DE102004049735A1 - Maske zur Verwendung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage - Google Patents

Maske zur Verwendung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage Download PDF

Info

Publication number
DE102004049735A1
DE102004049735A1 DE102004049735A DE102004049735A DE102004049735A1 DE 102004049735 A1 DE102004049735 A1 DE 102004049735A1 DE 102004049735 A DE102004049735 A DE 102004049735A DE 102004049735 A DE102004049735 A DE 102004049735A DE 102004049735 A1 DE102004049735 A1 DE 102004049735A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
structures
mask
projection
dielectric material
projection light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004049735A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Dr. Totzeck
Toralf Dr. Gruner
Jochen Dr. Hetzler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Publication of DE102004049735A1 publication Critical patent/DE102004049735A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70566Polarisation control
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/50Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/62Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
    • G03F1/64Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof characterised by the frames, e.g. structure or material, including bonding means therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

Eine Maske (20) zur Verwendung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (10) weist einen Träger (28) auf, auf den ein Muster aus lichtundurchlässigen Strukturen (32) aufgebracht ist. Die zwischen den Strukturen (32c) verbleibenden Zwischenräume (36, 36') sind mit einem flüssigen oder festen dielektrischen Material (38, 38') ausgefüllt. Dadurch wird die Polarisationsabhängigkeit der Beugungseffizienz erhöht, so daß die Maske als Polarisator verwendet werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft Masken für mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen, wie sie zur Herstellung hochintegrierter elektrischer Schaltkreise und anderer mikrostrukturierter Bauelemente verwendet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere sogenannte Amplitudenmasken mit einem Träger, auf den ein Muster aus lichtundurchlässigen Strukturen aufgebracht ist.
  • Integrierte elektrische Schaltkreise und andere mikrostrukturierte Bauelemente werden üblicherweise hergestellt, indem auf ein geeignetes Substrat, bei dem es sich beispielsweise um einen Silizium-Wafer handeln kann, mehrere strukturierte Schichten aufgebracht werden. Zur Strukturierung der Schichten werden diese zunächst mit einem Photolack bedeckt, der für Licht eines bestimmten Wellenlängenbereiches, z.B. Licht im tiefen ultravioletten Spektralbereich (DUV, deep ultraviolet), empfindlich ist. Anschließend wird der so beschichtete Wafer in einer Projektionsbelichtungsanlage belichtet. Dabei wird ein Muster aus beugenden Strukturen, das auf einer Maske angeordnet ist, auf den Photolack mit Hilfe eines Projektionsobjektivs abgebildet. Da der Abbildungsmaßstab dabei im allgemeinen kleiner als eins ist, werden derartige Projektionsobjektive häufig auch als Reduktionsobjektive bezeichnet.
  • Nach dem Entwickeln des Photolacks wird der Wafer einem Ätzprozeß unterzogen, wodurch die Schicht entsprechend dem Muster auf der Maske strukturiert wird. Der noch verbliebene Photolack wird dann von den verbleibenden Teilen der Schicht entfernt. Dieser Prozeß wird so oft wiederholt, bis alle Schichten auf dem Wafer aufgebracht sind.
  • Eines der im Vordergrund stehenden Ziele bei der Entwicklung mikrolithographischer Projektionsbelichtungsanlagen besteht darin, Strukturen mit zunehmend kleineren Abmessungen auf dem Wafer erzeugen zu können, um auf diese Weise die Integrationsdichte der herzustellenden Bauelemente zu erhöhen. Durch Anwendung unterschiedlichster Maßnahmen ist es inzwischen möglich, Strukturen auf dem Wafer zu erzeugen, deren Abmessungen kleiner sind als die Wellenlänge des eingesetzten Projektionslichts.
  • Eine dieser Maßnahmen besteht darin, den Polarisationszustand des eingesetzten Projektionslichts gezielt zu beeinflussen. Es ist beispielsweise bekannt, daß der erzielbare Kontrast und damit die minimale Größe der zu erzeugenden Strukturen bei Projektionsobjektiven mit hohen numerischen Aperturen, wie sie etwa bei Immersionsobjektiven erreicht werden, von der Polarisationsrichtung des Projektionslichts abhängen. Dies geht darauf zurück, daß die gewünschten Interferenzerscheinungen zwischen unterschiedlichen Beugungsordnungen um so ausgeprägter sind, je größer die Übereinstimmung der Polarisationsrichtungen ist. Eine vollständige destruktive Interferenz zwischen zwei ebenen Wellen ist nur dann möglich, wenn diese gleich polarisiert sind.
  • Bei Projektionslicht, das senkrecht zur Einfallsebene des Projektionslichts polarisiert ist (s-Polarisation), sind deswegen die Interferenzerscheinungen unabhängig von dem Winkel, mit dem die unterschiedlichen Beugungsordnungen auf den Photolack auftreffen. Bei parallel zur Einfallsebene polarisiertem Projektionslicht (p-Polarisation) hingegen können unterschiedliche Beugungsordnungen nicht mehr vollständig interferieren, da die Beugungsordnungen unterschiedliche Polarisationsrichtungen haben. Die Interferenzerscheinungen werden dabei um so schwächer, je größer die Winkel zur optischen Achse sind, unter denen die Beugungsordnungen auf den Photolack auftreffen. Diese auch als "Vektoreffekt" bekannte Polarisationsabhängigkeit ist deswegen um so ausgeprägter, je größer die auftretenden Winkel sind. Daher besteht insbesondere bei hochaperturigen Projektionsobjektiven die Notwendigkeit, durch den Vektoreffekt hervorgerufene unerwünschte Schwankungen der Strukturbreiten durch gezielte Beeinflussung der Polarisation des Projektionslichts zu vermeiden.
  • Bei einer aus der US 6 605 395 B2 bekannten Projektionsbelichtungsanlage wird die Polarisation des Projektionslichts zu einem anderen Zweck beeinflußt. Beschrieben ist dort eine Phasenmaske, auf deren Unterseite bereichsweise doppelbrechendes Material aufgebracht ist. Durchsetzt li near polarisiertes Projektionslicht die Phasenmaske, so wird die Polarisationsrichtung beim Durchtritt durch das doppelbrechende Material um 90° gedreht. Projektionslicht, das unterschiedliche Bereiche der Phasenmaske durchtreten hat, unterscheidet sich somit nicht nur hinsichtlich der Phase, sondern auch hinsichtlich der Polarisation. Aufgrund des zusätzlich gewonnenen Freiheitsgrades ermöglicht es die bekannte Phasenmaske, eine größere Klasse von Mustern auf dem Wafer zu erzeugen; die Verwendung einer zweiten zusätzlichen Maske kann deswegen entfallen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die mikrolithographische Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente derart zu verbessern, daß die Polarisation von Projektionslicht, das auf den Photolack oder eine sonstige lichtempfindliche Schicht auftrifft, auf einfache Weise beeinflußt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, Maßnahmen anzugeben, mit denen sich unerwünschte Schwankungen der Strukturbreite infolge des oben erwähnten Vektoreffekts vermeiden lassen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Maske, die einen Träger aufweist, auf den ein Muster aus lichtundurchlässigen Strukturen aufgebracht ist, wobei mindestens ein zwischen zwei Strukturen verbleibender Zwischenraum zumindest teilweise mit einem dielektrischen Material ausgefüllt ist.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich die Polarisationsabhängigkeit der Beugungseffizienz der Maske beträchtlich erhöhen läßt, wenn Zwischenräume zwischen den Strukturen mit einem dielektrischen Material aufgefüllt werden. Der Begriff "Beugungseffizienz" erstreckt sich dabei auch auf die nullte Beugungsordnung, d.h. auf Licht, das nicht durch die Strukturen abgelenkt wird. Aufgrund der dadurch erzielten hohen Polarisationsabhängigkeit der Beugungseffizienz wirkt die Maske selbst wie ein Polarisator. Je feiner dabei die Strukturen auf der Maske sind, desto größer ist dabei deren polarisierende Wirkung. Diese Abhängigkeit von der Strukturgröße ist vorteilhaft, da feine Strukturen das Projektionslicht stärker beugen, so daß der oben erwähnte Vektoreffekt bei kleinen Strukturen besonders hervortritt.
  • Die Verwendung der Maske als Polarisator hat jedoch auch weitere Vorteile. Die Maske ist nämlich selbst ein besonders günstiger Ort, an dem die Polarisation des Projektionslichts beeinflußt werden kann. So ist die Anordnung eines Polarisators in einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs mit zahlreichen Schwierigkeiten verbunden. Zum einen beeinflußt ein solcher Polarisator meist auch die Wellenfront hindurchtretenden Projektionslichts in unerwünschter Weise, so daß Korrekturmaßnahmen ergriffen werden müssen. Zum anderen befinden sich in der Pupillenebene häufig bereits andere optische Elemente, so daß für einen zusätzlichen Polarisator häufig nicht genügend Bauraum zur Verfügung steht. Außerdem kann es dann, wenn die Polarisation erst in einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs beeinflußt wird, in vorangehenden optischen Elementen bereits zu unerwünschten polarisationsabhängigen Störungen kommen.
  • Ein weiterer wichtiger Vorteil gegenüber der Anordnung eines Polarisators in einem Projektionsobjektiv oder auch in einer Beleuchtungseinrichtung besteht darin, daß ein solcher Polarisator bei einem Wechsel der Maske ebenfalls ausgewechselt werden müßte, um stets die strukturabhängig polarisierende Wirkung der erfindungsgemäßen Maske zu erzielen.
  • Da die Breite und Anordnung der beugenden Strukturen auf der Maske im allgemeinen durch das Layout der auf dem Wafer herzustellenden strukturierten Schichten vorgegeben ist, stehen nur relativ wenige Parameter zur Verfügung, die im Hinblick auf eine möglichst große Polarisationsabhängigkeit in gewissen Grenzen frei gewählt werden können. Hierzu gehören insbesondere das dielektrische Material, das die Zwischenräume ausfüllt, aber auch das elektrisch leitfähige Material, aus dem die lichtundurchlässigen Strukturen bestehen, sowie in gewissen Grenzen deren Höhe. Die Breiten und Abstände der Strukturen sind hingegen im allgemeinen vorgegeben. Durch geeignete Wahl der in gewissen Grenzen frei wählbaren Parameter läßt sich erreichen, daß sich auch mit Strukturen, deren charakteristische Abmessungen in der Größenordnung von DUV-Licht (z.B. 193 nm) liegen, die Beugungseffizienzen für orthogonale Polarisationszustände um bis zu etwa 45% unterscheiden.
  • Es hat sich ferner gezeigt, daß eine besonders hohe Polarisationsabhängigkeit der Beugungseffizienz auf Resonanzeffekte zurückgeht. Ähnliche Effekt sind – allerdings für den infraroten Spektralbereich – in einem Aufsatz von H. Tamada et al. mit dem Titel "Al wire-grid polarizer using the s-polarization resonance effect at the 0.8-μm-wavelength band", Optics Letters, Vol. 22, Nr. 6, Seiten 419 bis 421, erwähnt. Bei diesem bekannten Gitter handelt es sich um eine Art Draht-Polarisator, bei dem das Absorptions- oder Reflexionsvermögen für parallel zu den Strukturen polarisiertes Licht größer ist als für senkrecht dazu polarisiertes Licht der gleichen Wellenlänge.
  • Überraschenderweise kommt es allerdings bei geeignet gewählten Parametern zu einer Umkehr des klassischen Verhaltens von Draht-Polarisatoren. Dies bedeutet, daß die Strukturen, anders als bei Draht-Polarisatoren üblich, für parallel zu den Strukturen polarisiertes Licht einer vorgegebenen Wellenlänge eine höhere Beugungseffizienz haben als für senkrecht dazu polarisiertes Licht der gleichen Wellenlänge. Diese Umkehr setzt allerdings nicht zwingend ein dielektrisches Material in den Zwischenräumen zwischen den Strukturen voraus. Gegenstand der Erfindung sind deswegen auch solche Masken oder ganz allgemein polarisierende Gitterstrukturen, bei denen es zu dieser Umkehr kommt, ohne daß hierzu ein dielektrisches Material in den Zwischenräumen zwischen den Strukturen vorhanden ist.
  • Um einen Parametersatz zu ermitteln, bei dem die Strukturen eine solche im Vergleich zu herkömmlichen Draht-Polarisatoren entgegengesetzte Polarisationsabhängigkeit zeigen, kann man zunächst von einem Ausgangs-Parametersatz ausgehen und auf dessen Grundlage die Beugungseffizienzen der Strukturen für Projektionslicht unterschiedlicher Polarisationen berechnen. Hierzu ist es erforderlich, die Maxwell-Gleichungen unter Zugrundelegen des vorgegebenen Parametersatzes zu lösen. Die Parameter werden dann so lange variiert, bis die Anordnung für parallel zu den Strukturen polarisiertes Projektionslicht einer vorgegebenen Wellenlänge eine höhere Beugungseffizienz hat als für senkrecht dazu polarisiertes Projektionslicht der gleichen Wellenlänge.
  • Die Parameter müssen dabei nicht über die gesamte Maske hinweg gleich gewählt werden. So kann es beispielsweise zweckmäßig sein, die ohnehin höhere Polarisationsabhängigkeit der Beugungseffizienz bei feineren Strukturen durch entsprechende Parameterwahl noch weiter zu erhöhen, um den oben erwähnten Vektoreffekt stärker zu unterdrücken.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:
  • 1 eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Maske in einer stark vereinfachten Seitenansicht;
  • 2 einen Ausschnitt aus der in der 1 gezeigten Maske in einer vergrößerten und perspektivischen, jedoch nicht maßstäblichen Darstellung;
  • 3 ein anderes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Maske in einer an die 2 angelehnten Darstellung.
  • In der 1 ist in einer stark vereinfachten und nicht maßstäblichen Seitenansicht eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage gezeigt und insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Projektionsbelichtungsanlage 10 weist eine Beleuchtungseinrichtung 11 auf, die der Erzeugung von Projektionslicht 12 dient. Die Beleuchtungseinrichtung 11 umfaßt zu diesem Zweck eine Lichtquelle 13, die z.B. als Laser ausgeführt sein kann. Die Wellenlänge des von der Lichtquelle 13 erzeugten Projektionslichts 12 beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 193 nm und liegt damit im tiefen ultravioletten Spektralbereich.
  • Die Beleuchtungseinrichtung 11 enthält außerdem mehrere mit 14 angedeutete optische Elemente, die das aus der Lichtquelle 13 austretende Projektionslicht auf verschiedene Weise beeinflussen, z.B. formen, mischen und in seiner Winkelverteilung verändern. Da es sich bei der Licht quelle 13 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Laser handelt, ist das daraus austretende Projektionslicht zunächst linear polarisiert. Bei dem Durchtritt durch die optischen Elemente 14 kann die lineare Polarisation jedoch verlorengehen, so daß das aus der Beleuchtungseinrichtung 11 austretende Projektionslicht 12 nur teilweise polarisiert oder sogar vollständig unpolarisiert ist. Der Einfachheit halber wird im folgenden angenommen, daß das Projektionslicht 12 vollständig unpolarisiert aus der Beleuchtungseinrichtung 11 austritt.
  • Die Beleuchtungseinrichtung 10 umfaßt außerdem ein Projektionsobjektiv 16, in dessen Objektebene 18 eine Maske 20 verfahrbar angeordnet ist. In einer Bildebene 22 des Projektionsobjektivs 16 befindet sich eine lichtempfindliche Schicht 24, bei der es sich z.B. um einen Photolack handeln kann. Die lichtempfindliche Schicht 24 ist auf einen Träger 26 in Form eines Silizium-Wafers aufgebracht. Da die Projektionsbelichtungsanlage 10 insoweit im Stand der Technik bekannt ist, wird auf die Darstellung weiterer Einzelheiten hierzu verzichtet.
  • Im folgenden wird der Aufbau der Maske 20 anhand der 2 näher erläutert.
  • Die 2 zeigt die Maske 20 ausschnittsweise in einer nicht maßstäblichen perspektivischen Darstellung. Die Maske 20 weist einen Träger 28 auf, der aus einem Material besteht, das für das Projektionslicht 12 mit der Wel lenlänge 193 nm transparent ist. Als Material kommt bei dieser Wellenlänge insbesondere Quarzglas in Betracht.
  • Auf einer der Beleuchtungseinrichtung 11 zugewandten Oberfläche 30 des Trägers 28 ist ein Muster aus lichtundurchlässigen Strukturen 32 aufgebracht, das hier nur beispielhaft dargestellt ist. Die lichtundurchlässigen Strukturen 32 umfassen bei dem in der 2 gezeigten Ausschnitt gröbere großflächige Strukturen 32a, 32b und feinere stegartige Strukturen 32c, die einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben. Die Strukturen 32 sind im Wege eines lithographisch definierten Ätzprozesses aus einer Schicht 34 erzeugt, die aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. Chrom, besteht. Zwischen den lichtundurchlässigen Strukturen 32 verbleiben lichtdurchlässige Zwischenräume 36, die mit einem dielektrischen Material 38 gefüllt sind. Bei diesem Material 38 handelt es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um hochreines Wasser, das durch Adhäsionskräfte in den Zwischenräumen 36 gehalten wird, während die Maske 20 in der Objektebene 18 verfahren wird.
  • Die Breite b der stegartigen Strukturen 32c beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 100 nm, die Höhe h der Schicht 34 110 nm und der Abstand a zwischen zwei benachbarten stegartigen Strukturen 32c 200 nm. Die Breite b der stegartigen Strukturen 32c liegt damit größenordnungsmäßig in der Nähe der Wellenlänge des Projektionslichts 12.
  • Die Brechzahlen der Strukturen 32 und des dielektrischen Materials, die Höhe der Schicht 34 sowie die Abmessungen der stegartigen Strukturen 32c sind so aufeinander abgestimmt, daß die stegartigen Strukturen 32c für Projektionslicht 12, das entlang der Längsrichtung der stegartigen Strukturen 32c polarisiert ist, eine höhere Beugungseffizienz aufweisen als für senkrecht dazu polarisiertes Projektionslicht 12. Dies ist in der 2 durch Polarisationsverteilungen 40 und 42 für das Projektionslicht 12 vor bzw. das Polarisationslicht 12' nach dem Durchtritt durch die Maske 20 angedeutet. Wie der Polarisationsverteilung 40 zu entnehmen ist, weist das Projektionslicht 12 vor dem Durchtritt durch die Maske 20 eine statistisch variierende Verteilung der Polarisationsrichtungen über alle Richtungen senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung 44 des Projektionslichts 12 auf, wie dies kennzeichnend für unpolarisiertes Licht ist.
  • Da die Beugungseffizienz der stegartigen Strukturen 32c für Projektionslicht 12, das senkrecht zu deren Längsausdehnung polarisiert ist, erheblich kleiner ist als für parallel zu den Strukturen 32c polarisiertes Projektionslicht, ergibt sich nach dem Durchtritt des Projektionslichts durch den Bereich zwischen den gröberen Strukturen 32a, 32b die Polarisationsverteilung 42. Darin ist erkennbar, daß entlang der Längsrichtung der stegartigen Strukturen 32c polarisiertes Projektionslicht 12 beim Durchtritt durch die gitterartige Anordnung der stegartigen Strukturen 32c nur vergleichsweise gering abge schwächt wird. Die Beugungseffizienz für dazu senkrechte Polarisationskomponenten des Projektionslichts 12 ist hingegen deutlich geringer, so daß diese Komponenten beim Durchtritt durch die Maske 20 stärker abgeschwächt werden.
  • Für die Maske 20 mit den oben aufgeführten Material- und Strukturparametern läßt sich auf diese Weise eine über alle Beugungsordnungen summierte Beugungseffizienz für parallel zu der Längserstreckung der Strukturen 32c polarisiertes Projektionslicht von 43% und eine Beugungseffizienz für senkrecht dazu polarisiertes Projektionslicht von 6% erzielen.
  • Aufgrund der polarisierenden Wirkung der Maske 20 ist jeder Strahl des Projektionslichts 12 beim Auftreffen auf die lichtempfindliche Schicht 24 im wesentlichen s-polarisiert. Die Polarisation des gesamten Projektionslichtbündels wird deswegen auch als tangential bezeichnet. Dies hat zur Folge, daß Interferenzerscheinungen auf und in der lichtempfindlichen Schicht 24 nicht von dem Winkel zur optischen Achse abhängen, unter dem Projektionslicht auf die lichtempfindliche Schicht 24 auftrifft. Unerwünschte Kontrastschwankungen aufgrund des oben erwähnten Vektoreffekts werden dadurch weitgehend vermieden.
  • Es versteht sich, daß die vorstehend erläuterte polarisierende Wirkung nicht nur bei schmalen stegartigen Strukturen 32c entsteht, sondern auch bei regelmäßigen Anordnungen gröberer Strukturen und in gewissen Grenzen sogar bei Einzelstrukturen. Die polarisierende Wirkung der Maske 20 nimmt jedoch mit zunehmenden Strukturgrößen ab.
  • Außerdem müssen nicht alle Zwischenräume zwischen den Strukturen 32 mit einem dielektrischen Material aufgefüllt sein. In der 1 ist z.B. rechts neben der Struktur 32b ein Bereich auf der Oberfläche 30 des Trägers 28 gezeigt, auf den weder eine lichtundurchlässige Struktur 32 noch ein dielektrisches Material 38 aufgebracht ist.
  • Um Struktur- und Materialparameter für eine Maske 20 mit einer hohen Polarisationsabhängigkeit der Beugungseffizienzen zu ermitteln, werden vorzugsweise Simulationsrechnungen durchgeführt. Da bei kurzwelligem Projektionslicht 12 aus herstellungstechnischen Gründen die Abmessungen der Strukturen 32 nicht wesentlich kleiner als die Wellenlänge des Projektionslichts 12 sein sollten, kann bei der Berechnung der Beugungseffizienzen nicht auf Näherungsmodelle zurückgegriffen werden. Vielmehr müssen in diesen Fällen für die Strukturen 32 die Maxwellschen Gleichungen mit Hilfe numerischer Algorithmen gelöst werden, um die polarisationsabhängigen Beugungseffizienten ermitteln zu können. Derartige Verfahren sind im Stand der Technik bekannt, so daß auf die Erläuterung weiterer Einzelheiten hierzu verzichtet werden kann. Durchgeführt wurden derartige Berechnungen u.a. nach der Rigorous-Coupled-Wave-Theory (RCWA) und mit Hilfe der FDTD-Methode (FDTD = Finite-Difference-Time-Domain).
  • Wird wie beschrieben als dielektrisches Material 48 eine Flüssigkeit verwendet, so kann die polarisationsabhängige Wirkung der Maske 20 durch Austausch der Flüssigkeit gegen eine Flüssigkeit mit einer anderen Brechzahl oder durch Veränderung der Temperatur der Flüssigkeit verändert werden. Anstelle eines flüssigen dielektrischen Materials können jedoch auch feste Materialien, z.B. Polymere oder Quarzglas, verwendet werden.
  • In der 3 ist eine Maske gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel in einer an die 2 angelehnten Darstellung gezeigt und mit 20' bezeichnet. Bei der Maske 20' befindet sich dielektrisches Material 38 nicht nur in den Zwischenräumen 36 zwischen den stegartigen Strukturen 32c, sondern auch über den Strukturen 32. Bei diesem überdeckenden Material handelt es sich um eine Schicht aus einem anderen dielektrischen Material 46, welche die gesamte der Beleuchtungseinrichtung 11 zugewandte Oberseite der Maske 20' überdeckt. Bei dem Material 46 kann es sich z.B. um hochreines Wasser handeln, während das dielektrische Material 38 zwischen den Strukturen 36 fest ist. Bei dem dielektrischen Material in den Zwischenräumen 34 und über den Strukturen 32 kann es sich jedoch auch um ein und dasselbe Material, z.B. Wasser oder ein festes dielektrisches Material wie z.B. Quarzglas, handeln.
  • Im Unterschied zu dem in der 2 gezeigten Maske 20 weist die Maske 20' nach der 3 außerdem einen rechts neben der Struktur 32b erkennbaren Zwischenraum 36' auf, der mit einem dielektrischen Material 38' aufgefüllt ist, das sich von dem Material 38 in den Zwischenräumen 36 unterscheidet. Durch eine derartige Wahl unterschiedlicher dielektrischer Materialien kann die Polarisationsabhängigkeit der Beugungseffizienz lokal gezielt eingestellt werden.

Claims (19)

  1. Maske zur Verwendung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (10), die einen Träger (28) aufweist, auf den ein Muster aus lichtundurchlässigen Strukturen (32) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zwischen zwei Strukturen (32c) verbleibender Zwischenraum (36, 36') zumindest teilweise mit einem dielektrischen Material (38, 38') ausgefüllt ist.
  2. Maske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material (38) flüssig ist.
  3. Maske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material (38) fest ist.
  4. Maske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Zwischenräume (36, 36') mit unterschiedlichen dielektrischen Materialien (38, 38') zumindest teilweise aufgefüllt sind.
  5. Maske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material wenigstens eine Struktur (32) überdeckt.
  6. Maske nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein dielektrisches Material (46) die Strukturen (32) überdeckt, das sich von dem in dem mindestens einen Zwischenraum (36, 36') befindenden dielektrischen Material (38, 38') unterscheidet.
  7. Maske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtundurchlässigen Strukturen (32) aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen.
  8. Maske nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechzahlen des elektrisch leitfähigen Materials und der Strukturen (32) sowie deren Höhe (h) derart bestimmt sind, daß die Maske für parallel zu den Strukturen (32) polarisiertes Projektionslicht (12) einer vorgegebenen Wellenlänge eine höhere Beugungseffizienz hat als für senkrecht dazu polarisiertes Projektionslicht (12) der gleichen Wellenlänge.
  9. Maske nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Strukturen (32) zwischen 50% und 150%, vorzugsweise zwischen 75% und 125%, der Wellenlänge des Projektionslichts (12) in dem dielektrischem Material liegt.
  10. Maske nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Realteil der komplexen Brech zahl des leitfähigen Materials zwischen 0.4 und 1.0 liegt.
  11. Maske nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Imaginärteil der komplexen Brechzahl des leitfähigen Materials zwischen 1.0 und 2.0 liegt.
  12. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, mit einer Beleuchtungseinrichtung (11) zur Erzeugung von Projektionslicht (12) mit einer vorgegebenen Wellenlänge, einer dem Projektionslicht (12) ausgesetzten Maske (20; 20') und mit einem Projektionsobjektiv (16), das die Maske (20; 20') auf eine lichtempfindliche Schicht (24) abbildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (20; 20') nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
  13. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Beleuchtungseinrichtung (11) erzeugbar Projektionslicht (12) eine Wellenlänge von weniger als 200 nm hat und das Projektionsobjektiv (16) eine numerische Apertur von mehr als 0.9 hat.
  14. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (20; 20') als Polarisator in der Beleuchtungseinrichtung (11) angeordnet ist.
  15. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (20; 20') als Polarisator in dem Projektionsobjektiv (16) angeordnet ist.
  16. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen (32) regelmäßig über eine Oberfläche (30) der Maske (20; 20') verteilt sind.
  17. Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung eines mikrostrukturierten Bauelements mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Projektionsobjektivs (16); b) Anordnen einer Maske (20; 20') nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer Objektebene (18) des Projektionsobjektivs (16); c) Projizieren des auf die Maske (20; 20') aufgebrachten Musters auf eine lichtempfindliche Schicht (24), die in einer Bildebene (22) des Projektionsobjektivs (16) angeordnet ist.
  18. Mikrostrukturiertes Bauelement, dadurch gekennzeichnet, daß es nach einem Verfahren nach Anspruch 17 hergestellt ist.
  19. Verfahren zur Herstellung einer für die Verwendung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (10) bestimmten Maske (20; 20'), die einen Träger aufweist, auf den ein Muster aus lichtundurchlässigen Strukturen (32) aufgebracht ist, die aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, wobei mindestens ein zwischen zwei Strukturen (32c) verbleibender Zwischenraum (36, 36') zumindest teilweise mit einem dielektrischen Material (38, 38') ausgefüllt ist, mit folgenden Schritten: a) Vorgabe eines Parametersatzes, der zumindest die Wellenlänge des in der Projektionsbelichtungsanlage (10) verwendeten Projektionslichts (12), die komplexen Brechzahlen des elektrisch leitfähigen Materials und des dielektrischen Materials (38) sowie die Höhe (h) der Strukturen (36) umfaßt; b) Rigorose Berechnung der Beugungseffizienz der Strukturen für Projektionslicht (12) unterschiedlicher Polarisation durch Lösen der Maxwell-Gleichungen unter Zugrundelegen des vorgegebenen Parametersatzes; c) Wiederholen des Schritts b) mit verändertem Parametersatz solange, bis ein Parametersatz ermittelt ist, bei dem die Strukturen (32) für parallel zu den Strukturen (32) polarisiertes Projektionslicht (12) eine höhere Beugungseffizienz hat als für senkrecht dazu polarisiertes Projektionslicht (12).
DE102004049735A 2003-11-10 2004-10-13 Maske zur Verwendung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage Withdrawn DE102004049735A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US51875003P 2003-11-10 2003-11-10
US60/518,750 2003-11-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004049735A1 true DE102004049735A1 (de) 2005-06-23

Family

ID=34619327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004049735A Withdrawn DE102004049735A1 (de) 2003-11-10 2004-10-13 Maske zur Verwendung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050123840A1 (de)
JP (1) JP2005141228A (de)
KR (1) KR20050045871A (de)
DE (1) DE102004049735A1 (de)
TW (1) TW200516358A (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080020610A (ko) * 2005-05-27 2008-03-05 니폰 제온 가부시키가이샤 그리드 편광 필름, 그리드 편광 필름의 제조 방법, 광학적층체, 광학 적층체의 제조 방법, 및 액정 표시 장치
US20070183025A1 (en) * 2005-10-31 2007-08-09 Koji Asakawa Short-wavelength polarizing elements and the manufacture and use thereof
JP4538021B2 (ja) * 2007-05-31 2010-09-08 株式会社東芝 光近接効果の補正方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6645678B2 (en) * 2000-12-01 2003-11-11 Motorola, Inc. Method and apparatus for making an integrated circuit using polarization properties of light
US6632576B2 (en) * 2000-12-30 2003-10-14 Intel Corporation Optical assist feature for two-mask exposure lithography
US6605395B2 (en) * 2001-06-20 2003-08-12 Motorola, Inc. Method and apparatus for forming a pattern on an integrated circuit using differing exposure characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005141228A (ja) 2005-06-02
US20050123840A1 (en) 2005-06-09
KR20050045871A (ko) 2005-05-17
TW200516358A (en) 2005-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005036256B4 (de) Belichtungsvorrichtung mit der Fähigkeit zum räumlichen Vorgeben der Lichtpolarisation und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit der Belichtungsvorrichtung
DE10059268C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Koppelgitters für einen Wellenleiter
DE60202230T2 (de) Naheffektkorrektur mittels nicht aufgelöster Hilfsstrukturen in Form von Leiterstäben
DE69434837T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer photolithographischen Maske
WO2006021540A2 (de) Optisches system, nämlich objektiv oder beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen projektionsbelichtungsanlage
DE10124474A1 (de) Mikrolithographisches Belichtungsverfahren sowie Projektionsobjektiv zur Durchführung des Verfahrens
DE102007027985A1 (de) Optisches System, insbesondere Beleuchtungseinrichtung oder Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102007010650A1 (de) Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE112006001230T5 (de) Verarbeitungsverfahren und Verarbeitungsvorrichtung, die interferierte Laserstrahlen verwenden
DE4422038C2 (de) Zum Herstellen von Halbleiterbauelementen verwendete Diffraktionsmaske
DE10252051B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Fotomaske
DE102011079837A1 (de) Optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
EP1959302B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements sowie nach einem derartigen Verfahren hergestelltes diffraktives optisches Element
DE102004049735A1 (de) Maske zur Verwendung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
WO2008009353A1 (de) Beleuchtungssystem einer mikrolithographischen projektionsbelichtungsanlage
DE10301475B4 (de) Verfahren zum Belichten eines Substrates mit einem Strukturmuster
DE102011082481A1 (de) Beleuchtungssystem einer mikrolithographischen projektionsbelichtungsanlage und verfahren zu deren betrieb
DE102020112776B4 (de) Fotolithografische EUV-Maske sowie Verfahren zum Herstellen einer fotolithografischen EUV-Maske
DE102007019831B4 (de) Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102005031084A1 (de) Mikrolithografisches Belichtungsverfahren sowie Projektionsbelichtungsanlage zur Durchführung des Verfahrens
DE102012213553A1 (de) Optisches System, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102012217769A1 (de) Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
DE102013021513B4 (de) Optisches Modul zur Optimierung einer Intensitätsverteilung von Strahlung einer ersten Wellenlänge und zum Transmittieren von Strahlung einer zweiten Wellenlänge
DE10351607B4 (de) Anordnung zur Projektion eines auf einer Photomaske gebildeten Musters auf einen Halbleiterwafer
DE10028426A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer dreidimensionalen Struktur

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee