-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern von Strukturelementen auf strukturierten Masken für die Herstellung von nanostrukturierten oder mikrostrukturierten Bauteilen sowie eine entsprechend korrigierte, strukturierte Maske.
-
STAND DER TECHNIK
-
Bei verschiedenen Verfahren zur Herstellung von mikrostrukturierten und nanostrukturierten Bauteilen der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik werden strukturierte Masken eingesetzt, um die auf der Maske vorhandenen Strukturen auf ein entsprechendes Bauteil, wie beispielsweise einen Wafer, zu übertragen. Hierzu können photolithographische Verfahren oder Nanoimprinttechniken eingesetzt werden. Die entsprechenden strukturierten Masken unterscheiden sich im Wesentlichen lediglich durch die Ausbildung der Strukturierungsschicht, die die abzubildenden Strukturen enthält und die jeweils auf einem Substrat ausgebildet ist.
-
Mit fortschreitender Miniaturisierung der Bauteile der Mikroelektronik oder Mikrosystemtechnik steigen auch die Anforderungen an die exakte Ausbildung entsprechender strukturierter Masken, da bereits geringste Abweichungen der tatsächlichen Struktur von der gewünschten Struktur bei der Abbildung zu entsprechenden Fehlern führen können, die die Funktionsfähigkeit des damit hergestellten Bauteils beeinträchtigen oder gar vereiteln können.
-
Da der Aufwand für die Herstellung entsprechender strukturierter Masken, wie Retikel, hoch ist, ist es bereits bekannt, Platzierungsfehler, also Abweichungen der Position und Ausrichtung von Strukturelementen, in der Struktur einer strukturierten Maske zu korrigieren, um die erforderliche Spezifikation für die Verwendung der Maske zu erreichen.
-
Hierzu ist es bekannt im Substrat der Maske durch Wechselwirkung mit einem fokussierten Lichtstrahl, insbesondere Laserstrahl, eine Veränderung des Substratmaterials gegenüber dem umgebenden Substratmaterial zu erzeugen, die zu einer Korrektur von Platzierungsfehlern genutzt werden kann. Ein entsprechend lokal veränderter Bereich des Substrats wird als Pixel bezeichnet und die Dokumente
DE 10 2006 054 820 A 1 und
DE 10 2011 083 774 A1 beschreiben entsprechende Verfahren.
-
Eine Schwierigkeit bei der Korrektur von strukturierten Masken besteht jedoch darin, eine lokal begrenzte Korrektur durchzuführen, die lediglich in einem eng begrenzten Bereich wirksam ist und die es insbesondere ermöglicht in benachbarten Bereichen eine andersartige Korrektur vorzunehmen.
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Korrektur von strukturierten Masken bereitzustellen, bei welchem die Korrektur von Platzierungsfehlern auf einen engen lokalen Bereich begrenzt ist, sodass in benachbarten Bereichen unterschiedliche Korrekturen von Platzierungsfehlern durchgeführt werden können. Gleichwohl soll das Verfahren einfach durchführbar sein und die entsprechend korrigierte, strukturierte Maske soll weiterhin eine qualitativ hochwertige Übertragung der Strukturen ermöglichen.
-
TECHNISCHE LÖSUNG
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine strukturierte Maske mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Korrektur von Platzierungsfehlern von Strukturelementen auf strukturierten Masken vor, bei welchen die Pixel in einer bestimmten Form und an einem bestimmten Ort im Substrat der strukturierten Maske angeordnet werden. Konkret schlägt die Erfindung vor, für eine begrenzte Auswirkung der Pixelanordnung im Substrat die Pixel entweder entlang einer Linie, die quer zur Dicke des Substrats verläuft, mit einem Abstand von 5 µm bis 15 µm zur Strukturierungsschicht im Substrat anzuordnen, oder die Pixel in mindestens einer Spalte, die parallel zur Dickenrichtung des Substrats ausgerichtet ist, anzuordnen, wobei die mindestens eine Spalte einen Abstand zur Strukturierungsschicht von 15 µmbis 75 µm aufweist. Die Dickenrichtung des Substrats erstreckt sich hierbei quer, insbesondere senkrecht zur Oberfläche des Substrats, auf der die Strukturierungsschicht angeordnet ist, während die Strukturierungsschicht sich entlang einer Ebene erstreckt, die durch die Länge und Breite des Substrats aufgespannt ist.
-
Die Linie mit mehreren Pixeln (Pixellinie) kann insbesondere einen Abstand von der Strukturierungsschicht im Bereich von 5 µm bis 10 µm aufweisen. Entsprechend kann also die Pixellinie sehr nahe an der Strukturierungsschicht angeordnet werden, um eine lokal begrenzte Deformation des Substrats zur Korrektur eines Platzierungsfehlers zu bewirken. Der mittlere beeinflusste Bereich kann entsprechend auf ein Quadrat mit einer Kantenlänge von 10 µm begrenzt werden, wobei der mittlere beeinflusste Bereich dadurch definiert ist, dass innerhalb dieses Bereichs die durch die Pixel bewirkte Deformation mindestens die Hälfte des Maximalwerts der Deformation aufweist.
-
Mit einer derartigen Linienanordnung von Pixeln kann eine Deformation des Substrats und somit eine Korrektur eines Platzierungsfehlers im Bereich von 0,5 nm bis 2 nm bewirkt werden.
-
Die Pixellinie kann weiterhin einen Abstand zu dem zu korrigierenden Strukturelement und insbesondere zum Rand des zu korrigierenden Strukturelements im Bereich von 0 bis 5 µm, insbesondere bis zu 2 µm aufweisen, wobei der Abstand der Pixellinie zu dem zu korrigierenden Strukturelement dadurch bestimmt wird, dass das zu korrigierenden Strukturelement in Richtung der Dickenrichtung des Substrats auf eine Ebene, in der die Pixellinie angeordnet ist, projiziert wird. Allerdings ist es auch möglich die Pixellinie direkt unterhalb des zu korrigierenden Strukturelements zu platzieren.
-
Alternativ kann die Anordnung der Pixel in mindestens einer Spalte (Pixelspalte) erfolgen, die parallel zur Dickenrichtung des Substrats ausgerichtet ist und mindestens einen Abstand zur Strukturierungsschicht von 15 µm bis 75 µm und insbesondere von 20 µm bis 50 µm aufweist.
-
Mehrere Pixelspalten können in Breitenrichtung des Substrats nebeneinander und/oder in Längsrichtung des Substrats hintereinander angeordnet werden.
-
Die mindestens eine Spalte mit Pixeln kann von dem zu korrigierenden Strukturelement bzw. dessen Rand mit einem Abstand von bis zu 20 µm angeordnet werden, wobei der Abstand wiederum bezüglich einer Projektion des zu korrigierenden Strukturelements auf eine Ebene bestimmt wird, in der die Pixel angeordnet sind. Durch die Anordnung von Pixeln in Spalten und insbesondere von mehreren Spalten nebeneinander und hintereinander kann eine stärkere Deformation im Bereich von 1 nm bis 10 nm bewirkt werden, wodurch ein größerer mittlerer beeinflusster Bereich mit einer quadratischen Form mit einer Kantenlänge von 100 µm gebildet wird. Obwohl damit eine stärkere Beeinflussung des Substrats einhergeht, kann eine derartige Ausführungsform vorteilhaft sein, wenn die Pixelanordnung insbesondere in einem Bereich vorgesehen werden kann, der nicht für die Strukturübertragung von Bedeutung ist bzw. genutzt wird.
-
Die Pixel können mit einer Größe im Bereich von 0,5 µm mal 5 µm ausgebildet werden, wobei die Pixel, die in eine Linienanordnung vorgesehen sind vorzugsweise eine Größe von 0,5 µm mal 2 µm aufweisen, während die Pixel, die in einer Spaltenanordnung ausgebildet sind, vorzugsweise eine Größe von 0,9 µm mal 5 µm aufweisen.
-
Figurenliste
-
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
- 1 eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, strukturierten Maske und in
- 2 eine Schnittansicht durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, strukturierten Maske.
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele ersichtlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
-
Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, strukturierten Maske, wie sie nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Bei der in 1 gezeigten Maske handelt es sich um eine Photomaske bzw. ein Retikel, wie sie bei der Photolithographie im Durchstrahlungsmodus eingesetzt werden kann.
-
Die Maske umfasst ein Substrat 1 sowie Strukturelemente 2, die auf einer Oberfläche des Substrats 1 angeordnet sind und eine Strukturierungsschicht 3 bilden. Das Substrat 1 ist für das Arbeitslicht einer Projektionsbelichtungsanlage, in der die Maske aus 1 eingesetzt werden kann, transparent, während die Strukturelemente 2 das auftreffende Arbeitslicht absorbieren und / oder reflektieren, sodass die durch die Strukturelemente 2 in der Strukturierungsschicht 3 gebildete Struktur auf einen Wafer und eine dort angeordneten Photolack abgebildet werden kann.
-
Gemäß der Erfindung werden im Substrat 1, welches beispielsweise durch Quarzglas gebildet sein kann, durch fokussierte Bestrahlung mit Laserlicht Pixel 4 eingebracht, die durch lokales Aufschmelzen des Substratmaterials erzeugt werden und eine gegenüber dem übrigen Substratmaterial des Substrats 1 unterschiedliche Dichte aufweisen. Dadurch kommt es im Bereich der Pixel 4 zu einer lokalen Deformation des Substrats 1, welche dafür genutzt wird, einen Positionierungsfehler eines Strukturelements 2 zu korrigieren.
-
Gemäß der Erfindung ist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Linie 5 von Pixeln 4 (Pixellinie) in der Nähe eines hinsichtlich eines Platzierungsfehlers zu korrigierenden Strukturelements 2 im Substrat eingebracht. Die Pixel, die eine Größe von 0,5 µm × 2 µm aufweisen, sind mit einem Abstand 6 von der Strukturierungsschicht 3 und einem Abstand 7 von einer Projektion des zu korrigierenden Strukturelements 2 in die Ebene der Pixellinie 5 angeordnet. Der Abstand 7 der Pixellinie 5 vom Rand der Projektion der Strukturelemente 2 in die Ebene der Pixellinie 5 kann beispielsweise bis zu 2 µm betragen, wobei jedoch auch eine direkte Anordnung der Pixellinie 5 unterhalb des zu korrigierenden Strukturelemente 2 möglich ist. Der Abstand 6 der Pixellinie 5 zur Strukturierungsschicht 3 kann zwischen 5 und 10 µm liegen.
-
Durch die entsprechende Anordnung der Pixel 4 kann erreicht werden, dass der durch die Pixel 4 beeinflusste Bereich in seinen Dimensionen begrenzt ist, wobei die mittlere beeinflusste Zone ungefähr ein Quadrat mit einer Kantenlänge von 10 µm umfassen kann. Die Deformation des Substrats 1 zur Positionskorrektur des zu korrigierenden Strukturelemente 2 liegt im Bereich von 0,5 nm bis 2 nm. Entsprechend kann eine lokal begrenzte Korrektur eines Positionierungsfehlers eines Strukturelements vorgenommen werden, sodass eine Vielzahl von kleinen Bereichen mit geringen Kantenlängen unabhängig voneinander korrigiert werden können. Insbesondere können benachbarte Bereiche in unterschiedlicher Weise korrigiert werden.
-
Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, strukturierten Maske, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Die Maske umfasst wiederum ein Substrat 1 mit einer Strukturierungsschicht 3, in der Strukturelemente 2 angeordnet sind. Allerdings handelt es sich bei dem Ausführungsbeispiel der 2 um eine reflexive Maske, bei der das Arbeitslicht an der Maskenoberfläche mit der Strukturierungsschicht 3 reflektiert wird und die Maske nicht durchstrahlt wird. Entsprechend ist die Strukturierungsschicht 3 als Reflexionsschicht ausgebildet, während die Strukturelemente 2 als Absorberelemente ausgebildet sind, die das Arbeitslicht der Projektionsbelichtungsanlage absorbieren.
-
Auch in der in 2 gezeigten, strukturierten Maske sind im Substrat 1 Pixel 4 ausgebildet, die aufgrund ihrer Dichteunterschiede gegenüber dem umgebenden Substratmaterial eine lokale Deformation bewirken, um Platzierungsfehler von Strukturelementen 2 in der Strukturierungsschicht 3 auszugleichen. Bei der in 2 gezeigten Maske sind die Pixel in mehreren Spalten 8 angeordnet, die sich entlang der Dickenrichtung des Substrats 1 erstrecken. Mehrere Spalten 8 können entlang der Breiten - und / oder Längsrichtung des Substrats 1 nebeneinander und / oder hintereinander angeordnet sein, sodass eine zwei - oder dreidimensionale Gitterstruktur einer Pixelanordnung gebildet ist.
-
Eine derartige Pixelanordnung mit mindestens einer Spalte 8 aus mehreren Pixeln 4 wird in einem Abstand 9 von der Strukturierungsschicht 3 und in einem Abstand 10 von der Projektion des Randes des zu korrigierenden Strukturelements 2 auf eine Ebene der Pixel 4 angeordnet. Gegenüber der Linienanordnung des vorangegangenen Ausführungsbeispiels ist bei der flächigen bzw. zwei - oder dreidimensionalen Gitteranordnung der Pixel 4 bzw. der Anordnung der Pixel 4 in mindestens einer Spalte 8 der Abstand 10 von dem Strukturelemente 2 sowie der Abstand 9 von der Strukturierungsschicht 3 größer als beim Ausführungsbeispiel der 1. Gleichwohl kann auch mit einer derartigen Anordnung eine lokal begrenzte Verformung des Substrats 1 zur Korrektur eines Platzierungsfehlers erreicht werden, wobei die mittlere beeinflusste Zone ein Quadrat mit einer Kantenlänge von bis zu 100 µm sein kann. Die Deformation, die durch eine derartige Pixelanordnung erreicht werden kann, kann im Bereich von 1 bis 10 nm liegen. Eine derartige Pixelstruktur kann insbesondere in einem ungenutzten Bereich der Maske angeordnet werden.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird. Insbesondere schließt die vorliegende Offenbarung sämtliche Kombinationen der in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigten Einzelmerkmale mit ein, sodass einzelne Merkmale, die nur in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, auch bei anderen Ausführungsbeispielen oder nicht explizit dargestellten Kombinationen von Einzelmerkmalen eingesetzt werden können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Substrat
- 2
- Strukturelemente
- 3
- Strukturierungsschicht
- 4
- Pixel
- 5
- Pixellinie
- 6
- Abstand der Pixellinie zur Strukturierungsschicht
- 7
- Abstand der Pixellinie zur Projektion des Strukturelements
- 8
- Pixelspalte
- 9
- Abstand der Pixelspalte zur Strukturierungsschicht
- 10
- Abstand der Pixelspalte zur Projektion des Strukturelements
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006054820 A [0005]
- DE 102011083774 A1 [0005]
