DE102004057180B4

DE102004057180B4 - Photomasken mit Schattenelementen in denselben und dazugehörige Verfahren und Systeme

Info

Publication number: DE102004057180B4
Application number: DE102004057180A
Authority: DE
Inventors: Soon-Ho Kim; Seong-Woon Choi; Seong-Yong Moon; Jin-Hong Park
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2024-11-27
Also published as: US7605906B2; DE102004057180A1; US7241539B2; US7604927B2; CN100559269C; US20070273855A1; JP2005157375A; US20040214094A1; JP4611720B2; US20070122751A1; CN1621941A

Abstract

Photomaske (111; 311; 805) zum Strukturieren einer integrierten Schaltungsvorrichtung (303) unter Verwendung einer Strukturierungsstrahlung (201; 321; 803a), mit:
einem transparenten Substrat (101; 315; 805b), das erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen aufweist;
einer Struktur (103; 317; 805c) von strahlungsblockierenden Regionen an mindestens einer der ersten und/oder der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats (101; 315; 805b), wobei die Struktur (103; 317; 805c) der strahlungsblockierenden Regionen eine Struktur definiert, die zu der integrierten Schaltungsvorrichtung (303) übertragen werden soll; und
einem Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats (101; 315; 805b) zwischen den ersten und den zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, wobei ein Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik, die sich von der eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315; 805b) unterscheidet, aufweist, und wobei eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321; 803a) durch einen Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315; 805b), der das Array (105a; 319a;...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der integrierten Schaltungen und insbesondere auf Photomasken, die verwendet werden, um Vorrichtungen mit integrierten Schaltungen zu strukturieren (engl. to pattern), und auf verwandte Verfahren und Systeme.
HINTERGRUND
Photomasken werden beim Strukturieren von integrierten Schaltungsvorrichtungen (integrated circuit devices) verwendet, und eine herkömmliche Photomaske kann mikroskopische Bilder auf einem transparenten Substrat aufweisen. Wie in 9 gezeigt, kann eine Photomaske 901 ein transparentes Substrat 903 (wie z. B. ein Glas- und/oder Quarzsubstrat) mit einem mikroskopischen Bild, das in einer gemusterten bzw.
strukturierten Schicht 905 (wie z. B. einer strukturierten Schicht aus Chrom) an einer Oberfläche des transparenten Substrats 903 vorgesehen ist, aufweisen. Das mikroskopische Bild kann von der Photomaske zu einer photoempfindlichen Schicht (wie z. B. Photoresist) auf einem Wafer für eine integrierte Schaltung unter Verwendung von photolithographischen Verfahren übertragen werden, bei denen eine Strukturierungsstrahlung (wie z. B. Licht) durch die Photomaske auf die photoempfindliche Schicht durchgelassen wird. Dementsprechend werden Abschnitte der photoempfindlichen Schicht, die Öffnungen in der strukturierten Schicht aus Chrom 905 entsprechen, der Strukturierungsstrahlung selektiv ausgesetzt, während Abschnitte der photoempfindlichen Schicht, die Chromabschnitten der strukturierten Schicht entsprechen, vor der Strukturierungsstrahlung maskiert werden. Nach dem Aussetzen gegenüber der Strukturierungsstrahlung durch die Photomaske kann die photoempfindliche Schicht entwickelt werden, um die gewünschte Struktur in der photoempfindlichen Schicht zu bilden. Die photoempfindliche Schicht, die die gewünschte Struktur aufweist, kann dann als eine Ätzmaske für eine Schicht der integrierten Schaltungsvorrichtung verwendet werden.
Eine kritische Abmessung einer Struktur einer integrierten Schaltung kann als eine Breite einer Linie oder eines Zwischenraums, die für die herzustellende Vorrichtung als kritisch identifiziert wurde, definiert sein. Abschnitte der Struktur an dem transparenten Substrat können eine gleiche kritische Abmessung über unterschiedliche Abschnitte der Photomaske aufweisen, und die kritische Abmessung wird idealerweise in der photoempfindlichen Schicht über unterschiedliche Abschnitte der integrierten Schaltungsvorrichtung gleichmäßig reproduziert. Eine Gleichmäßigkeit einer kritischen Abmessung, die in unterschiedlichen Abschnitten einer integrierten Schaltungsvorrichtung, in unterschiedlichen integrierten Schaltungvorrichtungen auf einem gleichen Halbleiterwafer und auf unterschiedlichen Halbleiterwafern gebildet wird, kann jedoch selbst dann variieren, wenn eine Photomaske verwendet wird.
Entsprechend aktueller photolithographischer Verfahren kann eine Photomaske eine Struktur für eine Schicht einer einzelnen integrierten Schaltungsvorrichtung oder für eine kleine Anzahl von benachbarten Vorrichtungen mit integrierten Schaltungen, jedoch nicht für alle Vorrichtungen mit integrierten Schaltungen auf einem Wafer, aufweisen. Dementsprechend kann es sein, dass die Photomaske "abgetastet" bzw. "gescannt" oder "abgeschritten" (gesteppt) werden muss, um unterschiedliche Teile einer gleichen photoempfindlichen Schicht auf einem gleichen Wafer getrennt zu belichten. Bei einer Photomaske, die eine Struktur für eine Schicht einer einzelnen integrierten Schaltungsvorrichtung aufweist, kann es sein, dass die Photomaske mit jeder integrierten Schaltungsvorrichtung auf dem Wafer aufeinander folgend ausgerichtet werden muss und eine getrennte Strukturierungsstrahlungsdosis für jede integrierte Schaltungsvorrichtung vorgesehen werden muss.
Die Ungleichmäßigkeit einer kritischen Abmessung über einen Halbleiterwafer und/oder von Wafer zu Wafer unter Verwendung derselben Maske kann beispielsweise das Resultat von Variationen beim Beschichten der photoempfindlichen Schicht, von Variationen beim Aussetzen der photoempfindlichen Schicht gegenüber der Strukturierungsstrahlung, von Variationen beim Entwickeln der photoempfindlichen Schicht nach dem Aussetzen bzw. Belichten, von Variationen beim Trocknen der photoempfindlichen Schicht und/oder von Variationen beim Ätzen einer Schicht auf dem Wafer unter Verwendung der strukturierten photoempfindlichen Schicht als eine Maske sein. Ungleichmäßigkeiten einer kritischen Abmessung über eine gleiche integrierte Schaltungsvorrichtung können beispielsweise das Resultat von Unterschieden der Intensitäten der Strukturierungsstrahlung, die die photoempfindliche Schicht auf der integrierten Schaltungsvorrichtung erreicht, sein.
Selbst wenn kritische Abmessungen der strukturierten Schicht der Photomaske ohne einen Fehler geliefert werden, können Charakteristika der Belichtungsvorrichtung und/oder der Photomaske Ungleichmäßigkeiten der kritischen Abmessungen, die auf einer photoempfindlichen Schicht gebildet werden, einführen. Eine kritische Abmessung einer Struktur, die in einer photoempfindlichen Schicht in einer Mitte einer integrierten Schaltungsvorrichtung gebildet wird, kann beispielsweise allgemein größer als eine kritische Abmessung einer Struktur sein, die in der gleichen photoempfindlichen Schicht an einer Kante der gleichen integrierten Schaltungsvorrichtung gebildet wird. Dieser Effekt kann auf die Beugung der Strukturierungsstrahlung zurückgeführt werden, die durch die strukturierte Schicht der Photomaske läuft.
Wie in 10 gezeigt, kann die Strukturierungsstrahlung 1001 zu einer Rückseite des transparenten Substrats 1005, die entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend zu der strukturierten Schicht 1007 ist, geliefert werden. Die Strukturierungsstrahlung 1001 kann außerdem mit einer relativ gleichmäßigen Verteilung der Beleuchtungsintensität, wie es durch die durchgezogene Linie 1021 dargestellt ist, geliefert werden. Die Strukturierungsstrahlung kann sich ferner durch das transparente Substrat 1005 mit einer relativ gleichmäßigen Verteilung der Beleuchtungsintensität, wie es durch die durchgezogene Linie 1023 gezeigt ist, ausbreiten. Eine Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsintensität, die durch die Öffnungen in der strukturierten Schicht 1007 läuft, kann jedoch über das Substrat, wie es durch die gepunktete Linie 1025 dargestellt ist, variieren. Die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsintensität, die durch die Öffnungen in der strukturierten Schicht 1007 läuft, kann beispielsweise variieren, da eine Beugung von Licht, das durch die Öffnungen in der strukturierten Schicht 1007 läuft, in der Mitte der Photomaske 1003 stärker als an den Kanten der Photomaske 1003 sein kann. Eine resultierende Verteilung von kritischen Abmessungen über eine strukturierte Vorrichtung ist durch die Linie 1027 dargestellt.
US 6,048,648 A offenbart eine Maske mit einer optischen Schutzschicht, die eine variable Lichttransmittanz aufweist. Dabei wird die Lichttransmittanz der Schutzschicht in Übereinstimmung mit der Musterdichte der Schutzschicht oder der Dicke einer Photoresistschicht auf dem Halbleitersubstrat geändert.
US 6,120,942 A offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Photomaske mit einer Vielzahl von Absorptionsebenen. Das Verfahren betrifft eine Photomaske, die bei der Halbleiterherstellung verwendet wird, wobei die Photomaske durch Vorsehen eines Photomaskensubstrats und abwechselndes Abscheiden einer Vielzahl von Schichten aus lichtabsorbierenden Material bzw. einem Ätz-Stopp-Material auf dem Photomaskensubstrat hergestellt wird. Das lichtabsorbierende Material wird dabei so gewählt, dass es eine genau definierte Ätzselektivität bezüglich dem Ätz-Stopp-Material aufweist. Die Schichten werden aufeinanderfolgend durch Entfernen mittels selektiven Ätzprozesses von zumindest einem Abschnitt von zumindest einer der Schichten, wobei der Abschnitt, der von einer, in Bezug auf das Substrat, unteren Schicht entfernt wird, eine Untermenge des Abschnitts ist, der von einer höheren Schicht entfernt wurde. Die gemusterten Schichten werden zusammen als eine Photomaske verwendet, um ein Photoresistmuster photolithographisch auf einen in der Herstellung befindlichen Halbleiterwafer abzubilden. Das Photoresist wird anschließend bei dem Ätzverfahren für den Halbleiterwafer verwendet.
Aus der DE 103 46 561 A1 ist eine Photomaske zur Verwendung in einem Photolitographieverfahren bekannt. Die Photomaske besteht aus einem Substrat, welches auf der Vorderseite ein Hauptmuster aufweist, so dass bei einem Belichtungsverfahren auf die Photomaske einfallende Lichtstrahlen durch das Substrat hindurch gehen und das Hauptmuster bestrahlen. Bei dem Belichtungsverfahren wird eine Abbildung, die identisch zu der Abbildung des Hauptmusters ist, auf einen Wafer übertragen. Auf der Rückseite des Substrates ist ein Transparenzeinstellmuster aus einer Mehrzahl von Abschattungselementen vorgesehen. Die Abschattungselemente bewirken, dass Lichtstrahlen, die bei einem Belichtungsverfahren auf die Rückseite des Photomaskensubstrats einfallen, gebeugt werden oder miteinander interferieren, um die Verteilung der Intensität der Lichtstrahlen, welche durch das Photomaskensubstrat hindurch gehen, zu verändern.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann eine Photomaske zum Strukturieren einer integrierten Schaltungsvorrichtung unter Verwendung einer Strukturierungsstrahlung vorgesehen sein. Die Photomaske kann beispielsweise ein transparentes Substrat, eine Struktur von strahlungsblockierenden Regionen und ein Array von Schattenelementen aufweisen. Das transparente Substrat kann erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen aufweisen, und die Struktur der strahlungsblockierenden Regionen kann auf mindestens der ersten und/oder der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats vorgesehen sein. Die Struktur der strahlungsblockierenden Re gionen kann zusätzlich eine Struktur definieren, die zu dem Substrat der integrierten Schaltung übertragen werden soll. Das Array der Schattenelemente kann innerhalb des transparenten Substrats zwischen ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen vorgesehen sein, wobei die Schattenelemente des Arrays eine Lichtdurchlasscharakteristik, die sich von derselben eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats unterscheidet, aufweisen. Eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch einen Abschnitt des transparenten Substrats, der das Array von Schattenelementen aufweist, kann außerdem größer als etwa 20% sein.
Ein Schattenelement des Arrays kann einen Brechungsindex, der sich von demselben eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats unterscheidet, aufweisen, und ein Durchschnitt von Mitte-zu-Mitte-Abständen der Schattenelemente innerhalb des Arrays kann mindestens etwa 6 μm sein. Ein Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands der Schattenelemente innerhalb des Arrays kann insbesondere mindestens etwa 8 μm sein. Die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch Abschnitte des transparenten Substrats, das das Array von Schattenelementen aufweist, kann größer als etwa 70% sein.
Die Photomaske kann ferner ein zweites Array von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen aufweisen, und die Schattenelemente des zweiten Arrays können eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik aufweisen, die sich von derselben eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats unterscheidet. Eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch einen Abschnitt des transparenten Substrats, der das zweite Array von Schattenelementen aufweist, kann größer als etwa 20% sein, und die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch den Abschnitt des transparenten Substrats, der das zweite Array aufweist, kann sich von der Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch den Abschnitt des transparenten Substrats, der das erste Array aufweist, unterscheiden.
Das erste Array von Schattenelementen kann zusätzlich konfiguriert sein, um eine erste Beleuchtungsbedingung für einen ersten Abschnitt des Substrats der integrierten Schaltung vorzusehen, und das zweite Array von Schattenelementen kann konfiguriert sein, um eine zweite Beleuchtungsbedingung für einen zweiten Abschnitt des Substrats der integrierten Schaltung vorzusehen, wobei sich die ersten und zweiten Beleuchtungsbedingungen unterscheiden. Die erste Beleuchtungsbedingung kann entweder eine ringförmige Beleuchtung, eine Dipol-Beleuchtung oder eine Quadrupol-Beleuchtung sein, und die zweite Beleuchtungsbedingung kann eine andere Beleuchtung von entweder der ringförmigen Beleuchtung, Dipol-Beleuchtung oder Quadrupol-Beleuchtung sein. Ein Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands der Schattenelemente innerhalb des ersten Arrays kann sich von einem Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands der Schattenelemente innerhalb des zweiten Arrays unterscheiden. Die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch Abschnitte des transparenten Substrats, die das erste und das zweite Array von Schattenelementen aufweisen, kann außerdem größer als etwa 70% sein.
Das Array von Schattenelementen kann konfiguriert sein, um eine holographische Struktur zu liefern, die verwendet wird, um ein Hologramm auf der integrierten Schaltungsvorrichtung zu erzeugen, oder das Array von Schattenelementen kann als eine Fresnel-Linse konfiguriert sein. Die Struktur von strahlungsblockierenden Regionen kann zusätzlich eine Struktur aus einem Metall, wie z. B. Chrom, sein. Ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array kann in einem Bereich von etwa 0,1 μm bis 4 μm und insbesondere in einem Bereich von etwa 0,3 μm bis 1 μm liegen.
Gemäß zusätzlicher Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Bilden einer Photomaske zum Strukturieren einer integrierten Schaltungsvorrichtung unter Verwendung einer Strukturierungsstrahlung vorgesehen sein. Das Verfahren kann beispielsweise das Bereitstellen eines transparenten Substrats, das Bilden einer Struktur von strahlungsblockierenden Regionen und das Bilden eines Arrays von Schattenelementen aufweisen. Das transparente Substrat kann erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen aufweisen, und die Struktur der strahlungsblockieren den Regionen kann auf mindestens der ersten und/oder der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats gebildet sein. Die Struktur der strahlungsblockierenden Regionen kann außerdem eine Struktur definieren, die zu der integrierten Schaltungsvorrichtung übertragen werden soll. Das Array von Schattenelementen kann innerhalb des transparenten Substrats zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen gebildet sein, wobei die Schattenelemente des Arrays eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik, die sich von derselben eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats unterscheidet, aufweisen. Eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch einen Abschnitt des transparenten Substrats, der das Array von Schattenelementen aufweist, kann zusätzlich größer als etwa 20% sein.
Das Verfahren kann ferner das Vorsehen einer Membran bzw. eines Peilicles (engl. pellicle) auf dem transparenten Substrat aufweisen, und das Array von Schattenelementen kann mit dem Pellicle auf dem Substrat gebildet werden. Das Bilden des Arrays von Schattenelementen kann das Liefern einer Laserstrahlung zu Abschnitten des transparenten Substrats für ein Schattenelement des Arrays aufweisen. Ein Laserstrahlungsstoß mit einer Dauer in einer Größenordnung von etwa 10^–15 Sekunden kann insbesondere für jedes der Schattenelemente des Arrays vorgesehen sein, und jeder Laserstrahlungsstoß kann in einer Größenordnung von etwa 10⁶ bis 10⁷ W/cm² aufweisen. Das Liefern der Laserstrahlung zu Abschnitten des transparenten Substrats für jedes Schattenelement des Arrays kann zusätzlich eine Mikroexplosion innerhalb des transparenten Substrats für jedes Schattenelement des Arrays erzeugen.
Ein Schattenelement des Arrays kann einen Brechungsindex, der sich von demselben eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats unterscheidet, aufweisen. Ein Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands der Schattenelemente innerhalb des Arrays kann mindestens etwa 6 μm und insbesondere mindestens etwa 8 μm sein, und die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch Abschnitte des transparenten Substrats, das das Array von Schattenelementen aufweist, kann größer als etwa 70% sein.
Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Strukturieren einer integrierten Schaltungsvorrichtung das Bereitstellen eines Substrat für eine integrierte Schaltung, das eine photoempfindliche Schicht auf demselben aufweist, und das Projizieren einer Strukturierungsstrahlung durch eine Photomaske zu der photoempfindlichen Schicht auf dem Substrat der integrierten Schaltung aufweisen. Die Photomaske kann insbesondere ein transparentes Substrat, eine Struktur von strahlungsblockierenden Regionen und ein Array von Schattenelementen aufweisen. Das transparente Substrat kann erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen aufweisen, und die Struktur der strahlungsblockierenden Regionen kann sich mindestens auf der ersten und/oder zweiten Oberfläche des transparenten Substrats befinden. Die Struktur der strahlungsblockierenden Regionen kann insbesondere eine Struktur definieren, die zu der integrierten Schaltungsvorrichtung übertragen werden soll. Das Array von Schattenelementen kann innerhalb des transparenten Substrats zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen vorgesehen sein, wobei ein Schattenelement des Arrays eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik, die sich von derselben eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats unterscheidet, aufweist. Eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch einen Abschnitt des transparenten Substrats, das das Array von Schattenelementen aufweist, kann zusätzlich größer als etwa 20% sein.
Gemäß zusätzlicher Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann ein System zum Strukturieren einer integrierten Schaltungsvorrichtung unter Verwendung einer Strukturierungsstrahlung eine Einspannvorrichtung bzw. ein Futter, eine Photomaske und eine Strahlungsquelle aufweisen. Die Einspannvorrichtung kann konfiguriert sein, um ein Substrat einer integrierten Schaltung mit einer photoempfindlichen Schicht auf demselben aufzunehmen, und die Photomaske kann ein transparentes Substrat mit ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, eine Struktur von strahlungsblockierenden Regionen und ein Array von Schattenelementen aufweisen. Die Struktur von strahlungsblockierenden Regionen kann auf mindestens der ersten und/oder zweiten Oberfläche des transparenten Substrats vorgesehen sein, und die Struktur der strahlungsblockierenden Regionen kann eine Struktur definieren, die zu dem Substrat der integrierten Schaltung übertragen werden soll. Das Array von Schattenelementen kann innerhalb des transparenten Substrats zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen vorgesehen sein, wobei ein Schattenelement des Arrays eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik, die sich von derselben eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats unterscheidet, aufweist. Eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch einen Abschnitt des transparenten Substrats, der das Array von Schattenelementen aufweist, kann zusätzlich größer als etwa 20% sein. Das System kann ferner eine Strahlungsquelle aufweisen, die konfiguriert ist, um eine Strahlung durch die Photomaske zu der Photoresistschicht auf dem Substrat der integrierten Schaltung zu projizieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht einer Photomaske gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht, die Variationen der Beleuchtungsintensitäten unter Verwendung von Photomasken gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 eine Querschnittsansicht einer weiteren Photomaske gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
4 eine Draufsicht eines Abschnitts einer Photomaske, die unterschiedliche Regionen aufweist, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
5 ein Blockdiagramm, das Systeme und Verfahren zum Bilden von Arrays von Schattenelementen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellt;
6a–d Photographien, die Arrays von Schattenelementen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellen;
7 eine graphische Darstellung, die Durchlässigkeiten von unterschiedlichen Arrays von Schattenelementen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ein Blockdiagramm, das Strukturierungssysteme und Verfahren gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen. Photomaske; und
10 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Photomaske und von relativen Dämpfungen einer Strukturierungsstrahlung, die durch dieselbe läuft.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt sind, vollständiger beschrieben. Diese Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt sein und sollte nicht auf die Ausführungsbeispiele, die hierin dargelegt sind, begrenzt ausgelegt werden; vielmehr sind diese Ausführungsbeispiele vorgesehen, derart, dass die Offenbarung gründlich und vollständig ist, und dieselben das Konzept der Erfindung Fachleuten vollständig vermitteln. In den Zeichnungen sind die Größen und Dicken der Schichten und Regionen für eine klare Darstellung übertrieben dargestellt.
Es ist offensichtlich, dass, wenn auf eine Schicht als sich auf einer anderen Schicht oder einem Substrat befindend Bezug genommen wird, sich dieselbe direkt auf der anderen Schicht oder dem Substrat befinden kann oder dazwischenliegende Schichten ebenfalls vorhanden sein können. Es ist ferner offensichtlich, dass, wenn auf eine Schicht oder ein Element als mit einer anderen Schicht oder einem anderen Element verbunden oder gekoppelt Bezug genommen wird, dieselbe mit der anderen Schicht oder dem Element direkt verbunden oder gekoppelt sein kann oder dazwischenliegende Schichten oder Elemente ebenfalls vorhanden sein können.
Eine Photomaske 111 zum Strukturieren eines Substrats einer integrierten Schaltung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist in der Querschnittsansicht von 1 dargestellt. Die Photomaske 111 kann ein transparentes Substrat 101 (wie z. B. ein Glas- oder Quarzsubstrat), ein Array (Arrays) von Schattenelementen 105 innerhalb eines Volumens des transparenten Substrats 101 zwischen ersten und zweiten Oberflächen des transparenten Substrats und eine Struktur von strahlungsblockierenden (oder lichtundurchlässigen) Regionen 103 auf mindestens entweder der ersten oder der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats 101 aufweisen. Die Struktur der strahlungsblockierenden Regionen 103 kann eine Struktur definieren, die zu dem Substrat der integrierten Schaltung übertragen werden soll, und jedes Schattenelement 105 innerhalb des (der) Arrays kann eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik, die sich von derselben eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats unterscheidet, aufweisen.
Ein Schattenelement 105 kann insbesondere einen Brechungsindex, der sich von demselben eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats 101 unterscheidet, aufweisen. Eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch Abschnitte des transparenten Substrats, das das Array (die Arrays) von Schattenelementen 105 aufweist, ist zusätzlich mindestens etwa 50%. Die Struktur der strahlungsblockierenden Regionen 103 kann ferner eine strukturierte Schicht eines Metalls, wie z. B. Chrom, sein, und ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array (den Arrays) kann in einem Bereich von etwa 0,1 μm bis 4 μm und insbesondere in einem Bereich von etwa 0,3 μm bis 1 μm liegen.
Das Array (die Arrays) von Schattenelementen 105 kann, wie in 1 gezeigt, zweidimensional sein, derart, dass die Schattenelemente etwa in einer gleichen Ebene in der Photomaske liegen. Die Schattenelemente können insbesondere in Arrays von Reihen und Spalten von Schattenelementen mit Mitte-zu-Mitte-Abständen der Schattenelemente von unterschiedlichen Arrays angeordnet sein, die sich unterscheiden, um unterschiedliche Durchlässigkeitscharakteristika in unterschiedlichen Abschnitten der Photomaske vorzusehen. Die Mitte-zu-Mitte-Abstände eines ersten Arrays 105a von Schattenelementen bei einer Mittenposition der Photomaske können beispielsweise kleiner als die Mitte-zu-Mitte-Abstände von zweiten und dritten Arrays 105b und 105c von Schattenelementen bei Kantenabschnitten der Photomaske sein. Eine Durchlässigkeit einer Strukturierungsstrahlung durch das erste Array 105a in der Mitte der Photomaske kann dementsprechend kleiner als eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch das zweite und das dritte Array 105b und 105c der Schattenelemente an den Kantenabschnitten der Photomaske sein.
Durch Vorsehen von unterschiedlichen Durchlässigkeiten in unterschiedlichen Abschnitten der Maske kann eine Gleichmäßigkeit der Strukturierungsstrahlungsintensität, die durch die Photomaske 101 durchgelassen wird, verbessert werden, und eine Gleichmäßigkeit von kritischen Abmessungen, die auf eine integrierten Schaltungsvorrichtung strukturiert werden, kann verbessert werden. Wie im Vorhergehenden erörtert, kann eine Beugung, die durch die strahlungsblockierende Struktur 103 erzeugt wird, eine Dämpfung der Strukturierungsstrahlung, die durch dieselbe läuft, in unterschiedlichen Abschnitten der Photomaske unterschiedlich beeinflussen. Die Beugung, die durch die strahlungsblockierende Struktur 103 erzeugt wird, kann beispielsweise eine größere Dämpfung der Strukturierungsstrahlung an Kanten der Photomaske als in der Mitte der Photomaske erzeugen. Das Array (die Arrays) 105 von Schattenelementen kann diese Ungleichmäßigkeit der Dämpfung durch Vorsehen einer größeren Dämpfung durch das Array 105a in der Mitte der Photomaske und durch Vorsehen einer geringeren Dämp fung durch die Arrays 105b–c an den Kanten der Photomaske kompensieren. Gemäß spezieller Ausführungsbeispiele kann eine Durchlässigkeit durch das Array (die Arrays) 105 von Schattenelementen innerhalb eines Bereichs von etwa 98% bis 100% variiert werden, um eine Gleichmäßigkeit der Strukturierungsstrahlung, die zu einer integrierten Schaltungsvorrichtung, die strukturiert wird, geliefert wird (wobei 100% die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch einen Abschnitt des transparenten Substrats ohne Schattenelemente ist), zu verbessern.
Wie in 2 gezeigt, kann eine Quelle einer Strukturierungsstrahlung eine Strukturierungsstrahlung 201 von ungefähr gleichmäßiger Intensität über eine Gesamtheit der Photomaske 101 liefern. Die Linie 207 ist vorgesehen, um zu zeigen, dass eine Beleuchtungsintensitätsverteilung für die Strukturierungsstrahlung 201, die in das transparente Substrat 101 eintritt, über die Gesamtheit der Photomaske ungefähr gleichmäßig ist. Wie im Vorhergehenden erörtert, kann das Array (die Arrays) 105 von Schattenelementen angeordnet sein, derart, dass eine Dichte der Schattenelemente in einem mittleren Abschnitt des Substrats größer ist, und derart, dass eine Dichte der Schattenelemente abnimmt, sowie ein Abstand von der Mitte des Substrats zunimmt. Dementsprechend kann eine Durchlässigkeit durch das Array (die Arrays) 105 nahe den Kanten des Substrats am größten sein, und die Durchlässigkeit durch das Array (die Arrays) 105 kann nahe der Mitte des Substrats am geringsten sein.
Die durchgezogene Linie 203 stellt eine relative Dämpfung der Durchlässigkeit einer Strukturierungsstrahlung durch unterschiedliche Abschnitte des Arrays (der Arrays) 105 von Schattenelementen dar. Wie im Vorhergehenden erörtert, kann eine Beugung der Strukturierungsstrahlung, die durch die strahlungsblockierende Struktur 103 läuft, zu einer größeren Dämpfung der Strukturierungsstrahlung an Kanten der Photomaske 111, wie durch die gepunktete Linie 205 dargestellt ist, führen. Dementsprechend können Effekte einer variierenden Durchlässigkeit durch unterschiedliche Abschnitte des Arrays (der Arrays) 105 von Schattenelementen und Effekte der Beugung durch die strahlungsblockierende Struktur 103 ausgeglichen werden, derart, dass eine ungefähr gleichmäßige Intensität der Strukturierungsstrahlung durch das Sub strat 101 und die strahlungsblockierende Struktur 103, wie durch die durchgezogene Linie 211 dargestellt, durchgelassen wird. Die Linie 209 stellt außerdem dar, dass kritische Abmessungen (CDs) über eine integrierte Schaltungsvorrichtung, die strukturiert wird, unter Verwendung eines Arrays (von Arrays) von Schattenelementen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ungefähr gleichmäßig hergestellt werden können.
Andere Faktoren als die Beugung durch die strahlungsblockierende Struktur können die Gleichmäßigkeit der kritischen Abmessungen in einer integrierten Schaltungsvorrichtung, die strukturiert wird, beeinflussen. Wie in 3 gezeigt, können die kritischen Abmessungen CD1, CD2 und CD3 einer Struktur einer photoempfindlichen Schicht 301 (wie z. B. einem Photoresist) von relativ klein (CD1) auf einer Seite der integrierten Schaltungsvorrichtung 303, die strukturiert wird, bis relativ groß (CD3) auf der anderen Seite der integrierten Schaltungsvorrichtung, die strukturiert wird, variieren, wenn die Photomaske 311 ohne Schattenelemente verwendet wird. Die durchgezogenen Linien der strukturierten photoempfindlichen Schicht 301 stellen die Abmessungen der Struktur dar, wenn dieselbe unter Verwendung der Photomaske 311 vor dem Bilden von Schattenelementen in derselben gebildet wird.
Mit der Erkenntnis der CD-Ungleichmäßigkeiten, die resultieren, wenn die Photomaske ohne Schattenelemente verwendet wird, kann ein Entwurf für Schattenelemente bestimmt werden, um die CD-Gleichmäßigkeit zu verbessern. Die Photomaske 311 weist ein transparentes Substrat 315 und eine strahlungsblockierende Struktur 317 (wie z. B. eine Chromstruktur) auf dem transparenten Substrat 315 auf. Die strahlungsblockierende Struktur 317 definiert, wie gezeigt, die Struktur, die zu der photoempfindlichen Schicht 301 auf der integrierten Schaltungsvorrichtung 303 übertragen werden soll. Nachdem die CD-Ungleichmäßigkeiten bestimmt sind und ein Entwurf der Schattenelemente bestimmt ist, können Arrays von Schattenelementen 319a und 319b in dem transparenten Substrat 315 zwischen den ersten und zweiten Oberflächen derselben gebildet werden. Die Schattenelemente können beispielsweise unter Verwendung eines Femto-Sekunden-Lasers, wie es im Folgenden detaillierter erörtert ist, gebildet werden.
Abstände, Größen und/oder Platzierungen der Schattenelemente können beispielsweise empirisch unter Verwendung von Versuch und Fehler und/oder unter Verwendung einer Simulation bestimmt werden.
Wie in 3 gezeigt, kann die Region des transparenten Substrats 315 ohne Schattenelemente eine relativ hohe Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch dieselbe liefern, und die Region des transparenten Substrats 315, die das Array 319b der Schattenelemente aufweist, kann eine relativ niedrige Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch dieselbe liefern. Die Region des transparenten Substrats 315, die das Array 319a von Schattenelementen aufweist, kann eine mittlere Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch dieselbe, die kleiner als die relativ hohe Durchlässigkeit durch die Region ohne die Schattenelemente und größer als die relativ niedrige Durchlässigkeit durch die Region, die das Array 319b von Schattenelemente aufweist, ist, liefern. Wie im Vorhergehenden erörtert, können Unterschiede der Durchlässigkeit in absoluter Ausdrucksweise relativ klein sein, wenn alle Regionen des Substrats eine Durchlässigkeit von größer als 97% für die Strukturierungsstrahlung 321 liefern. Durch Hinzufügen der Arrays von Schattenelementen kann die Gleichmäßigkeit der kritischen Abmessungen in der photoempfindlichen Schicht 301, die strukturiert wird, verbessert werden, wie es durch die gestrichelten Linien gezeigt ist.
Die Durchlässigkeit durch die Arrays von Schattenelementen kann, wie im Vorhergehenden erörtert, durch Vorsehen von Unterschieden der Abstände der Schattenelemente in den unterschiedlichen Arrays variiert werden. Wie in 3 gezeigt, können die Abstände in dem Array 319a größer als in dem Array 319b sein. Die Durchlässigkeit kann ferner durch Vorsehen von Schattenelementen einer ersten Größe in einem Array und durch Vorsehen von Schattenelementen einer zweiten Größe in einem zweiten Array variiert werden. Die Schattenelemente des Arrays 319a können beispielsweise größer als die Schattenelemente des Arrays 319b sein. Die Durchlässigkeit kann ferner durch Vorsehen von unterschiedlichen Anzahlen von Schichten von Schattenelementen in unterschiedlichen Arrays variiert werden. Das Array 319a kann beispielsweise eine einzige Schicht von Schattenelementen aufweisen, während das Ar ray 319b mehrere Schichten von Schattenelementen aufweisen kann. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können Unterschiede in den Abständen der Schattenelemente, Unterschiede in den Größen der Schattenelemente, Unterschiede in den Schichten der Schattenelemente und/oder Unterschiede in anderen Charakteristika von Arrays von Schattenelementen individuell oder in Kombination verwendet werden, um das Photomaskenverhalten zu verbessern.
Wiederum Bezug nehmend auf 1 kann ein Durchschnitt der Mitte-zu-Mitte-Abstände von Schattenelementen innerhalb des Arrays (der Arrays) 105 mindestens etwa 6 μm sein, und ein Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands von Schattenelementen kann insbesondere mindestens etwa 8 μm sein. Eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch Abschnitte des transparenten Substrats, das das Array (die Arrays) von Schattenelementen aufweist, kann somit größer als etwa 70% und entsprechend spezieller Ausführungsbeispiele größer als 97% sein. Wie im Vorhergehenden erörtert, kann eine Durchlässigkeit durch Abschnitte des transparenten Substrats, das das Array (die Arrays) von Schattenelementen aufweist, zwischen etwa 98% und 100% (wobei 100% die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch einen Abschnitt des transparenten Substrats ohne Schattenelement ist) variiert werden.
Die Photomaske von 1 kann somit ein erstes Array 105a von Schattenelementen zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats 101 bei einer Mittenposition desselben aufweisen und ein zweites Array 105b von Schattenelementen zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats 101 bei einem Kantenabschnitt desselben aufweisen. Die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch die Abschnitte des transparenten Substrats, die die ersten und zweiten Arrays von Schattenelementen aufweisen, kann größer als etwa 50% sein. Die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch den Abschnitt des transparenten Substrats, der das zweite Array aufweist, kann jedoch anders als die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch den Abschnitt des transparenten Substrats, der das erste Array aufweist, sein. Wie im Vorhergehenden erörtert, kann die Durchlässigkeit durch Abschnitte des Substrats, die das zweite Array 195b aufweisen, größer als die Durchläs sigkeit durch Abschnitte des Substrats, die das erste Array 105a aufweisen, sein, um beispielsweise die Unterschiede der Beleuchtungsintensitäten aufgrund der Beugung, die durch die strahlungsblockierende Struktur 103 verursacht wird, zu kompensieren. Die Durchlässigkeiten durch die unterschiedlichen Arrays von Schattenelementen können insbesondere zwischen 98% und 100% (wobei 100% die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung durch Abschnitte des Substrats ohne Schattenelemente ist) variieren. Unterschiedliche Durchlässigkeiten können beispielsweise durch Vorsehen von unterschiedlichen durchschnittlichen Mitte-zu-Mitte-Abständen von Schattenelementen innerhalb unterschiedlicher Arrays vorgesehen sein.
Zusätzlich oder als Alternative können unterschiedliche Arrays verwendet werden, um unterschiedliche Beleuchtungsbedingungen für unterschiedliche Regionen einer integrierten Schaltungsvorrichtung, die strukturiert wird, vorzusehen. Wenn eine IC-Speichervorrichtung (integrated circuit memory device) (wie z. B. eine Vorrichtung mit einem dynamischen Direktzugriffsspeicher) hergestellt wird, können unterschiedliche Beleuchtungsbedingungen für Speicherzellenarrayregionen und für Peripherieschaltungsregionen vorgesehen werden. Ein erstes Array 150a von Schattenelementen kann beispielsweise konfiguriert sein, um eine Dipol-Beleuchtungsbedingung für eine Speicherzellen-Arrayregion einer IC-Speichervorrichtung vorzusehen, und ein zweites Array 150b von Schattenelementen kann konfiguriert sein, um eine ringförmige Beleuchtungsbedingung für eine Peripherieschaltungsregion der gleichen IC-Speichervorrichtung vorzusehen.
Eine Beleuchtungsbedingung kann herkömmlicherweise durch eine Öffnung, durch die die Strukturierungsstrahlung durchgelassen wird, bevor dieselbe die Photomaske erreicht, bestimmt werden, derart, dass eine gleiche Beleuchtungsbedingung über die Gesamtheit einer integrierten Schaltungsvorrichtung, die strukturiert werden soll, geliefert wird. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können unterschiedliche Arrays von Schattenelementen in einer Photomaske verwendet werden, um unterschiedliche Beleuchtungsbedingungen in unterschiedlichen Teilen einer integrierten Schaltungsvorrichtung während eines gleichen Belichtungsschrittes zu liefern.
Ein Array von Schattenelementen in einem transparenten Substrat einer Photomaske kann somit konfiguriert sein, um beispielsweise entweder eine ringförmige Beleuchtungsbedingung, eine Dipol-Beleuchtungsbedingung, eine Quadrupol-Beleuchtungsbedingung oder eine kundenspezifische Beleuchtungsbedingung zu liefern. Unterschiedliche Arrays von Schattenelementen in einer Photomaske können somit verwendet werden, um unterschiedliche Beleuchtungsbedingungen in unterschiedlichen Regionen einer integrierten Schaltungsvorrichtung, die strukturiert wird, zu liefern. Bei einer Alternative können ein Array (Arrays) von Schattenelementen in einer Photomaske verwendet werden, um eine gleichmäßige Beleuchtungsbedingung (wie z. B. eine ringförmige Beleuchtungsbedingung), eine Dipol-Beleuchtungsbedingung, eine Quadrupol-Beleuchtungsbedingung oder eine kundenspezifisch angepasste Beleuchtungsbedingung) über eine integrierte Schaltungsvorrichtung, die strukturiert wird, zu liefern, ohne eine spezielle Öffnung zwischen einer Quelle einer Strukturierungsstrahlung und der Photomaske zu erfordern.
Eine IC-Speichervorrichtung kann beispielsweise rechteckige Speicherzellenarrayregionen mit Peripherieschaltungsregionen, die die Speicherzellenarrayregionen trennen, aufweisen. Wie in 4 gezeigt, kann dementsprechend eine Photomaske 401, die verwendet wird, um eine solche Vorrichtung zu strukturieren, Speicherzellenarrayregionen 403a–d und Peripherieschaltungsregionen 405, die die Speicherzellenarrayregionen trennen, aufweisen. Eine strahlungsblockierende Struktur auf einer Oberfläche der Photomaske kann die Struktur definieren, die zu einer photoempfindlichen Schicht auf der IC-Speichervorrichtung übertragen werden soll, und ein Array oder Arrays von Schattenelementen zwischen transparenten Oberflächen kann eine oder mehrere Beleuchtungsbedingungen für spezielle Abschnitte der IC-Speichervorrichtung, die strukturiert werden soll, liefern. Erste Arrays von Schattenelementen in den Speicherzellenarrayregionen 403a–d der Photomaske 401 können beispielsweise eine Dipol-Beleuchtungsbedingung(en) für Speicherzellenarrayregionen der IC-Speichervorrichtung vorsehen, und zweite Arrays von Schattenelementen in den Peripherieschaltungsregionen 405 können eine ringförmige Beleuchtungsbedingung(en) für Peripherie schaltungsregionen der Speichervorrichtung mit integrierter Schaltung während eines gleichen Maskierungsschrittes liefern.
Zusätzlich oder als eine Alternative können eines oder mehrere Arrays von Schattenelementen konfiguriert sein, um eine holographische Struktur zu liefern, die verwendet wird, um ein Hologramm auf der integrierten Schaltungsvorrichtung, die strukturiert wird, zu erzeugen, und unterschiedliche holographische Strukturen können durch unterschiedliche Arrays von Schattenelementen in der gleichen Photomaske geliefert werden. In ähnlicher Weise können eines oder mehrere Arrays von Schattenelementen als eine Fresnel-Linse konfiguriert sein, und unterschiedliche Fresnel-Linsen können durch unterschiedliche Arrays von Schattenelementen in der gleichen Photomaske vorgesehen werden.
Schattenelemente können in Photomasken gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Systems, wie z. B. dasselbe, das in 5 dargestellt ist, gebildet sein. Wie im Vorhergehenden im Hinblick auf die 1–3 erörtert, kann eine Photomaske eine strahlungsblockierende Struktur (wie z. B. eine strukturierte Schicht aus Chrom) an einem transparenten Substrat aufweisen, wobei die strahlungsblockierende Struktur einer Struktur entspricht, die zu einer photoempfindlichen Schicht an einer integrierte Schaltungsvorrichtung übertragen werden soll. Die Photomaske kann außerdem verwendet werden, um eine photoempfindliche Testschicht vor dem Bilden der Schattenelemente zu strukturieren, um zu bestimmen, welche Ungleichmäßigkeiten von kritischen Abmessungen, wenn überhaupt, korrigiert werden müssen.
Ein gewünschtes Array (Arrays) von Schattenelementen kann für die Photomaske basierend auf den Informationen, die von der strukturierten Testphotoresistschicht erhalten werden, bestimmt werden. Durch Bilden von Schattenelementen nach dem Bilden der strahlungsblockierenden Struktur können die Schattenelemente mit der strahlungsblockierenden Struktur ausgerichtet werden. Ein Pellicle kann zusätzliche auf der Photomaske nach dem Bilden der strahlungsblockierenden Struktur, jedoch vor dem Strukturieren der photoempfindlichen Testschicht und vor dem Bilden von Schattenelementen platziert werden. Die strahlungsblockierende Struktur kann dementsprechend vor Staub vor und während der Bildung der Schattenelemente geschützt werden.
Die Schattenelemente 511 können zwischen Oberflächen des transparenten Substrats gebildet werden, während das Pellicle auf der strahlungsblockierenden Struktur der Photomaske verbleibt. Obwohl dies nicht in 5 gezeigt ist, können sich die strahlungsblockierende Struktur und das Pellicle auf einer Oberfläche des transparenten Substrats 501 befinden, die gegenüberliegend zu der Oberfläche ist, durch die die Laserstrahlung eingeführt wird. Die Laserstrahlung kann durch eine Laserquelle 503 (wie z. B. einen Femto-Sekunden-Laser) erzeugt werden, und die Laserstrahlung kann unter Verwendung von einem oder mehreren Aufweitern 505 aufgeweitet werden. Die Strahlsteuerungsvorrichtung 507 kann die aufgeweitete Laserstrahlung hin zu dem transparenten Substrat 501 richten, und eine Fokussierungsvorrichtung 509 kann die Laserstrahlung auf einen speziellen Punkt fokussieren, in dem ein Schattenelement gebildet werden soll.
Die Laserstrahlung kann zu einer X-Y-Koordinate (laterale Position) eines speziellen Schattenelements in dem transparenten Substrat 501 unter Verwendung der Strahlsteuerungsvorrichtung 507 und/oder durch physisches Bewegen des transparenten Substrats in den X-Y-Richtungen (senkrecht relativ zu der Richtung der Laserstrahlung) gerichtet werden. Die Laserstrahlung kann zu einer Z-Koordinate (Tiefe) eines speziellen Schattenelements in dem transparenten Substrat 501 unter Verwendung einer Schärfentiefe, die durch die Fokussierungsvorrichtung 509 und/oder durch physisches Bewegen des transparenten Substrats in der Z-Richtung (parallel zu der Richtung der Laserstrahlung) bereitgestellt wird, gerichtet werden.
Jedes Schattenelement kann unter Verwendung eines gepulsten Laserstrahlungsstoßes, der zu einer vorbestimmten Position innerhalb eines Volumens des transparenten Substrats 501 zwischen der ersten und zweiten Oberfläche desselben gerichtet und auf dieselbe fokussiert ist, gebildet werden. Ein gepulster Laser strahlungsstoß, der verwendet wird, um ein Schattenelement zu verwenden, kann beispielsweise eine Dauer in der Größenordnung von etwa 10^–15 Sekunden aufweisen. Der gepulste Laserstrahlungsstoß kann eine Mikroexplosion an der vorbestimmten Position innerhalb des transparenten Substrats erzeugen. Eine computerisierte Steuerung der Schattenelementplatzierung kann verwendet werden, um ein 2- und/oder 3-dimensionales Array (Arrays) von Schattenelementen innerhalb des Volumens des transparenten Substrats 501 zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats zu erzeugen.
Wenn ein einzelnes Schattenelement 511 gebildet wird, kann die Laserquelle 503 einen Laserstrahlungsstoß mit einer Dauer in einer Größenordnung von 10^–15 Sekunden erzeugen, und die Laserstrahlung kann unter Verwendung von einem oder mehreren Aufweitern 505 aufgeweitet werden und dann unter Verwendung der Fokussierungsvorrichtung 509 fokussiert werden. Die Steuerungsvorrichtung 507 kann vorsehen, dass die Laserstrahlung zu gewünschten X-Y-Koordinaten des transparenten Substrats gerichtet wird, und die Fokussierungsvorrichtung 509 kann vorsehen, dass die Laserstrahlung in einer gewünschten Tiefe (Z-Koordinate) innerhalb des transparenten Substrats fokussiert wird.
Die Fokussierungsvorrichtung 509 kann insbesondere Laserstrahlung derart fokussieren, dass eine Größenordnung derselben von etwa 10⁶ W/cm² bis 10⁷ W/cm² in der Tiefe innerhalb des transparenten Substrats konzentriert ist, bei der das Schattenelement gebildet werden soll. Durch diese Konzentration von Energie kann eine Lawinen-Photonenabsorption und/oder Ionisation eine Plasmazone in dem transparenten Substrat (ohne ein Schmelzen oder Verdampfen des Substrats) erzeugen. Ein lokalisiertes Aufwärmen und Abkühlen kann zu einer Stoßwelle führen, die eine beschädigte Zone mit einer morphologisch unterschiedlichen Struktur als dieselbe der umgebenden Abschnitte des transparenten Substrats 511 erzeugt. Die resultierende beschädigte Zone liefert somit ein Schattenelement 501, das einen Brechungsindex aufweisen kann, der sich von den umgebenden Abschnitten des transparenten Substrats 501 unterscheidet (entweder größer oder kleiner ist). Eine Lichtstreuung an Schattenelementen 511, die so gebildet werden, kann verwendet werden, um eine Abbildungsintensität einer Strukturierungsstrahlung zu ändern, die durch dieselben läuft.
Ein einzelnes Schattenelement, das wie im Vorhergehenden erörtert gebildet wird, kann einen Durchmesser in einem Bereich von etwa 0,1 μm bis 4,0 μm und insbesondere in einem Bereich von etwa 0,3 μm bis 1,0 μm aufweisen. Die Größen von Schattenelementen können beispielsweise durch Variieren einer Intensität der Laserstrahlung, einer Dauer der Laserstrahlung, einer Größe des Strahls und/oder einer Anzahl von Laserstrahlungspulsen, die verwendet werden, um das Schattenelement zu bilden, variiert werden. Eine Größe eines Schattenelements 511 kann zusätzlich oder als eine Alternative durch Bilden von zwei oder mehreren überlappenden Schattenelementen vergrößert werden.
Die Steuerungsvorrichtung 507 und die Fokussierungsvorrichtung 509 können außerdem die Schattenelemente innerhalb des Volumens des transparenten Substrats 501 unter Verwendung einer vorher gebildeten strahlungsblockierenden Struktur, die auf der gegenüberliegenden Seite des transparenten Substrats gebildet ist, ausrichten. Ein Pellicle kann zusätzlich an der strahlungsblockierenden Struktur beibehalten werden, während die Schattenelemente gebildet werden, derart, dass die strahlungsblockierende Struktur gegenüber Staub abgeschirmt ist. Bei einer Alternative können die Schattenelemente vor dem Bilden der strahlungsblockierenden Struktur gebildet werden, und die strahlungsblockierende Struktur kann relativ zu den Schattenelementen ausgerichtet sein. Bei einer weiteren Alternative können sowohl die strahlungsblockierende Struktur als auch die Schattenelemente relativ zu einer anderen Anzeige, die unabhängig von entweder der strahlungsblockierenden Struktur oder den Schattenelementen gebildet wird, ausgerichtet werden.
Arrays von Schattenelementen, die wie im Vorhergehenden erörtert gebildet werden, sind in den 6a–d dargestellt. In 6a sind die Schattenelemente in einem Array von Reihen und Spalten mit einem Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands von etwa 6,0 μm angeordnet. In 6c sind die Schattenelemente in einem Array von Reihen und Spalten mit einem Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands von etwa 8,0 μm angeordnet. In 6d sind die Schattenelemente in einem Array von Reihen und Spalten mit einem Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands von etwa 10,0 μm angeordnet.
Die graphische Darstellung von 7 stellt die gemessenen Durchlässigkeiten der Strahlung (von 248 nm Wellenlänge) durch Substrate dar, die Arrays von Schattenelementen, wie in 6a–d dargestellt, aufweisen. Drei transparente Probensubstrate wurden insbesondere mit jedem transparenten Probensubstrat, das vier Arrays von Schattenelementen mit durchschnittlichen Mitte-zu-Mitte-Abständen von 4,0 μm, 6,0 μm, 8,0 μm und 10,0 μm aufweist, erzeugt. Wie gezeigt, liefern Arrays von Schattenelementen mit durchschnittlichen Mitte-zu-Mitte-Abständen von etwa 4,0 μm eine Durchlässigkeit in einem Bereich von etwa 20% bis 40%. Arrays von Schattenelementen mit durchschnittlichen Mitte-zu-Mitte-Abständen von etwa 6,0 μm können eine Durchlässigkeit in einem Bereich von etwa 50% bis 60% liefern. Arrays von Schattenelementen mit durchschnittlichen Mitte-zu-Mitte-Abständen von etwa 8,0 μm können eine Durchlässigkeit in einem Bereich von etwa 70% bis 80% liefern. Arrays von Schattenelementen mit durchschnittlichen Mitte-zu-Mitte-Abständen von etwa 10,0 μm können eine Durchlässigkeit in einem Bereich von etwa 85% bis 90% liefern. Die Referenz von 100%-Durchlässigkeit wird hinsichtlich eines Abschnitts des Substrats gemessen, der frei von Schattenelementen ist. Eine Reduzierung der Durchlässigkeit von etwa 2% kann außerdem ausreichend sein, um die Toleranzen der kritischen Abmessungen (CD) zu verbessern.
Wie im Vorhergehenden erörtert, kann eine Tiefe der Schattenelemente in dem transparenten Substrat einer Photomaske durch eine Position des transparenten Substrats relativ zu der Fokussierungsvorrichtung und durch einen Brennpunkt der Laserstrahlung von der Fokussierungsvorrichtung bestimmt werden. Die Schattenregion einer integrieren Schaltungsvorrichtung (die strukturiert wird), die durch ein Schattenelement (oder ein Array von Schattenelementen) beeinflusst wird, kann außerdem von einem Abstand des Schattenelements (oder des Arrays von Schattenelementen) von der Oberfläche des transparenten Substrats, das die strahlungsblockierende Struktur auf demselben aufweist, abhängen. Durch Vorsehen der Schattenelemente innerhalb des transparenten Substrats nahe zu der Oberfläche, die die strahlungsblockierende Struktur an demselben aufweist, kann eine resultierende Schattenregion an der integrierten Schaltungsvorrichtung, die strukturiert wird, reduziert werden. Eine Steuerung der kritischen Abmessungen (CD) kann somit mit einer Auflösung von weniger als etwa 1,26 mm geliefert werden. Schattenelemente können mit anderen Worten gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Auflösung liefern, da die Schattenelemente und die strahlungsblockierende Schicht durch weniger als eine volle Dicke des transparenten Substrats der Photomaske getrennt werden können. Eine Steuerung der CD-Gleichmäßigkeit kann dementsprechend verbessert werden. Unterschiedliche Arrays von Schattenelementen können somit verwendet werden, um unterschiedliche CD-Steuerungen und/oder unterschiedliche Beleuchtungsbedingungen in eng beabstandeten Regionen einer integrierten Schaltungsvorrichtung (wie z. B. Zellarrayregionen und Peripherieschaltungsregionen) zu liefern.
Photomasken gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können somit verwendet werden, um photoempfindliche Schichten, wie beispielsweise in 8 gezeigt, zu strukturieren. Eine Quelle 801 kann eine Strukturierungsstrahlung 803a, wie z. B. eine Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 248 nm, erzeugen. Die Strukturierungsstrahlung 803a ist durch eine Photomaske 805 mit Schattenelementen 805a innerhalb eines Volumens eines transparenten Substrats 805b derselben gerichtet. Eine strahlungsblockierende Struktur 805c (wie z. B. eine Chromstruktur) definiert eine Struktur, die zu einer photoempfindlichen Schicht 807a an einem Substrat 807b für eine integrierte Schaltung unter Verwendung einer modifizierten Strukturierungsstrahlung 803b übertragen wird. Das Substrat 807b mit der integrierten Schaltung kann außerdem in einer gewünschten Ausrichtung relativ zu der Quelle 801 und der Photomaske 805c unter Verwendung einer Einspannvorrichtung 809 gehalten werden.
Die Strukturierungsstrahlung 803a von der Quelle 801 wird insbesondere durch Laufen durch die Photomaske 805 (die die Schattenelemente 805a und die strahlungsblockierende Struktur 805c aufweist) modifiziert, um die modifizierte Strukturierungsstrahlung 803b zu liefern. Die strahlungsblockierende Struktur 805c kann beispielsweise eine Struktur definieren, die zu der photoempfindlichen Schicht übertragen werden soll, und die Schattenelemente 805a können in Arrays vorgesehen sein, die konfiguriert sind, um Effekte zu kompensieren, die durch eine Beugung durch die strahlungsblockierende Struktur 805c verursacht werden. Zusätzlich oder als eine Alternative können die Schattenelemente 805a konfiguriert sein, um eine oder mehrere Beleuchtungsbedingungen (wie z. B. eine Dipol-Beleuchtungsbedingung, eine Quadrupol-Beleuchtungsbedingung, eine ringförmige Beleuchtungsbedingung und/oder eine kundenspezifisch angepasste Beleuchtungsbedingung) zu liefern, um eine holographische Struktur in der photoempfindlichen Schicht 807a vorzusehen, und/oder um eine Fresnel-Linse vorzusehen und/oder um unterschiedliche Beleuchtungsintensitäten zu liefern. Die Photomaske 805 kann, wie im Vorhergehenden hinsichtlich der 5–7 erörtert, gebildet sein, um eine oder mehrere Funktionen, die oben hinsichtlich der 1–4 erörtert sind, zu liefern.

Claims

Photomaske (111; 311; 805) zum Strukturieren einer integrierten Schaltungsvorrichtung (303) unter Verwendung einer Strukturierungsstrahlung (201; 321; 803a), mit: einem transparenten Substrat (101; 315; 805b), das erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen aufweist; einer Struktur (103; 317; 805c) von strahlungsblockierenden Regionen an mindestens einer der ersten und/oder der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats (101; 315; 805b), wobei die Struktur (103; 317; 805c) der strahlungsblockierenden Regionen eine Struktur definiert, die zu der integrierten Schaltungsvorrichtung (303) übertragen werden soll; und einem Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats (101; 315; 805b) zwischen den ersten und den zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, wobei ein Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik, die sich von der eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315; 805b) unterscheidet, aufweist, und wobei eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321; 803a) durch einen Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315; 805b), der das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen aufweist, größer als 20% ist.
Photomaske (111; 311; 805) nach Anspruch 1, bei der ein Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) einen Brechungsindex aufweist, der sich von dem eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315; 805b) unterscheidet.
Photomaske (111; 311) nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Durchschnitt der Mitte-zu-Mitte-Abstände der Schattenelemente innerhalb des Arrays (105a; 319a) mindestens 6 μm ist.
Photomaske (111; 311) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der ein Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands der Schattenelemente innerhalb des Arrays (105a; 319a) mindestens 8 μm ist.
Photomaske (111; 311) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch Abschnitte des transparenten Substrats (101; 315), die das Array (105a; 319a) von Schattenelementen aufweisen, größer als 70% ist.
Photomaske (111; 311) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit ferner folgenden Merkmalen: einem zweiten Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats (101; 315) zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, wobei ein Schattenelement des zweiten Arrays (105b, 105c; 319b) eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik aufweist, die sich von der eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315) unterscheidet, wobei eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch einen Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315), der das zweite Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen aufweist, größer als 20% ist, und wobei die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch den Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315), der das zweite Array (105b, 105c; 319b) aufweist, sich von der Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch den Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315), der das erste Array (105a; 319a) aufweist, unterscheidet.
Photomaske (111; 311) nach Anspruch 6, bei der das erste Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine erste Beleuchtungsbedingung für einen ersten Abschnitt des integrierten Schaltungssubstrats zu liefern, und bei der das zweite Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine zweite Beleuchtungsbedingung für einen zweiten Abschnitt des integrierten Schaltungssubstrats zu liefern, wobei sich die erste und die zweite Beleuchtungsbedingung unterscheiden.
Photomaske (111; 311) nach Anspruch 7, bei der die erste Beleuchtungsbedingung entweder eine ringförmige Beleuchtung, eine Dipol-Beleuchtung oder eine Quadrupol-Beleuchtung aufweist, und bei der die zweite Beleuchtungsbedingung eine andere Beleuchtung aus entweder der ringförmigen Beleuchtung, der Dipol-Beleuchtung oder der Quadrupol-Beleuchtung aufweist.
Photomaske (111; 311) nach Anspruch 6, 7 oder 8, bei der sich ein Durchschnitt der Mitte-zu-Mitte-Abstände der Schattenelemente innerhalb des ersten Arrays (105a; 319a) von einem Durchschnitt von Mitte-zu-Mitte-Abständen der Schattenelemente innerhalb des zweiten Arrays (105b, 105c; 319b) unterscheidet.
Photomaske (111; 311) nach Anspruch 9, bei der die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch Abschnitte des transparenten Substrats (101; 315), die die ersten und zweiten Arrays (105; 319) von Schattenelementen aufweisen, größer als 70% ist.
Photomaske (111; 311; 805) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine holographische Struktur zu liefern, die verwendet wird, um ein Hologramm auf der integrierten Schaltungsvorrichtung (303) zu erzeugen.
Photomaske (111; 311; 805) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen als eine Fresnel-Linse konfiguriert ist.
Photomaske (111; 311; 805) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Struktur (103; 317; 805c) von strahlungsblockierenden Regionen eine Struktur aus Metall aufweist.
Photomaske (111; 311; 805) nach Anspruch 13, bei der das Metall Chrom aufweist.
Photomaske (111; 311; 805) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array (105; 319; 805a) in einem Bereich von 0,1 μm bis 4 μm liegt.
Photomaske (111; 311; 805) nach Anspruch 15, bei der ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array (105; 319; 805a) in einem Bereich von 0,3 μm bis 1 μm liegt.
Verfahren zum Bilden einer Photomaske (111; 311; 805) zum Strukturieren einer integrierten Schaltungsvorrichtung (303) unter Verwendung einer Strukturierungsstrahlung (201; 321; 803a), mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines transparenten Substrats (101; 315; 805b) mit ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen; Bilden einer Struktur (103; 317; 805c) von strahlungsblockierenden Regionen an mindestens entweder der ersten und/oder der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats (101; 315; 805b), wobei die Struktur (103; 317; 805c) der strahlungsblockierenden Regionen eine Struktur, die zu der integrierten Schaltungsvorrichtung (303) übertragen werden soll, definiert; und Bilden eines Arrays (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats (101; 315; 805b) zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, wobei ein Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik aufweist, die sich von der eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315; 805b) unterscheidet, und wobei eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321; 803a) durch einen Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315; 805b), der das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen aufweist, größer als 20% ist.
Verfahren nach Anspruch 17, mit ferner folgendem Schritt: Anbringen eines Pellicles an dem transparenten Substrat (101; 315; 805b) vor dem Bilden des Arrays (105; 319a; 805a) von Schattenelementen, wobei das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen gebildet wird, während das Pellicle an dem Substrat beibehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das Bilden des Arrays (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen das Liefern einer Laserstrahlung zu Abschnitten des transparenten Substrats (101; 315; 805b) für ein Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Bilden des Arrays (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen das Liefern eines Laserstrahlungsstoßes mit einer Dauer in einer Größenordnung von 10^–15 Sekunden für jedes der Schattenelemente des Arrays (105a; 319a; 805a) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Bilden des Arrays (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen das Liefern eines Laserstrahlungsstoßes in einer Größenordnung von 10⁶ bis 10⁷ W/cm² aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Liefern einer Laserstrahlung zu Abschnitten des transparenten Substrats (101; 315; 805b) für ein Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) eine Mikroexplosion innerhalb des transparenten Substrats (101; 315; 805b) für das Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) erzeugt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, bei dem ein Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) einen Brechungsindex aufweist, der sich von dem eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315; 805b) unterscheidet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, bei dem ein Durchschnitt der Mitte-zu-Mitte-Abstände der Schattenelemente innerhalb des Arrays (105a; 319a; 805a) mindestens 6 μm ist.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem ein Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands der Schattenelemente innerhalb des Arrays (105a; 319a; 805a) mindestens 8 μm ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, beidem die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch Abschnitte des transparenten Substrats (101; 315), die das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen aufweisen, größer als 70% ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, mit ferner folgenden Schritten: Bilden eines zweiten Arrays (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats (101; 315) zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, wobei ein Schattenelement des zweiten Arrays (105b, 105c; 319b) eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik aufweist, die sich von der eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315) unterscheidet, wobei eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch einen Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315), der das zweite Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen aufweist, größer als 20% ist, und wobei sich die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch den Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315), der das zweite Array (105b, 105c; 319b) aufweist, von der Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch den Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315), der das erste Array (105a; 319a) aufweist, unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das erste Array (105a; 319a) der Schattenelemente konfiguriert ist, um eine erste Beleuchtungsbedingung für einen ersten Abschnitt des Substrats mit der integrierten Schaltung zu liefern, und bei dem das zweite Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine zweite Beleuchtungsbedingung für einen zweiten Abschnitt des Substrats mit der integrierten Schaltung zu liefern, wobei sich die erste und die zweite Beleuchtungsbedingungen unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die erste Beleuchtungsbedingung entweder eine ringförmige Beleuchtung, eine Dipol-Beleuchtung oder eine Quadrupol-Beleuchtung aufweist, und bei dem der zweite Beleuchtungstyp eine andere Beleuchtung aus der ringförmigen Beleuchtung, der Dipol-Beleuchtung oder der Quadrupol-Beleuchtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 27, 28 oder 29, bei dem sich ein Durchschnitt von Mitte-zu-Mitte-Abständen der Schattenelemente innerhalb des ersten Arrays (105a; 319a) von einem Durchschnitt der Mitte-zu-Mitte-Abstände der Schattenelemente innerhalb des zweiten Arrays (105b, 105c; 319b) unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch Abschnitte des transparenten Substrats (101; 315), die das erste und das zweite Array (105; 319) von Schattenelementen aufweisen, größer als 70% ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 31, bei dem das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine holographische Struktur zu liefern, die verwendet wird, um ein Hologramm auf der integrierten Schaltungsvorrichtung (303) zu erzeugen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 31, bei dem das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen als eine Fresnel-Linse konfiguriert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 33, bei dem die Struktur (103; 317; 805c) von strahlungsblockierenden Regionen eine Struktur aus Metall aufweist.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das Metall Chrom aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 35, bei dem ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array (105a; 319a; 805a) in einem Bereich von 0,1 μm bis 4 μm ist.
Verfahren nach Anspruch 36, bei dem ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array (105a; 319a; 805a) in einem Bereich von 0,3 μm bis 4 μm ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 37, bei dem das Bilden eines Arrays (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen vor dem Bilden einer Struktur (103; 317; 805c) von strahlungsblockierenden Regionen durchgeführt wird.
Verfahren zum Strukturieren einer integrierten Schaltungsvorrichtung (303), mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines integrierten Schaltungssubstrats, das eine photoempfindliche Schicht (301; 807a) an demselben aufweist; Projizieren einer Strukturierungsstrahlung (201; 321; 803a) durch eine Photomaske (111; 311; 805) zu der photoempfindlichen Schicht (301; 807a) an dem integrierten Schaltungssubstrat, wobei die Photomaske (111; 311; 805) folgende Merkmale aufweist: ein transparentes Substrat (101; 315; 805b) mit ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, eine Struktur (103; 317; 805c) von strahlungsblockierenden Regionen an mindestens entweder der ersten und/oder der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats (101; 315; 805b), wobei die Struktur (103; 317; 805c) der strahlungsblockierenden Regionen eine Struktur definiert, die zu der integrierten Schaltungsvorrichtung (303) zu übertragen ist; und ein Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats (101; 315; 805b) zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, wobei ein Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik aufweist, die sich von der eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315; 805b) unterscheidet, und wobei eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321; 803a) durch einen Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315; 805b), der das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen aufweist, größer als 20% ist.
Verfahren nach Anspruch 39, bei dem ein Schattenelement des Arrays (105a; 319a; 805a) einen Brechungsindex, der sich von dem eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315; 805b) unterscheidet, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 39 oder 40, bei dem ein Durchschnitt von Mitte-zu-Mitte-Abständen der Schattenelemente innerhalb des Arrays (105a; 319a; 805a) mindestens 6 μm ist.
Verfahren nach Anspruch 41, bei dem ein Durchschnitt des Mitte-zu-Mitte-Abstands der Schattenelemente innerhalb des Arrays (105a; 319a; 805a) mindestens 8 μm ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 42, bei dem die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321; 803a) durch Abschnitte des transparenten Substrats (101; 315; 805b), die das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen aufweisen, größer als 70% ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 43, bei dem die Photomaske (111; 311) ferner folgende Merkmale aufweist: ein zweites Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats (101; 315) zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, wobei ein Schattenelement des zweiten Arrays (105b, 105c; 319b) eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik aufweist, die sich von der eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (101; 315) unterscheidet, wobei eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch einen Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315), der das zweite Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen aufweist, größer als 20% ist, und wobei sich die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch den Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315), der das zweite Array (105b, 105c; 319b) aufweist, von der Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch den Abschnitt des transparenten Substrats (101; 315), der das erste Array (105a; 319a) aufweist, unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 44, bei dem das erste Array (105a; 319a) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine erste Beleuchtungsbedingung für einen ersten Abschnitt des Substrats mit der integrierten Schaltung zu liefern, und bei dem das zweite Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine zweite Beleuchtungsbedingung für einen zweiten Abschnitt des Substrats mit der integrierten Schaltung zu liefern, wobei sich die erste und die zweite Beleuchtungsbedingung unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 45, bei dem die erste Beleuchtungsbedingung entweder eine ringförmige Beleuchtung, eine Dipol-Beleuchtung oder eine Quadrupol-Beleuchtung aufweist, und bei dem die zweite Beleuchtungsbedingung eine andere Beleuchtung aus der ringförmigen Beleuchtung, der Dipol-Beleuchtung oder der Quadrupol-Beleuchtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 44, 45 oder 46, bei dem sich ein Durchschnitt von Mitte-zu-Mitte-Abständen der Schattenelemente innerhalb des ersten Arrays (105a; 319a) von einem Durchschnitt der Mitte-zu-Mitte-Abstände der Schattenelemente innerhalb des zweiten Arrays (105b, 105c; 319b) unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 47, bei dem die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (201; 321) durch Abschnitte des transparenten Substrats (101; 315), die das erste und das zweite Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen aufweisen, größer als 70% ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 48, bei dem das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine holographische Struktur zu liefern, die verwendet wird, um ein Hologramm auf der Vorrichtung (303) mit der integrierten Schaltung zu erzeugen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 48, bei dem das Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen als eine Fresnel-Linse konfiguriert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 50, bei dem die Struktur (103; 317; 805c) von strahlungsblockierenden Regionen eine Struktur aus Metall aufweist.
Verfahren nach Anspruch 51, bei dem das Metall Chrom aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 52, bei dem ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array (105a; 319a; 805a) in einem Bereich von 0,1 μm bis 4 μm ist.
Verfahren nach Anspruch 53, bei dem ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array (105a; 319a; 805a) in einem Bereich von 0,3 μm bis 1 μm ist.
System zum Strukturieren einer integrierten Schaltungsvorrichtung unter Verwendung einer Strukturierungsstrahlung (803a), mit: einer Einspannvorrichtung (809), die konfiguriert ist, um ein Substrat (807b) für eine integrierte Schaltung, das eine photoempfindliche Schicht an demselben aufweist, aufzunehmen; einer Photomaske (805), die ein transparentes Substrat (805b) mit ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, eine Struktur (805c) von strahlungsblockierenden Regionen an mindestens entweder der ersten und/oder der zweiten Oberfläche des transparenten Substrats (805b), wobei die Struktur (805c) der strahlungsblockierenden Regionen eine Struktur definieren, die zu dem Substrat (807b) zu übertragen ist, und ein Array (805a) von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats (805b) zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen aufweist, wobei ein Schattenelement des Arrays (805a) eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik aufweist, die sich von der eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (805b) unterscheidet, und wobei eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (803a) durch einen Abschnitt des transparenten Substrats (805b), der das Array (805a) von Schattenelementen aufweist, größer als 20% ist; und einer Strahlungsquelle (801), die konfiguriert ist, um eine Strahlung durch die Photomaske (805) zu der Photoresistschicht (807a) an dem integrierten Schaltungssubstrat (807b) zu projizieren.
System nach Anspruch 55, bei dem ein Schattenelement des Arrays (805a) einen Brechungsindex aufweist, der sich von dem eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (805b) unterscheidet.
System nach Anspruch 55 oder 56, bei dem ein Durchschnitt von Mitte-zu-Mitte-Abständen der Schattenelemente innerhalb des Arrays (105a; 319a; 805a) mindestens 6 μm ist.
System nach Anspruch 57, bei dem ein Durchschnitt der Mitte-zu-Mitte-Abstände der Schattenelemente innerhalb des Arrays (805a) mindestens 8 μm ist.
System nach einem der Ansprüche 55 bis 58, bei dem die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (803a) durch Abschnitte des transparenten Substrats (805b), die das Array (805a) von Schattenelementen aufweisen, größer als 70% ist.
System nach Anspruch 55, mit: einem zweiten Array von Schattenelementen innerhalb des transparenten Substrats (805b) zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen, wobei ein Schattenelement des zweiten Arrays eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik aufweist, die sich von der eines benachbarten Abschnitts des transparenten Substrats (805b) unterscheidet, wobei eine Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (803a) durch einen Abschnitt des transparenten Substrats (805b), der das zweite Array von Schattenelementen aufweist, größer als 20% ist, und wobei sich die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (803a) durch den Abschnitt des transparenten Substrats (805b), der das zweite Array aufweist, von der Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (803a) durch den Abschnitt des transparenten Substrats (805b), der das erste Array (805a) aufweist, unterscheidet.
System nach Anspruch 60, bei dem das erste Array (105a; 319a; 805a) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine erste Beleuchtungsbedingung für einen ersten Abschnitt des integrierten Schaltungssubstrats (807b) zu liefern, und bei dem das zweite Array (105b, 105c; 319b) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine zweite Beleuchtungsbedingung für einen zweiten Abschnitt des integrierten Schaltungssubstrats (807b) zu liefern, wobei sich die erste und die zweite Beleuchtungsbedingung unterscheiden.
System nach Anspruch 61, bei dem die erste Beleuchtungsbedingung entweder eine ringförmige Beleuchtung, eine Dipol-Beleuchtung oder eine Quadrupol-Beleuchtung aufweist, und bei dem die zweite Beleuchtungsbedingung eine andere Beleuchtung aus der ringförmigen Beleuchtung, der Dipol-Beleuchtung oder der Quadrupol-Beleuchtung aufweist.
System nach Anspruch 60, 61 oder 62, bei dem sich ein Durchschnitt von Mitte-zu-Mitte-Abständen der Schattenelemente innerhalb des ersten Arrays (805a) von einem Durchschnitt der Mitte-zu-Mitte-Abstände der Schattenelemente innerhalb des zweiten Arrays unterscheidet.
System nach Anspruch 63, bei dem die Durchlässigkeit der Strukturierungsstrahlung (803a) durch Abschnitte des transparenten Substrats (805b), die das erste und das zweite Array (805a) von Schattenelementen aufweisen, größer als 70% ist.
System nach einem der Ansprüche 55 bis 64, bei dem das Array (805a) von Schattenelementen konfiguriert ist, um eine holographische Struktur zu liefern, die verwendet wird, um ein Hologramm auf der integrierten Schaltungsvorrichtung (303) zu erzeugen.
System nach einem der Ansprüche 55 bis 64, bei dem das Array (805a) von Schattenelementen als eine Fresnel-Linse konfiguriert ist.
System nach einem der Ansprüche 55 bis 66, bei dem die Struktur (805c) von strahlungsblockierenden Regionen eine Struktur aus Metall aufweist.
System nach Anspruch 67, bei dem das Metall Chrom aufweist.
System nach einem der Ansprüche 55 bis 68, bei dem ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array (805a) in einem Bereich von 0,1 μm bis 4 μm ist.
System nach Anspruch 69, bei dem ein Durchmesser eines Schattenelements in dem Array (805a) in einem Bereich von 0,3 μm bis 1 μm ist.