DE102005048107B4

DE102005048107B4 - Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie für eine lithographische Reflexionsmaske

Info

Publication number: DE102005048107B4
Application number: DE102005048107A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hirscher; Frank-Michael Kamm
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2010-09-23
Anticipated expiration: 2025-10-08
Also published as: US20060095208A1; US7376512B2; US20060275675A1; DE102005048107A1; JP2006128705A; US7094507B2

Abstract

Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie einer lithographischen Reflexionsmaske (31) umfassend eine Reflexionsschicht (5) und einen auf der Reflexionsschicht (5) angeordneten strukturierten Absorber-Schichtenstapel (12; 22; 32), der eine Pufferschicht (14; 24; 34) und eine Absorberschicht (13; 23; 33) aufweist, umfassend:
a) Bestimmen einer Sollstruktur für eine auf einem Substrat abzubildende Struktur mithilfe einer Belichtungseinheit, die die lithographische Reflexionsmaske (31) zum Reflektieren einer Strahlung aufweist, wobei die Sollstruktur einen Bereich kritischer Strukturgrößen mit Sollwerten für die kritischen Strukturgrößen umfasst;
b) Bestimmen einer Absorber-Schichtenstapelgeometrie für die Sollstruktur, wobei ein Wert für mindestens einen Absorber-Schichtenstapelparameter bestimmt wird, wobei der Absorber-Schichtenstapelparameter eine Pufferschichtdicke, einen Pufferschicht-Kantenwinkel, eine Absorberschichtdicke, einen Absorberschicht-Kantenwinkel und eine laterale Absorberschichtenstapelgröße umfasst;
c) Simulieren von Luftbildern der auf dem Substrat abzubildenden Struktur zum Bestimmen eines vorgegebenen Bereichs von Defokuswerten;
d) Auswerten jedes Luftbildes durch Anlegen eines vorgegebenen Bereichs von Intensitätsgrenzwerten zum Bestimmen entsprechender kritischer Strukturgrößenwerte für die auf...

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie für eine lithographische Reflexionsmaske, ein Verfahren zur Herstellung einer lithographischen Reflexionsmaske und eine lithographische Reflexionsmaske.
Hintergrund der Erfindung
Die Herstellung hochintegrierter elektrischer Schaltungen mit geringen Strukturgrößen erfordert spezielle Strukturierungstechniken. Eine der am meisten verwendeten Techniken ist das sogenannte lithographische Strukturierungsverfahren. Dieses Verfahren umfasst das Aufbringen einer dünnen Schicht eines strahlungsempfindlichen Photoresists auf der Oberfläche einer Halbleitersubstratscheibe, auch Wafer genannt, und Belichten der Schicht mit einer durch eine lithographische Maske gefilterten Strahlung. Bei der sogenannten Photolithographie wird elektromagnetische Strahlung verwendet. Während der Belichtung wird mithilfe einer Belichtungseinheit, welche die Maske enthält, eine auf der Maske befindliche lithographische Struktur auf der Photoresistschicht abgebildet. Anschließend wird die gewünschte Struktur auf die Photoresistschicht und schließlich durch Entwickeln und Ätzverfahren auf die Oberfläche des Wafers übertragen.
Eine Hauptanforderung in der Halbleiterindustrie besteht darin, eine stetige Verbesserung der Leistung in immer schnelleren integrierten Schaltungen zu erzielen, wobei diese mit der Miniaturisierung der elektronischen Strukturen einher geht. Dabei wird die erreichbare Auflösung der Struktur in der Regel durch die Wellenlänge der verwendeten Strahlung einge schränkt. Im Zuge dieser Entwicklungen finden lithographische Verfahren mit immer kleineren Strahlungswellenlängen statt. Gegenwärtig liegt die kleinste Belichtungswellenlänge bei der Herstellung von Halbleiterbausteinen bei 193 nm, wodurch die kleinste herstellbare Strukturgröße etwa 70 nm beträgt. In naher Zukunft ist der Einsatz der sogenannten 193 nm-Immersionslithographie geplant, womit eine minimale Strukturgröße von etwa 50 nm ermöglicht wird.
Um noch kleinere Strukturgrößen zu erreichen, wird derzeit die sogenannte EUVL-Technik (EUVL – extreme ultraviolet lithography) entwickelt, die auf dem Einsatz elektromagnetischer Strahlung im extremen UV-Bereich (EUV) mit einer Wellenlänge von 13,4 nm beruht. In der Halbleiterindustrie ist vorgesehen, bis zum Ende des Jahrzehnts EUV-Lithographie für die Herstellung dicht gepackter Strukturen mit einer Größe von weniger als 40 nm und isolierter Strukturen mit einer Größe von weniger als 25 nm einzusetzen.
Da für EUV-Strahlung keine Brechungsmaterialien (Linsen) zur Verfügung stehen, muss die Strahlung über spezielle Spiegel reflektiert werden, beispielsweise durch mehrschichtige Reflexionselemente, die in den entsprechenden Belichtungssystemen für die Belichtungseinheiten und die lithographischen Masken verwendet werden. Eine typische EUVL-Reflexionsmaske umfasst ein Trägersubstrat, eine mehrschichtige Reflexionsschicht auf dem Trägersubstrat und einen strukturierten Absorberschichtenstapel auf der mehrschichtigen Reflexionsschicht, welcher die lithographische Struktur festlegt. Die Reflexionsschicht besteht in der Regel aus einer Reihe von Si/Mo-Doppelschichten, die übereinander aufgebracht werden. Der strukturierte Absorberschichtenstapel umfasst in der Regel eine Pufferschicht, die beispielsweise aus SiO₂ besteht, und eine beispielsweise aus Cr oder TaN bestehende Absorberschicht. Die Pufferschicht des Absorberschichtenstapels dient zum Schutz der mehrschichtigen Reflexionsschicht während der Herstellung der Reflexionsmaske, insbesondere im Hinblick auf die Ausbesserung von Strukturdefekten.
Um einen hohen Kontrast des sogenannten Luftbilds, d. h. der Intensitätsverteilung der auf dem Wafer abgebildeten Strahlung zu erreichen, umfasst der Absorberschichtenstapel einer herkömmlichen EUVL-Reflexionsmaske im allgemeinen eine im Vergleich zur Wellenlänge der Strahlung relative große Dicke, und damit eine Geometrie mit einem hohen Aspektverhältnis, d. h. ein hohes Verhältnis zwischen der Dicke und einer lateralen Strukturgröße. Ein Absorberschichtenstapel mit einer ein hohes Aspektverhältnis einsetzenden Geometrie weist jedoch einige Nachteile auf. Da die lithographische Reflexionsmaske in einem schiefen Winkel von etwa 6° bezüglich einer senkrechten Ebene belichtet wird, treten in der Regel Schatteneffekte auf. Aufgrund des hohen Aspektverhältnisses des Absorberschichtenstapels beeinträchtigen diese Schatteneffekte die Abbildungsqualität eines lithographischen Verfahrens erheblich. Insbesondere treten strukturelle Verschiebungen und Veränderungen der lateralen Strukturgrößen, die auch kritische Dimensionen (CD – critical dimension) genannt werden, auf.
Eine weitere Folge einer ein hohes Aspektverhältnis einsetzenden Geometrie bei einem Absorberschichtenstapel besteht in einer Verringerung des lithographischen Prozessfensters, d. h. des Bereichs möglicher Werte für Defokus- und Intensitätsdosierungen im Zusammenhang mit akzeptablen Sollwerten für die kritischen Strukturgrößen. Im Allgemeinen sind in einem lithographischen Verfahren die Einstellungen für die Fokussierungs- und Intensitätsdosierungen bei den Belichtungseinheiten nicht konstant, sondern unterliegen Schwankungen, beispielsweise weil der Wafer nicht völlig flach ist oder aufgrund von Fluktuationen, die durch die Belichtungseinheit verursacht werden. Aufgrund dieser Schwankungen liegen die Zielwerte für die kritischen Strukturgrößen innerhalb eines bestimmten Bereichs. Eine Verringerung des Prozessfensters erhöht die Gefahr von Ausschuss bei den bearbeiteten Wafern aufgrund von Strukturen mit inakzeptablen kritischen Strukturgrößen.
Zur Lösung dieser Probleme gibt es verschiedene Ansätze. Einer davon basiert auf der Bereitstellung von Reflexionsmasken mit strukturierten, vielschichtigen Reflexionsschichten anstelle von strukturierten Absorberschichtenstapeln zur Vermeidung von Schattenbildung, wie in der DE 101 23 768 A1 beschrieben. Jedoch sind bei der Anwendung solcher Reflexionsmasken mit strukturierten Reflexionsschichten die zusätzliche Entwicklung von Untersuchungsverfahren zum Auffinden von Fehlern, sowie Reparaturverfahren erforderlich. Jedoch ist im Fall von „dark defects”, d. h. ein Bereich, in dem zu viele reflexive Mehrfachschichten entfernt wurden, eine Reparatur so gut wie unmöglich. Darüber hinaus ist die Stabilität von strukturierten mehrschichtigen Reflexionsschichten, insbesondere im Hinblick auf Reinigungsverfahren, geringer.
Weitere Ansätze betreffen Verfahren zum Bestimmen von verbesserten Absorberschichtenstapel-Layouts. Dabei werden optische Simulationen oder Luftbildsimulationen durchgeführt, bei denen Strukturelemente von Absorberschichtenstapel fortlaufend lateral verschoben werden, um Verschiebungen der Sollstrukturen aufgrund von Schatteneffekten auszugleichen oder zu minimieren. Solche Verfahren, die OPC-Techniken auf standardmäßigen Übertragungsmasken ähneln, sind jedoch sehr komplex und zeitaufwändig.
Aus der US 2003/0013216 A1 gehen unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von Reflexionsmasken hervor. In einem Verfahren wird ein Trägersubstrat mit einer Reflexionsschicht und einem auf der Reflexionsschicht angeordneten Absorberrohling bereitgestellt, wobei der Absorberrohling eine unstrukturierte Pufferschicht und eine unstrukturierte Absorberschicht aufweist. Der Absorberrohling wird nachfolgend zur Festlegung einer lithographischen Struktur strukturiert, wobei die Sei tenwände der Absorberschicht mit einem schrägen Kantenwinkel versehen werden, um Abschattungseffekte zu verringern. In einem anderen Verfahren wird ein Trägersubstrat bereitgestellt, welches zur Vermeidung von Abschattungseffekten lediglich eine Reflexionsschicht aufweist. Zur Festlegung einer lithographischen Struktur wird das Reflexionsvermögen in bestimmten Bereichen der Reflexionsschicht durch Einsatz eines Lasers oder Durchführen einer Ionenimplantation reduziert.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie bei einer Reflexionsmaske.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine lithographische Reflexionsmaske mit einem optimalen Absorberschichtenstapel, bei der die oben beschriebenen Nachteile von aus dem Stand der Technik bekannten Reflexionsmasken mit Absorberschichtenstapeln mit hohem Aspektverhältnis eliminiert oder verringert werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer lithographischen Reflexionsmaske mit einem optimalen Absorberschichtenstapel.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie einer lithographische Reflexionsmaske beschrieben, die eine Reflexionsschicht und einen auf der Reflexionsschicht vorgesehenen strukturierten Absorber-Schichtenstapel umfasst, der eine Pufferschicht und eine Absorberschicht aufweist. In einem ersten Schritt wird eine Sollstruktur für eine auf einem Substrat abzubildende Struktur mithilfe einer Belichtungseinheit bestimmt, die die lithographische Reflexionsmaske zum Reflektieren einer Strahlung aufweist. Die Sollstruktur umfasst einen Bereich kritischer Strukturgrößen mit Sollwerten für die kritischen Strukturgrößen.
Anschließend wird eine Absorber-Schichtenstapelgeometrie für die Sollstruktur bestimmt. Dieser Schritt umfasst das Bestimmen eines Werts für mindestens einen Absorber-Schichtenstapelparameter, wobei der Absorber-Schichtenstapelparameter eine Pufferschichtdicke, einen Pufferschicht-Kantenwinkel, eine Absorberschichtdicke, einen Absorptionsschicht-Kantenwinkel und eine laterale Absorberschichtenstapelgröße umfasst.
Anschließend werden Luftbilder der auf dem Substrat abzubildenden Struktur zum Bestimmen eines vorgegebenen Bereichs von Defokuswerten simuliert. Dieser Bereich von Defokuswerten entspricht beispielsweise typischen Fokusfehlern, die durch eine in einem lithographischen Verfahren verwendete Belichtungseinheit verursacht werden.
In einem darauffolgenden Schritt wird jedes Luftbild durch Anlegen eines vorgegebenen Bereichs von Intensitätsgrenzwerten zum Bestimmen entsprechender kritischer Strukturgrößenwerte für die auf dem Substrat abzubildende Struktur ausgewertet. Durch das Anlegen eines vorgegebenen Bereichs von Intensitätsgrenzwerten werden beispielsweise typische Schwankungen bei der Intensitätsdosierung einer Belichtungseinheit oder andere Prozessschwankungen, wie z. B. Variationen der Entwicklerkonzentration, die den Schwankungen der Intensitätsdosierung entsprechen, in die Simulation eingebracht.
Anschließend werden die so erhaltenen kritischen Strukturwerte der auf dem Substrat abgebildeten Struktur mit dem Bereich der kritischen Strukturgrößen für die Sollstruktur verglichen, um ein Prozessfenster zu bestimmen. Dabei wird die Größe des Prozessfensters durch Defokus- und Intensitätsgrenzwerte bestimmt, die den Sollwerten für die kritischen Strukturgrößen entsprechen.
Anschließend werden weitere Absorber-Schichtengeometrien für die Sollstruktur durch Variieren des Werts für den Absorber-Schichtenstapelparameter bestimmt. Danach werden die beschriebenen Schritte des Simulierens und Auswertens der Luftbilder und des Vergleichens der erhaltenen Werte für die kritischen Strukturgrößen für die weiteren Absorber-Schichtenstapelgeometrien zum Bestimmen weiterer Prozessfenster wiederholt.
Danach werden die Größen der ermittelten Prozessfenster bezüglich der bestimmten Absorber-Schichtenstapelgeometrien zum Bestimmen einer optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie verglichen. Dabei wird die optimale Absorber-Schichtenstapelgeometrie durch das größte Prozessfenster festgelegt.
Dieses Verfahren ermöglicht das akkurate und zuverlässige Bestimmen einer optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie für eine lithographische Reflexionsmaske. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen OPC-ähnlichen Simulationsverfahren konzentriert sich das erfindungsgemäße Verfahren lediglich auf die Variation der „vertikalen” Parameter einer Absorber-Schichtenstapelgeometrie, wie beispielsweise auf die Dicke und den Seitenwandwinkel der Absorberschicht und der Pufferschicht. Folglich ist das erfindungsgemäße Verfahren weniger zeitaufwändig.
Darüber hinaus betrifft das erfindungsgemäße Verfahren das Bestimmen einer optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie hinsichtlich eines größtmöglichen Prozessfensters. Folglich kann eine Absorberschichtenstapelgeometrie einer lithographischen Reflexionsmaske bestimmt werden, die trotz unerwünschter und störender Defokuseinstellungen und Schwankungen bei der Intensitätsdosierung stabile lithographische Prozessbedingungen aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Bestimmen eines optimalen Absorberschichtenstapels mit verringerter Dicke im Vergleich zu den oben beschriebenen herkömmlichen Reflexionsmasken mit Absorberschichtstapeln mit hohem Aspektverhältnis. Folglich trägt das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Absorberschichtenstapelgeometrie einer lithographischen Reflexionsmaske mit verringerten Schatteneffekten bei. Auf diese Weise kann die Abbildungsqualität des lithographischen Verfahrens weiter verbessert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein in den Simulationsschritten verwendeter Bereich von Werten der Absorber-Schichtenstapelparameter auf der Grundlage von Intensitätskontrastwerten der simulierten Luftbilder bestimmt.
Diese Luftbilder werden im voraus gemäß den oben beschriebenen Simulationsschritten simuliert und hinsichtlich des Intensitätskontrasts, d. h. des Unterschieds zwischen den minimalen und den maximalen Intensitätswerten der Luftbilder analysiert. Anschließend werden Werte der Absorber-Schichtenstapelparameter und damit Absorber-Schichtenstapelgeometrien bestimmt, die ausreichend hohen Kontrastwerten für diese Luftbilder entsprechen. Folglich kann eine optimale Absorber-Schichtenstapelgeometrie für eine lithographische Reflexionsmaske bestimmt werden, die in einem lithographischen Verfahren hohe Luftbildkontraste zur Verfügung stellt. Zusätzlich wird das Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie aufgrund der vorhergehenden Bestimmung der Werte für die Absorber-Schichtenstapelparameter beschleunigt. Darüber hinaus werden vorzugsweise niedrige Werte für die Dicke der Pufferschicht und/oder der Absorberschicht im voraus spezifisch bestimmt. Auf diese Weise weist der resultierende bestimmte optimale Absorberschichtenstapel eine geringe Dicke auf, so dass Schatteneffekte vermindert werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Bereich von Werten für den in den Simulationsschritten verwendeten Absorber-Schichtenstapelparameter auf der Grundlage von Intensitätskontrastwerten von simulierten Nahfeld-Bildern der von der lithographischen Reflexionsmaske reflektierten Strahlung bestimmt.
Im Gegensatz zu Luftbildern beinhalten Nahfeld-Bilder lediglich die Reflexionsleistung der lithographischen Reflexionsmaske und vernachlässigen die optischen Eigenschaften der Belichtungseinheit. Folglich kann die vorhergehende Bestimmung von Werten für die Absorber-Schichtenstapelparameter beschleunigt und insbesondere unabhängig von den Eigenschaften einer Belichtungseinheit ausgeführt werden. Dabei werden vorzugsweise Werte für die Absorber-Schichtenstapelparameter vorbestimmt, die hinreichend hohen Kontrastwerten für die Nahfeld-Bilder entsprechen. Insbesondere werden vorzugsweise niedrige Werte für die Pufferschicht und/oder für die Dicke der Absorberschicht bestimmt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer lithographischen Reflexionsmaske beschrieben, wobei die Reflexionsmaske eine Reflexionsschicht und einen auf der Reflexionsschicht vorgesehenen strukturierten Absorber-Schichtenstapel, der eine Pufferschicht und eine Absorberschicht aufweist, umfasst. In einem ersten Schritt wird eine optimale Absorber-Schichtenstapelgeometrie für die lithographische Reflexion durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer der Ausführungsformen des oben beschriebenen Verfahrens bestimmt. Anschließend wird ein Trägersubstrat mit einer Reflexionsschicht und einem auf der Reflexionsschicht vorgesehenen Absorberrohling zur Verfügung gestellt. Der Absorberrohling umfasst eine unstrukturierte Pufferschicht und eine unstrukturierte Absorberschicht, wobei die Dicke der Pufferschicht und der Absorberschicht gemäß der festgelegten optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie bestimmt werden. Daraufhin wird der Absorberrohling gemäß der Sollstruktur zum Bereitstellen eines strukturierten Absorberschichtenstapels auf der Reflexionsschicht strukturiert, wobei die Seitenwände der Pufferschicht und der Absorberschicht mit Kantenwinkeln gemäß der festgelegten optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie versehen werden.
Dieses Verfahren ermöglicht es, eine lithographische Reflexionsmaske mit einem optimalen Absorberschichtenstapel herzustellen, wodurch in einem lithographischen Verfahren eine verbesserte Abbildungsqualität erzielt werden kann. Das Verfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung einer lithographischen Reflexionsmaske, die einen Absorberschichtenstapel mit verringerter Dicke umfasst. Wie oben beschrieben, zeichnet sich eine solche Reflexionsmaske durch verringerte Schatteneffekte aus, wodurch die Abbildungsqualität im lithographischen Verfahren zusätzlich verbessert wird.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine lithographische Reflexionsmaske zur Verfügung gestellt. Diese lithographische Reflexionsmaske umfasst ein Trägersubstrat, eine auf dem Trägersubstrat vorgesehene Reflexionsschicht und einen auf der Reflexionsschicht vorgesehenen strukturierten Absorberschichtenstapel. Der Absorberschichtenstapel umfasst eine Pufferschicht und eine Absorberschicht, wobei die Seitenwände der Absorberschicht einen Kantenwinkel von mindestens zehn Grad in Bezug auf eine senkrechte Ebene aufweisen. Eine solche lithographische Reflexionsmaske stellt eine gute Abbildungsqualität in einem lithographischen Verfahren zur Verfügung, da Schatteneffekte reduziert werden. Dies gilt insbesondere für eine geringe Dicke des Absorberschichtenstapels.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Seitenwände der Absorberschicht einen Kantenwinkel von mindestens zwanzig Grad in Bezug auf eine senkrechte Ebene auf, was die Schatteneffekte weiter verringert und so die Abbildungsqualität verbessert.
Eine vergleichbare Auswirkung auf die Abbildungsqualität wird durch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt, in der die Seitenwände der Pufferschicht einen Kantenwinkel von mehr als Null Grad in Bezug auf eine senkrechte Ebene aufweisen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird im Folgenden detailliert anhand der Figuren und der beispielhaften Ausführungsformen beschreiben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer herkömmlichen lithographischen Reflexionsmaske, die in einem schiefen Win kel belichtet wird, sowie ein schematisches Intensitätsprofil;
2 Bossung-Verteilungen, die durch die Luftbild-Simulation einer auf einer herkömmlichen lithographischen Reflexionsmaske reflektierten Strahlung erhalten werden;
3 ein Diagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie einer lithographischen Reflexionsmaske;
4 einen Parameterbereich simulierter Absorberschichtenstapelgeometrien, der zum Bestimmen einer optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie verwendet wird;
5 eine schematische Darstellung eines optimalen Absorberschichtenstapels, der mithilfe des in 4 dargestellten Parameterbereichs hergestellt wurde;
6 einen weiteren Parameterbereich einer simulierten Absorberschichtenstapelgeometrie;
7 eine schematische Darstellung eines optimalen Absorberschichtenstapels, der mithilfe des in 6 dargestellten Parameterbereichs hergestellt wurde;
8 ein Diagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer lithographischen Reflexionsmaske; und
9 eine schematische Darstellung einer lithographischen Reflexionsmaske gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
1 zeit eine schematische Darstellung eines Bereichs einer herkömmlichen lithographischen Reflexionsmaske 1, die insbesondere in einem EUVL-Verfahren eingesetzt wird. Zu die sem Zweck ist die Reflexionsmaske 1 in einer (nicht gezeigten) Belichtungseinheit integriert und wird in einem spitzen Winkel von beispielsweise 6° durch eine EUVL-Strahlung 7 mit einer Wellenlänge von z. B. 13,4 nm belichtet.
Die Reflexionsmaske 1 umfasst ein Trägersubstrat 6 und eine vielschichtige Reflexionsschicht 5, die auf dem Trägersubstrat 6 aufgebracht ist. Die Reflexionsschicht 5 umfasst eine Anzahl von reflexiven Doppelschichten, z. B. Si/Mo-Schichten, die die einfallende Strahlung reflektieren können.
Zum Bestimmen einer Sollstruktur für eine mithilfe einer Belichtungseinheit, die eine Reflexionsmaske 1 umfasst, auf einem Substrat oder einem Wafer abzubildende Struktur umfasst die Reflexionsmaske 1 außerdem einen strukturierten Absorberschichtenstapel 2, der auf der vielschichtigen Reflexionsschicht 5 vorgesehen ist. Der Absorberschichtenstapel 2 umfasst eine strukturierte Absorberschicht 3 mit einer Absorberschichtdicke A sowie eine strukturierte Pufferschicht 4 mit einer Pufferschichtdicke B.
Die strukturierte Absorberschicht 3, die beispielsweise aus Cr oder TaN besteht, dient zur Aufnahme von Strahlung 7 in bestimmten Bereichen, um so die auf dem Substrat abzubildende Struktur zu definieren. Um eine hohe Absorption zu gewährleisten, wird die Absorberschicht 3 in der Regel mit einer relativ hohen Dicke hergestellt. Die Absorberschicht 3 der Reflexionsmaske 1 umfasst eine Dicke A von beispielsweise 70 nm.
Die Pufferschicht, die sich zwischen der Absorberschicht 7 und der Reflexionsschicht 5 befindet, dient zum Schutz der Reflexionsschicht 5 während der Herstellung der lithographischen Reflexionsmaske 1, insbesondere im Hinblick auf Reparaturverfahren bei strukturellen Defekten der Absorberschicht 3. Die Pufferschicht 4 ist in der Regel wie die Absorber schicht 3 strukturiert und umfasst eine Dicke B von beispielsweise 60 nm.
1 zeigt außerdem eine laterale Strukturgröße L des Absorberschichtenstapels 2, welche der Breite einer Vertiefung zwischen zwei Strukturelementen des Absorberschichtenstapels 2 entspricht. Diese laterale Strukturgröße L soll in eine kritische Strukturgröße der mithilfe der Belichtungseinheit mit der lithographischen Reflexionsmaske 1 auf dem Substrat abzubildenden Struktur umgewandelt werden. Die laterale Strukturgröße L kann alternativ als die Breite eines Strukturelements des Absorberschichtenstapels 2 definiert werden.
Wie aus 1 ersichtlich, ist die zwischen den Strukturelementen des Absorberschichtenstapels 2 befindliche Vertiefung mit senkrechten Seitenwänden versehen. Mit anderen Worten haben die Seitenwände der Pufferschicht 4 und der Absorberschicht 3 bezüglich einer senkrechten Ebene Kantenwinkel von 0°.
Der Absorberschichtenstapel 2 der dargestellten herkömmlichen Reflexionsmaske 1 zeichnet sich durch eine relativ starke Dicke im Vergleich zur Wellenlänge der Strahlung aus, was durch die Dicken A, B der Absorberschicht 3 und der Pufferschicht 4 bedingt ist. Darüber hinaus zeichnet sich der Absorberschichtenstapel 2 durch ein hohes Aspektverhältnis, d. h. ein hohes Verhältnis zwischen der Dicke des Absorberschichtenstapels 2 und der lateralen Strukturgröße L aus. Die hohe Dicke und das hohe Aspektverhältnis des strukturierten Absorberschichtenstapels 2 der lithographischen Reflexionsmaske 1 bringt einige Nachteile mit sich.
Das hohe Aspektverhältnis des Absorberschichtenstapels 2 bewirkt in Verbindung mit der Belichtung der Reflexionsmaske 1 in einem schiefen Winkel Schatteneffekte des strukturierten Absorberschichtenstapels 2, wodurch das Intensitätsprofil der reflektierten Strahlung 7 beeinträchtigt wird. Diese Beein trächtigung durch Schatteneffekte ist aus dem in 1 dargestellten Intensitätsprofil ersichtlich. In Bezug auf den Mittelpunkt der zwischen den Strukturelementen des Absorberschichtenstapels 2 befindlichen Vertiefung, die durch die gestrichelte Linie in 1 gekennzeichnet ist, ist die maximale Intensität verschoben. Darüber hinaus hat das Intensitätsprofil 8 eine asymmetrische Form. In einem lithographischen Verfahren verursacht ein solches Intensitätsprofil 8 Veränderungen in der Strukturbreite und strukturelle Verschiebungen, wodurch die Abbildungsqualität vermindert wird.
Eine weitere Folge der Schatteneffekte besteht in der Verkleinerung des lithographischen Prozessfensters. Das Prozessfenster kennzeichnet die möglichen Variationen der Werte für die Defokus- und Intensitätsdosierung, die einem endgültigen akzeptablen Bereich für die kritischen Strukturwerte einer mithilfe einer Belichtungseinheit auf einem Substrat abgebildeten Struktur entsprechen. Diese Variationen werden dadurch verursacht, dass beispielsweise der Wafer nicht ganz flach ist, oder durch Schwankungen der Belichtungseinheit während des lithographischen Verfahrens.
Ein lithographisches Prozessfenster und insbesondere seine Größe kann mithilfe sogenannter Bossung-Verteilungen bewertet werden. Hierfür sind in 2 eine Reihe von Bossung-Verteilungen 9 dargestellt, die durch eine Luftbildsimulation erhalten werden. Ein Luftbild ist eine normalisierte Intensitätsverteilung einer mithilfe einer Belichtungseinheit während eines lithographischen Verfahrens auf einem Substrat abgebildeten Strahlung.
Im Allgemeinen wird für einen Bereich von Defokuswerten eine Anzahl von Luftbildern simuliert. Durch die Anwendung eines Bereichs von Intensitätsgrenzwerten, die den variierenden Intensitätsdosierungen der Belichtungseinheit entsprechen, können kritische Strukturgrößen der auf dem Substrat abgebildeten Struktur abgeleitet werden. Hieraus können Graphen erhal ten werden, die die Abhängigkeit zwischen den kritischen Strukturgrößen und den Defokuswerten für konstante Intensitätsgrenzwerte darstellen und die auch als Bossung-Verteilungen 9 bezeichnet werden.
Die Bossung-Verteilungen 9 ermöglichen die Bestimmung eines Prozessfensters 10, wie in 2 dargestellt. Dieses Prozessfenster 10 bestimmt einen akzeptablen Bereich kritischer Strukturwerte und einen Bereich von Defokuswerten. Die entsprechenden akzeptablen Intensitätsgrenzwerte werden folglich durch die Bossung-Verteilungen 9 in diesen Wertebereichen angezeigt.
Die oben beschriebenen Schatteneffekte des Absorberschichtenstapels 2 der herkömmlichen Reflexionsmaske 1 bewirken ein Kippen oder eine Krümmung der parabolischen Bossung-Verteilungen 9. Die gekrümmte Form der Bossung-Verteilungen 9 bewirkt, dass einige Bossung-Verteilungen 9 durch die bestimmten kritischen Strukturgrößen und Defokuswerte verlaufen. Mit anderen Worten bewirken die Schatteneffekte eine Verkleinerung des Prozessfensters 10.
3 zeigt ein Diagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie einer lithographischen Reflexionsmaske. Dabei umfasst die lithographische Reflexionsmaske eine Reflexionsschicht und einen strukturierten, auf der Reflexionsschicht aufgebrauchten Absorberschichtenstapel, der eine Pufferschicht und eine Absorberschicht umfasst.
In einem ersten Schritt 41 wird eine Sollstruktur bestimmt, die auf einem Substrat oder einem Wafer mithilfe einer Belichtungseinheit, die die lithographische Reflexionsmaske zum Reflektieren einer Strahlung umfasst, abgebildet wird. Diese Sollstruktur, die z. B. eine Linien- und Raumstruktur oder eine Kontaktlochstruktur beinhaltet, umfasst einen Bereich kri tischer Strukturwerte mit Sollwerten für die kritischen Strukturgrößen.
In einem darauffolgenden Schritt 42 wird eine Absorberschichtenstapelgeometrie für die Sollstruktur bestimmt. Dieser Schritt 42 umfasst das Bestimmen von Werten von Absorberschichtenstapel-Parametern, wie z. B. eine Pufferschichtdicke, einen Pufferschicht-Kantenwinkel, eine Absorberschichtdicke, einen Absorberschicht-Kantenwinkel und eine laterale Strukturgröße des Absorberschichtenstapels.
Anschließend werden die auf dem Substrat abgebildeten Luftbilder der Struktur für einen vorbestimmten Bereich von Defokuswerten (Schritt 43) simuliert. Die Simulation der Luftbilder basiert auf zusätzlichen Parametern, wie beispielsweise optischen Materialparametern der Absorberschicht und der Pufferschicht, z. B. dem Absorptionskoeffizienten, und auf Parametern, die die Belichtungseinheit kennzeichnen, wie beispielsweise dem Einfallswinkel der Strahlung, einer numerischen Apertur, einer teilweisen Kohärenz und einem Reduktionsfaktor.
In einem nachfolgenden Schritt 44 wird jedes Luftbild unter Anwendung eines vorbestimmten Bereichs von Intensitätsgrenzwerten ausgewertet, um entsprechende kritische Strukturwerte der auf dem Substrat abzubildenden Struktur zu erhalten. Wie oben erwähnt entsprechen diese Intensitätsgrenzwerte den Intensitätsdosierungswerten der Belichtungseinheit. Dieser Schritt 44 entspricht einem idealisierten Photoresistsystem mit unendlichem Kontrast.
Danach werden die resultierenden kritischen Strukturwerte der auf dem Substrat abgebildeten Struktur mit dem Bereich kritischer Strukturgrößen mit den Sollwerten der kritischen Strukturgrößen der Sollstruktur verglichen, um ein Prozessfenster zu bestimmen (Schritt 45), wobei die Größe des Prozessfensters durch Defokus- und Intensitätsgrenzwerte bestimmt wird, die Sollwerten für die kritischen Strukturgrößen entsprechen. Dieser Schritt 45 kann beispielsweise mithilfe der oben beschriebenen Bossung-Verteilungen 9 durchgeführt werden.
Anschließend werden weitere Absorberschichtenstapelgeometrien für die Sollstruktur definiert, indem die Werte eines oder mehrerer Absorberschichtenstapelparameter variiert werden (Schritt 46). Dann werden die Schritte 43 bis 45 für die weiteren Absorberschichtenstapelgeometrien wiederholt, um weitere Prozessfenster zu bestimmen (Schritt 47).
Schließlich werden die Größen der bestimmten Prozessfenster, die den definierten Absorberschichtenstapelgeometrien entsprechen, in einem Schritt 48 verglichen, um die optimale Absorberschichtenstapelgeometrie zu bestimmen. Dabei wird die optimale Absorberschichtenstapelgeometrie anhand der maximalen Prozessfenstergröße ausgewählt.
Was die Absorberschichtenstapelparameter betrifft, so gibt es eine Reihe von unterschiedlichen Ausführungsformen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine Ausführungsform umfasst z. B. die Verwendung bestimmter konstanter Werte für die Pufferschichtparameter und das Variieren der Werte für die Absorberschichtparameter.
Hierfür zeigt 4 einen Parameterbereich 11 simulierter Absorberschichtenstapelgeometrien, der zum Bestimmen einer optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie verwendet wird. Der Parameterbereich 11 umfasst Informationen über die Größe des Prozessfensters für verschiedene Winkelwerte der Absorberschichtkanten (Neigung der Absorberschicht) und verschiedene Dicken der Absorberschicht. Die Größe des Prozessfensters wird durch eine Helligkeitsskala angezeigt, die an der Leiste auf der rechten Seite abgelesen werden kann. Diese Leiste ordnet unterschiedlichen Helligkeitsstufen unterschiedliche Prozessfenstergrößen zu, welche in varierbare Einheiten unterteilt sind.
Die Prozessfenstergrößen wurden durch das anhand von 3 beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bestimmt. Hierfür wurde die Simulation der Luftbilder auf der Grundlage einer Sollstruktur in Form einer dicht gepackten Linien- und Raumstruktur mit kritischen Strukturgrößen von 30 nm, einem Einfallswinkel der Strahlung von 6° in Bezug auf eine senkrechte Ebene, einer numerischen Apertur NA von 0,3, einer partiellen Kohärenz Sigma = 0,7 und einem Reduktionsfaktor von 5 durchgeführt. Für die Pufferschichtparameter wurden konstante Werte verwendet, und zwar eine Dicke von 60 nm und ein Kantenwinkel für die Pufferschicht von 0° in Bezug auf eine senkrechte Ebene.
Im Parameterbereich 11 in 4 kennzeichnet der durchgezogene Kreis die Absorberschichtenstapelgeometrie einer herkömmlichen EUVL-Reflexionsmaske, wobei der gestrichelte Kreis die optimale Absorberschichtenstapelgeometrie mit einem maximalen Prozessfenster anzeigt. Die optimale Absorberschichtenstapelgeometrie zeichnet sich durch eine Absorberschichtdicke von 30 nm und einen Kantenwinkel der Absorberschicht von 20° in Bezug auf eine senkrechte Ebene aus.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Absorberschichtenstapels 12 mit einer Absorberschicht 13 und einer Pufferschicht 14, wobei der Absorberschichtenstapel eine optimale Geometrie gemäß dem Parameterbereich 11 von 4 aufweist. Im Vergleich zu einer herkömmlichen EUVL-Reflexionsmaske weist eine Reflexionsmaske mit dem Absorberschichtenstapel 12 aufgrund des größeren Prozessfensters eine verbesserte Abbildungsstabilität auf. Darüber hinaus ist die Dicke des Absorberschichtenstapel 12 mit 90 nm gegenüber der Dicke eines Absorberschichtenstapels bei einer herkömmlichen Reflexionsmaske verringert. Die Dicke des Absorberschichtenstapels 2 der Reflexionsmaske 1 aus 1 beträgt beispielsweise 130 nm. Folglich können Schatteneffekte verringert werden, wodurch sich die Abbildungsqualität verbessert.
6 zeigt einen weiteren Parameterbereich 21, welcher ebenfalls mittels des in 3 gezeigten erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt wurde. Auch hier basierte die Simulation auf einer Sollstruktur in Form einer Linien- und Raumstruktur mit einer kritischen Strukturgröße von 30 nm, einem Einfallswinkel der Strahlung von 6° in Bezug auf eine senkrechte Ebene, einer numerischen Apertur von 0,3, einen partiellen Kohärenz Sigma = 0,7 und einem Reduktionsfaktor 5. Wiederum wurden für die Pufferschichtparameter konstante Werte verwendet, nämlich eine Dicke von 10 nm und ein Kantenwinkel der Pufferschicht von 0° in Bezug auf eine senkrechte Ebene.
Der durchgezogene Kreis im Parameterbereich 21 kennzeichnet wiederum die Absorberschichtenstapelgeometrie einer herkömmlichen EUVL-Reflexionsmaske. Die durch den gestrichelten Kreis dargestellte optimale Absorberschichtenstapelgeometrie zeichnet sich durch eine Absorberschichtdicke von 50 nm und einen Kantenwinkel der Absorberschicht von etwa 25° in Bezug auf eine vertikale Ebene aus.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Absorberschichtenstapels 22 mit einer Absorberschicht 23 und einer Pufferschicht 24, der eine optimale Absorberschichtenstapelgeometrie gemäß dem Parameterbereich 21 aus 6 aufweist. Eine Reflexionsmaske mit einem solchen Absorberschichtenstapel 22 zeichnet sich abermals durch ein großes Prozessfenster und eine verbesserte Abbildungsqualität aufgrund einer verringerten Stapeldicke, im vorliegenden Fall 60 nm, aus.
Diese beiden in Bezug auf die 4, 5, 6 und 7 beschriebenen Simulationsbeispiele schränken jedoch den Umfang des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht ein. Hinsichtlich einer Variation der Parameter für den Absorberschichtenstapel existieren alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beispielsweise können konstante Kantenwinkel für die Absorberschicht und die Pufferschicht, z. B. 0° in Bezug auf eine senkrechte Ebene, verwendet und die Werte für die Dicke der Absorberschicht und der Pufferschicht zum Bestimmen einer optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie mit einem Prozessfenster maximaler Größe können variiert werden. Zusätzlich können die so bestimmten Werte der Dicken z. B. konstant gehalten und die Werte der Kantenwinkel für die Absorberschicht und die Pufferschicht anschließend zum Bestimmen einer weiter optimierten Absorberschichtenstapelgeometrie mit einem noch größeren Prozessfenster variiert werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird der Wert der Pufferschichtdicke konstant gehalten und die Werte der Absorberschichtdicke und der Kantenwinkel von Absorberschicht und Pufferschicht werden variiert. Darüber hinaus sind alternative Ausführungsformen denkbar.
In diesem Zusammenhang ist es außerdem möglich, eine laterale Strukturgröße für einen Absorberschichtenstapel als variierenden Parameter einzusetzen. Für diesen Parameter kann ein Wert definiert und beispielsweise zunächst konstant gehalten werden, um eine optimale Absorberschichtenstapelgeometrie mit einem maximalen Prozessfenster zu bestimmen. Danach wird der Wert der lateralen Absorberschichtenstapel-Strukturgröße variiert, um eine weiter optimierte Absorberschichtenstapelgeometrie mit einem noch größeren Prozessfenster zu bestimmen. Außerdem kann der Wert der lateralen Strukturgröße des Absorberschichtenstapels zuerst variiert und gegen Ende hin konstant gehalten, oder während der gesamten Simulation variiert werden.
Darüber hinaus kann ein Wertebereich für die in den Simulationsschritten verwendeten Absorberschichtenstapelparameter im voraus auf der Grundlage von Intensitätskontrastwerten simulierter Luftbilder definiert werden. Der Intensitätskontrast eines Luftbildes ist die Differenz zwischen den maximalen und den minimalen Intensitätswerten. In diesem Zusammenhang werden für den Absorberschichtenstapelparameter vorzugsweise Werte bestimmt, die einen relativ hohen Intensitätskontrast aufweisen. Mit einem solchen, im voraus bestimmten Bereich von in den Simulationsschritten verwendeten Absorberschichtenstapelparametern kann das in 3 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren beschleunigt werden. Insbesondere werden zusätzlich vorzugsweise niedrige Werte für die Dicken der Pufferschicht und/oder der Absorberschicht bestimmt. Auf diese Weise hat der optimale Absorberschichtenstapel zusätzlich eine geringe Dicke, was die Schatteneffekte verringert.
Alternativ kann ein Wertebereich für die in den Simulationsschritten verwendeten Absorberschichtenstapelparameter auf Grundlage von Intensitätskontrastwerten der simulierten Nahfelder bestimmt werden. Ein Nahfeld ist die Intensitätsverteilung der auf der Reflexionsmaske reflektierten Strahlung, was bedeutet, dass die optischen Eigenschaften einer Belichtungseinheit vernachlässigt werden. Folglich kann die oben beschriebene vorherige Bestimmung von Werten für den Absorberschichtenstapelparameter beschleunigt und unabhängig von den Eigenschaften der Belichtungseinheit durchgeführt werden. Daher werden vorzugsweise Werte für die Absorberschichtenstapelparameter definiert, die relativ hohe Intensitätskontraste zur Verfügung stellen, und insbesondere niedrige Werte für die Dicke der Pufferschicht und der Absorberschicht.
Darüber hinaus sind weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie denkbar, die Variationen oder Kombinationen der oben beschriebenen Ausführungsformen sind.
Das in 3 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren kann außerdem mit einem sogenannten Resistmodell erweitert werden, wodurch die Belichtungs- und Entwicklungsfunktion einer Photoresistschicht auf dem belichteten Substrat oder Wafer erzielt wird. Mithilfe eines Resistmodells kann die Wechselwir kung der Luftbilder mit der Photoresistschicht und ein nachfolgendes Entwickeln der Photoresistschicht, und somit das Photoresistabbild bzw. -Profil der Sollstruktur auf der Oberfläche des Substrats oder des Wafers simuliert werden. Für eine solche erweiterte Simulation werden zusätzliche Parameter für die Photoresisteigenschaften mit eingebunden. Außerdem muss die Größe des Prozessfensters auf andere Weise bestimmt werden, beispielsweise durch Werte für die Defokus- und Intensitätsdosierungen, die einem kritischen Strukturbereich des Photoresistprofils entsprechen.
8 zeigt ein Diagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer lithographischen Reflexionsmaske mit einer Reflexionsschicht und einem strukturierten, auf der Reflexionsschicht aufgebrachten Absorberschichtenstapel, wobei der Absorberschichtenstapel eine Pufferschicht und eine Absorberschicht umfasst. In einem ersten Schritt 51 wird eine optimale Absorberschichtenstapelgeometrie der Reflexionsmaske durch eine der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Simulationsverfahrens bestimmt.
In einem nachfolgenden Schritt 52 werden ein Trägersubstrat, mit einer Reflexionsschicht und ein auf der Reflexionsschicht aufgebrachter Absorberrohling zur Verfügung gestellt. Der Absorberrohling umfasst eine unstrukturierte Pufferschicht und eine unstrukturierte Absorberschicht, wobei die Puffer- und die Absorberschichtdicken gemäß der definierten optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie bestimmt werden.
In einem weiteren Schritt 53 wird der Absorberrohling gemäß der im Simulationsverfahren verwendeten Sollstruktur strukturiert, um einen strukturierten Absorberschichtenstapel auf der Reflexionsschicht vorzusehen. Dabei werden die Seitenwände der Puffer- und der Absorberschicht mit Kantenwinkeln gemäß der festgelegten optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie versehen. Falls erforderlich, wird außerdem eine laterale Strukturgröße des Absorberschichtenstapels gemäß der bestimm ten optimalen Absorberschichtenstapelgeometrie zur Verfügung gestellt.
Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung einer lithographischen Reflexionsmaske mit einem optimalen Absorberschichtenstapel, der in einem lithographischen Verfahren eine verbesserte Abbildungsqualität zur Verfügung stellt. Das Herstellungsverfahren ermöglicht insbesondere die Herstellung einer Reflexionsmaske mit einem Absorberschichtenstapel mit verringerter Dicke und folglich mit verringerten Schatteneffekten. Im Hinblick auf die verringerte Dicke des Absorberschichtenstapels wird der Strukturierungsschritt 53 außerdem vereinfacht. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren zum Herstellen von Reflexionsmasken mit optimalen Absorberschichtenstapeln, wobei die Puffer- und Absorberschichten insbesondere Seitenwände mit Kantenwinkeln von mehr als 0° in Bezug auf eine senkrechte Ebene aufweisen.
Hierfür zeigt 9 eine schematische Darstellung einer lithographischen (EUVL-)Reflexionsmaske 31 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Reflexionsmaske 31 kann vorzugsweise gemäß dem in 8 gezeigten Herstellungsverfahren gefertigt werden. Die Reflexionsmaske 31 umfasst ein Trägersubstrat 6 und eine mehrschichtige Reflexionsschicht 5, die auf dem Trägersubstrat 6 aufgebracht ist. Die Reflexionsmaske 31 umfasst weiterhin einen auf der Reflexionsschicht 5 aufgebrachten Absorberschichtenstapel 32. Der Absorberschichtenstapel 32 umfasst eine Pufferschicht 34 und eine Absorberschicht 33, und weist vorzugsweise eine Dicke auf, die gegenüber der Dicke eines Absorberschichtenstapels einer herkömmlichen EUVL-Reflexionsmaske verringert ist.
Die Absorberschicht 33 weist Seitenwände mit einem Kantenwinkel von mindestens 20° in Bezug auf eine senkrechte Ebene auf. Die Pufferschicht weist Seitenwände mit einem Kantenwinkel von mehr als 0° in Bezug auf eine senkrechte Ebene auf.
Folglich können Schatteneffekte bei Belichtung der Reflexionsmaske weitgehend reduziert werden. Um die Schatteneffekte weiter zu verringern, weist die Absorberschicht 33 vorzugsweise Seitenwände mit einem Kantenwinkel von mindestens 30° zu einer vertikalen Ebene auf.
Im Gegensatz zu der in 9 gezeigten Reflexionsmaske sind Reflexionsmasken mit Absorberschichtenstapeln vorstellbar, die alternative Geometrien aufweisen. Beispielsweise kann ein Absorberschichtenstapel vorgesehen sein, bei dem die Absorberschicht und die Pufferschicht Seitenwände mit gleichen Kantenwinkeln von vorzugsweise mehr als 0° in Bezug auf eine senkrechte Ebene aufweisen.

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie einer lithographischen Reflexionsmaske (31) umfassend eine Reflexionsschicht (5) und einen auf der Reflexionsschicht (5) angeordneten strukturierten Absorber-Schichtenstapel (12; 22; 32), der eine Pufferschicht (14; 24; 34) und eine Absorberschicht (13; 23; 33) aufweist, umfassend: a) Bestimmen einer Sollstruktur für eine auf einem Substrat abzubildende Struktur mithilfe einer Belichtungseinheit, die die lithographische Reflexionsmaske (31) zum Reflektieren einer Strahlung aufweist, wobei die Sollstruktur einen Bereich kritischer Strukturgrößen mit Sollwerten für die kritischen Strukturgrößen umfasst; b) Bestimmen einer Absorber-Schichtenstapelgeometrie für die Sollstruktur, wobei ein Wert für mindestens einen Absorber-Schichtenstapelparameter bestimmt wird, wobei der Absorber-Schichtenstapelparameter eine Pufferschichtdicke, einen Pufferschicht-Kantenwinkel, eine Absorberschichtdicke, einen Absorberschicht-Kantenwinkel und eine laterale Absorberschichtenstapelgröße umfasst; c) Simulieren von Luftbildern der auf dem Substrat abzubildenden Struktur zum Bestimmen eines vorgegebenen Bereichs von Defokuswerten; d) Auswerten jedes Luftbildes durch Anlegen eines vorgegebenen Bereichs von Intensitätsgrenzwerten zum Bestimmen entsprechender kritischer Strukturgrößenwerte für die auf dem Substrat abzubildende Struktur; e) Vergleichen der erhaltenen kritischen Strukturgrößenwerte der auf dem Substrat abzubildenden Struktur mit dem Bereich kritischer Strukturgrößen mit Sollwerten für die kritischen Strukturgrößen für die Sollstruktur zum Bestimmen eines Prozessfensters, wobei die Größe des Prozessfensters durch Defokus- und Intensitätsgrenzwerte bestimmt wird, die den Sollwerten für die kritischen Strukturgrößen entsprechen; f) Bestimmen weiterer Absorber-Schichtenstapelgeometrien für die Sollstruktur durch Variieren des Werts für den Absorber-Schichtenstapelparameter; g) Wiederholen der Schritte c) bis e) für die weiteren Absorber-Schichtenstapelgeometrien zum Bestimmen weiterer Prozessfenster; und h) Vergleichen der Größen der ermittelten Prozessfenster bezüglich der bestimmten Absorber-Schichtenstapelgeometrien zum Bestimmen einer optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie, wobei die optimale Absorber-Schichtenstapelgeometrie durch das größte Prozessfenster festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Bereich von Werten für den in den Simulationsschritten verwendeten Absorber-Schichtenstapelparameter auf der Grundlage von Intensitätskontrastwerten von simulierten Luftbildern bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Bereich von Werten für den in den Simulationsschritten verwendeten Absorber-Schichtenstapelparameter auf der Grundlage von Intensitätskontrastwerten von simulierten Nahfeld-Bildern der von der lithographischen Reflexionsmaske (31) reflektierten Strahlung bestimmt wird.
Verfahren zum Herstellen einer lithographischen Reflexionsmaske (31), umfassend eine Reflexionsschicht (5) und einen auf der Reflexionsschicht (5) angeordneten struk turierten Absorber-Schichtenstapel (32), der eine Pufferschicht (34) und eine Absorberschicht (33) aufweist, umfassend: Bestimmen einer optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie für die lithographische Reflexion gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3; Bereitstellen eines Trägersubstrats (6) mit einer Reflexionsschicht (5) und einem auf der Reflexionsschicht (5) angeordneten Absorberrohling, wobei der Absorberrohling eine unstrukturierte Pufferschicht und eine unstrukturierte Absorberschicht umfasst, wobei die Dicke der Pufferschicht und der Absorberschicht gemäß der festgelegten optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie bestimmt werden; und Strukturieren des Absorberrohlings gemäß der Sollstruktur zum Bereitstellen eines strukturierten Absorber-Schichtenstapel (32) auf der Reflexionsschicht (5), wobei die Seitenwände der Pufferschicht (34) und der Absorberschicht (33) mit Kantenwinkeln gemäß der festgelegten optimalen Absorber-Schichtenstapelgeometrie versehen werden.
Lithographische Reflexionsmaske, hergestellt mit dem Verfahren nach Anspruch 4, umfassend: – ein Trägersubstrat (6); – eine auf dem Trägersubstrat (6) angeordnete Reflexionsschicht (5); und – einen auf der Reflexionsschicht (5) angeordneten strukturierten Absorber-Schichtenstapel (32), der eine Pufferschicht (34) und eine Absorberschicht (33) umfasst, wobei die Seitenwände der Absorberschicht (33) einen Kantenwinkel von mindestens zehn Grad in Bezug auf eine senkrechte Ebene aufweisen.
Lithographische Reflexionsmaske nach Anspruch 5, wobei die Seitenwände der Absorberschicht (33) einen Kantenwinkel von mindestens zwanzig Grad in Bezug auf eine senkrechte Ebene aufweisen.
Lithographische Reflexionsmaske nach Anspruch 5, wobei die Seitenwände der Pufferschicht (34) einen Kantenwinkel von mehr als Null Grad in Bezug auf eine senkrechte Ebene aufweisen.