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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung eines reflektierenden Spiegels für die lithographische Belichtung
von Halbleiterprodukten, wobei auf einem Substrat eine Multischichtstruktur
und darüber
eine Deckschicht aus einem Material, auf dem sich an der Luft eine
natürliche
Oxidschicht bildet, ausgebildet wird. Die Erfindung betrifft ferner
einen reflektierenden optischen Spiegel nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 9.
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In der Halbleiterfertigung werden
die Oberflächen
von Halbleitersubstraten oder von auf ihnen angeordneten Schichten
dadurch lithographisch strukturiert, daß eine photoempfindliche Lackschicht (resist)
auf ihnen abgeschieden und lithographisch belichtet wird. Bei dieser
lithographischen Belichtung wird eine zweidimensionale Maskenstruktur
auf die Lackschicht abgebildet. Träger der Maskenstruktur ist
ein sogenanntes reticle, hier auch Maske genannt. Auf diesem reticle
ist die zu belichtende Struktur in etwa 4 bis 10-fach vergrößertem Abbildungsmaßstab in
Form einer bereits strukturierten Schicht realisiert. Das Muster
dieser strukturierten Schicht wird durch eine Abbildungsoptik verkleinert
auf die Lackmaske auf dem Halbleitersubstrat produziert. Die belichtete Lackschicht
wird entwickelt und dient als Maske für eine Ätzung, eine Implantation oder
eine andere Behandlung des Halbleitersubstrats oder der darauf befindlichen
zu strukturierenden Schicht.
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Als Maske (reticle) zum lithographischen
Belichten von Halbleiterprodukten sind entweder Transmissionsmasken,
deren Strukturen in einer Chromschicht verwirklicht sind, oder Reflektionsmasken. Letztere
stellen optische Spiegel dar, deren Oberflächen mit einer strukturierenden
Absorptionsschicht be deckt sind. Insbesondere für Wellenlängen im extremen UV-Bereich, d. h. zwischen
1 und 100 nm werden Reflektionsmasken verwendet, da in diesem Wellenlängenbereich
die meisten Materialen absorbieren. Die Reflektion der EW-Wellenlänge (extreme ultraviolet)
wird mit Hilfe von Multischichtstrukturen erreicht, die sich aus
einer Vielzahl dünner
Schichten oder Schichtenpaare zusammensetzen, an deren Grenzflächen jeweils
ein Bruchteil der einfallenden Strahlung reflektiert wird. Durch
konstruktive Interferenz der an verschiedenen Grenzflächen reflektierten Strahlung
entsteht ein reflektierter Strahl, der optisch verkleinert auf ein
Halbleiterprodukt gerichtet werden kann, wobei die über der
Multischichtstruktur angeordnete Maskenstruktur auf die Lackschicht
des Halbleiterprodukts abgebildet wird.
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Eine derartige Reflektionsmaske stellt
somit einen reflektierenden optischen Spiegel dar. Der Spiegel besitzt
oberhalb der Multischichtstruktur eine Deckschicht, die als Schutzschicht
für die
Multischichtstruktur dient. Häufig
besteht die Multischichtstruktur aus einer abwechselnden Folge von Molybdänschichten
und Siliziumschichten. Als Deckschicht wird dann meist eine Siliziumschicht
eingesetzt, die oberhalb der obersten Molybdänschicht angeordnet ist und
eine größere Schichtdicke
besitzt als die Siliziumschichten der Multischichtstruktur. Typischerweise
besitzen die Schichten der Multischichtstruktur Schichtdicken von
etwa 7 nm und die Deckschicht eine Schichtdicke von 10 bis 20 nm.
Jedoch kann je nach verwendeter Wellenlänge die Schichtdicke stark
von diesen Angaben abweichen, um bei der betreffenden Wellenlänge eine
konstruktive Interferenz der reflektierten Strahlung zu bewirken.
Oberhalb der Deckschicht ist meist eine Pufferschicht angeordnet,
auf der eine strukturierte Maskenschicht angeordnet ist, die die
Struktur enthält. Die
Pufferschicht ist als vorläufiger
Schutz der Deckschicht zunächst
ganzflächig
auf ihr vorhanden und wird insbesondere im Falle von Reparaturen
der Maskenstruktur der strukturierten Maskenschicht benötigt. Vor
dem Einsatz des reflektierenden optischen Spie gels wird die Pufferschicht
an den durch die strukturierte Maskenschicht nicht bedeckten Stellen entfernt,
so daß dort
die Deckschicht freiliegt.
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Auf einer an der Luft freiliegenden
Siliziumoberfläche
der Deckschicht bildet sich ein natürliches Oxid von wenigen Nanometern
Dicke. Dieses natürliche
Oxidwachstum entsteht spontan im Laufe einiger Tage bis einiger
Wochen und setzt sich auch über längere Zeit
hinweg fort. Daher müssen
reflektierende optische Spiegel gelegentlich geätzt werden, wenn sie über längere Zeit
benutzt werden, um die gebildete Oxidschicht zu entfernen. Die abzutragende
Oxidschichtdicke muß genau
bestimmt werden und die Abtragung präzise kontrolliert werden. Verfahren
hierzu sind jedoch nicht bekannt.
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Das natürliche Oxidwachstum auf Siliziumoberflächen an
der Umgebungsluft ist statistischen Schwankungen unterworfen. Auf
verschiedenen Bereichen einer Siliziumoberfläche ist die Oxidschicht unterschiedlich
dick. Daher ist die Reflektivität,
genauer der Reflektionskoeffizient, der den Anteil reflektierter
Strahlung im Verhältnis
zur einfallenden Strahlung wiedergibt, nicht homogen über die
Siliziumoberfläche.
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Das Problem inhomogener Schichtdicken natürlicher
Oxide könnte
theoretisch durch eine kontrollierte Rückätzung der gebildeten Oxidschichten bekämpft werden,
jedoch sind auch Ätzprozesse
statistischen Schwankungen unterworfen, wodurch die Ätzrate auf
der Siliziumoxidoberfläche
lokal unterschiedlich groß sein
kann.
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Es sind Versuche bekannt, bei denen
das Oxidwachstum in Wasser, teilweise auch in Wasserstoffperoxid
für verschiedene
Dotierungen beobachtet wurde. Unter anderem ist bekannt, das Oxidwachstum
in Wasserstoffperoxid mit Hilfe von Platin zu beschleunigen. Derartige
Versuche sind durchgeführt
wurden, um die Zeitabhängigkeit
des Oxidwachstums unter verschiedenen Bedingungen zu erforschen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen reflektierenden optischen Spiegel mit einer über die
Spiegeloberfläche
möglichst
homogenen Reflektivität
bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs
genannten Verfahren dadurch gelöst,
daß die
Deckschicht aus einem dotierten Material hergestellt wird und mit
Wasserstoffperoxid in Kontakt gebracht wird, wodurch eine künstlich
gewachsene Oxidschicht auf der Deckschicht ausgebildet wird.
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Erfindungsgemäß wird künstlich eine Oxidschicht erzeugt,
die die Deckschicht bedeckt und daher die Transparenz des Spiegels
um ein gewisses Maß verschlechtert.
Herkömmlich
werden Oxidschichten aus diesem Grund vermieden. Erfindungsgemäß jedoch
wird diese Oxidschicht durch einen beschleunigten Wachstumsprozeß hergestellt,
der zur Folge hat, daß das
Wachstum homogen über
die Oberfläche
der Deckschicht erfolgt. Die so gebildete Oxidschicht besitzt eine
Homogenität,
die im Laufe des natürlichen
Oxidwachstums nicht erreicht wird, wodurch insgesamt bessere optische
Eigenschaften des Spiegels erzielt werden. Der Nachteil der verringerten
Transparenz wird im Laufe der Zeit durch das ohnehin einsetzende
natürliche
Oxidwachstum kompensiert. Vorteilhaft an der erfindungsgemäß ausgebildeten
Oxidschicht ist, daß das
weitere natürliche Wachstum
auf der künstlich
gewachsenen Oxidschicht mit vergleichbar geringer Wachstumsrate
erfolgt, wodurch möglicherweise
entstehende Inhomogenitäten
viel schwächer
ausgebildet werden. Erfindungsgemäß wird die Deckschicht nicht
wie herkömmlich üblich aus
undotiertem, sondern aus einem dotierten Material hergestellt. Dieses
wird erfindungsgemäß mit Wasserstoffperoxid
in Kontakt gebracht, um künstlich
eine homogene Oxidschicht aufzuwachsen. Insbesondere ist vorgesehen,
daß zu dem
Wasserstoffperoxid ein Katalysator, beispielsweise Platin zugegeben
wird, so daß in
Anwesenheit des Katalysators (Platin) die künstlich gewachsene Oxidschicht
ausgebildet wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Deckschicht
während
einer Zeitdauer von zwischen 3 und 120 Minuten in Wasserstoffperoxid
einer Konzentration zwischen 10 % und 50 % getaucht wird. Gerade in
Anwesenheit von Platin oder einem anderen Katalysator läßt sich
innerhalb kurzer Zeit eine künstliche Oxidschicht
aufwachsen, die unter natürlichen
Bedingungen erst im Laufe von Wochen oder Monaten entsteht.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Wasserstoffperoxid
vor und/oder während
des Eintauchens der Deckschicht erhitzt wird. Hierdurch läßt sich
eine weitere Beschleunigung des künstlichen Oxidwachstums erzielen.
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Vorzugsweise wird durch den Kontakt
mit Wasserstoffperoxid eine Deckschicht einer Schichtdicke zwischen
0,8 und 2,0 nm hergestellt. Auch bei einem späteren natürlichen Oxidwachstum auf dieser künstlich
erzeugten Oxidschicht ist gewährleistet, daß auf den
ersten 0,8 bis 2,0 nm über
der Deckschichtoberfläche,
wo das Oxid am schnellsten aufwächst,
eine homogene Schicht gebildet wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Konzentration
der Dotierung so hoch gewählt
wird, daß das
natürliche
Oxidwachstum auf der durch Kontakt mit Wasserstoffperoxid gewachsenen
Oxidschicht jährlich
weniger als 10 % der mit Hilfe von Wasserstoffperoxid gewachsenen
Schichtdicke beträgt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Deckschicht
aus einem n-dotierten
Material hergestellt wird. Obwohl grundsätzlich auch p-Dotierungen zum Dotieren
der Deckschicht in Frage kommen, um ein beschleunigtes Oxidwachstum
zu erreichen, ist beobachtet worden, daß gerade auf n-dotiertem Deckschichtmaterial,
insbesondere Silizium eine deutliche Verlangsamung des Wachstumsprozesses
eintritt.
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Um über die ganze Oberfläche des
reflektierenden optischen Spiegels eine ausreichend hohe und homogene
Dotierung vorzu sehen, wird die Deckschicht vorzugsweise durch eine
Abscheidung auf die Multischichtstruktur aufgebracht, beispielsweise durch
eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD; chemical vapour deposition)
oder durch eine physikalische Abscheidung (PVD; physical vapour deposition),
etwa durch Sputtern. Vorzugsweise wird die negative Dotierung während dieser
Abscheidung in die Deckschicht eingebracht, indem der Dotierstoff gemeinsam
mit dem Grundmaterial der Deckschicht der Oberfläche des reflektierenden Spiegels
zugeführt
wird. Diese in situ-Dotierung hat den Vorteil, daß keine
nachträglichen
Prozeßschritte
zur Dotierung der Deckschicht erforderlich sind. Alternativ jedoch kann
die Dotierung nachträglich
durch eine Implantation niedriger Implantationsenergie in die Deckschicht
eingebracht werden. Ebenso ist denkbar, die zunächst undotierte Deckschicht
in Kontakt mit einem dotierstoffhaltigen Medium, etwa einer Flüssigkeit
oder einem anderen Fluid zu bringen, so daß der Dotierstoff in die Deckschicht
diffundieren kann. Bei dieser Behandlung werden die tieferliegenden Schichten
der Multischichtstruktur vor einer Angreifung des Dotierstoffs geschützt.
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Vorzugsweise wird die Deckschicht
aus n-dotiertem Silizium hergestellt. Dabei wird das Aufwachsen
einer amorphen Siliziumschicht bevorzugt.
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Die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe wird ferner durch einen reflektierenden optischen Spiegel
gelöst,
der
- – ein
Substrat,
- – eine
Multischichtstruktur, die durch konstruktive Interferenz elektromagnetische
Strahlung reflektiert, und
- – eine
Deckschicht oberhalb der Multischichtstruktur aufweist,
wobei
die Deckschicht aus einem Material besteht, auf dem sich an der
Luft eine natürliche
Oxidschicht bildet,
wobei erfindungsgemäß das Material der Deckschicht
mit einer Dotierung dotiert ist und daß die Oxidschicht einen Bereich
einer Schichtdicke aufweist, in welchem dieselbe Dotierung wie die
Dotierung der Deckschicht in das Oxid der Oxidschicht eingebaut
ist.
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Der erfindungsgemäße reflektierende optische
Spiegel zum lithographischen Belichten von Halbleiterprodukten besitzt
eine Oxidschicht beziehungsweise einen einer Mindestschichtdicke
entsprechenden Bereich einer Oxidschicht, in welchem dieselbe Dotierung
wie die Dotierung der Deckschicht in das Oxid der Oxidschicht eingebaut
ist. Die identische Dotierung deutet auch am fertigen Spiegel auf
eine zeitnah zur Herstellung der Deckschicht gebildeten Oxidschicht
hin; aufgrund wechselnder Umgebungsbedingungen entstehende Dotierungen
oder Verunreinigungen, wie sie beim natürlichen Oxidwachstum entstehen,
können
bei dem künstlich
erzeugten Oxid nicht auftreten. Die so erzeugte Oxidschicht besitzt
eine homogene Schichtdicke und verbessert so die optischen Eigenschaften
des Spiegels.
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Der reflektierende Spiegel weist
vorzugsweise eine Oxidschicht auf, die eine Schichtdicke zwischen
0,8 und 2,0 nm besitzt. Die Deckschicht besteht vorzugsweise aus
n-dotiertem Silizium; als Dotierung ist vorzugsweise Phosphor oder
Arsen vorgesehen. Jedoch können
auch weitere übliche
n-leitende Dotierstoffe erfindungsgemäß zum Beenden des natürlichen
Oxidwachstums in die Deckschicht des reflektierenden Spiegels eingebracht
werden. Die siliziumhaltige Deckschicht ist vorzugsweise amorph.
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Entsprechend der Zweckbestimmung
zum lithographischen Belichten von Halbleiterprodukten weist der
reflektierende Spiegel vorzugsweise eine strukturierte Maskenschicht
auf, deren Struktur auf ein oder mehrere Halbleiterprodukte übertragbar
ist. Zwischen der strukturierten Maskenschicht und der Deckschicht
kann sich eine Pufferschicht befinden, die jedoch auf den von der
Maskenschicht nicht bedeckten Bereichen der Deckschicht entfernt
ist. An diesen freiliegenden Stellen bildet sich das natürliche Oxid
aus.
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Die Multischichtstruktur des reflektierenden Spiegels
ist vorzugsweise so dimensioniert, daß elektromagnetische Strahlung
einer Wellenlänge
reflektiert wird, die größer als
1 nm und kleiner als 100 nm ist. Insbesondere extrem kleine Wellenlängen zwischen
1 und 20 nm; beispielsweise 13 nm, die weit vom Spektrum herkömmlich eingesetzter
Wellenlängen
im W-Bereich entfernt sind, können
mit Hilfe des erfindungsgemäßen reflektierenden
Spiegels mit hoher Lichtausbeute zur lithographischen Strukturierung
eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
der 1 bis 8 beschrieben. Es zeigen:
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Die 1 bis 5 einen reflektierenden optischen
Spiegel in Querschnittansicht in verschiedenen Stadien des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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6 den
zeitlichen Verlauf des natürlichen Oxidwachstums
auf einem herkömmlichen
reflektierenden Spiegel,
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7 den
zeitlichen Verlauf des natürlichen Oxidwachstums
bei einem erfindungsgemäßen reflektierenden
Spiegel und
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8 einen
vereinfachten schematischen Aufbau beim lithographischen Strukturieren
eines Halbleiterprodukts mit Hilfe eines reflektierenden Spiegels.
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1 zeigt
einen reflektierenden Spiegel, der aus einem Substrat 10 und
einer Folge von aufeinander abgeschiedenen dünnen Schichten 11a, 11b besteht.
Als Substrat 10 kann ein Halbleitersubstrat oder auch ein
beliebiges anderes, ausreichend dickes und stabiles Substrat verwendet
werden. Die Schichtdicken der einzelnen Schichten 11a, 11b ist so
bemes sen, daß eine
Wellenlänge λ an den Grenzflächen einander
benachbarter Schichten so reflektiert wird, daß die reflektierten Teilstrahlen
konstruktiv miteinander interferieren; möglichst hohe Lichtintensität der insgesamt
reflektierten Strahlung ist für
eine kurze Belichtungszeit beim Belichten der Halbleiterprodukte
erwünscht.
Der große
Einfallswinkel elektromagnetischer Strahlung der Wellenlänge λ ist in 1 lediglich zur Veranschaulichung
der Reflexion an unterschiedlichen Grenzflächen dargestellt; in der Praxis
erfolgt die Reflexion praktisch senkrecht zur Oberfläche der
Multischichtstruktur 11.
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Die Schichtenfolge 11 in 1 wird durch sukzessives
Abscheiden der einzelnen Schichten hergestellt, beispielsweise durch
einen CVD-Prozeß (vorzugsweise
Sputtern; ion beam deposition), bei dem die Gaszusammensetzung zeitlich
so variiert wird, daß die
der Oberfläche
zugeführten
Gase die gewünschte
Schichtenfolge bilden. Vorzugsweise wird eine Zweischichtstruktur
aus Schichten alternierender Materialzusammensetzung gebildet, etwa eine
Folge aus einander abwechselnden Molybdän- und Siliziumschichten. Die
Schichtdicke der einzelnen Schichten richtet sich nach der verwendeten Wellenlänge und
folgt aus der Bedingung konstruktiver Interferenz der reflektierten
Strahlung.
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Gemäß 2 wird auf den reflektierenden Spiegel,
bei dem die innere Struktur der Multischichtstruktur 11 nicht
mehr im einzelnen dargestellt ist, eine Deckschicht 12 aufgebracht,
vorzugsweise durch eine chemische Gasphasenabscheidung, bei der
Silizium und gleichzeitig der Dotierstoff für die negative Dotierung der
Deckschicht abgeschieden werden. Als Dotierstoff kann beispielsweise
Phosphor oder Arsen verwendet werden; entscheidend ist lediglich,
daß die
Konzentration des Dotierstoffs ausreichend hoch gewählt wird,
um ein geeignetes Aufwachsverhalten des mit Hilfe von Wasserstoffperoxid künstlich
gewachsenen Oxids zu erzielen. Eine hohe Dotierstoffkonzentration
insbesondere von n-Dotierungen hat zur Folge, daß – insbesondere bei Wachstum
von n-Silizium mit Hilfe von Wasserstoffperoxid und Platin als Katalysator – ein sehr
schnelles Wachstum erzielt wird, das jedoch nach wenigen Stunden
stark verlangsamt wird. Obwohl dies nicht notwendigerweise einer
Sättigung
gleichkommt, ist die erzielte Verlangsamung des Oxidwachstums (während des
künstlich
herbeigeführten,
beschleunigten Wachstumsprozesses) geeignet, auch ein späteres natürliches
Oxidwachstum zu erschweren. Jedoch auch im Falle von p-Dotierungen
und bei anderen Grundmaterialien für die Deckschicht wird in Folge
des künstlichen
beschleunigten Wachstums eine Oxidschichtdicke einer Homogenität erzielt,
die beim natürlichen
Wachstum nicht erreichbar ist.
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Auf die Deckschicht 12 (capping
layer) wird zunächst
eine Pufferschicht 13 und darauf eine Maskenschicht 14 aufgebracht,
welche anschließend strukturiert
wird, wie in 3 dargestellt.
Der reflektierende Spiegel 1 erhält so seine Maskenstruktur, die
in den von der Maskenschicht bedeckten Bereichen eine Reflexion
der Strahlung verhindert. Insbesondere im EUV-Bereich führt die
Absorption der Strahlung in der Maskenschicht zur Bildung einer
Positivmaske auf den reticle 1.
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Gemäß 4 wird die Pufferschicht entfernt, um
die darunterliegende, erfindungsgemäß stark negativ dotierte Deckschicht
aus Silizium 12 freizulegen. Falls die Strukturierung der
Maskenschicht 14 fehlerhaft ist, können Defekte mit Hilfe herkömmlicher
Verfahren korrigiert werden, bevor die Pufferschicht 13 dort,
wo sie freiliegt, entfernt wird.
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Auf der freigelegten, erstmals für längere Zeit der
Umgebungsluft ausgesetzten Siliziumschicht 12 bildet sich
eine Oxidschicht 15 aus, die zu einer Schichtdicke von
einigen Nanometern heranwächst.
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Das künstlich herbeigeführte Oxidwachstum ist
schematisch in 5 dargestellt.
Der zumindest mit seiner Deckschicht 12 in eine wässrige Lösung von
Wasserstoffperoxid 20 eingetauchte optische Spiegel wird
bei Raumtemperatur oder bei einer erhöhten Temperatur, vorzugsweise
in Anwesenheit von Platin oder einem anderen Katalysator oxidiert. Die
beschleunigte Oxidation führt
zu einem homogenen Wachstum, das ein ansonsten stattfindendes inhomogenes,
natürliches
Wachstum vorwegnimmt.
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Der zeitliche Verlauf des natürlichen
Oxidwachstum von Silizium und Dioxid ist schematisch und rein qualitativ
in 6 dargestellt. Es
ist zu erkennen, daß die
Schichtdicke der Oxidschicht 15 monoton ansteigt und die
Zeitabhängigkeit
der Oxidschichtdicke keine besonderen Auffälligkeiten zeigt. Dieses Verhalten
wird bei herkömmlichen
Deckschichten etwa aus undotiertem Silizium beobachtet.
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Das Wachstum bei einem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines reflektierenden optischen Spiegels ist in 7 dargestellt. Zunächst wird
während
einer Zeit ts, die bei Verwendung von Wasserstoffperoxid
mit Platin bei Raumtemperatur zwischen einer halben und 2 Stunden
liegen kann, ein sehr viel schnelleres Wachstum erzielt als bei
einer natürlichen
Oxidation. Wenn die vorgesehene Mindestschichtdicke ds von
zwischen beispielsweise 0,8 und 2,0 nm erreicht ist, wird das künstliche
Oxidwachstum abgebrochen. Der hergestellte optische Spiegel besitzt
zwar eine Oxidschicht, die die Reflektivität des Spiegels mindert. Diese
Verminderung ist jedoch infolge der Homogenität des künstlichen Oxids auf allen Bereichen
der freiliegenden Deckschicht gleich stark, so daß der Spiegel
bessere Eigenschaften für
das lithographische Belichten von Halbleiterprodukten besitzt.
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Die zeitabhängigen Schichtdickenverläufe der 6 und 7 sind nicht maßstäblich dargestellt; insbesondere
ist die Zeitachse in 6 und 7 nicht zwangsläufig linear.
Jedoch ist den 6 und 7 zu entnehmen, daß das künstlich
erzeugte Oxid wesentlich schneller gewachsen wird als ein natürliches Oxid
vergleichbarer Dicke. Vor allem erfolgt ein eventuelles natürliches
Wachstum auf die künstlich
erzeugte Oxidschicht (in 7 der
rechte Arm der Schichtdickenfunktion rechts vom Knickpunkt zur Zeit
ts) allenfalls mit der gleichen geringen
Wachstumsrate wie beim natürlichen
Wachstum nach Erreichen einer entsprechenden Gesamtschichtdicke, wenn
nicht sogar mit einer demgegenüber
verringerten Wachstumsrate.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäß dotierten Deckschicht
auf dem reflektierenden Spiegel wird eine natürliche Oxidschicht ausgebildet,
die über
die ganze Oberfläche
der Deckschicht eine homogene Schichtdicke besitzt. Die Schichtdicke
bleibt daher für
lange Zeit homogen und praktisch konstant. Dies ermöglicht eine
homogene Reflektivität
des reflektierenden Spiegels, der insbesondere in der Halbleiterfertigung
ausgenutzt werden kann, um die Belichtungszeit zum Strukturieren
von Halbleiterprodukten zu verringern und den Durchsatz zu steigern.
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8 zeigt
schematisch den Aufbau einer Einrichtung zum lithographischen Belichten
eines Halbleiterprodukts 2 mit Hilfe eines reflektierenden optischen
Spiegels (reticle) 1. Eine Strahlungsquelle 4 für elektromagnetische
Strahlung im extremen W-Bereich zwischen 1 und 100 nm wird durch
eine nicht dargestellte erste Abbildungsoptik auf das reticle 1
gerichtet und erzeugt in Höhe
der Maskenschicht 14 ein Zwischenbild, welches mit Hilfe
einer zweiten Abbildungsoptik 3, die ebenfalls reflektierend
arbeitet, um einen Faktor 4 bis 10 verkleinert auf das Halbleiterprodukt 2,
insbesondere einen Wafer 2 abgebildet wird. Mit Hilfe des
Belichtungsvorgangs wird eine auf dem Halbleitersubstrat angeordnete,
nicht näher dargestellte
Lackschicht mit der verkleinerten Struktur der Maskenschicht 14 belichtet
und kann anschließend
entwickelt werden, um eine nicht dargestellte Schicht auf dem Halbleitersubstrat 2 zu
strukturieren. Der Stepper 5 bewegt das Halbleitersubstrat 2 in
x- und y-Richtung schrittweise, um wiederholt unterschiedliche Bereiche
auf dem Halbleiterwafer 2 nacheinander belichten zu können. Da
eine große Anzahl
von Belichtungsvorgängen
erforderlich ist und zudem eine große Anzahl von Halbleitersubstraten 2 auf
diese Weise vielfach wiederholt belichtet wird, hängt der
Durchsatz bei der Fertigung von Halbleiterschaltungen von der erforderlichen
Belichtungszeit ab. Durch die erfindungsgemäß stark negativ dotierte Deckschicht
auf dem reticle 1 wird eine homogene Oxidschicht entsprechend der
Sättigungsschichtdicke
ausgebildet. Da weiteres Oxidwachstum nicht mehr in nennenswertem
Ausmaß auftritt,
bleibt die Reflektivität
des Spiegels sehr hoch und homogen, was kürzere Belichtungsvorgänge ermöglicht.
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- 1
- reflektierender
optischer Spiegel
- 2
- Halbleitersubstrat
- 3
- Abbildungsoptik
- 4
- Strahlungsquelle
- 5
- Stepper
- 10
- Substrat
- 11
- Multischichtenfolge
- 12
- n-dotierte
Deckschicht
- 13
- Pufferschicht
- 14
- strukturierte
Maskenschicht
- 15
- natürliche Oxidschicht
- 20
- Wasserstoffperoxid
- 21
- Katalysator
(Platin)