DE2927242A1

DE2927242A1 - Korpuskel- oder roentgenlithografisches verfahren zur strukturerzeugung

Info

Publication number: DE2927242A1
Application number: DE19792927242
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Frosien
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1979-07-05
Filing date: 1979-07-05
Publication date: 1981-01-08

Description

Korpuskel- oder röntgenlithografisches Verfahren zur
Strukturerzeugung.
Die Erfindung betrifft ein Korpuskel- oder röntgenlithografisches Verfahren zur Strukturerzeugung auf mit einem entsprechenden Resist (Lack) beschichteten Körpern, insbesondere Halbleiterscheiben, wobei die Körper entsprechend den gewünschten Strukturen mit einer für die Strukturerzeugung nötigen Gesamtdosis bestrahlt werden.
Ein wichtiges Kriterium für die wirtschaftliche Anwendbarkeit lithografischer Verfahren zur Strukturerzeugung ist die aufzuwendende Maschinenzeit, d.h. die Zeit, die für die Belichtung der Strukturen im Gerät erforderlich ist. Um diese Zeit soweit wie möglich herabsusetzen, werden immer intensitätsreichere Strahler und empfindlichere Lacke entwickelt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art einen weiteren Weg anzugeben, durch den die aufzuwendende Ma- schinenzeit weiter verringert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die Gesamtdosis aus einer Teildosis, mit der der Resist gleichmäßig bestrahlt wird, und einer weiteren Teildosis, mit der nur die gewünschten Strukturen bestrahlt werden, zusammensetzt. Hier wird also vorgeschlagen, neben der eigentlichen strukturerzeugenden Belichtung die mit einem Resist beschichteten Körper mit einer Teildosis gleichmäßig zu bestrahlen, beispielsweise als Vor- oder Nachbelichtung. Diese gleichmäßige Bestrahlung kann in einfach aufgebauten Geräten durchgeführt werden, da nur eine gleichmäßige Ausleuchtung vorliegen muß, sonst aber keine Ansprüche an dieses Gerät zu stellen sind. Für die eigentliche Belichtung der Strukturen ist dann nur noch eine verminderte Strahldosis und damit bei gleich bleibender Strahlintensität eine verkürzte Maschinenzeit notwendig. Bei diesem Verfahren wird die große Steilheit der verwendeten Lacke ausgenutzt. Versuche haben dabei ergeben, daß derartige Vor- oder Nachbelichtungen bis zu einer bestimmten Dosis möglich sind, ohne daß es zu störenden Effekten bei der anschließenden Strukturerzeugung kommt.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die gleichmäßige Bestrahlung integral erfolgt. Die gleichmäßige Bestrahlung läßt sich dadurch besonders einfach und schnell durchführen unabhängig davon, ob die strukturerzeugende Bestrahlung integral oder seriell durchgeführt wird.
Das Verfahren erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn für die weitere Teildosis Elektronen verwendet werden. Bei der herkömmlichen Belichtung von elektronenempfindlichen Lacken zur Strukturerzeugung mit Elektronen, sei es in einem Elektronenstrahlschreiber oder in einem Elektronenstrahlprojektor, bewirkt der Proximity-Effekt, daß Strukturkantenverlagerungen in Abhängigkeit der Nachbarschaft auftreten. So werden Muster in einer hellen Umgebung verkleinert abgebildet, da viele Streuelektronen in der Nähe der Kante wirksam werden. Dieser Bereich wird dadurch überbelichtet. Kleine Öffnungen in einer dunklen Umgebung hingegen werden unterbelichtet, da hier die Streuelektronen fehlen. Es ist daher bei den herkömmlichen Belichtungsverfahren schwierig, eine für beliebige Muster richtige Bestrahlungsdosis zu finden. Dies kann quantitativ an folgenden Gleichungen abgelesen werden: Für eine helle Umgebung ergibt sich DH = (Io+Io.7F).T.
Dabei bedeutet DH die Dosis in der hellen Umgebung, 1o die Stromdichte des belichtenden Elektronenstrahls, d den Flächenstreukoeffizienten der hellen Umgebung und T die Belichtungszeit.
Entsprechend ergibt sich für die dunkle Umgebung DD=10.T.
DD bedeutet dabei die Dosis in der dunklen Umgebung. Wie man diesen beiden Gleichungen entnehmen kann, ist die wirksame Belichtungsdosis im hellen und dunklen Bereich unterschiedlich. Die Differenz beträgt #D=DH-DD=#F.Io.T.
Mit der erfindungsgemäßen gleichmäßigen Teilbelichtung wird dieser Dosisunterschied zwischen hellen und dunklen Gebieten herabgesetzt, wie in der folgenden Bilanz verdeutlicht ist. Dabei ist V der Vorbelichtungsfaktor. Er ist stets kleiner als 1.
Entsprechend den obigen Gleichungen ergibt sich für die helle Umgebung gDH=V.IO-T+(1-V).IO-T.(1+#F) =IOT+IO-T.#F.(1-V) =10.T. (l+7F(l#V)) Entsprechend ergibt sich für die dunkle Umgebung DD=V .I0.T+(1-V).I0.T =10.T Die Differenz der wirksamen Belichtungsdosen im hellen und dunklen Bereich beträgt bei der Teilbelichtung über die gesamte Fläche nundD=DH-DD =7F-Io*T-(1-V) Da der Vorbelichtungsfaktor V stets kleiner 1 ist, ist der Dosisunterschied deutlich geringer. In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Teildosis für die gleichmäßige Bestrahlung bis zu 30% der Gesamtdosis betragen kann, wenn die strukturerzeugende Bestrahlung mit Elektronen vorgenommen wird. Versuche haben ergeben, daß derartige Vor- oder Nachbelichtungen möglich sind, ohne daß es zu störenden Effekten bei der Strukturerzeugung kommt. Diese Prozentzahl hängt im wesentlichen von der Steilheit der verwendeten Elektronenlacke ab. Sollte diese Steilheit weiter gesteigert werden, so sind dementsprechend noch größere Prozentzahlen möglich.
Eine weitere Vereinfachung des zusätzlichen apparativen Aufbaues für die gleichmäßige Belichtung wird dadurch erreicht, daß für die eine Teildosis eine andere Strahlung als für die weitere Teildosis verwendet wird, wobei der Resist auf beide Strahlungen ansprechen muß. So kann beispielsweise die Vorbelichtung mit Röntgenstrahlung erfolgen, wenn die eigentliche strukturerzeugende Belichtung in einem aufwendigen Elektronenstrahlschreiber vorgenommen wird. Unter Umständen kann es sogar möglich sein, für eine Vor- oder Nachbelichtung UV-Licht zu verwenden.
5 Patentansprüche

Claims

PatentanSprüche: Di $ Korpuskel- oder röntgenlithografisches Verfahren zur Strukturerzeugung auf mit einem entsprechenden Resist (Lack) beschichteten Körpern, insbesondere Halbleiterscheiben, wobei die Körper entsprechend den gewünschen Strukturen mit einer für die Strukturerzeugung nötigen Gesamtdosis bestrahlt werden, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß sich die Gesamtdosis aus einer Teildosis#, mit der der Resist gleichmäßig bestrahlt wird, und einer weiteren Teildosis, mit der nur die gewünschten Strukturen bestrahlt werden, zusammensetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die gleichmäßige Bestrahlung integral erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß für die weitere Teildosis Elektronen verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Teildosis für die gleichmäßige Bestrahlung bis zu 30% der Gesamtdosis ausmacht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß für die eine Teildosis eine andere Strahlung als für die weitere Teildosis verwendet wird, wobei der Resist auf beide Strahlungen ansprechen muß.