DE102007006144A1

DE102007006144A1 - Strukturierungsverfahren und -Masken

Info

Publication number: DE102007006144A1
Application number: DE102007006144A
Authority: DE
Inventors: Yayi Wei
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2007-08-09
Also published as: US8507186B2; US8227174B2; US20070166650A1; US20100151365A1; US20120282774A1

Abstract

Es sind Masken zum Strukturieren von Materialschichten von Halbleiterbauelementen, Verfahren zum Strukturieren und Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen und Lithographiesysteme offenbart. Eine Lithographiemaske enthält ein Muster abwechselnder Linien und Spalten, wobei die Linien und Spalten unterschiedliche Breiten umfassen. Wenn die Lithographiemaske zum Strukturieren einer Materialschicht eines Halbleiterbauelements benutzt wird, umfasst die Struktur der Materialschicht abwechselnde Linien und Spalten mit im Wesentlichen der gleichen Breite.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Halbleitervorrichtungen und insbesondere die Strukturierung von Materialschichten von Halbleitervorrichtungen.

HINTERGRUND

Im Allgemeinen werden Halbleitervorrichtungen in einer Vielzahl elektronischer Anwendungen wie beispielsweise Computern, Mobiltelefonen, Personal-Computer-Vorrichtungen und vielen anderen Anwendungen benutzt. Heim-, Industrie- und Automobilgeräte, die in der Vergangenheit nur mechanische Bauteile umfassten, besitzen beispielsweise heute elektronische Teile, die Halbleitervorrichtungen erfordern.

Halbleitervorrichtungen werden durch die Abscheidung vieler verschiedener Arten von Materialschichten über einem Halbleiterwerkstück oder -wafer und Strukturierung der verschiedenen Materialschichten unter Verwendung von Lithographie hergestellt. Die Materialschichten umfassen typischerweise dünne Schichten leitfähiger, halbleitfähiger und isolierender Materialien, die zum Bilden von integrierten Schaltungen (IC) strukturiert und geätzt werden. Auf einem einzigen Plättchen oder Chip kann beispielsweise eine Vielzahl von Transistoren, Speichervorrichtungen, Schaltern, Leiterbahnen, Dioden, Kondensatoren, Logikschaltkreisen und sonstigen Elektronikbauteilen gebildet werden.

Optische Photolithographie umfasst das Projizieren oder Übertragen von Licht durch ein Muster, das aus optisch undurch lässigen Bereichen und optisch durchlässigen Bereichen auf einer Maske oder einem Retikel hergestellt ist. Viele Jahre lang sind in der Halbleiterindustrie Verfahren der optischen Lithographie wie beispielsweise Kontaktkopierung, Abstandskopierung und Projektionskopierung zum Strukturieren von Materialschichten integrierter Schaltkreise benutzt worden. Projektionskopierung wird allgemein in der Halbleiterindustrie unter Verwendung von Wellenlängen von beispielsweise 248 nm oder 193 nm benutzt. Bei solchen Wellenlängen werden zur Strukturierung Linsenprojektionssysteme und Transmissionslithographiemasken benutzt, wobei die Lithographiemaske mit Licht durchstrahlt wird, um auf einen Halbleiterwafer oder ein Halbleiterwerkstück aufzutreffen.

In der Halbleiterindustrie besteht eine Tendenz zum Verkleinern der Größe integrierter Schaltkreise, um den Bedürfnissen nach gesteigerter Leistung und kleinerer Vorrichtungsgröße zu entsprechen. Mit abnehmenden Mindest-Strukturgrößen von ICs forscht die Halbleiterindustrie nach der Verwendung von Alternativen für herkömmliche optische Lithographieverfahren, um den Bedarf nach verringerten Strukturgrößen in der Industrie zu erfüllen. Beispielsweise befinden sich Lithographieverfahren mit kurzer Wellenlänge (SCALPEL – Scattering with Angular Limitation in Projection Electron-beam Lithography), andere nichtoptische Lithographieverfahren und Immersionslithographie als Ersatz für herkömmliche optische Lithographieverfahren in der Entwicklung.

Bei der Immersionslithographie ist eine Lücke zwischen dem letzten Linsenelement in der Optik und einem Halbleiterwafer mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser aufgefüllt, um die Systemleistung zu verbessern. Durch die Gegenwart der Flüssigkeit kann der Brechungsindex in der Abbildungsebene und daher die numerische Apertur des Projektionssystems größer als eins sein. So besitzt die Immersionslithographie das Potenzial, die Mindeststrukturgrößen des Belichtungswerkzeugs beispielsweise auf rund 45 nm oder weniger herab zu erweitern.

Mit kleiner werdenden Strukturen von Halbleitervorrichtungen wird die Strukturierung von Materialschichten aufgrund von Beugung und anderen während des Lithographieverfahrens auftretenden Effekten schwieriger. Insbesondere werden zur Strukturierung der verschiedenen Materialschichten benutzte Lithographieverfahren mit schrumpfenden Bauelementstrukturen zur Herausforderung.

Es werden daher in der Technik verbesserte Lithographieverfahren und Lithographiemasken benötigt, die zur Strukturierung kleinerer Strukturen von Halbleiterbauelementen in der Lage sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Durch bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die neuartige Verfahren zur Strukturierung von Halbleitervorrichtungen und neuartige Lithographiemasken bereitstellen, werden diese und weitere Probleme allgemein gelöst oder umgangen und im Allgemeinen technische Vorteile erzielt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung die Bereitstellung einer Lithographiemaske, wobei die Lithographiemaske ein erstes Muster für eine Vielzahl von abwechselnden Linien und Spalten enthält. Die Linien des ersten Musters besitzen eine erste Breite, die Spalten des ersten Musters besitzen eine zweite Breite, wobei sich die zweite Breite von der ersten Breite unterscheidet. Es wird ein Werkstück bereitgestellt, wobei eine Schicht lichtempfindlichen Materials auf dem Werkstück angeordnet ist. Die Schicht lichtempfindlichen Materials wird unter Verwendung der Lithographiemaske strukturiert, wobei ein zweites Muster für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten in der Schicht lichtempfindlichen Materials gebildet wird, wobei die Linien des zweiten Musters und die Spalten des zweiten Musters eine dritte Breite aufweisen, wobei sich die dritte Breite von der ersten Breite und der zweiten Breite unterscheidet.

Im Obigen sind die Merkmale und technischen Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung allgemein beschrieben, damit die nachfolgende ausführliche Beschreibung der Erfindung besser verständlich wird. Zusätzliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung werden hiernach beschrieben, die den Gegenstand der Patentansprüche der Erfindung bilden. Der Fachmann sollte erkennen, dass die offenbarte Konzeption und spezifischen Ausführungsformen leicht als Grundlage zur Abänderung oder Konstruktion anderer Strukturen oder Verfahren zur Ausführung der gleichen Zwecke der vorliegenden Erfindung benutzt werden können. Auch sollte der Fachmann erkennen, dass solche gleichwertigen Konstruktionen nicht aus dem Sinn und Umfang der Erfindung entsprechend den beiliegenden Ansprüchen weichen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Zum vollständigeren Verständnis der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile wird nunmehr auf die nachfolgenden Be schreibungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1 bis 4 Querschnittsansichten eines Verfahrens des Standes der Technik zur Strukturierung einer Materialschicht eines Halbleiterbauelements zeigen;
5 bis 7 Querschnittsansichten eines Verfahrens zur Strukturierung einer Materialschicht eines Halbleiterbauelements gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
8 eine Draufsicht einer Testmaske zeigt, die zur Bestimmung der optimalen Breite für die Linien und Spalten einer Lithographiemaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann;
9 eine graphische Darstellung ist, die zeigt, dass bei Vergrößerung der Linienbreite auf der Maske die Linienbreite auf einer Fotolackschicht unverhältnismäßig vergrößert wird;
10 eine Querschnittsansicht einer in einer Phasenschiebermaske implementierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 eine in einem Immersionslithographiesystem implementierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
12 eine ausführlichere Querschnittsansicht des Immersionskopfes und Werkstücks der in 11 gezeigten Ausführungsform zeigt.
Entsprechende Bezugszeichen und Symbole in den unterschiedlichen Figuren beziehen sich allgemein auf entsprechende Teile, sofern nicht anders angezeigt. Die Figuren sind zur deutlichen Darstellung der entsprechenden Aspekte der bevorzugten Ausführungsform und nicht unbedingt maßstabgetreu gezeichnet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Herstellung und Verwendung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen werden ausführlich unten besprochen. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfinderische Konzepte bereitstellt, die in einer großen Vielzahl spezifischer Zusammenhänge verwirklicht sein können. Die besprochenen spezifischen Ausführungsformen sind nur beispielhaft für spezifische Weisen zur Herstellung und Verwendung der Erfindung und begrenzen nicht den Umfang der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird im Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen in einem bestimmten Zusammenhang beschrieben, nämlich der Strukturierung von Materialschichten von Halbleiterbauelementen. Ausführungsformen der Erfindung können jedoch auf andere Anwendungen angewandt werden, wo beispielsweise Materialschichten strukturiert werden.
1 bis 4 zeigen Querschnittsansichten eines Verfahrens des Standes der Technik zur Strukturierung einer Materialschicht 104 eines Halbleiterbauelements 101 unter Verwendung eines Projektionslithographiesystems 100. Eine Lithographiemaske 110 mit einem transparenten Substrat 112 und einem. strukturierten lichtundurchlässigen Material 114 wird zwischen eine (nicht gezeigte) Lichtquelle gelegt, die Licht 118 zu einem Halbleiterbauelement 101 hin abgibt. Das lichtundurchlässige Material 114 umfasst typischerweise Chrom oder ein sonstiges lichtundurchlässiges Material. Das Halbleiterbauelement 101 enthält ein Werkstück 102 oder Substrat mit einer darauf angeordneten zu strukturierenden Materialschicht 104. Eine Schicht von lichtempfindlichen Material 106 mit beispielsweise Fotolack ist über der Materialschicht 104 angeordnet. Das lichtundurchlässige Material 114 der Maske 110 wird mit dem zur Materialschicht 104 des Werkstücks 101 zu übertragenden gewünschten Muster strukturiert. Beispielsweise kann das lichtundurchlässige Material 114 mit einem Muster für abwechselnde Linien und Spalten strukturiert werden, wobei die Spalten wie gezeigt eine Breite w₁ und die Linien eine Breite w₂ aufweisen.
Wenn Licht 118 durch die Lithographiemaske 110 hindurch auf das Halbleiterwerkstück 101 gerichtet wird, durchläuft das Licht die transparenten Teile 116 der Maske 110 und wird durch die lichtundurchlässigen Teile 114 der Maske blockiert, wodurch Gebiete 106' der Schicht lichtempfindlichen Materials 106 wie in 2 gezeigt belichtet werden. Die Schicht lichtempfindlichen Materials 106 wird entwickelt und die belichteten Gebiete 106' werden wie in 3 gezeigt entfernt. Die Schicht lichtempfindlichen Materials 106 wird dann zum Strukturieren der Materialschicht 104 benutzt, z.B. durch Wegätzen belichteter Teile der Materialschicht 104. Die Schicht lichtempfindlichen Materials 106 wird dann entfernt und lässt die strukturierte Materialschicht 104 wie in 4 gezeigt zurück.
Bei einigen Lithographiesystemen und -verfahren wie dem in 1 bis 4 gezeigten beträgt das beabsichtigte Strukturübertragungsverhältnis 1:1, z.B. die auf der Material schicht 104 des Halbleiterbauelements 101 gebildeten Strukturen sollten die gleiche Größe wie die Strukturen auf der Lithographiemaske 110 aufweisen. In Lithographiesystemen des Standes der Technik besteht jedoch ein Problem darin, dass die auf dem Halbleiterbauelement 101 strukturierten Strukturen nicht immer ein Übertragungsverhältnis von 1:1 aufweisen. Beispielsweise weisen die belichteten Gebiete 106' der Schicht lichtempfindlichen Materials in der 2, wenn die Schicht lichtempfindlichen Materials 106 durch das Licht 118 durch die Maske 110 belichtet wird, eine Breite w₃ auf, die geringer als die Breite w₁ der transparenten Gebiete der Maske 101 ist. Gleicherweise weisen die unbelichteten Gebiete 106 der Schicht lichtempfindlichen Materials eine Breite w₄ auf, die größer als die Breite w₂ der lichtundurchlässigen Gebiete der Maske 101 ist. Wenn daher die Schicht lichtempfindlichen Materials 106 zur Strukturierung der Materialschicht 104 des Halbleiterbauelements 101 benutzt wird, weisen die in der Materialschicht gebildeten Linien 104 eine Breite w₄ auf, die größer als die gewünschte Breite w₂ ist und die Spalten zwischen den Linien 104 weisen eine Breite w₃ auf, die beispielsweise geringer als die gewünschte Breite w₁ ist.
Die Unfähigkeit, ein Strukturübertragungsverhältnis von 1:1 zu erreichen, kann durch Beugungseffekte und sonstige unerwartete oder unkontrollierbare Effekte verursacht werden, die auftreten, wenn beispielsweise die Maske 110 mit dem Licht 118 durch- und/oder umstrahlt wird. Mit abnehmenden Strukturgrößen, z.B. auf weniger als rund 100 nm, wird die Unfähigkeit, ein Strukturübertragungsverhältnis von 1:1 zu erreichen problematischer. Bei einigen Halbleiterbauelementen 101 ist es von Wichtigkeit, dass Linien und Spalten zur ordnungsgemäßen oder optimalen Funktionsweise des Bauele ments 101, wie beispielsweise in Speicheranordnungen oder Logikschaltkreisen die gleiche Breite aufweisen.
Auf dem Gebiet der Lithographie wird ein „Prozessfaktor" (k1) genannter Begriff zur Quantifizierung dessen benutzt, wie wirkungsvoll ein bestimmtes Lithographiewerkzeug zum Kopieren eines Musters auf ein Halbleiterbauelement sein wird. Der Prozessfaktor k1 für ein Lithographiewerkzeug oder -system wird unter Verwendung der Gleichung 1 bestimmt: k1 = (CD·NA)/λ; (1)wobei CD die kritische Dimension ist (z.B. die auf einem Halbleiterbauelement zu bildende Struktur der kleinsten Größe), NA die numerische Apertur des Linsensystems des Lithographiesystems ist und λ die Lichtwellenlänge ist. Der Faktor k1 wird durch Halbrasterauflösung definiert und ein k1-Faktor 0,25 wird als theoretische Grenze angesehen.
Der Faktor k1 kann durch Optimieren des Lithographieverfahrens einschließlich der IC-Entwurfs, der Maske, des Scanners und des Fotolacks verringert werden. In einem Versuch zum Verringern des Faktors k1 werden in der Lithographie häufig RET-Verfahren (Resolution Enhancement Technique – Auflösungsverbesserungsverfahren) wie beispielsweise OPC (Optical Proximity Correction – optische Umgebungskorrektur) und alternierende Phasenschiebermasken benutzt.
Ein k1-Faktor zwischen 0,25 bis 0,30 wird als Auflösungsgrenzgebiet angesehen. Wenn der k1-Faktor als unter 0,30 berechnet wird, wird typischerweise ein Werkzeug der nächsten Generation (z.B. zum Kopieren engerer Strukturen geeignet) zum Strukturieren des Halbleiterbauelements erforderlich sein. Als Beispiel wird eine Struktur 70 nm/70 nm (z.B. mit 70-nm-breiten Linien und 70-nm-breiten Spalten) als in der Auflösungsgrenze einer Wellenlänge von 193 nm und eines Werkzeugs mit 0,75 NA angesehen, da der k1-Faktor 0,27 beträgt (k1 = (70nm·1,75)/193nm). Experimentelle Ergebnisse der Verwendung eines Werkzeugs von 0,75 NA zum Kopieren einer 70-nm-Struktur zeigen jedoch selbst bei Verwendung einer alternierenden Phasenschiebermaske, dass das Prozessfenster sehr klein und unwirksam ist und das 0,75-NA-Werkzeug wird daher möglicherweise nicht zum Kopieren der Struktur benutzt. Es wird daher ein Lithographiewerkzeug mit 0,85 NA beim Kopieren einer 70 nm/70 nm-Struktur erforderlich sein. Beispielsweise wird durch Verwendung eines 0,85-NA-Lithographiewerkzeugs der k1-Faktor bis 0,31 angehoben (k1 = (70nm·0,85)/193nm). In einer Herstellungseinrichtung für Halbleiterbauelemente kann jedoch beispielsweise auf den Werkzeugen mit höherer NA begrenzte Bearbeitungszeit zur Verfügung stehen.
Durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Verfahren zum Kopieren von Linien- und Spaltenmustern bereitgestellt, wobei die Linien und Spalten im Wesentlichen gleiche Breiten aufweisen. Zum Strukturieren der Muster können Werkzeuge mit niedrigerer NA benutzt werden. Beispielsweise liegt die Größe der Linien und Spalten innerhalb des Auflösungsgrenzgebiets der photolithographischen Belichtungsanlage. Als Beispiel kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Beispiel im vorhergehenden Absatz eine Lithographieanlage mit 0,75 NA zum Strukturieren von Strukturen von 70-nm-Linien und -Spalten bei einer Wellenlänge von 193 nm benutzt werden.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Breite der Linien des Musters der Maske verringert und die Breite der Spalten des Musters der Maske vergrößert. Die Breite der Linien des Musters der Maske wird vorzugsweise um den gleichen Betrag verringert, um den die Breite der Spalten des Musters der Maske beispielsweise verringert wird. Wenn das Muster der Maske zum Halbleiterbauelement übertragen wird, umfassen die auf der Lackschicht und auch auf der zu strukturierenden Materialschicht kopierten Linien und Spalten im Wesentlichen die gleiche Breite.
5 bis 7 zeigen Querschnittsansichten eines Verfahrens zur Strukturierung einer Materialschicht 204 eines Halbleiterbauelements 230 und ein Lithographiesystem 240 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Als erstes wird wie in 5 gezeigt ein Werkstück 202 bereitgestellt. Das Werkstück 202 kann ein Halbleitersubstrat mit Silizium oder sonstigen Halbleitermaterialien, bedeckt beispielsweise durch eine Isolierschicht, umfassen. Auch kann das Werkstück 202 andere, nicht gezeigte aktive Bauteile oder Schaltkreise enthalten. Das Werkstück 202 kann beispielsweise Siliziumoxid über Einkristallsilizium umfassen. Das Werkstück 202 kann andere leitende Schichten oder andere Halbleiterelemente, z.B. Transistoren, Dioden usw. enthalten. Statt Silizium können beispielsweise Verbindungshalbleiter GaAs, InP, Si/Ge, oder SiC benutzt werden. Das Werkstück 202 kann beispielsweise ein SOI-Substrat (Silicon-On-Insulator – Silizium auf Isolator) umfassen.
Über dem Werkstück 202 wird eine Materialschicht 204 abgeschieden oder gebildet. Die Materialschicht 204 kann beispielsweise ein Isoliermaterial, ein halbleitendes Material oder ein leitfähiges Material umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Materialschicht 204 ein leitfähiges Material und/oder halbleitendes Material umfassen, das subtrak tiv zum Bilden leitfähiger Linien geätzt wird. In anderen Ausführungsformen kann die Materialschicht 204 ein Isoliermaterial umfassen, das mit der Form leitfähiger Linien strukturiert und später mit einem leitfähigen und/oder halbleitenden Material angefüllt wird, um in einem Damaszierverfahren (z.B. Einzel- oder Doppel-Damaszierverfahren) leitfähige Linien in dem strukturierten Isoliermaterial zu bilden. Die Leiterbahnen, die gebildet werden, können Wortleitungen oder Bitleitungen einer Speichervorrichtung oder Leiterbahnen zur Verbindung beispielsweise von logischen und/oder anderen Schaltungen umfassen. Die Materialschicht 204 kann eine Dicke von rund 500 nm oder weniger umfassen, obwohl die Materialschicht 204 als Alternative beispielsweise mehr als 500 nm dick sein kann.
Wie in 5 gezeigt ist über der Materialschicht 204 eine Schicht lichtempfindlichen Materials 206 abgelagert. Die Schicht lichtempfindlichen Materials 206 kann einen Fotolack mit einer Dicke von beispielsweise rund 250 nm oder weniger umfassen, obwohl als Alternative die Schicht lichtempfindlichen Materials 206 andere Abmessungen umfassen kann.
Es wird ein gewünschtes Layout für die Materialschicht 204 bestimmt. Das Layout umfasst eine Mehrzahl von Linien und Spalten, wobei die Breite w₇ der Spalten im Wesentlichen der Breite w₈ der Linien gleich ist. Dann wird ein Layout für eine Lithographiemaske 220, die zum Strukturieren der Materialschicht 204 benutzt wird, bestimmt, wobei die Breite w₅ der Spalten 222 sich von der Breite w₆ der Linien 224 der Lithographiemaske 220 unterscheidet. Die Breite w₅ der Spalten 222 und die Breite w₆ der Linien 224 der Lithographiemaske 220 unterscheiden sich von der Breite w₇ und w₈ der Spalten und bzw. Linien 206 der Materialschicht 204 des Halbleiterbauele ments 230. Vorzugsweise wird die Breite w₅ der Spalten 222 und die Breite w₆ der Linien 224 der Lithographiemaske 220 so gewählt, dass die Breite w₇ von Spalten im Wesentlichen der Breite w₈ von Linien 206 auf der Materialschicht 204 gleich sein wird, wenn die Lithographiemaske 220 zum Strukturieren des Halbleiterbauelements 230 benutzt wird.
Die Breite des gewünschten Layouts für die Materialschicht 204 kann eine kritische Abmessung (CD – Critical Dimension) des Halbleiterbauelements 230 umfassen, z.B. eine Mindest-Strukturgröße. In einem Knoten in 90-nm-Technologie beträgt die gewünschte Breite w₇ der Spalten auf einem Halbleiterbauelement für dicht beabstandete Strukturen vorzugsweise 45 nm und die gewünschte Breite w₈ der Linien der dicht beabstandeten Strukturen ist vorzugsweise ebenfalls 45 nm, z.B. können die Linien und Spalten ein Halbraster der CD mit einem Raster von 90 nm umfassen. Die Linien und Spalten können sich um wenige hundert nm oder weniger oder mehrere tausend nm als Beispiele (z.B. in das und aus dem Papier der in 5 gezeigten Zeichnung) erstrecken.
Vorzugsweise wird die Breite w₆ der Struktur für die Linien der Lithographiemaske 220 durch Verringern der gewünschten Breite w₈ der Linien um einen Einstellbetrag x bestimmt. Die Breite w₅ der Struktur für die Spalten der Lithographiemaske 220 wird durch Vergrößern der gewünschten Breite w₇ der Spalten um den Einstellbetrag x bestimmt. Zum Herstellen der Maske 220 wird damit die Breite w₈ von der Linienstruktur um den gleichen Betrag x verringert, um den die Breite w₇ des Spaltenmusters vergrößert wird.
Der Einstellbetrag x ist möglicherweise nicht mit Verwendung einer vorbestimmten Gleichung oder Formel berechenbar, son dern kann stattdessen iterativ beispielsweise gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bestimmt werden. Der Betrag x kann rund 50% oder weniger der gewünschten Breite w₇ und w₈ der Linien und Spalten beispielsweise auf der Materialschicht 204 umfassen, obwohl der Betrag x als Alternative andere Abmessungen umfassen kann. Es kann eine Mehrzahl von Testmasken erzeugt werden und eine Mehrzahl von Halbleiter-Testwerkstücken kann strukturiert werden, und die Ergebnisse können beispielsweise zur Bestimmung des optimalen Einstellbetrags x interpoliert werden.
Der Einstellbetrag x kann auf einen Versuchsbetrag eingestellt werden und es kann die erste Test-Lithographiemaske hergestellt werden. Die erste Test-Lithographiemaske kann zum Strukturieren eines ersten Halbleiter-Testwerkstücks benutzt werden (z.B. zum Strukturieren einer auf dem Werkstück gebildeten Schicht von lichtempfindlichem Material und/oder Verwenden der strukturierten Schicht lichtempfindlichen Materials zum Strukturieren einer darunter liegenden Materialschicht). Die auf dem ersten Halbleiter-Testwerkstück (z.B. in der Schicht lichtempfindlichen Materials und/oder Materialschicht) gebildeten Linien und Spalten werden gemessen. Wenn die auf dem ersten Halbleiter-Testwerkstück gebildeten Linien und Spalten im Wesentlichen in der Breite gleich sind, dann werden die Abmessungen der ersten Test-Lithographiemaske als zum Bilden von Linien und Spalten auf einem Halbleiterbauelement mit im Wesentlichen gleichen Breiten bei den besonderen, für das Lithographiesystem, die Maske und das Halbleiterbauelement benutzten Parametern geeignet oder optimal bestimmt. Wenn die Breiten der Linien und Spalten jedoch nicht im Wesentlichen gleich sind, dann wird der Einstellbetrag geändert, z.B. durch Vergrößern oder Verringern von x und es wird mindestens eine zweite Test-Lithographiemaske mit den geänderten Abmessungen hergestellt. Es wird ein zweites Halbleiter-Testwerkstück unter Verwendung der zweiten Test-Lithographiemaske strukturiert und die auf dem zweiten Halbleiter-Testwerkstück gebildeten Linien und Spalten werden wiederum gemessen. Der Vorgang kann so lange wiederholt werden, bis der optimale Einstellbetrag x zum Bilden von Linien und Spalten mit im Wesentlichen gleichen Breiten auf einem Halbleiterwerkstück bestimmt wird.
Nach Bestimmung des optimalen Einstellbetrags x wird dann eine (z.B. zur wiederholten Verwendung während der Entwicklung und/oder Herstellung geeignete) Lithographiemaske 220 hergestellt, wobei die Breite w₆ der Spalten auf der Maske 220 die gewünschte Breite w₈ von Linien auf dem Halbleiterbauelement 230 verringert um den Einstellbetrag x umfasst und wobei die Breite w₅ des Spaltenmusters auf der Maske 220 die gewünschte Breite w₇ von Spalten auf dem Halbleiterbauelement 230 erhöht um den Einstellbetrag x wie in 5 dargestellt umfasst.
Die Lithographiemaske 220 wird dann zum Strukturieren der Schicht lichtempfindlichen Materials 206 des Halbleiterbauelements 230 mit Licht 218 benutzt. Das Licht 218 kann beispielsweise unter Verwendung eines nicht gezeigten Linsensystems auf das Halbleiterbauelement 230 gerichtet werden. Die Schicht lichtempfindlichen Materials 206 wird entwickelt und belichtete Gebiete 206' werden wie in 6 gezeigt entfernt. Die Schicht lichtempfindlichen Materials 206 wird dann als Maske benutzt, während die Materialschicht 204 strukturiert wird (z.B. werden nicht durch die Schicht lichtempfindlichen Materials 206 geschützte Teile des Materials 204 unter Verwendung eines Ätzvorgangs entfernt), womit die Struktur der Schicht lichtempfindlichen Materials 206 auf die Materi alschicht 204 übertragen wird. Die Schicht lichtempfindlichen Materials 206 wird dann wie in 7 gezeigt abgezogen oder entfernt, wodurch die Materialschicht 204 mit Linien mit einer Breite w₈ und Spalten mit einer Breite w₇ zurückgelassen wird, wobei die Breiten w₇ und w₈ der Spalten bzw. Linien im Wesentlichen gleich sind.
Die Materialschicht 204 kann eine über einer zu strukturierenden Materialschicht angeordnete, nicht gezeigte Hartmaske enthalten. In einigen Ausführungsformen wird beispielsweise die Schicht lichtempfindlichen Materials 206 unter Verwendung der Lithographiemaske strukturiert und dann wird die Schicht lichtempfindlichen Materials 206 zum Strukturieren der harten Maske benutzt. Dann wird die Schicht lichtempfindlichen Materials 206 entfernt und die Hartmaske beispielsweise zum Strukturieren der Materialschicht benutzt.
In einigen Ausführungsformen kann anstatt der Verwendung einer Mehrzahl von Test-Lithographiemasken zur Bestimmung der optimalen Breite der Linien und Spalten auf der Testmaske (z.B. Bestimmung des Einstellbetrags x der Linien und Spalten) eine einzige Test-Lithographiemaske benutzt werden. 8 zeigt eine Draufsicht einer Testmaske 220, die zur Bestimmung der optimalen Breite für die Linien und Spalten einer Lithographiemaske gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann. Es kann wie gezeigt eine Mehrzahl von Teststrukturen 226a, 226b, 226c und 226d auf der Testmaske 220 gebildet werden. Vorzugsweise umfassen die Teststrukturen 226a, 226b, 226c und 226d Linien und Spalten mit dem gleichen Raster aber beispielsweise mit einem unterschiedlichen Einstellbetrag x. Ein Halbleiter-Testbauelement wird unter Verwendung der Testmaske 220 strukturiert und die Struktur 226a, 226b, 226c und 226d, die Linien und Spalten mit im Wesentlichen gleichen Breiten auf dem Halbleiter-Testbauelement ergibt, ist das Muster, die benutzt wird, wenn eine zur Entwicklung oder Herstellung zu benutzende Lithographiemaske hergestellt wird.
9 ist eine graphische Darstellung 246, die zeigt, dass mit zunehmender Linienbreite auf einer Lithographiemaske die Linienbreite auf einer Fotolackschicht unverhältnismäßig vergrößert wird. Die graphische Darstellung zeigt die Linienbreite in einer Maske in nm auf der x-Achse und Linienbreite in einer unter Verwendung der Maske auf der y-Achse strukturierten Fotolackschicht für ein festes Raster von 140 nm. Das Verhältnis der Linienbreite auf der Fotolackschicht zur Linienbreite auf der Maske ist nicht linear aufgrund Beugungseffekten und da die Strukturgrößen so klein sind, die beispielsweise nahe an der Untergrenze der Auflösungsfähigkeit der Lithographieangabe liegen. In Ausführungsformen der hier beschriebenen vorliegenden Erfindung wird die Nichtlinearität der graphischen Darstellung berücksichtigt, wodurch die Strukturierung beispielsweise sehr feine Rasterstrukturen nahe an den Untergrenzen der Auflösungsfähigkeit einer Lithographieanlage ermöglicht wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können beispielsweise in Lithographiemasken mit lichtundurchlässigen und transparenten Gebieten, in alternierenden Phasenschiebermasken und Immersionslithographiesystemen benutzt werden. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise implementiert in einer binären Lithographiemaske 220. Die Maske 220 kann ein im Wesentlichen transparentes Material 212 mit Quarzglas mit einer Dicke von circa 1/4 Zoll umfassen, wobei ein nichttransparentes Material 224 wie beispielsweise Chrom, das lichtundurchlässig ist, mit einer Dicke von circa 30 nm an das Quarzglas angebunden ist. Als Alternative kann das nichttransparente Material 224 rund 70 nm eines lichtdurchlässigen Materials wie beispielsweise Molybdänsilizium (MoSi) oder einer Doppelschicht von Tantal und Siliziumdioxid (Ta/SiO₂) umfassen. Wenn das nichttransparente Material 224 MoSi umfasst, kann die Dicke 70 nm betragen und wenn das nichttransparente Material 224 Ta/SiO₂ umfasst, kann die Ta-Schicht rund 20 nm und die SiO₂-Schicht rund 140 nm umfassen. Als Alternative können zum Beispiel auch andere Materialien und Abmessungen für das transparente Material 212 und das nichttransparente Material 224 der Maske 220 benutzt werden.
10 zeigt eine Querschnittsansicht einer in einer Phasenschiebermaske realisierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 zeigt eine in einem Immersionslithographiesystem realisierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 12 zeigt eine ausführlichere Querschnittsansicht des Immersionskopfes und Werkstücks der in 11 gezeigten Ausführungsform. Für die verschiedenen Elemente in 10 bis 12, die in den vorhergehenden Figuren beschrieben wurden, werden gleiche Ziffern benutzt, und um Wiederholung zu vermeiden, wird jede in 10 bis 12 gezeigte Bezugsziffer nicht wieder ausführlich hier beschrieben. Stattdessen werden für die verschiedenen dargestellten Materialschichten vorzugsweise ähnliche Materialien x02, x04, x06, usw. benutzt, wie sie für 5 bis 7 beschrieben wurden, wobei x = 2 in 5 bis 7, x = 3 in 10 und x = 4 in 11 und 12.
In der 10 ist ein Lithographiesystem 340 dargestellt, wobei eine alternierende Phasenschiebermaske 350 ein im Wesentlichen transparentes Material wie beispielsweise Quarzglas mit dünneren Gebieten 352 und dickeren Gebieten 354 um fasst. Die Phase des die Maske 350 durchstrahlenden Lichts wird zwischen den Gebieten 352 und 354 mit unterschiedlichen Dicken um 180 Grad verschoben. Beispielsweise kann die dünneren Gebiete 352 durchstrahlendes Licht 318a eine Phasenverschiebung von 0 Grad aufweisen und die dickeren Gebiete 354 durchstrahlendes Licht 318b kann eine Phasenverschiebung von 180 Grad aufweisen. Die Maske 350 kann wahlweise (nicht gezeigte) lichtundurchlässige Gebiete aus Chrom umfassen und/oder kann wie gezeigt nur im Wesentlichen transparente Gebiete umfassen.
In Übergangsgebieten 356 zwischen den dünneren Gebieten 352 und dickeren Gebieten 354 tritt Auslöschung des Lichts auf und blockiert das Licht 318a/318b, so dass die Schicht lichtempfindlichen Materials 306 auf dem Halbleiterbauelement nicht belichtet wird und die Linienstruktur auf dem Halbleiterbauelement gebildet wird. In den von den Übergangsgebieten 356 beabstandeten Gebieten 352 und 354 wird jedoch Licht 318a bzw. 318b durch die Maske 350 durchgelassen, wodurch die Schicht lichtempfindlichen Materials in Gebieten 306' belichtet wird und das Spaltenmuster auf der Schicht lichtempfindlichen Materials auf dem Halbleiterbauelement gebildet wird. Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die Breite w₉ der dünneren Gebiete 352 und die Breite w₁₀ der dickeren Gebiete 354 um den vorher hier beschriebenen Einstellbetrag x eingestellt, um die Breite w₇ auf dem Halbleiterbauelement einzustellen. Man beachte, dass die Breite w₈ in der vorliegenden Ausführungsform nicht einstellbar sein könnte, da der Effekt des Übergangsgebiets 356 beispielsweise auf einer Phasenverschiebung beruht. Stattdessen kann die Breite w₉ der dünneren Gebiete 352 und die Breite w₁₀ der dickeren Gebiete 354 beispielsweise durch Anpassen der Breite w₇ an die Breite w₈ eingestellt werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind bei Realisierung in Immersionslithographiesystemen wie in 11 und 12 gezeigt besonders nützlich. 11 zeigt eine in einem Immersionslithographiesystem 480 bzw. einer Immersionsbelichtungsanlage 480 implementierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Wafer-Auflage 459 zum Auflegen eines Wafers oder Werkstücks 430 umfasst. Die Wafer-Auflage 459 wird beispielsweise auch als Wafertisch oder Belichtungsaufspannvorrichtung bezeichnet. In der Nähe des Wafers 430 ist ein Projektionslinsensystem 463 angeordnet. Zwischen einem letzten Element oder einer letzten Linse 462 des Projektionslinsensystems 463 und dem Wafer 430 wird während des Belichtungsvorgangs eine Flüssigkeit 460 eingeführt, die typischerweise entionisiertes Wasser umfasst, z.B. durch einen an das Ende des Linsensystems 463 angefügten Immersionskopf 458.
Von einer Lichtquelle 472 wird durch ein Linsensystem 470 durch die neuartige, vorher hier beschriebene Lithographiemaske 420, durch das Projektionslinsensystem 463 Licht 474 zum Belichten eines oder mehrerer Chips 452 des Werkstücks 430 abgestrahlt. Die Wafer-Auflage 459 und der Wafer 430 werden während der Strukturierung des einzelnen Chips oder Chipgebiete 452 auf dem Wafer 430 z.B. von einer Seite zur anderen bewegt und so kann die Immersions-Belichtungsanlage 480 auch als Immersionslithographiescanner bezeichnet werden. Das Projektionslinsensystem 463 und Linsensystem 470 sind typischerweise ziemlich groß und bleiben daher gewöhnlich stationär.
Die Flüssigkeit 460 wird beispielsweise durch eine Düse oder durch Eingangs- und Ausgangsöffnungen (siehe 12) im Im mersionskopf 458 bereitgestellt. Auch enthält die Immersionsbelichtungsanlage 480 eine Flüssigkeitsmanipuliervorrichtung 468 zur Bereitstellung der Flüssigkeit 460. Die Flüssigkeitsmanipuliervorrichtung 468 kann einen Schrank mit Komponenten wie beispielsweise einer Flüssigkeitsversorgung 466 und Temperatursteuerung umfassen, obwohl die Flüssigkeitsmanipuliervorrichtung 468 auch andere, nicht gezeigte Komponenten enthalten kann. Die Flüssigkeitsmanipuliervorrichtung 468 kann mit einem Schlauch 464 oder einem sonstigen Flüssigkeitsabgabemittel an den Immersionskopf 458 angekoppelt sein.
12 zeigt eine ausführlichere Querschnittsansicht des Immersionskopf es 458 und Werkstücks 430 der in 11 gezeigten Ausführungsform. Die Flüssigkeit 460 kommt mit einem Teil der Oberfläche des Wafers 430 und der unteren Oberfläche des letzten Elements 462 des Projektionslinsensystems 463 in Kontakt. Der Immersionskopf 458 enthält Öffnungen 476, die einen Ring von Öffnungen zur Zuführung der Flüssigkeit 460 zwischen dem Wafer 430 und dem Immersionskopf 458 umfassen können. Die Öffnungen 476 können beispielsweise Eingangs- und Ausgangsöffnungen zum Einspritzen und Entfernen der Flüssigkeit 460 umfassen.
Mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Verfahren zum Einstellen von Strukturen in einer Lithographiemaske zum Erhalten des optimalen Prozessfensters zur Herstellung dichter Linien- und Spaltenmuster auf einem Halbleiterbauelement bereitgestellt. Da sich die Kopiertreue im Auflösungsgrenzgebiet einer Photolithographieanlage unterscheidet, werden vorzugsweise nur die dichten Linien- und Spaltenmuster eingestellt und größere Strukturen, z.B. zwei oder dreimal größer als die CD des Bauelements (in den Figuren nicht dar gestellt) werden vorzugsweise gemäß Ausführungsformen der Erfindung nicht eingestellt.
Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass abwechselnde Linien und Spalten gleicher Breiten und mit einer CD eines Bauelements unter Verwendung der hier beschriebenen Masken gebildet werden können. In einem Auflösungsgrenzgebiet für eine Lithographieanlage, wo k1 zwischen 0,25 und 0,30 beträgt, wird das Prozessfenster gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vergrößert. Bei einem Experiment ergab beispielsweise ein Scanner mit 1150i und 0,75 NA und eine Lithographiemaske mit einer Struktur abwechselnder 50-nm-Linien und 100-nm-Spalten die Bildung von 75-nm-Linien und 75-nm-Spalten in einer Fotolackschicht. Querschnittsbilder zeigten gute Strukturprofile und die Tiefenschärfe (DOF – Depth Of Focus) betrug 0,75 μm. Dem gegenüber ergibt sich bei Verwendung des gleichen Scanners und einer Lithographiemaske des Standes der Technik mit einer Struktur abwechselnder 75-nm-Linien und 75-nm-Spalten ein schlechtes Strukturprofil und die DOF beträgt nur rund 0,4 μm.
Tabelle 1 zeigt experimentelle Ergebnisse von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die unter Verwendung einer Immersionsanlage (1150i) mit 193 nm und 0,75 NA implementiert wurde, und mit Werten des Einstellbetrags x, die als optimal bei bestimmten Abmessungen bestimmt wurden.
Tabelle 1
Tabelle 2 zeigt experimentelle Ergebnisse von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die unter Verwendung einer Immersionsanlage (1250i) mit 193 nm und 0,85 NA implementiert wurden, und Werten des Einstellbetrags x, die als optimal bei bestimmten Abmessungen bestimmt wurden.
Tabelle 2
Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung umfassen die Bereitstellung vergrößerter Prozessfenster und verbesserte Auflösung für Lithographieanlagen. Das praktisch nutzbare Gebiet von Photolithographieanlagen und -systemen kann durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erweitert werden. Beispielsweise lagen im Stand der Technik die praktisch nutzbaren Gebiete von Lithographieanlagen bei einem k1-Faktor größer 0,30. Durch Implementieren der neuartigen Masken und Lithographieverfahren von hier beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das praktisch nutzbare Gebiet einer Lithographieanlage beispielsweise weiter auf einen k1-Faktor größer als ca. 0,27 vergrößert werden Die Implementierung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Immersionslithographiesystemen und -verfahren ist besonders vorteilhaft, da die Erweiterung des k1-Faktors mit einem DOF-Gewinn vom Immersionslithographiesystem verbunden wird, woraus sich beispielsweise weiter verbesserte Lithographieergebnisse ergeben.
Die hier beschriebenen Lithographiemasken, Systeme und Lithographieverfahren können zur Herstellung vieler Arten von Halbleiterbauelementen einschließlich beispielsweise Speicherelementen und Logikelementen benutzt werden, obwohl unter Verwendung der hier beschriebenen neuartigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung andere Arten von Halbleiterbauelementen, integrierten Schaltkreisen und Schaltungen hergestellt werden können. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können beispielsweise in Lithographiesystemen mit Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm implementiert werden, obwohl als Alternative auch andere Lichtwellenlängen benutzt werden könnten.
Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile ausführlich beschrieben worden sind, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Substitutionen und Abänderungen daran durchgeführt werden können, ohne aus dem durch die beiliegenden Ansprüche definierten Sinn und Rahmen der Erfindung zu weichen. Beispielsweise wird der Fachmann leicht verstehen, dass viele der hier beschriebenen Merkmale, Funktionen, Prozesse und Materialien verändert werden können, und dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung geblieben werden kann. Weiterhin soll der Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen des in der Spezifikation beschriebenen Prozesses, der Maschine, der Herstellung, der Zusammensetzung von Substanz, Mittel, Verfahren und Schritte begrenzt sein. Der Durchschnittsfachmann wird aus der Offenbarung der vorliegenden Erfindung leicht erkennen, dass Prozesse, Maschinen, Herstellung, Zusammensetzung von Substanz, Mittel, Verfahren oder Schritte, die gegenwärtig vorliegen oder später zu entwickeln sind und im Wesentlichen die gleiche Funktion durchführen oder im Wesentlichen das gleiche Ergebnis wie entsprechende hier beschriebene Ausführungsformen erzielen, gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt werden können. Dementsprechend sollen die beiliegenden Ansprüche solche Prozesse, Maschinen, Herstellung, Zusammensetzungen von Substanz, Mittel, Verfahren oder Schritte in ihrem Rahmen enthalten.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer Lithographiemaske mit einem ersten Muster für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten, wobei die Linien des ersten Musters eine erste Breite umfassen, die Spalten des ersten Musters eine zweite Breite umfassen und die zweite Breite sich von der ersten Breite unterscheidet; Bereitstellen eines Werkstücks mit einer darauf angeordneten Schicht lichtempfindlichen Materials; und Strukturieren der Schicht lichtempfindlichen Materials unter Verwendung der Lithographiemaske, um ein zweites Muster für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten in der Schicht lichtempfindlichen Materials zu bilden, wobei die Linien des zweiten Musters und die Spalten des zweiten Musters eine dritte Breite umfassen, wobei sich die dritte Breite von der ersten Breite und der zweiten Breite unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Werkstück mit einer darauf angeordneten Materialschicht bereitgestellt wird, wobei die Schicht lichtempfindlichen Materials über der Materialschicht angeordnet ist, weiterhin mit folgendem: Belichten der Schicht lichtempfindlichen Materials; und Benutzen der Schicht lichtempfindlichen Materials zum Strukturieren der Materialschichten des Werkstücks mit Bilden von Linien und Spalten mit der dritten Breite in der Materialschicht.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Materialschicht ein leitfähiges Material, ein halbleitendes Material oder ein Isoliermaterial umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Breite die dritte Breite vermindert um einen Einstellbetrag umfasst und wobei die zweite Breite die dritte Breite vergrößert um den Einstellbetrag umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Einstellbetrag gleich circa 50% oder weniger der dritten Breite ist.
Halbleiterbauelement, das mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellt ist.
Lithographiemaske umfassend: ein erstes Muster für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten, wobei die Linien des ersten Musters eine erste Breite umfassen, die Spalten des zweiten Musters eine zweite Breite umfassen, die zweite Breite sich von der ersten Breite unterscheidet, wobei bei Benutzung der Lithographiemaske zum Strukturieren einer Schicht lichtempfindlichen Materials eines Halbleiterbauelements ein zweites Muster für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten in der Schicht lichtempfindlichen Materials gebildet wird, wobei die Linien des zweiten Muster und die Spalten des zweiten Musters eine dritte Breite umfassen, wobei sich die dritte Breite von der ersten Breite und der zweiten Breite unterscheidet.
Lithographiemaske nach Anspruch 7, wobei die Lithographiemaske eine binäre Maske umfasst.
Lithographiemaske nach Anspruch 7, wobei die Lithographiemaske eine Immersionslithographiemaske umfasst.
Lithographiemaske nach Anspruch 7, wobei die Lithographiemaske eine alternierende Phasenschiebermaske umfasst.
Lithographiemaske nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Linien und Spalten der in der Schicht lichtempfindlichen Materials gebildeten zweiten Struktur im Wesentlichen die gleiche Breite umfassen.
Lithographiesystem mit der Lithographiemaske nach Anspruch 7.
Lithographiemaske umfassend: ein erstes Muster für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten, wobei abwechselnde Spalten des ersten Musters eine erste Dicke und eine zweite Dicke umfassen, wobei die erste Dicke eine erste Breite und die zweite Dicke eine zweite Breite umfasst, wobei sich die zweite Breite von der ersten Breite unterscheidet, wobei die Linien des ersten Musters durch ein Überschneiden der ersten Dicke und der zweiten Dicke definiert werden, wobei bei Verwendung der Lithographiemaske zur Strukturierung einer Schicht lichtempfindlichen Materials eines Halbleiterbauelements ein zweites Muster für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten in der Schicht lichtempfindlichen Materials gebildet wird, wobei die Linien des zweiten Musters und die Spalten des zweiten Musters eine dritte Breite umfassen, wobei sich die dritte Breite von der ersten Breite und der zweiten Breite unterscheidet.
Lithographiemaske nach Anspruch 13, wobei die Lithographiemaske eine alternierende Phasenschiebermaske umfasst.
Lithographiesystem umfassend: eine Lichtquelle; eine Lithographiemaske mit einem ersten Muster für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten, wobei die Linien des ersten Musters eine erste Breite umfassen, wobei die Spalten des ersten Musters eine zweite Breite umfassen, wobei sich die zweite Breite von der ersten Breite unterscheidet; ein zwischen der Lichtquelle und der Lithographiemaske angeordnetes Linsensystem; und ein Auflagemittel für ein Halbleiterbauelement, wobei bei Benutzung der Lithographiemaske zur Strukturierung einer auf dem Halbleiterbauelement angeordneten Schicht lichtempfindlichen Materials, ei zweites Muster für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten in der Schicht lichtempfindlichen Materials gebildet wird, wobei die Linien des zweiten Musters und die Spalten des zweiten Musters eine dritte Breite umfassen, wobei sich die dritte Breite von der ersten Breite und der zweiten Breite unterscheidet.
Lithographiesystem nach Anspruch 15, wobei das Lithographiesystem einen k1-Faktor von circa 0,27 oder größer umfasst.
Lithographiesystem nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Lithographiesystem ein Immersionslithographiesystem umfasst, weiterhin mit einem Projektionslinsensystem zwischen der Li thographiemaske und dem Auflagemittel für das Halbleiterbauelement, und Mittel zum Anordnen einer Flüssigkeit zwischen dem Projektionslinsensystem und dem Halbleiterbauelement.
Verfahren zum Herstellen einer Lithographiemaske, mit folgenden Schritten: Bestimmen eines Layouts für eine Mehrzahl abwechselnder Linien und Spalten, wobei jede Linie des Layouts eine erste Breite umfasst, jede Spalte des Layouts eine zweite Breite umfasst, wobei sich die zweite Breite von der ersten Breite unterscheidet; Herstellen einer das Layout enthaltenden Testmaske; Verwenden der Testmaske zum Strukturieren eines Testwerkstücks; und wenn die Testmaske die Bildung einer Vielzahl von abwechselnden Linien und Spalten auf dem Testwerkstück mit einer dritten Breite ergibt, wobei jede Linie und jede Spalte die dritte Breite umfasst, Herstellen einer das Layout enthaltenden Maske.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei Bestimmen des Layouts Bestimmen eines ersten Layouts umfasst, wobei Herstellen der Testmaske Herstellen einer ersten Testmaske umfasst, und wobei Benutzen der Testmaske zum Strukturieren der Testwerkstücke Strukturieren eines ersten Testwerkstücks umfasst, wobei, wenn die erste Testmaske nicht die Bildung einer Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten mit einer dritten Breite ergibt, wobei jede Linie und jede Spalte eine dritte Breite um fasst, weiterhin mit folgenden Schritten: Bestimmen eines zweiten Layouts für eine Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten, wobei jede Linie des zweiten Layouts eine vierte Breite umfasst, jede Spalte des zweiten Layouts eine fünfte Breite umfasst, wobei die fünfte Breite sich von der vierten Breite unterscheidet, die vierte Breite sich von der ersten Breite unterscheidet, die fünfte Breite sich von der zweiten Breite unterscheidet; Herstellen einer zweiten Testmaske mit dem zweiten Layout; Benutzen der zweiten Testmaske zum Strukturieren eines zweiten Testwerkstücks; und wenn die zweite Testmaske die Bildung einer Vielzahl abwechselnder Linien und Spalten auf dem zweiten Testwerkstück mit einer dritten Breite ergibt, wobei jede Linie und jede Spalte die dritte Breite umfasst, Herstellen einer Maske mit dem zweite Layout.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei Bestimmen des zweiten Layouts Bestimmen einer Vielzahl zweiter Layouts umfasst, wobei jedes zweite Layout eine unterschiedliche Linienbreite und Spaltenbreite umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei Bestimmen des Layouts Bestimmen einer Vielzahl von Layouts umfasst, wobei jedes Layout eine unterschiedliche Linienbreite und Spaltenbreite umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, weiterhin mit Herstellen einer einzelnen Test-Lithographiemaske mit der Vielzahl von Layouts, und Messen des Testwerkstücks zum Bestimmen eines optimalen Layouts zur Verwendung bei der Herstellung der Mehrzahl von abwechselnden Linien und Spalten auf dem Testwerkstück mit der dritten Breite.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das optimale Layout das Layout umfasst, das Linien und Spalten auf dem Testwerkstück mit im Wesentlichen gleichen dritten Breiten erzeugt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, weiterhin mit, erstens, Bestimmen der dritten Breite und, zweitens, Bestimmen des Layouts für die Mehrzahl abwechselnder Linien und Spalten, wobei die erste Breite und die zweite Breite sich von der dritten Breite unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei Bestimmen des Layouts für die Mehrzahl abwechselnder Linien und Spalten Vermindern der dritten Breite um einen Einstellbetrag zum Bestimmen der ersten Breite und Vergrößern der dritten Breite um den Einstellbetrag zum Bestimmen der zweiten Breite umfasst, wobei der Einstellbetrag circa 50% oder weniger der dritten Breite umfasst.