DE10156366A1

DE10156366A1 - Reflektionsmaske und Verfahren zur Herstellung der Reflektionsmaske

Info

Publication number: DE10156366A1
Application number: DE10156366A
Authority: DE
Inventors: Jenspeter Rau
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2021-11-17
Also published as: US20030123605A1; DE10156366B4; US7090948B2

Abstract

Eine Reflexionsmaske, vorzugsweise eine EUV-Reflexionsmaske, zur Abildung einer auf der Reflexionsmaske gebildeten oder zu bildenden Struktur auf eine Halbleiterscheibe mit Hilfe von extrem ultravioletter oder weicher Röntgen-Strahlung umfaßt ein Substrat (1), eine Reflektionsschicht (2) zur Reflexion einfallender Strahlung, welches substratseitig angeordnet ist, eine Absorptionsschicht (5) zur Absorption einfallender Strahlung, welche über der Reflexionsschicht angeordnet ist, und eine Hartmaske (7), welche über der Absorptionsschicht (5) angeordnet ist, wobei die Hartmaske aus einem gegenüber dem absorbierenden Material der Absorptionsschicht (5) ätzselektivem Material besteht. DOLLAR A Nach der Belichtung und Entwicklung des Resists (6), der Übertragung der Struktur in die Hartmaske (7) in einem ersten Ätzschritt und dem Ablösen des Resists (6) wird eine erste Inspektion der Struktur in der Hartmaske (7) zur Ermittelung von Defekten in der Hartmaske (7) durchgeführt. Insbesondere kann dabei eine Reparatur der Defekte mittels FIB durchgeführt werden. Gallium-Ionen werden dabei in die Absorptionsschicht (5) anstatt in die Reflexionsschicht implantiert. Dadurch wird eine Pufferschicht obsolet und die Aspektverhältnisse von Gräben auf der fertigen Reflexionsmaske sind niedriger als bisher.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reflektionsmaske zur Abbildung einer auf der Reflektionsmaske gebildeten oder zu bildenden Struktur auf einer Halbleiterscheibe mit Hilfe von extrem ultravioletter oder weicher Röntgen-Strahlung, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Reflektionsmaske.
Im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich oder mittels weicher Röntgenstrahlung arbeitende Reflektionsmasken, im folgenden auch EUV-Reflektionsmasken genannt, stellen eine Gruppe von Hauptkandidaten für die Strukturbildung auf Wafern mit einer minimalen Strukturbreite von 70 nm und kleiner dar. Die auf dem Wafer abzubildende Struktur ist dabei auf der Reflektionsmaske in Form von die Strahlung absorbierenden und reflektierenden Bereichen gebildet. Bei Wellenlängen von beispielsweise 11,2 nm oder 13,3 nm würde auch bei minimal fertigbaren Dicken von Maskensubstraten aus herkömmlichen Materialien das zu transmittierende Licht nahezu vollständig durch das Substrat absorbiert. Man bestrahlt daher die Reflektionsmasken mit einem leicht angeschrägten Strahl mit einer Neigung von beispielsweise 5-10 Grad und lenkt das Maskenbild über Reflektionsspiegel auf den Wafer in einem verkleinernden Maßstab, wobei der verkleinernde Faktor typischerweise 4 beträgt.
Die reflektierenden Bereiche für die Abbildung der Struktur werden durch eine freiliegende Reflektionsschicht, welche auf dem Maskensubstrat aufgebracht ist, realisiert. Diese Reflektionsschicht besteht im allgemeinen aus einem Schichtstapel, in welchem alternierend dünnste Schichten eines ersten Elementes mit einer niedrigen Atomzahl und eines zweiten Elementes mit hoher Atomzahl horizontal übereinander angeordnet sind. Beispiele stellen Schichtpaare aus Molybdän und Silizium oder aus Molybdän und Beryllium dar. Die Anzahl der Schichtpaare muß hinreichend groß sein um hohe Reflektivitäten zu erreichen, beispielsweise 40 bis 70 Schichtpaare je Stapel. Die maximal erreichbaren Reflektivitäten von etwa 80% sind wellenlängenabhängig.
Die absorbierenden Bereiche sind als Absorptionsschicht über der Reflektionsschicht gebildet. Übliche Materialien sind Chrom oder Aluminium. Bekannt sind auch Tantalnitrid oder Titannitrid. Ähnlich wie bei herkömmlichen Transmissionsmasken werden die Strukturen auf der Maske durch Belichten oder Bestrahlen eines Lackes und Übertragen der so gebildeten Struktur in die darunterliegende absorbierende Schicht in einem Ätzschritt gebildet. Oftmals wird dabei noch eine dünne Schutzschicht - etwa aus Silizium - zwischen Absorptions- und Reflektionsschicht angeordnet, welche in dem Ätzschritt als Ende-Marke für den Ätzvorgang dient, so daß die empfindliche, aus dem Schichtstapel bestehende Reflektionsschicht nicht verletzt wird.
In den Ätzschritten können leicht Verunreinigungen oder Partikel entstehen, welche sich als Defekte in den freigelegten Spalten auf der Reflektionsschicht niederschlagen. In den dafür notwendigen Inspektionsschritten werden diese Defekte detektiert und mittels eines fokussierenden Ionenstrahls (FIB, focused ion been) weggeätzt. Auch klare Defekte durch herausgebrochene oder geätzte Teile der Absorptionsschicht können mittels FIB repariert werden indem Material in die entsprechenden Bereiche der Absorptionsschicht abgeschieden wird.
Zur Erzeugung der Ionen dient beispielsweise eine Flüssig- Galliumquelle. Durch den Ionenbeschuß auf die Absorptionsschicht an der Maskenoberfläche werden allerdings auf nachteilhafte Weise auch Gallium-Ionen in die darunter liegende Schicht implantiert. Im Falle des Schichtstapels der Reflektionsschicht führen die Gallium-Ionen in den obersten Schichten des Schichtstapels zu einem problematischen Verlust an Reflektivität. Trotzdem also ein Defekt erfolgreich repariert werden konnte, tritt bei Verwendung der Maske nicht der erhoffte Erfolg ein, daß nämlich die freigelegte Stelle auf der Maske einen Reflektionsbeitrag für die Strukturbildung auf dem Wafer liefert.

Eine Lösung zu dem Problem der Zerstörung des Schichtstapels der Reflektionsschicht ist beispielsweise Liang, T. et al., J. Vac. Sci. Technol. B 18 (6), Seite 3216 ff. (Nov/Dec 2000) Beschrieben, wobei eine zusätzliche Pufferschicht zwischen Schichtstapel der Reflektionsschicht und der Absorptionsschicht vorgesehen ist. In dem beschriebenen Beispiel besitzt die Absorptionsschicht aus Titannitrid eine Dicke von 100 nm und die Pufferschicht aus Quarz (SiO₂) eine Dicke von 50 bis 70 nm. Die Pufferschicht (engl.: buffer layer) dient dazu, den Schichtstapel der Reflektionsschicht zu schützen, während der Absorber strukturiert und Defekte repariert werden. Das Puffermaterial muß daher die Eigenschaft besitzen, gegenüber den Absorbermaterialien eine gute Ätzselektivität aufzuweisen. Für Quarz gegenüber Titannitrid ist dies bei allgmein verwendeten Plasmaätzverfahren der Fall.

Die Dicke der Pufferschicht wird bestimmt durch die Eindringtiefe der Gallium-Ionen, sowie die Bedingung, daß für die Inspektion der Strukturen ein hinreichender Deep-UV Reflektionskontrast erhalten wird, so beispielsweise 75 nm für λ = 257 nm bzw. 50 nm bei λ = 193 nm.

Bei der fertigen EUV-Reflektionsmaske ensteht nach der Strukturierung der Absorptionsschicht bzw. der Freilegung der Reflektionsbereiche dadurch, daß zwischen der Absorptionsschicht und dem Schichtstapel zusätzlich noch die Pufferschicht einschlossen wird, ein vergleichsweise tiefer Graben. Wie beispielsweise in Bollepalli and Cerrina, SPIE Vol. 3676, Seiten 587-597 (1999), und in Pistor and Neureuther, SPIE Vol. 3676, Seiten 679-696 (1999) beschrieben ist, spielt aber die Dicke der Absorptionsschicht zuzüglich der Dicke der Pufferschicht bei der bis über 10 Grad Insidenten EUV oder Röntgenstrahlung auf die Maske mit dem Graben eine wichtige Rolle für das reflektierte Bild. Ein schräg belichteter tiefer Graben bewirkt ein asymmetrisches Intensitätsprofil des Grabens auf dem Wafer mit der Wirkung einer Änderung der Linienbreite als auch einer Linienverschiebung, wie in Fig. 1a und b entsprechend zu sehen ist. Je tiefer der Graben bzw. je dicker die Absorptionsschicht zuzüglich der Pufferschicht ist, desto stärker wirken sich diese Veränderungen im reflektierten Bild aus. Es ist daher das Ziel insbesondere die Dicke der Pufferschicht möglichst gering zu halten, welches aber durch die o. g. Bedingungen einer strikten unteren Schranke ausgesetzt ist.

Eine Verringerung der Beschleunigungsspannung beim FIB für die Galliumionen zur Verringerung der Eindringtiefe wirkt sich nachteilhaft auf die Auflösung des Ionenstrahls aus, so daß auch hierdurch keine Qualitätsverbesserung erzielt werden kann. Auch die Einspeisung einer niedrigeren Ladung in den Ionenstrahl schafft keine Abhilfe, da durch die längere Implantantionszeit bei den typischerweise schwankenden Umgebungsbedingungen ein Rauschen in der Plazierungsgenauigkeit, und damit im Auflösungsvermögen des FIB-Gerätes folgt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Reflektionsmaske und ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzubieten bei welcher/welchem die vorgenannten Probleme vermindert werden, insbesondere eine Verringerung der Grabentiefe bei der fertigen Reflektionsmaske, wo hingegen der Schichtstapel der Reflektionsschicht während der Herstellung ausreichend geschützt ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Reflektionsmaske zur Abbildung von auf der Reflektionsmaske gebildeten oder zu bildenden Strukturen auf einer Halbleiterscheibe mit Hilfe von extrem ultravioletter oder weicher Röntgenstrahlung, umfassend ein Substrat, eine Reflektionsschicht zur Reflektion einfallender Strahlung, welches substratseitig angeordnet ist, eine Absorptionsschicht zur Absorption einfallender Strahlung, welche über der Reflektionsschicht angeordnet ist, eine Hartmaske welche über der Absorptionsschicht angeordnet ist, wobei die Hartmaske aus einem gegenüber dem absorbierenden Material der Absorptionsschicht ätzselektiven Material besteht.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung der Reflektionsmaske umfassend die Schritte: Bereitstellung eines Substrats, welches wenigstens mit einer substratseitigen Reflektionsschicht, einer darüber angeordneten Absorptionsschicht, einer über der Absorptionsschicht angeordneten Hartmaske und einem Resist als Oberflächenschicht beschichtet ist, Belichtung und Entwicklung des Resists zur Bildung einer Struktur im Resist, Übertragung der Struktur in die Hartmakse in einem ersten Ätzschritt, Ablösen des Restists, eine erste Inspektion der Struktur in der Hartmaske zur Ermittelung von Defekten in der Hartmaske, Übertragung der Struktur aus der Hartmaske in die Absorptionsschicht in einem zweiten Ätzschritt.

Der vorliegenden Erfindung zufolge wird oberhalb der Absorptionsschicht eine neue Schicht als Hartmaske angeordnet, in welcher Strukturgebung, Inspektion und Reparatur durchgeführt werden kann, wobei die Absorptionsschicht selbst als Implantationspuffer für die Gallium-Ionen dient. Die Absorbtionseigenschaft der Absorptionsschicht wird durch die absorbierenden Gallium-Ionen nicht beeinträchtigt. Der empfindliche Schichtstapel der Reflektionsschicht wird hingegen nicht beeinträchtigt. Die Strukturgebung der Absorptionsschicht wird durch Übertragung der Struktur aus der vorher strukturierten Hartmaske bewerkstelligt. Ein solcher Ätzprozeß ist mit extrem wenigen Defekten möglich. Dennoch auftretende Defekte können individuell mit Elektronenstrahl- oder AFM-Geräten detektiert und repariert werden.

Ein weiterer Vorteil ist, daß bei der Materialwahl der jeweiligen Schichten das Hauptaugenmerk auf die Notwendigkeiten des Ätzens und Inspizierens gelegt werden kann, während Aspekte der Metrologie bei der Materialwahl in den Hintergrund gestellt werden können.

Ein weiterer Vorteil wird dadurch bewirkt, daß die Hartmaske am Ende vollständig entfernt werden kann, weil diese zusätzliche Schicht nicht unterhalb der Absorptionsschicht, sondern vielmehr oberhalb der Absorptionsschicht an der Oberfläche auf der Reflektionsmaske angeordnet ist.

In einer Weiterbildung der Reflektionsmaske wird zwischen der Reflektionsschicht und der Absorptionsschicht jeweils unmittelbar angrenzend eine Schutzschicht für eine Beendigung eines Ätzprozesses eingerichtet. Dies wird gewöhnlich als Ätzstop, bzw. Ende-Marke für das Ätzen, bezeichnet. Diese Schicht ist besonders dünn, und beeinträchtigt daher weder die Reflektionseigenschaften noch die Grabentiefe der fertigen Reflektionsmaske. Hingegen bietet sie den Vorteil, den Ätzstop der darüberliegenden Absorptionsschicht wirksam anzuzeigen. Der Schichtstapel der Reflektionsschicht ist damit wirksam geschützt.

In einer weiteren Ausgestaltung grenzen die Reflektionsschicht und die Absorptionsschicht unmittelbar aneinander. Hierbei entsteht der besonders große Vorteil eines geringst möglichen Aspektverhältnisses für den Graben der fertigen Reflektionsmaske. Das Aspektverhältnis gibt das Verhältnis von Grabentiefe zu Grabenbreite an. Die bisher zum Schutz vor Reparaturvorgängen eingerichtete Pufferschicht befindet sich nicht mehr zwischen Reflektionsschicht und Absorptionsschicht, wodurch das geringe Aspektverhältnis erreicht werden kann. Durch die erfindungsgemäße Hartmaske wird dennoch gleichzeitig der Schutz des Schichtstapels der Reflektionsschicht vor den Gallium-Ionen erreicht.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die Hartmaske aus einem oder mehreren der Materialien Quarz, Kohlenstoff, Ruthenium, SiON gebildet. Dies sind insbesondere Materialien, wie sie auch für die bisherige unter der Absorptionsschicht angeordnete Pufferschicht verwendet werden konnten. Im Unterschied zu dieser sind diese nun aber als Hartmaske oberhalb der Absorptionsschicht angeordnet. Die positive Eigenschaft der Ätzselektivität gegenüber der Absorptionsschicht wird dabei von der bisher verwendeten Pufferschicht auf die erfindungsgemäße Hartmaske übertragen und ist gleichermaßen nutzbar. Es sind auch andere, etwa üblicherweise in der Waferherstellung benutzte Hartmaskenmaterialien für die vorliegende Hartmaske verwendbar.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Reflektionsschicht aus einer alternierenden Anordnung von Schichten in einem Schichtstapel, insbesondere aus Molybdän - Silizium oder Molybdän - Beryllium, gebildet. Die erfindungsgemäße Anordnung der Schichten wirkt gerade beim Erhalt und dem Schutz der Reflektionseigenschaft dieser Schichtstapel besonders vorteilhaft.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Absorptionsschicht aus einem oder mehreren der Materiale Chrom, Titannitrid, Tantalnitrid, Nickel gebildet. Einerseits bewirken diese Elemente oder Verbindungen besonders effektive Absorptionseigenschaften, andererseits erlauben sie eine vorteilhafte Ätzselektivität gegenüber den Materialien der Hartmaske. Die Strukturgebungseigenschaft wird dadurch besonders vorteilhaft verbessert.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Reparatur eines opaken Defektes nach der ersten Inspektion durch Entfernung von Material in der Hartmaske außerhalb der Absorptionsschicht durchgeführt. Die auf dem Schichtstapel der Reflektionsmaske aufliegende Absorptionsschicht bleibt also während der Reparatur mit Ausnahme der inherenten Ionenimplantation unberührt. Die Absorptionsschicht dient damit implizit als Puffer für die Gallium-Ionen zum Schutze der unterliegenden Reflektionsschicht.

In einer weiteren Weiterbildung des Verfahrens wird eine Reparatur eines klaren Defektes durch Abscheidung von Material in die Hartmaske auf der Absorptionsschicht durchgeführt. Auch in diesem Schritt bleibt die empfindliche Reflektionsschicht unbeeinträchtigt.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Hartmaske nach dem Schritt der Übertragung der Struktur aus der Hartmaske in die Absorptionsschicht entfernt. Dadurch ist der besondere Vorteil gegeben, daß ein niedriges Aspektverhältnis erreicht werden kann. Die besondere Komplexität der Datenaufbereitung, welche die Daten für das litographische Schreibgerät liefert, kann dabei wesentlich vereinfacht werden, denn die notwendigen Korrekturen für die Linienverschiebungen und Asymmetrien im Intensitätsprofil von Linien bei der Reflektion fallen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der erfindungsgemäßen Schichtanordnung der Reflektionsmaske wegen des niedrigen Aspektverhältnisses erheblich schwächer aus. Zudem müssen die Materialeigenschaften des Hartmaskenmaterials im späteren Einsatz zur Belichtung eines Wafers, etc. nicht mehr berücksichtigt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung wird der zweite Ätzschritt bei Freilegung einer Schutzschicht beendet, welcher zwischen der Absorptionsschicht und der Reflektionsschicht angeordnet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird eine zweite Inspektion zur Ermittelung von Defekten nach Entfernen der Hartmaske durchgeführt. Dies hat den Vorteil, daß auch im zweiten Ätzschritt vereinzelt auftretende Defekte detektiert und repariert werden können. Zum Erhalt der Reflektionsschicht, welche nun freiliegt, werden dazu AFM (atomic force microscope) oder Rasterelektronenmikroskope (REM), etc. verwendet.

Die Verwendung der die erfindungsgemäße Schichtanordnung umfassenden EUV-Reflektionsmaske zur Bildung einer Struktur auf der Reflektionsmaske gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist besonders vorteilhaft. Ist die EUV- Reflektionsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 6 noch unstrukturiert, d. h. unbelichtet, so umfaßt sie erfindungsgemäß auch beschichtete Maskenrohlinge, welche mit der erfindungsgemäßen Schichtanordnung versehen sind.

Die gemäß den Ansprüchen 7 bis 12 hergestellte Reflektionsmaske mit wenigstens einer gebildeten Struktur wird besonders vorteilhaft zur Belichtung oder Bestrahlung eines Halbleiterwafers mit extrem-violetter oder weicher Röntgenstrahlung verwendet. Gerade in diesem Wellenlängenbereich sind die dazu notwendigen Materialien und Schichtstrukturen des Schichtstapels der Reflektionsschicht besonders empfindlich und das vorherige Ablösen der Hartmaske erleichtert den Umstand die Eigenschaften zusätzlicher Materialien wie Kohlenstoff oder Quarz unter den Bedingungen der Bestrahlung nicht berücksichtigen zu müssen.

Die Erfindung soll nun in einem Ausführungsbeispiel anhand . von Figuren näher erläutert werden.
Darin zeigen:
Fig. 1 schematisch die Änderung der Linienbreite als Funktion der Dicke der Absorptionsschicht bzw. der Grabentiefe (a) und die Linienverschiebung als Funktion der Dicke der Absorptionsschicht bzw. der Grabentiefe (b) einer beispielhaften Reflektionsmaske,
Fig. 2 ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik zur Herstellung einer EUV-Reflektionsmaske unter Verwendung einer Pufferschicht zum Schutz des reflektierenden Schichtstapels,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer EUV-Reflektionsmaske unter Verwendung einer Hartmaske.
Ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung einer EUV-Reflektionsmaske gemäß dem Stand der Technik unter Verwendung einer Pufferschicht zum Schutz des Schichtstapels der Reflektionsschicht ist in Fig. 2 gezeigt. Es wird von einer in Fig. 2a dargestellten Schichtanordnung, z. B. eines Maskenrohlings oder einer bereits im Herstellungsverfahren beschichteten EW-Reflektionsmaske ausgegangen. Auf dem Substrat 1 ist ein die Reflektionsschicht 2 bildender Schichtstapel aus alternierenden Schichten von Molybdän und Silizium bestehend aus 40 Schichtpaaren angeordnet. Darüber befindet sich eine Schutzschicht 3 bestehend aus Silizium. Eine Pufferschicht 4 aus Quarz (SiO₂) ist wiederum darauf abgeschieden und wird bedeckt von der Absorptionsschicht 5, welche aus Titannitrid besteht. Diese Anordnung wird bedeckt von einer Resistschicht 6 für die Belichtung mit einem Elektronenstrahl. In Fig. 2b sind zwei Strukturen 10 nach der Belichtung und Entwicklung im Resist 6 gebildet.
Nach einem ersten Ätzschritt, in welchem die Struktur 10 aus dem Resist 6 in Strukturen 11 in der Absorptionsschicht 5 übertragen wurden wird der Resist 6 entfernt. Ein opaker Defekt 20 hat sich dabei in einer der Strukturen 11 in der Absorptionsschicht auf der Pufferschicht 4 niedergesetzt (Fig. 2c). Danach wird ein Inspektions- und Reparaturschritt durchgeführt, bei dem der Opakdefekt 20 entfernt wird. Dabei bildet sich in der Pufferschicht 4 in einem Bereich 40 an der vormaligen Stelle des opaken Defekts 20 eine Zone mit implantierten Gallium-Ionen (Fig. 2d). Danach wird in einem zweiten Ätzschritt die Struktur 11 in die Pufferschicht 4 zur Bildung einer vertieften Struktur 12 übertragen. Die noch bestehende Pufferschicht hat eine Dicke von 50 nm, die noch bestehende Absorptionsschicht aus Titannitrid eine Dicke von 100 nm. Die Grabentiefe 30 der Struktur 12 beträgt damit 15 nm (Fig. 2e).
Ein erfindungsgemäßes Beispiel des Verfahrens und der Reflektionsmaske ist in Fig. 3 gezeigt. Wie beim Stand der Technik befindet sich auf einem Substrat 1 ein Schichtstapel bestehend aus 40 Paaren von dünnen Molybdän-Siliziumschichten, welcher die Reflektionsschicht 2 bildet. Dieser wird durch eine Schutzschicht 3 aus Silizium bedeckt. Direkt darüber befindet sich die Absorptionsschicht 5 aus Titannitrid, worüber sich die Hartmaske aus Quarz befindet. Der Resist 6 dient zur Strukturbildung (Fig. 3a). Im Resist 6 werden Strukturen 10 gebildet mittels Belichtung und Entwicklung (Fig. 3b), wonach in einem ersten Ätzschritt die Strukturen 10 in Strukturen 13 in die Hartmaske 7 übertragen werden. Es wird angenommen, daß auch hier ein opaker Defekt 20 in der Struktur 13 in der Hartmaske 7 auf der Absorptionsschicht 5 abgelagert wird (Fig. 3c).
In einem Inspektions- und Reparaturschritt mittels FIB wird der Opakdefekt 20 entfernt. Dabei werden Gallium-Ionen in einem Implantationsbereich 41 implantiert (Fig. 3d). In einem zweiten Ätzschritt wird die Struktur 13 in der Hartmaske 7 auf die Absorptionsschicht 5 übertragen. Ein Ätzstop findet auf der Schutzschicht 3 statt (Fig. 3e). Anschließend wird die Hartmaske 7 entfernt, wodurch die tiefen Strukturen 14 in flachere Strukturen 15 überführt werden. Diese besitzen eine Grabentiefe 31 von 100 nm, entsprechend der Dicke der Absorptionsschicht 5 aus Titannitrid. Die Hartmaske 7 aus Quarz hatte eine Dicke von 20 nm.
Sowohl im Beispiel gemäß dem Stand der Technik als auch im erfindungsgemäßen Beispiel werden die Schichtstapel der Reflektionsschicht 2 vor Implant-Ionen geschützt. Das resultierende Aspektverhältnis gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel liegt jedoch um etwa ein Drittel niedriger als jenes gemäß dem Stand der Technik. Dadurch ist ein geringeres Biasing bei der Datenaufbereitung die auch eine höhere Plazierungsgenauigkeit der Linien gemäß der vorliegenden Erfindung möglich.
Es ist auch möglich die Hartmaske 7 auf der Absorptionsschicht 5 zu belassen, wenn nämlich die Dicke der Hartmaske 7 hinreichend dünn und das Material der Hartmaske 7 strahlungsdurchlässig ist, so daß die unterliegende Absorptionsschicht 5 ihre absorbierende Eigenschaft voll entfalten kann. In diesem Fall beträgt die Grabentiefe 31 120 nm Dicke im Vergleich zu 155 nm für die Grabentiefe 30 gemäß dem Stand der Technik. Bezugszeichenliste 1 Substrat
2 Reflektionsschicht
3 Schutzschicht
4 Pufferschicht (Stand der Technik)
5 Absorptionsschicht
6 Resist
7 Hartmaske (erfindungsgemäß)
10-15 Strukturen in verschiedenen Herstellungsstadien
20 oparker Defekt
30 Grabentiefe (Stand der Technik)
31 Grabentiefe (erfindungsgemäß)
40 Implantationszone (Stand der Technik)
41 Implantationszone (erfindungsgemäß)

Claims

1. Reflektionsmaske zur Abbildung einer auf der Reflektionsmaske gebildeten oder zu bildenden Struktur auf eine Halbleiterscheibe mit Hilfe von extrem ultravioletter oder weicher Röntgen-Strahlung, umfassend
ein Substrat,
eine Reflektionsschicht zur Reflektion einfallender Strahlung, welches substratseitig angeordnet ist,
eine Absorptionsschicht zur Absorption einfallender Strahlung, welche über der Reflektionsschicht angeordnet ist,
eine Hartmaske, welche über der Absorptionsschicht angeordnet ist, wobei die Hartmaske aus einem gegenüber dem absorbierenden Material der Absorptionsschicht ätzselektivem Material besteht.

2. Reflektionsmaske nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Reflektionsschicht und der Absorptionsschicht jeweils unmittelbar angrenzend eine Schutzschicht für eine Beendigung eines Ätzprozesses angeordnet ist.

3. Reflektionsmaske nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektionsschicht und die Absorptionsschicht unmittelbar aneinandergrenzen.

4. Reflektionsmaske nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaske aus Material enthaltend mindestens eine Komponente aus der Gruppe Quarz, Kohlenstoff, Ruthenium, SiON gebildet ist.

5. Reflektionsmaske nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektionsschicht aus einer alternierenden Anordnung von Schichten in einem Schichtstapel, insbesondere aus Molybdän- Silizium oder Molybdän-Beryllium, gebildet ist.

6. Reflektionsmaske nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht aus Material enthaltend mindestens eine Komponente aus der Gruppe Chrom, Titannitrid, Tantalnitrid, Nickel gebildet ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Reflektionsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend die Schritte:

- Bereitstellung eines Substrats, welches wenigstens mit einer substratseitigen Reflektionsschicht, einer darüber angeordneten Absorptionsschicht, einer über der Absorptionsschicht angeordneten Hartmaske und einem Resist als Oberflächenschicht beschichtet ist,

- Belichtung und Entwicklung des Resists zur Bildung einer Struktur im Resist,

- Übertragung der Struktur in die Hartmaske in einem ersten Ätzschritt,

- Ablösen des Resists,

- eine erste Inspektion der Struktur in der Hartmaske zur Ermittelung von Defekten in der Hartmaske,

- Übertragung der Struktur aus der Hartmaske in die Absorptionsschicht in einem zweiten Ätzschritt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reparatur eines opaken Defektes nach der ersten Inspektion durch Entfernung von Material in der Hartmaske außerhalb der Absorptionsschicht durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reparatur eines klaren Defektes durch Abscheidung von Material in die Hartmaske auf der Absorptionsschicht durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaske nach dem Schritt Übertragung der Struktur aus der Hartmaske in die Absorptionsschicht entfernt wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ätzschritt bei Freilegung einer Schutzschicht beendet wird, welche zwischen der Absorptionschicht und der Reflektionsschicht angeordnet ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß daß eine zweite Inspektion zur Ermittelung von Defekten nach Entfernen der Hartmaske durchgeführt wird.

13. Verwendung einer Reflektionsmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Bildung wenigstens einer Struktur auf der Reflektionsmaske.

14. Verwendung einer nach den Ansprüchen 7 bis 12 hergestellten Reflektionsmaske mit wenigstens einer gebildeten Struktur zur Belichtung oder Bestrahlung eines Halbleiterwafers mit extrem-violetter oder weicher Röntgenstrahlung.