt
werden, dass die zweite Länge 42 in Abhängigkeit
der ersten Intensität
und der zweiten Intensität
um bis zu 30 % von der im Falle der maßhaltigen Abbildung erzielten
Länge abweicht.
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- 5
- Belichtungsgerät
- 10
- Substrathalter
- 12
- Halbleiterwafer
- 14
- Resistschicht
- 16
- Lichtquelle
- 18
- Reticle
- 20
- Muster
- 22
- Projektionsobjektiv
- 24
- Polarisationsfilter
- 26
- Strukturelement
des Musters
- 28
- erste
Breite
- 30
- erste
Länge
- 32
- erste
Polarisationsebene
- 34
- zweite
Polarisationsebene
- 36
- Resiststruktur
- 38
- Element
der Resiststruktur
- 40
- zweite
Breite
- 42
- zweite
Länge
- 50
- erste
Einfallsrichtung
- 51
- zweite
Einfallsrichtung
- 52
- Koordinatensystem
- 54
- Öffnungswinkel
- 100-110
- Verfahrensschritte