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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer lithographischen
Belichtung mithilfe polarisierter elektro-magnetischer Strahlung in einer lithographischen
Belichtungseinrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte
aufweist:
- – Herstellen
eines Polarisationsgitters,
- – Bereitstellen
einer lithographischen Belichtungseinrichtung mit einer strukturierten
Maske und eines Halbleiterprodukts und
- – lithographisches
Belichten des Halbleiterprodukts in der lithographischen Belichtungseinrichtung
derart, dass elektromagnetische Strahlung die Maske und das Polarisationsgitter
passiert und auf das Halbleiterprodukt auftrifft und dieses strukturiert.
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Ein
derartiges Verfahren wird in der Halbleiterfertigung eingesetzt,
um auf lithographischem Wege Schichten integrierter Halbleiterschaltungen oder
Maskenschichten zu strukturieren. Dabei wird ein herzustellendes
zweidimensionales Muster in vergrößerter Form zunächst auf
einer Maske (Reticle) gefertigt. Bei der Strukturierung des Halbleiterprodukts
wird die strukturierte Maske in den Strahlengang eines optischen
Systems eingebracht, so dass bei der Belichtung des Halbleiterprodukts
die auf der Maske hergestellte Struktur in verkleinertem Maßstab auf
das Halbleiterprodukt übertragen
wird. Durch wiederholtes Belichten mit jeweils unterschiedlichen
Halbleiterprodukten oder Oberflächenbereichen
von Halbleiterprodukten wird die gewünschte Halbleiterschaltung
in hoher Stückzahl
gefertigt.
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Zur
lithographischen Belichtung werden heutzutage Belichtungsquellen
im UV-Bereich eingesetzt. Mit Hilfe eines optischen Systems der
lithographischen Belichtungseinrichtung werden die Maske und das
Halbleiterprodukt unter schrägem
Lichteinfall belichtet, wobei die Winkelverteilung des einfallenden
Lichts häufig
radialsymmetrisch ist wie etwa im Falle eines kegelmantelförmigen Lichtbündels mit einem
bestimmten Öffnungswinkel
relativ zur optischen Achse. Durch das optische System wird das von
der Maske weitergeleitete Licht auf die oberste Schicht des Halbleiterprodukts
gelenkt.
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Zur
Erzeugung möglichst
kleiner Strukturen muß entweder
die Wellenlänge
der verwendeten elektromagnetischen Strahlung verringert oder die numerische
Apertur der Belichtung vergrößert werden.
Die numerische Apertur ist proportional zum Sinus des Öffnungswinkels
des kegelmantelförmigen Lichtbündels, das
auf die Maske auftrifft. Je größer der Öffnungswinkel
und damit der Einfallswinkel der elektromagnetischen Strahlung,
umso größer ist
das Auflösungsvermögen der
lithographischen Belichtung.
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Für eine hochwertige
optische Abbildung ist ein ausreichend hoher Kontrast zwischen belichteten und
unbelichteten Stellen erforderlich. Dieser wird beeinflußt durch
Reflexions- und Transmissionsvorgänge (je nach Maskentyp) und
durch die chemischen Folgereaktionen beim Eintreffen der elektromagnetischen
Strahlung in das Material der belichteten obersten Schicht des Halbleiterprodukts.
Beide Effekte sind abhängig
von dem Einfallswinkel sowie von der Polarisationsrichtung der einfallenden
Strahlung. Gedanklich kann man unpolarisiertes oder zirkular polarisiertes
einfallendes Licht der verwendeten elektromagnetischen Strahlung
in eine transversal-magnetische
und eine transversal-elektrische Komponente aufteilen, wobei die
transversale Richtung senkrecht zur lokalen Einfallsebene des schräg auftreffenden
jeweiligen Lichtstrahls gerichtet ist. Die jeweilige Einfallsebene
wird durch den jeweiligen Lichtstrahl selbst und das Lot, d. h.
die Flä chennormale
der Maske oder des Halbleiterprodukts aufgespannt.
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An
der Grenzfläche
zwischen zwei unterschiedlich dichten optischen Medien sind Reflexion und
Transmission außer
vom Einfallswinkel auch von der Polarisationsrichtung der jeweiligen
Komponente abhängig;
beispielsweise tritt bei der transversal-elektrischen Komponente
stets eine stärkere Transmission
auf als bei der transversal-magnetischen Komponente. Dadurch werden
bei der lithographischen Abbildung zwei unterschiedlich polarisierte
Komponenten der elektromagnetischen Strahlung mit unterschiedlicher
Intensität
auf das Halbleiterprodukt übertragen
und führen
daher zu Kontrastschwankungen; je nach Anteil des transversal-elektrischen
oder transversal-magnetischen
Anteils des zum Halbleiterprodukt und in dessen oberste Schicht hineingelangenden
Lichts wird ein höherer
Kontrast (hervorgerufen durch die transversal-elektrische Komponente)
oder ein schlechterer, geringerer Kontrast (hervorgerufen durch
die transversal-magnetische Komponente) erreicht.
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Um
den Kontrast der lithographischen Abbildung zu erhöhen, ließe sich
mit Hilfe eines Polarisationsgitters die transversal-magnetische
Komponente, die den Kontrast verringert, zurückhalten, so dass mit Hilfe
ausschließlich
oder überwiegend
der transversal-elektrischen Komponente eine Abbildung hohen Kontrasts
erreicht wird.
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Es
sind jedoch keine praktikablen Verfahren bekannt, um für die Zwecke
einer lithographischen Belichtung von Halbleiterprodukten geeignete
Polarisationsgitter herzustellen. Schwierigkeiten bereitet vor allem
die kurze Wellenlänge
der verwendeten elektromagnetischen Strahlung, die im UV-Bereich liegt
und somit von gängigen
Polarisationsfiltern nicht mehr zurückgehalten wird. Zumindest
für die
Zwecke der lithographischen Belichtung von Halbleiterprodukten,
die integrierte Halbleiterschaltungen mit Strukturabmessungen im
Nanometerbe reich benötigen,
ist der Anteil der transversalmagnetischen Strahlung und somit der
Anteil der unpolarisierten Strahlung, der bei Verwendung eines herkömmlichen Polarisationsfilters
bis zum Halbleiterprodukt durchgelassen wird, zu hoch.
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Verfahren
der eingangs genannten Art sind in
US 5,442,184 A und
US 5,624,773 A offenbart. Ferner
offenbart
DE 102 61
558 A1 ein Verfahren, bei dem ein diffraktives optisches
Bauteil unter Verwendung einer aushärtbaren magnetischen Flüssigkeit hergestellt
wird, wobei die magnetische Flüssigkeit im
noch nicht ausgehärteten
Zustand einem Magnetfeld ausgesetzt wird und danach ausgehärtet wird. Dabei
wird lediglich die äußere Form
der Flüssigkeit, die
ingsgesamt magnetich ist, beeinflusst. Speziell geformte magnetische
Partikel sind in ihr nicht enthalten.
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JP 04067003 A und
JP 03135725 A offenbaren
alternative Verfahren, bei denen in einer Flüssigkeit enthaltete magnetische
Partikel hinsichtlich ihres magnetischen Moments durch lokale Einwirkung
eines Magnetfeldes in Teilbereichen der Flüssigkeit ausgerichtet werden.
Eine spezielle räumliche
Form der magnetischen Partikel ist jedoch nicht offenbart; insbesondere
wird keine räumliche
Vorzugsrichtung der magnetischen Partikel hergestellt.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
eines Polarisationsgitters bereitzustellen, mit dem bei der lithographischen
Belichtung von Halbleiterprodukten eine höhere optische Qualität, insbesondere
ein höherer Kontrast
erreicht wird. Dazu soll ein Polarisationsgitter bereitgestellt
werden, das kontrastmindernde Komponenten der elektromagnetischen
Strahlung, welche eine ungünstige
Polarisationsrichtung besitzen, möglichst vollständig zurückhält.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass bei dem eingangs genannten Verfahren das Polarisationsgitter
hergestellt wird, indem
- – ein Matrixmaterial, das eine
Vielzahl nadelförmiger
Partikel aus einem elektrisch leitfähigen Material enthält, auf
einen Träger
aufgebracht wird und
- – indem
die nadelförmigen
Partikel mit Hilfe eines äußeren Feldes
in eine Vorzugsrichtung ausgerichtet werden und in ausgerichteter
Orientierung innerhalb des Matrixmaterials fixiert werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass in einem flüssigen,
zähflüssigen oder
kolloiden Matrixmaterial eingebettete längliche Partikel verteilt werden, die
nach Auftragen des Matrixmaterials auf den Träger durch Anlegen eines äußeren Feldes
ausgerichtet werden, so dass ihre Haupterstreckungsrichtung in eine
Vorzugsrichtung weist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die
nadelförmigen
Partikel aus einem elektrisch leitfähigen, beispielsweise metallischen
Material bestehen. In in Vorzugsrichtung ausgerichteter Orientierung
bewirken sie eine Dämpfung elektromagnetischer
Strahlung in Richtung der Vorzugsrichtung, da auftreffende elektromagnetische Strahlung,
deren elektrisches Feld in Richtung der Vorzugsrichtung schwingt,
in den länglichen,
nadelförmigen
Partikeln oder Kristallen elektrische Felder umgekehrter Richtung
induziert. Beide elektrische Felder kompensieren sich gegenseitig,
so dass nur die transversal-elektrische Komponente, deren elektrisches
Feld senkrecht zur Vorzugsrichtung der nadelförmigen Partikel schwingt, durchgelassen
wird. Das auf einen Träger
aufgebrachte Matrixmaterial mit den nadelförmigen Partikeln eignet sich
somit als Polarisationsfilter im UV-Bereich besser als herkömmliche
Filter aus organischen Materialien, bei denen die elektrische Leitfähigkeit
entlang gestreckter organischer Moleküle nicht ausreicht, um hochfrequente
ultraviolette Strahlung auszuschalten.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die nadelförmigen
Partikel aus einem ferromagnetischen Material bestehen und durch
ein Magnetfeld ausgerichtet werden. Beispielsweise können Materialien, die
Eisen, Nickel oder Kobalt enthalten sein, die mit Hilfe des Magnetfeldes
in dessen Richtung als Vorzugsrichtung orientiert werden. Das Matrixmaterial wird
zunächst
in relativ dünnflüssiger Form
auf den Träger
aufgebracht und wird, beispielsweise durch Trocknen, Erhitzen oder
durch chemische Vorgänge zu
einer zähflüssigen oder
harten Schicht umgewandelt, in der die Orientierung der einmal ausgerichteten
nadelförmigen
Partikel unveränderbar
ist.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die nadelförmigen
Partikel aus einem metallischen Material bestehen. Das diese Partikel
umgebende Matrixmaterial ist für
die verwendete elektromagnetische Strahlung transparent.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäße Verfahrens
sieht vor, dass als Träger die
unstrukturierte Seite einer Maske verwendet wird. Herkömmlich wird
eine Maske (Reticle) nur von einer Seite strukturiert; die andere
Seite üblicherweise eben.
Insbesondere bei Transmissionsmasken würde eine strukturierte Rückseite
die zum Belichten verwendeten Strahlenbündel zusätzlich beeinflussen.
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Bei
dieser Ausführungsform
jedoch wird die Rückseite
als Träger
für ein
Polarisationsgitter verwendet, so dass zwei weitere Oberflächen entfallen, die
bei Einbringung eines zusätzlichen,
von der Maske räumlich
getrennten Polarisationsgitters oder Polarisationsfilters erforderlich
wären.
Somit entfallen auch zwei Oberflächen,
an denen sich Gelegenheit zur Ablagerung von Verunreinigungen bietet.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Maske eine Transmissionsmaske ist und dass
das Halbleiterprodukt mit elektromagnetischer Strahlung einer Wellenlänge unterhalb
250 nm belichtet wird.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der 1 bis 15 beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer lithographischen Belichtungseinrichtung,
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2 eine
schematische Draufsicht auf ein Polarisationsgitter,
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3 das
erfindungsgemäße Verfahren,
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die 4 bis 13 mehrere
herkömmliche Verfahren,
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14 eine
Maske mit einem auf ihrer Rückseite
ausgebildeten Polarisationsgitter und
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15 eine
schematische Darstellung der Filterung elektromagnetischer Strahlung
durch ein Polarisationsgitter.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer lithographischen Belichtungseinrichtung
zur Belichtung eines Halbleiterprodukts 4, insbesondere eines
Wafers. Von einer Lichtquelle ausgesandte elektromagnetische Strahlung 2 der
Wellenlänge λ wird mit
Hilfe eines optischen Systems 13 zunächst auf eine Maske 3 fokussiert,
die eine bereits vorstrukturierte Maskenschicht mit einem Maskenmuster
aufweist. Auf der Rückseite
der Maske 3 ist ein erfindungsgemäß ausgebildetes Polarisationsgitter 5 dargestellt,
das aus vielen zueinander parallelen, linienförmigen Leiterbahnen aus elektrisch
leitfähigem, beispielsweise
metallischem Material bestehen und die senkrecht zur Zeichenebene
orientiert werden. Der Abstand dieser Linien voneinander ist übertrieben
groß dargestellt;
er ist in Wirklichkeit wesentlich kleiner als die Abmessungen der
Maskenstrukturen auf der in 1 oben angeordneten
Vorderseite der Maske. Alternativ zur Ausbildung des Polarisationsgitters
auf der Maskenrückseite
kann auch ein separates Polarisationsgitter 5 angeordnet
sein, dessen parallel zueinander orientierte Leiterbahnen auf einem
Träger 6 aufgebracht
und angeordnet sind. In diesem Fall entfallen die schwarz dargestellten
Leiterbahnen auf der Rückseite
der Maske 3. Das Maskenmuster der Maske 3 wird
durch das optische System 13 der Belichtungseinrichtung 1 auf
eine zu strukturierende Schicht 4a des Halbleiterprodukts 4 übertragen
und dabei verkleinert.
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2 zeigt
eine schematische Draufsicht auf das erfindungsgemäß ausgebildete
Polarisationsgitter 5. Auf einem Träger 6 ist eine Vielzahl
zueinander paralleler elektrisch leitfähiger, beispielsweise metallischer
Leiterbahnen 9 angeordnet, die entlang einer Vorzugsrichtung
x ausgerichtet sind. Parallel zur Vorzugsrichtung x polarisiertes
Licht wird nicht durch den Träger 6 hindurchgelassen.
Die Vorzugsrichtung x steht jeweils senkrecht zu den weiteren Richtungen
y, z eines kathesischen Koordinatensystems.
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3 zeigt
das erfindungsgemäße Verfahren,
mit dem das in 2 idealisiert dargestellte Polarisationsgitter
hergestellt werden kann. 3 zeigt in der linken Hälfte ein
auf einen Träger 6 aufgebrachtes
Matrixmaterial 7, in welches nadelförmige Partikel 8 aus
einem elektrisch leitfähigen,
vorzugsweise ferromagnetischen Material eingelagert sind. Unmittelbar
nach dem Auftragen des dünnflüssigen Matrixmaterials 7 auf
den Träger 6 sind
die länglichen Partikel 8 wahllos
verteilt. Auch die Orientierung ihrer jeweiligen Haupterstreckungsrichtung
ist statistisch wahllos verteilt. Durch Anlegen eines externen Feldes
können
die Partikel 8 mit ihrer Haupterstreckungsrichtung parallel
zueinander ausgerichtet werden. Dazu wird, wie in der rechten Hälfte der 3 dargestellt,
beispielsweise ein externes Magnetfeld B angelegt, welches in Richtung
der Vorzugsrichtung x weist. Die ferro magnetischen Partikel 8 werden
innerhalb des Matrixmaterials 7 parallel zum Magnetfeld
B ausgerichtet und bilden daher ähnlich
wie Kompaßnadeln
ein Muster zueinander in etwa paralleler nadelförmiger elektrischer Leiter.
Diese sind zwar nicht wie in 2 dargestellt,
in Form kontinuierlicher Linien angeordnet, erreichen jedoch ebenfalls
eine Polarisation elektromagnetischer Strahlung, sobald sie auf
den mit dem Matrixmaterial 7 bedeckten Träger 6 trifft.
Zu diesem Zweck wird das Trägermaterial
getrocknet, gehärtet
oder auf andere Weise so zähflüssig gemacht,
dass bei Abschalten des äußeren Magnetfeldes
oder bei sonstigen Einflüssen
die Anordnung und Orientierung der länglichen Partikel 8 unverändert bleibt.
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Die 4 zeigt
eine schematische Darstellung eines alternativen, herkömmlichen
Verfahrens, bei dem von einer Lichtquelle ausgehende kohärente Strahlung 12 mit
Hilfe eines Strahlteiles 15 in zwei kohärente Strahlenbündel 12a, 12b geteilt
wird, die mit Hilfe eines optischen Systems auf der Oberfläche 6a eines
Trägers 6 zur
Interferenz gebracht werden. Dadurch entsteht ein Interferenzmuster
aus Interferenzstreifen, die in 4 senkrecht
zur Zeichenebene verlaufen und parallel zu dieser Richtung x orientiert sind.
Mit Hilfe eines von der Intensität
der interferierenden kohärenten
elektromagnetischen Strahlung abhängigen Wachstums- oder Ätzprozesses
läßt sich ohne
mechanisches Strukturieren ein linienförmiges Muster auf dem Träger 6 herstellen. 4 zeigt
ein wellenförmiges
Profil aus einer Vielzahl von Interferenzlinien 11, die
aus einem elektrisch leitfähigen
Material bestehen. Die Interferenzlinien 11 bilden Leiterbahnen 9,
die ihrerseits zusammen mit dem Träger 6 das Polarisationsgitter
bilden. In 4 wird ein durch die kohärente Strahlung 12 unterstützter Wachstumsprozess
ausgenutzt, wodurch elektrisch leitfähiges Material 19 ausschließlich in
Bereichen hoher Intensität
der interferierenden elektromagnetischen Strahlung 12 einsetzt.
Die Bereiche hoher Intensität
sind in 4 anhand der Wellenberge großer lokaler Schichtdicke
erkennbar.
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In
den Wellentälern
befinden sich Bereiche destruktiver Interferenz; dort ist die Wachstumsrate vergleichsweise
gering.
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Das
in 4 dargestellte wellenförmige Profil aus zueinander
parallelen elektrisch leitfähigen Leiterbahnen
kann alternativ auch dadurch hergestellt werden, dass, wie in 5 dargestellt,
ein elektrisch leitfähiges
Material 19 zunächst
ganzflächig homogen
als Schicht auf die Oberfläche 6a des
Trägers 6 aufgewachsen
wird. Die homogene Schicht aus dem Material 19 kann anschließend zu
Leiterbahnen 9 strukturiert werden, wie in 6 dargestellt.
Dabei wird mit dem gleichen Versuchsaufbau wie in 4,
d. h. mit zwei beispielsweise durch Strahlteilung gebildeten zueinander
kohärenten Strahlenbündeln 12a, 12b ein
optisch unterstützter Ätzprozeß durchgeführt, bei
dem eine mit Hilfe eines Ätzmittels
durchgeführte Ätzung 13 an
der zunächst noch
homogenen Schicht aus dem Material 19 vorgenommen wird.
Dabei wird das Material 19 bevorzugt in Bereichen konstruktiver
Interferenz abgetragen, wodurch Wellentäler entstehen, in denen die
Schichtdicke des Materials 19 verschwindet. Dadurch entsteht
eine Vielzahl elektrisch leitfähiger
Leiterbahnen 9, die gemeinsam mit dem Träger 6 wiederum
das Polarisationsgitter 5 bilden.
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Ein
weiteres herkömmliches
Verfahren ist in den 7 bis 9 dargestellt.
Gemäß 7 wird auf
einem Träger 6 eine
Wachstumskeimschicht 16 aufgebracht, die beispielsweise
aus einem metallischen oder einem anderen elektrisch leitfähigem Material
bestehen kann. Diese Wachstumskeimschicht wird dann, wie in 8 dargestellt,
mit Hilfe eines Elektronenstrahls, eines Ionenstrahls oder eines
Lasers 17 zu einzelnen Leiterbahnen 9 strukturiert.
Diese Strukturierung ist wesentlich feiner als typische Abmessungen
der Strukturen der eigentlichen Maskenstruktur der Maske 3.
Dies ist deshalb möglich, weil
die Wachstumskeimschicht 6 eine nur sehr geringe Schichtdicke
von unterhalb 25 nm besitzt und nur als Keimschicht dient, um nachfolgend,
wie in 9 dargestellt, mit Hilfe eines elektrolytischen
Vorgangs das eigentliche Material 19, das die Leiterbahnen 9 bildet,
selektiv auf die linienförmigen
Bereiche der Wachstumskeimschicht 16 abzuscheiden. Dazu wird
der Träger 6 mit
der strukturierten Wachstumskeimschicht 16 als Elektrode
in eine elektrolytische Lösung 26 eingebracht,
aus der sich leitfähiges
Material 19 zur Ausbildung der Leiterbahnen 9 auf
der Wachstumskeimschicht 16 abscheidet. Der mit der Wachstumskeimschicht 16 versehene
Träger 6 ist daher
mit einem geeigneten elektrischen Potential V vorgespannt. Die Dicke
und somit auch Breite der Leiterbahnen 9 des hergestellten
Polarisationsgitters ist durch die Konzentration der elektrolytischen
Lösung 26 sowie
durch die Elektrolysedauer leicht einstellbar.
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Ein
weiteres herkömmliches
Verfahren ist in den 10 und 11 dargestellt.
Hierbei werden die das Polarisationsgitter ausbildenden Leiterbahnen
in Form von Drähten 20 aus
beispielsweise einem metallischen Material wie etwa Gold bereitgestellt.
Solche Drähte 20 sind
mit einem für
UV-Strahlung durchsichtigen, elektrisch isolierenden Material 21 vorgefertigt
lieferbar, besitzen jedoch einen Durchmesser D', der in der Regel weitaus größer ist als
für eine
Polarisation von Strahlung im UV-Bereich erforderliche Gitterkonstanten
eines Polarisationsgitters. Zur Reduzierung des Querschnitts der
Drähte 20 werden
diese extrudiert, wodurch sich die Durchmesser verkleinert und ihre
Länge vergrößert. Der Vorgang
des Extrudierens wird viele Male wiederholt, um schließlich einen
so dünnen
Draht 20 zu erhalten, dass er eine Abmessung unterhalb
der halben Wellenlänge
der für
die Belichtung eingesetzten magnetischen Strahlung besitzt. Auf
diese Weise erhaltene Drähte
werden, wie in 11 dargestellt, auf einem Träger 6 nebeneinander
aufgereiht. Die mit den extrudierten, ummantelten Drähten 20 versehene
Oberfläche 6a des
Trägers 6 dient
somit als Polarisationsgitter, bei dem auftreffende Strahlung entweder
auf den dünnen
Querschnitt der Drähte
trifft und dort absorbiert wird oder in den Zwischenräumen den
Träger 6 passiert.
Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit der
metallischen Drähte
entlang der nicht eigens dargestellten Vorzugsrichtung x senkrecht
zur Zeichenebene wird nur transversal zu dieser Richtung polarisiertes
Licht durchgelassen. Zur Vermeidung einer Brechung auftreffender
Lichtstrahlung hin zum metallischen Material im Inneren der Ummantelungen
wird die Anordnung aus den parallel ausgerichteten Drähten mit
einem Material, das für
die elektromagnetische Strahlung transparent ist, gleichmäßig aufgefüllt, so
dass eine planare Oberseite oberhalb der Drähte 20 entsteht.
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Die 12 und 13 zeigen
ein weiteres herkömmliches
Verfahren, mit dem ein Polarisationsfilter herstellbar ist. Hierbei
wird eine Vielzahl von Substraten 22, die jeweils mit einer
dünnen
Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material 23 bedeckt sind,
aufeinander angeordnet und zusammengefügt, beispielsweise gepreßt oder
geklebt. Der so gebildete Schichtenstapel 24 enthält in abwechselnder
Folge ein Substrat 22 bzw. eine für die elektromagnetische Strahlung
durchsichtige Schicht aus isolierendem Material und eine elektrisch
leitfähige
Schicht 23. Wird der Schichtenstapel 24 in Richtung
senkrecht zur Ebene der Schichten 22, 23 geschnitten, wie
durch die gestrichelte Linie 25 in 12 dargestellt,
läßt sich
eine Scheibe 26 herstellen, die entlang ihrer Seitenflächen abwechselnd
Bereiche der Substrate 22 bzw. der optisch transparenten,
isolierenden Schichten 22 und der elektrisch leitfähigen Schichten 23 aufweist.
Wird eine solche Scheibe 26 in ihrer Seitenfläche auf
einen Träger 6 aufgebracht, so
entsteht ebenfalls ein Polarisationsgitter 5, welches bei
jeweils ausreichend dünner
Schichtdicke der Schichten 22, 23 zur Absorption
transversalmagnetischer Moden elektromagnetischer Strahlung in einer
lithographischen Belichtungseinrichtung einsetzbar ist.
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Das
nach einem der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Polarisationsgitter 5 kann separat auf einem Träger 6 hergestellt
werden und dann in den optischen Strahlengang der lithographischen
Belichtungseinrichtung 1 aus 1 eingebracht
werden. Das Polarisationsgitter 5 kann alternativ auf der
Maske 3 ausgebildet werden, und zwar deren Rückseite. 14 zeigt
eine auf diese Weise bearbeitete Maske 3, die auf ihrer
in 14 nach unten weisenden Vorderseite die Maskenstruktur
aufweist, die aus einer strukturierten Maskenschicht gebildet wird.
Auf ihrer in 14 nach oben weisenden Rückseite
ist ein Polarisationsgitter 5 aus einer Anordnung zueinander
paralleler elektrischer Leiterbahnen 9 ausgebildet; deren
Abstände
und Abmessungen sind in 14 übertrieben groß dargestellt.
In der Realität
sind sie deutlich kleiner als die Abmessungen der Strukturen des
Maskenmusters auf der Oberseite der Maske, d. h. als die kritische
Strukturbreite. Vorzugsweise ist die Gitterkonstante g kleiner als
die Hälfte
der Wellenlänge λ der verwendeten
elektromagnetischen Strahlung 2.
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15 zeigt
schematisch die Absorption transversalelektrisch polarisierten Lichts
durch ein Polarisationsgitter 5, das eine Vielzahl von
Leiterbahnen 9 aufweist, die entlang einer Vorzugsrichtung
x parallel zueinander ausgerichtet sind. Senkrecht oder schräg auf die
Oberfläche
des Polarisationsgitters 5 einfallende elektromagnetische
Strahlung 2 der Wellenlänge λ läßt sich
gedanklich in eine Komponente parallel zur Vorzugsrichtung x (die
transversal-magnetische Komponente TM) und die senkrecht dazu polarisierte
Komponente (transversal-elektrische Komponente TE) aufteilen. In
den Leiterbahnen 9 bzw. den gegebenenfalls in Form von
nadelförmigen
Partikeln 8 gemäß 3 gebildeten
elektrisch leitfähigen
Material werden durch die transversal-magnetische Komponente TM
elektrische Ströme
induziert, die die elektrischen Felder der einfallenden elektrischen
Strahlung 2 kompensieren und dadurch die transversal-magnetische
Komponente TM nicht durch den Polarisationsfilter 5 hindurchlassen.
Die transversal-elektrische Komponente TE wird hingegen durch das
Polarisationsgitter 5 nicht abgehalten und passiert dieses.
In der lithographischen Belichtungseinrichtung gemäß 1 wird somit
am Ort des Halbleiterprodukts 4 die optische Abbildung
ausschließlich
mit transversal-elektrisch polarisiertem Licht hergestellt. Dadurch
wird der Kontrast der optischen Abbildung vergrößert.
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- 1
- lithographische
Belichtungseinrichtung
- 2
- elektromagnetische
Strahlung
- 3
- Maske
- 4
- Halbleiterprodukt
- 4a
- zu
belichtende Schicht
- 5
- Polarisationsgitter
- 6
- Träger
- 6a
- Oberfläche
- 7
- Matrixmaterial
- 8
- nadelförmiges Partikel
- 9
- Leiterbahn
- 11
- Interferenzlinie
- 12
- kohärente Strahlung
- 12a,
12b
- Strahlenbündel
- 13,
14
- optisches
System
- 15
- Strahlteiler
- 16
- Wachstumskeimschicht
- 17
- Elektronen-
oder Ionenstrahl oder Laser
- 19
- elektrisch
leitfähiges
Material
- 20
- Draht
- 21
- Ummantelung
- 22
- Substrat
- 23
- elektrisch
leitfähige
Schicht
- 24
- Schichtenstapel
- 25
- Schnittlinie
- 26
- Scheibe
des Schichtenstapels 24
- B
- Magnetfeld
- d
- Durchmesser
des extrudierten Drahtes 20
- D'
- ursprünglicher
Durchmesser des Drahtes 20
- g
- Gitterkonstante
- λ
- Wellenlänge
- TE
- transversal-elektrische
Komponente
- TM
- transversal-magnetische
Komponente
- x
- Vorzugsrichtung
- y,
z
- weitere
Richtungen