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Die
vorliegende Erfindung betrifft lithografische Verfahren zur Bauelementherstellung
und insbesondere Auflösungsverbesserungstechniken
für solche
Verfahren.
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In
lithografischen Verfahren zur Bauelementherstellung wird die Strahlung
typischerweise auf eine mit einem Muster versehene Maske projiziert (auch
als Retikel bezeichnet), und die durch die Maske geleitete Strahlung
wird weiter auf Energie-sensitives Material geleitet, das auf einem
Substrat gebildet ist. Das Leiten der Strahlung durch eine mit einem Muster
versehene Maske mustert die Strahlung selbst, und eine Abbildung
des Musters wird in das Energie-sensitive Material eingebracht,
wenn das Energie-sensitive Resistmaterial der gemusterten Strahlung
ausgesetzt wird. Die Abbildung wird dann in dem Energie-sensitiven
Resistmaterial entwickelt und in das darunter liegende Substrat übertragen. Ein
integriertes Schaltkreis-Bauelement wird hergestellt, indem eine
Serie von solchen Belichtungen verwendet wird, um unterschiedliche
Materialschichten, die auf einem Halbleitersubstrat gebildet sind, mit
einem Muster zu versehen.
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Ein
integriertes Schaltkreis-Bauelement besteht aus einer sehr großen Anzahl
von einzelnen Bauelementen und Verbindungsleitungen dafür. Aufbau
und Dimensionen variieren unter den einzelnen Bauelementen. Die
Musterdichte (d. h. die Anzahl der Mustereigenschaften pro Flächeneinheit
des Musters) variiert ebenfalls. Die Muster, welche die integrierten
Schaltkreisbauelemente definieren, sind daher überaus komplex und nicht einheitlich.
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Wenn
die Komplexität
und die Dichte der Muster ansteigen, so erhöht sich auch die Notwendigkeit,
die Genauigkeit der lithografischen Werkzeuge zu erhöhen, die
verwendet werden, um die Muster zu erzeugen. Die Genauigkeit der
lithografischen Werkzeuge ist im Hinblick auf die Musterauflösung beschrieben.
Je besser die Auflösung
ist, desto enger ist die Übereinstimmung
zwischen dem Maskenmuster und dem Muster, das durch das Werkzeug
erzeugt worden ist. Eine Anzahl von Techniken sind angewendet worden,
um die Musterauflösung,
die durch lithografische Werkzeuge bereitgestellt werden, zu verbessern.
Die am weitesten verbreitete Technik ist die Verwendung von Strahlung
mit kürzerer
Wellenlänge.
Jedoch ist diese Technik nicht länger
durchführbar,
wenn die Belichtungswellenlängen in
dem tiefen Ultraviolettbereich sind (z. B. 248 nm, 193 nm und 157
nm). Die Verwendung von Wellenlängen
unterhalb von 193 nm, um die Auflösung zu verbessern, ist nicht
machbar, weil die Materialien, die für Linsen in optischen Lithografie-Kameras
eingesetzt werden, diese kürzere
Wellenlängenbestrahlung
absorbieren.
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Die
EP-A-0 486 316 beschreibt ein Projektionsbelichtungsverfahren und
eine Vorrichtung, die eine hohe Auflösungsleistung und eine große Blendentiefe
bereitstellt, indem das Beleuchtungslicht unter einem vorbestimmten
Winkel auf eine Maske einfallend gemacht wird. Ein Element ist offenbart,
um das Beleuchtungslicht schräg
auf die Maske einfallend zu machen. Das abbildende Licht wird durch
ein Beugungsgitter geleitet und wird auf die Maske projiziert. Das
US-Patent Nr. 5,851,701 beschreibt eine lithografische Maske mit
gedämpften
Phasenverschiebern, die auf der ersten Seite der Maske gebildet
sind und ein Beugungsgitter nahe der zweiten Seite des Maskensubstrats
in Ausrichtung mit einem Muster von gedämpften Phasenverschiebern.
Das US-Patent Nr. 5,698,350 beschreibt ein lithografisches Verfahren,
das eine Dummy-Maske mit darauf gebildeten Beugungsbereichen verwendet,
um ultrafeine Muster zu bilden. Levenson, M. D., et al., "Improving Resolution
in Photolithography with a Phase Shifting Mask", IEEE, Vol. 29, No. 12, Seiten 182801836
(1982), beschreibt die Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske,
um eine verbesserte Auflösung
von Mustereigenschaften zu erhalten.
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Das
US-Patent Nr. 5,851,701 beschreibt ein lithografisches Verfahren,
in dem eine Phasenstruktur verwendet wird, um darauf einfallendes
Licht zu beugen. Die Phasenstruktur wird verwendet, um die Lichtintensität anzupassen,
die auf die mit einem Muster versehene Maske geleitet wird und daher
die Beleuchtungsintensität
von der Maske, um die Auflösung
des Musters in einem auf dem Halbleitersubstrat gebildeten, Energie-sensitiven
Material für
eine gegebene Schärfentiefe
zu erhöhen.
Ein ähnliches Verfahren
wird in dem US-Patent Nr. 5629773 berichtet.
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Auflösungsverbesserungstechniken
(RET), mit Ausnahme der einfachen Verwendung von Strahlung mit kürzerer Wellenlänge, sind
vorgeschlagen worden. Diese Techniken verwenden exotische Beleuchtung
von dem Kondensor (z. B. Quadrupol-Beleuchtung), Pupillenfilter,
Phasenmasken, optische Nähenkorrektur
und Kombinationen dieser Techniken, um eine größere Auflösung von einer existierenden
Kamera zu erhalten. Jedoch verbessern solche Techniken typischerweise
die Auflösung
nur für
einige der individuellen Eigenschaften eines Musters. Die Eigenschaften,
für die
die Auflösung
verbessert wird, werden als die kritischen Eigenschaften identifiziert.
Die Auflösung
von vielen anderen Eigenschaften wird durch solche Auflösungsverbesserungstechniken
entweder nicht verbessert oder sogar vermindert. Daher erfordern
die gängigen
RETs einen Kompromiss zwischen Auflösungsverbesserung für die kritischen
Eigenschaften und Auflösungsverschlechterung
für die
nicht-kritischen Eigenschaften. Solche Kompromisse erfordern für gewöhnlich eine
suboptimale Beleuchtung der kritischen Eigenschaften, um eine signifikante
Verschlechterung in der Beleuchtung der nicht-kritischen Eigenschaften
zu vermeiden.
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Auflösungsverbesserungstechniken
sind vorgeschlagen worden, um die Beleuchtung von Maskeneigenschaften
in der Projektionslithografie für die
vielen verschiedenen Eigenschaften in der Maske zu anzupassen. Eine
solche Technik ist beschrieben in Matsumoto, K., et al., "Innovative Image
Formation: Coherency Controlled Imaging", SPIE, Vol. 2197, Seite 844 (1994).
Diese Technik bedient sich einer zusätzlichen Maske und einer zusätzlichen
Linse, um die auf jeder Eigenschaft der Maske einfallende Strahlung
zu anzupassen. Die Anordnung, die in Matsumoto et al. vorgeschlagen
worden ist, ist schematisch in 1 dargestellt.
In der Anordnung 10 beleuchtet Licht von einer von der
Achse entfernten Quelle 15 eine erste Maske 20.
Matsumoto beschreibt die Verwendung einer Quadrupol-Quelle 15 für eine von
der Achse entfernte Beleuchtung. In einer Quadrupol-Quelle 15 verläuft Licht
von der Quelle 11 und durch eine Kondensorlinse 13 und
ein Element 14 mit vier Öffnungen 16 identischer
Größe und Anordnung
(2) darin. Die Öffnungen 16 sind äquidistant
beabstandet von einem gemeinsamen Punkt (der die optische Achse
der optischen Projektions-Kamera ist). Weiterhin sind die Mittelpunkte
der zwei Öffnungen 16 und
der gemeinsame Punkt auf ei ner ersten Linie 17, und die
Mittelpunkte der zwei anderen Quellen und der gemeinsame Punkt sind
auf einer zweiten Linie 18 senkrecht zu der ersten Linie.
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Eine
Abbildung von der ersten Maske 20 wird durch eine erste
Linse 22 auf eine zweite Maske 25 projiziert.
Die erste Linse 22 ist mit einem Pupillenfilter 23 ausgestattet.
Die Abbildung von der zweiten Maske 25 wird durch eine
zweite Linse 30 und auf das Substrat 35 mit einer
darauf gebildeten Schicht von Energie-sensitivem Material 40 projiziert.
Ein ähnliches
System ist beschrieben in Kamon, K., "Proposal of a Next-Generation Super
Resolution Technique",
Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 33, Teil 1, Nr. 12B, Seite 6848 (1994.
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In
der Auflösungsverbesserungstechnik,
die in Matsumoto et al. und Kamon et al. beschrieben ist, hat die
erste Maske Eigenschaften, die identisch zu den Eigenschaften auf
der zweiten Maske sind. Die Eigenschaften auf der ersten Maske beugen
die auf der Maske eintreffende Strahlung, und die gebeugte Strahlung
beleuchtet die identische Eigenschaft auf einer zweiten Maske. Zum
Beispiel wird Strahlung, die durch ein Gittermuster auf der ersten
Maske geleitet worden ist, auf ein identisches Gittermuster auf der
zweiten Maske projiziert. Ebenso wird Strahlung, die durch eine
isolierte Linie auf der ersten Maske geleitet worden ist, auf eine
identische isolierte Linie auf der zweiten Maske projiziert. Wenn
die gebeugte Energie von der ersten Maske die identische Eigenschaft
auf der zweiten Maske beleuchtet, ist die resultierende Abbildung
oft besser als eine Abbildung, die durch eine Quadrupol-Beleuchtung
des Musters erhalten wird. Daher stellt diese Auflösungsverbesserungstechnik
eine Verbesserung in der Luftbildqualität (d. h., das Bild in der Brennebene
der Projektionslinse) über
herkömmliche,
von der Achse entfernte Beleuchtung unter Verwendung des Quadrupol-Systems bereit.
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Die
oben beschriebene Auflösungsverbesserungstechnik
stellt eine angepasste Beleuchtung für mehrere Eigenschaften als
die Quadrupol-Beleuchtung bereit. Jedoch verbessert die oben beschriebene
Technik nicht die Auflösung
aller Eigenschaften in dem Muster. Des Weiteren ist das Zwei-Maskensystem
kostspielig und komplex. Speziell erfordert das System zwei präzise, mit
einem Muster versehene Masken anstelle von einer. Die entsprechenden
Eigenschaften auf der ersten und der zweiten Masken müssen präzise übereinstimmen. Die
Ausrich tung der ersten und zweiten Masken ist ebenfalls kritisch.
Ferner ist die Technik begrenzt, weil die Eigenschaften auf der
ersten Maske gleichmäßig beleuchtet
werden. Daher werden Probleme, die mit einer nicht-angepassten Beleuchtung
einer mit einem Muster versehenen Maske zusammenhängen, nicht
durch dieses System ausgeschlossen, sondern einfach zurück in die
Optik des Systems verlagert. Daher werden Auflösungsverbesserungstechniken
gesucht, welche die Auflösung
aller Eigenschaften verbessern und die günstiger und einfacher zu implementieren
sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein lithografisches Verfahren zur
Bauelementherstellung, das Dunkelfeldbeleuchtung für die Auflösungsverbesserung
einer Abbildung verwendet. Wie hier verwendet, ist Dunkelfeldstrahlung
eine Strahlung, aus der die Leistung vom Grad Null entfernt worden
ist. Die Dunkelfeldabbildung wird unter Verwendung einer Maske erhalten,
in der die durchlässigen
Bereiche sehr feine Muster enthalten, die von einer Größe sind,
die so ausgewählt
ist, dass die Muster nicht abgebildet werden (nachfolgend die nicht-abgebildeten
Maskeneigenschaften). In einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung werden die nicht-abgebildeten Maskeneigenschaften mit
den Mustereigenschaften in einer einzigen Maske kombiniert. In einer
zweiten Ausführungsform
werden die nicht-abgebildeten Maskeneigenschaften auf einer ersten
Maske gebildet, und die Mustereigenschaften werden auf einer zweiten
separaten Maske gebildet.
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In
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist Licht von einer von
der Achse entfernten Quelle auf die Maske einfallend, welche die
nicht-abgebildeten Maskeneigenschaften enthält. Der von der Achse entfernte
Winkel (d. h. der Winkel zwischen der von der Achse entfernten Beleuchtung
und der optischen Achse) wird so gewählt, dass das Licht vom Grad Null,
das durch die Maske geleitet wird, von dem System verloren wird.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist Licht, das von dem System
verloren wird, Licht, das nicht von der nachgeschalteten Systemoptik
eingefangen wird. Diese Beleuchtung ist Dunkelfeld, zumal ein völlig freier
Bereich auf einer Maske, die auf diese Weise beleuchtet wird, schwarz
wäre. Nur
von der Maske gebeugte Strahlung, welche die nicht-abgebildeten
Eigenschaften enthält,
wird von der nachgeschalteten Systemoptik eingefangen.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt die Flexibilität bereit,
nicht-abgebildete Maskeneigenschaften maßzuschneidern, um die Beleuchtung
aller Maskenmustereigenschaften, nicht nur bestimmter Typen von
Eigenschaften zu verbessern. In der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, bei der die Maskenmustereigenschaften und die nicht-abgebildeten
Eigenschaften in einer einzigen Maske sind, sind die nicht-abgebildeten
Eigenschaften typischerweise Gitter, die zusätzliche Definition für die Abbildung
bereitstellen. Diese werden als feine Eigenschaften bezeichnet und
werden typischerweise innerhalb der Abgrenzungen der Mustereigenschaften
auf der Maske angeordnet. Die Maskenmustereigenschaften werden gebildet,
um die von den feinen Eigenschaften gebeugte Strahlung zu modulieren.
Diese Modulation erzeugt eine sekundäre Beugung von Strahlen, die
einen kleinen Winkel um den von dem feinen Muster gebeugten Strahl
ausmachen. Die Maskenmustereigenschaften sind gröber als die feinen Eigenschaften.
Folglich trägt
das von den Maskenmustereigenschaften gebeugte Licht die Musterinformation,
und das von den feinen Eigenschaften gebeugte Licht ist der Träger, welcher
das Licht in die gewünschte
Richtung richtet (d. h. in die der Maske nachgeschaltete Optik).
Die Interaktion zwischen der Seitenbandmusterinformation und dem Feineigenschaftenträger bringt
ein Interferenzmuster in das Energie-sensitive Resistmaterial ein.
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In
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der zwei Masken verwendet werden,
hat die erste Maske lichtundurchlässige Bereiche und durchsichtige
Bereiche, die die nicht-abgebildeten Eigenschaften beinhalten. Das
einfallende Licht, das von den nicht-abgebildeten Eigenschaften
gebeugt wird, wird durch eine Linse und auf die zweite Maske projiziert,
welche die Maskenmustereigenschaften enthält. Die Strahlung vom Grad
Null von dem Kondensor wird nicht durch die Linse projiziert, weil
der Einfallswinkel der von der Achse entfernten Beleuchtung ausgewählt wird,
um sicherzustellen, dass das Licht vom Grad Null nicht durch die
Linse und auf die zweite Maske geleitet wird. Die Verwendung einer Maske
mit Eigenschaften einer Größe unterhalb
der Auflösung
erlaubt eine Anpassung der Beleuchtung jeder Eigenschaft der zweiten
Maske. Zum Beispiel wird eine Eigenschaft unterhalb der Auflösung bereitgestellt,
die bei optimalen Winkeln eine Beleuchtung zu einer Eigenschaft
(d. h. Gitter) auf der zweiten Maske überträgt. Eine zweite Eigenschaft
unterhalb der Auflösung wird
bereitgestellt, die einen Kegel von Winkeln um die optische Achse
(oft Zylinder genannt) an eine andere Eigenschaft überträgt. Die
Eigenschaften unterhalb der Auflösung
werden maßgeschneidert,
um eine angepasste Beleuchtung bereitzustellen, um Eigenschaften
auf der zweiten Maske mit einem Muster zu versehen.
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1 ist
eine schematische Darstellung der Zwei-Masken-Auflösungsverbesserungstechnik
gemäß dem Stand
der Technik.
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2 zeigt
eine Quadrupol-Quellenöffnung.
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3 ist
eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung, das eine Maske verwendet, die sowohl Mustereigenschaften
und nicht-abgebildete Maskeneigenschaften enthält.
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4 ist
eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung, die zwei Masken verwendet, wobei die erste Maske die
nicht-abgebildeten Maskeneigenschaften enthält und die zweite Maske die
Mustereigenschaften enthält.
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5 zeigt
eine Maske, die eine Dunkelfeldabbildung eines Kontaktanschlusses
bildet.
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6 ist
die unter Verwendung der in 5 gezeigten
Maske erzeugte Abbildung.
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7 zeigt
eine Dunkelfeldmaske und die unter Verwendung der Maske erzeugte
Abbildung, wobei die Dunkelfeldeigenschaften ein periodisches Feld
von Eigenschaften beinhalten.
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8 zeigt
zwei Masken, die verwendet werden, um eine Dunkelfeldabbildung eines
Kontaktanschlusses zu erzeugen, und die unter Verwendung der zwei
Masken erzeugte Abbildung.
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9 zeigt
eine Maske, die verwendet wird, um eine Dunkelfeldabbildung einer
isolierten Linie zu erzeugen, in der die Dunkelfeldmaskeneigenschaft ein
Gitter ist, das parallel zu der Länge der Linie ausgerichtet
ist, und die unter Verwendung der Maske erzeugte isolierte Linie.
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10 zeigt
eine Maske, die verwendet wird, um eine Dunkelfeldabbildung einer
isolierten Linie zu erzeugen, in der die Dunkelfeldmaskeneigenschaft
ein Gitter ist, das senkrecht zu der Länge der Linie ausgerichtet
ist, und die unter Verwendung der Maske erzeugte isolierte Linie.
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11 zeigt
eine Maske, die verwendet wird, um eine Dunkelfeldabbildung eines
Gitters zu erzeugen, in der die Dunkelfeldmaskeneigenschaft ein
Gitter ist, das parallel zu der Länge des Gitters ausgerichtet
ist, und das unter Verwendung der Maske erzeugte Gitter.
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12 zeigt
eine Maske, die verwendet wird, um eine Dunkelfeldabbildung eines
Gitters zu erzeugen, in dem die Dunkelfeldmaskeneigenschaft ein
Gitter ist, das in einer Richtung orthogonal zu der Länge des
Gitters ausgerichtet ist, und das unter Verwendung der Maske erzeugte
Gitter.
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13 zeigt
zwei Masken, die verwendet werden, um eine Dunkelfeldabbildung eines
Gitters zu erzeugen, in denen die Dunkelfeldmaskeneigenschaft ein
Gitter ist, das in einer Richtung annähernd orthogonal zu der Länge des
Gitters ausgerichtet ist, und das unter Verwendung der Masken erzeugte
Gitter.
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14 zeigt
einen Pupillenfilter mit Blockierbereichen, in denen keiner der
Strahlen entlang der y-Achse blockiert wird.
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15 zeigt
einen Pupillenfilter mit Blockierbereichen, in denen die eintreffenden
Strahlungsstrahlen zuvor nach links der y-Achse abgelenkt worden
sind und einer der Strahlen durch einen Blockierbereich in dem Filter
blockiert worden ist.
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16 zeigt
einen Pupillenfilter mit Blockierbereichen, in denen die eintreffenden
Strahlungsstrahlen zuvor nach rechts der y-Achse abgelenkt worden
sind und einer der Strahlen durch einen Blockierbereich in dem Filter
blockiert worden ist.
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17 zeigt
einen Pupillenfilter mit Blockierbereichen, die einen Bereich der
eintreffenden Strahlung blockieren, der in Verbindung mit einer
Maske verwendet wird, welche die Strahlung von der Achse entfernt
auf den Pupillenfilter leitet.
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18 zeigt
die Intensitätsprofile
für Abbildungen,
die bei mehreren verschiedenen Graden der Defokussierung unter Verwendung
von Zylinderbeleuchtung erzeugt worden sind.
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19 zeigt
die Intensitätsprofile
für Abbildungen,
die unter Verwendung eines Bereichs von Defokussierungswerten und
der Dunkelfeldbeleuchtung der vorliegenden Erfindung erzeugt worden sind.
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20 zeigt
die Schärfentiefe
für Bilder
von Gittern mit verschiedenen Perioden, die unter Verwendung von
Zylinderbeleuchtung, Dunkelfeldbeleuchtung ohne Pupillenfilter und
Dunkelfeldbeleuchtung mit Pupillenfiltern erzeugt worden sind.
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21 zeigt
eine Dunkelfeldmaske zum Abbilden eines isolierten Raums und einen
unter Verwendung der Maske erzeugten isolierten Raum.
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22 zeigt
eine Dunkelfeldmaske zum Abbilden eines Kontaktanschlusses und die
unter Verwendung der Maske erzeugte Abbildung.
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Die
vorliegende Erfindung ist ein lithografisches Verfahren zur Bauelementherstellung,
bei dem Strahlung von einer Quelle durch wenigstens eine mit einem
Muster versehenen Maske geleitet wird. Transparente und lichtundurchlässige Bereiche
definieren das Muster in der Maske. Die Strahlung überträgt eine
Abbildung des Musters in der Maske in eine Schicht von Energie-sensitivem
Material, die auf dem Substrat gebildet ist. Die Abbildung wird
in das Energie-sensitive Material übertragen über eine abbildende Optik,
die zwischen der Maske und dem Energie-sensitiven Material zwischengeschaltet
ist. Die vorliegende Erfindung verwendet Dunkelfeldauflösungsverbesserung,
um die Abbildung zu erzeugen. Dunkelfeldauflösungsverbesserung wird erhalten,
indem Strahlung von einer Quelle auf eine mit einem Muster versehene
Maske eingeleitet wird. Die durch die Maske geleitete Strahlung
ist entweder vom Grad Null (nicht gebeugt) oder von n-tem Grad,
wobei n eine positive oder negative ganze Zahl ist. Die Strahlung
vom Grad Null, die durch die Maske geleitet wird, wird nicht durch
die abbildende, der Maske nachgeschaltete Optik eingefangen. Folglich
wird die Strahlung vom Grad Null, die durch die Maske geleitet wird,
nicht verwendet, um die Abbildung in die Schicht von Energie-sensitivem
Material zu leiten.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 3 gezeigt.
Die abbildende Vorrichtung 100 hat eine Maske 110.
Die Strahlung 111 ist auf die Maske 110 einfallend
unter einem Winkel Θc, der so gewählt ist, dass das Licht 112,
das durch die Maske 110 geleitet wird, nicht durch die
der Maske 110 nachgeschaltete Optik 120 eingefangen
wird. Jedoch wird Licht 113, das durch die Maske gebeugt
wird, durch die nachgeschaltete abbildende Optik 120 eingefangen.
Die abbildende Optik fokussiert das Bild und überträgt es in die Schicht von Energie-sensitivem
Material. Einige Beugungsgrade 114 werden absichtlich nicht
eingefangen.
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In
dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel beinhaltet die
Maske 110 sowohl Musterinformationen als auch feine Eigenschaften,
die zu klein sind, um durch die abbildende Optik aufgelöst zu werden.
In dem Kontext der vorliegenden Erfindung ist eine Eigenschaft,
die zu klein ist, um aufgelöst
zu werden (d. h. eine Unter-Auflösungs-Eigenschaft), eine
Eigenschaft, die zu klein ist, um eine entwickelbare Abbildung in
das Energie-sensitive Material einzubringen. Jedoch sind die Unter-Auflösungs-(d.
h. nicht-abgebildeten)Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ausgebildet,
um Licht in die den Unter-Auflösungseigenschaften
nachgeschaltete abbildende Optik (d. h. die Kamera) zu beugen. Das
Licht, das durch die Unter-Auflösungs-Eigenschaften
und in die Kamera gebeugt worden ist, wird dann verwendet, um die
Abbildung der auflösbaren
Eigenschaften in das Energie-sensitive Material einzubringen.
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Diese
nicht-abgebildeten Eigenschaften werden hier als Dunkelfeldeigenschaften
bezeichnet, weil sie Licht von dem von der Achse entfernten Kondensorstrahl
in die Kameralinse beugen oder streuen. Die Eigenschaften, die eine
entwickelbare Abbildung in dem Energie-sensitiven Resistmaterial
bereitstellen, werden hier als lithografische Eigenschaften bezeichnet.
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Ein
Fachmann wird verstehen, dass eine Eigenschaft, die zu klein ist
um aufgelöst
zu werden, eine Eigenschaft ist, die eine unscharfe Abbildung bereitstellt,
die eine Intensität
hat, die kleiner ist, als sie für
eine aufzulösende
Eigenschaft erforderlich ist. Zum Beispiel ist eine Eigenschaft,
die zu klein ist, um aufgelöst
zu werden, eine Eigenschaft, die eine unscharfe, in etwa kreisförmige Abbildung
liefert. Die in etwa kreisförmige
Abbildung hat einen Durchmesser in dem Bereich von etwa 0,25λ/NA bis etwa
0,5λ/NA, wobei λ die Wellenlänge der
Belichtungsstrahlung ist und NA die numerische Öffnung der nachgeschalteten
Linse ist. Ein Fachmann wird verstehen, dass die Größe der unscharfen
Abbildung durch die Art der Beleuchtung bestimmt wird.
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Die
Musterinformationen sind die lithografischen Eigenschaften. Licht
wird gebeugt sowohl durch die Dunkelfeldeigenschaften als auch durch die
lithografischen Eigenschaften. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, in dem die Dunkelfeldeigenschaften auf einer ersten Maske
sind und die lithografischen Eigenschaften auf einer zweiten Maske
sind, werden die verschiedenen durch die zweite Maske geleiteten
Strahlen durch zwei Zahlen gekennzeichnet. Die erste Zahl ist der
Grad des durch die Dunkelfeldeigenschaft gebeugten Strahls. Zumal
Licht vom Grad Null durch das System verloren wird, ist die erste
Zahl entweder +1 oder –1
und am typischsten –1.
Die zweite Zahl ist der Grad des Strahls, der durch die lithografische
Eigenschaft geleitet wird, wenn sie durch den Dunkelfeldstrahl beleuchtet
wird. Die zweite Zahl ist –1,
0 oder +1.
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Daher
bedeutet ein Strahlungsstrahl, der als (–1, +1) bezeichnet wird, dass
der –1
erste Dunkelfeldgrad weiter durch die lithografische Eigenschaft gebeugt
wird und nur der +1 Grad als ein Ergebnis dieser weiteren Beugung
verbleibt. Die Strahlungsstrahlen, die weiter durch die lithografische
Eigenschaft gebeugt werden, werden als Satellitenstrahlen bezeichnet.
Ein Strahlungsstrahl, der als (–1,
0) bezeichnet wird, wird nicht weiter durch die lithografische Eigenschaft
gebeugt.
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Die
Dunkelfeldeigenschaften werden benutzt, um die Auflösung der
lithografischen Eigenschaften zu erhöhen. Die Dunkelfeldeigenschaften verbessern
die Auflösung
der lithografischen Eigenschaften, indem sie unter bestimmten Winkeln
Energie auf die Linse richten. Ein Beispiel einer Dunkelfeldeigenschaft
ist ein Gitter mit einer Periode, die in etwa gleich ist zu λ/sin(Θ), wobei λ die Wellenlänge der
Belichtungsstrahlung ist und Θ der
Winkel der Strahlung von der Kondensorlinse relativ zu der optischen
Achse der Belichtungsvorrichtung ist.
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Die
Dunkelfeldeigenschaften haben eine Ausrichtung auf der Maske, die
die auf der Maske einfallende Strahlung in die gewünschte Richtung beugt.
Zum Beispiel sind, wenn die einfallende Strahlung quadrupol entlang
der x- und y-Achse ist, die Dunkelfeldgitter in etwa parallel zu
einer von der x- oder y-Achse (und in etwa senkrecht zu der anderen der
beiden Achsen). Wenn die Quadrupolstrahlen unter einem Winkel von
45 Grad zu der x- und y-Achse einfallend sind, sind die Dunkelfeldgitter
in einem 45 Grad-Winkel zu einer von den beiden x- oder y-Achsen.
Folglich kommt die meiste Energie, die in die nachgeschaltete abbildende
Optik gebeugt wird, von genau zwei der vier Quadrupolstrahlen. Das
Gitter beugt Energie in die Linsenpupille der abbildenden Optik,
der Maske nachgeschaltet. Die Periode des Gitters und die Ausrichtung
des Gitters steuern den Beugungswinkel.
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Die
Dunkelfeldeigenschaften haben auch eine Ausrichtung auf der Maske
relativ zu den lithografischen Eigenschaften. Zum Beispiel ist,
wenn die Dunkelfeldeigenschaft ein Gitter ist und die lithografische
Eigenschaft eine Linie ist, die Ausrichtung der Dunkelfeldgitterlinien
entweder parallel oder senkrecht zu der lithografischen Eigenschaftslinie.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 4 gezeigt.
Die abbildende Vorrichtung 200 hat eine erste Maske 210.
Strahlung 211 ist einfallend auf die Maske 210 unter
einem Winkel Θc, der so gewählt wird, dass Licht 212,
das durch die Maske 210 geleitet wird (d. h. Licht vom Grad
Null) nicht durch die der Maske 210 nachgeschaltete Optik 220 eingefangen
wird. Jedoch wird Licht 213, das durch die Maske 210 gebeugt
wird (d. h. Licht von n-tem Grad, wobei n entweder eine positive
oder negative ganze Zahl größer als
Null ist) durch die nachgeschaltete abbildende Optik 220 eingefangen.
Die abbildenden Optik 220 fokussiert das von der Maske 210 gebeugte
Licht auf eine zweite Maske 230. Die Abbildung von der
Maske 230 wird durch eine Optik 240 geleitet,
und die Abbildung wird in die Schicht des Energie-sensitiven Materials 250, das
auf dem Substrat 260 gebildet ist, übertragen.
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Zumal
das Verfahren der vorliegenden Erfindung gebeugte Strahlung benutzt,
um die Abbildung in das Energie-sensitive Material einzubringen,
ist es vorteilhaft, wenn die Dunkelfeldeigenschaften Gitter sind
(die nicht-abgebildeten Gitter werden als Dunkelfeldgitter bezeichnet).
Gitter erlauben einen hohen Grad von Kontrolle über die Beugungsmuster, die
sie verursachen. Ein Gitter ist eine periodische Struktur, die herkömmlicherweise
als eine Serie von Linien und Zwischenräumen beschrieben wird (das
Dunkelfeldgitter in der vorliegenden Erfindung ist eine abwechselnde
Serie von lichtundurchlässigen
und lichtdurchlässigen
Bereichen).
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Die
Gitterperiode (der Mittellinie- zu Mittellinie-Abstand zwischen
zwei angrenzenden Linien oder Zwischenräumen in der Gitterstruktur)
steuert den Winkel des gebeugten Lichts. Daher wird die Gitterperiode
ausgewählt,
um den Winkel zu steuern, unter dem das von dem Gitter gebeugte
Licht auf die Elemente (d. h., die optischen Elemente, Masken oder
die Schicht des Energie-sensitiven Materials), dem Gitter nachgeschaltet,
einfallend ist. Typischerweise sind die Linien in einem Gitter senkrecht
zu der Richtung der einfallenden Strahlung in der Maskenebene. Wenn
die Gitterlinien geneigt werden, wird der Winkel der gebeugten Strahlung
verändert.
Folglich wird das Gitter durch feine Steuerung der Dunkelfeldgitterperiode
und die Neigung der Gitterlinien relativ zu der Kondensorstrahlung
dazu verwendet, die Strahlung in zwei orthogonale Richtungen zu
beugen (d. h. die x- und y-Achse).
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Der
Arbeitszyklus des Gitters ist das Verhältnis der Breite der Gitterlinie
zu der Gitterperiode. Ein Gitter beugt mit maximaler Wirkung, wenn
der Gitterarbeitszyklus 0,5 ist (fünfzig Prozent). Daher steuert der
Arbeitszyklus des Gitters die Intensität der gebeugten Strahlung.
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In
der vorliegenden Erfindung werden Gitter dazu benutzt, die Helligkeit
der individuellen Eigenschaften zu steuern, um die gesamte Abbildung
zu verbessern. Zum Beispiel ist die Abbildung einer lithografischen
Eigenschaftslinie heller als die Abbildung eines lithografischen
Eigenschaftslochs. In der vorliegenden Erfindung wird ein Dunkelfeldgitter
mit einem Arbeitszyklus von weniger als fünfzig Prozent vorgesehen, um
die Helligkeit der Eigenschaftslinie relativ zu derjenigen des Eigenschaftslochs
zu reduzieren, ohne die Abmessungen der Linie selbst zu reduzieren.
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Die
Phase des Gitters wird dazu benutzt, um die Phase der durch das
Gitter gebeugten Strahlung zu steuern. Speziell sind die Gitter,
wenn es zwei oder mehr Gitter auf einer Maske gibt, phasengleich, wenn
der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der letzten Linie eines Gitters
und der ersten Linie des nächsten
Gitters ein positives ganzzahliges Vielfaches der Gitterperioden
ist. Die Gitter sind 180 Grad phasenverschoben, wenn der Abstand
zwischen der letzten Linie eines Gitters und der ersten Linie des nächsten Gitters
ein ganzzahliges halbes Vielfaches (z. B. 1,5; 2,5; usw.) der Gitterperioden
ist. Wenn die Dunkelfeldgitter um 180 Grad phasenverschoben sind,
verhalten sie sich sehr ähnlich
einer 0-π-Phasenmaske
in gewöhnlicher
Lithografie. Daher ist es die Position der Gitter und nicht die
Materialien, aus denen die Gitter hergestellt sind, die das Phasenverschiebungsverhalten
der Maske verursachen.
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Folglich
sorgen die Dunkelfeldgitter für
eine große
Flexibilität
zum Steuern der Richtung und der Intensität der von den Gittern gebeugten
Strahlung. Speziell wird die x- und y-Richtung der gebeugten Strahlung
durch die Gitterperiode und die Neigung der Gitterlinien gesteuert.
Die Intensität
der gebeugten Strahlung wird durch den Arbeitszyklus des Gitters
gesteuert. Die Phase der gebeugten Strahlung wird durch die Phase
der Gitter auf der Maske gesteuert. Daher wer den Dunkelfeldgitter
nicht nur dazu benutzt, das darauf einfallende Licht zu beugen, sondern
sind auch dazu vorgesehen, das gebeugte Licht maßzuschneidern, sodass es den
spezifischen lithografischen Anforderungen genügt.
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Die
vorliegende Erfindung betrachtet auch, dass die Dunkelfeldgitter
unter Verwendung von phasenverschiebenden Materialien hergestellt
werden. Die phasenverschiebenden Materialien verbessern die Wirkung
des Gitters, beeinflussen aber nicht die Gitterwirkung in anderer
Weise. Zum Beispiel wird die Gitterwirkung verbessert, wenn 0 Grad
oder 180 Grad phasenverschiebende Materialien dazu benutzt werden,
um die Dunkelgitter herzustellen.
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Jedoch
verhalten sich die Gitter sonst genauso wie Gitter, die aus durchsichtigen
und lichtundurchlässigen
Materialien hergestellt worden sind. Im Speziellen ist die maximale
Wirkung von durchsichtigen/lichtundurchlässigen Gittern in etwa zehn
Prozent. Die Wirkung eines 0 bis 180 Grad Phasenverschiebungsgitters
ist ungefähr
vierzig Prozent. Die Probleme, die mit Phasenverschiebungsmasken
verbunden sind (das Erfordernis, dass die Strahlung vom Grad Null
ausgelöscht
wird), werden in der vorliegenden Erfindung vermieden, weil das
Licht vom Grad Null aus dem System verloren wird. Folglich ist das
Design und die Herstellung von Phasenverschiebungsmasken für die vorliegende
Erfindung viel einfacher, weil die Einschränkungen bezüglich Design und Herstellung,
die durch das Erfordernis des Auslöschens des Lichts vom Grad
Null auferlegt werden, nicht vorhanden sind.
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Die
Phase des in die Linse gebeugten Lichts hängt von der Position der Dunkelfeldgitterlinien
ab. Des Weiteren gibt es praktisch keine Einschränkung bezüglich der Periode und der Ausrichtung
der Linien während
des Maskenschreibeprozesses. Folglich können die Periode und die Ausrichtung
der Linien ausgewählt
werden, sodass sie eine Phase innerhalb eines weiten Bereichs von
Phasen bereitstellen, nicht nur 0 oder pi. Diese Fähigkeit,
die Phase der Eigenschaften anzupassen, erlaubt die feine Behandlung von
Eigenschaften, die abgebildet werden, unter Verwendung einer Maske
mit nicht-abgebildeten Eigenschaften. Feine Behandlung von Eigenschaften
ist ein Problem, wenn herkömmliche
Phasenmasken verwendet werden.
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Beispiele
von Dunkelfeldeigenschaften werden unten behandelt im Hinblick auf
deren Verwendung entweder in dem Ein-Masken-Ausführungsbeispiel oder dem Zwei-Masken-Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Die lithografischen Eigenschaften sind physikalisch
mit den Dunkelfeldeigenschaften auf einer einzelnen Maske in dem Ein-Masken-Ausführungsbeispiel
verbunden. In dem Zwei-Masken-Ausführungsbeispiel sind die Dunkelfeldeigenschaften
auf einer ersten Maske und die lithografischen Eigenschaften sind
auf einer zweiten Maske. Somit werden in dem Ein-Masken-Ausführungsbeispiel
die lithografischen Eigenschaften in der auf das Ziel projizierten
Abbildung klar in der einzigen Maske identifiziert. In dem Zwei-Maskenausführungsbeispiel
werden die lithografischen Eigenschaften in der zweiten Maske klar
identifiziert. Die erste Maske in dem Zwei-Masken-Ausführungsbeispiel
hat Dunkelfeldeigenschaften, die ihren zugeordneten lithografischen
Eigenschaften nur in ihrem generellen Bereich und der Anordnung
auf der Maske entsprechen, aber nicht notwendigerweise in den Details
der diesen zugeordneten lithografischen Eigenschaften.
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Das
Folgende sind Beispiele von Gittern, die ausgebildet sind, um eine
Dunkelfeldbeleuchtung für besondere
Typen von Eigenschaften vorzusehen. Ein Fachmann wird verstehen,
dass es viele verschiedene Gitter gibt, die dasselbe Ziel erreichen. Daher
sind die folgenden Beispiele nicht als das einzige Gitterdesign
auszulegen, das für
das Dunkelfeldabbilden eines spezifischen Typs von Eigenschaft geeignet
ist. Auch sind in den folgenden Beispielen die Dunkelfeldeigenschaften
als dunkel (lichtundurchlässig)
auf einem hellen (transparenten) Hintergrund dargestellt, und die
lithografischen Eigenschaften sind als hell (transparent) auf einem
dunklen (lichtundurchlässigen)
Hintergrund dargestellt. Die Abbildung ist hell auf einer Dunkel-Abbildungsebene dargestellt.
In den Figuren ist dunkel oder lichtundurchlässig als Kreuzschraffierung
angegeben.
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In
diesem ersten Beispiel ist die gedruckte Eigenschaft ein viereckiger
Kontaktanschluss, der 0,4 μm
breit ist. Wenn die Kamera einen 4×-Reduktionsfaktor hat, ist
die Eigenschaft auf der Maske 1,6 μm breit. Die Belichtungsstrahlung
hat eine Wellenlänge
von 193 nm. Eine für
die Dunkelfeldabbildung solch einer Eigenschaft (unter Verwendung
des in 3 gezeigten Einzelmaskensystems 100)
geeignete Maske ist in 5 gezeigt. Die Maske 300 hat vier
Gitterlinien 310, gebil det auf einem transparenten Substrat 315.
Die Linien sind entweder ein reflektierendes Metall oder ein Phasenverschiebungsmaterial.
Die Gitterperiode 320 ist 0,55 μm. Ein Fachmann ist sich bewusst,
dass der Winkel der gebeugten Strahlung durch den Winkel Θc (gebildet zwischen der einfallenden Strahlung
und der optischen Achse des abbildenden Systems) und der Periode des
Gitters bestimmt wird. Ein Fachmann ist sich ebenfalls bewusst,
dass es einfacher ist, die Periode eines Gitters zu steuern, als
präzise
die Linienbreite jeder einzelnen Linie in dem Gitter zu steuern.
Basierend auf der Gitterperiode, wenn die von der Achse entfernte
Beleuchtung, die auf der Maske einfällt, einen Θc von
20 Grad hat, dann wird die durch das Gitter gebeugte Strahlung innerhalb
ungefähr
eines Grads des optischen Achse der abbildenden Optik (d. h., Linse 120 in 3),
nachgeschaltet der Maske 300, sein.
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Das Ändern der
Periode des Gitters wird den Winkel ändern, unter dem die Strahlung
auf das Energie-sensitive Resistmaterial einfallend ist. Die Strahlung
ist einfallend auf das Energie-sensitive Resistmaterial unter einem
Nicht-Null-Winkel in einer von der Achse entfernten Beleuchtung
(z. B. Quadrupol-Beleuchtung, ringförmige Beleuchtung). Somit ist die
Gitterperiode ausgewählt,
um den gewünschten Winkel
der Beleuchtung bereitzustellen, sowie um die gewünschte Dunkelfeldabbildung
bereitzustellen.
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Die
individuellen Linien 310 des in 5 gezeigten
Gitters haben eine Breite von ungefähr 0,25 μm. Die von solch einem Gitter
gebeugte Strahlung hat eine Winkelspanne, die weniger als in etwa ±3 Grad
ist. Gebeugte Strahlung mit solch einer Spanne entspricht einer
Zylinderbeleuchtung mit einem Füllfaktor
(σ) von
etwa 0,3. Die Abbildung 400, die von dem in 5 gezeigten
Maskengitter erhalten wird, ist in 6 gezeigt.
Licht, das nicht durch das Gitter gebeugt geworden ist, ist Licht
vom Grad Null und ist aus dem abbildenden System verloren. Folglich
ist die Abbildung 400 in 6 die eines
Anschlusses 405, umgeben von einem dunklen Hintergrund 410, der
die Abbildungsebene repräsentiert.
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Die
Dunkelfeldeigenschaften, die in der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, sind nicht auf Gitter begrenzt. z. B. ist ein zweidimensionales Feld
von Vierecken oder Punkten als ein geeignetes Dunkelfeldmuster zu
betrachten. Ein Feld von Vierecken ist in 7 gezeigt.
Solch ein Feld beugt Licht sowohl in der x- als auch der y-Richtung
sowie in 45 Grad-Winkeln zu der x- und y-Richtung. Solche Muster
beugen Licht in einer größeren Anzahl
von Richtungen als ein richtig ausgerichtetes Gitter. Folglich wird
ein kleinerer Bruchteil des gebeugten Lichts von solchen Mustern
eingefangen, verglichen zu dem Licht, das von einem richtig ausgerichteten
Gitter eingefangen wird. Jedoch wird, wenn solche Gitter durch Quadrupol-Beleuchtung
beleuchtet werden, das einfallende Licht durch solche Muster aus
allen vier Richtungen gebeugt. Wie oben bemerkt wird, wenn ein Gittermuster
mit Quadrupol-Beleuchtung beleuchtet wird, Licht aus nur zwei der
vier Richtungen gebeugt. Daher ist die nachgeschaltete Energie des
durch solche Muster gebeugten Lichts ungefähr die gleiche, wie die nachgeschaltete
Energie von Licht, das durch ein Gitter gebeugt worden ist.
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Einige
Muster werden genauer mit einem Dunkelfeld abgebildet als mit einem
Dunkelfeldgitter. Zum Beispiel wird eine schmale Linie wirksamer
unter Verwendung eines Dunkelfeldgitters abgebildet. Für das in 7 gezeigte
L-förmige
Muster 450 ist ein Feld von Dunkelfeldeigenschaften vorteilhaft. Das
Muster 450 ist tatsächlich
der Schnitt von zwei Gittern 451 und 452. Gitter 451 ist
in der vertikalen Richtung und Gitter 452 ist in der horizontalen
Richtung. Die Periode dieser Gitter ist der Mittelpunkt- zu Mittelpunkt-Abstand
zwischen zwei Vierecken 453. Die Abbildung 455,
die aus dem Muster 450 resultiert, ist in 7 gezeigt.
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Wie
zuvor bemerkt, kann das Dunkelfeld-Abbildungssystem der vorliegenden
Erfindung entweder eine Maske oder zwei einsetzen. Wenn zwei Masken
verwendet werden, um den zuvor beschriebenen Kontaktanschluss abzubilden,
ist die Dunkelfeldabbildemaske nicht erforderlich, um den Kontaktanschluss
zu definieren, der tatsächlich
auf dem Wafer gedruckt wird. Eine Skizze von zwei beispielhaften
Masken, die benutzt werden, um eine Dunkelfeldabbildung eines Kontaktanschlusses
herzustellen, ist in 8 gezeigt. Die erste Maske 500 stellt
sicher, dass nur Dunkelfeldstrahlung auf die zweite Maske 520 einfallend
ist. Die erste Maske 500 hat ein Gitter 510, bestehend
aus Linien 515, die auf einem transparenten Substrat 520 gedruckt
sind. Das Gitter 510 füllt
einen Bereich, der größer ist
als das Kontaktanschlussmuster 525 auf Maske 521.
Das Kontaktanschlussmuster 525 hat eine dünne klare
Linie 530, die es umgibt. Die dünne klare Linie wird verwendet, um
die Kanten des Musters zu schärfen.
Das Kontaktmuster 540, das unter Verwendung der Masken 500 und 522 erzeugt
wird, entspricht dem Kontaktanschlussmuster 525 auf Maske 521.
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Eine
einzelne Maske, die verwendet wird, um eine Dunkelfeldabbildung
einer isolieren Linie zu erzeugen, ist in 9 gezeigt.
Die Maske 600 ist ein Gitter, bestehend aus zwei Linien 611 und 612,
gebildet auf einem transparenten Substrat 615. Um eine isolierte
Linie zu drucken, ist es vorteilhaft, wenn die gemusterte Strahlung
ein Kegel ist, der um die optische Achse des abbildenden Systems
zentriert ist. Zumal die von der Achse entfernte Strahlung auf die Maske
unter einem Winkel einfallend ist, der nicht die gewünschte ringförmige Verteilung
bereitstellt, ist die Maske erforderlich, um sowohl nur das Licht
vom höheren
Grad zu der nachgeschalteten abbildenden Optik zu beugen, als auch
um die gewünschte
winkelförmige
Verteilung vorzusehen. Diese zwei Funktionen werden durch die in 9 gezeigte
Gitteranordnung ausgeführt.
Speziell hat die Dunkelfeldmaske 600 ein Dunkelfeldgitter 615,
das aus Linien 611 und 612 besteht. Die Anzahl
der Linien hängt
von der Breite der lithografischen Linie 619 in der Abbildungsebene 617 ab.
Je breiter die lithografische Linie 619 ist, desto mehr
Linien gibt es in dem Dunkelfeldgitter.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Strahlung auf das Energie-sensitive Material
in der Abbildungsebene unter einem Winkel senkrecht zu der Abbildungsebene
einfallend ist (d. h. der Einfallwinkel ist Null Grad von der Senkrechten).
Um den gewünschten
Einfallswinkel zu erreichen, ist die pdf (Periode des Dunkelfeldgitters)
gleich λ/sin(Θc), wobei Θc der
Winkel ist, unter dem die Strahlung von dem Kondensor auf das Dunkelfeldgitter
eintreffend ist. Zumal die lithografische Linienbreite nicht notwendigerweise
ein ganzzahliges Vielfaches der Dunkelfeldperiode ist, muss man
ein pdf auswählen,
welches das gewünschte Resultat
liefert.
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Es
gibt eine Anzahl von Aspekten des Dunkelfeldgitters, die gesteuert
werden können,
um die gewünschte
Abbildung zu erhalten. In dem Beispiel, in dem die Periode des Gitters
kein ganzzahliges Vielfaches der lithografischen Linienbreite ist,
kann das pdf ausgewählt
werden, um eine gewünschte Schärfentiefe
der lithografischen Eigenschaft zu erhalten. Ein Fachmann wird verstehen,
dass die Abbildungs-Schärfentiefe
die lithografische Linienbreite beeinflusst. Ebenfalls kann der
Arbeitszyklus des Gitters ausgewählt
werden, um eine Abbildung mit geringerer Intensität zu erzeugen.
Das Absenken der Intensität
der Abbildung reduziert die Breite einer lithografischen Linie in
einem positiven Resist. Ein anderes Verfahren zum Steuern der lithografischen
Linienbreite ist es, die Breite der äußersten Linien in dem Gitter
zu reduzieren. Noch ein anderes Verfahren ist es, die äußeren Linien
in dem Gitter in einer Entfernung von der/den angrenzenden Linien
(n) anzuordnen, die ein halbes, ganzzahliges (z. B. 3/2) Vielfaches
des pdfs ist. Strahlung, die von einer so angeordneten Linie gebeugt
wird, wird phasenverschoben sein, wobei die Strahlung von den anderen Linien
in dem Gitter gebeugt ist. Solch ein Gitter funktioniert als ein
Leckphasengitter und macht die Kante der lithografischen Linie steiler.
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10 zeigt
eine andere Dunkelfeldgittermaske 620. Die Dunkelfeldgittermaske
liefert eine Abbildung einer isolierten Linie 631 in der
Abbildungsebene 630. In der Maske 620 ist die
Länge 621 der
Gitterlinie 623 gleich der Linienbreite der lithografischen
Linie 631. Daher hat das Gitter in der Maske 620 eine
Ausrichtung, die orthogonal zu der Länge der isolierten lithografischen
Linie 631 ist. Die Periode 622 des Dunkelfeldgitters
ist gleich λ/sinΘc, wobei λ die
Wellenlänge
der auf der Maske 620 einfallenden Strahlung ist und Θc der Winkel des Strahls von der Strahlungsquelle
(nicht gezeigt) relativ zur optischen Achse der Belichtungsvorrichtung
(nicht gezeigt) ist. Zumal die lithografische Linie 631 viele Male
länger
als die Periode 622 des Gitters ist, werden die Probleme,
die mit dem Anordnen der Gitterlinien innerhalb der Grenzen der
Linienbreite (9) verbunden sind, vermieden.
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In
dem Zwei-Masken-Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung kann das Gitter eine Fläche belegen, die größer als
die Eigenschaft ist (z. B. kann die Länge der Gitterlinien länger sein
als die lithografische Linienbreite). Wenn solch ein Dunkelfeldgitter
auf seine entsprechende lithografische Eigenschaft auf einer zweiten
Maske abgebildet wird, ist der Strahl der beleuchtenden Strahlung
breiter als die lithografische Linie selbst. Dies ist vorteilhaft,
weil eine genaue Ausrichtung der zwei Masken nicht erforderlich
ist, solange die entsprechende Eigenschaft auf der zweiten Maske
innerhalb einer Fläche
fällt, die
durch die von der Dunkelfeldeigenschaft auf der ersten Maske gebeugte
Strahlung beleuchtet wird. In dem Zwei-Masken-Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die Strahlung, die von einer ähnlich der
in 11 gezeigten Maske gebeugt wor den ist, verwendet,
um die zweite Maske zu beleuchten. Die Strahlung der zweiten Maske
wird dann auf das Energie-sensitive Resistmaterial fokussiert.
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Wenn
das gewünschte
Muster ein Gitter ist, dann wird eine Reihe von Gittern verwendet,
um die Abbildung jeder Linie in dem Gitter zu erzeugen. In dem Ausführungsbeispiel
mit einer einzigen Maske der vorliegenden Erfindung wird eine Maske 700 (11)
verwendet, um eine Abbildung 730 zu erzeugen, die aus fünf parallelen
Linien 735 besteht. Die Maske 700 hat fünf Linienpaare
(d. h. Gitter) 715. Jedes Linienpaar 715 erzeugt
eine Abbildung einer Linie 735 in der Abbildungsebene 730.
Die Periode 716 jedes Gitters 715 ist zu klein,
um abgebildet zu werden. Daher gibt es zwei grundsätzliche
Perioden in dem Maskenmuster. Die erste Periode 735 ist
die des lithografischen Musters 735 in der Abbildungsebene 730.
Die zweite Periode ist die Periode 716 des Dunkelfeldgittermusters 715.
Es ist vorteilhaft, wenn die Periode 731 ein ganzzahliges
Vielfaches von 716 ist.
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Der
Einfallswinkel der Strahlung des Musters 700 wird so ausgewählt, dass
die nachgeschaltete Linse das durch die Dunkelfeldgitter 715 gebeugte Licht
sammelt. Das gebeugte Licht beinhaltet mehrere Grade, von denen
der (–1,
0) Grad in die Linse eintritt. Begleitgrade von Strahlung, die aus
dem durch das Gitter mit einer lithografischen Periode 731 gebeugtem
Licht resultieren, sind in etwa der (–1, 0) Grad. Von diesen Begleitgraden
erfasst die Linse den (–1, –1) Grad.
Die Periode 716 ist so ausgewählt, dass die (–1, 0) und
(–1, –1) Grade,
die durch die Gitter 715 gebeugt worden sind, in etwa gleiche,
aber gegenüberliegende
Winkel zu dem optischen Zugang des Systems bilden, während die
gebeugte Strahlung durch die nachgeschaltete Linse verläuft. Solch
eine Beziehung zwischen den zwei gebeugten Graden erzeugt eine Abbildung
mit maximaler Schärfentiefe.
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Ein
anderes Beispiel einer einzigen Dunkelfeldmaske, die verwendet wird,
um eine Abbildung eines Gitters zu liefern, ist in 12 gezeigt. 12 stellt
eine Dunkelfeldmaske 740 dar, die verwendet wird, um eine
Abbildung eines Drei-Linien-Gitters 751 in einer Abbildungsebene 750 zu
bilden. Folglich gibt es zwei Gitter in der Maske 740.
Das erste Gitter ist das Gitter von kleinen Linien 741,
das eine Dunkelfeldperiode 742 hat. Das zweite ist das
Drei-Linien-Gittermuster 751, das eine lithografische Eigenschaftsperiode 752 hat.
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Die
Linien 741 in der Dunkelfeldgittermaske 740 sind
leicht geneigt. Die Gitterlinien sind geneigt, um die Steuerung
der von der Maske gebeugten Strahlung zu fördern. Wie zuvor bemerkt, ist
es der Zweck der Dunkelfeldmaske, die einfallende Strahlung so zu
leiten, dass die Strahlung vom Grad Null, die durch die Maske geleitet
wird, nicht von der nachgeschalteten abbildenden Optik eingefangen
wird. Ein weiterer Zweck ist es, die Dunkelfeldabbildung des Maskenmusters
so zu übertragen,
dass sie durch die abbildende Optik eingefangen wird. Diese Dunkelfeldabbildung
besteht sowohl aus +1 als auch –1 Beugungsgraden.
Es gibt auch eine sekundäre
Beugung von dem dreilinigen Gittermuster 751.
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Um
eine Abbildung mit einer großen
Schärfentiefe
zu erhalten, wird die Neigung verwendet, um die Interferenz der
Strahlung zu steuern, die sowohl von dem Gitter mit der Dunkelfeldperiode 742 und dem
Gitter mit der lithografischen Eigenschaftsperiode 752 gebeugt
worden sind. Speziell ist es vorteilhaft, wenn die (–1, 0) Grad
Strahlung, die von dem Dunkelfeldgitter gebeugt worden ist, mit
der (–1, –1) Grad
Strahlung interferiert, die durch das lithografische Gitter gebeugt
worden ist. Dieses Ziel wird erreicht, indem die Neigung der Dunkelfeldgitterlinien 741 gesteuert
wird. Die Neigung (im Bogenmaß von einer
vertikalen Linie) ist gleich λ/(sin(Θc) × 2 × pgrat), wobei λ die Wellenlänge der
einfallenden Strahlung ist, Θc der Winkel der einfallenden Strahlung ist
und pgrat die Periode 752 des lithografischen Gitters ist.
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In
dem Zwei-Masken-Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird die Periode des Gitters in der ersten
Maske so ausgewählt,
dass zwei Strahlungsstrahlen, die in etwa gleiche und gegenüberliegende
Einfallswinkel haben, beide auf der zweiten Maske vorgesehen werden,
die ein normales Gitter ist, welches das Gittermuster definiert.
Wenn die Dunkelfeldgitterlinien nicht geneigt wären, würde der (–1, 0) Grad auf der x-Achse
sein, und die (–1,
+1) und (–1, –1) Grade
würden
auf der y-Achse oberhalb und unterhalb des (–1, 0) Grades sein. Die x-Achse und die y-Achse
sind in einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse. Ob ein bestimmter
Grad gebeugter Strahlung durch die nachgeschaltete Linse eingefangen
wird oder nicht, wird durch den Abstand des gebeugten Grades von
dem Schnittpunkt der x- und y-Achse bestimmt.
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Das
Neigen der Gitterlinien verbessert die Qualität der Abbildung. Das Neigen
der Gitterlinien bewegt den (–1,
0) Grad über
die x-Achse, den (–1, –1) Grad
um einen gleichen Winkel unter die x-Achse und die (–1, +1)
Grade so hoch über
die x-Achse, dass sie nicht von der Kamera eingefangen werden. Die
zwei Grade (–1,
0) und (–1, –1) interferieren
in dem Energie-sensitiven Resist, um eine Abbildung mit einer großen Schärfentiefe
zu erhalten.
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Der
Winkel der Neigung in den Gitterlinien, im Bogenmaß von einer
Vertikallinie, wird berechnet, indem die oben beschriebene Formel
zum Berechnen der Neigung des Gitters verwendet wird. Ein anderer
Vorteil des in 12 dargestellten Gitters ist es,
dass die Periode 752 des lithografischen Gitters 751 nicht
ein Vielfaches der Periode 742 des Dunkelfeldgitters zu
sein braucht.
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Wie
zuvor bemerkt, wird in dem Zwei-Masken-Ausführungsbeispiel der Dunkelfeldstrahl,
der die lithografische Eigenschaft beleuchtet, weiter durch diese
Eigenschaft gebeugt. Die verschiedenen, durch die lithografische
Eigenschaft geleiteten Strahlen werden durch zwei Zahlen bezeichnet,
wie zuvor beschrieben. In dem Zwei-Masken-Ausführungsbeispiel ist es wünschenswert,
wenn die lithografische Eigenschaft ein Gitter ist, den (–1, 0) Strahl, der
durch die Eigenschaft geleitet worden ist, zusammen mit einem, aber
nicht beiden der (–1,
+1) und (–1, –1) Strahlen
in die nachgeschaltete Optik zu richten. Die Kombinationen sind
vorteilhaft, weil eine Abbildung des Gitters erhalten wird, die
eine große Schärfentiefe
hat.
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Ein
Beispiel des Zwei-Masken-Ausführungsbeispiels,
die ein geneigtes Dunkelfeldgitter verwendet, um den Winkel zu steuern,
unter dem die zweite Maske beleuchtet wird, ist in 13 gezeigt.
In 13 hat eine Dunkelfeldmaske 716 eine
Reihe von geneigten Linien 761. Die geneigten Gitterlinien bewegen
den von der Maske 760 gebeugten Strahl in der Abbildungsebene
relativ zur Position des von einer Maske mit vertikalen Linien gebeugten
Strahls.
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Der
vorteilhafte Beleuchtungswinkel Φ auf der
zweiten Maske ist Φ =
arcsin(λ/pgrat)/2,
wobei pgrat die Periode des lithografischen Gitters auf der zweiten
Maske ist. Wenn die Kondensorbeleuchtung auf Maske 1 unter einem
Winkel Θc einfallend ist, dann ist die Periode des
Dunkelfeldgitters (pdf) auf Maske 1 gleich λ/(sin(Θc) – sin(Φ)). Wie
zuvor bemerkt, liefern geneigte Gitterlinien bestimmte Vorteile,
weil die Neigung dazu verwendet werden kann, die Strahlung auf einen
bestimmten Punkt in dem Pupillenfilter zu richten. Dies stellt die
Fähigkeit
bereit, einiges von der Strahlung mit Pupillenfiltern auszufiltern,
und dadurch die Schärfentiefe
der resultierenden Abbildung zu verbessern. Generell wird die Abbildung
eines kurzperiodischen lithografischen Gitters, bei dem ungewollte
Beugungsgrade nicht in die Linse eindringen, nicht durch das Neigen
der Gitterlinien verbessert. Die Abbildungsschärfentiefe für großperiodische Gitter wird verbessert,
wenn die Gitterlinien geneigt werden, um einiges von der übertragenen
Strahlung auf einen Pupillenfilter zu leiten. Dies passiert, weil
Begleitgrade, die nahe dem Hauptgrad (–1, 0) sind, durch lithografische
Perioden mit längeren
Perioden gebeugt werden. Wenn ein ungewollter Begleitgrad (z. B.
(–1, +1))
durch die Linse verläuft,
wird die Schärfentiefe
des lithografischen Gitters vermindert. Die Verwendung von Pupillenfiltern
und das Anpassen der Neigung und der Periode der Dunkelfeldgitterlinien
stellt die Fähigkeit
bereit, die ungewollten Grade zu blockieren und eine Abbildung mit
einer großen
Schärfentiefe
zu erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung ist beschrieben worden bezüglich einer Quadrupol-Beleuchtung
der Maske entlang der x- und y-Achsen. Quadrupol-Beleuchtung mit
45 Grad zu den x- und y-Achsen ist ebenfalls betrachtet worden.
Die Dunkelfeldgitterlinien, die in den x- und y-Richtungen für Quadrupol-Beleuchtung
entlang der x- und y-Achsen waren, würden für den letzten Fall bei 45 Grad
zu diesen Achsen sein.
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In
all den vorhergehenden Beispielen waren die Dunkelfeldeigenschaften
Gitter. In diesen Beispielen werden nur zwei der vier Quadrupol-Strahlen, die
auf die Dunkelfeldgitter einfallen, wirksam durch die Gitter gebeugt.
Die anderen zwei Quadrupol-Strahlen fügen einfach ein wenig Intensität zu der endgültigen Abbildung
hinzu. Zumal zwei der vier Quadrupol-Strahlen nicht wirksam verwendet
werden, ist es möglich,
die Dunkelfeldgitter mit Dipol-Beleuchtung zu bestrahlen. Zum Beispiel
kann Dipol-Strahlung, die mit 45 Grad von den x- und y-Achsen einfällt, dazu
verwendet werden, um ein Dunkelfeldgitter zu beleuchten, in dem
die Linien leicht von den x- und y-Achsen geneigt sind. Die Neigung
der Linien wird verwendet, um die durch das Gitter gebeugte Strahlung
entweder entlang der x- oder
der y-Achse zu leiten.
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Zum
Beispiel wird mit Bezug auf 13 die erste
Maske 760 mit Bipolstrahlung von der oberen rechten und
unteren linken Seite (+45 Grad und +235 Grad) beleuchtet. Die Neigung
der Gitterlinien 761 ist geringfügig weniger als 45 Grad von
der y-Achse. Das auf die erste Maske 769 einfallende Licht
wird entlang der y-Achse
gebeugt, um die zweite Maske 770 zu beleuchten. Das Neigen
der Linien 761 von der y-Achse um einen geringfügig größeren Winkel als
45 Grad erlaubt die Beleuchtung eines Maskengitters, das in die
andere Richtung ausgerichtet ist.
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Der
Pupillenfilter wird in der Projektionslinse der zweiten Maske nachgeschaltet
angeordnet. Der Pupillenfilter 850 ist in 14 gezeigt.
Der Pupillenfilter hat acht lichtundurchlässige Aufhalter 855 bis 862.
Der Abstand zwischen den Aufhaltern 855 bis 862 ist
wenigstens so groß wie
der Durchmesser der winkelmäßigen Ausbreitung
der Dunkelfeldabbildungsstrahlung, die durch den Pupillenfilter
geleitet worden ist. Kreise 865 veranschaulichen diese
winkelförmige
Ausbreitung.
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Lichtundurchlässige Aufhalter 855, 857, 859 und 861 haben
eine erste Länge
und Aufhalter 856, 858, 860 und 862 haben
eine zweite kürzere
Länge. Die
Aufhalter 855 bis 862 sind nicht auf den x- oder y-Achsen
des Pupillenfilters 850 angeordnet, sondern sind zu jeder
Seite der x- und y-Achsen angeordnet. In 14 wird
keine Dunkelfeldabbildungsstrahlung blockiert, weil der Beleuchtungswinkel
entlang der y-Achse positioniert wird. In 15 wird
der Beleuchtungswinkel verändert,
wie durch die Position der Abbildungsstrahlung 865 nach
links relativ zur y-Achse
angegeben ist. Diese Positionsverschiebung wird erreicht, indem
die Gitter in der ersten Dunkelfeldmaske geneigt werden. In 16 ist
der Beleuchtungswinkel nach rechts der y-Achse durch Neigen der
Gitter verschoben worden.
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Ein
anderes Ausführungsbeispiel
eines Pupillenfilters ist in 17 gezeigt.
Die Pupille 900 hat vier Filterstreifen 905. Jeder
Filterstreifen ist in einem anderen Quadranten 906, 907, 908 und 909 des
Pupillenfilters 900 angeordnet. Die (–1, +1), (–1, 0) und (–1, –1) Strahlen
sind nicht auf einer der x-Achse 910 oder der y-Achse 911.
Wie zuvor bemerkt, werden die Strahlungsstrahlen gebeugt, indem
ein Dunkelfeldgitter mit geneigten Linien verwendet wird. Der Pupillenfilter 900 ist
vorteilhaft, weil die Anordnung der Aufhalter 905 so ist,
dass die Aufhalter keine wesentliche Wirkung auf die Leistung der
Linse haben. Die Energie von den meisten Masken wird typischerweise
entlang der x-Achse 910, der y-Achse 911 oder dem
Mittelpunkt der Pupille 900 geleitet. Die Aufhalter 905 werden
in einer Entfernung von der x-Achse und der y-Achse angeordnet,
sodass sie nur Strahlung blockieren, die speziell auf die Aufhalter
gerichtet sind.
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Der
Vorteil des Filters 900 in 17, verglichen
mit dem Filter 850 in den 14 bis 16,
ist derjenige, dass die größeren Streifen 905 es
zulassen, dass der Beleuchtungsstrahl (–1, 0) einen größeren Durchmesser
hat, ohne dass er blockiert wird. Daher kann der Beleuchtungsstrahl
weniger kohärent
sein. Partielle Kohärenz
kann verwendet werden, um ungewollte Abbildungsfehler zu unterdrücken. Abbildungsfehler
sind Eigenschaften, die auf der endgültigen Abbildung erscheinen,
die nicht auf der Maske vorhanden waren. Abbildungsfehler entstehen
gewöhnlich
auf Grund von Interferenzeffekten und werden unterdrückt oder
ausgewischt, indem kohärentere
Beleuchtung verwendet wird.
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Filter
können
in beiden, den Ein-Masken- oder Zwei-Masken-Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. In dem Ein-Masken-Ausführungsbeispiel
(z. B. 12) wird die Periode des Dunkelfeldgitters 742 gesteuert,
um die (–1, –1) und
(–1, 0)
Grade von Strahlung so auszurichten, dass sie zwischen den Aufhaltern
oder Streifen der Filter sind.
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Luftbilder
für den
in 6 gezeigten Kontaktanschluss sind unter Verwendung
von MATHCAD simuliert worden. MATHCAD ist kommerziell erhältlich von
Math-Soft von Cambridge
Massachusetts. Unter Verwendung der Fourier Transformation des elektrischen
Feldes der in 5 beleuchteten Maske, hat das
Programm einen Filter verwendet, welcher der Linsenöffnung für die Umwandlung
entsprach. Das Programm verwendete dann die inverse Fourier Transformation,
um das Luftbild zu berechnen, das auf die Energie-sensitive Schicht
(d. h. Fotoresist) auf dem Wafer projiziert worden ist.
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18 zeigt
simulierte Luftbilder (Intensität als
Funktion der Position) des Kontaktanschlussgitters aus 5.
Die Abbildung ist simuliert worden für eine 0,6NA-Kamera mit Zylinderbeleuchtung
(σ = 0,6 und
eine Winkelausbreitung von ±6
Grad). Die Wellenlänge
der Belichtungsstrahlung war 193 nm. 18 zeigt
mehrere Abbildungen, von denen jede einen anderen Defokus-Wert in
dem Bereich 0 von 1,5 μm
hat.
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19 zeigt
simulierte Luftbilder des Kontaktanschlusses, die unter Verwendung
des Dunkelbildabbildungsverfahrens der vorliegenden Erfindung erzeugt
worden ist. Die simulierten Luftbilder sind für das Zwei-Maskendunkelfeldsystem,
in dem die Dunkelfeldmaske die in 5 gezeigte
Maske ist. Wenn man 18 und 19 vergleicht,
wird es klar, dass die in 19 gezeigten
Luftbilder eine bessere Schärfentiefe
als die in 18 gezeigten Luftbilder haben.
Dies ist der Fall, weil die Kamera mit der Zylinderbeleuchtung eine
große
Winkelausbreitung (σ = 0,6)
verwendet, um die feinen Eigenschaften auf der Maske aufzulösen. Demgegenüber liefert
das Dunkelfeldabbildungssystem der vorliegenden Erfindung eine Beleuchtung
mit einer kleineren Winkelausbreitung (σ = 0,25, was räumlich kohärenter ist),
die einen bessere Schärfentiefe
als Zylinderbeleuchtung liefert. Eigenschaften anderer Größen liefern
automatisch einen Wert von partieller Kohärenz (σ), der nahe dem Optimum für diese
bestimmte Eigenschaft ist.
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Eine
Gitterabbildung, die durch das Zwei-Maskensystem geliefert worden
ist, wurde unter Verwendung von MathCad simuliert, um das Luftbild
zu berechnen. PROLITH/2 Software, Simulationssoftware, bezogen von
Finle Technologies in Austin, Texas, wurde verwendet, um das Resistmuster
zu bestimmen, das unter Verwendung solch eines Zwei-Maskensystems
erzeugt wird.
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Die
Simulation wurde für
eine 0,6NA-Kamera mit einem 4× Reduktionsverhältnis durchgeführt, die bei
einer 193-nm Wellenlänge
betrieben worden ist. Das Energie-sensitive Material wurde ausgewählt, eine
0,2 μm Dicke
und einen Kontrast (γ)
von 5 zu haben. Die Abbildung wurde für herkömmliche Zylinderbeleuchtung
(σ = 0,7)
für eine
Maske, Ein-Linsensystem und für
Quadrupol-Dunkelfeldbeleuchtung, die einen Θc von
11,5 Grad hatte, eine L1-Öffnung
mit einem Akzep tanzwinkel von 8,2 Grad und eine Quellkohärenz σa von
0,033 simuliert. Die Ergebnisse der Simulation sind in 20 gezeigt. 20 zeigt,
dass in Abwesenheit eines Pupillenfilters (d. h. ein dunkler Punkt
in der Pupille, der den Durchlass von Strahlung blockiert) ein zusätzlicher
Beugungsgrad anfängt, durch
die Projektionslinse zu verlaufen, wenn die Gitterlinienbreite 0,2 μm übersteigt.
Dies ist durch 800 in 20 dargestellt.
Diese zusätzlichen
Grade sind nicht wünschenswert,
weil sie mit den zwei Strahlen interferieren, die für die Abbildungsverbesserungen verantwortlich
sind, die durch das Zwei-Maskendunkelfeldsystem bereitgestellt werden.
Die Wirkungen der Pupillenfilter auf die Abbildungsschärfentiefe
sind durch 810 und 811 dargestellt. Linie 810 ist
die Abbildungsschärfentiefe
als Funktion der Linienbreite, unter Verwendung des in 15 gezeigten
Pupillenfilters. Linie 811 ist die Abbildungsschärfentiefe
als Funktion der Linienbreite, unter Verwendung des in 16 gezeigten
Pupillenfilters. Wie zuvor bemerkt, wird eine erhöhte Schärfentiefe
erhalten, indem Pupillenfilter verwendet werden, um bestimmte, nicht wünschenswerte
Strahlungsgrade zu blockieren.
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Die
Abbildungsschärfentiefe
steigt für
Linienbreiten von 0,2 μm
bis 0,4 μm
an, wenn die Abbildungsstrahlung nach links gebeugt ist und der
in 15 gezeigte Pupillenfilter verwendet wird. Der Anstieg
der Schärfentiefe
wird dem Blockieren der (–1,
+1) Strahlung, die auf die Pupille durch den Aufhalter 860 einfällt, zugeschrieben.
Wie in 20 durch Linie 811 gezeigt,
ist ein sogar noch größerer Anstieg
der Tiefenschärfe
für größere Linienbreiten (0,4 μm bis 0,8 μm) erreicht
worden, wenn der Beleuchtungswinkel verändert wird, um die Abbildungsstrahlung 865 rechts
der y-Achse anzuordnen und wenn der Pupillenfilter in 16 verwendet
worden ist. In diesem Beispiel blockiert der Aufhalter 861 die (–1, +1)
Strahlung, die auf den Pupillenfilter einfällt.
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Wenn
das gewünschte
Muster ein isolierter Zwischenraum ist, wird die Dunkelfeldabbildung durch
eine Maske mit zwei Dunkelfeldgittern erzeugt. Jedes Gitter ist
einem transparenten Bereich auf der Maske benachbart, der den Zwischenraum
definiert. Die Periode der Gitter, die den Zwischenraum flankieren,
sind so angeordnet, dass sie 180 Grad phasenverschoben sind. Die
Abbildung des isolierten Zwischenraums ist dort, wo die Phase den Übergang
von 0 Grad auf 180 Grad macht. In dem Zwei-Masken-Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird eine lichtundurchlässige Eigenschaft
(z. B. eine auf einem transparen ten Substrat gebildete Chromeigenschaft)
verwendet, um die Breite der dunklen Linie zu definieren. Solch
eine Maske ist in 21 gezeigt. In 21 hat
die Maske 912 Gitter 913 und 914. Der
Zwischenraum 915 zwischen den Gittern ist so, dass die
Gitter 913 und 914 um 180 Grad phasenverschoben
sind. Die Maske 912 stellt dadurch eine Abbildung eines
isolierten Zwischenraums bereit. Die Abbildung 916 des
Zwischenraums ist der Bereich, in dem die Phase der durchgeleiteten
Strahlung den Übergang
von 0 Grad zu 180 Grad macht. Am Ende 911 der Gitter 913 und 914 schließen sich
die zwei phasenverschobenen Gitter, um ein einheitliches Gitter
zu bilden. Die phasenverschobenen Gitter liefern die gewünschte Abbildung.
Der Phasenübergang sorgt
für eine
scharfe Beendigung der Abbildung ohne ungewünschte Abbildungsfehler.
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In
der vorliegenden Erfindung werden die Dunkelfeldeigenschaften auch
verwendet, um die Phase des dadurch geleiteten Lichts zu verändern. Folglich
werden die Dunkelfeldeigenschaften als Phasenverschiebungsmaske
verwendet, um die Auflösung
der resultierenden Abbildungen zu verbessern. Die Dunkelfeldgitter
stellen viel Flexibilität
in dieser Hinsicht bereit, weil die Dunkelfeldgitter jede Phasenverschiebung
erzeugen können,
indem die Phase des Gitters bewegt wird, wie es beschrieben ist.
Ebenfalls kann die Phase eines Gitters in die Phase eines anderen
gemischt werden, indem die Phase des Gitters über einen Bereich, der mehrere
Perioden lang ist, verändert
wird.
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Ein
Beispiel einer Dunkelfeldgitter-Phasenverschiebungsmaske ist in 22 gezeigt.
In 22 hat die Dunkelfeldmaske ein Gitter 920 mit
einem zweiten Gitter 921 von dünneren Linien auf jeder Seite
des Gitters 920. Die dünneren
Linien des zweiten Gitters 921 beugen nicht genug Licht,
um auf der Energie-sensitiven Schicht zu drucken. Jedoch ist das elektrische
Feld von dem dünnen
Liniengitter 921 phasenverschoben mit dem durch das Gitter 920 geleiteten
Feld. Die Interferenz zwischen den zwei Gittern 920 und 921 schärft die
Kante der Eigenschaft (Kontaktanschluss 923).
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Wenn
ein Maskengitter zum Erzeugen einer Dunkelfeldabbildung einer bestimmten
Eigenschaft bestimmt worden ist, wird dieses Muster mit Mustern für andere
Eigenschaften auf einer einzigen Maske kombiniert. Diese Maske wird
dann in einem lithografischen Verfahren zur Bauelementherstellung
verwendet, um das ge wünschte
Dunkelfeldmuster in das Energie-sensitive Material einzubringen.
Die Abbildung wird dann in ein Muster entwickelt und in das darunter
liegende Substrat übertragen,
indem Hilfsmittel verwendet werden, die dem Fachmann wohlbekannt
sind und hier nicht im Detail beschrieben werden. Ein Fachmann wird
verstehen, dass die hier beschriebenen speziellen Beispiele bereitgestellt worden
sind, um auf einfache Weise Masken zu zeigen, die Dunkelfeldabbildungen
für bestimmte
Strukturen liefern. Andere als die speziell beschriebenen Maskenstrukturen
werden ebenfalls als geeignet betrachtet.