(57)【要約】      （修正有）【課題】フォトリソグラフィによって投影する際に好適にパターン寸法を適合する方法を提供する。【解決手段】  本発明によるパターン寸法を適合する方法においては、２つの偏光面に光を照射する露光装置５が準備される。偏光度の選択によって、すなわち、第２の偏光面の第２の強度に対する第１の偏光面の第１の強度の比によって、レジスト層１４上に形成されるレジストパターン３８の長さに対する幅の比の変更が可能になる。その結果、簡易な方法によって、寸法どおりの描画に対するほぼ３０％の変更が得られる。【選択図】  図１
2006019739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハ上にパターン要素のパターンをフォトリソグラフィによって投影する際のパターン寸法を適合する方法であって、
その表面に提供されたレジスト層（１４）を有する半導体ウェーハ（１２）を準備するステップと、
投影対物レンズ（２２）と、第１の偏光面（３２）に第１の強度の光を放射し、第２の偏光面（３４）に第２の強度の光を放射するのに適する光源（１６）とを有する露光装置（５）を準備するステップと、
パターン要素のパターン（２０）を有するレチクル（１８）を準備するステップであって、該パターン要素のパターン（２０）は、第１の幅（２８）と第１の長さ（３０）とを有する少なくとも１つの第１のパターン要素（２６）を含む、ステップと、
該露光装置（５）のための露光パラメータのセットを決定するステップであって、該露光パラメータは、該パターン（２０）を有するレチクル（１８）の投影の際に、寸法どおりの描画が生じるように選択され、該寸法どおりの描画は、該第２の強度に対する第１の強度の比率が第１の値を有し、その結果、該第１のパターン要素（２６）対応する要素（３８）が該レジスト層上に第２の幅（４０）と第２の長さ（４２）とを有する、ステップと、
該第１の偏光面（３２）の該第１の強度および／または該第２の偏光面（３４）の該第２の強度を変更するステップと、
レジストパターン（３６）を形成するために、該レチクル（１８）を用いて該レジスト層（１４）をフォトリソグラフィによってパターンニングするステップであって、該第１の強度および該第２の強度は、該第２の長さ（４２）が、該第１の強度および該第２の強度に依存して、該寸法どおりの描画において得られる長さの３０％まで逸れるように、選択される、ステップと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記露光装置（５）を準備するステップは、前記第１の偏光面（３２）が前記レジスト層（１４）の表面に対して実質的に垂直に向けられていることを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記露光装置（５）を準備するステップは、前記第１の偏光面（３２）が、ＴＥ偏光を有する横偏光された電磁波に対応することを包含する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記露光装置（５）を準備するステップは、前記第２の偏光面（３４）が前記第１の偏光面（３２）に対して実質的に垂直に向けられていることを包含する、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記露光装置（５）を準備するステップは、前記第２の偏光面（３４）が、ＴＭ偏光を有する横偏光された電磁波に対応することを包含する、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の開口数が、前記第１の偏光面（３２）の光が前記レジスト層の化学的変化に作用するような大きさに選定され、該化学的変化は、同一強度の際の前記第２の偏光面（３４）の光による照射の場合よりも強いことを包含する、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）において、放射の間、前記投影対物レンズ（２２）と前記レジスト層（１４）との間の体積が、０．９５から１．０５までの間の屈折率を有する気体によって充填されることを包含する、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）において、前記投影対物レンズ（２２）と前記レジスト層（１４）との間の体積が窒素あるいは空気によって充填されることを包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の前記開口数が少なくとも０．６であることを含有する、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の前記開口数がほぼ０．８５であることを含有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）において、放射の間、前記投影対物レンズ（２２）と前記レジスト層（１４）との間の体積が、１．２から１．８までの間の屈折率を有する液体によって充填されることを包含する、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の前記開口数が少なくとも１．０であることを含有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の前記開口数がほぼ１．２であることを含有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の偏光面（３２）の前記第１の強度および前記第２の偏光面（３４）の前記第２の強度は、前記第２の長さ（４２）が、寸法どおりの描画において得られる長さよりも３０％小さくなるように選定される、請求項１から１３のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の強度に対する前記第２の強度の前記比率は、５％より少ない、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の偏光面（３２）の前記第１の強度および前記第２の偏光面（３４）の前記第２の強度は、前記第２の長さ（４２）が、寸法どおりの描画において得られる長さよりも３０％大きくなるように選定される、請求項１から１３のうちのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の強度に対する前記第１の強度の前記比率は、５％より少ない、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記パターン（２０）を有するレチクル（１８）を準備するステップは、該パターン（２０）の前記第１のパターン要素（２６）の多数の配置が準備されることをさらに包含し、該第１のパターン要素（２６）の多数の配置は、トレンチコンデンサのトレンチのパターンおよび／またはメモリセルアレイのコンタクトホールのパターンを形成するために適切である、請求項１から１７のうちのいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ上にパターン要素（Ｓｔｒｕｋｔｕｒｅｌｅｍｅｎｔ）のパターン（Ｍｕｓｔｅｒ）をフォトリソグラフィによって投影する際のパターン寸法を適合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の製造のために、通常、半導体基板上に、例えば半導体ウェーハ上に様々な電気特性を備える層が提供され、それぞれフォトリソグラフィによってパターニングされる。フォトリソグラフィによるパターニング工程は、感光性のレジストを塗布し、レジストを所定の層レベルのための所望のパターンによって露光および現像し、続いて、その結果得られたレジストマスクを、エッチング工程において下位層に転写する、あるいは注入の際のマスクとして使用することから構成され得る。
【０００３】
半導体製造の領域において、その上にパターンが形成されたフォトマスクあるいはレチクルが、フォトリソグラフィによる投影を用いて、パターン要素のパターンを半導体ウェーハ上に形成するために、導入される。しかしながら、フォトリソグラフィによる投影の際に、半導体ウェーハ上に形成されるパターン要素の横の広がり（ｌａｔｅｒａｌｅ  Ａｕｓｄｅｈｎｕｎｇ）は、投影システムによって決定される解像度限界に基づいて制限される。解像度限界は、通常、半導体ウェーハの表面上に隣接して形成された２つのパターンの最小の分離可能な間隔によって規定される。解像度限界は、また、パターン解像度と呼ばれ、多数の要因（Ｆａｋｔｏｒ）に依存する。解像度限界は、露光に用いられる波長に比例し、レンズシステムの開口の大きさに反比例する。しかしながら、解像度限界は、例えば、投影システムの光源の種類および他の要因に依存し、その影響は、通常、いわゆるｋ−ファクタによって示される。
【０００４】
例えば、ダイナミックメモリあるいは不揮発性メモリ、および論理構成要素のような高集積回路は、今日、その横方向の広がりが７０ｎｍに達する回路要素によって製造される。メモリ構成要素の場合、これは、例えば、狭いワード線およびビット線、同様に、対応する接続あるいはメモリトレンチの、かなり密集した、周期的なパターンに該当する。
【０００５】
光学投影システムの解像度限界は、数々の方法によって改善され得る。１つには、露光波長が減少され得、しかしながら、それは、特にＤＵＶ領域あるいはＥＵＶ領域において若干の問題を導く。その他に、例えば液浸リソグラフィから知られているような、かなり大きい開口数を有するリソグラフィーシステムを使用することが可能である。露光に使用されるマスクにおいて、最新のリソグラフィ技術の導入によって、解像度限界は減少され得る。これは、例えば、改善されたリソグラフィ技術（リソ−エンハンスメント技術）とともに導入される位相マスクの領域に該当する。その際、例えばＡｌｔｅｒｎａｔｅ型位相マスク、ハーフトーン型位相マスク、トリトーン型位相マスク、あるいはクロムレス型位相マスクのような様々なタイプの位相マスクが使用される。しかしながら、既知の技術において、例えば、ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）あるいは他のサブリソグラフィ要素による、マスク上のパターンの投影の際の描画特性の改善が重要である。
【０００６】
現在のプロセス技術において、通常、解像度の改善のために３つの寄与が最適化される。そのために、投影システムには、可能な限り短波長の光、可能な限り大きい開口数が導入される。大量生産技術において、次世代の半導体製品のために既に存在する露光装置を使用し、その結果、ｋ−ファクタの減少、および開口数の増大が決定的な役割を演じることが、しばしば望まれる。
【０００７】
２つの優先する方法は、その際使用されるマスクが、露光装置において支配的な条件、例えば露光方法に、および要求されるプロセス窓に適合されることにおいて、共通である。さらに、通常、マスクのパターンは、高収量を得るために、入念に最適化される。使用されるマスクには、勿論、欠陥があってはならず、その際、欠陥は、使用の前に投影装置内において正確に制御され、また、可能である場合には、万一生じる欠陥は修復される。
【０００８】
絶えず増加する集積密度によって、集積回路は、異なる層の位置正確さに対する要求を互いに増加する。位置正確さは、例えば、リソグラフィによる投影工程によって影響され、その際、回路の性能を保証するために、前の層レベルに対する実際に基板に投影されるパターンの互いの調整に関して、ますます厳しくなる許容限界が考慮されねばならない。
【０００９】
集積回路の大量生産に際して、各層上のパターンの個々のパターン要素の横方向の広がりは、高収量に寄与し、そのため、入念な最適化を受ける。その際、特に、従来の量のささいな逸れが向上された高収量という結果を生むということが、後に判明された。これは、上記されたように、対応する層の入念に最適化され、制御されたマスクは、場合によってはもはや使用され得ず、取り替えられねばならぬということに、通常、結び付けられる。そのため、マスク製造のための上記最適化方法は、マスクの欠陥フリーの制御とともに、新たに導入されねばならない。これは、高コストに結びつき、産業実務において既知の問題を示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、上記問題を克服する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、半導体ウェーハ上にパターン要素のパターンをフォトリソグラフィによって投影する際にパターン寸法を適合（ａｎｐａｓｓｅｎ）する方法によって解決される。本方法において、その表面に提供されたレジスト層を有する半導体ウェーハを準備するステップと、投影対象と、第１の偏光面に第１の強度の光を放射し、第２の偏光面に第２の強度の光を放射するのに適する光源とを有する露光装置を準備するステップと、パターン要素のパターンを有するレチクルを準備するステップであって、パターン要素のパターンは、第１の幅と第１の長さとを有する少なくとも１つの第１のパターン要素を含む、ステップと、露光装置のための露光パラメータを決定するステップであって、露光パラメータは、パターンを有するレチクルの投影の際に、寸法どおりの（ｍａｓｓｈａｌｔｉｇ）描画が生じるように選択され、寸法どおりの描画は、第２の強度に対する第１の強度の比率が第１の値を有し、その結果、第１のパターン要素対応する要素が該レジスト層上に第２の幅と第２の長さとを有する、ステップと、第１の偏光面の第１の強度および／または第２の偏光面の第２の強度を変更するステップと、レジストパターンを形成するために、レチクルを用いてレジスト層をフォトリソグラフィによってパターンニングするステップであって、第１の強度および第２の強度は、第２の長さが、第１の強度および第２の強度に依存して、寸法どおりの描画において得られる長さの３０％まで逸れるように、選択される、ステップとが実施される。
【００１２】
本発明によれば、２つの偏光平面に光を放射可能な露光装置が準備される。偏光度の選択、すなわち、第２の偏光面内の強さに対する第１の偏光面内の強さの比の選択によって、レジスト層上に形成されるパターンの幅と長さの比を変更することができる。その結果、簡単な方法によって、寸法どおりの描画に対する、ほぼ３０％の変形が得られる。これは、高収量の改善の際に、パターン寸法の適合をもたらすために、十分である。新しいマスクを製造する必要はない
好ましい一実施形態において、露光装置を準備するステップは、第１の偏光面がレジスト層の表面に対して実質的に垂直に向けられていることを包含する。
【００１３】
この方法によって、通常、所定の開口角度内においてレジスト表面に到達する光が、確実な依存関係において、レジスト層の位置あるいはパターン要素のパターンの位置に到達することが、達成さて得る。
【００１４】
さらなる実施形態において、露光装置を準備するステップは、第１の偏光面が、ＴＥ偏光を有する横（ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ）偏光された電磁波に対応することを包含する。
【００１５】
最新のトリソグラフィ装置は、しばしば、横偏光されたＴＥ波を放射する光源を有する。この方法によって、商業的に入手可能な露光装置が使用可能であるため、追加的な費用は発生しない。
【００１６】
さらなる好ましい実施形態において、露光装置を準備するステップは、第２の偏光面が第１の偏光面に対して実質的に垂直に向けられていることを包含する。
【００１７】
この方法によって、第１の偏光面および第２の偏光面が、パターンのパターン要素に対する所定の位置を有することが、達成され得る。
【００１８】
さらなる好ましい実施形態において、露光装置を準備するステップは、第２の偏光面が、ＴＭ偏光の横偏光された電磁波に対応することを包含する。
【００１９】
最新のトリソグラフィ装置は、しばしば、ＴＭ偏光された光を放射する手段を有する。そのため、本発明は容易な方法によって実施され得る。
【００２０】
さらなる好ましい実施形態において、露光装置を準備するステップは、露光装置の開口数が、第１の偏光面の光がレジスト層の化学的変化に作用するような大きさに選定され、化学的変化は、同一強度の際の第２の偏光面の光による露光の場合よりも強いことを包含する。
【００２１】
露光装置の開口数は、レジスト層の表面上において、到達する光の開口角を決定する。リソグラフィ投影の間、光はレジスト層の化学的変化に作用する。その際、感光性の分子は、好ましくはＵＶ領域の光によって変化させられる。これは、写真技術の類似において、黒化と呼ばれる。黒化の程度は、同一強度において、到達した光の偏光に依存する。第１の偏光面がレジスト層に垂直であり、さらに第２の偏光面が平行であることによって偏光面の大きな相違が引き起こされ、しかしながら、その相違は到達する光の開口角に依存する。開口数が大きくなるに従って、第１の偏光面の光と第２の偏光面の光との間の差が大きくなる。
【００２２】
さらなる好ましい実施形態において、露光装置を準備するステップは、露光装置の開口数が少なくとも０．６であることを含有する。
【００２３】
ほぼ０．６の開口数は、例えば露光を実施し、その際、レチクルとの間の体積が気体あるいは液体によって充填された、商業的な露光装置を用いて、比較的容易に得られる。そのため、商業的な露光装置が使用され得る。その結果、本発明は、従来のリソグラフィ装置および液浸リソグラフィにおいても導入され得る。
【００２４】
さらなる好ましい実施形態において、パターンを有するレチクルを準備するステップは、パターンの第１のパターン要素の多数の配置が準備されることをさらに包含し、第１のパターン要素の多数の配置は、トレンチコンデンサのトレンチのパターンおよび／またはメモリセルアレイのコンタクトホールのパターンを形成するために適切である。
【００２５】
この方法によって、パターン要素のパターンのために、メモリ構成要素の第１の層の１つの内に使用されるパターンが準備される。このパターンは、通常、投影装置の解像度に関して高い要求を有するため、それと結合するマスクは、通常、１つ以上の利用可能な改良されたリソグラフィ技術を使用する。本発明は特に有利性を示す。パターン寸法における適合が、第１の偏光面と第２の偏光面との間の強度の選択によって、容易な方法において実施され得る。
【００２６】
本発明の好ましいさらなる実施形態は、従属請求項において示される。
【００２７】
（項目１）
半導体ウェーハ上にパターン要素のパターンをフォトリソグラフィによって投影する際のパターン寸法を適合する方法であって、
その表面に提供されたレジスト層（１４）を有する半導体ウェーハ（１２）を準備するステップと、
投影対物レンズ（２２）と、第１の偏光面（３２）に第１の強度の光を放射し、第２の偏光面（３４）に第２の強度の光を放射するのに適する光源（１６）とを有する露光装置（５）を準備するステップと、
パターン要素のパターン（２０）を有するレチクル（１８）を準備するステップであって、該パターン要素のパターン（２０）は、第１の幅（２８）と第１の長さ（３０）とを有する少なくとも１つの第１のパターン要素（２６）を含む、ステップと、
該露光装置（５）のための露光パラメータのセットを決定するステップであって、該露光パラメータは、該パターン（２０）を有するレチクル（１８）の投影の際に、寸法どおりの描画が生じるように選択され、該寸法どおりの描画は、該第２の強度に対する第１の強度の比率が第１の値を有し、その結果、該第１のパターン要素（２６）対応する要素（３８）が該レジスト層上に第２の幅（４０）と第２の長さ（４２）とを有する、ステップと、
該第１の偏光面（３２）の該第１の強度および／または該第２の偏光面（３４）の該第２の強度を変更するステップと、
レジストパターン（３６）を形成するために、該レチクル（１８）を用いて該レジスト層（１４）をフォトリソグラフィによってパターンニングするステップであって、該第１の強度および該第２の強度は、該第２の長さ（４２）が、該第１の強度および該第２の強度に依存して、該寸法どおりの描画において得られる長さの３０％まで逸れるように、選択される、ステップと
を包含する、方法。
【００２８】
（項目２）
上記露光装置（５）を準備するステップは、上記第１の偏光面（３２）が上記レジスト層（１４）の表面に対して実質的に垂直に向けられていることを包含する、項目１に記載の方法。
【００２９】
（項目３）
上記露光装置（５）を準備するステップは、上記第１の偏光面（３２）が、ＴＥ偏光を有する横偏光された電磁波に対応することを包含する、項目１または２に記載の方法。
【００３０】
（項目４）
上記露光装置（５）を準備するステップは、上記第２の偏光面（３４）が上記第１の偏光面（３２）に対して実質的に垂直に向けられていることを包含する、項目１から３のうちのいずれか一項に記載の方法。
【００３１】
（項目５）
上記露光装置（５）を準備するステップは、上記第２の偏光面（３４）が、ＴＭ偏光を有する横偏光された電磁波に対応することを包含する、項目１から４のうちのいずれか一項に記載の方法。
【００３２】
（項目６）
上記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の開口数が、上記第１の偏光面（３２）の光が上記レジスト層の化学的変化に作用するような大きさに選定され、該化学的変化は、同一強度の際の上記第２の偏光面（３４）の光による照射の場合よりも強いことを包含する、項目１から５のうちのいずれか一項に記載の方法。
【００３３】
（項目７）
上記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）において、放射の間、上記投影対物レンズ（２２）と上記レジスト層（１４）との間の体積が、０．９５から１．０５までの間の屈折率を有する気体によって充填されることを包含する、項目１から６のうちのいずれか一項に記載の方法。
【００３４】
（項目８）
上記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）において、上記投影対物レンズ（２２）と上記レジスト層（１４）との間の体積が窒素あるいは空気によって充填されることを包含する、項目７に記載の方法。
【００３５】
（項目９）
上記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の上記開口数が少なくとも０．６であることを含有する、項目７または８に記載の方法。
【００３６】
（項目１０）
上記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の上記開口数がほぼ０．８５であることを含有する、項目９に記載の方法。
【００３７】
（項目１１）
上記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）において、放射の間、上記投影対物レンズ（２２）と上記レジスト層（１４）との間の体積が、１．２から１．８までの間の屈折率を有する液体によって充填されることを包含する、項目１から６のうちのいずれか一項に記載の方法。
【００３８】
（項目１２）
上記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の上記開口数が少なくとも１．０であることを含有する、項目１１に記載の方法。
【００３９】
（項目１３）
上記露光装置（５）を準備するステップは、該露光装置（５）の上記開口数がほぼ１．２であることを含有する、項目１２に記載の方法。
【００４０】
（項目１４）
上記第１の偏光面（３２）の上記第１の強度および上記第２の偏光面（３４）の上記第２の強度は、上記第２の長さ（４２）が、寸法どおりの描画において得られる長さよりも３０％小さくなるように選定される、項目１から１３のうちのいずれか一項に記載の方法。
【００４１】
（項目１５）
上記第１の強度に対する上記第２の強度の上記比率は、５％より少ない、項目１４に記載の方法。
【００４２】
（項目１６）
上記第１の偏光面（３２）の上記第１の強度および上記第２の偏光面（３４）の上記第２の強度は、上記第２の長さ（４２）が、寸法どおりの描画において得られる長さよりも３０％大きくなるように選定される、項目１から１３のうちのいずれか一項に記載の方法。
【００４３】
（項目１７）
上記第２の強度に対する上記第１の強度の上記比率は、５％より少ない、項目１６に記載の方法。
【００４４】
（項目１８）
上記パターン（２０）を有するレチクル（１８）を準備するステップは、該パターン（２０）の上記第１のパターン要素（２６）の多数の配置が準備されることをさらに包含し、該第１のパターン要素（２６）の多数の配置は、トレンチコンデンサのトレンチのパターンおよび／またはメモリセルアレイのコンタクトホールのパターンを形成するために適切である、項目１から１７のうちのいずれか一項に記載の方法。
（摘要）
本発明は、半導体ウェーハ上にパターン要素のパターンをフォトリソグラフィによって投影する際のパターン寸法を適合する方法に関する。２つの偏光面（３２；３４）に光を照射する露光装置（５）が準備される。偏光度の選択によって、すなわち、第２の偏光面（３４）の第２の強度に対する第１の偏光面（３２）の第１の強度の比によって、レジスト層（１４）上に形成されるレジストパターン（３６）の長さ（４２）に対する幅（４０）の比の変更が可能になる。その結果、簡易な方法によって、寸法どおりの描画に対するほぼ３０％の変更が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明の実施例が、以下に図面を参照して詳述される。
【００４６】
本発明は、集積回路の製造の際に半導体ウェーハ上にパターン要素のパターンを投影するための実施形態に基づいて、以下において例示的に説明される。本発明による方法は、有利にも、他の製品の製造の際にも導入され得、その際、製造中において、パターン要素の寸法の適合が実施される必要がある。
【００４７】
図１の概略的な断面図において、本発明の方法の出発点である、露光装置５の構造が示される。露光装置５は、可動性の基板ホルダー１０を含む。基板ホルダー１０上に半導体ウェーハ１２が置かれ、半導体ウェーハ１２の表面上に、例えばスピン法によってレジスト層１４が提供される。投影装置５は、さらに、基板ホルダー１０の上方に配置され、例えば２４８ｎｍ、１９３ｎｍあるいは１５７ｎｍの波長を有する光を放射するように適合された光源１６を含む。光源１６から放射された光は、投影対物レンズ２２を介して、レジスト層１４を有する半導体ウェーハ１２の表面上に投影される。
【００４８】
光源１６と投影対物レンズ２２との間に、吸収するパターン要素のパターン（Ｍｕｓｔｅｒ）２０を有するレチクル１８が取り付けられる。投影装置５として、例えば、ウェーハスキャナが使用され、その際、レチクル１８と投影対物レンズ２２との間に、露光スリット（図１に図示されず）が取り付けられる。基板ホルダー１０の制御によって、半導体ウェーハ１２の表面上のレジスト層は、個々の露光フィールド内において、レチクル１８のパターンによって順々にパターンニングされる。パターン要素（Ｓｔｒｕｋｔｕｒｅｌｅｍｅｎｔ）２６のパターン２０は、例えば、ダイナミックメモリセル（ＤＲＡＭ）に含まれるトレンチキャパシタを有する半導体メモリの回路設計から決定される。半導体メモリは、１００ｎｍあるいはそれ以下の極小寸法を有する、トレンチキャパシタの領域において規則正しく配置され、密に詰め込まれた線状のパターン要素を有する。レチクル１８のために、多くの様々なタイプのマスクが導入され得る。例えばクロムから成る吸収パターン要素２６を有する、図１に示された例は、単に一例を示すに過ぎず、それに限定されるものでない。特に、マスク基板の位相ずれ関係を利用し、吸収要素としてクロム層を使用しない今日のマスクタイプが導入される。例えば代替的な位相マスクのようなさらなるマスクタイプは、同様に可能である。フォトリソグラフィによる描画の際の寸法安定性を改善するために、ＯＰＣパターン、あるいは他の適合された追加パターンが提供される。これらパターンは、露光の際に描画されないような大きさに選択される。
【００４９】
レチクル１８と光源１６との間に、図１において概略的に偏光フィルタ２４が示されている。偏光フィルタ２４は、例えば光を、異なる偏光面によって様々に強く弱める。偏光フィルタ２４の代わりに格子構造が考えられ、その際、光は異なる偏光面によって様々に強く屈折される。プリズムの使用もまた可能である。異なる偏光面の選択のための当業者に知られた他の方法も排除されない。さらに、光を異なる偏光面に放射するために光源１６を直接、作用させることも考えられる。
【００５０】
通常、投影装置５の光は、２つの異なる偏光面に放射される。これは、図２Ａおよび図２Ｂにおいて明確にされる。
【００５１】
図２Ａ内に、デカルト座標系５２が示され、その際、ｘｙ平面に半導体ウェーハ１０の表面（図示されず）が位置する。投影装置５の開口数に基づいて、半導体ウェーハの表面上に所定の開口角を有する光源１６は、開口角５４を制限する第１の入射方向および第２の入射方向からの光が、デカルト座標系５２のｘｚ平面内に位置する偏光を有するように、第１の偏光面３２内に放射される。
【００５２】
図２Ｂ内に、第１の偏光面３２に対して垂直に位置する第２の偏光面３４が示される。第２の偏光面３４は、デカルト座標系５２のｙ軸方向に示され、第１の入射方向５０あるいは第２の入射方向５１を含む。
【００５３】
図２Ａ内および図２Ｂ内に規定される第１の偏光面３２および第２の偏光面３４は、２つの横偏光された電磁波を示す。その際、第１の偏光面３２に対応する第１の偏光は、通常、ＴＥ偏光と呼ばれる。第２の偏光面３４に対応する第２の偏光の光は、通常、ＴＭ偏光と呼ばれる。
【００５４】
図２Ａおよび図２Ｂにおいて認識されるように、２つの偏光方向の間の相違が大きいほど開口角５４が大きい。露光に依存して異なる、レジスト層１４の化学的変化を引き起こすために、露光装置５は、著しい効果を得るための、所定の最小開口数を有する必要がある。そのために、例えば、気体ボリューム内における光学的投影の際に、ほぼ０．６の最小開口数を準備することが必要である。しかしながら、これは、追加なしに、従来の露光装置によって可能である。例えば、０．９５〜１．０５の屈折率を有する空気あるいは窒素の気体が充填された、半導体ウェーハ１２の表面と投影対物レンズ２２との間の体積（Ｖｏｌｕｍｅｎ）において、今日、ほぼ０．８５の開口数が得られる。
【００５５】
開口数のさらなる改良は、例えば、投影対物レンズ２２と半導体ウェーハ１２の表面との間の体積が、液体によって充填されることによって達成され得る。液体は、通常、気体より大きな屈折率を有するため、対応して開口数は大きくなる。これは、いわゆる液浸リソグラフィにおいて使用され、その際、現在の開口数は、１．１と１．６との間に達する。
【００５６】
図１に示されるように、パターン２０のパターン要素２６は、第１の幅２８が座標系５２のｘ方向に位置するようにそろえられ、その際、その長さ３０はｙ軸方向に配置される。第１の偏光面３２内の光の強度と第２の偏光面３４内の光の強度との選択によって、幅に対する長さの比率は、パターン要素２６に対応するレジストパターンの要素３８に影響を及ぼし得る。その際、レジストパターンは、露光後のレジスト層１４のエッチングによって生成される。
【００５７】
図３に、エッチングによって生じたレジストパターン３６が概略的に示される。この場合、パターンの暗野描画が、コンタクトホールに転写される。第１の幅に対応した第２の幅４０および第２の長さ４２は、寸法どおりの描画の際に、第２の幅４０がほぼ８０ｎｍであり、第２の長さ４２がほぼ１００ｎｍであるように選択される。
【００５８】
第１の偏光面および第２の偏光面の光の強度の変更によって、第２の長さ４２は変化し、その際、量的に、第２の長さ４２の相対的な変更は３０％に達する。３０％のパターン寸法の増加を得るために、全体的にＴＭ偏光された光が使用される。対応して、ｙ方向に３０％のパターン寸法の減少を得るために、全体的にＴＥ偏光された光が使用される。その際、第１の偏光面３２の光の強度と第２の偏光面３４の光強度との合計から生じる全体の露光量は、当然、レジスト層１４が、下方の半導体ウェーハ１２の上面まで完全に露光されるような大きさに選ばれる。これは、露光の際にレジストパターンのパターン要素が下方の半導体ウェーハ１２の上面まで露出され得るように、レジストパターン３６が形成されるために、不可避である。
【００５９】
図５のフローチャートに、本発明による方法の実施形態が要約して示される。
【００６０】
第１のステップ１００において、その表面に提供されたレジスト層１４を有する半導体ウェーハ１２が準備される。
【００６１】
続いて、ステップ１０２において、投影対物レンズ２２と、第１の偏光面３２に第１の強度の光を放射し、第２の偏光面３４に第２の強度の光を放射するのに適する光源１６とを有する露光装置５が準備される。
【００６２】
ステップ１０４において、パターン要素のパターン２０を有するレチクル１８が準備され、パターン要素のパターン２０は、第１の幅２８と第１の長さ３０とを有する少なくとも１つの第１のパターン要素２６を含む。
【００６３】
ステップ１０６において、露光装置５のための露光パラメータのセットが決定される。その場合、露光パラメータは、パターン２０を有するレチクル１８の投影の際に、寸法どおりの描画が生じるように選択され、寸法どおりの描画は、第２の強度に対する第１の強度の比率が第１の値を有し、その結果、第１のパターン要素２６対応する要素３８がレジスト層上に第２の幅４０と第２の長さ４２とを有する。
【００６４】
続いて、ステップ１０８において、第１の偏光面３２の第１の強度、および／または第２の偏光面３４の該第２の強度が変更される。
【００６５】
続いて、ステップ１１０において、レジストパターン３６を形成するために、レチクル１８を用いてレジスト層１４がフォトリソグラフィによってパターンニングされ、第１の強度および第２の強度は、第２の長さ４２が、第１の強度および第２の強度に依存して、寸法どおりの描画において得られる長さの３０％まで逸れるように、選択される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による方法の使用のための露光装置の概略的な断面図である。
【図２Ａ】図１による露光装置の概略的な断面図であり、ここでは、明確化のために第１の偏光面が示される。
【図２Ｂ】図１による露光装置のさらなる概略的な断面図であり、ここでは、明確化のために第２の偏光面が示される。
【図３】シミュレーションによって得られた、パターン要素のパターンの一部を示す概略的な上面図である。
【図４】露光後の、シミュレーションされたレジストパターンのさらなる上面図である。
【図５】実施形態における本発明による方法のステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
５    露光（投影）装置
１０  基板ホルダー
１２  半導体ウェーハ
１４  レジスト層
１６  光源
１８  レチクル
２０  パターン
２２  投影対物レンズ
２４  投影フィルタ
２６  パターン（Ｍｕｓｔｅｒ）のパターン要素
２８  第１の幅
３０  第１の長さ
３２  第１の偏光面
３４  第２の偏光面
３６  レジストパターン
３８  レジストパターンの要素
４０  第２の幅
４２  第２の長さ
５０  第１の入射方向
５１  第２の入射方向
５２  座標系
５４  開口角
１００−１１０  方法ステップ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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