DE102006053074B4 - Strukturierungsverfahren unter Verwendung chemisch verstärkter Fotolacke und Belichtungsvorrichtung - Google Patents

Strukturierungsverfahren unter Verwendung chemisch verstärkter Fotolacke und Belichtungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Strukturierungsverfahren umfassend: Aufbringen einer Fotolackschicht (91) auf ein Substrat (90); Strukturgebende Belichtung der Fotolackschicht (91) mittels eines gerasterten Teilchenstrahls oder einer Projektions-Belichtung mit einer Projektions-Wellenlänge kleiner einer Grenzwellenlänge, unterhalb der durch die Belichtung in der Fotolackschicht (91) Sekundärelektronen ausgelöst werden; und zur strukturgebenden Belichtung gleichzeitige Bestrahlung der Fotolackschicht (91) mindestens in einem jeweils der strukturgebenden Belichtung ausgesetzten Abschnitt mit UV-Licht mit einem Spektrum unterhalb einer der Grenzwellenlänge entsprechenden Grenzfrequenz.

Description

  • Eine Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf ein Strukturierungsverfahren, bei dem auf ein Substrat eine Fotolackschicht aufgebracht und die Fotolackschicht mittels eines gerasterten Teilchenstrahls oder einer Projektions-Belichtung mit einer Projektions-Wellenlänge strukturgebend belichtet wird, wobei die Projektionswellenlänge kleiner einer Grenzwellenlänge ist, unterhalb der in der Fotolackschicht durch die Belichtung Sekundärelektronen ausgelöst werden. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung bezieht sich ferner auf Belichtungsvorrichtungen, die ein solches Strukturierungsverfahren ermöglichen.
  • In der Halbleiterprozesstechnologie werden strukturgebende Belichtungsverfahren sowohl bei der Herstellung und Strukturierung von Halbleiterwafern als auch bei der Herstellung von Masken für weitere strukturgebende Belichtungsverfahren für Halbleiterwafer eingesetzt. Die blanke Maske bzw. der Halbleiterwafer werden mit einer gleichmäßigen, dünnen Schicht eines strahlungsempfindlichen Polymerfilms beschichtet. Der Polymerfilm wird mittels eines Elektronen- oder Ionenstrahls, mittels ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 257, 248, 193 oder 157 nm oder extremer UV-Strahlung (EUV) mit 13,5 nm Wellenlänge strukturiert. Unabhängig von der Art der Strahlungsquelle wird die strahlungsempfindliche Polymerschicht üblicherweise als Fotolack bezeichnet. Die Strahlung löst in den belichteten Abschnitten eine chemische Reaktion in der Filmschicht aus, die die Löslichkeit der belichteten Abschnitte gegenüber der in den unbelichteten Abschnitten verändert.
  • Sowohl für EUV-Lithographie als auch für Teilchenstrahllithographie finden so genannte chemisch verstärkte (chemical amplified) Fotolacke Verwendung, die bei vergleichsweise hoher Empfindlichkeit eine vergleichsweise hohe Auflösung ermöglichen. Solche Fotolacke beruhen auf einem katalytischen Mechanismus, bei dem durch Einwirkung einer vergleichsweise geringen Dosis der Belichtungsstrahlung ein Katalysator, üblicherweise eine Fotosäure, freigesetzt wird.
  • Etwa bei der Elektronenstrahl-Lithographie wird dabei die katalytische Reaktion nicht durch die vergleichsweise geringe Anzahl der Primärelektronen des Elektronenstrahls, sondern überwiegend durch die von den Primärelektronen erzeugten Sekundärelektronen ausgelöst. Die Sekundärelektronen spalten eine Fotosäurevorstufe im Fotolack (PAG, photo acid generator) und erzeugen die zur Strukturierung notwendige Säure.
  • Die Grenzen des Einsatzes chemisch verstärkter Fotolacke sind etwa im „Report on EUV resist process limitations”; van Steenwickel et al.; Philips Research Eindhoven; technical note PR-TN 2005/00570 beschrieben. Demnach lassen sich bei der Verwendung chemisch verstärkter Fotolacke Belichtungsdosis, Auflösung und Kanten-Rauheit nicht unabhängig voneinander optimieren. Üblicherweise wird demnach heute zur Verbesserung der Auflösung die Belichtungsdosis und damit die Diffusionsstrecke der fotochemisch gebildeten Säuren verringert, wobei ein deutlich reduzierter Durchsatz an der jeweiligen Belichtungsvorrichtung in Kauf genommen wird.
  • Ein EUV-Belichtungsverfahren, bei dem zur Verbesserung der Belichtungseffektivität ein Teil einer belichtenden EUV-Strahlung von einer der Fotolackschicht unterliegenden, speziell ausgebildeten Hartmaske teilweise als langwellige DUV-Strahlung in die Fotolackschicht zurückreflektiert wird, ist in der US 7,033,739 B2 beschrieben.
  • Die US 5,082,762 A bezieht sich auf eine Kombination aus einem Elektronenschreibverfahren und einem weiteren Belichtungsschritt niedrigerer Intensität zum Ausgleich von Nachbarschaftseffekten beim Elektronenstrahlschreiben. Ein weiteres Verfahren zur Reduzierung von Nachbarschaftseffekten mittels eines Teilchenstrahls und einer Hilfsbelichtung niedriger Dosis ist in der US 4,712,013 A offenbart.
  • Die US 6,541,182 B1 beschreibt ein Verfahren zur Nachbehandlung eines belichteten Elektronenstrahlphotolacks mittels eines durch UV-Belichtung unterstützten Trocknungsprozesses.
  • Eine Doppelbelichtung eines Photolacks mit einem bildgebenden Elektronenstrahlschreiben und einer bildgebendenden UV-Belichtung ist in der US 4,403,151 A beschrieben. Gemäß einem in der US 6,875,624 B2 beschriebenen Verfahren werden Strukturen mit kritischen Abmessungen mittels Elektronenstrahlschreibens und Strukturen mit unkritischen Abmessungen mittels eines optischen Verfahrens in einen Photolack abgebildet.
  • Gemäß einem Strukturierungsverfahren nach einer Ausführungsform der Erfindung wird demnach zunächst auf dem Substrat eine Fotolackschicht aufgebracht. Das Substrat ist etwa eine Blankmaske für ein Projektions-Belichtungsverfahren oder ein Halbleitersubstrat, beispielsweise ein Siliziumwafer. Die Fotolackschicht wird strukturgebend belichtet. Die strukturgebende Belichtung erfolgt entweder mittels eines gerasterten Teilchenstrahls oder einer Projektions-Belichtung mit einer Projektions-Wellenlänge, die kleiner einer Grenzwellenlänge ist, unterhalb der im Fotolack durch die Projektions-Belichtung Sekundärelektronen ausgelöst werden. Die strukturgebende Belichtung ist demnach ein Elektronenstrahl, ein Ionenstrahl oder eine kurzwellige UV-Belichtung, etwa eine EUV-Belichtung. Die Fotolackschicht wird gleichzeitig mit der strukturgebenden Belichtung einer vergleichsweise langwelligen UV-Zusatzbestrahlung ausgesetzt, deren Minimum-Wellenlänge größer als die Grenzwellenlänge ist. Durch die Anregung mir dem langwelligeren UV-Licht absorbieren zunächst niederenergetische Sekundärelektronen aus der zusätzlichen UV-Bestrahlung ausreichend zusätzliche Energie, um die PAG-Spaltung auszulösen. Bei gleicher Belichtungsdosis bzw. -dauer der strukturgebenden Belichtung wird die Anzahl derjenigen Sekundärelektronen erhöht, die die zur katalytischen Reaktion (PAG-Spaltung) erforderliche Energie aufweisen und Fotosäure freisetzen. In des Folge kann etwa in vorteilhafter Weise die Belichtungsdosis bzw. -dauer der strukturgebenden Belichtung, sei es ein gerasterter Teilchenstrahl oder eine EUV-Projektionsbelichtung, reduziert werden.
  • Nach der strukturgebenden Belichtung wird der Fotolack entwickelt, wobei aus der Fotolackschicht eine Fotomaske hervorgeht. Unter Verwendung der Fotomaske wird das Substrat strukturiert, wobei die Fotomaske beispielsweise als Ätz- oder Implantationsmaske fungieren kann.
  • Die Minimum-Wellenlänge der Zusatzbestrahlung wird etwa so auf die Eigenschaften des Fotolacks abgestimmt, dass der Fotolack gegenüber der Zusatzbestrahlung allein unempfindlich ist, so dass in vorteilhafter Weise die Auflösung des Belichtungsverfahrens allein durch den Sekundärelektroneneffekt bestimmt wird. Oben und im Folgenden wird das zusätzliche „Belichten” der Fotolackschicht mit vergleichsweise langwelligem UV-Licht als „Bestrahlen” bzw. „Bestrahlung” bezeichnet, während die Begriffe „Belichten” bzw. „Belichtung” dem Vorgang vorbehalten sein sollen, der im Fotolack die Belichtungsreaktion auslöst. Die Zusatzbestrahlung allein löst im Fotolack keine Belichtungsreaktion aus.
  • Die Zusatzbestrahlung der Fotolackschicht erfolgt etwa mit UV-Licht mit einem Spektrum unterhalb einer Grenzfrequenz, die einer Minimum-Wellenlänge von 250 nm entspricht. Die Wellenlänge der Projektions-Belichtung muss ausreichend kurz sein, um Sekundärelektronen auszulösen, und beträgt etwa weniger als 100 nm und in einer Ausführungsform 13,5 nm. Die Fotolackschicht besteht gemäß einer Ausführungsform aus einem chemisch verstärkten Fotolack, etwa eine solche, die in den belichteten Abschnitten durch Sekundärelektronen, die durch den Teilchenstrahl oder die Projektions-Belichtung ausgelöst werden, chemisch verändert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird als Fotolack ein solcher verwendet, des eine Katalysator-Vorstufe (z. B. PAG, photo acid generator) enthält, aus der durch Einwirken der Sekundärelektronen eine katalytisch wirkende Substanz hervorgeht. Nach einer weiteren Ausführungsform wird die Zusatzbestrahlung als Flutbestrahlung ausgeführt. Die strukturgebende Belichtung kann dabei ein Teilchenstrahl-Abbildungsverfahren oder ein Projektions-Belichtungsverfahren sein.
  • Nach einer anderen Ausführungsform ist die strukturgebende Belichtung ein Teilchenstrahl-Abbildungsverfahren, während die UV-Bestrahlung als auf der Fotolackschicht um den Teilchenstrahl herum fokussierte Bestrahlung vorgesehen wird. Da UV-Licht bei chemisch verstärkten Fotolacken auch nach der Belichtung zu Reaktionen im Fotolack führen kann, wird durch die fokussierte UV-Bestrahlung der Belichtungsprozess in vorteilhafter Weise vom anschließenden Entwicklungsprozess weitgehend entkoppelt. Durch die UV-Anregung der niederenergetischen Elektronen im Fotolack wird der räumliche Bereich, in dem Sekundärelektronen mit ausreichender Energie zur Auslösung der katalytischen Reaktion zur Verfügung stehen, erweitert. Wird die Belichtungsdosis der strukturgebenden Belichtung nicht reduziert, führt dies zu einer lokalen Verringerung der Auflösung.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform, die sich ebenfalls auf ein Teilchenstrahl-Abbildungsverfahren als strukturgebende Belichtung bezieht, bei dem die Strukturen aufeinander folgend geschrieben werden und bei dem einer Steuerung des Abbildungsverfahrens dem Grunde nach Information zur Art der zu schreibenden Struktur zur Verfügung steht, wird die Intensität der UV-Bestrahlung in Abhängigkeit von der Strukturgröße der jeweils zu schreibenden Struktur gesteuert. Beispielsweise wird die UV-Bestrahlung beim Schreiben fein strukturierter Abschnitte reduziert oder abgeschaltet und bei der Abbildung grob strukturierter Abschnitte eingeschaltet bzw. in der Intensität erhöht.
  • Das strukturgebende Belichtungsverfahren ist etwa ein Elektronenstrahl-Abbildungsverfahren oder ein EUV-Projektionsbelichtungsverfahren, für die in vorteilhafter Weise erprobte chemisch verstärkte Fotolacke zur Verfügung stehen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt eine erste Belichtungsvorrichtung zur Verfügung. Die erste Belichtungsvorrichtung umfasst eine Teilchenquelle, die einen Teilchenstrahl emittiert, und eine den Teilchenstrahl fokussierende Fokussier-Einheit. Ferner umfasst die erste Belichtungsvorrichtung eine Aufnahme-Einheit, die ein Substrat aufnimmt und zur Fokussier-Einheit justiert und eine Steuereinheit, die den Teilchenstrahl und/oder die Ortskoordinaten der Aufnahme-Einheit in Abhängigkeit von Bilddaten steuert.
  • Die Belichtungsvorrichtung umfasst ferner eine UV-Bestrahlungseinheit, die mindestens einen Abschnitt eines in der Aufnahme-Einheit angeordneten Substrats mit UV-Licht mit einem Spektrum unterhalb einer Grenzfrequenz, die einer Minimum-Wellenlänge von 248 nm entspricht, bestrahlt. Das Substrat ist beispielsweise eine EUV-Blankmaske oder ein Halbleitersubstrat, etwa ein Siliziumwafer. Die Belichtungsvorrichtung ermöglicht in vorteilhafter Weise durch Reduktion der Belichtungsdauer einen erhöhten Durchsatz. Beim Schreiben von EUV-Blankmasken werden in vorteilhafter Weise durch Reduktion der Belichtungsdosis Schäden im Schichtsystem der Blankmaske vermieden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform flut-„belichtet” die UV-Bestrahlungseinheit das in der Aufnahme-Einheit angeordnete Substrat. Es ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der Belichtungsvorrichtung.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Intensität des UV-Lichts in Abhängigkeit der jeweils abzubildenden Bilddaten durch die Steuereinheit der Belichtungsvorrichtung steuerbar. Die UV-Bestrahlungseinheit ist etwa durch die Steuereinheit in Abhängigkeit der Bilddaten ein- bzw. ausschaltbar. Damit lassen sich beispielsweise solche Bilddaten, die feinstrukturierten Abschnitten zugeordnet sind, mit hoher Auflösung und solche Bilddaten, die grobstrukturierten Abschnitten zugeordnet sind, mit hoher Geschwindigkeit schreiben.
  • Das Spektrum des UV-Lichts liegt etwa oberhalb einer Wellenlänge von 280 nm, d. h. unterhalb einer zu einer Wellenlänge von 280 nm korrespondierenden Grenzfrequenz, so dass in üblichen chemisch verstärkten Fotolacken durch die UV-Bestrahlung allein keine Belichtungsreaktion ausgelöst wird. Damit ist in vorteilhafter Weise eine Mehrzahl bekannter Fotolacke einsetzbar.
  • Eine andere Belichtungsvorrichtung umfasst eine UV-Strahlungsquelle, die UV-Licht mit einer Projektions-Wellenlänge kleiner 100 nm, bevorzugt 13,5 nm, emittiert. Die Belichtungsvorrichtung umfasst ferner eine die UV-Strahlung fokussierende Fokussier-Einheit und eine im Strahlengang des fokussierten UV-Lichts angeordnete Maske mit gegenüber dem UV-Licht transparenten und opaken Abschnitten sowie eine Aufnahme-Einheit, die ein Substrat aufzunehmen und zum Strahlengang zu justieren vermag.
  • Die Belichtungsvorrichtung umfasst ferner eine UV-Bestrahlungseinheit, die mindestens einen Abschnitt eines in der Aufnahme-Einheit angeordneten Substrats mit UV-Licht mit einem Spektrum unterhalb einer zu einer Wellenlänge von 250 nm korrespondierenden Grenzfrequenz zu bestrahlen vermag. Eine solche Belichtungsvorrichtung ermöglicht die Belichtung des Substrats bei reduzierter Belichtungsdauer, so dass der Durchsatz an dieser Belichtungsvorrichtung in vorteilhafter Weise erhöht werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Belichtungsvorrichtung flut-„belichtet” die UV-Bestrahlungseinheit das in der Aufnahme-Einheit angeordnete Substrat, so dass sich ein sehr einfacher Aufbau der Belichtungsvorrichtung ergibt. Die UV-Bestrahlungseinheit gibt etwa UV-Licht mit einem Spektrum unterhalb einer zu einer Wellenlänge von 280 nm korrespondierenden Grenzfrequenz ab. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise den Einsatz einer großen Gruppe chemisch verstärkter Fotolacke, die durch eine UV-Bestrahlung mit einer Wellenlänge größer 280 nm in der Regel nicht belichtet werden, bzw. in denen durch eine solche Bestrahlung keine Belichtungsreaktion in Gang gesetzt wird.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung und ihre Vorteile anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung eines EUV-Projektionsbelichtungssystems mit zusätzlicher UV-Flutbelichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2: eine schematische Darstellung einer Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung mit Flutbelichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3: eine schematische Darstellung einer Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung mit zusätzlicher fokussierter UV-Bestrahlung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 4: ein vereinfachtes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Strukturierungsverfahrens nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 5: ein Emissionsspektrum einer UV-Quelle zum Einsatz in einer erfindungsgemäßen Belichtungsvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 6: Absorptionsspektra eines chemisch verstärkten Fotolacks zur Erläuterung des Hintergrundes.
  • Die 1 ist die schematische Darstellung einer EUV-Projektions-Belichtungsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Strahlungsquelle 10 emittiert einen EUV-Strahl 11 mit einer Wellenlänge von 13,5 nm. Der EUV-Strahl 11 wird durch den ersten Teil 12a einer Fokussier-Einheit 12 auf eine Maske 14 und durch einen zweiten Teil 12b der Fokussier-Einheit 12 auf eine ein Substrat 90 bedeckende Fotolackschicht 91 fokussiert. Das Substrat 90 ist eine Blankmaske oder ein Halbleitersubstrat, etwa ein Siliziumwafer. Das Substrat 90 liegt auf einer Aufnahme-Einheit 16 der Belichtungsvorrichtung auf. Die Maske 14 weist eine Struktur mit gegenüber dem EUV-Strahl 11 transparenten und opaken Abschnitten auf. Über den EUV-Strahl 11 wird die Struktur der Maske 14 in die Fotolackschicht 91 übertragen. Die Fotolackschicht 91 besteht aus einem chemisch verstärkten (chemical amplified) Fotolack. In den vom EUV-Strahl 11 belichteten Abschnitten werden Sekundärelektronen ausgelöst. Erreichen die Sekundärelektronen eine Mindestenergie, so wird in den belichteten Abschnitten der Fotolackschicht 91 eine katalytische Reaktion ausgelöst. In deren Folge wird Fotosäure erzeugt, die die Löslichkeitseigenschaften der Fotolackschicht 91 in den belichteten Abschnitten verändert, während die Löslichkeitseigenschaften der unbelichteten Abschnitte der Fotolackschicht 91 unverändert bleiben.
  • Daneben umfasst die EUV-Projektions-Belichtungsvorrichtung eine UV-Bestrahlungseinheit 18, die UV-Licht 19 mit solchen Frequenzen emittiert, die in der Fotolackschicht 91 keine Sekundärelektronen auszulösen vermögen. Beispielsweise emittiert die UV-Bestrahlungseinheit 18 UV-Licht 19 mit einem Frequenzspektrum unterhalb einer zu einer Wellenlänge von 257 nm bzw. 280 nm korrespondierenden Grenzfrequenz.
  • Solche vom EUV-Strahl 11 ausgelösten Sekundärelektronen in der Fotolackschicht 91, deren Energie zunächst nicht ausreicht, um die katalytische Reaktion in Gang zu setzen, absorbieren aus der von der UV-Bestrahlungseinheit 18 emittierten UV-Strahlung 19 die dazu erforderliche Restenergie. Die Effektivität der Belichtung wird erhöht.
  • Die 2 stellt eine Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Eine Elektronenquelle 20 emittiert eine Elektronensäule 21, die mittels elektrischer und magnetischer Felder einer Fokussier-Einheit 22 fokussiert auf eine Fotolackschicht 91, die ein Substrat 90 bedeckt, auftrifft. Das Substrat 90, etwa eine EUV-Blankmaske, liegt auf einer Aufnahme-Einheit 26 der Belichtungsvorrichtung auf. Die Elektronenquelle 20 und damit die Elektronensäule 21 werden in Abhängigkeit von Bilddaten 25a von einer Steuer-Einheit 25 gesteuert. Die Elektronensäule 21 wird etwa durch eine Bewegung der Aufnahme-Einheit 26 relativ zur Elektronensäule 21 über die Fotolackschicht 91 geführt und dabei in Abhängigkeit der Bilddaten 25a zur strukturgebenden Belichtung ein- bzw. ausgeschaltet. Die über die Elektronensäule 21 einfallenden Primärelektronen lösen in der Fotolackschicht 91 Sekundärelektronen aus, die nur zum Teil die zum in Gang setzen der katalytischen Reaktion erforderliche Energie aufweisen. Eine UV-Bestrahlungseinheit 28 flut-„belichtet” die Fotolackschicht 91 mit vergleichsweise langwelligem UV-Licht 29, so dass zunächst energiearme Sekundärelektronen aus der UV-Bestrahlung 29 ausreichend Energie absorbieren können, um die zum in Gang setzen der katalytischen Reaktion erforderliche Energie zu erhalten. Da die zunächst energieärmeren Sekundärelektronen in einem größeren Abstand zum auftreffenden Primärelektronenstrahl auftreten, wird die Auflösung des Projektionsverfahrens u. U. leicht reduziert.
  • Der Verringerung der Auflösung kann vorgebeugt werden, indem die Steuereinheit 25 die UV-Bestrahlungseinheit 28 in Abhängigkeit der Bilddaten 25a in der Intensität regelt bzw. ein- und ausschaltet. Die Steuereinheit 25 kann demnach die Bilddaten 25a in der Weise bewerten, ob gerade feine oder grobe Strukturen, Bildpunkte mit großem Abstand zu einer Strukturkante oder Bildpunkte entlang einer Strukturkante geschrieben werden, und in Abhängigkeit dieser Information die UV-Bestrahlungseinheit 28 steuern. Eine solche Belichtungsvorrichtung ermöglicht sowohl eine hohe Auflösung in fein strukturierten Bereichen als auch, durch die reduzierte Belichtungsdauer in den grob strukturierten Bereichen, einen erhöhten Durchsatz.
  • Eine langwellige UV-Belichtung kann in bereits beichteten Abschnitten u. U. Folgereaktionen auslösen. Die in der 3 dargestellte Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung mit zusätzlicher langwelliger UV-Bestrahlung sieht daher eine UV-Fokussier-Einheit vor, mittels der lediglich der jeweils belichtete Abschnitt der Fotolackschicht 91 zusätzlich mit langwelligem UV-Licht bestrahlt wird.
  • Eine Elektronenquelle 30 emittiert eine Elektronensäule 31, die von der Fokussier-Einheit 32 fokussiert auf die das Substrat 90 bedeckende Fotolackschicht 91 trifft. Das Substrat 90, etwa eine EUV-Blankmaske, liegt auf einer Aufnahme-Einheit 36 auf. Das Licht einer UV-Bestrahlungseinheit 38 wird von einer UV-Fokussier-Einheit 37 derart fokussiert und gesteuert, dass fokussiertes, langwelliges UV-Licht 39b lediglich dort auf die Fotolackschicht 91 trifft, wo gerade die Elektronensäule 31 auftrifft. Eine Steuereinheit 35 steuert die Elektronenquelle 30 in Abhängigkeit der Bilddaten 35a und regelt zusätzlich die UV-Bestrahlungseinheit 38 ab und auf, bzw. schaltet sie aus und ein.
  • Die 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm. Auf eine Substratoberfläche eines Substrats wird gemäß Schritt 42 ein chemisch verstärkter Fotolack aufgebracht. Gemäß Schritt 44a wird der Fotolack einer strukturgebenden Belichtung unterzogen. Die strukturgebende Belichtung ist dabei ein gerasterter Teilchenstrahl oder eine Projektionsbelichtung mit einer Wellenlänge von 193 nm, 157 nm, 13,5 nm oder kleiner. Gemäß Schritt 44b wird gleichzeitig mit der strukturgebenden Belichtung der Fotolack einer zusätzlichen UV-Bestrahlung mit einem Emissionsspektrum unterhalb einer Grenzfrequenz ausgesetzt, die zu einer Wellenlänge von 257 nm korrespondiert.
  • Der Fotolack wird gemäß Schritt 46 entwickelt und anschließend gemäß Schriet 48 das Substrat mit dem entwickelten Fotolack als Maske strukturiert.
  • Die 5 zeigt das Emissionsspektrum einer UV-Bestrahlungseinheit, die zum Einsatz in einer der Ausführungsformen der Belichtungsvorrichtungen geeignet ist. Die UV-Belichtungseinheit emittiert UV-Licht mit Wellenlängen zwischen 305 und 410 nm bei einem Maximum bei einer Wellenlänge von etwa 370 nm.
  • Die 6 zeigt die Absorptionsspektra eines chemisch verstärkten Fotolacks. Weder der belichtete (untere Kurve) noch der unbelichtete (obere Kurve) Fotolack absorbieren bei Wellenlängen größer 300 nm.

Claims (19)

  1. Strukturierungsverfahren umfassend: Aufbringen einer Fotolackschicht (91) auf ein Substrat (90); Strukturgebende Belichtung der Fotolackschicht (91) mittels eines gerasterten Teilchenstrahls oder einer Projektions-Belichtung mit einer Projektions-Wellenlänge kleiner einer Grenzwellenlänge, unterhalb der durch die Belichtung in der Fotolackschicht (91) Sekundärelektronen ausgelöst werden; und zur strukturgebenden Belichtung gleichzeitige Bestrahlung der Fotolackschicht (91) mindestens in einem jeweils der strukturgebenden Belichtung ausgesetzten Abschnitt mit UV-Licht mit einem Spektrum unterhalb einer der Grenzwellenlänge entsprechenden Grenzfrequenz.
  2. Strukturierungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Entwickeln der Fotolackschicht (91) nach der strukturgebenden Belichtung, wobei aus der Fotolackschicht (91) eine Fotomaske hervorgeht; und Strukturieren des Substrats (90) unter Verwendung der Fotomaske.
  3. Strukturierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrum des UV-Lichts und ein die Fotolackschicht (91) ausbildender Fotolack so aufeinander abgestimmt werden, dass bei einer Bestrahlung allein mit dem UV-Licht im Fotolack keine Belichtungsreaktion ausgelöst wird.
  4. Strukturierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlen der Fotolackschicht (91) mit UV-Licht mit einem Spektrum oberhalb einer Mindest-Wellenlänge von 257 Nanometer erfolgt.
  5. Strukturierungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotolackschicht (91) mit einer Projektions-Belichtung strukturgebend belichtet wird, deren Projektions-Wellenlänge höchstens 100 nm beträgt.
  6. Strukturierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotolackschicht (91) aus einem chemisch verstärkten Fotolack vorgesehen wird.
  7. Strukturierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotolackschicht (91) aus einem solchen Fotolack vorgesehen wird, der eine Katalysator-Vorstufe enthält, aus der durch Einwirken der Sekundärelektronen eine katalytisch wirkende Substanz hervorgeht.
  8. Strukturierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Bestrahlung als Flutbestrahlung ausgeführt wird.
  9. Strukturierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturgebende Belichtung ein Teilchenstrahl-Abbildungsverfahren ist und die UV-Bestrahlung als auf der Fotolackschicht (91) um den Teilchenstrahl fokussierte Bestrahlung ausgeführt wird.
  10. Strukturierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturgebende Belichtung ein Teilchenstrahl-Abbildungsverfahren ist und die Intensität der UV-Bestrahlung in Abhängigkeit von der Strukturgröße der jeweils zu schreibenden Struktur gesteuert wird.
  11. Strukturierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturgebende Belichtung ein Teilchenstrahl-Abbildungsverfahren ist und die UV-Bestrahlung zur Abbildung feiner Strukturen abgeschaltet und zur Abbildung grober Strukturen eingeschaltet wird.
  12. Strukturierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturgebende Belichtung ein EUV-Projektionsbelichtungsverfahren ist.
  13. Belichtungsvorrichtung umfassend: eine einen Teilchenstrahl (21) emittierende Teilchenquelle (20); eine den Teilchenstrahl (21) fokussierende Fokussier-Einheit (22); eine ein Substrat (90) aufnehmende und zur Fokussier-Einheit (22) justierende Aufnahme-Einheit (26); eine den Teilchenstrahl (21) und die Aufnahme-Einheit (26) in Abhängigkeit von Bilddaten (25a) steuernde Steuereinheit (25); und eine mindestens einen Abschnitt eines in der Aufnahme-Einheit (26) angeordneten Substrats (90) mit UV-Licht (29) mit einem Spektrum oberhalb einer Mindest-Wellenlänge von 257 nm bestrahlende UV-Bestrahlungseinheit (28), wobei die UV-Bestrahlungseinheit (28) das in der Aufnahme-Einheit (26) angeordnete Substrat (90) flutbestrahlt, und wobei die Intensität des UV-Lichts (29) durch die Steuereinheit (25) in Abhängigkeit der jeweils abzubildenden Bilddaten (25a) steuerbar ist.
  14. Belichtungsvorrichtung umfassend, eine einen Teilchenstrahl (21) emittierende Teilchenquelle (20); eine den Teilchenstrahl (21) fokussierende Fokussier-Einheit (22); eine ein Substrat (90) aufnehmende und zur Fokussier-Einheit (22) justierende Aufnahme-Einheit (26); eine den Teilchenstrahl (21) und die Aufnahme-Einheit (26) in Abhängigkeit von Bilddaten (25a) steuernde Steuereinheit (25); eine mindestens einen Abschnitt eines in der Aufnahme-Einheit (26) angeordneten Substrats (90) mit UV-Licht (29) mit einem Spektrum oberhalb einer Mindest-Wellenlänge von 257 nm bestrahlende UV-Bestrahlungseinheit (28), und eine das von der UV-Bestrahlungseinheit (38) emittierte UV-Licht zu einem auf dem Substrat (90) um den Teilchenstrahl (31) fokussierten UV-Strahl (39b) fokussierende UV-Fokussiereinheit (37).
  15. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Bestrahlungseinheit (38) durch die Steuereinheit (25) in Abhängigkeit von den Bilddaten (25a) ein- und ausschaltbar ist.
  16. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindest-Wellenlänge des UV-Lichts (29) 280 Nanometer beträgt.
  17. Belichtungsvorrichtung umfassend: eine UV-Strahlung (11) mit einer Projektions-Wellenlänge kleiner einer Grenzwellenlänge, unterhalb der durch die Belichtung in der Fotolackschicht (91) Sekundärelektronen ausgelöst werden, emittierende UV-Strahlungsquelle (10); eine die UV-Strahlung (11) fokussierende Fokussier-Einheit (12); eine im Strahlengang der fokussierten Strahlung (11) angeordnete Maske (14) mit gegenüber der UV-Strahlung (11) transparenten und opaken Abschnitten; eine ein Substrat (90) aufnehmende und zum Strahlengang (11) justierende Aufnahme-Einheit (16); und eine mindestens einen Abschnitt eines in der Aufnahme-Einheit (16) angeordneten Substrats (90) mit UV-Licht (19) mit einem Spektrum oberhalb einer Mindest-Wellenlänge von 257 nm bestrahlende UV-Bestrahlungseinheit (18).
  18. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Bestrahlungseinheit (18) das in der Aufnahme-Einheit (16) angeordnete Substrat (90) flutbestrahlt.
  19. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindest-Wellenlänge des UV-Lichts (19) 280 Nanometer beträgt.
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