DE102004028849A1 - Production of phase-shifting photomasks for photolithographic processing of semiconductor wafers involves a self-justification process - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer phasenschiebenden Fotomaske für eine fotolithographische Abbildung von Strukturen in der Fotomaske auf eine lichtempfindliche Schicht auf einem Halbleiterwafer, wobei die Strukturen durch von einem phasenschiebenden Saum umgebene, transparente Abschnitte und lichtabsorierende oder semitransparente, phasenschiebende Abschnitte in der Fotomaske gebildet sind.The The invention relates to a method for producing a phase-shifting Photomask for a photolithographic image of structures in the photomask on a photosensitive layer on a semiconductor wafer, wherein the structures surrounded by a phase-shifting seam, transparent sections and light-absorbing or semitransparent, phase-shifting sections are formed in the photomask.
Mikroelektronische Schaltkreise, wie beispielsweise DRAM (Dynamic Random Access Memory)-Speicherzellen weisen strukturierte Schichten auf, die aus unterschiedlichen Materialien, wie Metallen, Dielektrika oder Halbleitermaterial bestehen und die auf einem Halbleiterwafer angeordnet sind. Zur Strukturierung der Schichten wird häufig ein fotolithographisches Verfahren angewendet. Dabei wird eine auf die zu strukturierende Schicht aufgebrachte, auch als Resist bezeichnete, lichtempfindliche Schicht mittels einer Fotomaske, die die in die Schicht zu übertragenden Strukturen aufweist, und einer lithographischen Abbildungsvorrichtung, abschnittsweise einer Lichtstrahlung ausgesetzt.microelectronic Circuits, such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) memory cells have structured layers made of different materials, how metals, dielectrics or semiconductor material exist and the are arranged on a semiconductor wafer. To structure the Layers become common a photolithographic process applied. This is an on the layer to be structured, also called resist, Photosensitive layer by means of a photomask, which in the layer to be transferred Having structures, and a lithographic imaging device, partially exposed to light radiation.
Die Strukturen in der Fotomaske sind in der einfachsten Form als lichtabsorbierende und transparente Abschnitte in der Fotomaske vorgesehen. Zur Herstellung der Fotomaske wird auf einer ebenen Oberfläche eines transparenten Trägers, der aus einer Quarzplatte bestehen kann, eine lichtundurchlässige Absorberschicht, häufig aus Chrom, abgeschieden. Auf die Absorberschicht wird eine Resistschicht aufgebracht und die Re sistschicht beispielsweise mittels eines Elektronenstrahlschreibers und eines anschließenden Entwicklungsschrittes strukturiert. Die strukturierte Resistschicht weist die Strukturen in Form von Öffnungen auf. Mittels eines Ätzschrittes werden die Strukturen von der Resistschicht in die Absorberschicht übertragen, wobei die strukturierte Resistschicht als Ätzmaske wirkt. Die Absorberschicht wird solange beätzt, bis das transparente Trägermaterial abschnittsweise freigelegt ist. Mit der strukturierten Absorberschicht werden also sowohl die lichtabsorbierenden als auch die transparenten Abschnitte in der Fotomaske ausgebildet.The Structures in the photomask are in the simplest form as light absorbing and transparent portions provided in the photomask. For the production the photomask is placed on a flat surface of a transparent support, the may consist of a quartz plate, an opaque absorber layer, often made of chrome, deposited. On the absorber layer, a resist layer is applied and the resist layer, for example, by means of an electron beam writer and a subsequent one Development step structured. The structured resist layer has the structures in the form of openings. By means of an etching step transferring the structures from the resist layer into the absorber layer, wherein the patterned resist layer acts as an etching mask. The absorber layer is etched as long as until the transparent substrate partially exposed. With the structured absorber layer Thus, both the light-absorbing and the transparent sections formed in the photomask.
Der Wunsch nach immer höheren Integrationsdichten und eine damit einhergehende Verkleinerung der Strukturen bei möglichst gleich bleibenden Produktionskosten hat eine Entwicklung von Fotomasken gefördert, mit denen sich eine höhere Auflösung und/oder ein vergrößertes lithographisches Prozessfenster, als mit der beschriebenen Fotomaske bei der die Strukturen als transparente und lichtundurchlässige Abschnitte vorgesehen sind, erreichen lassen.Of the Desire for ever higher Integration densities and a concomitant reduction of the Structures as possible Consistent production costs has a development of photomasks encouraged with which a higher resolution and / or an enlarged lithographic process window, as with the described photomask in which the structures as transparent and opaque Sections are provided to achieve.
Zu diesen Fotomasken gehört die Halbtonphasenmaske. Bei der Halbtonphasenmaske wird anstelle der lichtundurchlässigen Absorberschicht eine semitransparente, phasenschiebende Schicht, beispielsweise aus Molybdänsilizid, das eine Lichtdurchlässigkeit von 6 % aufweisen kann, aufgebracht. Die phasenschiebende Schicht kann wie die Absorberschicht strukturiert werden. Die Dicke der phasenschiebenden Schicht wird dabei so vorgesehen, dass ein durch die phasenschiebende Schicht transmittierender Lichtstrahl gegenüber einem durch das transparente Trägermaterial transmittierenden Lichtstrahl um eine halbe Wellenlänge phasenverschoben ist. Dadurch lässt sich ein grösseres fotolithographisches Prozessfenster bei einem gleich bleibenden Auflösungsvermögen, gegenüber der Fotomaske mit der strukturierten Absorberschicht, erzielen.To belongs to these photomasks the halftone phase mask. The halftone phase mask is used instead the opaque Absorber layer a semitransparent, phase-shifting layer, for example made of molybdenum silicide, the one light transmission of 6% applied. The phase-shifting layer can be structured like the absorber layer. The thickness of the phase shifting Layer is provided so that a through the phase-shifting Layer transmissive light beam opposite one through the transparent support material transmitting light beam phase shifted by half a wavelength is. By doing so leaves a bigger one photolithographic process window at a constant Resolving power, compared to Photomask with the structured absorber layer, achieve.
Für spezielle Anwendungen, wie beispielsweise eine Kontaktlochstrukturierung wurden phasenschiebende Fotomasken vom sogenannten Rim(Rand)-Typ entwickelt. Bei den phasenschiebenden Fotomasken vom Rim-Typ sind die Strukturen in der Fotomaske als von einem semitransparenten, phasenschiebenden Saum oder Rand umgebene transparente und lichtundurchlässige Abschnitte ausgebildet.For special Applications such as contact hole structuring have become Phase-shifting photomasks of the so-called rim (edge) type are developed. The phase-shifting rim-type photomasks are the structures in the photomask as of a semi-transparent, phase-shifting Hem or edge surrounded transparent and opaque sections educated.
Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung der phasenschiebenden Fotomaske vom Rim-Typ wird ein Fotomaskenrohling, der auf der ebenen Oberfläche des transparenten Trägers die semitransparente, phasenschiebende Schicht und auf der phasenschiebenden Schicht die Absorberschicht und auf der Absorberschicht eine erste Resistschicht aufweist, bereitgestellt. Die Resistschicht kann mittels eines Elektronenstrahlschreibers und einer anschließenden Nassentwicklung strukturiert werden. Zur Herstellung der transparenten Abschnitte werden die Strukturen von der Resistschicht in die Absorberschicht und in die phasenschiebende Schicht als Öffnungen übertragen, wobei die transparenten Abschnitte durch abschnittsweises Freilegen des Trägermaterials entstehen.at a conventional one A method of manufacturing the rim-shifting rim-type photomask is a photomask blank, which on the flat surface of transparent carrier the semitransparent, phase-shifting layer and on the phase-shifting Layer the absorber layer and on the absorber layer a first Resist layer provided. The resist layer can by means of an electron beam writer and a subsequent wet development be structured. For the production of the transparent sections become the structures of the resist layer in the absorber layer and transferred into the phase-shifting layer as openings, wherein the transparent Sections by section-wise exposure of the carrier material arise.
Nach dem Übertragen der Strukturen in die phasenschiebende Schicht wird die Resistschicht entfernt und eine zweite Resistschicht aufgebracht. Die zweite Resistschicht wird strukturiert, so dass sie als Ätzmaske für eine weitere Strukturierung der Absorberschicht, bei der die phasenschiebenden Säume gebildet werden, verwendet werden kann.To the transferring Of the structures in the phase-shifting layer, the resist layer is removed and a second resist layer is applied. The second resist layer is structured so that it acts as an etching mask for further structuring the absorber layer, in which the phase-shifting seams formed can be used.
Problematisch an der beschriebenen Vorgehensweise ist, dass für die Erzeugung der Strukturen zwei Maskenlithographie schritte, die zur Strukturierung der beiden Resistschichten benötigt werden, aufeinander justiert werden müssen. Dabei treten Kantenlagefehler der transparenten Abschnitte und der phasenschiebenden Säume zueinander auf. Mit dem Verfahren sind phasenschiebende Fotomasken vom Rim-Typ nicht oder nur mit einem sehr hohen Aufwand zu realisieren.A problem with the described procedure is that two mask lithography steps, which are needed for structuring the two resist layers, are necessary for the production of the structures. must be adjusted to each other. In this case, edge position errors of the transparent sections and the phase-shifting seams occur. With the method, phase-shifting photomask of the rim type can not be realized or only with a very high outlay.
Aus den genannten Gründen wurden selbstjustierende Verfahren zur Herstellung der Fotomasken vom Rim-Typ vorgeschlagen.Out the reasons mentioned were self-aligning processes for the production of photomasks suggested by the rim type.
Ein
selbstjustierendes Verfahren zur Herstellung der Fotomaske von einem
ersten Rim-Typ, bei dem der phasenschiebende Saum aus der semitransparenten,
phasenschiebenden Schicht hervorgeht, ist in der
Der
Eine
Draufsicht auf den Fotomaskenrohling
Der
transparente Abschnitt
In
der
In
der
Bei dem selbstjustierten Verfahren wird die strukturierte Resistschicht, die mit nur einem Maskenlithographieschritt strukturiert wurde, sowohl für die Ausformung der transparenten Abschnitte, als auch für die der phasenschiebenden Säume verwendet. Dadurch entfällt der Kantenlagefehler der durch die Überlagerung von zwei Maskenlithographieschritten entsteht. Der Nachteil bei der beschriebenen selbstjustierten Vorgehensweise besteht jedoch darin, dass die Resistschicht bei allen durchzuführenden Ätzschritten, also sowohl bei der Übertragung der Strukturen in die Absorberschicht als auch in die phasenschiebende Schicht, sowie bei dem teilweisen Entfernen der Absorberschicht, auf dem Fotomaskenrohling verbleibt. Dadurch ist ein homogenes restefreies Ätzen der Schichten, insbesondere der phasenschiebenden Schicht, nicht mehr möglich. Um dies zu erreichen darf sich bei dem Ätzschritt zur Strukturierung der phasenschiebenden Schicht kein Material der Resistschicht auf der Absorberschicht befinden.at the self-aligned method is the structured resist layer, which was structured with only one mask lithography step, both for the Forming the transparent sections, as well as for the phase-shifting seams used. This is eliminated the edge position error caused by the overlay of two mask lithography steps arises. The disadvantage of the described self-aligned approach is, however, that the resist layer in all etching steps to be carried out, So both in the transfer of Structures in the absorber layer as well as in the phase-shifting Layer, as well as in the partial removal of the absorber layer, remains on the photomask blank. This is a homogeneous residue-free etching of Layers, especially the phase-shifting layer, not more possible. In order to achieve this, the etching step may involve structuring the phase-shifting layer no material of the resist layer the absorber layer are located.
Probleme ergeben sich auch, wenn das selbstjustierte Verfahren zur Herstellung der phasenschiebenden Fotomaske von einem zweiten Rim-Typ angewendet wird. Bei dem zweiten Rim-Typ sind die transparenten Abschnitte in der Fotomaske durch in den transparenten Träger eingebrachte Vertiefungen und die phasenschiebenden Säume durch die abschnittsweise freigelegte ebene Oberfläche des transparenten Trägers ausgebildet.issues also arise when the self-aligned method of manufacture of the phase shifting photomask of a second rim type becomes. In the second rim type, the transparent sections are in the photomask by introduced into the transparent support recesses and the phase-shifting seams through the partially exposed flat surface of the transparent carrier educated.
In
der
Die
in der
Um
die phasenschiebenden Säume
Der
Fotomaskenrohling
Die
Das Problem bei der Herstellung dieses Fotomaskentyps besteht darin, dass es schwierig bis unmöglich ist, das Chrom der Absorberschicht unterhalb der Resistschicht gleichmäßig zu ätzen, da sich ein unregelmäßiger Schleier von Ätzresten aus vorhergehenden Ätzschritten über der Chromkante bildet. Mit den herkömmlichen selbstjustierten Herstellungsverfahren ist es bislang noch so gut wie unmöglich gewesen, eine phasenschiebende Fotomaske vom zweiten Rim-Typ herzustellen.The The problem with the production of this type of photomask is that that it is difficult to impossible is to etch the chromium of the absorber layer below the resist evenly, since an irregular veil of etch residues from previous etching steps over the Chrome edge forms. With the conventional ones Self-aligned manufacturing processes are so good so far how impossible been to produce a phase-shifting photomask of the second rim type.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und durchführbares Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem Rim-Typ-phasenschiebende Fotomasken ohne Kantenlagefehler hergestellt werden können. Von der Aufgabe wird weiterhin eine mit dem Verfahren hergestellte phasenschiebende Fotomaske vom Rim-Typ umfasst.task The present invention is a simple and feasible Procedure available with the rim-type phase-shifting photomasks without edge position error can be produced. The object is also a produced by the method comprises phase-shifting rim-type photomask.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und mit einer phasenschiebenden Fotomaske gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.These Task is solved with a method according to claim 1 and with a phase shifting photomask according to the characterizing features of claim 12. Advantageous developments of the invention emerge from the respective subclaims.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer phasenschiebenden Fotomaske für eine fotolithographische Abbildung von Strukturen in der Fotomaske auf eine lichtempfindliche Schicht auf einem Halbleiterwafer zur Verfügung gestellt. Die Strukturen in der Fotomaske sind durch von einem phasenschiebenden Saum umgebene, transparente Abschnitte und lichtabsorbierende oder semitransparente, phasenschiebende Abschnitte in der Fotomaske gebildet.It discloses a method of manufacturing a phase shifting photomask for one Photolithographic imaging of structures in the photomask a photosensitive layer provided on a semiconductor wafer. The structures in the photomask are by a phase shifting Hem surrounded, transparent sections and light absorbing or formed semitransparent, phase-shifting sections in the photomask.
Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Fotomaskenrohling, der einen transparenten Träger, eine über dem Träger angeordnete Absorberschicht und auf der Absorberschicht eine erste Resistschicht aufweist, bereitgestellt. Die erste Resistschicht wird strukturiert. Die Strukturierung kann beispielsweise mittels eines Elektronenstrahlschreibers und einer anschließenden Nassentwicklung der Resistschicht erfolgen.to execution of the method is a photomask blank, which is a transparent Carrier, one above the carrier arranged absorber layer and on the absorber layer a first Resist layer provided. The first resist layer is structured. The structuring can be done, for example, by means of an electron beam writer and a subsequent wet development the resist layer.
Anschließend werden die Strukturen von der ersten Resistschicht in unterhalb der ersten Resistschicht angeordnete Materialien übertragen, wobei sowohl die Absorberschicht strukturiert als auch die transparenten Abschnitte geformt werden.Then be the structures from the first resist layer below the first one Transfer resist arranged materials, wherein both the Absorber layer structured as well as the transparent sections be formed.
Nach dem Entfernen der ersten Resistschicht wird eine zweite Resistschicht auf die strukturierte Absorberschicht aufgebracht. Erfindungsgemäß wird die zweite Resistschicht mit Hilfe einer rückseitigen Flutbelichtung und einem anschlie ßenden Entwicklungsschritt strukturiert. Bei der rückseitigen Flutbelichtung wird die zweite Resistschicht durch den Träger hindurch belichtet, wobei die strukturierte Absorberschicht erfindungsgemäß als eine Belichtungsmaske für eine selbstjustierte Strukturierung der zweiten Resistschicht verwendet wird.To the removal of the first resist layer becomes a second resist layer applied to the structured absorber layer. According to the invention second resist layer with the help of a back flood exposure and followed by a subsequent Development step structured. When the flood floodlight back exposing the second resist layer through the support, wherein the structured absorber layer according to the invention as an exposure mask for one self-aligned structuring of the second resist layer used becomes.
Nach der Strukturierung der zweiten Resistschicht erfolgt ein isotroper Ätzschritt bei dem die Absorberschicht unterhalb der strukturierten zweiten Resistschicht partiell entfernt und der phasenschiebende Saum aus einem dabei abschnittsweise freigelegten Material gebildet wird. Die strukturierte zweite Resistschicht dient als Ätzmaske. Mit der so strukturierten Absorberschicht werden die lichtabsorbierenden oder semitransparenten, phasenschiebenden Abschnitte ausgebildet.To The structuring of the second resist layer is carried out by an isotropic etching step in which the absorber layer below the structured second resist layer partially removed and the phase-shifting hem of one partially exposed material is formed. The structured second Resist layer serves as an etching mask. With the thus structured absorber layer, the light-absorbing or semitransparent, phase-shifting sections formed.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Strukturen von der ersten Resistschicht in die Absorberschicht mit Hilfe eines anisotropen Trockenätzprozesses übertragen werden. Anschließend kann die erste Resistschicht entfernt werden. Die Strukturen werden dann von der Absorberschicht in ein darunterliegendes Material übertragen, wobei die Absorberschicht als Hartmaske dient. Bei dem darunterliegenden Material kann es sich zum Beispiel um das Material des Trägers handeln, wenn die transparenten Abschnitte als Vertiefungen im Träger ausgebildet werden sollen, oder um eine semitransparente, phasenschiebende Schicht. Ein Vorteil bei dem Verfahren besteht darin, dass das Strukturieren von Materialien, die sich unterhalb der Absorberschicht befinden, ohne störende Ätzreste vorgenommen werden kann, denn mit der ersten Resistschicht werden auch die Ätzreste, die beispielsweise beim Ätzen der Absorberschicht mit der ersten Resistschicht als Ätzmaske entstehen, entfernt. Die weiteren Ätzprozesse können nach dem Entfernen der ersten Resistschicht präziser und sauberer durchgeführt werden.In the method according to the invention, the structures can be transferred from the first resist layer into the absorber layer by means of an anisotropic dry etching process. Subsequently, the first resist layer can be removed. The structures are then transferred from the absorber layer to an underlying material, the absorber layer serving as a hard mask. The underlying material may be, for example, the material of the carrier when the transparent portions are to be formed as depressions in the carrier, or a semitransparent, phase-shifting layer. An advantage of the method is that the structuring of materials that are located below the absorber layer, without annoying etch residues can be made, because with the first resist layer and the etch residues, for example, when etching the absorber layer with the first resist layer as an etching mask arise, removed. The further etching processes can be carried out more precisely and cleanly after removal of the first resist layer be led.
Nachdem die transparenten Abschnitte durch das Übertragen der Strukturen in unter der Absorberschicht angeordnete Materialien, wobei der transparente Träger abschnittsweise freigelegt wird, geformt wurden, wird auf die strukturierte Absorberschicht die zweite Resistschicht aufgebracht. Die zweite Resistschicht wird erfindungsgemäß von der Rückseite des Fotomaskenrohlings her ganzflächig belichtet. Die strukturierte Absorberschicht wirkt dabei als Belichtungsmaske, so dass nach einer Entwicklung der zweiten Resistschicht die zweite Resistschicht in der gleichen Weise strukturiert ist, wie die erste Resistschicht. Dadurch, dass die strukturierte Absorberschicht als Belichtungsmaske verwendet wird, ist die Strukturierung der zweiten Resistschicht selbstjustierend. Kantenlagefehler zwischen den transparenten Abschnitten und den phasenschiebenden Säumen können nicht mehr auftreten.After this the transparent sections by transferring the structures into arranged under the absorber layer materials, wherein the transparent carrier is exposed in sections, is formed on the structured Absorber layer applied the second resist layer. The second Resist layer according to the invention from the back the Fotomaskenrohlings her exposed over the entire surface. The structured Absorberschicht acts as an exposure mask, so that after a Development of the second resist layer, the second resist layer in the same way as the first resist layer. Due to the fact that the structured absorber layer serves as an exposure mask is used, the patterning of the second resist layer is self-aligned. Edge position error between the transparent sections and the phase-shifting hems can no longer occur.
Zur Herstellung der phasenschiebenden Säume wird mit der strukturierten zweiten Resistschicht als Ätzmaske die Absorberschicht mittels eines isotropen Ätzverfahrens zurückgeätzt, wobei das darunterliegende Material abschnittsweise freigelegt und dadurch der phasenschiebende Saum gebildet wird. Bei dem isotropen Ätzverfahren, das selektiv zu unter der Absorberschicht angeordneten Materialien erfolgen sollte, kann die Absorberschicht auch unterhalb der Resistschicht, sozusagen von der Seite her, entfernt werden. Da beim Entfernen der ersten Resistschicht gleichzeitig Seitenwände der als Öffnungen in der Absorberschicht ausgebildeten Strukturen gereinigt werden, lässt sich ein homogenes, abschnittsweises Entfernen der Absorberschicht erreichen, wodurch der phasenschiebende Saum über seine gesamte Länge mit einer konstanten Breite ausgebildet wird.to Production of the phase-shifting seams is structured with the second resist layer as an etching mask the absorber layer etched back by means of an isotropic etching process, wherein the underlying material partially exposed and thereby the phase-shifting seam is formed. In the isotropic etching process, the materials arranged selectively below the absorber layer take place should the absorber layer also below the resist layer, so to speak, from the side, to be removed. Because when removing the first resist layer simultaneously sidewalls of the as openings be cleaned in the absorber layer formed structures, let yourself achieve a homogeneous, section-wise removal of the absorber layer, causing the phase-shifting hem along its entire length a constant width is formed.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erstmalig möglich, eine Fotomaske vom Rim-Typ selbstjustierend und kostengünstig mit bekannten und funktionierenden Verfahrensschritten herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass zur Ausformung der transparenten Abschnitte und der phasenschiebenden Säume zwei Resistschichten strukturiert werden. Durch das Entfernen der ersten Resistschicht und einer damit verbundenen Reinigung von bereits strukturierten Schichten können nachfolgende Ätzprozesse sauber und präzise durchgeführt werden. Da für das Strukturieren der zweiten Resistschicht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die rückseitige Flutbelichtung eingesetzt wird, ist das Verfahren selbstjustierend, wodurch Kantenlagefehler zwischen transparentem Abschnitt und phasenschiebendem Saum wirkungsvoll vermieden werden.With the method according to the invention is it possible for the first time a photomask of the rim-type self-aligning and inexpensive with produce known and functioning process steps. The inventive method has the advantage that for forming the transparent sections and the phase-shifting seams two resist layers are structured. By removing the first resist layer and an associated cleaning of already structured layers can subsequent etching processes clean and precise carried out become. Therefore the structuring of the second resist layer in the inventive method the back Flood exposure is used, the process is self-adjusting, causing Edge position error between transparent section and phase-shifting Hem can be effectively avoided.
Zur Herstellung einer phasenschiebenden Fotomaske von einem zweiten Rim-Typ, bei dem die transparenten Abschnitte als Vertiefungen im Träger und die phasenschiebenden Säume durch freigelegte Abschnitte einer ebenen Oberfläche des Trägers gebildet sind, wird vorzugsweise die Absorberschicht auf der ebenen Oberfläche des transparenten Trägers vorgesehen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Abscheideverfahrens in einer CVD-Kammer geschehen. Für die unterhalb der Resistschicht angeordneten Materialien werden die Absorberschicht und der Träger vorgesehen. Die transparenten Abschnitte werden dann beim Übertragen der Strukturen in den Träger durch in den Träger geätzte Vertiefungen gebildet und das den phasenschiebenden Saum ausbildende freigelegte Material besteht aus nicht beätzten Abschnitten des Trägers. Die Phasenverschiebung wird hier durch einen Gangunterschied erreicht, den ein Lichtstrahl der den Träger durch die Vertiefung passiert, gegenüber einem, der den Träger durch die ebe ne Oberfläche des phasenschiebenden Saumes passiert, aufweist.to Producing a phase-shifting photomask from a second Rim type, in which the transparent sections as depressions in the Carrier and the phase-shifting seams are formed by exposed portions of a flat surface of the carrier is preferably the absorber layer provided on the flat surface of the transparent support. This can be done, for example, by means of a deposition process in done a CVD chamber. For which are arranged below the resist layer materials the absorber layer and the carrier intended. The transparent sections are then transferred of the structures in the carrier through in the carrier etched Wells formed and forming the phase-shifting hem Uncovered material consists of unetched sections of the wearer. The Phase shift is achieved here by a path difference, a ray of light that the carrier passes through the depression, opposite one that passes through the wearer the same surface the phase-shifting seam happens.
Vorzugsweise wird zur Herstellung einer phasenschiebenden Fotomaske vom ersten Rim-Typ, bei dem die transparenten Abschnitte durch freigelegte Abschnitte der ebenen Oberfläche des Trägers gebildet sind und die phasenschiebenden Säume aus freigelegten Abschnitten einer semitransparenten, phasenschiebenden Schicht hervorgehen, auf der ebenen Oberfläche des Trägers die semitransparente, phasenschiebende Schicht und auf der phasenschiebenden Schicht die Absorberschicht vorgesehen. Für die unterhalb der ersten Resistschicht angeordneten Materialien werden dann die Absorberschicht und die phasenschiebende Schicht vorgesehen. Die transparenten Abschnitte werden aus freigelegten Abschnitten des Trägers gebildet. Die freigelegten Abschnitte entstehen durch das Übertragen der als Öffnungen ausgebildeten Strukturen in die phasenschiebende Schicht. Das den phasenschiebenden Saum formende durch den isotropen Ätzschritt freigelegte Material besteht aus dem Material der phasenschiebenden Schicht.Preferably is used to fabricate a first rim-type phase-shifting photomask, in which the transparent sections by exposed sections the flat surface of the carrier are formed and the phase-shifting seams of exposed sections a semitransparent, phase-shifting layer emerge the flat surface of the carrier the semitransparent, phase-shifting layer and on the phase-shifting Layer the absorber layer provided. For those below the first one Resist layer arranged materials are then the absorber layer and the phase shifting layer. The transparent sections are formed from exposed portions of the carrier. The uncovered Sections are created by transferring as openings trained structures in the phase-shifting layer. That the phase-shifting seam forming by the isotropic etching step exposed material consists of the material of phase-shifting Layer.
In vorteilhafter Weise wird die erste Resistschicht nach der Strukturierung der Absorberschicht und vor der Strukturierung der phasenschiebenden Schicht oder vor dem Ausbilden der Vertiefungen entfernt. Mit der strukturierten Absorberschicht als Hartmaske lassen sich Ätzprozesse präziser und sauberer, das bedeutet ablagerungsfreier, durchführen, da eine Entfernung der ersten Resistschicht auch gleichzeitig eine Reinigung der strukturierten Absorberschicht beinhaltet, wodurch eine weitere Strukturausbildung verbessert wird. Außerdem lässt sich der isotrope Ätzprozess zum Ausbilden der phasenschiebenden Säume und der lichtabsorbierenden oder semitransparenten, phasenschiebenden Abschnitte erstmalig bei einem selbstjustierten Verfahren homogen durchführen.In Advantageously, the first resist layer is after structuring the absorber layer and before the structuring of the phase-shifting layer or removed prior to forming the pits. With the structured Absorber layer as a hard mask etching processes can be more precise and cleaner, which means deposit-free, perform as a removal of the first layer of resist also at the same time a cleaning of the structured Absorber layer includes, thereby further structuring is improved. Furthermore let yourself the isotropic etching process for forming the phase-shifting seams and the light-absorbing ones or semitransparent, phase-shifting sections for the first time perform a self-aligned process homogeneously.
Vorzugsweise wird die zweite Resistschicht als eine positiv Resistschicht vorgesehen. Bei einer positiv Resistschicht werden die belichteten Abschnitte des Resists löslich bezüglich einer Entwicklerlösung. Mit der positiv Resistschicht werden in der zweiten Resistschicht die gleichen Strukturen, wie in der ersten Resistschicht erzeugt.Preferably For example, the second resist layer is provided as a positive resist layer. For a positive resist layer, the exposed portions become Resist soluble in terms of a developer solution. With the positive resist layer are in the second resist layer the same structures as generated in the first resist layer.
Vorzugsweise wird als ein Material für die semitransparente, phasenschiebende Schicht Molybdänsilizid vorgesehen. Molybdänsilizid kann in einfacher Weise mit unterschiedlichen Werten für seine Lichtdurchlässigkeit vorgesehen werden. Als besonders günstig hat es sich in vielen Fällen erwiesen Molybdänsilizid mit einer Lichtdurchlässigkeit von 6 % vorzusehen. Die Phasenverschiebung des Lichtes kann über eine Dicke der phasenschiebenden Schicht eingestellt werden.Preferably is considered a material for the semitransparent, phase-shifting layer molybdenum silicide intended. molybdenum can in a simple way with different values for its translucency be provided. As it has particularly favorable in many make proved molybdenum silicide with a translucency of 6%. The phase shift of the light can via a Thickness of the phase-shifting layer can be adjusted.
In vorteilhafter Weise kann als Material für die Absorberschicht ein semitransparentes, phasenschiebendes Material vorgesehen werden.In Advantageously, as a material for the absorber layer, a semitransparent, phase-shifting material can be provided.
Vorzugsweise wird als Material für die Absorberschicht ein lichtabsorbierendes Material, wie Cr und CrOx vorgesehen. In einer CVD-Anlage können zunächst Chromoxid und dann Chrom abgeschieden werden. Das Chromoxid kann als Antireflektionsschicht genutzt werden, um Streulicht zu vermeiden.Preferably is used as material for the absorber layer is a light absorbing material such as Cr and CrOx provided. In a CVD plant can first chrome oxide and then chrome be deposited. The chromium oxide can be used as an antireflection layer be used to avoid stray light.
Vorzugsweise wird als Material für den Träger Quarz vorgesehen. Quarz hat den Vorteil lichtdurchlässig für die zur Zeit gebräuchlichen Belichtungswellenlängen für eine fotolithographische Abbildung der Strukturen in der Fotomaske zu sein.Preferably is used as material for the carrier Quartz provided. Quartz has the advantage of translucent for the Time in use Exposure wavelengths for one photolithographic image of the structures in the photomask too be.
In vorteilhafter Weise wird der phasenschiebende Saum in der Weise vorgesehen, das ein den phasenschiebenden Saum trans mittierender Lichtstrahl eine Phasenverschiebung von einer halben Wellenlänge gegenüber einem den transparenten Abschnitt transmittierenden Lichtstrahl aufweist. Bei einer Phasenverschiebung von einer halben Wellenlänge erfolgt eine destruktive Interferenz bei einer partiell kohärenten Beleuchtung. Diese destruktive Interferenz wirkt sich vorteilhaft, sowohl auf die Bildqualität als auch auf das lithographische Prozessfenster aus.In Advantageously, the phase-shifting seam becomes such provided trans mittierender a the phase-shifting seam trans mittierender Light beam a phase shift of half a wavelength compared to a Having the transparent portion transmitting light beam. With a phase shift of half a wavelength takes place a destructive interference with partially coherent illumination. This destructive interference has an advantageous effect on both the picture quality as well as on the lithographic process window.
Vorzugsweise werden die Strukturen als Kontaktlochstrukturen vorgesehen. Die erfindungsgemäß hergestellte phasenschiebende Fotomaske wirkt sich besonders vorteilhaft bei der Strukturierung von Kontaktlöchern aus.Preferably the structures are provided as contact hole structures. The produced according to the invention Phase-shifting photomask has a particularly advantageous effect the structuring of contact holes out.
Es wird eine phasenschiebende Fotomaske für eine lithographische Abbildung von Strukturen in der Fotomaske auf eine lichtempfindliche Schicht auf einem Halbleiterwafer zur Verfügung gestellt. Die Strukturen sind durch von einem phasenschiebenden Saum umgebene, transparente Abschnitte und lichtabsorbierende oder semitransparente, phasenschiebende Abschnitte in der Fotomaske gebildet. Die phasenschiebende Fotomaske zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte phasenschiebende Fotomaske weist transparente Abschnitte mit einer rechteckartigen oder ovalen Form auf, wobei transparente Ecken der rechteckartigen Form eine durch einen Krümmungsradius näherungsweise zu beschreibende Verrundung aufweisen. Der phasenschiebende Saum weist eine durch die strukturierte Absorberschicht definierte Außenkante mit verrundeten Ecken auf, wobei die verrundeten Ecken durch einen Krümmungsradius näherungsweise beschrieben sind, der größer als der Krümmungsradius der transparenten Ecken ist. Weiterhin weist der phasenschiebende Saum eine gleichmäßige Breite auf. Unter der gleichmäßigen Breite wird hier verstanden, dass der phasenschiebende Saum über seiner gesamten Länge ein und dieselbe Breite aufweist.It becomes a phase shifting photomask for lithographic imaging structures in the photomask on a photosensitive layer provided on a semiconductor wafer. The structures are surrounded by a phase-shifting hem, transparent Sections and light-absorbing or semitransparent, phase-shifting Sections formed in the photomask. The phase-shifting photomask is characterized by the fact that it is with the method according to the invention is made. The produced by the method according to the invention Phase-shifting photomask has transparent portions with a rectangular or oval shape, with transparent corners of rectangular shape one by a radius of curvature approximately have to be described rounding. The phase-shifting hem has an outer edge defined by the structured absorber layer with rounded corners on, with the rounded corners by a radius of curvature approximately which are larger than the radius of curvature the transparent corners is. Furthermore, the phase-shifting seam a uniform width on. Under the uniform width becomes here understood that the phase-shifting hem along its entire length and has the same width.
Vorzugsweise sind die transparenten Abschnitte als Vertiefungen in einer ebenen Oberfläche des Trägers ausgebildet und der phasenschiebende Saum ist aus freigelegten Abschnitten der ebenen Oberfläche des Trägers geformt.Preferably are the transparent sections as depressions in a plane Surface of the carrier formed and the phase-shifting seam is made of exposed sections the flat surface of the carrier shaped.
In vorteilhafter Weise sind mit freigelegten Abschnitten der ebenen Oberfläche des Trägers die transparenten Abschnitte und mit freigelegten Abschnitten einer auf der ebenen Oberfläche des Trägers angeordneten, semitransparenten, phasenschiebenden Schicht, die phasenschiebenden Säume ausgebildet.In Advantageously, with exposed portions of the planes surface of the carrier the transparent sections and with exposed sections one on the flat surface of the carrier arranged, semitransparent, phase-shifting layer, the phase-shifting seams educated.
Zur Strukturierung von Kontaktlöchern ist die rechteckartige Form vorzugsweise als quadratische Form vorgesehen.to Structuring of contact holes the rectangular shape is preferably provided as a square shape.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:following the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:
Die
Bei
einer phasenschiebenden Fotomaske
Die
Die
Nachdem
die erste Resistschicht
In
der
In
der
Nach
dem Ausbilden der transparenten Abschnitte
Die
Nach
der Strukturierung, also der Belichtung und der Entwicklung, der
zweiten Resistschicht
Die
In
der
In
der
Zur
Herstellung der phasenschiebenden Fotomaske 1 vom zweiten Rim-Typ
wird ein Fotomaskenrohling
Die
In
der
Die
erste Resistschicht
Die
In
der
- 11
- Fotomaskephotomask
- 1010
- FotomaskenrohlingPhotomask blank
- 1111
- Trägercarrier
- 1212
- Absorberschichtabsorber layer
- 1313
- phasenschiebende Schichtphase-shifting layer
- 1414
- Resistschichtresist layer
- 14a14a
- erste Resistschichtfirst resist layer
- 14b14b
- zweite Resistschichtsecond resist layer
- 22
- Strukturenstructures
- 2121
- phasenschiebender Saumphase-shifting hem
- 2222
- transparenter Abschnitttransparent section
- 2323
- lichtabsorbierender Abschnittlight-absorbing section
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2004
- 2004-06-15 DE DE200410028849 patent/DE102004028849B4/en not_active Expired - Fee Related
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