DE19810055A1 - Verfahren zur Nahfeldbelichtung mit im wesentlichen parallelem Licht - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Nahfeldbelichtung eines Objekts mittels im wesentlichen parallelem Licht über eine Maske zur Verfügung gestellt, wobei während des Belichtens der Abstand zwischen der Maske und dem Objekt kontinuierlich verändert wird. Die Vorteile der Erfindung liegen in der Vermeidung von Mängeln bei der Übertragung von Strukturen von einer Maske auf z. B. eine Photolackschicht infolge von Interferenz- bzw. Beugungserscheinungen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nahfeldbelichtung mit im wesentlichen parallelem Licht. Bei einem solchen Ver­ fahren wird eine Maske in Kontakt mit oder in verhältnis­ mäßig geringem Abstand zu einem zu belichtenden Objekt ange­ ordnet.

Bei einem derartigen Verfahren bewirkt der geringe Abstand zwischen der Maske und dem Objekt (Photolackschicht auf einem Substrat) Interferenzerscheinungen in dünnen Lamellen. Dabei tritt Lichtbeugung höherer Ordnung auf und es können Interferenzstreifen bzw. Newton'sche Ringe auftreten. Diese Erscheinungen führen zu Mängeln bei der Musterübertragung von der Maske auf z. B. eine Photolackschicht.

In der US-4 389 094 soll das Problem gelöst werden, daß eine Maske mit sehr feinen Schlitzen bei der Belichtung verschie­ dene parasitäre Beugungsstreifen erzeugt. Es wird gelöst, indem die Wellenlänge des einfallenden Lichtes als eine Funktion der Schlitzbreite gewählt wird, so daß nur Beugun­ gen erster und zweiter Ordnung auftreten und parasitäre Beu­ gungserscheinungen verhindert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Nahfeldbelichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem ein ne­ gativer Einfluß von Interferenz bzw. Beugung auf die Bild­ übertragung von einer Maske auf ein zu belichtendes Objekt verhindert wird.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche ge­ löst.

Bei der Lösung geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, während des Belichtens den Abstand zwischen der Maske und dem Objekt kontinuierlich zu verändern. Auf diese Weise wer­ den Interferenzstreifen, wie z. B. in Form von Newton'schen Ringen, die sich z. B. von Unebenheiten (kleinen Erhebungen der Photolackschicht) ausbreiten, über den Zwischenraum zwi­ schen der Maske und dem Objekt bewegt, so daß Übertragungs­ fehler beim Belichten (z. B. Unterbrechungen) an definierten Stellen verhindert werden, und die Interferenzstreifen ver­ schmiert und lediglich als Untergrund wirksam werden.

Der Vorteil der Erfindung liegt in einer hohen Abbildungs­ schärfe, z. B. bei der Belichtung mittels Nahfeld-Holographie auf der Basis von Beugung, oder dem Abschwächen bzw. Unterdrücken von parasitären Beugungserscheinungen z. B. bei der Schattenprojektion. Vorteilhafterweise läßt sich die Erfindung mit einfachen Mitteln, z. B. mit dem bereits vorhandenen Antrieb einer Belichtungseinrichtung bzw. durch einen Piezoschwingkristall, realisieren. Auf diese Weise ist das Verfahren auch sehr kostengünstig.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Belichtung mittels Nahfeld-Holographie, und

Fig. 2 die Verschiebung Newton'scher Ringe unterhalb der Belichtungsmaske gemäß Fig. 1 mittels des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Nahfeld-Holographie. Bei dem bekannten Verfahren der Nahfeldholographie wird linear polarisiertes monochromati­ sches und paralleles Licht in einem Winkel von z. B. 45° über eine Maske 1, die im Abstand A über einem Substrat 2, 3 an­ geordnet ist, eingestrahlt und das geradlinig durchgehende Licht 0. Ordnung mit dem um 90° gebeugtem Licht zur Interfe­ renz gebracht. Es entsteht eine stehende Welle, und die Struktur der Maske, in diesem Falle die Streifen b des Git­ ters der Maske 1, werden mit hoher Schärfe auf einen Photo­ lack 2 übertragen. Unter den Bereichen a der Maske 1 erfolgt eine weitgehende Auslöschung des Lichtes.

Kleine, häufig nicht vermeidbare Unebenheiten in der Substratoberfläche erzeugen durch Interferenzen in der dün­ nen Schicht zwischen Maske 1 und Photolack 2 Interferenz­ streifen z. B. die bekannten Newton'schen Ringe. Fig. 2 zeigt Newton'sche Ringe 4 unterhalb der Maske 1. Geschwärzte Streifen bedeuten Lichtauslöschung. Es ist zu erkennen, daß die Newton'schen Ringe in den Licht übertragenden Bereichen (Streifen b) unerwünschte Intensitätsschwankungen hervorru­ fen.

Gemäß der Erfindung wird beim Belichten der Abstand A in Fig. 1 kontinuierlich verändert, so daß sich, wie in Fig. 1 dargestellt ist, die Maske 1 im Bereich zwischen einem kleinsten Abstand A', wo sie z. B. in der Kontaktlithographie auf dem Photoresist aufliegt, und einem größten Abstand A'' kontinuierlich hin- und herbewegt (Doppelpfeil B). Bevorzug­ te Frequenzen der Abstandsänderung sind 0,1 bis 20 Hz, wobei 1,0 bis 10 Hz besonders bevorzugt sind. Der Abstand zwischen Maske und Objekt kann nahezu 0 bis zu 500 µm sein. Bevorzugt wird der Abstand im Bereich einer oder einiger Wellenlängen verändert. Das bedeutet, daß die Maske 1 in Fig. 1 nur we­ nig um ihre Nullage 0 hin- und herbewegt wird bzw. schwingt. Im Ergebnis werden die Interferenzstreifen bzw. die Newton'schen Ringe über das Belichtungsgebiet geführt, wo­ durch eine Verschmierung des negativen Effekts der Interfe­ renzstreifen auftritt, so daß sie nur noch als Untergrund wirken und die Schärfe der übertragenen Muster erhalten bleibt. Das mehrfache Durchfahren des Abstandes A bewirkt z. B. in Fig. 2 ein radiales Ausdehnen und Zusammenziehen (Doppelpfeile C) der Newtonringe 4.

Die erfindungsgemäße Abstandsänderung kann durch eine Bewe­ gung der Maske 1, wie in Fig. 1 dargestellt, oder auch durch eine Bewegung des zu belichtenden Objekts 2, 3 erreicht wer­ den. Vorteilhafterweise kann die Abstandsänderung mit einem bereits in der Belichtungseinrichtung vorhanden z. B. mecha­ nischen Antrieb und einer entsprechenden Steuerung erreicht werden. Sehr gleichmäßige Schwingungen können mit einem Pie­ zokristall erreicht werden.

Außer der Nahfeld-Holographie durch Lichtbeugung kann das erfindungsgemäße Verfahren z. B. auch bei der Belichtung mit­ tels Schattenprojektion zum Einsatz kommen. Durch die kon­ tinuierliche Abstandsveränderung werden parasitäre Beugungs­ erscheinungen abgeschwächt oder weicher gemacht. Bei dem Beugungsverfahren werden Abstandsänderungen von 5 bis 10 µm bevorzugt.

Bei der Belichtung mittels Schattenprojektion kann es zu Ab­ standsänderungen bis zu 500 µm kommen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Nahfeldbelichtung eines Objekts (2, 3) mittels parallelem Licht über eine Maske (1), wobei wäh­ rend des Belichtens der Abstand (A) zwischen der Maske (1) und dem Objekt (2, 3) kontinuierlich verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (1) den Abstand (A) mehrfach im Bereich zwi­ schen einem kleinsten Abstand (A') und einem größten Ab­ stand (A'') durchfährt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt (2, 3) den Abstand (A) mehrfach im Bereich zwischen einem kleinsten Abstand (A') und einem größten Abstand (A'') durchfährt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der kleinste Abstand nahezu 0 und der größte Abstand bis zu 500 µm betragen kann.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Objekt eine Photolackschicht (2) auf einem Substrat (3) ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abstandsänderung durch einen me­ chanischen Antrieb mit Steuerung für den Maske-Objekt- Abstand bewirkt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abstandsänderung durch die Schwin­ gung eines Piezokristalls bewirkt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Frequenz der Abstandsänderung 0,1 bis 20 Hz, vorzugsweise 1 bis 10 Hz ist.

9. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der Belichtung mittels Lichtbeugung bei der Nah­ feldbelichtung durch Holographie.

10. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bei der Belichtung mittels Schattenprojektion.