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DE10006952C2 - Double exposure for negative resist systems using chromeless phase masks - Google Patents

Double exposure for negative resist systems using chromeless phase masks

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DE10006952C2
DE10006952C2 DE10006952A DE10006952A DE10006952C2 DE 10006952 C2 DE10006952 C2 DE 10006952C2 DE 10006952 A DE10006952 A DE 10006952A DE 10006952 A DE10006952 A DE 10006952A DE 10006952 C2 DE10006952 C2 DE 10006952C2
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phase
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Description

Die Erfindung betrifft ein Maskenset zur Erzeugung von Struk turen in einem Fotolack, die als Resistmaske für Ätzungen oder Implantationen dienen, und ein Verfahren zur Erzeugung von solchen Strukturen mit einem solchen Maskenset, insbeson dere bezieht sich die Erfindung auf ein Doppelbelichtungsver fahren für Negativlacksysteme. The invention relates to a mask set to produce structural temperatures in a photoresist which serve as a resist mask for etching or implantation, and a method for producing such structures with such a mask set, in particular, the invention relates to a Doppelbelichtungsver drive for negative resist systems.

Die Erzeugung von Strukturen in einem Resist, die als Re sistmaske für Ätzungen oder Implantationen bei der Fertigung von Halbleiterbausteinen dienen, ist in der optischen Litho graphie gegenwärtig durch Projektionsabbildung realisiert. The production of structures in a resist, which sistmaske as Re used for etching or implantation in the manufacture of semiconductor devices is, in the optical tomography Litho presently realized by projection imaging. Der Bedarf nach immer schnelleren und kleineren Halbleiter bausteinen führt zwangsläufig zu immer kleineren Strukturen. The demand for ever faster and smaller semiconductor building blocks inevitably leads to ever smaller structures. Dieser zunehmenden Verkleinerung stehen technische sowie öko nomische Grenzen gegenüber, wie z. This increasing miniaturization are facing technical and eco nomic boundaries such. B. die nutzbare Wellenlän ge, die maximal nutzbare numerische Apertur NA des Belich tungsgerätes, sowie der Einsatz verbesserter Resist- Techniken. B. the usable Wellenlän ge, the maximum usable numerical aperture NA of the EXPOSURE device as well as the use of improved resist techniques. Die Ausnutzung von vorhandenen Geräten zur Struk turerzeugung hat aufgrund ökonomischer Gesichtspunkte dabei eine hohe Priorität. The utilization of existing devices for structural turerzeugung has due to economic considerations it a high priority.

Im Allgemeinen wird der Auflösungsfaktor für die noch zu er zeugende periodische Struktur durch den folgenden Zusammen hang definiert: In general, the resolution factor for forming he still periodic structure by the following connexion is defined:

k1 = A.NA/λ, k1 = A.NA/λ,

wobei A die Strukturgröße, NA die numerische Apertur und λ die Wellenlänge bezeichnen. wherein A denotes the structure size, NA is the numerical aperture and λ is the wavelength. Mit der gegenwärtigen Technik, dh der Positivlacktechnik und Chrom-on-Glass Reticlen, also chrombeschichteten Glasmasken, werden k1-Werte von 0,45 er reicht, dh Strukturgrößen von ca. 180 nm bei NA = 0,6 und λ = 248 nm. Um den Marktanforderungen von Strukturgrößen im Bereich von 150 und/oder 130 nm in den nächsten Jahren ge recht zu werden, sind Techniken einzusetzen, die den k1-Wert nach unten treiben. With current technology, ie the positive resist technology and chrome-on-glass reticles, ie chromium-coated glass masks, k1 values ​​of 0.45 he goes, that feature sizes of about 180 nm at NA = 0.6 and λ = 248 nm. in order to ge right to market requirements of feature sizes in the range of 150 and / or 130 nm in the next few years, techniques must be used to drive the k1 value downward.

Herkömmlicherweise wird eine Strukturverkleinerung durch die Erhöhung der numerischen Apertur NA, z. Conventionally, a structure reduction is by increasing the numerical aperture NA, for example. B. durch größere Lin sen mit zusätzlich verschärften Spezifikationen, und/oder die Weiterentwicklung der Resist-Technik und/oder den Wechsel auf eine neue Wellenlänge λ, der zusätzlich eine Neuentwicklung der Resist-Technik nach sich zieht, erreicht. For example, by Lin larger sen with additional stringent specifications, and / or the development of the resist technology and / or switching to a new wavelength λ, which additionally draws a new development of the resist technique by itself, is achieved. Diese Möglich keiten sind jedoch kostenintensiv und unter den wirtschaftli chen Gesichtspunkten kritisch zu hinterfragen. However, these are possible opportunities costly and under the wirtschaftli chen viewpoints critically examined.

Die US 5,573,890 zeigt ein Verfahren der optischen Lithogra phie mit Phasenmasken, bei dem zur Erzeugung von verkleiner ten Strukturen auf einer chrombeschichteten Hellfeldmaske zu sätzliche phasenschiebende Bereiche angeordnet werden, um aufgrund von Interferenz unbelichtete Bereiche zu erzeugen. The US 5,573,890 shows a method of optical Lithography chromatography with phase masks, in which arranged for generating verkleiner ten structures on a chrome coated clear field mask to additional phase-shifting regions to produce due to interference unexposed areas. Zur Vermeidung von durch die phasenschiebenden Bereiche zu sätzlich unerwünscht erzeugten unbelichteten Bereichen werden entweder beim Einfachbelichtungsverfahren Übergangsbereiche zwischen den phasenschiebenden Bereichen und den nicht pha senschiebenden Bereichen eingefügt oder diese unerwünschten Bereiche werden beim Doppelbelichtungsverfahren mittels einer ausschließlich dafür vorgesehenen Trimmmaske nachbelichtet und damit "gelöscht". In order to avoid through the phase-shifting regions to additionally undesirably generated unexposed areas are either inserted in the single exposure process transition regions between phase-shifting regions and the pha senschiebenden areas or these unwanted areas are post-exposed and the double exposure method as an exclusively dedicated trimming mask so that "deleted".

Zur Vereinfachung der Maskenherstellung bei diesem Lithogra phieverfahren wird in der US 5,858,580 eine alternative Tech nik vorgeschlagen, bei der in einem ersten Belichtungsschritt lediglich die reduzierten Strukturen mit einer Dunkelfeldmas ke erzeugt werden, die in einem Durchlassbereich zur Erzeu gung eines unbelichteten Gebiets auf dem Positivfotolack ei nen nicht phasenschiebenden lichtdurchlässigen Bereich und einen phasenschiebenden lichtdurchlässigen Bereich aufweist, zwischen denen zur Einstellung der Breite der reduzierten Struktur ein mit Chrom beschichteter Bereich angeordnet ist, wobei durch die Verwendung einer Dunkelfeldmaske keine uner wünschten nicht belichteten Linien erzeugt werden. phieverfahren for simplifying the mask manufacturing at this Lithography an alternative Tech technology is proposed in US 5,858,580, in which only the reduced structures are produced ke with a Dunkelfeldmas in a first exposure step, the supply of an unexposed area on the positive photoresist in a passband for the generation ei NEN not having phase-shifting light transmitting region and a phase-shifting transmissive region, a coated with chrome area is arranged between those for adjusting the width of the reduced structure, by using a dark field mask any unwanted desired unexposed lines are generated. Die nicht reduzierten Strukturen werden in einem nachfolgenden zweiten Belichtungsschritt mit einer chrombeschichteten Maske er zeugt. The unreduced structures are in a subsequent second exposure step with a chromium coated mask he witnesses.

Da in den für die Maskenherstellung vorteilhafteren Doppelbe lichtungsverfahren, die in diesen beiden Dokumenten beschrie ben werden, aufgrund der beschriebenen Wechselwirkung zwi schen der die reduzierten Strukturen erzeugenden Phasenmaske und der für die zweite Belichtung verwendeten Trimmmaske bzw. der für die zweite Belichtung verwendeten Hellfeldmaske zur Erzeugung der nicht reduzierten Strukturen eine extreme Lage genauigkeit der beiden Belichtungen zueinander gefordert ist, bestehen hier bei der praktischen Anwendung erhebliche Nach teile. Since clearing process in the more advantageous for the mask manufacturing Doppelbe that beschrie in these two documents ben be due to the described interaction Zvi of the reduced structure-forming phase mask and the trim mask or used for the second exposure of the bright field mask used for the second exposure rule for generating the non-reduced structures an extreme position accuracy of the two exposures is needed each other, exist here in the practical application share significant after. Weiter kann aufgrund der Verwendung von chrombeschich teten Phasenmasken der k1-Wert nicht in dem gewünschten Maße verringert werden. Further, due to the use of chrombeschich ended phase masks the k1 value can not be reduced to the desired extent.

Die US 5,958,656 beschreibt es gemäß des japanischen Patents mit Veröffentlichungsnummer 5-197126 als bekannt, zur Erzeu gung von Löchern mit einem Durchmesser von 150 bis 100 nm einen Negativfotolack zunächst mit einer chromlose Phasenmaske mit einem Streifenmuster zu belichten, wonach die auch für die erste Belichtung verwendete chromlose Phasenmaske um 90° gedreht und für eine zweite Belichtung verwendet wird. The US 5,958,656 describes it according to the Japanese patent publication No. 5-197126 as known for the generation supply of holes with a diameter of 150 to 100 nm, a negative photoresist first with a chromeless phase mask to expose a stripe pattern, after which the well for the first exposure chromeless phase mask used is rotated 90 °, and used for a second exposure. Hier ist es jedoch als nachteilig beschrieben, daß die bei diesem Verfahren erzeugten Löcher nicht eng nebeneinander liegen können. However, here it is described to be a disadvantage that the holes produced by this method can not lie closely adjacent. Um solche kleinen Löcher mit einem engen Abstand zu erzeugen, wird angegeben, anstelle der chromlosen Phasenmas ken solche mit einem lichtabschirmenden Übergangsbereich zwi schen den phasenschiebenden und nicht phasenschiebenden Be reichen zu verwenden. To such small holes to produce at a narrow interval, is specified, instead of the chromeless Phasenmas ken those with a light-shielding transition area Zvi rule to use the phase-shifting and not phase-shifting Be rich.

Die EP 0 534 463 A1 beschreibt zur Erzeugung von komplizier ten Strukturen, die kleine Löcher enthalten sollen, einen Po sitivfotolack zunächst mit einer chromlosen Phasenmaske zu belichten, wonach noch zu entfernende unbelichtete Bereiche mit einer chrombeschichteten zweiten Maske nachbelichtet wer den. EP 0534463 A1 describes the production of komplizier th structures to contain the small holes, a Po sitivfotolack first to be exposed with a chromeless phase mask, which still want to remove unexposed areas with a chrome-plated second mask nachbelichtet who the. Zur Erzeugung von belichteten und unbelichteten Berei chen mit minimalen Strukturgrößen wird das in dem japanischen Patent mit Veröffentlichungsnummer 5-197126 angegebene Dop pelbelichtungsverfahren mit zwei chromlosen Phasenmasken be schrieben, wobei für jede Belichtung ein neuer Negativfoto lack aufgetragen wird. For the production of exposed and unexposed preparation surfaces with minimum feature sizes, the two chromeless phase masks be written pelbelichtungsverfahren in Japanese Patent Publication No. 5-197126 Dop above, wherein a new negative photo for each exposure paint is applied.

Demzufolge liegt dieser Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Maskenset zur Erzeugung von Strukturen, die als Resistmaske für Ätzungen oder Implantationen dienen, und ein Verfahren zur Erzeugung solcher Strukturen mit einem solchen Maskenset anzugeben, wodurch die zuvor beschriebenen Nachteile vermie den werden können, also insbesondere der k1-Wert verkleinert und die Anforderungen an die Lagegenauigkeit der Masken des Maskensets zueinander verringert werden können. Accordingly, this invention has for its object to provide a mask set to produce structures which serve as a resist mask for etching or implantation, and a method for generating such structures with such a mask set, whereby the above-described disadvantages vermie the can, thus in particular the k1 value is reduced and the requirements can be decreased, the positional accuracy of the mask of the mask sets to each other.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Maskenset mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 8 gelöst. The object is inventively achieved by a generic mask set having the features of independent claim 1 and by a generic method with the features of the independent patent claim 8. Vorteilhafte Wei terbildungen sind jeweils in den jeweils nachfolgenden abhän gigen Patentansprüchen angegeben. Advantageous developments of Wei are indicated in the respective subsequent depen Gigen claims.

Nach der Erfindung wird zur Erzeugung von Strukturen, die als Resistmaske für Ätzungen oder Implantationen dienen, ein aus mindestens zwei Masken bestehendes Maskenset verwendet. According to the invention, a consisting of at least two masks mask set is used to generate structures which serve as a resist mask for etching or implants are used. Eine Maske ist eine chromlose Phasenmaske, durch die Minimaldimen sionen der mittels des Fotoresists zu bildenden Strukturen realisiert werden, indem auf dem Fotoresist belichtete und unbelichtete Bereiche erzeugt werden. A mask is a chromeless phase mask through which the Minimaldimen to be formed by means of photoresist structures emissions are realized by exposed on the photoresist and unexposed areas are generated. Weiter werden durch we nigstens eine zweite Chrom-on-Glass Maske oder Halbtonmaske die unbelichteten Bereiche unterteilt, um die durch die we nigstens eine chromlose Phasenmaske erzeugten Zwischenstruk turen in Einzelstrukturen mit Minimaldimensionen zu zerlegen. Next, a second chrome-on-glass mask or half-tone mask, the unexposed areas are divided to the intermediate structural nigstens a chromeless phase-mask generated by the structures we decompose in single structures having minimum dimensions by we nigstens.

Durch die Erfindung werden im Vergleich mit dem bekannten be schriebenen Stand der Technik insbesondere die beiden Vortei le erreicht, dass aufgrund der Verwendung einer rein chromlo sen Phasenmaske die Auflösung und Performance bis an die Grenze des theoretischen Minimums von k1 = 0,25 für periodi sche Strukturen unter Einsatz realer Designs und vorhandener Lacktechniken getrieben werden kann, da der chromlose Über gang ein optimales Dunkelfeld erzeugt, und dass durch die Un terteilung in eine erste Belichtung, die Zwischenstrukturen mit Minimalgrößen in jeweils einer Dimension realisiert, und eine zweite Belichtung, die diese Zwischenstrukturen in der jeweiligen zweiten Dimension unterteilt, eine Selbstjustage der so erzeugten Einzelstrukturen erfolgt, wodurch die Anfor derungen an die Lagegenauigkeit der beiden Masken zueinander verringert wird. The invention in particular the two ADVANTAGES le be achieved in comparison with the known be signed prior art that due to the use of a purely chromlo sen phase mask resolution and performance to the limit of the theoretical minimum of k1 = 0.25 for periodi cal structures using real designs and existing coating techniques can be driven, since the chromeless transitional generates an optimum dark field, and that the intermediate structures with minimum sizes in each case one dimension by the Un terteilung in a first exposure is realized, and a second exposure that this intermediate structures divided in the respective second dimension, then a self-adjustment of the individual structures thus produced, whereby the Anfor changes is decreased, the positional accuracy of the two masks to each other.

Weitere gegenüber dem Stand der Technik erreichte Vorteile der Erfindung sind, dass die Belichtungsparameter für eine jeweilige Belichtung optimiert werden können, da keine chrom beschichteten Phasenmasken eingesetzt werden und somit keine Kompromisse zwischen den für eine Belichtung durch eine Pha senmaske benötigten und den für die Belichtung mit einer chrombeschichteten Maske benötigten Parametern geschlossen werden müssen, dass aufgrund der Erzeugung der Minimalstruk turen durch eine chromlose Phasenmaske hier keine Kantenver rundungen auftreten, und dass - ebenfalls aufgrund des Ein satzes einer rein chromlosen Phasenmaske - die Uniformity (= Gleichmäßigkeit der erzeugten Struktur) deutlich besser wird, da die durch die Chrombeschichtung erzeugten Schwankungen der Strukturbreiten der Minimalstrukturen deutlich verringert werden. More over the prior art achieved advantages of the invention are that the exposure parameters can be optimized for a particular exposure, since no chromium coated phase masks are used, and thus no compromise between the senmaske for exposure through a Pha required and with the exposure required a chromium coated mask parameters must be concluded that due to the generation of minimal structural temperatures by a chromeless phase mask here no misalignment occur rounding, and that - also owing to the one set of a purely chromeless phase mask - the uniformity (= uniformity of the structure generated) significantly better , since the fluctuations produced by the chromium plating of the structure widths of the minimum structures be significantly reduced.

Da die Phasenmaske komplett chromlos ausgestaltet ist, kann bei Verwendung der bisher vorhandenen Geräte im Vergleich mit chrombeschichteten Masken eine halbe Strukturgröße erzielt werden, dh dass die Strukturbreite bzw. der Abstand zwi schen zwei Strukturelementen um den Faktor 2 vermindert wer den kann. Since the phase mask is completely chromlos configured, half structure size can be achieved when using the previously available devices compared with chromium-coated masks, that is, the pattern width or the distance Zvi rule two structural elements is reduced by a factor of 2 who can the. Alternativ kann bei unveränderter Strukturgröße die Schreibzeit zur Erstellung der Strukturen, dh die Belich tungszeit, um den Faktor 4 reduziert werden, da der zur Be lichtung verwendete Elektronenstrahl in zwei Dimensionen je weils um den Faktor 2 vergrößert werden kann. Alternatively, an unchanged feature size, the write time for the creation of structures, that is, the EXPOSURE time can be reduced by a factor of 4, since the electron beam used for clearing Be can be increased in two dimensions by a factor depending weils. 2 In diesem Fall ist im Vergleich mit dem beschriebenen Stand der Technik auch die Herstellung der Belichtungsmasken stark vereinfacht, da die zu gewinnenden Strukturen (und damit die Strukturen der Belichtungsmasken) relativ gesehen eine doppelte Größe auf weisen können. In this case, the production of the exposure masks as compared with the described prior art is greatly simplified, since the structures to be recovered (and thus the structures of the exposure masks) may have in relative terms a double size.

Vorzugsweise wird die Erfindung bei Doppelbelichtungsverfah ren mit Negativlacksystemen angewandt, wodurch bei durch die chromlose Phasenmaske erzeugten belichteten und unbelichteten Bereichen in Form von minimal beabstandeten und eine minimale Breite aufweisenden geraden Linien und Unterbrechungen der unbelichteten geraden Linien durch die Belichtung mittels der zweiten Maske nach Entwicklung des Resists durch die Heraus lösung der unbelichteten Bereiche aus dem Resist eine Re sistmaske mit kontaktlochartigen Strukturen entsteht. Preferably, the invention in Doppelbelichtungsverfah is ren applied with negative resist systems, whereby when produced by the chromeless phase mask exposed and unexposed areas in the form of minimally spaced, and a minimum width having straight lines and interrupts the unexposed straight lines through the exposure using the second mask to development of the resist by the dissolution-out of the unexposed areas of the resist a re sistmaske formed with contact-hole-like structures.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung auf Grundlage eines beispielhaften bevorzugten Aus führungsbeispiels weiter erläutert. The invention based on a schematic drawing based on an exemplary preferred from guide is further illustrated example. Es zeigt: It shows:

Fig. 1 eine chromlose Phasenmaske und eine chrombeschich tete zweite Maske nach der Erfindung, sowie die mittels dieser beiden erfindungsgemäß Masken herge stellten Strukturen, die als Resistmaske für Ätzun gen oder Implantationen dienen. Fig. 1 is a chromeless phase mask and a second mask chrombeschich preparing according to the invention, as well as according to the invention by means of these two masks manufactured in, structures that gene as a resist mask for Ätzun or serve implantations.

Gemäß des beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiels wer den mit einem erfindungsgemäßen Maskenset nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren kontaktlochartige Strukturen mit einer Strukturgröße A sowie einer gleichen Periodizität in Minimal struktur, dh einer Beabstandung der eine Breite A aufwei senden Einzelstrukturen voneinander ebenfalls mit dem Abstand A, in einem Negativlack erzeugt. According to the described preferred embodiment of who the contact-hole-like with an inventive mask set after OF INVENTION to the invention method of structures having a structure size A and a periodicity in minimal structure, ie a spacing of a width A aufwei send individual structures from each other, also with the distance A, in a negative resist generated.

Die in der Fig. 1 gezeigte chromlose Phasenmaske 1 besteht aus nicht phasenschiebenden Bereichen 1a und 180° phasen schiebenden Bereichen 1 b, die sich streifenförmig abwechselnd in Längsrichtung über die gesamte chromlose Phasenmaske 1 er strecken. The chromeless phase mask 1 shown in Fig. 1 consists of non-phase-shifting portions 1a and 180 ° phase-shifting areas 1 b, which are strip-shaped alternately in the longitudinal direction over the entire chromeless phase mask 1, it stretch. Im hier beschriebenen Beispiel weist die chromlose Phasenmaske 1 zwei nicht phasenschiebende Bereiche 1 a und zwei phasenschiebende Bereiche 1 b auf. In the example described here, the chromeless phase mask 1 two non-phase-shifting regions 1 a and two phase-shifting areas 1 b on. Zur Erzeugung der Strukturgröße A und der Periodizität in Minimalstruktur wird eine Breite b der nicht phasenschiebenden Bereiche 1 a und der phasenschiebenden Bereiche 1 b gleich so eingestellt, dass aufgrund von Interferenzbildungen nicht belichtete und be lichtete linienförmige Bereiche auf dem Negativfotolack in der gleichen gewünschten Breite A erhalten werden. To produce the structure size A, and the periodicity in minimal structure width b of the phase-shifting regions 1 a and the phase shifting areas 1 b is set to be equal so that due to interference formations unexposed and be thinned line-shaped regions on the negative photoresist in the same desired width A are obtained. Im vorlie genden Beispiel ist eine Strukturgröße und Periodizität in Minimalstruktur mit A = 150 nm gewählt, dh dass sowohl die belichteten wie auch die unbelichteten streifenförmigen Be reiche eine Breite von A = 150 nm aufweisen, wie es in der Fig. 1 bei der erzeugten für Ätzungen oder Implantationen vorgesehenen Resistmaske 3 zu erkennen ist. In vorlie constricting example, a structure size and periodicity in minimal structure with A = is selected 150 nm, which means that both the exposed as well as the unexposed strip-shaped Be large a width of A = 150 nm, as in the generated in FIG. 1 for etchings or implants intended resist mask 3 can be seen. Die auf dem Nega tivfotolack mittels der chromlosen Phasenmaske unbelichteten Bereiche werden nachfolgend als latent gebildete Zwischen strukturen bezeichnet, da die gewünschten Einzelstrukturen daraus ohne vorherige Entwicklung des Negativfotolacks durch eine zweite Belichtung mittels der zweiten Maske 2 und eine anschließende Entwicklung erzeugt werden. The unexposed on the Nega tivfotolack means of the chromeless phase mask areas are hereinafter referred to as latent formed intermediate structures, since the desired individual structures formed therefrom without development of the negative photoresist by a second exposure using the second mask 2 and a subsequent development.

Durch die zweite Belichtung mit der zweiten Maske 2 , die im gezeigten Beispiel eine Chrom-on-Glass Lochmaske ist, werden die durch die Phasenübergänge der chromlosen Maske durch die nicht belichteten Bereiche gebildeten streifenförmigen laten ten Zwischenstrukturen in einem gewünschten Abstand unterbro chen. By the second exposure with the second mask 2, which is a chrome-on-glass shadow mask in the example shown, the strip-shaped Laten th intermediate structures formed by the phase transitions of the chromeless mask by the non-exposed areas in a desired distance unterbro chen be. Die chrombeschichtete Lochmaske 2 weist hierfür, wie es in der Fig. 1 gezeigt ist, einen mit Chrom beschichteten Be reich 2 a auf, in dem an gewünschten Positionen Löcher 2 b, dh nicht mit Chrom beschichtete lichtdurchlässige Bereiche, so angeordnet sind, dass die durch die erste Belichtung unbe lichteten Linien durch die zweite Belichtung in unbelichtete Einzelstrukturen unterteilt werden. The chromium-coated shadow mask 2 has for this purpose, as shown in FIG. 1, a chromium-coated area 2 extends a on, are disposed in the at desired positions holes 2 b, that is not coated with chrome light transmissive regions, so that the are divided by the first exposure unexposed lines through the second exposure in unexposed individual structures. Hierfür müssen die in der zweiten Maske vorhandenen Löcher 2 b eine minimale Breite der Strukturgröße A der zu unterbrechenden latenten Zwischen struktur aufweisen, diese wird jedoch vorteilhafterweise zur Verminderung der Justagegenauigkeit um Δ auf A + Δ erhöht. For this, the existing holes in the second mask 2 must b have a minimum width of the structure A Size of the latent to be interrupted intermediate structure, however, this is advantageously increased for reducing the alignment accuracy in order to Δ A + Δ. Weiter weisen die in der chrombeschichteten Lochmaske vorge sehenen Löcher 2 b, die eine definierte Länge aufweisen, in Längsrichtung der zu unterbrechenden Zwischenstrukturen einen gewünschten Schwerpunktsabstand d voneinander auf, mit dem die Zwischenstrukturen unterbrochen werden sollen, um die ge wünschten Einzelstrukturen zu erzeugen. Further, the laid in the chromium-coated shadow mask provided holes 2 b, which have a defined length, in the longitudinal direction of the to be interrupted intermediate structures have a desired center distance d from each other, with which the intermediate structures are to be interrupted in order to generate the ge desired individual structures. Vorteilhaft sind die zwei nebeneinanderliegende Zwischenstrukturen unterbrechenden Löcher 2 b gegeneinander versetzt auf der Lochmaske 2 angeord net. The two adjacent intermediate structures interrupting holes 2 are advantageous b offset from each other on the shadow mask 2 angeord net.

Die Fig. 1 zeigt weiterhin die für Ätzungen oder Implantatio nen dienende Resistmaske 3 , die aus dem belichteten nach der Entwicklung stehen gebliebenen Negativfotolack 3 a und den un belichteten nach der Entwicklung resistlosen Bereichen 3 b be steht. Fig. 1 further shows the nen for etching or Implantatio serving resist mask 3, which are provided from the exposed after development remaining negative photoresist 3 a and the un-exposed areas after development resistless 3 b be available. Da die erste Belichtung an den Phasenübergängen der chromlosen Phasenmaske Linien in Minimalstruktur erzeugt, die durch die zweite Belichtung im gewünschten Abstand unterbro chen werden, durch die erste Belichtung also die Breite der erzeugten Linien der latent gebildeten Zwischenstruktur und damit auch die Breite der durch die nachfolgende zweite Be lichtung erzeugten Einzelstrukturen bestimmt wird, dh de ren erste Dimension, und durch die zweite Belichtung die Län ge der erzeugten Einzelstrukturen bestimmt wird, dh deren zweite Dimension, wird erfindungsgemäß für periodische Muster eine Selbstjustage erreicht, da jede Belichtung für sich ge nommen eine Dimension der gewünschten Einzelstrukturen fest legt. Since the first exposure to the phase transitions of the chromeless phase mask lines generated in minimal structure, which are represented by the second exposure at the desired distance unterbro Chen, so the width of the lines produced the intermediate structure latent formed and thus also the width of the following through the first exposure by the second be individual structures clearing produced is determined, ie de ren first dimension, and the County is determined ge the generated individual structures by the second exposure, that is, the second dimension is, according to the invention achieves a self-alignment for periodic patterns, since each exposure ge itself taken a sets dimension of the desired individual structures determined.

Durch die Erfindung wird mittels der Doppelbelichtungstech nik, dh zwei Belichtungen an der gleichen Position ohne zwischenzeitliche Entwicklung, im Gegensatz zum Stand der Technik die Möglichkeit genutzt, unabhängig voneinander die Vorteile der jeweiligen Belichtungen ohne direkte optische Wechselwirkung auszunutzen. The invention is by means of the double exposure piercing technology, ie two exposures at the same position without intermediate developing, in contrast to the prior art use of the possibility to exploit the advantages of each independently exposures without direct optical interaction. Es wird durch die erste Belich tung mit einer chromlosen Phasenmaske eine Minimaldimension realisiert, die bis an die zuvor beschriebenen Grenzen heran reichen kann. There is realized a minimum dimension through the first EXPOSURE with a chromium-less phase mask, which may extend right up to the previously described limits. Mittels der zweiten Belichtung wird z. By means of the second exposure is z. B. aus einem einfachen Muster ein komplexes Design im Fotolack er zeugt, dh die mittels der ersten Belichtung erzeugte Zwi schenstruktur wird gezielt unterbrochen, um Einzelstrukturen zu erzeugen. For example, from a simple pattern in the photoresist a complex design he witnesses, ie the interim generated by the first exposure is selectively interrupted rule structure to produce individual structures.

Der Vorteil dieser Technik ist die Entkopplung von einer Be lichtung mit höchster Leistungsfähigkeit, jedoch einge schränkter Anwendung für komplexe Designs, z. The advantage of this technique is the decoupling of a Be glade highest performance, but turned schränkter application for complex designs such. B. bedingt durch Phasenkonflikte, und einer Belichtung mit geringerer Performance, mit der sich jedoch aufgrund der einfacheren Maskentechnik die Komplexität für elektrische Schaltkreise abbilden lässt. As a result of phase conflicts, and an exposure with lower performance, but with which can reflect the complexity of electrical circuits due to the simple mask technique. Hier werden insbesondere durch die zweite Be lichtung keine weiteren Konfliktstellen, dh Phasenkonflik te, mit der ersten Belichtung erzeugt und es erfolgt eine Korrektur der Unzulänglichkeiten des Doppelbelichtungsverfah rens, indem Selbstjustage ermöglichende Strukturen gewählt werden. Here, in particular by the second clearing Be no further conflict points, ie Phasenkonflik te, generated by the first exposure and there is a correction of the shortcomings of the Doppelbelichtungsverfah Rens, by self-adjustment enabling structures are selected.

Natürlich ist die für die zweite Belichtung gewählte Maske nicht auf eine chrombeschichtete Lochmaske beschränkt, es können z. Of course, the chosen for the second exposure mask is not limited to a chromium-coated perforated mask, it can,. B. auch Halbton-Phasenmasken (attenuated phase shift masks) eingesetzt werden. As well as halftone phase masks (attenuated phase shift masks) are used.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1

chromlose Phasenmaske chromeless phase mask

1 1

a nicht phasenschiebende Bereiche der Phasenmaske a non-phase-shifting regions of the phase mask

1 1

1 1

b phasenschiebende Bereiche der Phasenmaske b phase-shifting regions of the phase mask

1 1

2 2

zweite Maske second mask

2 2

a chrombeschichteter Bereich der zweiten Maske a chromium-coated area of ​​the second mask

2 2

2 2

b nicht chrombeschichtete Bereiche der zweiten Maske b not chromium-coated regions of the second mask

2 2

3 3

erzeugte Resistmaske für Ätzungen oder Implantationen generated resist mask for etching or implantation

3 3

a Fotoresistschicht der Maske a photoresist layer of the mask

3 3

3 3

b erzeugte Einzelstrukturen der Maske generated individual structures of the mask b

3 3

A Strukturgröße A structure size
A + Δ Breite der Bereiche A width of the regions + Δ

2 2

b b
d Schwerpunktsabstand der Bereiche d center distance of the areas

2 2

b b
b Breite der Bereiche b width of the regions

1 1

a und a and

1 1

b b

Claims (14)

1. Maskenset zur Erzeugung von Strukturen, die als Re sistmaske ( 3 ) für Ätzungen oder Implantationen dienen, umfas send eine erste chromlose Phasenmaske ( 1 ) zur Erzeugung von belichteten und unbelichteten Bereichen auf einem Photolack mit minimalen Strukturgrößen und eine zweite Maske ( 2 ), die der Unterteilung der unbelichteten Bereiche durch Belichtung von Teilbereichen der durch die erste Phasenmaske ( 1 ) nicht belichteten Bereiche dient, dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Maske ( 2 ) eine Chrom-on-Glass Maske oder eine Halbtonmaske ist. 1. mask set to produce structures which sistmaske (3) for etching or implants serve as Re, umfas send a first chromeless phase mask (1) for producing exposed and unexposed areas on a photoresist with minimal feature sizes and a second mask (2) serving unexposed areas of the subdivision of the unexposed areas by exposure of portions by the first phase mask (1), characterized in that the second mask (2) is a chrome-on-glass mask or a halftone mask.
2. Maskenset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die durch die erste chromlose Phasenmaske ( 1 ) er zeugten belichteten und unbelichteten Bereiche die Form gera der Linien aufweisen. 2. mask set according to claim 1, characterized in that the first through the chromeless phase mask (1) he testified exposed and unexposed areas in the form of scanned lines have.
3. Maskenset nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die unbelichteten Berei che durch die zweite Maske ( 2 ) in definierten Abständen un terbrochen werden. 3. mask set according to any one of the preceding claims, characterized by that the unexposed preparation che un be interrupted at defined intervals by the second mask (2).
4. Maskenset nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass beide Masken ( 1 , 2 ) je weils eine Vielzahl von Einzelstrukturen erzeugen. 4. mask set according to any one of the preceding claims, characterized by that the two masks (1, 2) each weils produce a plurality of individual structures.
5. Maskenset nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Strukturen in einem Negativfotolack erzeugt werden. 5. mask set according to any one of the preceding claims, characterized by that the structures are produced in a negative photoresist.
6. Maskenset nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass damit kontaktlochartige Strukturen erzeugt werden. 6. mask set according to any one of the preceding claims, characterized by, that this contact-hole-like structures are produced.
7. Maskenset nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass es in einem Doppelbelich tungsverfahren eingesetzt wird. 7. mask set according to any one of the preceding claims, characterized by, that it is used in a processing methods Doppelbelich.
8. Verfahren zur Erzeugung von als Resistmaske ( 3 ) für Ät zungen oder Implantationen dienenden Strukturen mit einem Maskenset nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch eine erste Belichtung mit der ersten vollständig chromlosen Phasenmaske ( 1 ) wenigstens eine latent gebildete Zwischen struktur durch belichtete und unbelichtete Bereiche auf dem Photolack mit minimalen Strukturgrößen erzeugt wird, wonach durch eine zweite Belichtung mit der zweiten Chrom-on-Glass Maske oder Halbtonmaske ( 2 ) Teilbereiche der durch die erste Phasenmaske ( 1 ) nicht belichteten Bereiche nachbelichtet wer den, wodurch die durch die erste Phasenmaske latent gebilde ten Zwischenstrukturen in Einzelstrukturen zerlegt werden. 8. A method for producing a resist mask (3) tongues or for Ät implantations serving structures with a mask set according to any one of the preceding claims, wherein by a first exposure with the first fully chromeless phase mask (1) at least one latent formed intermediate structure by exposed and unexposed regions is formed on the photoresist with minimal feature sizes, after which by a second exposure with the second chromium-on-glass mask or half-tone mask (2) post-exposed sections of the through the first phase mask (1) non-exposed areas who the, thus represented by the the first phase mask latent educated th intermediate structures are broken down into individual structures.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass durch die erste chromlose Phasenmaske ( 1 ) belich tete und unbelichtete Bereiche in Form gerader Linien er zeugt werden. 9. The method according to claim 8, characterized in that by the first chromeless phase mask (1) preparing ima and unexposed areas in the form of straight lines it are generated.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die unbelichteten Bereiche durch die zwei te Maske ( 2 ) in definierten Abständen unterbrochen werden. 10. The method of claim 8 or 9, characterized in that the unexposed areas by the two te mask (2) are interrupted at defined intervals.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass beide Masken ( 1 , 2 ) jeweils eine Vielzahl von Einzelstrukturen erzeugen. 11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the two masks (1, 2) each generate a plurality of individual structures.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturen in einem Negativ photolack erzeugt werden. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the structures are produced in a negative photoresist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass damit kontaktlochartige Strukturen erzeugt werden. 13. The method according to any one of claims 8 to 12, characterized in that this contact hole-like structures are produced.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelbelichtungsverfahren An wendung findet. 14. A method according to any one of claims 8 to 13, characterized in that the double exposure method is to turn.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10310136B4 (en) * 2003-03-07 2007-05-03 Infineon Technologies Ag Set of masks for the projection of each of the masks of the set are arranged and coordinated structure patterns on a semiconductor wafer
US7393613B2 (en) 2003-03-07 2008-07-01 Infineon Technologies Ag Set of at least two masks for the projection of structure patterns
DE102005047475B4 (en) * 2004-10-05 2009-01-22 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon A method for producing a set of masks and mask set to define a pattern

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10237344A1 (en) 2002-08-14 2004-03-04 Infineon Technologies Ag A method of manufacturing a phase mask

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0534463A2 (en) * 1991-09-27 1993-03-31 Fujitsu Limited Pattern exposing method using phase shift and mask used therefor
US5958656A (en) * 1996-06-20 1999-09-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pattern forming method using phase shift mask

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0534463A2 (en) * 1991-09-27 1993-03-31 Fujitsu Limited Pattern exposing method using phase shift and mask used therefor
US5958656A (en) * 1996-06-20 1999-09-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pattern forming method using phase shift mask

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10310136B4 (en) * 2003-03-07 2007-05-03 Infineon Technologies Ag Set of masks for the projection of each of the masks of the set are arranged and coordinated structure patterns on a semiconductor wafer
US7393614B2 (en) 2003-03-07 2008-07-01 Infineon Technologies Ag Set of masks including a first mask and a second trimming mask with a semitransparent region having a transparency between 20% and 80% to control diffraction effects and obtain maximum depth of focus for the projection of structure patterns onto a semiconductor wafer
US7393613B2 (en) 2003-03-07 2008-07-01 Infineon Technologies Ag Set of at least two masks for the projection of structure patterns
DE10310137B4 (en) * 2003-03-07 2010-08-19 Qimonda Ag Set of at least two masks for the projection of the respectively formed on the masks and concerted structural patterns and methods for making the masks
DE102005047475B4 (en) * 2004-10-05 2009-01-22 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon A method for producing a set of masks and mask set to define a pattern
US7604907B2 (en) 2004-10-05 2009-10-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Multi-exposure semiconductor fabrication mask sets and methods of fabricating such multi-exposure mask sets

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