DE102006031561A1

DE102006031561A1 - Fotomaskenanordnung, optisches Abbildungssystem, Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften für ein diffraktives optisches Element und Verfahren zum Herstellen eines diffraktiven optischen Elements

Info

Publication number: DE102006031561A1
Application number: DE102006031561A
Authority: DE
Inventors: Rainer Pforr; Jens Reichelt; Thomas MÜLDERS; Mario Hennig
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2026-07-08
Also published as: US20070287075A1; DE102006031561B8; DE102006031561B4

Abstract

Eine Fotomaskenanordnung oder ein optisches Abbildungssystem umfasst ein diffraktives optisches Element. Das diffraktive optische Element umfasst Gitterbereiche, die Gitter mit definierten Gitterparametern und Absorptionselemente mit definierten Absorptionseigenschaften aufweisen, wobei jeder Gitterbereich mit einem zugehörigen Maskenbereich mit Maskenstrukturelementen korrespondiert. Das diffraktive optische Element kann Abweichungen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den zugehörigen Maskenstrukturelementen erhalten werden, korrigieren, wobei die Abweichungen durch Abweichungen der Abmessungen der Maskenstrukturelemente oder durch lokale Abweichungen und Aberrationen des Abbildungssystems verursacht werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fotomaskenanordnung, die ein diffraktives optisches Element umfasst, und ein optisches Abbildungssystem, das ein diffraktives optisches Element umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements, das in der Fotomaskenanordnung und im optischen Abbildungssystem benutzt wird, sowie Verfahren zum Herstellen eines diffraktiven optischen Elements.
Fotomaskenstrukturen, die Maskenstrukturelemente mit einer bestimmten Länge und einer bestimmten Weite umfassen, werden mittels fotolithografischen Projektionsverfahren in ein Fotoresist, das einen Halbleiterwafer bedeckt, unter Nutzung eines optischen Abbildungssystems übertragen.
Lokale Schwankungen in den Abmessungen der Maskenstrukturelemente von den Zielabmessungen, Schwankungen (Abberationen) des optischen Abbildungssystems über das Bildfeld hinweg, Abweichungen in den Polarisationseigenschaften des Lichts, das im optischen Abbildungssystem verwandt wird, und geringe Abweichungen in der Beleuchtungsquellenverteilung verursachen große Abweichungen der Abmessungen der Fotoresiststrukturelemente, die von den entsprechenden Maskenstrukturelementen in der Fotoresistschicht erhalten werden. Dadurch können große Schwankungen in den Abmessungen der Resiststrukturelemente von den vorgegebenen Zielabmessungen über das Bildfeld des Abbildungssystems hinweg auftreten. Anders ausgedrückt: lokale systems hinweg auftreten. Anders ausgedrückt: lokale Abweichungen der Abmessungen der Resiststrukturelemente von den Zielabmessungen, die an anderen Stellen durch die Abbildung der Fotomaskenstrukturen in den Fotoresist erreicht werden, können auftreten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fotomaskenanordnung und ein optisches Abbildungssystem zur Verfügung zu stellen, bei denen lokale Abweichungen der Maskenstrukturelemente von den Zielwerten und lokale Abweichungen im Abbildungssystem so ausgeglichen werden, dass über das gesamte Bildfeld hinweg Fotoresiststrukturen mit den gewünschten (vorgegebenen) Zielwerten erhalten werden. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften eines diffraktiven optischen Elements, das Bestandteil einer solchen Fotomaskenanordnung oder einer solchen optischen Abbildungseinrichtung ist, zur Verfügung zu stellen. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, Verfahren zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elementes, das Bestandteil einer solchen Fotomaskenanordnung oder einer solchen optischen Abbildungseinrichtung ist, zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen 1, 11, 22 und 33 angegebenen Merkmale gelöst. Die die Aufgabe lösenden Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften sind in den Patentansprüchen 44 und 47 bis 52 angegeben. Die die Aufgabe lösenden Verfahren zur Herstellung des diffraktiven optischen Elementes sind in den Patentansprüchen 53 und 54 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich jeweils aus den Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße diffraktive optische Element ist Bestandteil einer Fotomaskenanordnung oder eines optischen Abbil dungssystems zur Abbildung von Fotomaskenstrukturen in einen Fotoresist. Das diffraktive optische Element ist dabei entweder an die Fotomaske, an das optische Abbildungssystem oder an beides angepasst.
In einer ersten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Fotomaskenanordnung für ein optisches Abbildungssystem zur Abbildung von Licht absorbierenden Strukturen in eine Fotoresistschicht eine Fotomaske und ein diffraktives optisches Element. Die Fotomaske umfasst ein transparentes Maskensubstrat und ein Licht absorbierendes Muster. Das Licht absorbierende Muster weist zumindest einen ersten Maskenbereich mit einem ersten Maskenstrukturelement und einen zweiten Maskenbereich mit einem zweiten Maskenstrukturelement auf. Das erste und das zweite Maskenstrukturelement haben im Wesentlichen die gleiche Form und Größe. Durch die Abbildung des ersten Maskenstrukturelements in die Fotoresistschicht wird ein erstes Resiststrukturelement erhalten, und von dem zweiten Maskenstrukturelement wird ein zweites Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten. Das erste Maskenstrukturelement hat eine erste Länge und eine erste Weite, und das zweite Maskenstrukturelement hat eine zweite Länge und eine zweite Weite, wobei zumindest die zweite Länge oder die zweite Weite von der ersten Länge bzw. der ersten Weite verschieden ist.
Das diffraktive optische Element ist im optischen Weg zwischen der Lichtquelle des optischen Abbildungssystems und der Fotomaske angeordnet. Das diffraktive optische Element weist zumindest einen ersten Gitterbereich, der dem ersten Maskenbereich zugeordnet ist und ein erstes Gitter und ein erstes absorbierendes Element umfasst, und einen zweiten Gitterbereich, der dem zweiten Maskenbereich zugeordnet ist und ein zweites Gitter und ein zweites absorbierendes Element umfasst, auf. Jedes Gitter hat Gitterparameter und jedes absorbierende Ele ment hat absorbierende Eigenschaften in der Art, dass das erste und das zweite Resiststrukturelement dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen.
Das diffraktive optische Element der Fotomaskenanordnung ändert lokal die Beleuchtungsquellenverteilung des Lichts (der Strahlung), die die Fotomaske durchdringt, indem das Licht an den Gittern gebeugt wird und durch die absorbierenden Elemente absorbiert wird, in der Art, dass das zweite Resiststrukturelement, das von dem zweiten Maskenstrukturelement erhalten wird, dieselbe Länge und dieselbe Weite wie das erste Resiststrukturelement, das von dem ersten Maskenstrukturelement erhalten wird, aufweist, obwohl das erste und das zweite Maskenstrukturelement mindestens eine unterschiedliche Abmessung (Länge oder Weite) aufweisen. Damit können Abweichungen der Abmessungen der Resiststrukturelemente von vorgegebenen Zielwerten, die durch Abweichungen der Abmessungen der zugeordneten Maskenstrukturelemente verursacht wurden, korrigiert werden. Eine Korrektur der Länge oder der Weite der Resiststrukturelemente oder des Verhältnisses von Länge zur Weite, ist in einer lokal begrenzten Art möglich. Mit anderen Worten: Es kann nur die Länge oder nur die Weite korrigiert werden, oder es können beide Abmessungen in einem gewünschten Verhältnis zueinander korrigiert werden. Das diffraktive optische Element dieser Ausführungsform ist an die Eigenschaften der Fotomaske der entsprechenden Fotomaskenanordnung angepasst.
Durch die lokale Veränderung der Beleuchtungsquellenverteilung des abbildenden Lichtes können Abweichungen in den Abmessungen der Maskenstrukturelemente einer Fotomaske korrigiert werden. Das diffraktive optische Element korrigiert dabei im Allgemeinen beide Dimensionen (Länge und Weite) unabhängig voneinander.
In einer zweiten Ausführungsform umfasst ein optisches Abbildungssystem zur Abbildung von Licht absorbierenden Mustern in eine Fotoresistschicht ein Beleuchtungssystem, optische Elemente, eine Fotomaske, Projektionslinsen und ein diffraktives optisches Element. Das Beleuchtungssystem umfasst eine Lichtquelle, die Licht emittiert. Die optischen Elemente erzeugen eine Beleuchtungsquellenverteilung und bestimmen die Polarisationseigenschaften des Lichtes. Die Fotomaske ist im optischen Weg des Belichtungssystems (Abbildungssystems) angeordnet und umfasst ein transparentes Maskensubstrat und ein Licht absorbierendes Muster. Das Licht absorbierende Muster hat zumindest einen ersten und einen zweiten Maskenbereich mit ersten und zweiten Maskenstrukturelementen, die die gleiche Länge und Weite aufweisen. Die Projektionslinsen bilden die Maskenstrukturelemente in die Fotoresistschicht auf der Oberfläche eines Substrats ab. Defekte und produktionsbedingte Abweichungen (Abberationen) der optischen Elemente und/oder der Projektionslinsen verursachen Abweichungen in der Beleuchtungsquellenverteilung und/oder den Polarisationseigenschaften und/oder der Abbildung der Maskenstrukturelemente. Weiterhin können Abweichungen in den optischen Eigenschaften der Gläser der optischen Elemente und der Projektionslinsen, wie beispielsweise Doppelbrechungseffekte, oder Unregelmäßigkeiten im Beleuchtungssystem Abweichungen in der Beleuchtungsquellenverteilung und/oder den Polarisationseigenschaften und/oder der Abbildung der Maskenstrukturelemente verursachen.
Das diffraktive optische Element ist im optischen Weg zwischen der Lichtquelle des Beleuchtungssystems und der Fotomaske angeordnet. Das diffraktive optische Element weist zumindest einen ersten Gitterbereich, der dem ersten Maskenbereich zugeordnet ist und ein erstes Gitter und ein erstes absorbierendes Element umfasst, und einen zweiten Gitterbereich, der dem zweiten Maskenbereich zugeordnet ist und ein zweites Gitter und ein zweites absorbierendes Element umfasst, aus. Jedes Gitter hat Gitterparameter und jedes absorbierende Element hat Absorptionseigenschaften, die so bestimmt sind, dass die Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen des ersten und des zweiten Maskenbereichs erhalten werden, dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen.
Das diffraktive optische Element des optischen Abbildungssystems verändert lokal die Beleuchtungsquellenverteilung des Lichts, das die Fotomaske durchdringt, indem das Licht an den Gittern gebeugt wird und durch die absorbierenden Elemente absorbiert wird, in der Art, dass die resultierenden Resiststrukturelemente, die von Maskenstrukturelementen in unterschiedlichen Maskenbereichen der Fotomaske erhalten werden, die gleiche Länge und Weite aufweisen. Damit können Abweichungen in den Abmessungen der Resiststrukturelemente von vorgegebenen Zielwerten, die durch lokal begrenzte (lokal wirkende) Abweichungen des Abbildungssystems verursacht werden, korrigiert werden. Eine Korrektur der Länge oder der Weite der Resiststrukturelemente oder beider in einem definierten Verhältnis kann in einer lokal begrenzten Art erreicht werden. Das diffraktive optische Element gemäß dieser Ausführungsform ist an die optischen Elemente und/oder die Projektionslinsen des entsprechenden Abbildungssystems angepasst.
Abweichungen in der Abbildung von Maskenstrukturelementen, die durch das Abbilddungssystem verursacht werden, können durch eine lokale Veränderung der Beleuchtungsquellenverteilung des abbildenden Lichtes durch das diffraktive optische Element korrigiert werden. Die Korrektur kann für beide Abmessungen (Länge und Weite) unabhängig voneinander ausgeführt werden.
In einer dritten Ausführungsform umfasst ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden eines Licht absorbierenden Musters in eine Fotoresistschicht ein Beleuchtungssystem, optische Elemente, eine Fotomaske, Projektionslinsen und ein diffraktives optisches Element. Das Beleuchtungssystem umfasst eine Lichtquelle, die Licht emittiert. Die optischen Elemente definieren eine Beleuchtungsquellenverteilung und die Polarisationseigenschaften des Lichts. Die Fotomaske ist im optischen Weg des Abbildungssystems angeordnet und umfasst ein transparentes Maskensubstrat und ein Licht absorbierendes Muster. Das Licht absorbierende Muster weist zumindest einen ersten Maskenbereich mit einem ersten Maskenstrukturelement und einen zweiten Maskenbereich mit einem zweiten Maskenstrukturelement auf. Das erste und das zweite Maskenstrukturelement haben im Wesentlichen dieselbe Form und Größe. Durch die Abbildung des ersten Maskenstrukturelements wird ein erstes Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten, und durch die Abbildung des zweiten Maskenstrukturelements wird ein zweites Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten. Das erste Maskenstrukturelement hat eine erste Länge und eine erste Weite, und das zweite Maskenstrukturelement hat eine zweite Länge und eine zweite Weite. Zumindest die zweite Länge oder die zweite Weite ist von der ersten Länge bzw. der ersten Weite verschieden.
Die Projektionslinsen bilden die Maskenstrukturelemente in die Fotoresistschicht, die die Oberfläche eines Substrats bedeckt, ab. Die optischen Elemente oder die Projektionslinsen verursachen Abweichungen in der Beleuchtungsquellenverteilung und/oder den Polarisationseigenschaften und/oder der Abbildung des ersten und zweiten Maskenstrukturelements.
Das diffraktive optische Element ist im optischen Weg zwischen der Lichtquelle des Beleuchtungssystems und der Fotomaske angeordnet. Das diffraktive optische Element umfasst zumindest einen ersten Bereich, der dem ersten Maskenbereich zugeordnet ist und ein erstes Gitter und ein erstes absorbierendes Element umfasst, und einen zweiten Bereich, der dem zweiten Maskenbereich zugeordnet ist und ein zweites Gitter und ein zweites absorbierendes Element umfasst. Jedes Gitter hat Gitterparameter und jedes absorbierende Element hat Absorptionseigenschaften in der Art, dass das erste und das zweite Resiststrukturelement dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen.
Das diffraktive optische Element des optischen Abbildungssystems gemäß der dritten Ausführungsform kombiniert die Eigenschaften des diffraktiven optischen Elements gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform. Mit anderen Worten: es gibt einen ersten und einen zweiten Maskenbereich mit ersten und zweiten Maskenstrukturelementen, von denen erste und zweite Resiststrukturelemente erhalten werden. Das zweite Maskenstrukturelement weist zumindest eine Länge oder Weite auf, die von der Länge oder Weite des ersten Maskenstrukturelements verschieden ist. Weiterhin verursachen Abweichungen in den optischen Elementen und/oder den Projektionslinsen des Abbildungssystems Abweichungen in der Beleuchtungsquellenverteilung und/oder den Polarisationseigenschaften und/oder der Abbildung der Maskenstrukturelemente. Damit werden die ersten und zweiten Maskenstrukturelemente unterschiedlich abgebildet. Die den jeweiligen Maskenbereichen zugeordneten Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements verändern lokal die Beleuchtungsquellenverteilung des Lichts, das die Fotomaske durchdringt, durch Beugung des Lichts an dem jeweiligen Gitter und durch Absorption durch die jeweiligen Absorptionselemente. Die Parameter der Gitter und die Eigenschaften der absorbierenden Elemente sind so bestimmt, dass das zweite Resiststrukturelemente dieselbe Länge und Weite wie das erste Resiststrukturelement aufweist.
Damit können Abweichungen in den Abmessungen der Resiststrukturelemente von vorgegebenen Zielwerten, die durch Abweichungen in den Abmessungen der Maskenstrukturelemente oder durch lokale Abweichungen des Abbildungssystems verursacht werden, korrigiert werden. Eine Korrektur der Länge oder der Weite von einzelnen Resiststrukturelementen oder einer Mehrzahl davon in einem gewünschten Verhältnis kann in einer lokal begrenzten Art erreicht werden. Das diffraktive optische Element gemäß dieser Ausführungsform ist an die Fotomaske und die optischen Elemente und die Projektionslinsen des Abbildungssystems angepasst.
Das diffraktive optische Element der dritten Ausführungsform kombiniert die Vorteile der diffraktiven optischen Elemente der ersten und zweiten Ausführungsform.
In einer vierten Ausführungsform umfasst ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden von Licht absorbierenden Mustern in eine Fotoresistschicht ein Beleuchtungssystem, optische Elemente, eine Fotomaske, Projektionslinsen und ein diffraktives optisches Element. Das Beleuchtungssystem umfasst eine Lichtquelle, die Licht emittiert. Die optischen Elemente definieren die Beleuchtungsquellenverteilung und die Polarisationseigenschaften des Lichts. Die Fotomaske ist im optischen Weg des Belichtungssystems angeordnet und umfasst ein transparentes Maskensubstrat und ein Licht absorbierendes Muster. Das Licht absorbierende Muster weist zumindest einen ersten Maskenbereich mit einem ersten Maskenstrukturelement und einem zweiten Maskenbereich mit einem zweiten Maskenstrukturelement auf. Durch die Abbildung des ersten Maskenstrukturelements in die Fotoresistschicht wird ein erstes Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten, und durch die Abbildung des zweiten Maskenstrukturelements wird ein zweites Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten. Das erste Maskenstruk turelement hat eine erste Länge und eine erste Weite, und das zweite Maskenstrukturelement hat eine zweite Länge und eine zweite Weite in einem jeweils definierten Verhältnis zur ersten Länge bzw. zur ersten Weite. Die Projektionslinsen bilden die Maskenstrukturelemente in die Fotoresistschicht, die die Oberfläche eines Substrats bedeckt, ab. Die Abbildung der Maskenstrukturelemente in dem ersten und dem zweiten Maskenbereich sind verschieden.
Das diffraktive optische Element ist im optischen Weg zwischen der Lichtquelle des Belichtungssystems und der Fotomaske angeordnet. Das diffraktive optische Element umfasst zumindest einen ersten Bereich, der dem ersten Maskenbereich zugeordnet ist und ein erstes Gitter und ein erstes absorbierendes Element umfasst, und einen zweiten Bereich, der dem zweiten Maskenbereich zugeordnet ist und ein zweites Gitter und ein zweites absorbierendes Element umfasst. Jedes Gitter hat Gitterparameter und jedes absorbierende Element hat Absorptionseigenschaften, die in der Art bestimmt sind, dass das erste Resiststrukturelement eine Länge und eine Weite in einem vorbestimmten Verhältnis zur Länge und der Weite des zweiten Resiststrukturelements hat.
Das diffraktive optische Element des optischen Abbildungssystems gemäß der vierten Ausführungsform korrigiert Unterschiede in der Abbildung von verschiedenen Maskenstrukturelementen, d.h. von Elementen, die verschiedene Formen und/oder Größen aufweisen. Obwohl diese Unterschiede im Design der Maskenstrukturelemente berücksichtigt werden können, liegen dem Design bestimmte Annahmen für die Abbildung der Maskenstrukturelemente zugrunde. Für den Fall, dass diese Annahmen nicht länger gültig sind (da z.B. verschiedene Abbildungssysteme zu verschiedenen Abbildungseigenschaften führen), so kann die Abbildung verschiedener Maskenstrukturelemente nicht mehr in der Art optimiert werden, dass alle Maskenstrukturelemente richtig, d.h. so wie gewünscht, abgebildet werden. Beispielsweise können die Abbildungsparameter des Abbildungssystems so eingestellt werden, dass bestimmte Maskenstrukturelemente richtig abgebildet werden, wobei aber andere Maskenstrukturelemente nicht wie gewünscht abgebildet werden. Dadurch können verschiedene Resiststrukturelemente Abmessungen aufweisen, die nicht dem gewünschten (vorgegebenen) Verhältnis zueinander entsprechen. Das kann durch ein zugeordnetes diffraktives optisches Element korrigiert werden. Die jeweiligen Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements verändern lokal die Beleuchtungsquellenverteilung des Lichts, das die Fotomaske durchdringt, durch die Beugung des Lichts an den jeweiligen Gittern und durch Absorption durch die jeweiligen absorbierenden Elemente. Die Gitterparameter und die Absorptionseigenschaften der absorbierenden Elemente sind so bestimmt, dass das zweite Resiststrukturelement eine Länge und eine Weite in einem vorgegebenen Verhältnis zur Länge und zur Weite des ersten Resiststrukturelements aufweist.
Das diffraktive optische Element gemäß dieser Ausführungsform ist an die Fotomaske und das genutzte Abbildungssystem angepasst.
Das diffraktive optische Element der vierten Ausführungsform bietet die Möglichkeit, die Abbildung verschiedener Maskenstrukturelemente mittels eines bestimmten Abbildungssystems zu korrigieren, ohne das Design der Maskenstrukturelemente zu verändern. Es kann mit den diffraktiven optischen Elementen der ersten bis dritten Ausführungsform kombiniert werden, das heißt die Parameter und Eigenschaften der Gitterbereiche können so definiert werden, dass das diffraktive optische Element des Weiteren Abweichungen in den Abmessungen der Resiststrukturelemente von den Zielwerten, die durch Abweichungen in den Abmessungen der Maskenstrukturelemente oder durch lokale Abweichungen des Abbildungssystems verursacht werden, korrigiert werden.
Die Erfindung stellt weiterhin Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften der vorstehend beschriebenen diffraktiven optischen Elemente zur Verfügung.
Das Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements der Fotomaskenanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Bereitstellen der Fotomaske der Fotomaskenanordnung und das Bestimmen der Abmessungen der jeweiligen Maskenstrukturelemente in der Fotomaske.
Die Abmessungen der Resiststrukturelemente, die durch die Abbildung der Maskenstrukturelemente in das Fotoresist erhalten werden, werden mittels eines Simulationsprogramms berechnet, wobei ein virtuelles diffraktives optisches Element mit ersten Gitterparameter und ersten Absorptionseigenschaften jedes Gitterbereiches in dem simulierten optischen Weg des Simulationsprogramms vorgesehen ist. Dabei werden erste Abmessungen der Resiststrukturelemente berechnet und mit den vorgegebenen (gewünschten) Abmessungen der Resiststrukturelemente verglichen.
Die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements werden nun in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den berechneten und den gewünschten Abmessungen der jeweiligen Resiststrukturelemente verändert. Die Abmessungen der Resiststrukturelemente, die durch die Abbildung der Maskenstrukturelemente in ein Fotoresist erhalten werden, werden mittels des Simulationsprogramm erneut berechnet, wobei das virtuelle diffraktive opti sche Element mit den veränderten Gitterparametern und Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich im optischen Weg vorgesehen ist. Dabei werden zweite Abmessungen der Resiststrukturelemente erhalten.
Die Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit den jeweiligen gewünschten Abmessungen, zum Verändern der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des virtuellen diffraktiven optischen Elements und zum erneuten Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente werden solange wiederholt, bis die Differenz der berechneten Abmessungen von den gewünschten Abmessungen innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist. Die zuletzt verwendeten Gitterparameter und die zuletzt verwendeten Absorptionseigenschaften jedes Gitterbereiches des virtuellen diffraktiven optischen Elements werden gespeichert, wenn die gewünschten Abmessungen der Resiststrukturelemente erreicht werden.
Die gespeicherten Gitterparameter und Absorptionseigenschaften des virtuellen diffraktiven optischen Elements sind mit den Gitterparametern und Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements, das einen Teil der Fotomaskenanordnung oder des optischen Abbildungssystems gemäß der Erfindung ist, identisch.
Das Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements des optischen Abbildungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Bereitstellen des optischen Abbildungssystems, wobei die optischen Elemente und/oder die Projektionslinsen lokale Abweichungen in der Beleuchtungsquellenverteilung und/oder den Polarisationseigenschaften und/oder der optischen Abbildung der Maskenstrukturelemente der Fotomaske verursachen.
Verschiedene Bereiche der Fotomaske und zumindest eine Fotoresistschicht werden bereitgestellt. Die Maskenstrukturelemente der Fotomaske werden in die jeweiligen Bereiche der Fotoresistschicht mittels des optischen Abbildungssystems abgebildet. Die Fotoresistschicht wird entwickelt, wobei Resiststrukturelemente erhalten werden. Alternativ können auch zwei oder mehrere verschiedene Fotomasken und/oder zwei oder mehrere verschiedene Fotoresistschichten auf zwei oder mehreren Substraten bereitgestellt werden.
Die Abmessungen der Resiststrukturelemente werden gemessen, und die gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von verschiedenen Bereichen der Fotomaske erhalten wurden, werden verglichen. Dadurch werden die Unterschiede in den gemessenen Abmessungen, die durch Unterschiede in den Abmessungen der jeweils zugehörigen Maskenstrukturelemente in verschiedenen Bereichen der Fotomaske verursacht werden, eliminiert. Die Abweichungen, die durch die optischen Elemente oder die Projektionslinsen des optischen Abbildungssystems verursacht werden, werden berechnet und gespeichert.
Mittels eines Simulationsprogramms werden erste Abmessungen von Resiststrukturelementen berechnet, die durch die Abbildung von Maskenstrukturelementen in einer Fotomaske in ein Fotoresist erhalten werden, wobei die Maskenstrukturelemente in der Fotomaske gleiche Abmessungen haben. Ein virtuelles diffraktives optisches Element mit ersten Gitterparametern und ersten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich ist im optischen Weg des Abbildungssystems während der Simulation der Abbildung vorgesehen. Das Simulationsprogramm bezieht dabei die gespeicherten Abweichungen, die durch das Abbildungssystem verursacht werden, ein. Dabei werden erste Abmessungen der Resiststrukturelemente erhalten, die mit den gewünschten Abmessungen der Resiststrukturelemente verglichen werden.
Die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements werden in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den jeweiligen berechneten und gewünschten Abmessungen der Resiststrukturelemente verändert. Die Abmessungen der Resiststrukturelemente, die durch die Abbildung der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske in ein Fotoresist erhalten werden, werden mittels des Simulationsprogramms erneut berechnet, wobei das virtuelle diffraktive optische Element mit den geänderten Gitterparametern und Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich im optischen Weg vorgesehen ist. Dabei werden zweite Abmessungen der Resiststrukturelemente erhalten.
Die Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit den jeweils gewünschten Abmessungen, zum Verändern der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche und zum erneuten Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente werden solange wiederholt, bis die Abweichung der berechneten Abmessungen von den gewünschten Abmessungen innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist. Die zuletzt verwendeten Gitterparameter und die zuletzt verwendeten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements werden gespeichert, wenn die gewünschten Abmessungen der Resiststrukturelemente erreicht wurden.
Das Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften eines diffraktiven optischen Elements eines optischen Abbildungssystems gemäß der dritten oder vierten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Bereitstellen des optischen Abbildungssystems, das eine Fotomaske umfasst, und das Bereitstellen einer Fotoresistschicht.
Maskenstrukturelemente in der Fotomaske werden mittels des optischen Abbildungssystems in die Fotoresistschicht abgebildet, und die Fotoresistschicht wird entwickelt. Dadurch werden Resiststrukturelemente erhalten, deren Abmessungen gemessen werden.
Die Abmessungen der Resiststrukturelemente, die durch die Abbildung der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske in ein Fotoresist mittels des optischen Abbildungssystems erhalten werden, werden unter Nutzung eines Simulationsprogramms mit ersten Programmparametern berechnet. Dabei werden erste Abmessungen der Resiststrukturelemente erhalten, die mit den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente verglichen werden.
Die Programmparameter des Simulationsprogramms werden in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen den berechneten und den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente verändert. Die Abmessungen der Resiststrukturelemente werden unter Nutzung des Simulationsprogramms mit veränderten Programmparametern erneut berechnet. Dabei werden zweite Abmessungen der Resiststrukturelemente erhalten.
Die Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den gemessenen Abmessungen, zum Verändern der Programmparameter und zum erneuten Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente werden solange wiederholt, wie die berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente entsprechen. Die zuletzt verwendeten Programmparameter des Simulationsprogramms werden gespeichert, wenn die berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente entsprechen.
Die Abmessungen der Resiststrukturelemente, die durch die Abbildung der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske in ein Fotoresist erhalten werden, werden mittels eines Simulationsprogramms mit den gespeicherten Programmparametern berechnet, wobei ein virtuelles diffraktives optisches Element mit ersten Gitterparametern und ersten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich im optischen Weg vorgesehen ist. Dabei werden dritte Abmessungen der Resiststrukturelemente erhalten, die mit den gewünschten Abmessungen der Resiststrukturelemente verglichen werden.
Die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements werden in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den berechneten und den gewünschten Abmessungen der Resiststrukturelemente verändert. Die Abmessungen der Resiststrukturelemente werden unter Nutzung des Simulationsprogramms erneut berechnet, wobei das virtuelle diffraktive optische Element mit geänderten Gitterparametern und Absorptionseigenschaften im optischen Weg vorgesehen ist. Dabei werden vierte Abmessungen der Resiststrukturelemente erhalten.
Die Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit den jeweils gewünschten Abmessungen, zum Verändern der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche und zum erneuten Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente werden solange wiederholt, bis die Abweichungen der berechneten Abmessungen von den gewünschten Abmessungen in einem vorbestimmten Bereich sind. Die zuletzt verwendeten Gitterparameter und die zuletzt verwendeten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements werden gespeichert, wenn die gewünschten Abmessungen der Resiststrukturelemente erhalten wurden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Fotomaskenanordnung oder ein optisches Abbildungssystem mit einem vorstehend beschriebenen diffraktiven optischen Element, das eine Antireflexionsschicht umfasst. Das diffraktive optische Element umfasst ein transparentes Elementsubstrat mit einer ersten Oberfläche, die der Lichtquelle zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der Maske zugewandt ist. Mindestens eine Antireflexionsschicht, die die erste oder die zweite Oberfläche des Elementsubstrats bedeckt, ist ausgebildet. Die Antireflexionsschicht umfasst zumindest einen ersten Schichtbereich mit einer ersten Schichtdicke und einen zweiten Schichtbereich mit einer zweiten Schichtdicke, wobei die erste und die zweite Schichtdicke voneinander verschieden sind. Eine Gitterschicht bedeckt die Antireflexionsschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht von der Antireflexionsschicht bedeckt ist. Der erste Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements ist dem ersten Schichtbereich zugeordnet, und der zweite Gitterbereich ist dem zweiten Schichtbereich zugeordnet.
Die Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften eines solchen diffraktiven optischen Elements umfassen weitere Schritte mit Bezug auf die vorstehend beschriebenen Verfahren. Ein optisches Ausgangselement, das das transparente Elementsubstrat und die zumindest eine Antireflexionsschicht des diffraktiven optischen Elements umfasst, wird zur Verfügung gestellt. Das Ausgangselement ist das real existierende Element, das zur Herstellung eines diffrakiven optischen Elementes genutzt wird und von dem ausgegangen bzw. gestartet wird. Die Transmissionseigenschaften jedes Elementbereichs des optischen Ausgangselements werden bestimmt, wobei jeder Elementbereich einem Schichtbereich der Antireflexionsschicht und einem Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements zugeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens berücksichtigt das Simulationsprogramm, das zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die durch die Abbildung der Maskenstrukturelemente in ein Fotoresist erhalten werden, genutzt wird, die ermittelten Transmissionseigenschaften des optischen Ausgangselements. Mit anderen Worten: Das Simulationsprogramm bezieht die bestimmten Transmissionseigenschaften in die Simulation mit ein. Ein vorgesehenes virtuelles diffraktives optisches Element weist damit die Transmissionseigenschaften des optischen Ausgangselements auf.
Durch Wiederholung der Schritte zum Variieren der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des virtuellen diffraktiven optischen Elements, zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente und zum Vergleichen dieser mit den gewünschten Abmessungen, werden Gitterparameter und Absorptionseigenschaften des virtuellen diffraktiven optischen Elements erhalten, die sowohl Variationen in den Abmessungen der Maskenstrukturelemente und/oder Abweichungen in der Abbildung der Maskenstrukturelemente, die durch das Abbildungssystem hervorgerufen werden, als auch Dickenvariationen der Antireflexionsschicht korrigiert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des Verfahrens werden zunächst die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften eines virtuellen diffraktiven optischen Elements so wie vorstehend für diffraktive optische Elemente ohne Antireflexionsschicht beschrieben, bestimmt.
Danach werden die Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich eines virtuellen optischen Ausgangselements zur Korrektur der Transmissionsvariationen, die durch Dickenvariationen in der Antireflexionsschicht verursacht werden, bestimmt. Dies wird durch das Berechnen der Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich des virtuellen optischen Ausgangselements mittels eines Simulationsprogramms erreicht. Das virtuelle optische Ausgangselement weist die ermittelten Transmissionseigenschaften des optischen Ausgangselements auf. Eine Gitterschicht ist auf der Oberfläche des virtuellen optischen Ausgangselements vorgesehen. Die Gitterschicht umfasst Gitterbereiche mit absorbierenden Elementen, wobei jeder Gitterbereich einem bestimmten Elementbereich zugeordnet ist und erste Absorptionseigenschaften aufweist.
Die berechneten Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich werden verglichen. Wenn sie voneinander verschieden sind, werden die Absorptionseigenschaften der zugehörigen Gitterbereiche variiert. Zweite Transmissionseigenschaften werden berechnet und wieder miteinander verglichen.
Durch die Wiederholung der Schritte zum Variieren der Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen optischen Ausgangselements, Berechnen der Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich und Vergleichen dieser miteinander, werden Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen optischen Ausgangselements erhalten, die die Dickenvariation der Antireflexionsschicht korrigieren.
Die Gitterparameter und die Absorptionseigenschaften des virtuellen diffraktiven optischen Elements und die Absorptionseigenschaften des virtuellen optischen Ausgangselements werden dann kombiniert, so dass die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften eines diffraktiven optischen Elements mit einer Gitterschicht erhalten werden.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen diffraktiven optischen Elements umfasst das diffraktive optische Element eine erste und eine zweite Gitterschicht, wobei jede Gitterschicht Gitterstrukturelemente umfasst. Die erste Gitterschicht bedeckt die Antireflexionsschicht oder eine der Antireflexionsschichten. Die zweite Gitterschicht bedeckt die erste Gitterschicht oder die andere Antireflexionsschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht durch die Antireflexionsschicht bedeckt ist. Die erste Gitterschicht verwirklicht die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften des virtuellen diffraktiven optischen Elements, während die zweite Gitterschicht die Absorptionseigenschaften des virtuellen optischen Ausgangselements verwirklicht.
Das diffraktive optische Element kann eine oder zwei Gitterschichten umfassen. In beiden Fällen korrigiert das diffraktive optische Element die Abweichungen der Abmessungen der Maskenstrukturelemente und/oder Abweichungen in der Abbildung der Maskenstrukturelemente, die durch das Abbildungssystem verursacht werden, sowie die Dickenunterschiede der Antireflexionsschicht.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements werden zunächst die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften des virtuellen diffraktiven optischen Elements, wie vorstehend für ein diffraktives optisches Element ohne Antireflexionsschicht beschrieben, bestimmt.
Danach werden die Absorptionseigenschaften jedes Gitterbereiches des virtuellen diffraktiven optischen Elements so verändert, das die Transmission gleichmäßig für alle Gitterbereiche reduziert wird. Das Ausmaß der Reduktion der Transmission korrespondiert dabei mit der vermuteten Transmissionsvariation über die Antireflexionsschicht hinweg, die durch Dickenunterschiede verursacht wird. Die Transmissionsreduzierung wird durch das Anwenden von gleichmäßig verteilten zusätzlichen ab sorbierenden Strukturen über das ganze diffraktive optische Element erreicht. Dadurch wird ein verändertes virtuelles diffraktives optisches Element erhalten. Die Gitterparameter für jeden Gitterbereich dieses veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements sind die der zugehörigen Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements, während die Absorptionseigenschaften jedes Gitterbereichs des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements die geänderten Absorptionseigenschaften sind.
Danach wird ein diffraktives optisches Ausgangselement bereitgestellt, das das transparente Elementsubstrat, die zumindest eine Antireflexionsschicht des diffraktiven optischen Elements und eine Ausgangsgitterschicht, die auf der Antireflexionsschicht angeordnet ist, umfasst. Die Ausgangsgitterschicht ist aus dem Material der Gitterschicht des diffraktiven optischen Elements ausgebildet. Sie ist gemäß den Gitterparametern und den Absorptionseigenschaften des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements strukturiert.
Danach werden die Maskenstrukturelemente der Fotomaske in eine Fotoresistschicht mittels des optischen Abbildungssystems abgebildet. Die Fotomaske und das optische Abbildungssystem sind diejenigen, für die die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements anfänglich bestimmt wurden. Das strukturierte diffraktive optische Ausgangselement wird in den optischen Weg zwischen der Lichtquelle des Beleuchtungssystems des optischen Abbildungssystems und der Fotomaske positioniert. Danach wird das Fotoresist entwickelt, und die Abmessungen der erhaltenen Resiststrukturelemente werden gemessen.
Die gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente werden mit den gewünschten Abmessungen verglichen. Danach werden die Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den gemessenen und den gewünschten Abmessungen verändert.
Die Abmessungen der Resiststrukturelemente, die durch die Abbildung der Maskenstrukturelemente in ein Fotoresist erhalten werden, werden mittels eines Simulationsprogramms berechnet, wobei das veränderte virtuelle diffraktive optische Element mit den soeben veränderten Absorptionseigenschaften im optischen Weg vorgesehen ist. Die berechneten Abmessungen werden mit den gewünschten Abmessungen verglichen.
Durch die Wiederholung der Schritte zum Verändern der Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements, zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente und zum Vergleichen dieser mit den gewünschten Abmessungen werden Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements erhalten, die Abweichungen in den Abmessungen der Maskenstrukturelemente und/oder Abweichungen in der Abbildung der Maskenstrukturelemente, die durch das Abbildungssystem verursacht werden, sowie Dickenvariationen der Antireflexionsschicht korrigieren.
Nachfolgend wird die Ausgangsgitterschicht des diffraktiven optischen Ausgangselements gemäß den Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements strukturiert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei für einander entsprechende Bauteile und Schichten die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein diffraktives optisches Element mit Gitterbereichen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
1A eine vergrößerte Draufsicht auf einen Bereich der Draufsicht von 1, die Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements zeigt,
2A bis 2C Draufsichten auf Gitterbereiche eines diffraktiven optischen Elements gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung,
3 eine schematische Darstellung eines optischen Abbildungssystems mit einem diffraktiven optischen Element, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist,
4 eine schematische Darstellung eines optischen Abbildungssystems mit einem diffraktiven optischen Element, das gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist,
5 ein Querschnitt durch eine Fotomaske und ein diffraktives optisches Element gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das diffraktive optische Element auf der Fotomaske befestigt ist,
6A bis 6C Querschnitte durch ein diffraktives optisches Element gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung,
7 eine schematische Darstellung des Effekts eines diffraktiven optischen Elements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
7A und 7B die Beleuchtungsquellenverteilung in einem optischen Abbildungssystem vor und nach einem diffraktiven optischen Element gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
8 eine Draufsicht auf Maskenstrukturelemente,
9 bis 11A Draufsichten auf Gitterbereiche eines diffraktiven optischen Elements mit verschiedenen Gitterparametern und Absorptionseigenschaften gemäß Ausführungsformen der Erfindung und die zugehörigen Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen in 8 erhalten werden.
1 zeigt ein diffraktives optisches Element 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das diffraktive optische Element 20 kann Teil einer Fotomaskenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung oder Teil eines optischen Abbildungssystems gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sein. Das diffraktive optische Element 20 umfasst einen aktiven Bereich 240 und einen Randbereich 25. Im Randbereich 25 können Haltevorrichtungen (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, um das diffraktive optische Element 20 in einer vorgesehenen Position bezüglich einer korrespondierenden Fotomaske oder der optischen Elemente des Abbildungssystems (nicht gezeigt) zu befestigen. Der aktive Bereich 240 umfasst eine Vielzahl von Gitterbereichen 24. Jeder Gitterbereich 24 korrespondiert mit einem Maskenbereich der zugehörigen Foto maske (nicht gezeigt), wobei jeder Maskenbereich Maskenstrukturelemente umfasst.
1A zeigt einen vergrößerten Bereich des aktiven Gebiets 240 mit einer Vielzahl von Gitterbereichen 24a bis 24i Jeder Gitterbereich 24a bis 24i umfasst ein Gitter und ein absorbierendes Element, die definierte Gitterparameter bzw. Absorptionseigenschaften aufweisen. Die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften jedes Gitterbereichs 24a bis 24i korrespondieren mit der gewünschten Korrektur der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den jeweiligen Maskenstrukturelementen erhalten werden. Ein erster Maskenbereich umfasst ein erstes Maskenstrukturelement und ein zweiter Maskenbereich umfasst ein zweites Maskenstrukturelement, wobei das erste und das zweite Maskenstrukturelement im Wesentlichen dieselbe Form und Größe aufweisen. Mit anderen Worten: beide Maskenstrukturelemente sind Elemente desselben Typs, beispielsweise Elemente für Grabenöffnungen, Kontaktlöcher oder Kontaktflächen von elektronischen Bauteilen, die geringfügig unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Die Maskenstrukturelement können von jedem Elementtyp sein, jedoch sind typischerweise die Abmessungen dieser Elemente und ihre Homogenität über das Bildfeld und/oder den Wafer hinweg kritisch und müssen in einem bestimmten Bereich liegen, damit eine hohe Ausbeute und eine gute Performance der elektronischen Bauelemente erzielt wird.
Für den Fall, dass die Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen des ersten und/oder zweiten Maskenbereichs erhalten werden, von den gewünschten Abmessungen abweichen und die Abweichung nicht für beide Maskenbereiche durch die Veränderung der Abbildungsparameter, wie z.B. die Beleuchtungsquellenverteilung, die numerische Apertur oder die Belichtungsdosis, kompensiert werden können, ist eine lo kal begrenzte Veränderung der Abbildungsparameter für eine oder beide Maskenbereiche gewünscht.
Die Abweichungen in den Abmessungen können durch unterschiedliche Abmessungen der Maskenstrukturelemente verursacht werden. Weiterhin können jedoch sogar (aufgrund von Abweichungen in der Abbildung der Maskenstrukturelemente in die Fotoresistschicht) von Maskenstrukturelementen, die dieselben Abmessungen aufweisen, verschiedene Abmessungen der Resiststrukturelemente erhalten werden. Die Abweichungen werden durch Defekte oder herstellungsbedingte Aberrationen der Beleuchtungsoptik und/oder der Projektionslinsen des gesamten Abbildungssystems und/oder durch lokale Unregelmäßigkeiten des Beleuchtungssystems verursacht. Weiterhin ist es möglich, dass die Abweichungen in den Abmessungen der Resiststrukturelemente, die durch die Aberrationen des Abbildungssystems verursacht wurden, nicht für beide Dimensionen eines zweidimensionalen Strukturelements gleich sind. Mit anderen Worten: die Länge und die Weite der Resiststrukturelemente können in einem verschiedenen Verhältnis von den gewünschten Abmessungen variieren.
Eine lokale Korrektur der Abmessungen der Resiststrukturelemente kann durch die lokale Veränderung der Beleuchtungsquellenverteilung mittels einem zugeordneten Gitterbereich in einem diffraktiven optischen Element erreicht werden. Daher hat jeder Gitterbereich definierte Gitterparameter, wie beispielsweise die Breite und die Periode der Gitterlinien oder ihre Orientierung, und definierte Absorptionseigenschaften. Die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften können durch die Form und die Orientierung der Gitterelemente, durch die Dicke und die optischen Eigenschaften (wie beispielsweise Brechungsindex und Absorptionskoeffizient) des Materials der Gitter- und der Absorptionselemente und durch Form, Größe und Dichte der Absorptionselemente definiert sein. Die Gitterbereiche können lineare Gitter, unterschiedlich geformte Gitterelemente, halbtransparente Phasen schiebende Elemente, transparente Elemente oder zweidimensionale Gitter umfassen. Damit kann die Länge oder die Weite eines Resiststrukturelements unabhängig voneinander korrigiert werden, oder die Länge und die Weite können in einem bestimmten Verhältnis zueinander korrigiert werden, so dass die Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen verschiedener Maskenbereiche erhalten werden, dieselben gewünschten Abmessungen aufweisen.
Die absorbierenden Elemente der Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements können zweidimensionale Gitter (schachbrettmusterartige Gitter) oder statistisch verteilte absorbierende Strukturen umfassen. Die Gitterparameter der zweidimensionalen Gitter oder die Form, die Größe und die Dichte der absorbierenden Strukturen sind derart festgelegt, dass die gewünschten absorbierenden Eigenschaften des absorbierenden Elements eines jeden Gitterbereichs erreicht werden.
Wenn nur eine Abmessung des ersten Resiststrukturelements von der zugehörigen Abmessung eines zweiten Resiststrukturelements abweicht, und die Abmessung des ersten Resiststrukturelements die spezifizierten gewünschten Abmessungen sind, kann der zweite Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements ein zweites Gitter enthalten. Die absorbierenden Eigenschaften des zweiten absorbierenden Elements können den absorbierenden Eigenschaften des ersten absorbierenden Elements, das in dem ersten Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements enthalten ist, gleich sein.
Bezug nehmend auf 1 kann das aktive Gebiet 240 des diffraktiven optischen Elements 20 eine Mehrzahl von Gitterbereichen 24, die dieselbe Größe und dieselbe Form aufweisen, umfassen. Die Gitterbereiche 24 können auch unterschiedliche Form und Größe aufweisen. Beispielsweise kann die Größe der Gitterbereiche 24 im Bereich von etwa (5 × 5) μm² bis etwa (500 × 500) μm² liegen. In einer besonderen Ausführungsform ist die Größe etwa (100 × 100) μm².
Wie in 1A gezeigt, weisen die Gitterbereiche 24a bis 24i Gitter 26 mit unterschiedlichen Gitterparametern auf, während die Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche im Wesentlichen dieselben sind. Jedes Gitter 26 weist ein Muster aus parallelen opaken, transparenten und/oder semitransparenten Gitterlinien auf. Die Gitterlinien füllen in diesem Beispiel die gesamte Fläche der Gitterbereiche 24a bis 24i. Die Orientierung der Gitter 26 in jedem Gitterbereich 24a bis 24i ist in diesem Beispiel dieselbe.
2A zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich eines diffraktiven optischen Elements 20 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Jeder Gitterbereich 24a bis 24i hat dieselbe Form und Größe und umfasst ein Gitter 26, das in einem zentralen Abschnitt des Gitterbereichs angeordnet ist, und einen Nichtgitter-Abschnitt 28. Jedes Gitter 26 hat dieselbe Größe. Die Nichtgitter-Abschnitte 28 sind transparent. Jeder Gitterbereich 24a bis 24i hat bestimmte Gitterparameter und Absorptionseigenschaften in Abhängigkeit von bspw. den tatsächlichen Abmessungen der Maskenstrukturelemente in den zugehörigen Maskenbereichen der Fotomaske.
2B zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich eines diffraktiven optischen Elements 20 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Jeder Gitterbereich 24a bis 24i hat dieselbe Form und Größe, wobei die Gitter 26 und die zugehörigen Nichtgitter-Abschnitte 28 verschiedene Größen haben können. Die Gitterbereiche 24 umfassen Gitter 26, die in zentralen Ab schnitten der Gitterbereiche 24 angeordnet sind, und transparente Nichtgitter-Abschnitte 28. Die Größe der Gitter 26 unterscheidet sich für die Gitterbereiche 24a bis 24i. Damit unterscheidet sich die Größe des dazugehörigen transparenten Abschnittes 28 für jeden Gitterbereich 24a bis 24i, was zu verschiedenen Absorptionseigenschaften führt. Jeder Gitterbereich 24a bis 24i hat bestimmte definierte Gitterparameter und Absorptionseigenschaften in Abhängigkeit von den zugehörigen Maskenbereichen der Fotomaske.
2C zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich eines diffraktiven optischen Elements 20 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Jeder Gitterbereich 24a bis 24d hat dieselbe Größe und Form. Die Gitterbereiche 24 umfassen Gitter 26, die in zentralen Abschnitten der Gitterbereiche 24 angeordnet sind, und Nichtgitter-Abschnitte 28. Die Nichtgitter-Abschnitte 28 enthalten absorbierende Strukturen 27. Die absorbierenden Strukturen 27 sind beispielsweise absorbierende Punkte mit einer Größe von (1 × 1) μm² bis (2 × 2) μm². Die absorbierenden Punkte sind homogen und statistisch, d.h. zufällig, innerhalb des Nichtgitter-Abschnitts 28 mit einer vorgegebenen mittleren Dichte verteilt. Die Gitter 26 der zugehörigen Gitterbereiche 24a bis 24d haben verschiedene Größen. Damit variiert die Größe des Nichtgitter-Abschnittes 28 für die Gitterbereiche 24a bis 24d. Jeder Gitterbereich 24a bis 24d hat definierte Gitterparameter und Absorptionseigenschaften in Abhängigkeit von den zugehörigen Maskenbereichen der Fotomaske. Weiterhin variiert die mittlere Dichte und die Größe der absorbierenden Strukturen 27 für jeden Gitterbereich 24, so dass die Absorptionseigenschaften der jeweiligen Gitterbereiche 24 sich unterscheiden.
3 zeigt ein optisches Abbildungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das optische Abbildungssystem um fasst eine Lichtquelle 1, eine Beleuchtungsoptik (optische Elemente) 2, die die Beleuchtungsquellenverteilung und die Polarisationseigenschaften des Beleuchtungslichtstrahls 100 definiert, eine Fotomaske 10, die ein transparentes Maskensubstrat 11 und Maskenstrukturelemente 12 umfasst, und ein korrespondierendes diffraktives optisches Element 20, das ein transparentes Elementsubstrat 21 und Gitterstrukturelemente 22 umfasst. Das optische Abbildungssystem umfasst weiterhin Projektionslinsen 3 zum Abbilden der Maskenstrukturelemente 12 in eine Fotoresistschicht 5, die einen Halbleiterwafer 4 bedeckt. Das diffraktive optische Element 20 ist in einer Zwischenabbildungsebene 13 der Fotomaske 10 zwischen der Beleuchtungsoptik 2 und der Fotomaske 10 positioniert, wobei eine weitere Linse (nicht gezeigt) zwischen dem diffraktiven optischen Element 20 und der Fotomaske 10 angeordnet ist.
Die Zwischenabbildungsebene 13 ist eine optisch konjugierte Ebene zu der Ebene eines konventionellen Pellicles (Membran), das einen Abstand von 100 μm bis 10 mm zu der Ebene der Maskenstrukturelemente 12 der Fotomaske 10 hat und zwischen der Ebene der Maskenstrukturelemente 12 und der Beleuchtungsoptik 2 angeordnet ist. Die Gitterstrukturelemente 22 werden fokussiert in diese Ebene abgebildet.
In einer Ausführungsform ist das diffraktive optische Element 20 an einem mechanischen System (nicht gezeigt) befestigt, das zum Auswechseln eines ersten diffraktiven optischen Elements 20, das zu einer ersten Fotomaske 10 korrespondiert, durch ein zweites diffraktives optisches Element 20, das zu einer zweiten Fotomaske 10 korrespondiert, genutzt wird. Weiterhin bewegt sich das mechanische System, das das diffraktive optische Element 20 trägt, korrespondierend zu der Bewegung der Fotomaske 10 während der Abbildung der Maskenstrukturelemente 12 in den Fotoresist 5.
4 zeigt ein optisches Abbildungssystem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das optische Abbildungssystem umfasst eine Lichtquelle 1, eine Beleuchtungsoptik 2, die die Beleuchtungsquellenverteilung und die Polarisationseigenschaften des Beleuchtungslichtstrahls 100 definiert, eine Fotomaske 10, die ein transparentes Maskensubstrat 11 und Maskenstrukturelemente 12 umfasst, ein korrespondierendes diffraktives optisches Element 20, das ein transparentes Elementsubstrat 21 und Gitterstrukturelemente 22 umfasst. Das optische Abbildungssystem umfasst weiterhin eine Projektionslinse 3 zum Abbilden der Maskenstrukturelemente 12 in eine Fotoresistschicht 5, die einen Halbleiterwafer 4 bedeckt. Ein Befestigungsrahmen 29 fixiert das diffraktive optische Element 20 auf der Seite der Fotomaske 10, die der Beleuchtungsoptik 2 zugewandt ist.
5 ist ein Querschnitt durch ein diffraktives optisches Element 20 und eine dazugehörige Fotomaske 10, die Teil eines optischen Belichtungssystems, wie in 4 gezeigt sind. Ein Befestigungsrahmen 29 fixiert das diffraktive optische Element 20 auf dem Maskensubstrat 11 der Fotomaske 10. Die Maskenstrukturelemente 12 der Fotomaske 10 können auf der Seite des transparenten Maskensubstrats 11 der Fotomaske 10, die der Projektionslinse 3 zugewandt ist, aufgebracht sein, wie in 4 gezeigt. Die Gitterstrukturelemente 22 des diffraktiven optischen Elements 20 sind auf der Seite des transparenten Elementsubstrats 21 des diffraktiven optischen Elements 20 aufgebracht, die der Fotomaske 10 zugewandt ist. Jedoch können die Gitterstrukturelemente 22 auch auf der anderen Seite des diffraktiven optischen Elements ausgebildet sein. Weiterhin können die Gitterstrukturelemente 22 innerhalb des transparenten Elementsubstrats 21 des diffraktiven optischen Elements 20 ausgebildet sein.
Wie in 6A gezeigt, umfasst ein diffraktives optisches Element 20 bspw. ein transparentes Elementsubstrat 21 und eine Gitterschicht 220, die auf der Oberfläche des Elementsubstrats 21 aufgebracht ist. Innerhalb der Gitterschicht 220 sind Gitterstrukturelemente 22, die Gitter und/oder absorbierende Strukturen umfassen, ausgebildet. Das Material der Gitterschicht 220 kann frei aus Materialien, die den Beleuchtungslichtstrahl in einer bestimmten Weise beeinflussen, ausgewählt werden. Beispielsweise können MoSi oder andere semitransparente Materialien oder ein opakes Material, wie z.B. Cr, benutzt werden. Weiterhin können transparente oder semitransparente Phasen schiebende Materialien oder Schichtstapel, die eines oder mehrere der vorstehend genannten Materialien umfassen, genutzt werden. Die Gitterstrukturelemente 22 jedes Gitterbereichs 24a bis 24d, die in 6A gezeigt sind, bilden ein Gitter mit Gitterparametern und absorbierende Elemente mit Absorptionseigenschaften in der Art, dass die Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen in den Maskenbereichen, die zu den Gitterbereichen 24a bis 24d des diffraktiven optischen Elements 20 korrespondieren, erhalten werden, vorgegebene Abmessungen aufweisen.
Wie in 6B gezeigt, kann eine Antireflexionsschicht (ARC) 23 auf beiden Seiten des transparenten Elementsubstrats 21 des diffraktiven optischen Elements 20 aufgebracht sein. Eine Gitterschicht 220, die die Gitterstrukturelemente 22 umfasst, ist auf der ARC-Schicht 23 aufgebracht. Die ARC-Schicht 23 kann ebenfalls nur auf einer Seite des Elementsubstrats 21 aufgebracht sein.
Die Nutzung einer oder mehrerer ARC-Schichten 23 kann zusätzliche Abweichungen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen 12 erhalten werden, hervorrufen. Prozessabweichungen können lokale Dickenvariationen der ARC-Schicht 23 über das aktive Gebiet des diffraktiven optischen Elements 20 hinweg verursachen. Die Dicke der ARC-Schicht 23 korrespondiert zu der Transmissionseffektivität der ARC-Schicht 23 und beeinflusst damit die Abbildung der Maskenstrukturelemente 12 in eine Fotoresistschicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Korrektur der Abweichungen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die durch eine Dickenvariation der ARC-Schicht 23 verursacht werden, in die Korrektur der Abweichungen der Abmessungen, die durch Abmessungsvariationen der Maskenstrukturelemente 12 oder durch lokale Abweichungen des Abbildungssystems verursacht werden, einbezogen. Abweichungen der Abmessungen, die durch die ARC-Schicht 23 verursacht werden, können mittels absorbierender Strukturen 27 (vgl. 2C), die in den Gitterbereichen 24 des diffraktiven optischen Elements 20 enthalten sind, korrigiert werden. Die Verteilung, Form, Größe und Dichte der absorbierenden Strukturen 27 jedes Gitterbereiches 24 korrespondiert zu der notwendigen Korrektur der Transmissionseffektivität in den jeweiligen Bereichen der ARC-Schicht 23. Damit sind die Absorptionseigenschaften jedes Gitterbereiches 24 so definiert, dass sie mit den jeweiligen Maskenbereichen der Fotomaske 10 und den jeweiligen Schichtbereichen der ARC-Schicht 23 korrespondieren.
Gemäß einer anderen Ausführungsform, die in 6C gezeigt ist, umfasst ein diffraktives optisches Element 20 eine erste Gitterschicht 220 und eine zweite Gitterschicht 221. Die erste Gitterschicht 220 umfasst Gitterstrukturelemente 22. Die Gitteparameter und Absorptionseigenschaften der Gitter und/oder absorbierenden Elemente, die die Gitterstrukturelemente 22 der Gitterschicht 220 bilden, sind für jeden Gitterbereich 24 so definiert, dass sie Abweichungen der Abmessungen, die durch Abweichungen der Abmessungen der Maskenstrukturelemente 12 o der durch lokale Abweichungen des Abbildungssystems verursacht werden, korrigieren. Die zweite Gitterschicht 221 ist auf der ersten Gitterschicht 220 aufgebracht, wie in 6C gezeigt, kann aber auch unterhalb der ersten Gitterschicht 220 angeordnet sein. Die zweite Gitterschicht 221 umfasst Gitterstrukturelemente 222. Die Gitterstrukturelemente 222 sind absorbierende Strukturen, deren Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich 24 so definiert sind, dass sie Abweichungen der Abmessungen, die durch Variationen der Schichtdicke der ARC-Schicht 23 verursacht werden, korrigieren.
Beide Gitterschichten 220 und 221 können auf einer Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten des diffraktiven optischen Elements 20 ausgebildet sein.
Unter Bezug auf 7 ist der Effekt des diffraktiven optischen Elements 20 auf die Beleuchtungsquellenverteilung des abbildenden Lichts erläutert. Ein diffraktives optisches Element 20, das auf einer Fotomaske 10 fixiert ist, ist gezeigt. Jedoch ist der Effekt im Wesentlichen derselbe für ein diffraktives optisches Element 20, das in einer Zwischenabbildungsebene der Fotomaske 10, wie in 3 gezeigt, angeordnet ist.
Wie in 7 gezeigt, wird der Beleuchtungslichtstrahl 10 durch die Gitterstrukturelemente 22 des diffraktiven optischen Elements 20 in einen Lichtstrahl 100c der 0. Ordnung und in zwei abgebeugte Lichtstrahlen 100a und 100b der ± 1. Ordnung aufgespaltet. Das gebeugte Licht kann ebenfalls Strahlen höherer Ordnung in Abhängigkeit von den Gitterparametern der Gitterstrukturelemente 22 enthalten. Die Winkel θ der gebeugten Lichtstrahlen 100a und 100b sind durch die Formel sin(θ) = λ/P gegeben, wobei λ die Wellenlänge des Lichts und P die Periode der Gitterlinien der Gitterstrukturelemente 22 ist.
7A zeigt die Beleuchtungsquellenverteilung 30 eines einfallenden Beleuchtungslichtstrahls 100 der 7 vor dem diffraktiven optischen Element. Die Beleuchtungsquellenverteilung 30 ist durch die Beleuchtungsoptik 2 aus 3 oder 4 definiert. Beispielhaft ist eine Quadrupol-Beleuchtungsquellenverteilung 30 dargestellt, die vier helle Bereiche 31 und einen dunklen Bereich 32 aufweist.
7B zeigt die resultierende korrigierte Beleuchtungsquellenverteilung 30' des Lichts, nachdem das Licht einen Gitterbereich mit einem linearen Gitter (parallele Linien) des diffraktiven optischen Elements 20 passiert hat. Die korrigierte Beleuchtungsquellenverteilung 30' ist mit Bezug auf die Beleuchtungsquellenverteilung 30, die in 7A gezeigt ist, durch die Beugung des Lichtstrahls 100 verändert. Jeder helle Bereich 31 ist entlang einer ersten Richtung durch zwei helle Bereiche 31a und 31b aufgeweitet, wobei der Lichtbereich 31a vom Lichtstrahl 100a der –1. Ordnung erzeugt wird und der helle Bereich 31b vom Lichtstrahl 100b der +1. Ordnung erzeugt wird. Jedoch sind auch andere korrigierte Beleuchtungsquellenverteilungen 30' in Abhängigkeit von den Gitterparametern der Gitterstrukturelemente 22 möglich. Weiterhin kann die Intensität des gebeugten Lichts mit Bezug auf die Intensität des einfallenden Lichtstrahls 100 durch eine Verschiebung der Phase und durch eine Veränderung der Absorptionseigenschaften der Gitterstrukturelemente 22 verändert werden.
Mit Bezug auf die 8 bis 11 wird nun der Effekt des diffraktiven optischen Elements 20 auf die Abmessungen der Resiststrukturelemente 52 erläutert.
8 ist eine Draufsicht auf einen Bereich einer Fotomaske 10, die opake Maskenstrukturelemente 12 und ein transparentes Maskensubstrat 11 umfasst. Die gezeigten Maskenstrukturelemente 12 korrespondieren zu Kontaktstrukturen in einer Kontaktebene von dicht gepackten Zelltransistoren. Die Fotomaske 10 kann andere Maskenstrukturelemente 12 umfassen. Die Maskenstrukturelemente 12 haben eine Weite wm, die in x-Richtung gemessen ist, und eine Länge lm, die in y-Richtung gemessen ist.
Die 9 bis 11 zeigen Resiststrukturelemente 52, die von den in der 8 gezeigten Maskenstrukturelementen 12 erhalten werden. Die Resiststrukturelemente 52 können unbelichtete Bereiche der Fotoresistschicht 5 sein, die durch einen belichteten Bereich 51 umgeben sind. Die Konturen der zugehörigen Maskenstrukturelemente 12 sind durch die gestrichelten Linien dargestellt. Die Resiststrukturelemente 52 haben eine Weite wr, die in x-Richtung gemessen ist, und eine Länge lr, die in y-Richtung gemessen ist.
In 9 ist beispielsweise wr = 75 nm und lr = 114,6 nm. Die Resiststrukturelemente 52 werden von Maskenbereichen, die zu Gitterbereichen 24a eines diffraktiven optischen Elements 20 korrespondieren, erhalten, wobei der Gitterbereich 24a in 9A gezeigt ist. Der Gitterbereich 24a umfasst nur einen Nichtgitter-Abschnitt 28, der transparent (nicht absorbierend) ist. Mit anderen Worten: die Gitterparameter eines Gitters und die Absorptionseigenschaften eines absorbierenden Elements des Gitterbereiches 24a sind so definiert, dass sie die Abbildung der Maskenstrukturelemente 12 in die Fotoresistschicht 5 durch ein optisches Abbildungssystem nicht verändern. Diese Parameter sind gewählt, da die Resiststrukturelemente 52 die gewünschten Abmessungen aufweisen.
10 zeigt Resiststrukturelemente 52, die von einem Maskenbereich erhalten werden, der mit dem Gitterbereich 24b des diffraktiven optischen Elements 20, der in 10A gezeigt ist, korrespondiert. Der Gitterbereich 24b umfasst ein Gitter 26 mit Gitterlinien, die entlang der y-Richtung verlaufen. Die Abmessungen der Resiststrukturelemente 52 sind wr = 75 nm und lr = 125 nm. Damit sind die Längen der Resiststrukturelemente 52 gegenüber den Längen der Resiststrukturelemente 52 aus 9 aufgrund der Beugung des abbildenden Lichts an den Gitterlinien des Gitterbereichs 24b erhöht, während die Weiten der zugehörigen Resiststrukturelemente 52 nicht verändert wurden.
11 zeigt Resiststrukturelemente 52, die von einem Maskenbereich erhalten werden, der mit einem Gitterbereich 24c des diffraktiven optischen Elements 20, der in 11A gezeigt ist, korrespondiert. Der Gitterbereich 24c umfasst ein Gitter 26 mit Gitterlinien, die entlang der x-Richtung verlaufen. Die Abmessungen der Resiststrukturelemente 52 sind wr = 75 nm und lr = 102 nm. Damit sind die Längen der Resiststrukturelemente 52 gegenüber den Längen der Resiststrukturelemente 52 von 9 aufgrund der Beugung des abbildenden Lichts an den Gitterlinien des Gitterbereichs 24c verringert, während die Weiten der zugehörigen Resiststrukturelemente 52 nicht verändert sind.
Es sind jedoch auch andere Kombinationen der Gitterstrukturelemente innerhalb der Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements möglich, wobei die Gitterparameter und Absorptionseigenschaften so gewählt werden, dass die erhaltenen Resiststrukturelemente die gewünschten Abmessungen aufweisen.

1: Lichtquelle
100: Beleuchtungslichtstrahl
100a: Lichtstrahl der –1. Ordnung
100b: Lichtstrahl der +1. Ordnung
100c: Lichtstrahl der 0. Ordnung
2: Beleuchtungsoptik
3: Projektionslinsen
4: Halbleiterwafer
5: Fotoresistschicht
51: belichteter Bereich
52: Resiststrukturelement (unbelichteter Bereich)
10: Fotomaske
11: Maskensubstrat
12: Maskenstrukturelement
13: Zwischenabbildungsebene
20: diffraktives optisches Element
21: Elementsubstrat
22: Gitterstrukturelement
220: (erste) Gitterschicht
221: zweite Gitterschicht
222: Gitterstrukturelement in der zweiten Gitterschicht
23: Antireflexionsschicht
240: aktiver Bereich
24a...24i: Gitterbereich
25: Randbereich
26: Gitter
27: absorbierende Struktur
28: Nichtgitter-Abschnitt
29: Befestigungsrahmen
30: Beleuchtungsquellenverteilung
30': korrigierte Beleuchtungsquellenverteilung
31: heller Bereich
31a: durch Lichtstrahl –1. Ordnung erzeugter heller Bereich
31b: durch Lichtstrahl +1. Ordnung erzeugter heller Bereich
32: dunkler Bereich
wm: Weite des Maskenstrukturelementes
lm: Länge des Maskenstrukturelementes
wr: Weite des Resiststrukturelementes
lr: Länge des Resiststrukturelementes
θ: Winkel der gebeugten Lichtstrahlen
λ: Wellenlänge des Lichts
P: Periode der Gitterlinien

Claims

Eine Fotomaskenanordnung für ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden von Licht absorbierenden Mustern in eine Fotoresistschicht, umfassend: – eine Fotomaske, die ein transparentes Maskensubstrat und ein Licht absorbierendes Muster umfasst, wobei das Licht absorbierende Muster zumindest einen ersten Maskenbereich mit einem ersten Maskenstrukturelement und einen zweiten Maskenbereich mit einem zweiten Maskenstrukturelement aufweist, wobei das erste und das zweite Maskenstrukturelement im Wesentlichen dieselbe Form und Größe haben, wobei durch die Abbildung des ersten Maskenstrukturelements ein erstes Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten wird und durch die Abbildung des zweiten Maskenstrukturelements ein zweites Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten wird, wobei das erste Maskenstrukturelement eine erste Länge und eine erste Weite besitzt und das zweite Maskenstrukturelement eine zweite Länge und eine zweite Weite besitzt, wobei zumindest die zweite Länge oder die zweite Weite sich von der ersten Länge bzw. der zweiten Weite unterscheidet, und – ein diffraktives optisches Element, das im optischen Weg zwischen der Lichtquelle des optischen Abbildungssystems und der Fotomaske angeordnet ist, das zumindest einen ersten Gitterbereich und einen zweiten Gitterbereich umfasst, wobei der erste Gitterbereich dem ersten Maskenbereich zugeordnet ist und ein erstes Gitter und ein erstes absorbierendes Element umfasst, der zweite Gitterbereich dem zweiten Maskenbereich zugeordnet ist und ein zweites Gitter und ein zweites absorbierendes Element umfasst, wobei jedes Gitter Gitterparameter aufweist und jedes absorbierende Element Absorptionseigenschaften aufweist derart, dass das erste und das zweite Resiststrukturelement dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen.
Die Fotomaskenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element auf dem transparenten Maskensubstrat auf der Seite, die der Lichtquelle zugewandt ist, befestigt ist.
Die Fotomaskenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element in einer Zwischenabbildungsebene der Fotomaske zwischen der Fotomaske und den optischen Elementen, die die Beleuchtungsquellenverteilung des optischen Abbildungssystems definieren, angeordnet ist.
Die Fotomaskenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat und eine Gitterschicht, die auf dem Elementsubstrat angeordnet ist, umfasst, wobei die Gitterschicht den ersten und zweiten Gitterbereich ausbildet.
Die Fotomaskenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein transparentes Gittersubstrat umfasst und die Gitter des ersten und zweiten Gitterbereiches innerhalb des Gittersubstrats ausgebildet sind.
Die Fotomaskenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element zumindest eine Antireflexionsschicht umfasst.
Die Fotomaskenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat mit einer ersten Oberfläche, die der Lichtquelle zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der Maske zugewandt ist, eine Antireflexionsschicht, die die erste oder die zweite Oberfläche des Elementsubstrats bedeckt, und eine Gitterschicht, die die Antireflexionsschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht von der Antireflexionsschicht bedeckt ist, bedeckt, umfasst, – die Antireflexionsschicht einen ersten Schichtbereich mit einer ersten Dicke und einen zweiten Schichtbereich mit einer zweiten Dicke umfasst, wobei die zweite Dicke sich von der ersten Dicke unterscheidet, und – der erste Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem ersten Schichtbereich korrespondiert und der zweite Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem zweiten Schichtbereich korrespondiert.
Die Fotomaskenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat mit einer ersten Oberfläche, die der Lichtquelle zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der Maske zugewandt ist, eine Antireflexionsschicht, die die erste oder die zweite Oberfläche des transparenten Elementsubstrats bedeckt, eine erste Gitterschicht und eine zweite Gitterschicht umfasst, wobei die erste Gitterschicht die Antireflexionsschicht bedeckt und die zweite Gitterschicht die erste Gitterschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht durch die Antireflexionsschicht bedeckt ist, bedeckt, – die Antireflexionsschicht einen ersten Schichtbereich mit einer ersten Schichtdicke und einen zweiten Schichtbereich mit einer zweiten Schichtdicke umfasst, wobei die zweite Schichtdicke von der ersten Schichtdicke verschieden ist, und – der erste Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem ersten Schichtbereich korrespondiert und das erste Gitter und das erste absorbierende Element in der ersten Gitterschicht und ein drittes absorbierendes Element in der zweiten Gitterschicht umfasst, der zweite Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem zweiten Schichtbereich korrespondiert und das zweite Gitter und das zweite absorbierende Element in der ersten Gitterschicht und ein viertes absorbierendes Element in der zweiten Gitterschicht umfasst, wobei jeder Gitterparameter und jedes absorbierende Element Absorptionseigenschaften aufweist derart, dass das erste und das zweite Resiststrukturelement dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen.
Die Fotomaskenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element mehrere Gitterbereiche, die dieselbe Form und dieselbe Größe besitzen, umfasst, wobei jeder Gitterbereich ein Gitter mit Gitterparametern und ein absorbierendes Element mit Absorptionseigenschaften aufweist derart, dass die Resiststrukturelemente, die durch Abbildung der den Gitterbereichen zugehörigen Maskenstrukturelemente erhalten werden, die vorgegebenen Abmessungen aufweisen.
Die Fotomaskenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gitterbereich einen Nichtgitter-Abschnitt und einen Abschnitt mit einem Gitter umfasst.
Ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden von Licht absorbierenden Mustern in eine Fotoresistschicht, umfassend: – ein Beleuchtungssystem, das eine Lichtquelle, die Licht emittiert, umfasst, – optische Elemente, die eine Beleuchtungsquellenverteilung und Polarisationseigenschaften des Lichts definieren, – eine Fotomaske, die im optischen Weg des Belichtungssystems angeordnet ist, wobei die Fotomaske ein transparentes Maskensubstrat und ein Licht absorbierendes Muster umfasst, wobei das Licht absorbierende Muster zumindest einen ersten und einen zweiten Maskenbereich mit Maskenstrukturelementen, die dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen, aufweist, – Projektionslinsen zum Abbilden der Maskenstrukturelemente in einer Fotoresistschicht auf der Oberfläche eines Substrats, wobei Aberrationen der optischen Elemente oder der Projektionslinsen Abweichungen in der Beleuchtungsquellenverteilung und/oder den Polarisationseigenschaften und/oder der Abbildung der Maskenstrukturelemente verursachen, und – ein diffraktives optisches Element, das im optischen Weg zwischen der Lichtquelle des Beleuchtungssystems und der Fotomaske angeordnet ist und das zumindest einen ersten Gitterbereich und einen zweiten Gitterbereich umfasst, wobei der erste Gitterbereich mit dem ersten Maskenbereich korrespondiert und ein erstes Gitter und ein erstes absorbierendes Element umfasst, der zweite Gitterbereich mit dem zweiten Maskenbereich korrespondiert und ein zweites Gitter und ein zweites absorbierendes Element umfasst, wobei jedes Gitter Gitterparameter und jedes absorbierende Element Absorptionseigenschaften aufweist derart, dass die Resiststrukturelemente, die durch Abbildung der Maskenstrukturelemente des ersten und des zweiten Maskenbereichs erhalten werden, dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element auf dem transparenten Maskensubstrat auf der Seite, die der Lichtquelle zugewandt ist, befestigt ist.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element in einer Zwischenabbildungsebene der Fotomaske zwischen der Fotomaske und den optischen Elementen angeordnet ist.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element auf einem mechanischen System befestigt ist, das sich entsprechend der Bewegung der Fotomaske bewegt.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat und eine Gitterschicht, die auf dem Elementsubstrat angeordnet ist, umfasst, wobei die Gitterschicht den ersten und den zweiten Gitterbereich umfasst.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein transparentes Gittersubstrat umfasst, wobei die Gitter des ersten und zweiten Gitterbereiches innerhalb des Gittersubstrats ausgebildet sind.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element zumindest eine Antireflexionsschicht umfasst.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass – das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat mit einer ersten Oberfläche, die der Lichtquelle zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der Maske zugewandt ist, eine Antireflexionsschicht, die die erste oder die zweite Oberfläche des Elementsubstrats bedeckt, und eine Gitterschicht, die die Antireflexionsschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht durch die Antireflexionsschicht bedeckt ist, bedeckt, umfasst, – die Antireflexionsschicht einen ersten Schichtbereich mit einer ersten Dicke und einen zweiten Schichtbereich mit einer zweiten Dicke umfasst, wobei die zweite Dicke von der ersten Dicke verschieden ist, und – der erste Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem ersten Schichtbereich korrespondiert und der zweite Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem zweiten Schichtbereich korrespondiert.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass – das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat mit einer ersten Oberfläche, die der Lichtquelle zugewandt ist, und mit einer zweiten Oberfläche, die der Maske zugewandt ist, eine Antireflexionsschicht, die die erste oder die zweite Oberfläche des transparenten Elementsubstrats bedeckt, eine erste Gitterschicht und eine zweite Gitterschicht umfasst, wobei die erste Gitter schicht die Antireflexionsschicht bedeckt und die zweite Gitterschicht die erste Gitterschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht von der Antireflexionsschicht bedeckt ist, bedeckt, – die Antireflexionsschicht einen ersten Schichtbereich mit einer ersten Schichtdicke und einen zweiten Schichtbereich mit einer zweiten Schichtdicke umfasst, wobei die zweite Schichtdicke von der ersten Schichtdicke verschieden ist, und – der erste Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem ersten Schichtbereich korrespondiert und das erste Gitter und das erste absorbierende Element in der ersten Gitterschicht und ein drittes absorbierendes Element in der zweiten Gitterschicht umfasst, der zweite Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem zweiten Schichtbereich korrespondiert und das zweite Gitter und das zweite absorbierende Element in der ersten Gitterschicht und ein viertes absorbierendes Element in der zweiten Gitterschicht umfasst, wobei jedes Gitter Gitterparameter und jedes absorbierende Element Absorptionseigenschaften aufweist derart, dass das erste und das zweite Resiststrukturelement dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element mehrere Gitterbereiche, die dieselbe Form und dieselbe Größe aufweisen, umfasst, wobei jeder Gitterbereich ein Gitter mit Gitterparameter und ein absorbierendes Element mit Absorptionseigenschaften derart umfasst, dass die Resiststrukturelemente, die durch Abbildung der zu den Gitterbereichen zugehörigen Maskenstrukturelementen erhalten werden, vorgegebene Abmessungen aufweisen.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gitterbereich einen Nichtgitter-Abschnitt und einen Abschnitt mit einem Gitter umfasst.
Ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden von Licht absorbierenden Mustern in eine Fotoresistschicht, umfassend: – ein Beleuchtungssystem, das eine Lichtquelle, die Licht emittiert, umfasst, – optische Elemente, die eine Beleuchtungsquellenverteilung und Polarisationseigenschaften des Lichtes definieren, – eine Fotomaske, die im optischen Weg des Belichtungssystems angeordnet ist und die ein transparentes Maskensubstrat und ein Licht absorbierendes Muster umfasst, wobei das Licht absorbierende Muster zumindest einen ersten Maskenbereich mit einem ersten Maskenstrukturelement und einen zweiten Maskenbereich mit einem zweiten Maskenstrukturelement umfasst, wobei das erste und das zweite Maskenstrukturelement im Wesentlichen dieselbe Form und Größe aufweisen, wobei durch Abbildung des ersten Maskenstrukturelements ein erstes Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten wird und durch Abbildung des zweiten Maskenstrukturelements ein zweites Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten wird, wobei das erste Maskenstrukturelement eine erste Länge und eine erste Weite und das zweite Maskenstrukturelement eine zweite Länge und eine zweite Weite aufweisen, wobei zumindest die zweite Länge oder die zweite Weite sich von der ersten Länge bzw. der ersten Weite unterscheidet, – Projektionslinsen zum Abbilden der Strukturen in der Fotomaske in die Fotoresistschicht auf der Oberfläche eines Substrats, wobei Aberrationen der optischen Elemente oder der Projektionslinsen Abweichungen in der Beleuchtungsquellenverteilung und/oder den Polarisationseigenschaften und/oder der Abbildung der Maskenstrukturelemente verursachen, und – ein diffraktives optisches Element, das im optischen Weg zwischen der Lichtquelle des Beleuchtungssystems und der Fotomaske angeordnet ist und das zumindest einen ersten Gitterbereich und einen zweiten Gitterbereich umfasst, wobei der erste Gitterbereich mit dem ersten Maskenbereich korrespondiert und ein erstes Gitter und ein erstes absorbierendes Element umfasst und der zweite Gitterbereich mit dem zweiten Maskenbereich korrespondiert und ein zweites Gitter und ein zweites absorbierendes Element umfasst, wobei jedes Gitter Gitterparameter und jedes absorbierende Element Absorptionseigenschaften aufweist derart, dass das erste und das zweite Resiststrukturelement dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element auf dem transparenten Maskensubstrat auf der Seite, die der Lichtquelle des optischen Abbildungssystems zugewandt ist, befestigt ist.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element in einer Zwischenabbildungsebene der Fotomaske zwischen der Fotomaske und den optischen Elementen angeordnet ist.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element auf einem mechanischen System befestigt ist, das sich entsprechend der Bewegung der Fotomaske bewegt.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat und eine Gitterschicht, die auf dem Elementsubstrat angeordnet ist und den ersten und den zweiten Gitterbereich umfasst, umfasst.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein transparentes Gittersubstrat umfasst und die Gitter der Gitterbereiche in dem transparenten Gittersubstrat ausgebildet sind.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element zumindest eine Antireflexionsschicht umfasst.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass – das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat mit einer ersten Oberfläche, die der Lichtquelle zugewandt ist, und mit einer zweiten Oberfläche, die der Maske zugewandt ist, eine Antireflexionsschicht, die die erste oder die zweite Oberfläche des Elementsubstrats bedeckt, und eine Gitterschicht, die die Antireflexionsschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht durch die Antireflexionsschicht bedeckt ist, bedeckt, umfasst, – die Antireflexionsschicht einen ersten Schichtbereich mit einer ersten Dicke und einen zweiten Schichtbereich mit einer zweiten Dicke umfasst, wobei die zweite Schichtdicke von der ersten Schichtdicke verschieden ist, und – der erste Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem ersten Schichtbereich korrespondiert und der zweite Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem zweiten Schichtbereich korrespondiert.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass – das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat mit einer ersten Oberfläche, die der Lichtquelle zugewandt ist, und mit einer zweiten Oberfläche, die der Maske zugewandt ist, eine Antireflexionsschicht, die die erste oder die zweite Oberfläche des transparenten Elementsubstrats bedeckt, eine erste Gitterschicht und eine zweite Gitterschicht umfasst, wobei die erste Gitterschicht die Antireflexionsschicht bedeckt und die zweite Gitterschicht die erste Gitterschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht durch die Antireflexionsschicht bedeckt ist, bedeckt, – die Antireflexionsschicht einen ersten Schichtbereich mit einer ersten Schichtdicke und einen zweiten Schichtbereich mit einer zweiten Schichtdicke umfasst, wobei die zweite Schichtdicke von der ersten Schichtdicke verschieden ist, und – der erste Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem ersten Schichtbereich korrespondiert und das erste Gitter und das erste absorbierende Element in der ersten Gitterschicht und ein drittes absorbierendes Element in der zweiten Gitterschicht umfasst, der zweite Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem zweiten Schichtbereich korrespondiert und das zweite Gitter und das zweite absorbierende Element in der ersten Gitterschicht und ein viertes absorbierendes Element in der zweiten Gitterschicht umfasst, wobei jedes Gitter Gitterparameter und jedes absorbierende Element Absorptions eigenschaften derart aufweist, dass das erste und das zweite Resiststrukturelement dieselbe Länge und dieselbe Weite aufweisen.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element mehrere Gitterbereiche, die dieselbe Form und dieselbe Größe aufweisen, umfasst, wobei jeder Gitterbereich ein Gitter mit Gitterparametern und ein absorbierendes Element mit Absorptionseigenschaften derart aufweist, dass die Resiststrukturelemente, die durch Abbildung der den Gitterbereichen zugeordneten Maskenstrukturelemente erhalten werden, vorgegebene Abmessungen aufweisen.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gitterbereich einen Nichtgitter-Abschnitt und einen Abschnitt mit einem Gitter umfasst.
Ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden von Licht absorbierenden Mustern in eine Fotoresistschicht, umfassend: – ein Beleuchtungssystem, das eine Lichtquelle, die Licht emittiert, umfasst, – optische Elemente, die eine Beleuchtungsquellenverteilung und die Polarisationseigenschaften des Lichts definieren, – eine Fotomaske, die im optischen Weg des Belichtungssystems angeordnet ist und die ein transparentes Maskensubstrat und ein Licht absorbierendes Muster umfasst, wobei das Licht absorbierende Muster zumindest einen ersten Maskenbereich mit einem ersten Maskenstrukturelement und einen zweiten Maskenbereich mit einem zweiten Maskenstrukturelement aufweist, wobei durch Abbildung des ersten Maskenstrukturelements ein erstes Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten wird und durch Abbildung des zweiten Maskenstrukturelements ein zweites Resiststrukturelement in der Fotoresistschicht erhalten wird, wobei das erste Maskenstrukturelement eine erste Länge und eine erste Weite und das zweite Maskenstrukturelement eine zweite Länge und eine zweite Weite aufweist, wobei die zweite Länge und die zweite Weite in einem vorgegebenen Verhältnis zu der ersten Länge bzw. der ersten Weite definiert sind, – Projektionslinsen zum Abbilden der Strukturen in der Fotomaske in die Fotoresistschicht auf der Oberfläche eines Substrats, wobei die Abbildung des ersten und des zweiten Maskenstrukturelements voneinander verschieden sind, und – ein diffraktives optisches Element, das im optischen Weg zwischen der Lichtquelle des Beleuchtungssystems und der Fotomaske angeordnet ist, und das zumindest einen ersten Gitterbereich und einen zweiten Gitterbereich umfasst, wobei der erste Gitterbereich mit dem ersten Maskenbereich korrespondiert und ein erstes Gitter und ein erstes absorbierendes Element umfasst, und der zweite Gitterbereich mit dem zweiten Maskenbereich korrespondiert und ein zweites Gitter und ein zweites absorbierendes Element umfasst, wobei jedes Gitter Gitterparameter und jedes absorbierende Element Absorptionseigenschaften aufweist derart, dass das erste Resiststrukturelement eine Länge und eine Weite in einem vorgegebenen Verhältnis zur Länge und zur Weite des zweiten Resiststrukturelements aufweist.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element auf dem transparenten Maskensubstrat auf der Seite, die der Lichtquelle zugewandt ist, befestigt ist.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element in einer Zwischenabbildungsebene der Fotomaske zwischen der Fotomaske und den optischen Elementen angeordnet ist.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element auf einem mechanischen System befestigt ist, das sich entsprechend der Bewegung der Fotomaske bewegt.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat und eine Gitterschicht, die auf dem Elementsubstrat angeordnet ist, umfasst, wobei die Gitterschicht den ersten und den zweiten Gitterbereich umfasst.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein transparentes Gittersubstrat umfasst, wobei die Gitter der Gitterbereiche innerhalb des Gittersubstrats ausgebildet sind.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element zumindest eine Antireflexionsschicht umfasst.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass – das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat mit einer ersten Oberfläche, die der Licht quelle zugewandt ist, und mit einer zweiten Oberfläche, die der Maske zugewandt ist, eine Antireflexionsschicht, die die erste oder die zweite Oberfläche des Elementsubstrats bedeckt, und eine Gitterschicht, die die Antireflexionsschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht von der Antireflexionsschicht bedeckt ist, bedeckt, umfasst, – die Antireflexionsschicht einen ersten Schichtbereich mit einer ersten Dicke und einen zweiten Schichtbereich mit einer zweiten Dicke umfasst, wobei die zweite Dicke von der ersten Dicke verschieden ist, und – der erste Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem ersten Schichtbereich korrespondiert und der zweite Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem zweiten Schichtbereich korrespondiert.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass – das diffraktive optische Element ein transparentes Elementsubstrat mit einer ersten Oberfläche, die der Lichtquelle zugewandt ist, und mit einer zweiten Oberfläche, die der Maske zugewandt ist, eine Antireflexionsschicht, die die erste oder die zweite Oberfläche des transparenten Elementsubstrats bedeckt, eine erste Gitterschicht und eine zweite Gitterschicht umfasst, wobei die erste Gitterschicht die Antireflexionsschicht bedeckt und die zweite Gitterschicht die erste Gitterschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht von der Antireflexionsschicht bedeckt ist, bedeckt, – die Antireflexionsschicht einen ersten Schichtbereich mit einer ersten Dicke und einen zweiten Schichtbereich mit einer zweiten Dicke umfasst, wobei die zweite Dicke von der ersten Dicke verschieden ist, und – der erste Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem ersten Schichtbereich korrespondiert und das erste Gitter und das erste absorbierende Element in der ersten Gitterschicht und ein drittes absorbierendes Element in der zweiten Gitterschicht umfasst, der zweite Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements mit dem zweiten Schichtbereich korrespondiert und das zweite Gitter und das zweite absorbierende Element in der ersten Gitterschicht und ein viertes absorbierendes Element in der zweiten Gitterschicht umfasst, wobei jedes Gitter Gitterparameter und jedes absorbierende Element Absorptionseigenschaften aufweist derart, dass das erste Resiststrukturelement eine Länge und eine Weite in einem vorgegebenen Verhältnis zur Länge und zur Weite des zweiten Resiststrukturelements aufweist.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element mehrere Gitterbereiche, die dieselbe Form und dieselbe Größe aufweisen, umfasst, wobei jeder Gitterbereich ein Gitter mit Gitterparametern und ein absorbierendes Element mit Absorptionseigenschaften derart umfasst, dass die Resiststrukturelemente, die durch Abbildung der den Gitterbereichen zugehörigen Maskenstrukturelemente erhalten werden, vorgegebene Abmessungen aufweisen.
Das optische Abbildungssystem nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gitterbereich einen Nichtgitter-Abschnitt und einen Abschnitt mit einem Gitter umfasst.
Ein Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements der Fotomaskenanordnung nach Anspruch 1, umfassend: – Bereitstellen der Fotomaske, – Bestimmen der Abmessungen der Maskenstrukturelemente, – Berechnen von ersten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit Hilfe eines Simulationsprogramms, wobei die Resiststrukturelemente durch die simulierte Abbildung der jeweiligen Maskenstrukturelemente in ein Fotoresist erhalten werden, wobei ein virtuelles diffraktives optisches Element mit ersten Gitterparametern und ersten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich in dem simulierten optischen Weg des Simulationsprogramms angenommen wird, – Vergleichen der ersten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Verändern der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den berechneten und den vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von zweiten Abmessungen der Resiststrukturelemente mittels des Simulationsprogramms auf der Basis der variierten Gitterparameter und Absorptionseigenschaften des virtuellen diffraktiven optischen Elements, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den vorgegebenen Abmessungen, zum Verändern der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften und zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen erhalten werden, solange, wie die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht erreicht sind, und – Speichern der letzten Gitterparameter und der letzten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements, wenn die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente erreicht sind, wobei die letzten Gitterparameter und die letzten Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements identisch mit den Gitterparametern und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements sind.
Das Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Abmessungen der Maskenstrukturelemente die Messung der Abmessungen der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Abmessungen der Maskenstrukturelemente umfasst: – Bereitstellen von mindestens zwei verschiedenen Fotoresistschichten, – Abbilden der Maskenstrukturen in die Fotoresistschichten unter Nutzung von mindestens zwei verschiedenen optischen Abbildungssystemen, – Entwickeln der Fotoresistschichten, wodurch Resiststrukturelemente erhalten werden, – Messen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Vergleichen der gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von denselben Maskenstrukturelementen durch die Abbildung mittels unterschiedlicher optischer Abbildungssysteme erhalten werden, wodurch die Unterschiede in den gemessenen Abmessungen, die durch Abweichungen in den optischen Belichtungssystemen verursacht werden, eliminiert werden, – Berechnen der Abmessungen der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske und Speichern dieser Abmessungen.
Ein Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements der Fotomaskenanordnung nach Anspruch 7, umfassend: – Bereitstellen der Fotomaske, – Bestimmen der Abmessungen der Maskenstrukturelemente, – Bereitstellen eines optischen Ausgangselements, das das transparente Elementsubstrat und die mindestens eine Antireflexionsschicht des diffraktiven optischen Elements umfasst, – Bestimmen der Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich des optischen Ausgangselements, wobei jeder Elementbereich mit einem zugehörigen Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements und mit einem jeweiligen Schichtbereich der Antireflexionsschicht korrespondiert, – Berechnen erster Abmessungen der Resiststrukturelemente mittels eines Simulationsprogramms, wobei die Resiststrukturelemente durch die simulierte Abbildung der zugehörigen Maskenstrukturelemente in ein Fotoresist erhalten werden, wobei ein virtuelles diffraktives optisches Element mit ersten Gitterparametern und ersten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich im simulierten optischen Weg angenommen wird und wobei das Simulationsprogramm die bestimmten Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich einbezieht, – Vergleichen der ersten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Verändern der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den berechneten und vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von zweiten Abmessungen der Resiststrukturelemente mittels des Simulationsprogramms, wobei das diffrak tive optische Element mit den veränderten Gitterparametern und Absorptionseigenschaften angenommen wird, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den vorgegebenen Abmessungen, zum Verändern der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften und zum Bestimmen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen erhalten werden, solange, wie die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht erreicht sind, und – Speichern der letzten Gitterparameter und der letzten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements, wenn die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente erreicht sind, wobei die letzten Gitterparameter und die letzten Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements mit den Gitterparametern und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements identisch sind.
Ein Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements des optischen Abbildungssystems nach Anspruch 11, umfassend – Bereitstellen des optischen Abbildungssystems, – Bereitstellen von verschiedenen Bereichen auf einer Fotomaske, – Bereitstellen von mindestens einer Fotoresistschicht, – Abbilden der Maskenstrukturelemente in einer Fotomaske in zugehörige Bereiche der Fotoresistschicht mittels des optischen Abbildungssystems, – Entwickeln der Fotoresistschicht, wobei Resiststrukturelemente erhalten werden, – Messen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Vergleichen der gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, die aus verschiedenen Bereichen der Fotomaske erhalten wurden, wobei die Unterschiede in den gemessenen Abmessungen, die durch Unterschiede in den Abmessungen der Maskenstrukturelemente innerhalb der verschiedenen Bereiche der Fotomaske verursacht werden, eliminiert werden, – Berechnen der Abweichungen in der Abbildung der Resiststrukturelemente, die durch Aberrationen der optischen Elemente oder der Projektionslinsen des optischen Abbildungssystems verursacht werden, und Speichern dieser Abweichungen, – Berechnen von ersten Abmessungen der Resiststrukturelementen mittels eines Simulationsprogramms, wobei die Resiststrukturelemente durch die simulierte Abbildung der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske des Abbildungssystems nach Anspruch 11 in ein Fotoresist erhalten werden, wobei die Maskenstrukturelemente gleiche Abmessungen haben, wobei ein virtuelles diffraktives optisches Element mit ersten Gitterparametern und ersten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich im optischen Weg des Abbildungssystems angenommen wird und wobei das Simulationsprogramm die gespeicherten Abweichungen, die durch das Abbildungssystem verursacht werden, berücksichtigt, – Vergleichen der ersten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Verändern der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den berechneten und den vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von zweiten Abmessungen der Resiststrukturelemente mittels des Simulationsprogramms, wobei das virtuelle diffraktive optische Element mit variierten Gitterparametern und Absorptionseigenschaften im optischen Weg angenommen wird, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den vorgegebenen Abmessungen, zum Variieren der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften und zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen erhalten werden, solange, wie die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht erreicht werden, und – Speichern der letzten Gitterparameter und der letzten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements, wenn die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente erreicht sind, wobei die letzten Gitterparameter und die letzten Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements identisch mit den Gitterparametern und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements sind.
Ein Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements des optischen Abbildungssystems nach Anspruch 18, umfassend: – Bereitstellen des optischen Abbildungssystems, – Bereitstellen verschiedener Bereiche einer Fotomaske, – Bereitstellen von mindestens einer Fotoresistschicht, – Abbilden der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske in zugehörige Bereiche der Fotoresistschicht mittels des optischen Abbildungssystems, – Entwickeln der Fotoresistschicht, wobei Resiststrukturelemente erhalten werden, – Messen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Vergleichen der gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von verschiedenen Bereichen der Fotomaske erhalten wurden, wodurch die Unterschiede in den gemessenen Abmessungen, die durch Unterschiede in den Abmessungen der Maskenstrukturelemente innerhalb der verschiedenen Bereiche der Fotomaske verursacht werden, eliminiert werden, – Berechnen der Abweichungen, die durch Aberrationen der optischen Element oder der Projektionslinsen des optischen Abbildungssystems verursacht werden, und Speichern dieser Abweichungen, – Bereitstellen eines optischen Ausgangselements, das das transparente Elementsubstrat und die mindestens eine Antireflexionsschicht des diffraktiven optischen Elements umfasst, – Bestimmen der Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich des optischen Ausgangselements, wobei jeder Elementbereich mit einem zugehörigen Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements und mit einem zugehörigen Schichtbereich der Antireflexionsschicht korrespondiert, – Berechnen von ersten Abmessungen von Resiststrukturelementen mittels eines Simulationsprogramms, wobei die Resiststrukturelemente durch die simulierte Abbildung der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske des Abbildungssystems nach Anspruch 18 in ein Fotoresist erhalten werden, und die Maskenstrukturelemente die gleichen Abmessungen aufweisen, wobei ein virtuelles diffraktives optisches Element mit ersten Gitterparametern und Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich im simulierten optischen Weg angenommen wird, und wobei das Simulationsprogramm die gespeicherten Abweichungen, die durch das Abbildungssystem verursacht werden, und die bestimmten Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich einbezieht, – Vergleichen der ersten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Verändern der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den be rechneten und den vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von zweiten Abmessungen der Resiststrukturelemente mittels des Simulationsprogramms, wobei das diffraktive optische Element mit veränderten Gitterparametern und Absorptionseigenschaften angenommen wird, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den vorgegebenen Abmessungen, zum Verändern der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften und zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen erhalten werden, solange, wie die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht erreicht sind, und – Speichern der letzten Gitterparameter und der letzten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements, wenn die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente erreicht worden sind, wobei die letzten Gitterparameter und die letzten Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements identisch mit den Gitterparametern und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements sind.
Ein Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements des optischen Abbildungssystems nach Anspruch 22 oder nach Anspruch 33, umfassend: – Bereitstellen des optischen Abbildungssystems, – Bereitstellen einer Fotoresistschicht, – Abbilden der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske in die Fotoresistschicht mittels des optischen Abbildungssystems, – Entwickeln der Fotoresistschicht, wobei Resiststrukturelemente erhalten werden, – Messen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von ersten Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den zugehörigen Maskenstrukturelementen in der Fotomaske mittels simulierter Abbildung in eine Fotoresistschicht durch das optische Abbildungssystem erhalten werden, mittels eines Simulationsprogramms mit ersten Programmparametern, – Vergleichen der ersten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Verändern der Programmparameter des Simulationsprogramms in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den gemessenen und den berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von zweiten Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen durch Abbildung in ein Fotoresist mittels des optischen Abbildungssystems erhalten werden, mittels des Simulationsprogramms mit veränderten Programmparametern, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den gemessenen Abmessungen, zum Verändern der Programmparameter und zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente solange, wie die berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente entsprechen, – Speichern der letzten Programmparameter des Simulationsprogramms, wenn die berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente entsprechen, – Berechnen von dritten Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den zugehörigen Maskenstrukturelementen in der Fotomaske mittels simulierter Abbildung in ein Fotoresist erhalten werden, mittels eines Simulationsprogramms mit den gespeicherten Programmparametern, wobei ein virtu elles diffraktives optisches Element mit ersten Gitterparametern und ersten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich im optischen Weg angenommen wird, – Vergleichen der dritten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Verändern der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den berechneten und vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von vierten Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen in der Fotomaske erhalten werden, mittels des Simulationsprogramms, wobei das virtuelle diffraktive optische Element mit veränderten Gitterparametern und Absorptionseigenschaften im optischen Weg angenommen wird, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den vorgegebenen Abmessungen, zum Verändern der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften und zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen erhalten werden, solange, wie die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht erreicht worden sind, und – Speichern der letzten Gitterparameter und der letzten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements, wenn die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente erreicht worden sind, wobei die letzten Gitterparameter und die letzten Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements identisch mit den Gitterparametern und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements sind.
Ein Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements des optischen Abbildungssystems nach Anspruch 29 oder Anspruch 40, umfassend: – Bereitstellen des optischen Abbildungssystems, – Bereitstellen einer Fotoresistschicht, – Abbilden der Maskenstrukturelemente in der Fotomaske in die Fotoresistschicht mittels des optischen Abbildungssystems, – Entwickeln der Fotoresistschicht, wobei Resiststrukturelemente erhalten werden, – Messen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von ersten Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den zugehörigen Maskenstrukturelementen in der Fotomaske durch die simulierte Abbildung in ein Fotoresist mittels des optischen Abbildungssystems erhalten werden, mittels eines Simulationsprogramms mit ersten Programmparametern, – Vergleichen der ersten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Verändern der Programmparameter des Simulationsprogramms in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den berechneten und den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von zweiten Abmessungen der Resiststrukturelemente, die für die Maskenstrukturelementen in der Fotomaske erhalten werden, mittels des Simulationsprogramms mit veränderten Programmparametern, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den gemessenen Abmessungen, zum Verändern der Programmparameter und zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente solange, wie die berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht mit den ge messenen Abmessungen der Resiststrukturelemente übereinstimmen, – Speichern der letzten Programmparameter des Simulationsprogramms, wenn die berechneten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit den gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente übereinstimmen, – Bereitstellen eines optischen Ausgangselements, das das transparente Elementsubstrat und die zumindest eine Antireflexionsschicht des diffraktiven optischen Elements umfasst, – Bestimmen der Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich des optischen Ausgangselements, wobei jeder Elementbereich mit einem zugehörigen Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements und mit einem zugehörigen Schichtbereich der Antireflexionsschicht korrespondiert, – Berechnen von dritten Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den zugehörigen Maskenstrukturelementen in der Fotomaske durch die simulierte Abbildung in ein Fotoresist erhalten werden, mittels eines Simulationsprogramms mit den gespeicherten Programmparametern, wobei ein virtuelles diffraktives optisches Element mit ersten Gitterparametern und ersten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich im optischen Weg angenommen wird und wobei das Simulationsprogramm die bestimmten Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich des optischen Ausgangselements einbezieht, – Vergleichen der dritten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Verändern der Gitterparameter und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den berechneten und den vorgegebnen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von vierten Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen in der Fotomaske erhalten werden, mittels des Simulationsprogramms, wobei das virtuelle diffraktive optische Element mit veränderten Gitterparametern und Absorptionseigenschaften im optischen Weg angenommen wird, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den vorgegebenen Abmessungen, zum Verändern der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften und zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen erhalten werden, solange, wie die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht erreicht wurden, und – Speichern der letzten Gitterparameter und der letzten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements, wenn die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente erreicht wurden, wobei die letzten Gitterparameter und die letzten Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements mit den Gitterparametern und Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des diffraktiven optischen Elements identisch sind.
Ein Verfahren zum Bestimmen der Gitterparameter und der Absorptionseigenschaften des diffraktiven optischen Elements der Fotomaskenanordnung nach Anspruch 7 oder des optischen Abbildungssystems nach einem der Ansprüche 18, 29 oder 40, umfassend: – Ausführen der Verfahren nach Anspruch 46, Anspruch 48 bzw. Anspruch 50, wobei Gitterparameter und Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements erhalten werden, – Bereitstellen eines optischen Ausgangselements, das das transparente Elementsubstrat und die zumindest eine Anti reflexionsschicht des diffraktiven optischen Elements umfasst, – Bestimmen der Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich des optischen Ausgangselements, wobei jeder Elementbereich mit einem zugehörigen Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements und mit einem zugehörigen Schichtbereich der Antireflexionsschicht korrespondiert, – Berechnen von ersten Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich eines virtuellen optischen Ausgangselements mittels eines Simulationsprogramms, wobei eine Gitterschicht auf der Oberfläche des virtuellen optischen Ausgangselements angenommen wird und die Gitterschicht Gitterbereiche mit absorbierenden Elementen umfasst, wobei jeder Gitterbereich mit einem zugehörigen Elementbereich korrespondiert und erste Absorptionseigenschaften aufweist, – Vergleichen der ersten Transmissionseigenschaften für alle Elementbereiche, – Verändern der Absorptionseigenschaften der absorbierenden Elemente der zugehörigen Gitterbereiche des virtuellen ausgangsoptischen Elements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den Transmissionseigenschaften der Elementbereiche des virtuellen optischen Ausgangselements, – Berechnen von zweiten Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich des virtuellen optischen Ausgangselements mit veränderten Absorptionseigenschaften der zugehörigen Gitterbereiche, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Transmissionseigenschaften aller Elementbereiche zum Variieren der Absorptionseigenschaften und zum Berechnen der Transmissionseigenschaften solange, wie die Transmissionseigenschaften aller Elementbereiche des virtuellen optischen Ausgangselements nicht übereinstimmen, – Speichern der letzten Absorptionseigenschaften jedes Gitterbereichs des virtuellen optischen Ausgangselements, wenn die Transmissionseigenschaften aller Elementebereiche des virtuellen optischen Ausgangselements übereinstimmen, und – Kombinieren der gespeicherten Gitterparameter und Absorptionseigenschaften des virtuellen diffraktiven optischen Elements und der gespeicherten Absorptionseigenschaften des virtuellen optischen Ausgangselements für jeden Gitterbereich, wobei Gitterparameter und Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements erhalten werden.
Ein Verfahren zum Herstellen eines diffraktiven optischen Elements der Fotomaskenanordnung nach Anspruch 8 oder des optischen Abbildungssystems nach einem der Ansprüche 19, 30 oder 41, umfassend: – Ausführen der Methode nach Anspruch 46, Anspruch 48 bzw. Anspruch 50, wobei Gitterparameter und Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements erhalten werden, – Bereitstellen eines optischen Ausgangselements, das das transparente Elementsubstrat und die zumindest eine Antireflexionsschicht des diffraktiven optischen Elements umfasst, – Bestimmen der Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich des optischen Ausgangselements, wobei jeder Elementbereich mit einem zugehörigen Gitterbereich des diffraktiven optischen Elements und mit einem zugehörigen Schichtbereich der Antireflexionsschicht korrespondiert, – Berechnen von ersten Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich eines virtuellen optischen Ausgangselements mittels eines Simulationsprogramms, wobei eine Gitterschicht auf der Oberfläche des virtuellen optischen Aus gangselements angenommen wird und die Gitterschicht Gitterbereiche mit absorbierenden Elementen umfasst, wobei jeder Gitterbereich erste Absorptionseigenschaften aufweist, – Vergleichen der ersten Transmissionseigenschaften für alle Elementbereiche des virtuellen optischen Ausgangselements, – Verändern der Absorptionseigenschaften der absorbierenden Elemente der Gitterbereiche des virtuellen optischen Ausgangselements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den Transmissionseigenschaften zwischen den Elementbereichen des virtuellen optischen Ausgangselements, – Berechnen von zweiten Transmissionseigenschaften für jeden Elementbereich des virtuellen optischen Ausgangselements mit variierten Absorptionseigenschaften der zugehörigen Gitterbereiche, – Wiederholen der Schritte zum Vergleichen der berechneten Transmissionseigenschaften für alle Elementbereiche zum Verändern der Absorptionseigenschaften und zum Berechnen der Transmissionseigenschaften solange, wie die Transmissionseigenschaften aller Elementbereich des virtuellen optischen Ausgangselements nicht übereinstimmen, – Speichern der letzten Absorptionseigenschaften jedes Gitterbereichs des virtuellen optischen Ausgangselements, wenn die Transmissionseigenschaften aller Elementbereiche des virtuellen optischen Ausgangselements übereinstimmen, – Ausbilden einer ersten Gitterschicht auf der Antireflexionsschicht des optischen Ausgangselement, – Strukturieren der ersten Gitterschicht gemäß den Gitterparametern und den Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen diffraktiven optischen Elements, – Ausbilden einer zweiten Gitterschicht auf oder unterhalb der ersten Gitterschicht oder auf der anderen Seite des optischen Ausgangselements, und – Strukturieren der zweiten Gitterschicht gemäß den gespeicherten Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des virtuellen optischen Ausgangselements.
Ein Verfahren zum Herstellen eines diffraktiven optischen Elements der Fotomaskenanordnung nach Anspruch 7 oder des optischen Abbildungssystems nach Anspruch 18, 29 oder 40, umfassend: – Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 46, Anspruch 48 bzw. Anspruch 50, wobei Gitterparameter und Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements erhalten werden, – Verändern der Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements derart, dass die Transmission für jeden Gitterbereich des virtuellen diffraktiven optischen Elements gleichmäßig für alle Gitterbereiche reduziert ist in einem Ausmaß, der mit der erwarteten Transmissionsvariation über die Antireflexionsschicht hinweg korrespondiert, wobei ein verändertes virtuelles diffraktives optisches Element erhalten wird, das Gitterbereiche umfasst, wobei jeder Gitterbereich Gitterparameter aufweist, die den Gitterparametern des virtuellen diffraktiven optischen Elements entsprechen, und Absorptionseigenschaften aufweist, die den veränderten Absorptionseigenschaften entsprechen, – Bereitstellen eines diffraktiven optischen Ausgangselements, das das transparente Elementsubstrat und die zumindest eine Antireflexionsschicht des diffraktiven optischen Elements und eine Ausgangsgitterschicht, die die Antireflexionsschicht oder die Oberfläche des Elementsubstrats, die nicht durch die Antireflexionsschicht bedeckt ist, bedeckt, umfasst, wobei die Ausgangsgitterschicht aus dem Material der Gitterschicht des diffraktiven optischen Elements ausgebildet ist, – Strukturieren der Ausgangsgitterschicht gemäß den Gitterparametern und den Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements, – Abbilden der Maskenstrukturelemente der Fotomaske in eine Fotoresistschicht mittels des optischen Abbildungssystems wobei das strukturierte diffraktive optische Ausgangselement im optischen Weg zwischen der Lichtquelle des Belichtungssystems und der Fotomaske angeordnet ist, – Entwickeln des Fotoresists, wobei Resiststrukturelemente erhalten werden, – Messen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Vergleichen der gemessenen Abmessungen der Resiststrukturelemente mit vorgegebenen Abmessungen, – Verändern der Absorptionseigenschaften der Gitterbereiche des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen den gemessenen und den vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente, – Berechnen von dritten Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen in der Fotomaske durch die simulierte Abbildung in ein Fotoresist erhalten werden, mittels des im ersten Schritt genutzten Simulationsprogramms, wobei das veränderte virtuelle diffraktive optische Element mit veränderten Absorptionseigenschaften im optischen Weg angenommen wird, – Vergleichen der dritten Abmessungen der Resiststrukturelemente mit den vorgegebenen Abmessungen, – Wiederholen der Schritte zum Verändern der Absorptionseigenschaften, zum Berechnen der Abmessungen der Resiststrukturelemente, die von den Maskenstrukturelementen erhalten werden, und zum Vergleichen der berechneten Abmessungen mit den vorgegebenen Abmessungen solange, wie die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente nicht erreicht werden, – Speichern der letzten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements, wenn die vorgegebenen Abmessungen der Resiststrukturelemente erreicht wurden, und – erneutes Strukturieren der Ausgangsgitterschicht des diffraktiven optischen Ausgangselements gemäß den gespeicherten letzten Absorptionseigenschaften für jeden Gitterbereich des veränderten virtuellen diffraktiven optischen Elements, wobei die Gitterschicht des diffraktiven optischen Elements ausgebildet wird.