DE102016125824B4 - Verbessertes extrem-ultraviolett-lithographiesystem, pupillen-phasenmodulator und verfahren zum anwenden eines extrem-ultraviolett-lithographie-prozesses auf einen wafer - Google Patents

Verbessertes extrem-ultraviolett-lithographiesystem, pupillen-phasenmodulator und verfahren zum anwenden eines extrem-ultraviolett-lithographie-prozesses auf einen wafer Download PDF

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Abstract

Lithographiesystem, umfassend:eine Strahlungsquelle (32), die so konfiguriert ist, dass sie ein Extrem-Ultraviolett-(EUV-) Licht erzeugt;eine Maske (36), die ein oder mehrere Merkmale einer integrierten Schaltung (IC) definiert;eine Beleuchtungseinrichtung (34), die so konfiguriert ist, dass sie das EUV-Licht in einem Beleuchtungsmodus auf die Maske lenkt, wobei die Maske das EUV-Licht in einen Strahl o-ter Ordnung und eine Mehrzahl von Strahlen höherer Ordnung beugt;einen Wafertisch (42), der so konfiguriert ist, dass er einen Wafer hält, der gemäß einem oder mehreren Merkmalen strukturiert werden soll, die durch die Maske definiert sind;undeinen Pupillen-Phasenmodulator (600), der in einer Pupillenebene angeordnet ist, die zwischen der Maske und dem Wafertisch liegt, wobei der Pupillen-Phasenmodulator so konfiguriert ist, dass er eine Phase des Strahls o-ter Ordnung ändert; wobei der Beleuchtungsmodus der Beleuchtungseinrichtung eine erste Struktur umfasst, die transparent ist;der Pupillen-Phasenmodulator (600) eine zweite Struktur umfasst, die mit der ersten Struktur übereinstimmt, wobei die zweite Struktur so konfiguriert ist, dass sie die Phase des Strahls o-ter Ordnung ändert; unddie zweite Struktur eine erste phasenschiebende Schicht (88) umfasst; undwobei der Pupillen-Phasenmodulator (600) weiter eine zweite phasenschiebende Schicht (86) umfasst, die eine andere Materialzusammensetzung als die erste phasenschiebende Schicht aufweist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die integrierte Halbleiterschaltungs-(IC-) Branche hat ein exponentielles Wachstum erlebt. Technischer Fortschritt bei IC-Materialien und -Design hat Generationen von ICs hervorgebracht, bei denen jede Generation kleinere und komplexere Schaltungen als die vorherige Generation aufweist. Im Verlauf der IC-Entwicklung hat sich die Funktionsdichte (d.h. die Anzahl von miteinander verbundenen Einrichtungen je Chipfläche) im Allgemeinen erhöht, während sich die Geometriegröße (d.h. die kleinste Komponente (oder Leitung), die unter Verwendung eines Herstellungsverfahrens erzeugt werden kann), verringert hat. Dieser Verkleinerungsprozess bietet im Allgemeinen Vorteile, indem er die Produktionseffizienz erhöht und die damit verbundenen Kosten senkt. Eine solche Verkleinerung hat auch die Komplexität der IC-Verarbeitung und -Herstellung erhöht. Damit diese Fortschritte realisiert werden können, werden ähnliche Entwicklungen bei der IC-Verarbeitung und -Herstellung benötigt. Beispielsweise wächst die Notwendigkeit, Lithographieverfahren mit höherer Auflösung durchzuführen. Eine Lithographietechnik ist die Extrem-Ultraviolett-Lithographie (EUVL). Andere Techniken umfassen Röntgen-Lithographie, Ionenstrahl-Lithographie, Elektronenstrahl-Lithographie und maskenlose Mehrfach-Elektronenstrahl-Lithographie.
  • EUVL verwendet Scanner, die Licht im Extrem-Ultraviolett-(EUV)-Bereich verwenden. EUV-Scanner setzen eine vorgesehene Struktur auf eine Absorptionsschicht („EUV“-Maskenabsorber), die auf einer reflektierenden Maske ausgebildet wird. Aktuell werden binäre Intensitätsmasken (BIM) in der EUVL zur Herstellung von integrierten Schaltungen verwendet. Für EUV-Licht sind alle Materialien hochabsorbierend. Daher wird Spiegeloptik statt Brechungsoptik verwendet. Es wird eine reflektierende Maske verwendet. Das Reflexionsvermögen der EUV-Maske ist jedoch sehr gering. Die EUV-Energie geht auf dem optischen Weg im Wesentlichen verloren. Die EUV-Energie, die den Wafer erreicht, ist viel geringer. Es gibt andere Probleme einschließlich geringem Durchsatz, insbesondere für eine Durchkontaktierungsschicht aufgrund der geringen Durchlässigkeit durch die Durchkontaktierung.
  • Die US 6 261 727 B1 beschreibt ein Lithographiesystem mit einer Strahlungsquelle, einer Maske, einer Beleuchtungseinrichtung, die das Licht der Strahlungsquelle auf die Maste lenkt, einem Wafertisch, und einem Pupillen-Phasenmodulator. Das System arbeitet nicht mit EUV-Licht. Die US 2016/0033866 A1 beschreibt ein EUV-Lithographiesystem mit einem Pupillen-Phasenmodulator, in dem die Phasenverteilung des Lichtes so gewählt wird, dass Maskendefekte während der Belichtung nicht abgebildet werden. Die US 2015/0116685 A1 beschreibt ein Lithographiesystem, das mit EUV-Licht arbeitet, wobei Strahlen nullter Ordnung weitgehend ausgelöscht werden. Die US 2002 / 0 008 863 A1 beschreibt ein weiteres Lithographiesystem des Standes der Technik.,
    Daher wird ein Verfahren für einen Lithographieprozess und eine Maskenstruktur benötigt, die in dem Verfahren verwendet wird, um die obigen Probleme zu lösen. Die Erfindung ist in den Ansprüchen definiert.
  • Figurenliste
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden am besten aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Man beachte, dass in Übereinstimmung mit dem üblichen Vorgehen in der Branche verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur Klarheit der Diskussion beliebig vergrößert oder verkleinert werden.
    • 1 ist ein Flussdiagramm eines Lithographieverfahrens, das gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 2 ist ein Blockdiagramm eines Lithographiesystems zum Implementieren einer Maskenstruktur, das gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung in einer oder mehreren Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 3 ist eine schematische Perspektivansicht des Lithographiesystems, das gemäß einer Ausführungsform konstruiert ist.
    • 4 ist eine Draufsicht einer Binärphasenmaske, die gemäß Aspekten der vorliegenden Ausführungsform in einer oder mehreren Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 5A und 5B sind schematische Querschnittsansichten der Binärphasenmaske, die gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung in zwei Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 6-8 sind schematische Querschnittsansicht der zweiten reflektierenden Schicht von 5A (oder 5B), die gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 9A bis 9C sind schematische Draufsichten einer Beleuchtungseinrichtung, die in dem Lithographiesystem der 3 verwendet wird und die gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 10A bis 10C sind schematische Draufsichten eines Pupillenfilters, der in dem Lithographiesystem von 3 verwendet wird und der gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 11A bis 11B sind schematische Draufsichten eines Pupillenfilters, der in dem Lithographiesystem von 3 verwendet wird und der gemäß weiteren Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 12 zeigt die Lichtfeldverteilung bei der Belichtung vor dem Pupillenfilter, der gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung in einer Ausführungsform konstruiert ist.
    • 13 zeigt die Lichtfeldverteilung bei der Belichtung hinter dem Pupillenfilter, der gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung in einer Ausführungsform konstruiert ist.
    • 14 ist ein Schema einer integrierten Schaltungs-(IC-) Struktur, die gemäß Aspekten der vorliegenden Ausführungsform in einer Ausführungsform konstruiert ist.
    • 15 ist ein Schema eines Bildes der IC-Struktur von 14 auf dem Target unter Verwendung der BPM, die gemäß Aspekten der vorliegenden Ausführungsform in einer Ausführungsform konstruiert ist.
    • 16 ist ein Schema eines Bildes der IC-Struktur von 14 auf dem Target unter Verwendung der BPM, die gemäß einer Ausführungsform konstruiert ist.
    • 17 zeigt schematisch den Maskenfehler-Verstärkungsfaktor (MEEF) über die Masken-Strukturbreite (DOM), die gemäß verschiedenen Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 18 ist eine schematische Querschnittsansicht der Binärphasenmaske mit einem beispielhaften Partikel, die gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung in einer Ausführungsform konstruiert ist.
    • 19 ist ein Blockdiagramm eines Lithographieverfahrens zum Implementieren einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
    • 20 ist eine schematische Perspektivansicht einer Projektionsoptik-Box (POB), die in dem Lithographieverfahren zum Implementieren einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Da eine POB durch Spiegeloptik schwierig darzustellen ist, wird die äquivalente Brechungsoptik verwendet, um das zugrunde liegende Prinzip zu veranschaulichen.
    • 21 ist eine schematische Querschnittsansicht verschiedener Aspekte einer Ausführungsform eines Maskenrohlings in verschiedenen Stadien eines Lithographieverfahrens, der gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
    • 22 ist eine schematische Querschnittsansicht verschiedener Aspekte einer Ausführungsform einer Maske in verschiedenen Stadien eines Lithographieverfahrens, die gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
    • 23A bis 23C sind schematische Draufsichten einer Beleuchtungseinrichtung, die in dem Lithographiesystem der 3 verwendet wird und die gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 24A bis 24C sind schematische Draufsichten eines Pupillen-Phasenmodulators, der in dem Lithographiesystem von 3 verwendet wird und der gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 25A-25B zeigen die Lichtfeldverteilung bei der Belichtung vor und hinter dem Pupillen-Phasenmodulator, der gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung in einer Ausführungsform konstruiert ist.
    • 26A bis 26B sind schematische Draufsichten eines Pupillen-Phasenmodultors, der in dem Lithographiesystem von 3 verwendet wird und der gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen konstruiert ist.
    • 27, 28A, 28B und 28C sind schematische Querschnittsansichten eines Teils eines Pupillen-Phasenmodulators gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 29A-29B sind schematische Draufsichten und Querschnittsansichten eines Pupillen-Phasenmodulators gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 30A-30B sind schematische Draufsichten und Querschnittsansichten eines weiteren Pupillen-Phasenmodulators gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 31 ist ein Flussdiagramm eines Lithographieverfahrens, das gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen konstruiert ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Offenbarung sieht viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele vor, um verschiedene Merkmale zu implementieren. Spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen sind unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich nur Beispiele und sollen nicht einschränkend wirken. Beispielsweise kann das Ausbilden eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, in denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt ausgebildet sind, und kann auch Ausführungsformen umfassen, in denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ausgebildet sein können, so dass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt stehen müssen. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Bezugszeichen und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und erzwingt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
  • Weiter können räumlich relative Begriffe, wie „unten“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und ähnliche, hier der Einfachheit der Beschreibung halber verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder einer Einrichtung mit anderen Element(en) oder Einrichtung(en) zu beschreiben, wie in den Figuren gezeigt ist. Die räumlich relativen Begriffe sollen verschiedene Orientierungen der Vorrichtung, die verwendet oder betrieben wird, zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Orientierung umfassen. Die Vorrichtung kann anders orientiert sein (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung) und die räumlich relativen Begriffe, die hier verwendet werden, können ebenfalls demgemäß interpretiert werden.
  • 1 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 10 zum Durchführen eines Lithographieverfahrens bei einer Herstellung von integrierten Schaltungen gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen. Das Verfahren 10, das Lithographiesystem und die Photomaske, die von dem Verfahren 10 verwendet werden, sind mit Bezug auf 1 und anderen Figuren beschrieben.
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst das Verfahren 10 einen Vorgang 12, in dem eine Photomaske (Maske oder Retikel) 36 in ein Lithographiesystem 30 geladen wird. In der vorliegenden Offenbarung wird die Maske 36 so entworfen, dass sie Phasenverschiebung und zwei Maskenzustände aufweist. Daher ist die Maske 36 eine phasenschiebende Maske mit zwei Phasenzuständen und wird daher als Binärphasenmaske (BPM) bezeichnet. Das Lithographiesystem 30 und die Maske 36 sind unten jeweils beschrieben.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm des Lithographiesystems 30 zum Durchführen eines Lithographie-Belichtungsverfahrens. Das Lithographiesystem 30 ist ebenfalls in Teilen in 3 in einer schematischen Ansicht gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lithographiesystem 30 ein Extrem-Ultraviolett-(EUV-) Lithographiesystem, das zum Belichten einer Resist-(oder Photoresist-) Schicht durch EUV entworfen ist. Die Resistschicht ist empfindlich für die EUV-Strahlung. Das EUV-Lithographiesystem 30 verwendet eine Strahlungsquelle 32, um EUV-Licht zu erzeugen, beispielsweise EUV-Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 1 nm bis etwa 100 nm. In einem bestimmten Beispiel erzeugt die EUV-Strahlungsquelle 32 EUV-Licht mit einer Wellenlänge um etwa 13,5 nm.
  • Das EUV-Lithographiesystem 30 verwendet auch eine Beleuchtungseinrichtung 34. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Beleuchtungseinrichtung 34 verschiedene Brechungsoptikkomponenten, beispielsweise eine einzelne Linse oder ein Linsensystem, das mehrere Linsen (Zonenplatten) aufweist, oder Spiegeloptik, beispielsweise einen einzelnen Spiegel oder ein Spiegelsystem, das mehrere Spiegel aufweist, um Licht von der Strahlungsquelle 32 auf eine Maske 36 zu lenken. In der vorliegenden Ausführungsform, in der die Strahlungsquelle 32 Licht in dem EUV-Wellenlängenbereichs erzeugt, wird reflektierende Optik verwendet. Reflektierende Optik kann jedoch auch durch Zonenplatten als Beispiel realisiert werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Beleuchtungseinrichtung 34 so betrieben werden, dass sie die Spiegel so konfiguriert, dass sie außeraxiale Beleuchtung (OAI) bereitstellen, um die Maske 36 zu beleuchten. In einem Beispiel sind die Spiegel der Beleuchtungseinrichtung 34 umschaltbar, um EUV-Licht zu verschiedenen Beleuchtungspositionen zu reflektieren. In einer anderen Ausführungsform kann eine Stufe vor der Beleuchtungseinrichtung 34 zusätzlich andere schaltbare Spiegel umfassen, die so gesteuert werden können, dass sie das EUV-Licht mit den Spiegeln der Beleuchtungseinrichtung 34 zu verschiedenen Beleuchtungspositionen lenken. Somit kann das Lithographiesystem 30 verschiedene Beleuchtungsmodi erreichen, ohne Beleuchtungsenergie zu opfern.
  • Das EUV-Lithographiesystem 30 umfasst auch einen Maskentisch 35, der so konfiguriert ist, dass er eine Photomaske 36 hält (in der vorliegenden Offenbarung werden die Begriffe Maske, Photomaske und Retikel zum Bezeichnen des gleichen Elements verwendet). Die Maske 36 kann eine durchlässige Maske oder eine reflektierende Maske sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Maske 36 eine reflektierende Maske, wie unten in weiteren Einzelheiten beschrieben ist.
  • Das EUV-Lithographiesystem 30 verwendet auch die POB 38 (Projektionsoptik-Box) zum Abbilden der Struktur der Maske 36 auf ein Target 40 (etwa einen Halbleiterwafer), der auf einem Substrattisch 42 des Lithographiesystems befestigt ist. Die POB 38 kann Brechungsoptik oder Spiegeloptik aufweisen. Die von der Maske 36 reflektierte Strahlung (z. B. strukturierte Strahlung) wird durch die POB 38 gesammelt. In einer Ausführungsform kann die POB 38 eine Vergrößerung von weniger als eins aufweisen (wodurch das in der Strahlung enthaltene strukturierte Bild verkleinert wird).
  • Die Struktur der Maske 36 und das Verfahren, das sie herstellt, wird unten weiter gemäß verschiedenen Ausführungsformen beschrieben. Das Maskenherstellungsverfahren umfasst zwei Vorgänge: ein Maskenrohling-Herstellungsverfahren und ein Maskenstrukturierungsverfahren. Während des Maskenrohling-Herstellungsverfahrens wird ein Maskenrohling durch Abscheidung geeigneter Schichten (z. B. mehrerer reflektierender Schichten) auf einem geeigneten Substrat ausgebildet. Der Maskenrohling wird während des Maskenstrukturierungsverfahrens so strukturiert, dass er ein Design einer Schicht einer integrierten Schaltung (IC) aufweist. Die strukturierte Maske wird dann verwendet, um Schaltungsstrukturen (z. B. das Design der Schicht eines ICs) auf einen Halbleiterwafer zu übertragen. Die Strukturen können über und auf mehrere Wafer durch verschiedene Lithographieverfahren übertragen werden. Mehrere Masken (zum Beispiel eine Gruppe von 15 bis 30 Masken) können verwendet werden, um einen vollständigen IC herzustellen. Im Allgemeinen werden verschiedene Masken hergestellt, um in verschiedenen Verfahren verwendet zu werden.
  • Die Maske 36 weist phasenschiebende Masken-(PSM-) Technik auf und ist so entworfen, dass sie eine verbesserte Beleuchtungsintensität erreicht, wenn sie mit dem Lithographiesystem 30 und dem Verfahren 10 verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Maske 36 eine Binärphasenmaske. 4 zeigt eine Draufsicht der Maske 36 und 5 ist eine Querschnittsansicht der Maske 36, die gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
  • Mit Bezug auf 4 umfasst die Maske 36 eine Mehrzahl von Hauptmerkmalen (Haupt-Polygonen) 80. Der verbleibende Bereich ohne Hauptstrukturen wird als Feld 82 bezeichnet. Ein Haupt-Polygon ist ein IC-Merkmal oder ein Teil eines IC-Merkmals, das auf das Target 40 (einen Wafer in dem vorliegenden Beispiel) abgebildet wird. In einem Beispiel ist das Hauptmerkmal 80 eine Öffnung, die eine Durchkontaktierung in einer Durchkontaktierungsschicht (oder einen Kontakt in einer Kontaktschicht) definiert, die auf dem Halbleiterwafer ausgebildet werden soll. Die Struktur in der Maske 36 definiert die Durchkontaktierungsschicht mit einer Mehrzahl von Durchkontaktierungen (oder die Kontaktschicht mit einer Mehrzahl von Kontakten). In einem weiteren Beispiel ist das Hauptmerkmal 80 eine Öffnung, die ein Schnittmerkmal für doppelte oder mehrfache Strukturierung definiert. Die Struktur in der Maske 36 definiert eine Schnittstruktur mit einer Mehrzahl von Schnittmerkmalen, die so entworfen sind, dass sie eine Schaltungsstruktur (wie Gates oder Metallleitungen) ausbilden, wobei eine oder mehrere Hauptstrukturen auf entsprechenden Masken durch zwei oder mehr Belichtungen definiert werden. Doppelstrukturierung als ein Beispiel der Mehrfachstrukturierung wird weiter beschrieben, um die Schnittstruktur zu beschreiben. Während der Doppelstrukturierung definiert eine erste Maske Hauptmerkmale (wie Metallleitungen) und eine zweite Maske Schnittmerkmale, wobei jedes Schnittmerkmal das zugehörige Hauptmerkmal (etwa eine Metallleitung) in zwei Hauptmerkmale (etwa zwei Metallleitungen) durch ein Doppelstrukturierungsverfahren teilt (schneidet). In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Struktur in der Maske 36 weiter andere Merkmale aufweisen, etwa optische Nahbereichskorrektur-(OPC-) Merkmale, um die Abbildungswirkung zu verbessern, und/oder Dummy-Merkmale, um die Leistung anderer Herstellungsvorgänge zu verbessern (etwa CMP und Tempern). In der vorliegenden Ausführungsform weist die Struktur auf der Maske 36 eine geringe Strukturdichte auf, die in einem Beispiel etwa kleiner als 25% ist. In einem anderen Beispiel, etwa einer Struktur mit Negativton, in der die Strukturdichte durch das Komplement der Maske berechnet wird, ist die Strukturdichte größer als 75%.
  • Bezugnehmend auf 5A umfasst die Maske 36 ein Maskensubstrat 84, beispielsweise ein Substrat aus Material mit geringer Wärmeausdehnung (LTEM). In verschiedenen Beispielen umfasst das LTEM-Material Ti02-dotiertes Si02 oder andere Materialien mit niedriger Wärmeausdehnung. Das Maskensubstrat 84 dient dazu, Bildverzerrung aufgrund von Maskenerwärmung oder anderen Faktoren zu minimieren. In Erweiterung der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Maskensubstrat 84 des LTEMs ein geeignetes Material mit einem niedrigen Defektfaktor und einer glatten Oberfläche. In einer weiteren Ausführungsform kann eine leitende Schicht zusätzlich auf einer rückseitigen Oberfläche des Maskensubstrats 84 für elektrostatisches Einspannen angeordnet sein. In einem Beispiel umfasst die leitende Schicht Chromnitrid (CrN), obwohl andere Zusammensetzungen möglich sind.
  • Die Maske 36 umfasst eine reflektierende Mehrfachschicht (ML) 86, die über dem Maskensubstrat 84 auf der Vorderseite angeordnet ist. Die ML 86 wird auch als eine erste reflektierende Schicht bezeichnet, um Verwechslung zu vermeiden, wenn eine andere reflektierende Schicht später eingeführt wird. Nach den Fresnel-Gleichungen tritt Lichtreflexion auf, wenn sich Licht durch die Grenzfläche zwischen zwei Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes ausbreitet. Das reflektierte Licht wird stärker, wenn die Differenz der Brechungsindizes größer ist. Um das reflektierte Licht zu erhöhen, kann man auch die Anzahl der Grenzflächen erhöhen, indem eine Mehrfachschicht aus alternierenden Materialien abgeschieden wird und Licht, das von verschiedenen Grenzflächen reflektiert wird, konstruktiv interferieren lässt, indem eine geeignete Dicke für jede Schicht der Mehrfachschicht gewählt wird. Die Absorption der verwendeten Materialien für die Mehrschicht begrenzt jedoch das höchste Reflexionsvermögen, das erreicht werden kann. Die ML 86 weist mehrere Filmpaare auf, etwa Molybdän-Silizium- (Mo/Si-) Filmpaare (beispielsweise eine Schicht aus Molybdän über oder unter einer Schicht aus Silizium in jedem Filmpaar). Alternativ kann die ML 86 Molybdän-Beryllium-(Mo/Be-) Filmpaare oder irgendein geeignetes Material aufweisen, das bei EUV-Wellenlängen stark reflektierend ist. Die Dicke jeder Schicht der ML 86 hängt von der EUV-Wellenlänge und dem Einfallswinkel ab. Die Dicke der ML 86 wird so eingestellt, dass eine maximale konstruktive Interferenz des EUV-Lichts, das an jeder Grenzfläche reflektiert wird, und eine minimale Absorption von EUV-Licht durch die ML 86 erreicht wird. Die ML 86 kann so gewählt werden, dass sie ein hohes Reflexionsvermögen für eine gewählte Strahlungsart und/oder -wellenlänge bereitstellt. In einem typischen Beispiel liegt die Anzahl der Filmpaare in der ML 86 zwischen 20 und 80; es ist jedoch eine beliebige Anzahl von Filmpaaren möglich. In einem Beispiel umfasst die ML 86 vierzig Paare aus Mo/Si. In Erweiterung des Beispiels hat jedes Mo/Si-Filmpaar eine Dicke von etwa 7 nm (ein Mo-Film von etwa 3 nm Dicke und ein Si-Film von etwa 3 nm Dicke) mit einer Gesamtdicke von 280 nm. In diesem Fall wird ein Reflexionsvermögen von etwa 70 % erreicht.
  • Eine Deckschicht kann über der ML 86 für eine oder mehrere Funktionen ausgebildet werden. In einem Beispiel dient die Deckschicht als eine Ätzstoppschicht in einem Strukturierungsverfahren oder anderen Vorgängen wie beispielsweise der Reparatur oder Reinigung. In einem weiteren Beispiel dient die Deckschicht zum Verhindern der Oxidation der ML 86. Die Deckschicht kann eine oder mehrere Filme aufweisen, um die gewünschten Aufgaben zu erfüllen. In einem Beispiel weist die Deckschicht andere Ätzcharakteristika als eine zweiten reflektierende Schicht 88 auf, die später beschrieben wird. In einem weiteren Beispiel umfasst die Deckschicht Ruthenium (Ru). In Erweiterung des Beispiels umfasst die Deckschicht einen Ru-Film mit einer Dicke zwischen etwa 2 nm und etwa 5 nm. In weiteren Beispielen kann die Deckschicht Ru-Verbindungen wie RuB, RuSi, Chrom (Cr), Cr-Oxid oder Cr-Nitrid aufweisen. Ein Niedertemperatur-Abscheidungsverfahren kann gewählt werden, um die Deckschicht auszubilden, um wechselseitige Diffusion der ML 86 zu verhindern.
  • Die Maske 36 umfasst ferner die zweite reflektierende Schicht 88, die über der ersten reflektierenden Schicht (der ML-Schicht) 86 ausgebildet ist. Die zweite reflektierende Schicht 88 ist so entworfen (etwa in der Zusammensetzung, Konfiguration und Dicke), dass sie das EUV-Licht ohne Absorption oder mit geringer Absorption reflektiert, um Energieverlust zu vermeiden. Die zweite reflektierende Schicht 88 ist so entworfen, dass sie weiter eine Phasenverschiebung des reflektierten EUV-Lichts relativ zum reflektierten EUV-Licht von der ersten reflektierenden Schicht 86 bereitstellt. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Phasendifferenz des reflektierten EUV-Lichts von der ersten und der zweiten reflektierenden Schicht im Wesentlichen 180° oder nahezu 180°, so dass eine erhöhte Belichtungsintensität während des Lithographie-Belichtungsverfahrens erreicht wird. Daher dient die zweite reflektierende Schicht 88 der Phasenverschiebung und ist eine Phasenverschiebungs- Materialschicht
  • Die zweite reflektierende Schicht 88 wird gemäß einer integrierten Schaltungsstruktur strukturiert, die mehrere Hauptmerkmale 80 aufweist. In einer Ausführungsform, in der die Deckschicht vorhanden ist, wird die zweite reflektierende Schicht 88 über der Deckschicht ausgebildet.
  • So ist die Maske 36 eine phasenschiebende Maske mit zwei Zuständen, einem ersten Maskenzustand und einem zweiten Maskenzustand. Beide Maskenzustände spiegeln im Wesentlichen das EUV-Licht, jedoch mit einer Phasendifferenz (180° in der vorliegenden Ausführungsform). Der erste Maskenzustand ist in den Bereichen der ersten reflektierende Schicht 86 in den Öffnungen der zweiten reflektierende Schicht 88 definiert, wobei das Hauptmerkmal 80 in dem ersten Maskenzustand definiert ist. Der zweite Maskenzustand ist in den Bereichen der zweiten reflektierende Schicht 88 definiert, wobei das Feld 82 in dem zweiten Maskenzustand definiert ist. Daher ist die Maske 36 eine Binärphasenmaske oder BPM. Die IC-Struktur mit niedriger Strukturdichte wird unten gemäß verschiedenen Ausführungsformen definiert. Bei der BPM 36 haben ein erster Si, der zu dem ersten Maskenzustand gehört, und ein zweiter S2, der zu dem zweiten Maskenzustand gehört, ein Verhältnis in einem bestimmten Bereich. In einer Ausführungsform ist das Verhältnis S1/S2 kleiner als etwa 1/3, etwa bei der Maske des ersten Typs in 5A als ein Beispiel. In einer alternativen Ausführungsform ist das Verhältnis S1/S2 größer als etwa 3, etwa bei der Maske des zweiten Typs in 5B als ein Beispiel.
  • In einer herkömmlichen binären Intensitätsmaske (BIM) ist die strukturierte Schicht eine Absorptionsschicht. Abweichend von der BIM wird die Absorptionsschicht in der BPM durch eine Phasenverschiebungs-Materialschicht ersetzt.
  • 5A zeigt die Maske 36 des ersten Typs. Die Maske 36 des zweiten Typs ist in 5B gezeigt. Die Maske 36 in 5B ähnelt der Maske 36 in 5A. Beide weisen die erste und die zweite reflektierende Schicht 86 und 88 auf. In 5B ist das Hauptmerkmal 80 jedoch in dem zweiten Maskenzustand und das Feld 82 in dem ersten Maskenzustand definiert. Insbesondere ist in 5B das Feld 82 in dem Bereich der ersten reflektierende Schicht 86 in der Öffnung der zweiten reflektierende Schicht 88 und das Hauptmerkmal 80 in der zweiten reflektierende Schicht 88 definiert. Daher unterscheiden sich im Idealfall der erste und der zweite Maskenzustand nur in der Phase voneinander. Die Negativtonmaske kann während des nachfolgenden Belichtungsverfahrens zum gleichen Bild führen. In anderen Fällen, in denen der erste und der zweite Maskenzustand eine unterschiedliche Absorption aufweisen, kann das Belichtungsverfahren durch den Beleuchtungsmodus und den Pupillenfilter eingestellt werden, um die Belichtungsintensität zu erhöhen, während der Energieverlust verringert wird.
  • Die zweite reflektierende Schicht 88 kann verschiedene Zusammensetzungen und Konfigurationen gemäß verschiedenen Ausführungsformen aufweisen. Die zweite reflektierende Schicht 88 kann sich von der ersten reflektierende Schicht 86 in Bezug auf die Zusammensetzung und Konfiguration zusätzlich dazu unterscheiden, dass die zweite reflektierende Schicht 88 gemäß einem IC-Layout strukturiert ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke der zweiten reflektierende Schicht 88 kleiner als die der ersten reflektierende Schicht 86. Daher ist die Stufenhöhe der zweiten reflektierende Schicht 88 nach der Strukturierung verringert, um den Schatteneffekt zu reduzieren oder auszuschalten. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die zweite reflektierende Schicht 88 eine Dicke von weniger als 70 nm, um den Schatteneffekt für ICs mit kleinen Strukturgrößen wirksam zu verringern, beispielsweise bei Strukturgrößen von 20 nm.
  • Eine Ausführungsform der zweiten reflektierenden Schicht 88 ist in 6 in einer Querschnittsansicht gezeigt. Die zweite reflektierende Schicht 88 umfasst einen einzelnen Molybdän-(Mo-) Film 92 mit einer Dicke im Bereich von etwa 40 nm bis etwa 48 nm. Die Gesamtdicke der zweiten reflektierende Schicht 88 ist gleich der Dicke des einzelnen Mo-Films 92, da die zweite reflektierende Schicht 88 nur diesen Mo-Film umfasst. Daher hat die entworfene zweite reflektierende Schicht 88 eine Dicke von weniger als etwa 50 nm und darüber kann sie eine Phasenverschiebung von etwa 180° und ein Reflexionsvermögen von etwa 0,776 für EUV-Strahlung bereitstellen. Anders ausgedrückt stellt die zweite reflektierende Schicht 88 ein Reflexionsvermögen von etwa -0,776 bereit, wobei das Vorzeichen „-“ für eine 180°-Phasenverschiebung steht. Somit beträgt die reflektierte EUV-Intensität etwa 60% und der Energieverlust etwa 40%.
  • Eine weitere Ausführungsform der zweiten reflektierende Schicht 88 ist in 7 in einer Querschnittsansicht gezeigt. Die zweite reflektierende Schicht 88 weist mehrere Filme auf. Insbesondere umfasst die zweite reflektierende Schicht 88 fünf Siliziumfilme 102, 104, 106, 108 und 110 und fünf Mo-Filme 112,114,116,118 und 120, die so konfiguriert sind, dass zwei benachbarte Mo-Filme einen Siliziumfilm einschließen und zwei benachbarte Siliziumfilme einen Mo-Film einschließen. Die zweite reflektierende Schicht 88 kann ferner eine Deckschicht 122 auf der oberen Siliziumschicht 110 aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Siliziumfilm 102 eine erste Dicke T1, die zweiten Siliziumfilme 104, 106 und 108 eine zweite Dicke T2 größer als die erste Dicke T1 und der Silizium-Molybdän-Film eine dritte Dicke T3 kleiner als die erste Dicke. In der vorliegenden Ausführungsform hat die Mo-Schicht 112 eine vierte Dicke T4 kleiner als die dritte Dicke T3 und die Mo-Filme 114, 116, 118 und 120 eine gleiche fünfte Dicke T5 kleiner als die zweite Dicke T2. Diese Filme werden gemeinsam so eingestellt, dass sie eine Dicke von weniger als 70 nm, eine Phasenverschiebung von etwa 180° und ein derartiges Reflexionsvermögen für EUV-Strahlung haben, dass der Energieverlust geringer ist als etwa 40%.
  • In dem vorliegenden Beispiel sind die Dicke-Parameter T1, T2, T3, T4 und T5 etwa 4 nm, etwa 4,3 nm, etwa 2,6 nm, etwa 1 nm bzw. etwa 10,1 nm, wobei alle innerhalb von etwa 20% des Nennwertes liegen. Beispielsweise liegt die erste Dicke T1 im Bereich von etwa 4* (1 + 20%) nm bis etwa 4* (1-20%).
  • Die Deckschicht 122 kann der Deckschicht ähneln, die oben in 5A beschrieben ist. In einer Ausführungsform umfasst die Deckschicht 122 einen Ru-Film. In Erweiterung der Ausführungsform umfasst die Deckschicht 122 einen Ru-Film mit einer Dicke zwischen etwa 2 nm und etwa 5 nm. In weiteren Beispielen kann die Deckschicht 122 Ru-Verbindungen wie Ruthenium-Bor (RuB), Ruthenium-Silizium (RuSi ), Chrom (Cr), Cr-Oxid oder Cr-Nitrid aufweisen.
  • In dem vorliegenden Beispiel beträgt das Reflexionsvermögen der zweiten reflektierenden Schicht 88 etwa 0,867 oder etwa -0,867, wobei das Vorzeichen „-“ für eine 180°-Phasenverschiebung steht. Somit beträgt die reflektierte Energieintensität etwa 75% und der Strahlungs-Energieverlust etwa 25%.
  • Eine weitere Ausführungsform der zweiten reflektierenden Schicht 88 ist in 8 gezeigt. In dieser Ausführungsform ähnelt die zweite reflektierende Schicht 88 im Wesentlichen der ersten reflektierende Schicht 86 in Bezug auf die Zusammensetzung und Konfiguration. Die zweite reflektierende Schicht 88 umfasst auch mehrere reflektierende Schichten, die denen der ersten reflektierenden Schicht 86 ähneln. Beispielsweise umfasst die zweite reflektierende Schicht 88 mehrere Filmpaare („m1“ und „m2“), etwa Mo/Si-Filmpaare (beispielsweise eine Schicht aus Molybdän über oder unter einer Schicht aus Silizium in jedem Filmpaar). In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die zweite reflektierende Schicht 88 etwa 15 Paare von Mo/Si-Film, um eine 180°-Phasenverschiebung zu erreichen. In anderen Beispielen kann die zweite reflektierende Schicht 88 alternativ Molybdän-Beryllium-(Mo/Be-) Filmpaare oder irgendein geeignetes Material aufweisen, das bei EUV-Wellenlängen stark reflektierend ist. Die Dicke jeder Schicht der zweiten reflektierende Schicht 88 hängt von der EUV-Wellenlänge und dem Einfallswinkel ab.
  • Jede der Schichten (wie die Filme 102-122 in 7) können durch verschiedene Verfahren gebildet werden, die physikalische Dampfabscheidungs-(PVD-) Verfahren, Plattierverfahren, chemische Dampfabscheidungs-(CVD-) Verfahren, Ionenstrahlabscheidung, Rotationsbeschichtung, metallorganische Zersetzung (MOD) und/oder andere in der Technik bekannte Verfahren umfassen.
  • Die zweite reflektierende Schicht 88 kann durch eine geeignete Strukturierungstechnik strukturiert werden. Ein Strukturierungsverfahren umfasst Resist-Beschichtung (z.B. Rotationsbeschichtung), Tempern, Maskenausrichtung, Belichtung, Ausheizen, Entwickeln des Resists, Spülen, Trocknen (z. B. Ausheizen), andere geeignete Verfahren und/oder Kombinationen davon. Ein Ätzverfahren folgt, um einen Teil der strukturierten reflektierenden Schicht 88 zu entfernen.
  • Die Maske 36 weist zwei Maskenzustände auf, 80 und 82. Die Maske 36 weist auch eine leitende Schicht 126 auf einer rückseitigen Oberfläche des Maskensubstrats 84 für elektrostatisches Einspannen auf. In einem weiteren Beispiel umfasst die leitende Schicht 126 Chromnitrid (CrN), obwohl andere Zusammensetzungen möglich sind. Die Maske 36 weist ferner eine Deckschicht 128 auf, die zwischen der ersten und der zweiten reflektierenden Schicht 86 und 88 ausgebildet ist. Die Deckschicht 128 kann eine oder mehrere Filme umfassen. In einem Beispiel weist die Deckschicht 128 andere Ätzcharakteristika als eine zweiten reflektierende Schicht 88 auf. In einem weiteren Beispiel umfasst die Deckschicht 128 Ru. In Erweiterung des Beispiels umfasst die Deckschicht 128 einen Ru-Film mit einer Dicke zwischen etwa 2 etwa 5 nm. In weiteren Beispielen kann die Deckschicht 128 Ru-Verbindungen wie RuB, RuSi, Chrom (Cr), Cr-Oxid oder Cr-Nitrid aufweisen.
  • Bezieht man sich wieder auf 1, kann der Vorgang 12 in dem Verfahren 10 weiter andere Schritte umfassen, etwa Ausrichtung, nachdem die Maske 36 auf dem Maskentisch befestigt ist.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst das Verfahren 10 auch einen Vorgang 14, um ein Target 40 auf den Maskentisch 42 des Lithographiesystems 30 zu laden. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Target 40 ein Halbleitersubstart, etwa ein Siliziumwafer. Das Target 40 ist mit einer Resistschicht beschichtet, die für EUV-Licht empfindlich ist. Die Resistschicht wird durch ein Lithographie-Belichtungsverfahren so strukturiert, dass das IC-Design-Layout (IC-Struktur) der Maske 36 auf die Resistschicht übertragen wird.
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst das Verfahren 10 einen Vorgang 16, in dem die Beleuchtungseinrichtung 34 des Lithographiesystems 30 in einen hochkohärenten Beleuchtungsmodus versetzt wird. Der Beleuchtungsmodus ist so konfiguriert, dass das Pupillen-Füllungsverhältnis weniger als 20% in einem Beispiel beträgt. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein außeraxialer Beleuchtung-(OAI-) Modus erreicht. Mit Bezug auf 3 wird ein einfallender Lichtstrahl 50, nachdem er von der Maske reflektiert wurde, aufgrund des Vorhandenseins dieser Maskenstrukturen in verschiedene Beugungsordnungen gebeugt, etwa eine o-te Beugungsordnung in Strahl 51, eine -1-te Beugungsordnung in Strahl 52 und eine +1-te Beugungsordnung in Strahl 53. In der gezeigten Ausführungsform werden die nicht gebeugten Lichtstrahlen 51 überwiegend entfernt. Die Strahlen der -1-sten und der +i-ten Beugungsordnung 52 und 53 werden durch die POB 38 gesammelt und so geleitet, dass das Target 40 belichtet wird.
  • Der außeraxiale Beleuchtungsmodus kann durch einen Mechanismus wie eine Öffnung mit einer bestimmten Struktur erreicht werden, etwa der, die in den 10A-10C gezeigt ist, die gemäß verschiedenen Beispielen hergestellt ist. Die Öffnung ist an dem Beleuchtungstisch so konfiguriert, dass der außeraxiale Beleuchtungsmodus erreicht wird. Die Öffnung führt jedoch zu EUV-Strahlungsverlust.
  • In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Beleuchtungseinrichtung 34 verschiedene schaltbare Spiegel oder Spiegel mit anderen geeigneten Mechanismen zum Einstellen der Reflexion des EUV-Lichts von diesen Spiegeln. In Erweiterung der vorliegenden Ausführungsform wird der außeraxiale Beleuchtungsmodus erreicht, indem die schaltbaren Spiegel in der Beleuchtungsstufe so konfiguriert werden, dass das EUV-Licht von der Strahlungsquelle 32 in eine Struktur geleitet wird (etwa die, die in den 9A-9C gezeigt ist), um die außeraxiale Beleuchtung zu erreichen.
  • Der Beleuchtungsmodus kann verschiedene Strukturen aufweisen, etwa die Beispiele in den 9A-9C. Die Beleuchtungsstruktur wird gemäß der IC-Struktur bestimmt, die auf der Maske 36 für den erwarteten Zweck definiert ist, der das Verbessern der Intensität des EUV-Lichts während des Lithographie-Belichtungsverfahrens umfasst.
  • In 9A hat der Beleuchtungsmodus eine ringförmige Struktur 130, bei der der ringförmige Abschnitt 130 der Bereich ist, der für das Licht von der Strahlungsquelle 32 transparent (oder im „Ein“-Zustand) ist, und die anderen Abschnitte im „Aus“-Zustand (Blockierung) sind. Der „Ein“-Bereich erreicht, dass wenn das Licht den Bereich erreicht, es auf die Maske 36 gelenkt wird. Der „Aus“-Bereich erreicht, dass wenn das Licht den Bereich erreicht, es am Erreichen der Maske 36 gehindert wird. Diese Begriffe werden auch verwendet, um den Pupillenfilter zu beschreiben. Im vorliegenden Beispiel in 9A wird das EUV-Licht, das den ringförmigen Abschnitt 130 erreicht, auf die Maske 36 gelenkt, während das EUV-Licht des „Aus“-Abschnitts blockiert wird.
  • In 9B hat der Beleuchtungsmodus eine Quasar-Struktur 132, wobei die Quasar-Abschnitte 132 im „Ein“-Zustand und die restlichen Abschnitte im „Aus“-Zustand sind. Mit anderen Worten wird das EUV-Licht, das den Quasar-Abschnitt 132 erreicht, auf die Maske 36 gelenkt, während das EUV-Licht, das die restlichen Abschnitte erreicht, blockiert wird.
  • In 9C weist der Beleuchtungsmodus eine Streustruktur 134 auf. Das EUV-Licht, das die Streu-Abschnitte 134 erreicht, wird auf die Maske 36 gelenkt, während das EUV-Licht, das die restlichen Abschnitte erreicht, blockiert wird.
  • Mit Bezug auf 1 kann das Verfahren 10 einen Vorgang 18 umfassen, in dem ein Pupillenfilter 54 in dem Lithographiesystem 30 konfiguriert wird. Der Pupillenfilter 54 ist in einer Pupillenebene des Lithographiesystems 30 konfiguriert. In einem optischen Bildsystem gibt es eine Ebene mit einer Feldverteilung, die der Fourier-Transformierten des Objekts (der Maske 36 in dem vorliegenden Fall) entspricht. Diese Ebene wird als Pupillenebene bezeichnet. Der Pupillenfilter 54 wird in der Pupillenebene angeordnet, um spezifische Raumfrequenzkomponenten des EUV-Lichts herauszufiltern, das von der Maske 36 gelenkt wird.
  • Die in dem Pupillenfilter 54 definierte Struktur wird durch den Beleuchtungsmodus bestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Pupillenfilter 54 so entworfen, dass er den nicht-gebeugten Teil des beleuchtenden Lichts herausfiltert, das von der Maske 36 gelenkt wird. In Erweiterung der vorliegenden Ausführungsform stimmt der Pupillenfilter 54 mit dem Beleuchtungsmodus überein, ist jedoch optional. In Erweiterung der Ausführungsform ähnelt die Struktur in dem Pupillenfilter 54 im Wesentlichen der Struktur des Beleuchtungsmodus. Wenn beispielsweise der Beleuchtungsmodus in 9A als ringförmige Struktur definiert ist, ist die Struktur des Pupillenfilters 54 auch die gleiche ringförmige Struktur 136, die in 10A gezeigt ist. Die Struktur des Pupillenfilters in 10A ist jedoch komplementär zu der Struktur, die in dem Beleuchtungsmodus in 9A definiert ist. Insbesondere ist der ringförmige Abschnitt 136 in dem „Aus“-Zustand, wobei das EUV-Licht, das diesen Abschnitt in der Pupillenebene erreicht, blockiert wird. Das EUV-Licht, das einen anderen Abschnitt in der Pupillenebene erreicht, wird auf das Target 40 gelenkt (der „Ein“-Zustand). Analog weist, wenn der Beleuchtungsmodus wie in 9A definiert ist, der entsprechende Pupillenfilter eine Struktur auf, die in 10B gezeigt ist, in der die Quasar-Abschnitte 138 im „Aus“-Zustand sind, während die anderen Abschnitte im „Ein“ -Zustand sind. In einem weiteren Beispiel weist, wenn der Beleuchtungsmodus wie in 9C definiert ist, der entsprechende Pupillenfilter eine Struktur auf, die in 10C gezeigt ist, in der die Streuabschnitte 140 im „Aus“-Zustand sind, während die anderen Abschnitte im „Ein“-Zustand sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann der Pupillenfilter eine Struktur aufweisen, die sich leicht von der Struktur unterscheidet, die in dem Beleuchtungsmodus definiert ist. Beispielsweise weist der Pupillenfilter eine „Aus“-Struktur auf, die größer als die „Ein“-Struktur des entsprechenden Beleuchtungsmodus ist, so dass der entsprechende „Ein“-Bereich in dem Beleuchtungsmodus mit genügend Spielraum abgedeckt ist. Andere Beleuchtungsmodi und die entsprechenden Pupillenfilter können gemäß anderen Beispielen verwendet werden.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform, in der die Beleuchtungsquelle außerhalb der Pupille oder Sigma der partiellen Kohärenz > 1 ist, wird der Pupillenfilter weggelassen. In einem Beispiel, das in 11A gezeigt ist, sind die „Ein“-Bereiche 150 in dem Beleuchtungsmodus gezeigt. Die volle Pupille 152 in der Pupillenebene ist in 11A in dem Bereich innerhalb der gestrichelten Linie als Referenz gezeigt. Der „Ein“-Bereich 150 im Beleuchtungsmodus liegt außerhalb der vollen Pupille 152. In diesem Fall ist der Mittelwert von Sigma größer als 1. In diesem speziellen Beispiel beträgt der Mittelwert von Sigma 1,2 und der Radius von Sigma 0,05. Es ist nicht nötig, einen Pupillenfilter in der Pupillenebene zu verwenden. Ein weiteres Beispiel ist in 11B gezeigt, in dem der „Ein“-Bereich 154 außerhalb der vollen Pupille 152 liegt. In diesem Fall beträgt der Mittelwert von Sigma 1,15 > 1 und der Radius von Sigma 0,05. Im Ergebnis ist es nicht nötig, einen Pupillenfilter in der Pupillenebene zu verwenden.
  • Bezieht man sich wieder auf 1, fährt das Verfahren 10 mit Vorgang 20 fort, in dem ein Lithographie-Belichtungsverfahren auf das Target 40 in dem konfigurierten Beleuchtungsmodus mit dem Pupillenfilter (in den Fällen, in denen der Pupillenfilter erforderlich ist) angewendet wird. Das EUV-Licht von der Strahlungsquelle 32 wird durch die Beleuchtungseinrichtung 34 mit der EUV-Energieverteilung für die außeraxiale Beleuchtung moduliert, von der Maske 36 gelenkt und weiter durch den Pupillenfilter filtriert, wobei das EUV-Licht die IC-Struktur der Maske 36 auf das Target mit verbessertem Lichteintrag abbildet.
  • Dies wird unten mit Bezug auf die 12-13 und andere Figuren gezeigt und beschrieben. Die 12 und 13 sind schematische Darstellung der räumlichen Verteilung des EUV-Lichts. Die horizontale Achse stellt die räumliche Dimension und die vertikale Achse die Amplitude des EUV-Lichts dar. In der vorliegenden Ausführungsform für die Darstellung ist die Maskenstruktur die IC-Struktur, die in 4 definiert ist. Das Hauptmerkmal 80 ist in dem ersten Maskenzustand und das Feld 82 in dem zweiten Maskenzustand. So ist die EUV-Lichtverteilung, nachdem sie von der Maske 36 gelenkt wurde, in 12 gezeigt. Die Lichtamplitude, die zu dem ersten Maskenzustand (dem Hauptmerkmal 80) gehört, beträgt etwa 1 (in relativen Einheiten unter der Annahme, dass die volle Amplitude 1 ist, bevor sie die Maske erreicht). Das bedeutet, dass das EUV-Licht, das zu dem Hauptmerkmal 80 gehört, vollständig ohne Energieverlust reflektiert wird und die Phase 0 ist. Im Gegensatz dazu beträgt die Lichtamplitude, die zu dem zweiten Maskenzustand (dem Feld 82) gehört, etwa -1 (in der relativen Einheit). Das bedeutet, dass das EUV-Licht, das zu dem Feld 82 gehört, vollständig ohne Energieverlust reflektiert wird und die Phase sich um 180° von der des Hauptmerkmals unterscheidet.
  • Das EUV-Licht von der Maske 36 wird weiter durch den Pupillenfilter in der Pupillenebene so gefiltert, dass ein Teil des EUV-Lichts mit einer bestimmten räumlichen Frequenz herausgefiltert wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird die nicht-gebeugte Komponente des EUV-Lichts herausgefiltert. In einem Beispiel wird die EUV-Komponente der o-ten räumlichen Frequenz herausgefiltert. Die räumliche Verteilung des EUV-Lichts hinter dem Pupillenfilter ist in 13 gezeigt. Die Lichtamplitude, die zu dem ersten Maskenzustand (dem Hauptmerkmal 80) gehört, beträgt etwa 2 und die Lichtamplitude, die zu dem zweiten Maskenzustand (dem Feld 82) gehört, beträgt etwa o. Daher wird die Amplitude des EUV-Lichts, das zu dem ersten Maskenzustand gehört, etwa verdoppelt. Somit ist die Amplitude des EUV-Lichts, das zu dem ersten Maskenzustand gehört, etwa vier Mal so groß. Dies wird durch den entworfenen Beleuchtungsmodus und die Struktur der Maske 36 erreicht (und zusätzlich durch die entsprechenden Pupillenfilter gefördert). In anderen Ausführungsform können der erste und der zweite Maskenzustand durch Absorption bestimmte Energieverluste erleiden und die Gesamt-EUV-Intensität steigt immer noch stark an, beispielsweise auf die 3-fache Größe der ursprünglichen EUV-Intensität.
  • Ein realisiertes Beispiel ist weiter in den 14-16 gezeigt. 14 zeigt eine IC-Struktur 160. Die IC-Struktur 160 umfasst verschiedene Hauptmerkmale 162 (drei beispielhafte Hauptmerkmale in diesem Beispiel) und das Feld 164. Indem das Verfahren 10 mit der Maske 36 implementiert wird, wird das Bild der IC-Struktur auf dem Target 40, das in 15 gezeigt ist, mit hoher Intensität erhalten. In diesem Fall wird die IC-Struktur auf der BPM 36 definiert. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Hauptmerkmale 162 in einem des ersten und des zweiten Maskenzustands definiert. Das Feld 164 ist in einem anderen Maskenzustand definiert.
  • Im Vergleich weist, wenn die IC-Struktur in einer herkömmlichen Maske definiert ist, etwa einer binären Intensitätsmaske, das entsprechende Bild der IC-Struktur auf dem Target eine niedrige Intensität auf, wie in 16 gezeigt ist. Andere Vorteile des Verfahrens 10 umfassen einen verringerten Maskenfehler-Verstärkungsfaktor (MEEF) und verringerte Bedruckbarkeit von Partikeln auf der Maske. Die Verringerung des MEEF wird weiter gemäß verschiedenen Beispielen beschrieben.
  • 17 zeigt schematisch den MEEF für verschiedene Verfahren. Der MEEF ist als M*(ΔCDw)/(ΔCDm) definiert, wobei ΔCDw die Änderung der CD eines Merkmals in dem Wafer und ΔCDm. die Änderung der CD des Merkmals in der Maske ist. Die horizontale Achse stellt die Masken-Strukturbreite (DOM) in Nanometer (nm) dar. Die vertikale Achse stellt den MEEF dar. Die Wafer-Strukturbreite (DOW) beträgt etwa 18 nm in dem vorliegenden Beispiel. 17 zeigt vier Kurven. Die erste Kurve stellt die Daten aus dem Lithographie-Belichtungsverfahren unter Verwendung der Maske 36 (BPM) mit einer Photoresist-Diffusionslänge (DL) von o nm dar, was einem idealen Resist entspricht und in der Beschriftung als „BPM-DL=o“ gekennzeichnet ist. Die zweite Kurve stellt die Daten aus dem Lithographie-Belichtungsverfahren unter Verwendung einer binären Intensitätsmaske mit DL = o nm dar, was in der Beschriftung als „BIM-DL=o“ gekennzeichnet ist. Die dritte Kurve stellt die Daten aus dem Lithographie-Belichtungsverfahren unter Verwendung der Maske 36 mit DL = 6 nm dar, was in der Beschriftung als „BPM-DL=6“ gekennzeichnet ist. Die vierte Kurve stellt die Daten aus dem Lithographie-Belichtungsverfahren unter Verwendung einer binären Intensitätsmaske mit DL = 6 nm dar, was in der Beschriftung als „BIM-DL=6“ gekennzeichnet ist. 17 zeigt deutlich, dass der MEEF durch die Verwendung des Verfahrens 10 mit der Maske 36 wesentlich verringert wird.
  • 18 zeigt die Maske 36, die die gleiche Maske wie in 5A ist. Es gibt jedoch in 18 ein beispielhaftes Partikel 166, das auf die Maske 36 fällt. Gemäß der ähnlichen Analyse in den 12 und 13 ähnelt die EUV-Lichtverteilung in der Amplitude vor dem Pupillenfilter der in 12, aber der Bereich, der zu dem Partikel gehört, ist hat das EUV-Licht völlig verloren bzw. die entsprechende Amplitude ist o. Hinter dem Pupillenfilter ähnelt die EUV-Lichtverteilung in der Amplitude der in 13, aber der Bereich, der zu dem Partikel gehört, hat die Amplitude 1. Somit ist die EUV-Intensität auf den Feld o, auf dem Hauptmerkmal 4 und auf dem Partikel 1. Die relative EUV-Intensität für das Partikel 166 ist nicht Null, was sich von der Intensität auf dem Feld unterscheidet. Die Bedruckbarkeit des Partikels reduziert sich.
  • Im Gegensatz dazu führt ein Partikel, das auf das Hauptmerkmal fällt, in einer binären Intensitätsmaske zu einem Totalverlust des sie erreichenden EUV-Lichts, was zu einem unbelichteten Bereich als Defekt führt.
  • Bezieht man sich wieder auf 1, kann das Verfahren 10 ferner weitere Vorgänge umfassen. Beispielsweise umfasst das Verfahren 10 einen Vorgang 22, in dem die belichtete Resistschicht entwickelt wird, die auf dem Target 40 beschichtet ist, wodurch eine strukturierte Resistschicht mit einer oder mehreren Öffnungen ausgebildet wird, die mit der IC-Struktur abgebildet wird, die auf der Maske 36 definiert ist.
  • In einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren 10 weiter einen Vorgang 24, in dem ein Herstellungsverfahren auf das Target 40 durch die strukturierte Resistschicht angewendet wird. In einer Ausführungsform wird das Substrat oder eine Materialschicht des Targets durch die Öffnungen der strukturierten Resistschicht geätzt, wodurch die IC-Struktur auf das Substrat oder die darunter liegende Materialschicht übertragen wird. In Erweiterung der Ausführungsform ist die darunterliegende Materialschicht eine Zwischenschicht-Dielektrikum-(ILD-) Schicht, die auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist. Das Ätzverfahren bildet Kontakte oder Durchkontaktierungen in der entsprechenden ILD-Schicht aus. In einer weiteren Ausführungsform wird ein Ionenimplantationsverfahren auf das Halbleitersubstrat durch die Öffnungen der strukturierten Resistschicht angewendet, wodurch dotierte Merkmale in dem Halbleitersubstrat gemäß der IC-Struktur ausgebildet werden. In diesem Fall dient die strukturierte Resistschicht als eine Ionenimplantationsmaske.
  • Verschiedene Ausführungsformen des Verfahrens 10 und der Maske 36 sind gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Andere Alternativen und Modifikationen können vorliegen, ohne von dem Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. In einer Ausführungsform kann die IC-Struktur, die auf der Maske 36 definiert ist, weiter verschiedene Hilfspolygone aufweisen, die durch ein OPC-Verfahren eingebaut werden. In einem Beispiel sind die Hilfspolygone einem gleichen Zustand zugeordnet. Beispielsweise sind die Hilfspolygone dem ersten Maskenzustand zugeordnet. In einer weiteren Ausführungsform kann die Binärphasenmaske 36 eine andere Struktur aufweisen, um die gleichen Funktionen auszuführen, etwa die Verbesserung der Belichtungsintensität durch das Verfahren 10. In verschiedenen Beispielen wird das Resistmaterial als Positivton-Resist vorausgesetzt und das Hauptmerkmal erreicht die hohe Belichtungsintensität. In einer Ausführungsform kann die Resistschicht jedoch ein Negativton-Resist sein.
  • Wie oben in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben, sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren für Extrem-Ultraviolett-Lithographie-(EUVL-) Belichtungsprozesse zum Strukturieren einer IC-Struktur, insbesondere einer IC-Struktur mit niedriger Strukturdichte, mit erhöhter Intensität unter Verwendung einer Binärphasenmaske, eines außeraxialen Beleuchtungsmodus und zugehörigen Pupillenfilters vor. Insbesondere wird der Beleuchtungsmodus durch die IC-Struktur, die auf der Binärphasenmaske definiert ist, und die Struktur des Pupillenfilters gemäß dem Beleuchtungsmodus bestimmt. In einer Ausführungsform umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine Mehrzahl von Spiegeln, die so konfiguriert sind, dass sie den Beleuchtungsmodus erzeugen. Der Pupillenfilter ist in der Pupillenebene des Lithographiesystems konfiguriert und so entworfen, dass er einen Teil des EUV-Lichts mit einer bestimmten räumlichen Frequenz herausfiltert. In dem vorliegenden Beispiel wird die nicht-gebeugte Komponente des EUV-Lichts herausgefiltert. In einer weiteren Ausführungsform kann der Pupillenfilter während des Lithographie-Belichtungsverfahrens weggelassen werden, wenn der Mittelwert von Sigma in dem Beleuchtungsmodus größer als 1 ist.
  • Verschiedene Vorteile können in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein. In einem Beispiel wird die Belichtungsintensität erhöht. Dementsprechend wird die Belichtungsdauer verringert und der Durchsatz erhöht, insbesondere für eine IC-Struktur mit einer geringen Strukturdichte. Durch Verwendung des hochkohärenten Beleuchtungsmodus und der entsprechenden Pupillenfilterung wird der Energieverlust wesentlich verringert. In einem Beispiel zur Veranschaulichung ist das Pupillen-Füllverhältnis (der relative Energieverlust durch den Pupillenfilter) viel geringer, beispielsweise weniger als etwa 20%. Die Belichtungslichtamplitude für die Hauptmerkmale wird wesentlich erhöht und der MEEF reduziert. In einem weiteren Beispiel wird die Bedruckbarkeit der fallenden Partikel verbessert.
  • Somit sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren für einen Extrem-Ultraviolett-Lithographie-(EUVL-) Prozess in einigen Ausführungsformen vor. Das Verfahren umfasst das Laden einer Binärphasenmaske (BPM) in ein Lithographiesystem, wobei die BPM zwei Phasenzustände aufweist und darauf eine integrierte Schaltkreis-(IC-) Struktur definiert ist; das Versetzen einer Beleuchtungseinrichtung des Lithographiesystems in einen Beleuchtungsmodus gemäß der IC-Struktur; das Konfigurieren eines Pupillenfilters in dem Lithographiesystem gemäß dem Beleuchtungsmodus; und das Anwenden eines Lithographie-Belichtungsverfahrens auf ein Target mit der PBM und dem Pupillenfilter durch das Lithographiesystem in dem Beleuchtungsmodus.
  • Die vorliegende Offenbarung sieht auch ein Verfahren für EUVL-Prozesse in anderen Ausführungsformen vor. Das Verfahren umfasst das Laden einer Binärphasenmaske (BPM) in ein Lithographiesystem, wobei die BPM zwei Phasenzustände aufweist und darauf eine integrierte Schaltkreis-(IC-) Struktur definiert ist; das Versetzen einer Beleuchtungseinrichtung des Lithographiesystems in einen hochkohärenten Beleuchtungsmodus gemäß der IC-Struktur; und das Anwenden eines Lithographie-Belichtungsverfahrens auf eine Resistschicht, die auf einem Target beschichtet ist, mit der PBM und dem Pupillenfilter durch das Lithographiesystem in dem Beleuchtungsmodus.
  • Die vorliegende Offenbarung sieht auch ein Verfahren für EUVL-Prozesse in einer oder mehreren Ausführungsformen vor. Das Verfahren umfasst das Laden einer Binärphasenmaske (BPM) in ein Lithographiesystem, wobei die BPM zwei Phasenzustände aufweist und darauf eine integrierte Schaltkreis-(IC-) Struktur mit einer Strukturdichte von weniger als 25% definiert ist; das Versetzen von schaltbaren Spiegeln in einer Beleuchtungseinrichtung des Lithographiesystems in einen Beleuchtungsmodus; das Konfigurieren eines Pupillenfilters in einer Pupillenebene des Lithographiesystems, wobei der Pupillenfilter eine Struktur aufweist, die gemäß dem Beleuchtungsmodus bestimmt ist; und das Anwenden eines Lithographie-Belichtungsverfahrens auf ein Target mit der PBM und dem Pupillenfilter durch das Lithographiesystem in dem kohärenten Beleuchtungsmodus.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unten unter Bezugnahme auf die 19-22 beschrieben.
  • Bezugnehmend auf 19 ist ein EUVL-Verfahren 210 offenbart, das eine oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden kann. Das EUVL-Verfahren verwendet eine EUV-Quelle 220, die Strahlung mit einer Wellenlänge λ von etwa 1-100 nm emittiert, einschließlich einer EUV-Wellenlänge von etwa 13,5 nm.
  • Das EUV-Verfahren 210 verwendet auch eine Beleuchtungseinrichtung 230. Die Beleuchtungseinrichtung 230 kann Brechungsoptik, beispielsweise eine einzelne Linse oder ein Linsensystem, das mehrere Linsen (Zonenplatten) aufweist, oder Spiegeloptik aufweisen, beispielsweise einen einzelnen Spiegel oder ein Spiegelsystem, das mehrere Spiegel aufweist, um Licht mit von der Strahlungsquelle 220 auf eine Maske 240 zu lenken. Im EUV-Wellenlängenbereich wird generell Spiegeloptik verwendet. Spiegeloptik kann jedoch auch durch Zonenplatten realisiert werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Beleuchtungseinrichtung 230 so eingestellt sein, dass sie eine beinahe axiale Beleuchtung bereitstellt, um die Maske 240 zu beleuchten. Bei beinahe axialer Beleuchtung haben alle einfallenden Lichtstrahlen, die auf die Maske treffen, den gleichen Einfallswinkel (AOI), z. B. ist AOI = 6°, ebenso wie der eines Hauptstrahls. In vielen Fällen kann eine gewisse Winkelspreizung des einfallenden Lichts auftreten. Beispielsweise kann das EUVL-Verfahren 210 Scheibenbeleuchtung verwenden (d. h. die Form der Beleuchtung auf der Pupillenebene ähnelt einer Scheibe, die in der Pupillenmitte zentriert ist). Wenn Beleuchtung mit einer partiellen Kohärenz σ verwendet wird, z. B. σ = 0.3, ist die maximale Winkelabweichung von dem Hauptstrahl gleich sin-1[m*σ*NA], wobei das EUV-Verfahren 210 auch eine Maske 240 verwendet (in der vorliegenden werden die Begriffe Maske, Photomaske und Retikel zum Bezeichnen des gleichen Elements verwendet). Die Maske 40 kann eine durchlässige Maske oder eine reflektierende Maske sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Maske 240 eine reflektierende Maske, wie unten in weiteren Einzelheiten beschrieben ist. Die Maske 240 kann andere Auflösungsverbesserungstechniken aufweisen, beispielsweise phasenschiebende Masken (PSM) und/oder optische Nahbereichskorrektur (OPC).
  • Das EUV-Verfahren 210 verwendet auch eine Projektionsoptik-Box (POB) 250. Die POB 250 kann Brechungsoptik oder Spiegeloptik aufweisen. Die von der Maske 240 reflektierte Strahlung (z. B. strukturierte Strahlung) wird durch die POB 250 gesammelt. Die POB 250 umfasst auch einen Pupillenfilter, der in einer optischen Pupillenebene angeordnet ist, um Phase und Amplitude der Strahlung zu modulieren, die von der Maske 240 reflektiert wird.
  • Mit Bezug auf 20 wird ein einfallender Lichtstrahl 260, nachdem er von der Maske 240 reflektiert wurde, aufgrund des Vorhandenseins von Maskenstrukturen in verschiedene Beugungsordnungen gebeugt, etwa eine o-te Beugungsordnung in Strahl 261, eine -1-te Beugungsordnung in Strahl 262 und eine +i-te Beugungsordnung in Strahl 263 und anderen Strahlen höherer Beugungsordnung (durch 264 und 265 wiedergegeben). Für die lithographische Abbildung wird im Allgemeinen keine rein kohärente Beleuchtung verwendet. Es wird Scheibenbeleuchtung mit partieller Kohärenz verwendet, wobei σ höchstens 0,3 ist, die durch die Beleuchtungseinrichtung 230 erzeugt wird. In der gezeigten Ausführungsform werden die nicht-gebeugten Lichtstrahlen 261 durch den Pupillenfilter in der POB 250 meist (z. B. mehr als 70%) entfernt. Die Strahlen der -1-sten und der +i-ten Beugungsordnung 262 und 263 und andere Strahlen mit höherer Beugungsordnung (264 und 265) werden durch die POB 250 gesammelt und so geleitet, dass ein Target 270 belichtet wird. Das Entfernen des nicht-gebeugten Lichts führt zum Abziehen des durchschnittlichen elektrischen Feldes von dem gesamten elektrischen Feld auf dem Target 270. Für eine Maske mit einem Layout mit niedriger Strukturdichte liegt das durchschnittliche elektrische Feld nahe dem Reflexionskoeffizienten des Feldes der Maske, d. h. dem Bereich ohne Polygone. Daher verbessert für eine Maske mit einem Layout mit niedriger Strukturdichte das Entfernen des nicht-gebeugten Lichts den Gradienten des Luftbildes auf dem Target 270 stark, da die Phasendifferenz der elektrischen Felder auf den Strukturbereichen und auf den Feldbereichen nahe 180 Grad ist.
  • Das Target 270 umfasst einen Halbleiterwafer mit einer lichtempfindlichen Schicht (beispielsweise Photoresist oder Resist), die für die EUV-Strahlung empfindlich ist. Das Target 270 kann durch einen Target-Substrattisch gehalten werden. Der Target-Substrattisch stellt eine Steuerung der Target-Substratposition so sicher, dass das Bild der Maske in wiederholter Art und Weise auf das Target-Substrat gescannt wird (obwohl andere Lithographieverfahren möglich sind).
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Maske 240 und ein Maskenherstellungsverfahren. Das Maskenherstellungsverfahren umfasst zwei Schritte: ein Maskenrohling-Herstellungsverfahren und ein Maskenstrukturierungsverfahren. Während des Maskenrohling-Herstellungsverfahrens wird ein Maskenrohling durch Abscheiden geeigneter Schichten auf einem geeigneten Substrat ausgebildet. Der Maskenrohling wird während des Maskenstrukturierungsverfahrens so strukturiert, dass er ein Design einer Schicht einer integrierten Schaltungs-(IC-) Vorrichtung (oder eines Chips) aufweist. Die strukturierte Maske wird dann verwendet, um Schaltungsstrukturen (z. B. das Design einer Schicht einer IC-Vorrichtung) auf einen Halbleiterwafer zu übertragen. Die Strukturen können über und auf mehrere Wafer durch verschiedene Lithographieverfahren übertragen werden. Mehrere Masken (zum Beispiel eine Gruppe von 15 bis 30 Masken) können verwendet werden, um eine vollständige IC-Vorrichtung herzustellen.
  • Bezugnehmend auf 21 umfasst ein Maskenrohling 300 ein Substrat 310, das aus Material mit geringer Wärmeausdehnung (LTEM) hergestellt ist. Das LTEM-Material kann TiO2-dotiertes SiO2 und/oder andere Materialien mit niedriger Wärmeausdehnung umfassen, die in der Technik bekannt sind. Das LTEM-Substrat 310 dient dazu, Bildverzerrung aufgrund von Maskenerwärmung zu minimieren. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das LTEM-Substrat Materialien mit einem niedrigen Defektfaktor und einer glatten Oberfläche. Zusätzlich kann eine leitende Schicht 305 unter dem LTEM-Substrat 310 für das elektrostatische Einspannen abgeschieden werden (wie in der Figur gezeigt ist). In einer Ausführungsform umfasst die leitende Schicht 305 Chromnitrid (CrN), obwohl andere Zusammensetzungen möglich sind.
  • Der Maskenrohling 300 umfasst eine reflektierende Mehrfachschicht (ML) 320, die über dem LTEM-Substrat 310 abgeschieden wird. Nach den Fresnel-Gleichungen wird ein einfallender Lichtstrahl teilweise reflektiert, wenn er sich durch die Grenzfläche zwischen zwei Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes ausbreitet. Das reflektierte Licht wird stärker, wenn die Differenz der Brechungsindizes größer ist. Um den reflektierten Lichtstrahl zu verstärken, kann man auch die Anzahl der Grenzflächen erhöhen, indem eine ML von alternierenden Materialien abgeschieden wird, und dann eine geeignete Dicke für jede Schicht der ML gemäß der Wellenlänge und dem Einfallswinkel des einfallenden Lichtstrahls so wählen, dass die reflektierten Lichtstrahlen von verschiedenen Grenzflächen konstruktiv interferieren. Die Absorption der verwendeten Materialien für die Mehrfachschicht ML begrenzt jedoch das höchste Reflexionsvermögen, das erreicht werden kann. In einer Ausführungsform umfasst die ML 320 Molybdän-Silizium-(Mo/Si-) Filmpaare (d. h. eine Schicht aus Molybdän über einer Schicht aus Silizium in jedem Filmpaar). In einer weiteren Ausführungsform umfasst die ML 320 Molybdän-Beryllium-(Mo/Be-) Filmpaare. In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst die reflektierende ML 320 vierzig Mo/Si-Filmpaare, wobei jedes Mo/Si-Filmpaar aus 3 nm Mo und 4 nm Si besteht. In diesem Fall wird ein Reflexionsvermögen von etwa 70 % erreicht.
  • Der Maskenrohling 300 kann auch eine Deckschicht 330 über der reflektierenden ML 320 umfassen, um Oxidation der reflektierenden ML 320 zu verhindern. In einer Ausführungsform umfasst die Deckschicht 330 Silizium mit etwa 4-7 nm Dicke.
  • Der Maskenrohling 300 kann auch eine Pufferschicht 340 über der Deckschicht 330 umfassen, die als eine Ätzstoppschicht in einem Strukturierungs- oder Reparaturverfahren einer Absorptionsschicht dient, was später beschrieben wird. Die Pufferschicht 340 hat andere Ätzeigenschaften als die Absorptionsschicht. Die Pufferschicht 340 umfasst Ru-Verbindungen wie RuB, RuSi, Chrom (Cr), Cr-Oxid und Cr-Nitrid. Ein Niedertemperatur-Abscheidungsverfahren wird oft für die Pufferschicht gewählt, damit wechselseitige Diffusion der reflektierenden ML 320 verhindert wird. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Pufferschicht 340 Ruthenium mit einer Dicke von 2 nm bis 5 nm. In einer Ausführungsform sind die Deckschicht und die Pufferschicht einzelne Schichten.
  • In der vorliegenden Ausführungsform weist der Maskenrohling 300 eine phasenschiebende Schicht 350 über der Pufferschicht 340 auf. Die phasenschiebende Schicht 350 umfasst Material oder Materialien, deren (unterschiedliche) Dicke geeignet so gewählt ist, dass eine Phasenverschiebung von etwa 180° für einen Lichtstrahl erreicht wird, der von diesem Bereich (bezüglich des Bereichs ohne die phasenschiebende Schicht) reflektiert wird. In einer Ausführungsform umfasst die phasenschiebende Schicht 350 Molybdän (Mo) mit einer Dicke von 40 nm bis 48 nm. Die phasenschiebende Schicht 350 kann auch durch mehrere Schichten aus verschiedenen Materialien ausgebildet werden.
  • Eine oder mehrere der Schichten 305, 320, 330, 340 und 350 können durch verschiedene Verfahren ausgebildet werden, die physikalische Dampfabscheidungs-(PVD-) Verfahren wie Verdampfung und DC-Magnetron-Sputtern, Plattierverfahren wie beispielsweise stromloses Plattieren oder Elektroplattieren, chemische Dampfabscheidungs-(CVD-) Verfahren wie beispielsweise Atmosphärendruck-CVD (APCVD), Niederdruck-CVD (LPCVD), plasmaunterstützte CVD (PECVD) oder hochdichte Plasma-CVD (HDP-CVD), Ionenstrahlabscheidung, Rotationsbeschichtung, metallorganische Zersetzung (MOD) und/oder andere in der Technik bekannte Verfahren umfassen. MOD ist eine Abscheidungstechnik, bei der ein flüssigkeitsbasiertes Verfahren in einer Nicht-Vakuum-Umgebung verwendet wird. Wenn MOD verwendet wird, wird ein metallorganischer Vorläufer, der in einem Lösungsmittel gelöst ist, auf ein Substrat geschleudert und das Lösungsmittel verdampft. Eine Vakuum-Ultraviolett-(VUV-) Quelle wird verwendet, um die metallorganischen Vorläufer in die eigentlichen Metallbestandteile umzuwandeln.
  • Bezugnehmend auf 22 wird die phasenschiebende Schicht 350 so strukturiert, dass die Design-Layoutstruktur der EUV-Maske 400 mit einem ersten und einem zweiten Bereich 410 und 420 darauf ausbildet wird. Die phasenschiebende Schicht 350 wird durch Entfernen von Material von dem zweiten Bereich 420 strukturiert, während Material in dem ersten Bereich 410 verbleibt. Die strukturierte phasenschiebende Schicht erzeugt eine Phasenverschiebung von etwa 180 Grad (für den reflektierten Lichtstrahl von dem ersten Bereich 410 in Bezug auf den reflektierten Lichtstrahl von dem zweiten Bereich 420). In der gezeigten Ausführungsform ist bei der EUV-Maske 400, die aus einem Layout mit niedriger Strukturdichte besteht, der Abstand zwischen zwei Polygonen in dem Layout nicht kleiner als etwa λ/NAAs als Beispiel, wobei die Maskenschicht mit niedriger Strukturdichte 420 eine Durchkontaktierungsschicht-Maske ist und der zweite Bereich 420 Durchkontaktierungsstrukturen darstellt. Tatsächlich können gemäß der oben gegebenen Beschreibung entweder der erste Bereich 410 oder der zweite Bereich 420 verwendet werden, um Durchkontaktierungsstrukturen zu definieren.
  • Die phasenschiebende Schicht 350 kann durch verschiedene Strukturierungstechniken strukturiert werden. Eine solche Technik umfasst Resist-Beschichtung (z.B. Rotationsbeschichtung), Tempern, Maskenausrichtung, Belichtung, Ausheizen, Entwickeln des Resists, Spülen und Trocknen (z. B. Ausheizen). Ein Ätzverfahren folgt, um Teile der phasenschiebenden Schicht 350 zu entfernen und den ersten Bereich 410 auszubilden. Das Ätzverfahren kann Trocken-(Plasma-) Ätzen, Nassätzen und/oder andere Ätzverfahren umfassen. Beispielsweise kann das Trockenätzverfahren ein fluorhaltiges Gas (z. B. CF4, SF6, CH2F2, CHF3, und/oder C2F6), ein chlorhaltiges Gas (z. B. Cl2, CHCl3, CCl4, und/oder BCl3), ein bromhaltiges Gas (z. B. HBr und/oder CHBr3), ein iodhaltiges Gas, andere geeignete Gase und/oder Plasmen und/oder Kombinationen davon umfassen. Alternative Strukturierungsverfahren umfassen maskenlose Fotolithographie, Elektronenstrahlschreiben, Direktschreiben und/oder Ionenstrahlschreiben.
  • Auf Grundlage des Obigen sieht die vorliegende Offenbarung ein EUVL-Verfahren 210 vor, das eine beinahe axiale Beleuchtung, beispielsweise eine Scheibenbeleuchtung, mit Teilkohärenz σ von weniger als 0,3 verwendet, um eine Maske zu belichten, um gebeugtes Licht und nicht-gebeugtes Licht zu erzeugen. Das EUVL-Verfahren 210 verwendet einen Pupillenfilter, um mehr als 70% des nicht-gebeugten Lichts zu entfernen, um von einem verbesserten Durchsatz zu profitieren. Das EUVL-Verfahren 210 verwendet auch eine Maske mit zwei Bereichen, die durch eine strukturierte phasenschiebende Schicht über der ML gebildet werden. Das EUVL-Verfahren 210 zeigt eine Verbesserung des Luftbildkontrasts und Durchsatzverbesserungen bei Schichten geringer Strukturdichte.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Lithographiesysteme und -verfahren. In einer Ausführungsform umfasst ein Extrem-Ultraviolett-Lithographie-(EUVL-) Verfahren das Erhalten einer Maske. Die Maske umfasst ein Substrat aus Material mit niedriger Wärmeausdehnung (LTEM), eine reflektierende Mehrfachschicht (ML) über einer Oberfläche des LTEM-Substrats, einen ersten Bereich, der eine phasenschiebende Schicht über der reflektierenden ML aufweist, und einen zweiten Bereich, der keine phasenschiebende Schicht über der reflektierenden ML aufweist. Das EUVL-Verfahren umfasst auch das Belichten der Maske durch eine beinahe axiale Beleuchtung mit Teilkohärenz σ von weniger als 0,3, um gebeugtes Licht und nicht-gebeugtes Licht zu erzeugen, das Entfernen zumindest eines Teils des nicht-gebeugten Lichts und das Sammeln und Leiten des gebeugten Lichts und des nicht entfernten nicht-gebeugten Lichts durch eine Projektionsoptik-Box (POB), um ein Target zu belichten.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Extrem-Ultraviolett-Lithographie-(EUVL-) Verfahren das Erhalten einer Maske. Die Maske hat einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich. Die Phasendifferenz zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ist etwa 180 Grad und das Reflexionsvermögen des ersten Bereiches ist mehr als 20% des Reflexionsvermögens des zweiten Bereichs. Das EUVL-Verfahren umfasst auch das Belichten der Maske durch eine beinahe axiale Beleuchtung mit Teilkohärenz σ von weniger als 0,3, um gebeugtes Licht und nicht-gebeugtes Licht zu erzeugen, das Entfernen von mehr als 70% des nicht-gebeugten Lichts und das Sammeln und Leiten des gebeugten Lichts und des nicht entfernten nicht-gebeugten Lichts durch eine Projektionsoptik-Box (POB), um einen Halbleiterwafer zu belichten.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft auch Masken. In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst eine Maske für Extrem-Ultraviolett-Lithographie (EUVL) ein Substrat aus Material mit einer niedrigen Wärmeausdehnung (LTEM), eine reflektierende Mehrfachschicht (ML) über einer Oberfläche des LTEM-Substrats, eine leitfähige Schicht über einer entgegengesetzten Oberfläche des LTEM-Substrats und eine strukturierte phasenschiebende Schicht über der reflektierenden ML, um einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich zu definieren. Die Phasendifferenz zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ist etwa 180 Grad und das Reflexionsvermögen des Bereichs mit der phasenschiebenden Schicht ist mehr als 20% des Reflexionsvermögens des Bereichs ohne die phasenschiebende Schicht.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die 23-31 beschrieben.
  • 23A, 23B und 23C zeigen Draufsichten verschiedener Beispiele einer Beleuchtungseinrichtung 500. Die Beleuchtungseinrichtung 500 ähnelt der oben mit Bezug auf die 9A-9B beschriebenen Beleuchtungseinrichtung. Beispielsweise umfasst die Beleuchtungseinrichtung 500 verschiedene schaltbare Spiegel (oder Spiegel mit anderen geeigneten Mechanismen) zum Einstellen der Reflexion des EUV-Lichts (das von der Strahlungsquelle 32 erzeugt wird, wie oben in 2 beschrieben ist) von diesen Spiegeln. Analog zur oben beschriebenen Beleuchtungseinrichtung kann die Beleuchtungseinrichtung 500 einen außeraxialen Beleuchtungsmodus erreichen.
  • Wie in den 23A-23C gezeigt ist, kann die Beleuchtungseinrichtung 500 unterschiedliche Strukturen aufweisen. In 23A weist die Beleuchtungseinrichtung 500 eine ringförmige Struktur 530 (auch als ringförmiger Abschnitt bezeichnet) auf. Der ringförmige Abschnitt 530 ist der Bereich, der für das EUV-Licht von der Strahlungsquelle 32 transparent (oder im „Ein“-Zustand) ist. Die anderen Abschnitte (der Rest der Beleuchtungseinrichtung 500) ist im „Aus“-Zustand (Blockierung). Der „Ein“-Bereich bedeutet, dass wenn das EUV-Licht den Bereich erreicht, es auf die Maske 36 von 2 gelenkt wird. Der „Aus“-Bereich bedeutet, dass wenn das EUV-Licht den Bereich erreicht, es vom Erreichen der Maske 36 gehindert wird. Daher wird im vorliegenden Beispiel in 23A das EUV-Licht, das den ringförmigen Abschnitt 530 erreicht, auf die Maske 36 gelenkt, während das EUV-Licht, das die „Aus“-Abschnitte erreicht, blockiert wird.
  • In 23B weist die Beleuchtungseinrichtung eine Quasar-Struktur 532 auf. Die Quasar-Struktur 532 umfasst eine Mehrzahl von Quasar-Abschnitten 532 (vier in diesem Beispiel), die ähnlich wie die vier Ecken eines Quadrats angeordnet sind. Die Quasar-Abschnitte 532 sind im „Ein“-Zustand und die verbleibenden Anschnitte der Beleuchtungseinrichtung sind im „Aus“-Zustand. Mit anderen Worten wird das EUV-Licht, das den Quasar-Abschnitt 532 erreicht, auf die Maske 36 gelenkt, während das EUV-Licht, das die restlichen Abschnitte erreicht, blockiert wird.
  • In 23C weist die Beleuchtungseinrichtung 500 eine Streustruktur 534 auf, die eine Mehrzahl von „Ein“-Abschnitten 534 umfasst, die über die Beleuchtungseinrichtung 500 verteilt sind. Das EUV-Licht, das zu den Streu-Abschnitten 534 gelenkt wird, wird auf die Maske 36 gelenkt, während das EUV-Licht für die restlichen Abschnitte der Beleuchtungseinrichtung 500 blockiert wird.
  • 24A, 24B und 24C zeigen Draufsichten von verschiedenen Beispielen eines Pupillen-Phasenmodulators 600 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Analog zum oben beschriebenen Pupillenfilter 54 ist der Pupillen-Phasenmodulator 600 in einer Pupillenebene des Lithographiesystems 30 angeordnet, die eine Ebene mit einer Feldverteilung entsprechend einer Fourier-Transformierten der Maske 36 in der vorliegenden Offenbarung ist. Anders als bei dem Pupillenfilter ist der Pupillen-Phasenmodulator jedoch nicht so konfiguriert, dass er spezifische räumliche Frequenzkomponenten des EUV-Lichts herausfiltert, das auf die Maske 36 gelenkt wird, sondern stattdessen die Phase des oben beschriebenen gebeugten Strahls o-ter Ordnung ändert oder verschiebt. Beispielsweise ist in einigen Ausführungsformen der Pupillen-Phasenmodulator 600 so entworfen, dass ein gebeugter Strahl o-ter Ordnung (etwa der Strahl o-ter Ordnung 51 von 3) um 180 Grad phaseninvertiert wird.
  • Diese Phaseninversion des gebeugten Strahls o-ter Ordnung ist in den 25A und 25B gezeigt. Insbesondere ist 25A eine schematische Ansicht einer räumlichen Verteilung von EUV-Licht, bevor das gebeugte Licht o-ter Ordnung phaseninvertiert wird, und 25B eine schematische Ansicht einer räumlichen Verteilung von EUV-Licht, nachdem das gebeugten Licht o-ter Ordnung phaseninvertiert wird. Die horizontale Achse stellt die räumliche Dimension und die vertikale Achse die Amplitude des EUV-Lichts dar. Die horizontale Achse schneidet die vertikale Achse bei einer Amplitude des EUV-Lichts von Null.
  • Der gebeugte Lichtstrahl o-ter Ordnung und die gebeugten Lichtstrahlen höherer Ordnung sind sowohl in 25A als auch 25B getrennt gezeigt. Insbesondere zeigt 25A einen gebeugten Lichtstrahl o-ter Ordnung 602A ohne Phaseninversion, wobei der Strahl 602A eine negative Amplitude 605A hat. 25B zeigt die gebeugten Lichtstrahlen höherer Ordnung ohne Phaseninversion, die eine negative Grundamplitude 615 haben. Mit anderen Worten kann, während die Lichtamplitude, die zu dem oben beschriebenen ersten Maskenzustand (z. B. dem Hauptmerkmal 80) gehört, eine Amplitude hat, die meist positiv ist, die oben beschriebene Lichtamplitude, die zu der zweiten Maske gehört (z. B. dem Feld 82), eine negative Amplitude 615 haben. Diese negative Amplitude kann als Grundamplitude bezeichnet werden, die in diesem Beispiel negativ ist.
  • In der hier gezeigten Ausführungsform ist der Betrag oder Absolutwert der Amplitude 605A größer als der der Amplitude 615. Das heißt, dass die Amplitude 605A des gebeugten Lichtstrahls o-ter Ordnung 602A „negativer“ als die Grundamplitude 615 der gebeugten Lichtstrahlen höherer Ordnung 610 ist. Der gebeugte Lichtstrahl o-ter Ordnung 602A und die gebeugten Lichtstrahlen höherer Ordnung 610 werden kombiniert, um ein kombiniertes Licht 620A zu erzeugen, das auch eine negative Grundamplitude 625A hat, da sowohl die Amplitude 605A des gebeugten Lichtstrahls o-ter Ordnung 602A als auch die Amplitude 615 der gebeugten Lichtstrahlen höherer Ordnung negativ sind.
  • Im Vergleich dazu wurde der gebeugte Lichtstrahl o-ter Ordnung 602B in 25B einer Phaseninversion unterzogen, beispielsweise einer Phaseninversion von 180 Grad. Daher hat der phaseninvertierte Lichtstrahl 602B eine positive Amplitude 605B. Wie oben beschrieben wird die Phaseninversion des gebeugten Lichts o-ter Ordnung 602A durch den Pupillen-Phasenmodulator 600 der vorliegenden Offenbarung erreicht.
  • Der Pupillen-Phasenmodulator 600 ist auch speziell dazu konfiguriert, die Größe der Amplitude 605A des gebeugten Lichtstrahls o-ter Ordnung 602A um ein vorbestimmtes Verhältnis zu dämpfen. Als solcher hat der phaseninvertierte Lichtstrahl 602B einen kleineren Größen-(oder Absolut-) Wert seiner Amplitude 605B als die Amplitude 605A des nichtinvertierten Lichtstrahls 602A, obwohl die Amplitude 605B positiv und die Amplitude 605A negativ ist. Die Amplitudendämpfung hierin wird so durchgeführt, dass der phaseninvertierte Lichtstrahl o-ter Ordnung 602B, nachdem er mit den Lichtstrahlen höherer Ordnung 610 (die in den 25A und 25B gleich sind, da der Pupillen-Phasenmodulator 600 das gebeugte Licht höherer Ordnung nicht phaseninvertiert) kombiniert wurde, ein kombiniertes Licht 620B erzeugt, dessen Grundamplitude 625B im Wesentlichen Null ist. Mit anderen Worten dämpft und invertiert der Pupillen-Phasenmodulator 600 die Amplitude des gebeugten Lichtstrahls o-ter Ordnung so, dass die phaseninvertierte Amplitude (die jetzt positiv ist) die negative Amplitude 615 der Lichtstrahlen höherer Ordnung 610 aufhebt. Das Endergebnis - das Licht 620B - ist eine Verbesserung gegenüber dem Licht 620A, das ohne die Amplitudendämpfung und Phaseninversion durch den Pupillen-Phasenmodulator 600 hierin erzeugt worden wäre. Unter anderem bietet das Licht 620A verbesserten Durchsatz.
  • Der Pupillen-Phasenmodulator 600 erreicht die oben beschriebene Phaseninversion und Amplitudendämpfung, indem seine Form und Materialzusammensetzung sorgfältig konfiguriert werden. Bezieht man sich wieder auf die 24A-24C, hat der Pupillen-Phasenmodulator 600 eine ebene Form, die der der Beleuchtungseinrichtung 500 entspricht oder mit ihr übereinstimmt. Mit anderen Worten ähnelt die Struktur in dem Pupillen-Phasenmodulator 600 im Wesentlichen der Struktur des entsprechenden Beleuchtungsmodus. Wenn beispielsweise der Beleuchtungsmodus in 23A als ringförmige Struktur definiert ist, ist die Struktur des Pupillen-Phasenmodulators 600 auch die gleiche ringförmige Struktur 636, die in 24A gezeigt ist. Die Struktur des Pupillen-Phasenmodulators 600 in 24A ist jedoch komplementär zu der Struktur, die in dem Beleuchtungsmodus in 23A definiert ist. Insbesondere ist der ringförmige Abschnitt 636 so konfiguriert, dass er die Phaseninversion und Amplitudendämpfung für den oben beschriebenen gebeugten Strahl o-ter Ordnung bereitstellt. Die verbleibenden Teile des Pupillen-Phasenmodulators 600 können transparent sein, beispielsweise als ein Hohlraum oder ein Vakuum, und können als solche als in einem „Ein“-Zustand bezeichnet werden. Daher wird das EUV-Licht, das die Abschnitte des Pupillen-Phasenmodulators 600 außerhalb der ringförmigen Struktur 636 erreicht, auf den Target-Wafer gelenkt.
  • Analog weist, wenn der Beleuchtungsmodus wie in 23B definiert ist, der zugehörige Pupillen-Phasenmodulator 600 eine Struktur auf, die in 24B gezeigt ist, wobei die Quasar-Abschnitte 638 so konfiguriert sind, dass sie die Phaseninversion und Amplitudendämpfung für den gebeugten Strahl o-ter Ordnung bereitstellen, während die anderen Abschnitte in dem „Ein“-Zustand (d. h. ein Hohlraum) sind. In einem weiteren Beispiel weist, wenn der Beleuchtungsmodus wie in 23C definiert ist, der zugehörige Pupillen-Phasenmodulator 600 eine Struktur auf, die in 24C gezeigt ist, wobei die Streuungsabschnitte 640 so konfiguriert sind, dass sie die Phaseninversion und Amplitudendämpfung für den gebeugten Strahl o-ter Ordnung bereitstellen, während die anderen Abschnitte in dem „Ein“-Zustand (d. h. ein Hohlraum oder Vakuum) sind.
  • Es versteht sich, dass die Strukturen 636, 638 und 640 des Pupillen-Phasenmodulators 600 nicht genau mit den entsprechenden Strukturen 530, 532 und 534 der Beleuchtungseinrichtung 500 übereinstimmen müssen. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen die Strukturen 636, 638 und 640 etwas größer als die entsprechenden Strukturen 530, 532 und 534 der Beleuchtungseinrichtung 500 sein, um Spielraum zum Abdecken der Strukturen 530, 532 und 534 zu bieten.
  • In den in den 24A-24C gezeigten Ausführungsformen ist der Pupillen-Phasenmodulator 600 eine Vorrichtung, die in dem EUV-Lithographiesystem ein- oder ausgeschaltet werden kann, abhängig von der Beleuchtungsart. Wenn beispielsweise ein ringförmiger Beleuchtungsmodus benötigt wird, kann der Pupillen-Phasenmodulator 600 von 24A in das EUV-Lithographiesystem geladen werden. Wenn ein Quasar-Beleuchtungsmodus benötigt wird, kann der Pupillen-Phasenmodulator 600 von 24A dann mit dem Pupillen-Phasenmodulator 600 von 24B ersetzt werden.
  • Es versteht sich auch, dass in praktischen Anwendungen Hilfsstrukturen implementiert werden können, um die Strukturen 636, 638 oder 640 zu verbinden oder zu stützen. Mit Bezug auf die 26A-26B sind der Pupillen-Phasenmodulator 600 mit der ringförmigen Struktur 636 bzw. der Pupillen-Phasenmodulator 600 mit der Quasar-Struktur 638 gezeigt. Beide Pupillen-Phasenmodulatoren 600 können einen äußeren Ring oder Rand aufweisen, der eine äußere Begrenzung 650 des Pupillen-Phasenmodulators 600 definieren kann. Die ringförmige Struktur 636 oder die Quasar-Struktur 638 werden mit einer oder mehreren phasenschiebenden Schichten (und Stützschichten) implementiert, die unten detailliert beschrieben sind. Die Strukturen 636 und 638 stellen die Phasenverschiebung und die Amplitudendämpfung für den Strahl o-ter Ordnung bereit.
  • Der Rest des Pupillen-Phasenmodulators 600, beispielsweise die Bereiche 660, sind jedoch in dem „Ein“-Zustand und sind transparent. In einigen Ausführungsformen können diese Bereiche 660 etwa ein Hohlraum oder ein Vakuum sein. Daher ist eine mechanische Struktur nötig, um Unterstützung oder die Verbindung zwischen den Strukturen 636/638 und dem Rand 650 zu bieten. In der in den 26A-26B gezeigten Ausführungsform können Stäbe 670 implementiert werden, um die ringförmige Struktur 636 mit dem Rand 650 oder die Quasar-Struktur 638 mit dem Rand 650 zu verbinden. Die Anzahl der Stäbe 670 und die Position der Stäbe 670 können sich von Ausführungsform zu Ausführungsform ändern, abhängig von der Form der Struktur und anderen Überlegungen wie beispielsweise Haltbarkeit usw.
  • Die Implementierungsdetails der Phasenverschiebungsstrukturen (z. B. der oben beschriebenen ringförmigen Struktur 636 oder Quasar-Struktur 638) werden nun detaillierter mit Bezug auf 27 beschrieben. Insbesondere zeigt 27 eine schematische Querschnitts-Seitenansicht der ringförmigen Struktur 636 als Beispiel. Es versteht sich, dass die Quasar-Struktur 638 oder die Streustruktur 640 ähnlich implementiert werden können.
  • Die Struktur 636 umfasst eine mechanische Trägerschicht 700. Eine phasenschiebende Schicht 710 ist über der mechanischen Trägerschicht 700 angeordnet. Eine weitere mechanische Trägerschicht 720 ist über der phasenschiebenden Schicht 710 angeordnet. In einigen Ausführungsformen enthalten die mechanischen Trägerschichten 700 und 720 beide Silizium. Silizium wird ausgewählt, da es im EUV-Bereich fast transparent ist und auch gute mechanische Eigenschaften für die mechanische Stützung aufweist. In einigen Ausführungsformen ist eine Dicke der beiden mechanischen Trägerschichten 700 und 720 so konfiguriert, dass sie im Bereich von 50 Nanometer (nm) bis 3 Mikrometer liegt.
  • Die phasenschiebende Schicht 710 kann ein Material wie Molybdän, Ruthenium, Zirkonium, Nickel oder Kombinationen davon enthalten. Diese Materialien sind so konfiguriert, dass sie eine Phasenverschiebung von etwa 180 Grad für den gebeugten Lichtstrahl o-ter Ordnung bewirken. Wie oben unter Bezugnahme auf die 25A-25B beschrieben ist, invertiert diese Phasenverschiebung den gebeugten Strahl o-ter Ordnung von einer negativen Amplitude zu einer positiven Amplitude. Eine Dicke der phasenschiebenden Schicht 710 ist auch so konfiguriert, dass sie die Größe der Amplitude des Strahls o-ter Ordnung dämpft. Wie oben unter Bezugnahme auf die 25A-25B beschrieben ist, ist die Amplitudendämpfung so konfiguriert, dass die gedämpfte und phaseninvertierte Amplitude die negative Grundamplitude der gebeugten Strahlen höherer Ordnung aufhebt. Da das Ausmaß der Amplitudendämpfung zumindest teilweise von der Dicke der Schicht 710 abhängt, wird die Dicke der Schicht 710 sorgfältig konfiguriert. Eine größere Dicke kann beispielsweise zu einem größeren Ausmaß der Amplitudendämpfung gehören. In einigen Ausführungsformen liegt die Dicke der Schicht 710 in einem Bereich von 20 nm bis 200 nm.
  • In einigen alternativen Ausführungsformen kann die Struktur 636 mit mehr als einer phasenschiebenden Schicht implementiert werden, um zusätzliche Freiheitsgrade zum Einstellen der Phasenverschiebung und/oder Amplitudendämpfung zu schaffen. Beispielsweise zeigen die 28A, 28B und 28C jeweils eine schematische Querschnitts-Seitenansicht einer Ausführungsform der ringförmigen Struktur 636, die mehr als eine phasenschiebende Schicht aufweist. Mit Bezug auf die 28A-28B umfasst die Struktur 636 die mechanischen Trägerschichten 700 und 720 sowie die phasenschiebenden Schichten 710 und 730. In 28A ist die phasenschiebende Schicht 730 zwischen der phasenschiebenden Schicht 710 und der mechanischen Trägerschicht 700 angeordnet, wogegen in 28B die phasenschiebende Schicht 730 zwischen der phasenschiebenden Schicht 710 und der mechanischen Trägerschicht 700 angeordnet ist. Die phasenschiebenden Schichten 710 und 730 haben unterschiedliche Materialzusammensetzungen. Beispielsweise enthält in einigen Ausführungsformen die phasenschiebende Schicht 710 Molybdän und die phasenschiebende Schicht 730 Zirkonium oder Nickel. In einigen Ausführungsformen kann die Dicke der phasenschiebenden Schicht 730 in einem Bereich von 20 nm bis 50 nm liegen.
  • In der in 28C gezeigten Ausführungsform umfasst die Struktur 636 drei verschiedene phasenschiebende Schichten 710, 730 und 740. Die phasenschiebende Schicht 710 ist zwischen die phasenschiebenden Schichten 730 und 740 „eingefügt“, die alle zwischen den mechanischen Trägerschichten 700 und 720 „eingefügt“ sind. In einigen Ausführungsformen enthält die phasenschiebende Schicht 710 Molybdän, die phasenschiebende Schicht 730 Zirkonium und die phasenschiebende Schicht 740 Nickel. In einer weiteren Ausführungsform enthält die phasenschiebende Schicht 710 Molybdän, die phasenschiebende Schicht 730 Nickel und die phasenschiebende Schicht 740 Zirkonium.
  • Das Vorhandensein von mehr als einer phasenschiebenden Schicht hilft dabei, zusätzliche Freiheitsgrade für die Dämpfung der Amplitude des gebeugten Lichts o-ter Ordnung bereitzustellen. Dies liegt zumindest teilweise an der unterschiedlichen Materialzusammensetzung der phasenschiebenden Schichten 710, 730 oder 740. Man nehme unter Verwendung der Ausführungsform in 28C als vereinfachtes Beispiel an, dass die phasenschiebende Schicht 710 Molybdän enthält, das die Amplitude um 70% dämpfen kann, und die phasenschiebende Schicht 730 Zirkonium enthält, das die Amplitude um 50% dämpfen kann, und die phasenschiebende Schicht 740 Nickel enthält, das die Amplitude um 60% dämpfen kann. Unter Annahme dieser Parameter kann die Dicke dieser Schichten 710, 730 und 740 unter Verwendung verschiedener Linearkombinationen so konfiguriert werden, dass ein gewünschter Amplitudendämpfungs-Prozentsatz erreicht wird, etwa 65%. In einigen Ausführungsformen liegt die Dicke der phasenschiebenden Schicht 710 im Bereich von 20 nm bis 200 nm und die Dicke der phasenschiebenden Schichten 730 und 740 jeweils im Bereich von 2 nm bis 50 nm.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Dicke der Schichten 730 und 740 optional ferner so konfiguriert werden, dass unerwünschte Reflexionen verringert werden. Beispielsweise kann die Dicke der Schicht 730 (oder 740) so festgelegt werden, dass sie gleich (n+0,5) * (λ/2) ist, wobei n eine ganze Zahl von 0 bis 30 (beispielsweise von 0 bis 20) und λ die Wellenlänge des EUV-Lichts (beispielsweise 13,5 nm) ist. Das Festlegen der Dicke der Schichten 730 (und/oder 740) gemäß der Gleichung (n+0,5) * (λ/2) hilft beim Minimieren der destruktiven Interferenz an den Schichtgrenzflächen, wodurch unerwünschte Reflexionen minimiert wird. Nach dem Festlegen der Dicke der phasenschiebenden Schicht 730 (und 740, wenn 740 auch implementiert ist) kann die Dicke der phasenschiebenden Schicht 710 dann berechnet werden, so dass die phasenschiebenden Schichten 710 und 730 (und 740, wenn sie implementiert ist) gemeinsam den gebeugten Lichtstrahl o-ter Ordnung um einen vorgegebenen Prozentsatz oder Verhältnis dämpfen können.
  • Es versteht sich, dass die Materialien (Molybdän, Zirkonium, Nickel oder Ruthenium) der hier beschriebenen phasenschiebenden Schichten 710, 730 und 740 für ein 13,5 nm-EUV-Licht optimiert sind. Die Konzepte der vorliegenden Offenbarung sind jedoch auch auf andere EUV-Lichtwellenlängen anwendbar, obwohl die Materialzusammensetzung und/oder die Dicke der phasenschiebenden Schichten vielleicht neu konfiguriert werden müssen, um die Phaseninversion und Amplitudendämpfung für den gebeugten Strahl o-ter Ordnung zu optimieren, wenn anderes EUV-Licht mit einer anderen Wellenlänge verwendet wird.
  • Es versteht sich auch, dass Dämpfungsprozentsatz oder -verhältnis des gebeugten Lichts o-ter Ordnung sich abhängig vom Beleuchtungsmodus etwas ändern kann. Beispielsweise kann die Beleuchtungseinrichtung vom ringförmigen Typ zu einem ersten gewünschten Amplitudendämpfungs-Prozentsatz gehören, die Beleuchtungseinrichtung vom Quasar-Typ zu einem zweiten gewünschten Amplitudendämpfungs-Prozentsatz gehören und die Beleuchtungseinrichtung vom Streuungstyp zu einem dritten gewünschten Amplitudendämpfungs-Prozentsatz gehören, wobei der erste, zweite und dritte Prozentsatz sich voneinander unterscheiden. Als solche kann die vorliegende Offenbarung die Dicke der phasenschiebenden Schicht(en) in dem Pupillen-Phasenmodulator 600 einstellen, um jede Art von Beleuchtungseinrichtung zu berücksichtigen.
  • Es versteht sich wiederum, dass alle oben beschriebenen Strukturen 636, 638 und 640 unter Verwendung der Strukturen implementiert werden können, die in den 27 und 28A-28C gezeigt sind und die entweder eine einzelne phasenschiebende Schicht oder mehrere phasenschiebende Schichten enthalten. Die meisten der verbleibenden Bereiche des Pupillen-Phasenmodulators 600 - z. B. die Bereiche 660, die in den 26A-26B gezeigt sind - können als Hohlraum oder Vakuum implementiert werden. Wie in den 26A-26B jedoch auch gezeigt ist, können mechanische Trägerstrukturen wie die Stäbe 670 verwendet werden, um eine mechanische Verbindung zwischen den Strukturen 636/638 mit dem Rand 650 des Pupillen-Phasenmodulators 600 herzustellen. Dieser Ansatz ist sicherlich möglich und bietet Vorteile wie zum Beispiel einen erhöhten Durchsatz. Ein mögliches Problem kann jedoch durch das Vorhandensein der mechanischen Trägerstrukturen wie den Stäben 670 auftreten. Selbst wenn die Stäbe 670 als Silizium implementiert sind (das im EUV-Spektrum nahezu transparent ist), kann aufgrund Unterschieden zwischen den Stäben 670 und den Bereichen 660 eine mangelnde Gleichförmigkeit auftreten, die Hohlräume oder Vakuum sind. Dies kann möglicherweise negative Auswirkungen auf die Bildqualität haben.
  • Daher kann, wenn die Bildqualität ein wichtiges Anliegen ist, der Pupillen-Phasenmodulator 600 auch gemäß einer alternativen Ausführungsform implementiert werden, die in den 29A-29B gezeigt ist. Insbesondere ist 29A eine vereinfachte schematische Draufsicht des Pupillen-Phasenmodulators 600 mit der ringförmigen Struktur 636 als Beispiel und 29B eine vereinfachte schematische Querschnitts-Seitenansicht des Pupillen-Phasenmodulators 600 von 29A, wobei der Schnitt von Punkt A zu Punkt A' genommen ist. Die ringförmige Struktur 636 ist in ähnlicher Weise wie die Ausführungsform implementiert, die oben mit Bezug auf 27 beschrieben ist, indem sie mechanische Trägerschichten 700 und 720 und eine dazwischen angeordnete phasenschiebende Schicht 710 umfasst. Die in 29B gezeigte Ausführungsform weist jedoch eine erweiterte mechanische Trägerschicht 700 auf, die sich seitlich in der Draufsicht über die Ränder der ringförmigen Struktur 636 hinaus erstreckt. Diese erweiterte mechanische Trägerschicht 700 kann als eine Siliziummembran 700 bezeichnet werden.
  • Wie in der Draufsicht der 29A gezeigt ist, benötigt diese Ausführungsform des Pupillen-Phasenmodulators 600 die mechanischen Trägerstrukturen 670 nicht mehr, da die mechanische Trägerschicht 700 der ringförmigen Struktur 636 sich seitlich über den ganzen Pupillen-Phasenmodulator 600 erstreckt, um die benötigte mechanische Unterstützung zu liefern. Auf diese Weise muss die ringförmige Struktur 636 nicht mit den Stäben 670 verbunden sein, um zu vermeiden, eine „frei schwebende“ Struktur zu sein, da die ringförmige Struktur 636 (die die Schichten 710-720 enthält) auf der mechanischen Trägerschicht 700 „liegt“, die sich nun über den ganzen Pupillen-Phasenmodulator 600 erstreckt. Dadurch weist der Pupillen-Phasenmodulator 600 in den 29A-29B eine verbesserte Gleichförmigkeit auf, da die Bereiche 660 nun verglichen mit der vorhergehenden Ausführungsform aus der mechanischen Trägerschicht 700 bestehen, verglichen mit der vorhergehenden Ausführungsform, bei der die Bereiche 600 aus sowohl den Stäben 670 als auch Hohlraum oder Vakuum bestehen.
  • Um Lichtabsorption zu minimieren, kann die mechanische Trägerschicht 700 als eine Siliziumschicht implementiert werden. Das Vorhandensein der mechanischen Trägerschicht 700 (auch wenn sie mit Silizium implementiert wird, das nahezu transparent ist) kann jedoch immer noch den Durchsatz etwas verringern, verglichen mit der Ausführungsform, die oben mit Bezug auf die 26A-26B beschrieben ist. Als solches kann von Fall zu Fall ein Kompromiss zwischen Bildqualität und Durchsatz gemacht werden, wobei der Pupillen-Phasenmodulator 600 unter Verwendung der Ausführungsform implementiert werden kann, die in den 26A-26B gezeigt ist (mit den Verbindungsstäben 670), wenn der Durchsatz wichtiger ist, und der Pupillen-Phasenmodulator 600 kann unter Verwendung der Ausführungsform implementiert werden, die in den 29A-29B (ohne die Verbindungsstäbe 670, aber mit einer Siliziummembran 700, die sich über den ganzen Pupillen-Phasenmodulator 600 erstreckt) implementiert werden, wenn Bildqualität wichtiger ist.
  • Es versteht sich, dass die Schichten der ringförmigen Struktur 636 selbst in der in den 29A-29B gezeigten Ausführungsform auch anders als die entsprechenden Schichten der in den 26A-26B gezeigten Ausführungsform konfiguriert sein können. In der in den 29A-29B gezeigten Ausführungsform ist eine Phasenverschiebung von 180 Grad zwischen der ringförmigen Struktur 636 und den Bereichen 660 erwünscht. Als solche muss die Dicke der Schichten der ringförmigen Struktur 636 vielleicht leicht geändert werden, um die zusätzliche Phasenverschiebung (wie gering sie auch sein mag) durch die Siliziummembran 700 zu kompensieren. Die Dicke der phasenschiebenden Schicht 710 kann beispielsweise verglichen mit der Ausführungsform der 26A-26B vergrößert werden, um die zusätzliche Phasenverschiebung durch die Siliziummembran 700 zu kompensieren.
  • Es versteht sich, dass das stabfreie Pupillen-Phasenmodulatorsystem 600 (das die Siliziummembranstruktur 700 aufweist, die in den 29A-29B gezeigt ist) auch auf andere Ausführungsformen angewendet werden kann, in denen mehrere phasenschiebenden Schichten implementiert werden, etwa den oben mit Bezug auf die 28A-28C beschriebenen Ausführungsformen. Ungeachtet der speziellen Ausführungsform versteht es sich, dass weitere Neukonfigurationen der Dicke (und/oder der Materialzusammensetzung) der phasenschiebenden Schichten nötig sein kann, um die zusätzliche Phasenverschiebung zu kompensieren, die durch das Vorhandensein der Siliziummembran in den Bereichen 660 eingeführt wird.
  • Noch eine weitere alternative Ausführungsform des Pupillen-Phasenmodulators 600 ist in den 30A-30B gezeigt, wobei 30A eine vereinfachte schematische Draufsicht des Pupillen-Phasenmodulators 600 zeigt und 30B eine vereinfachte schematische Querschnitts-Seitenansicht des Pupillen-Phasenmodulators 600 von 30A zeigt, wobei der Schnitt von Punkt A zu Punkt A' genommen ist. Die Ausführungsform des Pupillen-Phasenmodulators 600 in den 30A-30B ist im Wesentlichen ähnlich der Ausführungsform, die in den 29A-29B gezeigt ist, außer dass die mechanische Trägerschicht 700 (d. h. die Siliziummembran 700) auch die Lücken zwischen den ringförmigen Strukturen 636 füllt. Wieder müssen die phasenschiebenden Schicht(en) vielleicht neu konfiguriert werden (z. B. durch Einstellen ihrer Dicke), um die zusätzliche Phasenverschiebung zu kompensieren, die auf die zusätzliche Siliziummembran 700 zurückzuführen ist.
  • Es versteht sich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen eine optimale Durchsatzverbesserung für IC-Strukturen mit niedriger Strukturdichte bieten, etwa den IC-Strukturen 160, die oben mit Bezug auf 14 beschrieben sind. Beispielsweise kann die IC-Struktur 160 Merkmale mit niedriger Strukturdichte 162 aufweisen, die Durchkontaktierungen sind. Andere Beispiele von Merkmalen mit niedriger Strukturdichte können Schnittstrukturen mit mehreren Schnittmerkmalen umfassen, die so entworfen sind, dass sie eine Schaltungsstruktur (wie Gates oder Metallleitungen) ausbilden, wobei eine oder mehrere Hauptstrukturen auf entsprechenden Masken durch zwei oder mehr Belichtungen definiert werden.
  • Ein Grund für die Verbesserung in Bezug auf niedrige Strukturdichte liegt darin, dass das gebeugte Licht o-ter Ordnung für zugehörige Merkmale mit niedriger Strukturdichte eine größere negative Amplitude (d. h. eine negativere) als für Merkmale mit hoher Strukturdichte aufweist. Die größere negative Amplitude erlaubt es, dass der gebeugte Strahl o-ter Ordnung invertiert und dann gedämpft wird, um die negative Grundamplitude für das gebeugte Licht höherer Ordnung aufzuheben. Im Fall von hoher Strukturdichte ist das gebeugte Licht o-ter Ordnung weniger negativ (z. B. näher Null, selbst wenn es negativ ist) und somit kann, selbst wenn die Phase invertiert ist, es nicht ausreichend sein, um die negative Grundamplitude der gebeugten Lichtstrahlen höherer Ordnung aufzuheben.
  • Trotzdem versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung auf Merkmale mit höherer Strukturdichte angewendet werden kann, um Durchsatz und Bildqualität zu verbessern, obwohl diese Verbesserungen für Merkmale niedriger Strukturdichte (die z. B. eine Strukturdichte von weniger als 20% oder 10 % haben) wichtiger sein können. Zusätzlich zu Verbesserungen des Durchsatzes kann der Pupillen-Phasenmodulator 600 der vorliegenden Offenbarung auch MEEF-Verbesserungen und verringerte Druckbarkeit von Partikeln auf der Maske aus Gründen bieten, die denen ähneln, die oben mit Bezug auf die 14-18 beschrieben sind.
  • 31 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 800 zum Anwenden eines Extrem-Ultraviolett-Lithografie-(EUVL-) Verfahrens auf einen Wafer beschreibt.
  • Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 810 zum Laden einer EUV-Maske in ein Lithographiesystem.
  • Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 820 zum Lenken eines EUV-Lichts auf die EUV-Maske mittels einer Beleuchtungseinrichtung. Die EUV-Maske beugt das EUV-Licht in einen Strahl o-ter Ordnung und eine Mehrzahl von Strahlen höherer Ordnung.
  • Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 830 zum Invertieren einer Phase des Strahls o-ter Ordnung durch einen Pupillen-Phasenmodulator. Der Phasenmodulator umfasst eine oder mehrere phasenschiebende Schichten, die eine unterschiedliche Materialzusammensetzung aufweisen, und eine oder mehrere mechanische Trägerschichten, die so konfiguriert sind, dass sie mechanische Unterstützung für die eine oder mehreren phasenschiebenden Schichten bieten. In einigen Ausführungsformen umfasst die eine oder mehreren phasenschiebenden Schichten Molybdän, Zirkonium, Ruthenium oder Nickel und die eine oder mehreren mechanischen Trägerschichten Silizium. Der Pupillen-Phasenmodulator ist in einer Pupillenebene angeordnet, die zwischen der EUV-Maske und dem Wafer liegt. Der Pupillen-Phasenmodulator weist eine Draufsicht auf, die im Wesentlichen mit einer Draufsicht der Beleuchtungseinrichtung übereinstimmt.
  • Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 840 zum Anwenden eines Lithographie-Belichtungsverfahrens auf den Wafer zumindest teilweise unter Verwendung eines phaseninvertierten Strahls o-ter Ordnung.
  • In einigen Ausführungsformen haben die Strahlen höherer Ordnung eine negative Grundamplitude und ein phaseninvertierter Strahl o-ter Ordnung eine positive Amplitude. Das Verfahren 800 kann ferner einen Schritt zum Dämpfen einer Amplitude des Strahls o-ter Ordnung unter Verwendung des Pupillen-Phasenmodulators umfassen, so dass die positive Amplitude des phaseninvertierten Strahls o-ter Ordnung im Wesentlichen die negative Grundamplitude der Strahlen höherer Ordnung aufhebt.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Lithographiesystem. Das Lithographiesystem umfasst eine Strahlungsquelle, die so konfiguriert ist, dass sie ein Extrem-Ultraviolett-(EUV-) Licht erzeugt. Das Lithographiesystem umfasst eine Maske, die ein oder mehrere Merkmale eines integrierten Schaltkreises (IC) definiert. Das Lithographiesystem umfasst eine Beleuchtungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie das EUV-Licht auf die Maske lenkt. Die Maske beugt das EUV-Licht in einen Strahl o-ter Ordnung und eine Mehrzahl von Strahlen höherer Ordnung. Das Lithographiesystem umfasst einen Wafertisch, der so konfiguriert ist, dass er einen Wafer hält, der gemäß einem oder mehreren Merkmalen strukturiert wird, die durch die Maske definiert sind. Das Lithographiesystem umfasst einen Pupillen-Phasenmodulator, der in einer Pupillenebene angeordnet ist, die zwischen der Maske und dem Wafertisch liegt. Der Pupillen-Phasenmodulator ist so konfiguriert, dass er eine Phase des Strahls o-ter Ordnung ändert.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Pupillen-Phasenmodulator. Der Pupillen-Phasenmodulator umfasst eine phasenschiebende Schicht, die so konfiguriert ist, dass sie eine Phase des Strahls o-ter Ordnung verschiebt. Der Strahl o-ter Ordnung ist einer einer Mehrzahl von Strahlen, die durch eine Extrem-Ultraviolett-(EUV-) Maske in Antwort auf einfallendes EUV-Licht gebeugt werden, das auf die EUV-Maske gelenkt wird. Der Pupillen-Phasenmodulator umfasst eine oder mehrere mechanische Trägerschichten, die so konfiguriert sind, dass sie mechanische Unterstützung für die phasenschiebende Schicht bieten.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Anwenden eines Extrem-Ultraviolett-Lithographie-(EUVL-) Verfahrens auf einen Wafer. Eine EUV-Maske wird in ein Lithographiesystem geladen. Unter Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung wird ein EUV-Licht auf die EUV-Maske gelenkt. Die EUV-Maske beugt das EUV-Licht in einen Strahl o-ter Ordnung und eine Mehrzahl von Strahlen höherer Ordnung. Eine Phase des Strahls o-ter Ordnung wird mit einem Pupillen-Phasenmodulator invertiert. Der Pupillen-Phasenmodulator ist in einer Pupillenebene angeordnet, die zwischen der EUV-Maske und dem Wafer liegt. Der Pupillen-Phasenmodulator weist eine Draufsicht auf, die im Wesentlichen mit einer Draufsicht der Beleuchtungseinrichtung übereinstimmt. Ein Lithographie-Belichtungsverfahren wird zumindest teilweise auf den Wafer unter Verwendung eines phaseninvertierten Strahls o-ter Ordnung angewendet.
  • Das Vorangehende beschreibt Merkmale von mehreren Ausführungsformen, so dass ein Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Der Fachmann sollte anerkennen, dass er die vorliegende Offenbarung leicht als Basis verwenden kann, um andere Verfahren und Strukturen zu entwerfen oder modifizieren, um die gleichen Ziele zu erreichen und/oder die gleichen Vorteile der hier eingeführten Ausführungsformen zu realisieren. Der Fachmann sollte auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht von dem Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass er verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen hier vornehmen kann, ohne von dem Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims (17)

  1. Lithographiesystem, umfassend: eine Strahlungsquelle (32), die so konfiguriert ist, dass sie ein Extrem-Ultraviolett-(EUV-) Licht erzeugt; eine Maske (36), die ein oder mehrere Merkmale einer integrierten Schaltung (IC) definiert; eine Beleuchtungseinrichtung (34), die so konfiguriert ist, dass sie das EUV-Licht in einem Beleuchtungsmodus auf die Maske lenkt, wobei die Maske das EUV-Licht in einen Strahl o-ter Ordnung und eine Mehrzahl von Strahlen höherer Ordnung beugt; einen Wafertisch (42), der so konfiguriert ist, dass er einen Wafer hält, der gemäß einem oder mehreren Merkmalen strukturiert werden soll, die durch die Maske definiert sind; und einen Pupillen-Phasenmodulator (600), der in einer Pupillenebene angeordnet ist, die zwischen der Maske und dem Wafertisch liegt, wobei der Pupillen-Phasenmodulator so konfiguriert ist, dass er eine Phase des Strahls o-ter Ordnung ändert; wobei der Beleuchtungsmodus der Beleuchtungseinrichtung eine erste Struktur umfasst, die transparent ist; der Pupillen-Phasenmodulator (600) eine zweite Struktur umfasst, die mit der ersten Struktur übereinstimmt, wobei die zweite Struktur so konfiguriert ist, dass sie die Phase des Strahls o-ter Ordnung ändert; und die zweite Struktur eine erste phasenschiebende Schicht (88) umfasst; und wobei der Pupillen-Phasenmodulator (600) weiter eine zweite phasenschiebende Schicht (86) umfasst, die eine andere Materialzusammensetzung als die erste phasenschiebende Schicht aufweist.
  2. Lithographiesystem nach Anspruch 1, wobei der Pupillen-Phasenmodulator (600) so konfiguriert ist, dass er die Phase des Strahls o-ten Ordnung um 180 Grad invertiert.
  3. Lithographiesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Strahlen höherer Ordnung eine negative Grundamplitude aufweisen; ein phaseninvertierter Strahl o-ter Ordnung eine positive Amplitude aufweist; und der Pupillen-Phasenmodulator (600) so konfiguriert ist, dass er eine Amplitude des Strahls o-ter Ordnung so dämpft, dass die positive Amplitude des phaseninvertierten Strahls o-ter Ordnung im Wesentlichen die negative Grundamplitude der Strahlen höherer Ordnung aufhebt.
  4. Lithographiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die zweite Struktur eine oder mehrere mechanische Trägerschichten (84) umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie mechanische Unterstützung für die erste phasenschiebende Schicht (88) bieten.
  5. Lithographiesystem nach Anspruch 4 wobei: die erste phasenschiebende Schicht (88) Molybdän, Zirkon, Ruthenium oder Nickel enthält; und die eine oder mehreren mechanischen Trägerschichten (84) Silizium enthalten.
  6. Lithographiesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Bereich des Pupillen-Phasenmodulators (600) außerhalb der zweiten Struktur Vakuum umfasst.
  7. Lithographiesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Bereich des Pupillen-Phasenmodulators (600) außerhalb der zweiten Struktur Silizium umfasst.
  8. Pupillen-Phasenmodulator, umfassend: eine phasenschiebende Schicht (88), die so konfiguriert ist, dass sie eine Phase des Strahls o-ter Ordnung verschiebt, wobei der Strahl o-ter Ordnung einer einer Mehrzahl von Strahlen ist, die durch eine Extrem-Ultraviolett-(EUV-) Maske in Antwort auf ein einfallendes EUV-Licht gebeugt werden, das auf die EUV-Maske gelenkt wird; und eine oder mehrere mechanische Trägerschichten (84), die so konfiguriert sind, dass sie mechanische Unterstützung für die phasenschiebende Schicht bereitstellen; wobei die phasenschiebende Schicht eine erste phasenschiebende Schicht (88) ist und wobei der Pupillen-Phasenmodulator weiter eine zweite phasenschiebende Schicht (86) umfasst, die eine andere Materialzusammensetzung als die erste phasenschiebende Schicht (88) aufweist.
  9. Pupillen-Phasenmodulator nach Anspruch 8, wobei die phasenschiebende Schicht (88) so konfiguriert ist, dass sie die Phase des Strahls o-ten Ordnung um 180 Grad invertiert.
  10. Pupillen-Phasenmodulator nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei der Pupillen-Phasenmodulator in Draufsicht mit einer Draufsicht eines Beleuchtungsmodus einer Beleuchtungseinrichtung übereinstimmt, die so konfiguriert ist, dass sie das einfallende EUV-Licht auf die EUV-Maske lenkt.
  11. Pupillen-Phasenmodulator nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei: die phasenschiebende Schicht (88) Molybdän, Zirkon, Ruthenium oder Nickel enthält; und die eine oder mehreren mechanischen Trägerschichten (84) jeweils Silizium enthalten.
  12. Pupillen-Phasenmodulator nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei ein Bereich des Pupillen-Phasenmodulators die phasenschiebende Schicht (88) in der Draufsicht umgibt.
  13. Pupillen-Phasenmodulator nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei ein Bereich des Pupillen-Phasenmodulators, der die phasenschiebende Schicht (88) in einer Draufsicht umgibt, Silizium aufweist.
  14. Verfahren zum Anwenden eines Extrem-Ultraviolett-Lithographie-(EUVL-) Prozesses auf einen Wafer, umfassend: Laden einer EUV-Maske (36) in ein Lithographiesystem; Lenken eines EUV-Lichts mittels einer Beleuchtungseinrichtung (32) in einem Beleuchtungsmodus auf die EUV-Maske (36), wobei die EUV-Maske das EUV-Licht in einen Strahl o-ter Ordnung und eine Mehrzahl von Strahlen höherer Ordnung beugt; und Invertieren einer Phase des Strahls o-ter Ordnung mittels eines Pupillen-Phasenmodulators (600), wobei der Pupillen-Phasenmodulator mehrere phasenschiebende Schichten (86, 88) mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen aufweist; wobei der Pupillen-Phasenmodulator (600) in einer Pupillenebene angeordnet ist, die zwischen der EUV-Maske (36) und dem Wafer liegt, wobei der Pupillen-Phasenmodulator (600) in Draufsicht mit der Draufsicht des Beleuchtungsmodus der Beleuchtungseinrichtung (32) übereinstimmt; und Anwenden eines Lithographie-Belichtungsverfahrens auf den Wafer zumindest teilweise mittels eines phaseninvertierten Strahls o-ter Ordnung.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Strahlen höherer Ordnung eine negative Grundamplitude aufweisen und ein phaseninvertierter Strahl o-ter Ordnung eine positive Amplitude aufweist, weiter umfassend: Dämpfen einer Amplitude des Strahls o-ter Ordnung mittels des Pupillen-Phasenmodulators (600) so, dass die positive Amplitude des phaseninvertierten Strahls o-ter Ordnung im Wesentlichen die negative Grundamplitude der Strahlen höherer Ordnung aufhebt.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Pupillen-Phasenmodulator eine oder mehrere mechanische Trägerschichten (84) aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie mechanische Unterstützung für eine oder mehrere phasenschiebenden Schichten (86, 88) bereitstellen.
  17. Verfahren nach wobei: die eine oder mehreren phasenschiebenden Schichten (86, 88) Molybdän, Zirkon, Ruthenium oder Nickel enthalten; und die eine oder mehreren mechanischen Trägerschichten Silizium (84) enthalten.
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