DE102004028849B4

DE102004028849B4 - Phase shifting photomask for photolithographic imaging and method of making the same

Info

Publication number: DE102004028849B4
Application number: DE200410028849
Authority: DE
Inventors: Christoph Dr. Nölscher; Wolfgang Dr. Dettmann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2024-06-16
Also published as: DE102004028849A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer phasenschiebenden Fotomaske (1) für eine fotolithographische Abbildung von Strukturen (2) in der Fotomaske (1) auf eine lichtempfindliche Schicht auf einem Halbleiterwafer, wobei die Strukturen (2) durch jeweils von einem semitransparenten, phasenschiebenden Saum (21) umgebene, transparente Abschnitte (22) und lichtabsorbierende Abschnitte (23) in der Fotomaske (1) gebildet sind, umfassend die Schritte:
– Bereitstellen eines Fotomaskenrohlings (10), der einen transparenten Träger (11), eine über dem Träger (11) angeordnete Absorberschicht (12) und auf der Absorberschicht (12) eine erste Resistschicht (14a) aufweist,
– Strukturieren der ersten Resistschicht (14a),
– Übertragen der Strukturen (2) von der ersten Resistschicht (14a) in unterhalb der ersten Resistschicht (14a) angeordnete Materialien, wobei sowohl die Absorberschicht (12) strukturiert wird, als auch die transparenten Abschnitte (22) ausgebildet werden,
– Aufbringen einer zweiten Resistschicht (14b) auf die Absorberschicht (12), nachdem die erste Resistschicht (14a) entfernt wurde,
– Strukturieren der zweiten Resistschicht (14b) mit...A method for producing a phase-shifting photomask (1) for a photolithographic imaging of structures (2) in the photomask (1) on a photosensitive layer on a semiconductor wafer, the structures (2) each surrounded by a semitransparent, phase-shifting seam (21) transparent portions (22) and light absorbing portions (23) are formed in the photomask (1), comprising the steps of:
Providing a photomask blank (10) which has a transparent carrier (11), an absorber layer (12) arranged above the carrier (11) and a first resist layer (14a) on the absorber layer (12),
Structuring the first resist layer (14a),
Transferring the structures (2) from the first resist layer (14a) to materials arranged below the first resist layer (14a), wherein both the absorber layer (12) is patterned and the transparent sections (22) are formed,
Applying a second resist layer (14b) to the absorber layer (12) after the first resist layer (14a) has been removed,
- structuring of the second resist layer (14b) with ...

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 lichtabsorbierende Abschnitte in der Fotomaske gebildet sind; außerdem betrifft die Erfindung eine derartige Fotomaske.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 sections in the Photomask are formed; Furthermore the invention relates to such a 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 Resistschicht 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 haben 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 have 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 Resolution over the Achieve photomask with the structured absorber layer.

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, were phase-shifting photomasks of the so-called rim (edge) type developed. In the case of the phase shifting photomasks of the rim type 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 Maskenlithographieschritte, 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.The problem with the procedure described is that two mask lithography steps, which are required for structuring the two resist layers, have to be adjusted to one another for the generation of the structures. In this case occur edge position error of the transparent sections and the phase-shifting seams to each other. 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. Ein solches Verfahren zum Herstellen einer phasenverschiebenden Fotomaske vom Rim-Typ ist beispielsweise aus der US 5,484,672 A bekannt.For the above reasons, self-adjusting methods have been proposed for producing the rim-type photomasks. Such a method for producing a rim-type phase-shifting photomask is known, for example, from US Pat US 5,484,672 A known.

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 1 veranschaulicht. Ein oben beschriebener Fotomaskenrohling 10 wird zur Herstellung von transparenten Abschnitten 22 zunächst strukturiert. Um phasenschiebende Säume 21 zu generieren, wird mittels eines isotropen Ätzschrittes eine Absorberschicht 12 unterhalb einer strukturierten Resistschicht 14 zurückgeätzt, so dass eine phasenschiebende Schicht 13 teilweise freigelegt wird. Die freigelegten Abschnitte der phasenschiebenden Schicht 13 bilden die phasenschiebenden Säume 21 aus.A self-aligning method of making the photomask of a first rim type, in which the phase-shifting seam emerges from the semitransparent, phase-shifting layer, is disclosed in US Pat 1 illustrated. An above-described photomask blank 10 is used to make transparent sections 22 initially structured. To phase-shifting seams 21 is generated by means of an isotropic etching step an absorber layer 12 below a patterned resist layer 14 etched back, leaving a phase-shifting layer 13 is partially exposed. The exposed portions of the phase-shifting layer 13 form the phase-shifting seams 21 out.

Der 1A ist ein Querschnitt des Fotomaskenrohlings 10, der einen transparenten Träger 11, die phasenschiebende Schicht 13, die Absorberschicht 12 und die Resistschicht 14 aufweist, entnehmbar. Weiterhin sind Strukturen 2, die in Form von Öffnungen in die Schichten eingebracht sind, und die aus freigelegtem Trägermaterial hervorgegangenen transparenten Abschnitte 22 dargestellt.Of the 1A is a cross section of the photomask blank 10 , which is a transparent carrier 11 , the phase-shifting layer 13 , the absorber layer 12 and the resist layer 14 has, removable. Furthermore, structures 2 , which are introduced in the form of openings in the layers, and the resulting from exposed carrier material transparent portions 22 shown.

Eine Draufsicht auf den Fotomaskenrohling 10 ist in in der 1B dargestellt. Zu sehen sind die Resistschicht 14 und die aus transparenten Abschnitten 22 geformten Strukturen 2. Der transparente Abschnitt 22 besteht aus einem freigelegten Material des Trägers 11.A top view of the photomask blank 10 is in the 1B shown. You can see the resist layer 14 and those made of transparent sections 22 shaped structures 2 , The transparent section 22 consists of an exposed material of the wearer 11 ,

In der 1C ist der Querschnitt des Fotomaskenrohlings 10 nach dem Zurückbilden der Absorberschicht 12 unterhalb der Resistschicht 14 dargestellt. Die 1C unterscheidet sich von der 1A dadurch, dass durch das Zurückbilden der Absorberschicht 12 unterhalb der Resistschicht 14 Abschnitte der phasenschiebenden Schicht 13 freigelegt sind. Mit den freigelegten Abschnitten werden die in der 1C gezeigten phasenschiebenden Säume 21 und mit der so strukturierten Absorberschicht 12 die der 1C entnehmbaren lichtabsorbierenden Abschnitte 23 ausgebildet.In the 1C is the cross section of the photomask blank 10 after reformation of the absorber layer 12 below the resist layer 14 shown. The 1C is different from the 1A in that by the reformation of the absorber layer 12 below the resist layer 14 Sections of the phase-shifting layer 13 are exposed. With the exposed sections are in the 1C shown phase-shifting seams 21 and with the absorber layer structured in this way 12 the the 1C removable light absorbing sections 23 educated.

In der 1D ist eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus der Fotomaske 1 nach einem Entfernen der Resistschicht 14 gezeigt. Zu sehen sind aus der strukturierten Absorberschicht 12 hervorgegangene lichtabsorbierende Abschnitte 23. Weiterhin dargestellt sind die Strukturen 2, die den transparenten Abschnitt 22 und den phasenschiebenden Saum 21 aufweisen. Der transparente Abschnitt 22 besteht aus freigelegten Abschnitten des Trägers 11 und der phasenschiebende Saum 21 aus freigelegten Abschnitten der phasenschiebenden Schicht 13.In the 1D is a plan view of a portion of the photomask 1 after removing the resist layer 14 shown. You can see from the structured absorber layer 12 emergent light absorbing sections 23 , Also shown are the structures 2 holding the transparent section 22 and the phase-shifting hem 21 exhibit. The transparent section 22 consists of exposed sections of the carrier 11 and the phase-shifting hem 21 from exposed portions of the phase-shifting layer 13 ,

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. To achieve this, may in the etching step for 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 2 ist die Herstellung einer phasenschiebenden Fotomaske 1 vom zweiten Rim-Typ schematisch dargestellt. Der Fotomaskenrohling 10 in der 2A unterscheidet sich von dem in der 1A darin, dass die Absorberschicht 12 direkt auf den Träger 11 aufgebracht ist. Die Strukturen 2 werden analog zum Verfahren gemäß der 1 von der Resistschicht 14 in die Absorberschicht 12 übertragen. Im Unterschied zu dem Verfahren werden die Strukturen 2 von der Absorberschicht 12 in den Träger 11 als Vertiefungen oder Gräben übertragen. Der 2A ist der als Vertiefung im transparenten Träger 11 ausgeformte transparente Abschnitt 22 entnehmbar.In the 2 is the production of a phase shifting photomask 1 of the second rim type shown schematically. The photomask blank 10 in the 2A is different from that in the 1A in that the absorber layer 12 directly on the carrier 11 is applied. The structures 2 are analogous to the method according to the 1 from the resist layer 14 in the absorber layer 12 transfer. Unlike the procedure, the structures become 2 from the absorber layer 12 in the carrier 11 transmitted as depressions or trenches. Of the 2A is the recess in the transparent carrier 11 shaped transparent section 22 removable.

Die in der 2B dargestellte Draufsicht auf den Fotomaskenrohling 10 unterscheidet sich nicht von der in der 1A.The in the 2 B illustrated plan view of the photomask blank 10 is not different from the one in the 1A ,

Um die phasenschiebenden Säume 21 herzustellen, wird die Absorberschicht 12 ebenfalls analog zum bereits beschriebenen Verfahren mittels eines isotropen Ätzschrittes unterhalb der Resistschicht 14 abschnittsweise entfernt.Around the phase-shifting seams 21 produce, the absorber layer 12 likewise analogously to the method already described by means of an isotropic etching step below the resist layer 14 partially removed.

Der Fotomaskenrohling 10 nach dem isotropen Zurückätzen der Absorberschicht 12 ist in der 2C gezeigt. Im Unterschied zur 1C bestehen die dargestellten phasenschiebenden Säume 21 aus freigelegten Abschnitten der ebenen Oberfläche des Trägers 11.The photomask blank 10 after the isotropic etching back of the absorber layer 12 is in the 2C shown. In contrast to 1C exist the phase-shifting seams shown 21 from exposed portions of the planar surface of the carrier 11 ,

Die 1D zeigt einen Ausschnitt aus der phasenschiebenden Fotomaske 1 vom zweiten Rim-Typ in der Draufsicht. Zu sehen sind die transparenten Abschnitte 22 und die aus Trägermaterial bestehenden phasenschiebenden Säume 21. Die dargestellten lichtabsorbierenden Abschnitte 23 gehen aus der strukturierten Absorberschicht 12 hervor.The 1D shows a section of the phase-shifting photomask 1 of the second rim type in plan view. You can see the transparent sections 22 and the phase-shifting seams made of substrate material 21 , The illustrated light absorbing sections 23 go out of the structured absorber layer 12 out.

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.

Im Einzelnen ist aus der EP 0 653 679 B1 ein Verfahren bekannt, bei dem eine Rückseitenbelichtung durch ein transparentes Substrat vorgenommen wird. Auf diese Weise wird ein phasenschiebender Saum in einem Substrat erzeugt.In detail is from the EP 0 653 679 B1 a method is known in which a backside exposure is made by a transparent substrate. In this way, a phase-shifting seam is created in a substrate.

Weiterhin ist in der US 2002/0197544 A1 eine Anordnung beschrieben, bei der eine Halbtonschicht zwischen einer Lichtabschirmschicht und einem Substrat gelegen ist.Farther in US 2002/0197544 A1 an arrangement is described in which a halftone layer between a light shielding layer and a Substrate is located.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfach durchführbares Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem Rim-Typ-phasenschiebende Fotomasken ohne Kantenlagefehler hergestellt werden können. Weiterhin soll eine mit dem Verfahren hergestellte phasenschiebende Fotomaske vom Rim-Typ angegeben werden.task The present invention is an easy to carry out Procedure available too put, with the rim-type phase-shifting Photomasks without Kantenlagefehler can be produced. Farther is a phase-shifting photomask produced by the method be specified by the rim type.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und mit einer phasenschiebenden Fotomaske gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 11. 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 11. 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 anschließenden 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 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 takes place 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 at The method consists in that the structuring of materials which are located below the absorber layer, without annoying etching residues can be made, because with the first resist layer and the etch residues that arise for example when etching the absorber layer with the first resist layer as an etching mask, removed , The further etching processes can be carried out more precisely and cleanly after the removal of the first resist layer.

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 structured 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 transpa rentem 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 portion 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 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 ebene 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, 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 a CVD chamber happen. 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 seam Uncovered material consists of unetched sections of the wearer. The Phase shift is achieved here by a path difference, the a ray of light from the wearer passes through the depression, opposite one that passes through the wearer the flat 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 pha senschiebende 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 pha senschiebende layer. That the phase-shifting hem 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.Advantageously, the first resist layer is removed after the structuring of the absorber layer and before the structuring of the phase-shifting layer or before the formation of the depressions. With the structured absorber layer as a hard mask etching processes can be more precise and cleaner, which means deposit-free, perform since Removal of the first resist layer also simultaneously involves cleaning of the structured absorber layer, thereby improving further structure formation. In addition, the isotropic etching process for forming the phase-shifting seams and the light-absorbing or semitransparent phase-shifting portions can be performed homogeneously for the first time in a self-aligned process.

Vorzugsweise wird die zweite Resistschicht als eine positive Resistschicht vorgesehen. Bei einer positiven Resistschicht werden die belichteten Abschnitte des Resists löslich bezüglich einer Entwicklerlösung. Mit der positiven 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, 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 licht-absorbierendes Material, wie Cr und CrO_x 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, as the material for the absorber layer, a light-absorbing material such as Cr and CrO _{x is} provided. In a CVD plant, first chromium oxide and then chromium can be deposited. The chromium oxide can be used as an antireflection layer 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 transmittierender 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 that transmits a phase-shifting seam 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 is beneficial to 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 licht absorbierende 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 It is understood here that the phase-shifting hem is above his 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 of the plane 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 Hemlines trained.

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:

1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zum Herstellen einer phasenschiebenden Fotomaske vom ersten Rim-Typ, 1 1 is a schematic representation of a conventional method for producing a first rim-type phase-shifting photomask;

2 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zum Herstellen einer phasenschiebenden Fotomaske vom zweiten Rim-Typ, 2 a schematic representation of a conventional method for producing a second rim type phase shifting photomask,

3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer phasenschiebenden Fotomaske vom ersten Rim-Typ, 3 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of the method according to the invention for producing a phase-shifting photomask of the first rim type,

4 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen, für das Verständnis der Erfindung nützlichen Verfahrens zum Herstellen einer phasenschiebenden Fotomaske vom zweiten Rim-Typ. 4 a schematic representation of a conventional, useful for understanding the invention method for producing a second rim-type phase-shifting photomask.

Die 1 und 2 wurden bereits in der Beschreibungseinleitung näher erläutert.The 1 and 2 were already explained in more detail in the introduction to the description.

Bei einer phasenschiebenden Fotomaske 1 vom ersten Rim-Typ sind die Strukturen 2 durch transparente Abschnitte 22, die von einem aus einer semitransparenten, phasenschiebenden Schicht geformten, phasenschiebenden Saum 21 umgeben sind, und lichtabsorbierende Abschnitte 23 in der Fotomaske 1 gebildet. Zur Herstellung der Fotomaske 1 wird gemäß der 3 ein Fotomaskenrohling 10, der auf einer ebenen Oberfläche eines Trägers 11 eine semitransparente phasenschiebende Schicht 13, auf der phasenschiebenden Schicht 13 eine Absorberschicht 12 und auf der Absorberschicht 12 eine erste Resistschicht 14a aufweist, strukturiert. Zunächst werden die Strukturen 2 beispielsweise mittels eines Elektronenstrahlschreibers und einer anschließenden Nassentwicklung in die erste Resistschicht 14a übertragen. Dann erfolgt ein anisotroper Ätzschritt, mit dem die Strukturen 2 als Öffnungen in die Absorberschicht 12 übertragen werden. Anschließend wird die erste Resistschicht 14a beispielsweise mittels eines Nassätzschrittes entfernt. Dadurch werden Ätzreste, die sich bei der Strukturierung der Absorberschicht 12 an Seitenwände der Öffnungen in der Absorberschicht 12 oder auf die darunter liegende Schicht 13 abgelagert haben, entfernt.With a phase shifting photomask 1 the first rim-type are the structures 2 through transparent sections 22 formed by a phase-shifting seam formed from a semitransparent, phase-shifting layer 21 are surrounded, and light absorbing sections 23 in the photomask 1 educated. For the production of the photomask 1 is in accordance with the 3 a photomask blank 10 standing on a flat surface of a vehicle 11 a semitransparent phase shift layer 13 , on the phase-shifting layer 13 an absorber layer 12 and on the absorber layer 12 a first resist layer 14a has structured. First, the structures 2 for example, by means of an electron beam writer and a subsequent wet development in the first resist layer 14a transfer. Then an anisotropic etching step takes place, with which the structures 2 as openings in the absorber layer 12 be transmitted. Subsequently, the first resist layer 14a removed, for example by means of a wet etching step. As a result, etching residues, resulting in the structuring of the absorber layer 12 on sidewalls of the openings in the absorber layer 12 or on the underlying layer 13 have deposited.

Die 3A zeigt den Fotomaskenrohling 10 mit den als Öffnungen ausgebildeten Strukturen 2. Zu sehen ist der Träger 11, die semitransparente phasenschiebende Schicht 13, die strukturierte Absorberschicht 12 und die strukturierte erste Resistschicht 14a.The 3A shows the photomask blank 10 with the structures formed as openings 2 , You can see the carrier 11 , the semitransparent phase-shifting layer 13 , the structured absorber layer 12 and the patterned first resist layer 14a ,

Die 3B zeigt den Fotomaskenrohling 10 nach der Entfernung der ersten Resistschicht 14a von oben. Zu sehen sind die als Öffnungen in der Absorberschicht 12 ausgebildeten Strukturen 2 und die in den Öffnungen freigelegte phasenschiebende Schicht 13.The 3B shows the photomask blank 10 after removal of the first resist layer 14a from above. You can see them as openings in the absorber layer 12 trained structures 2 and the phase-shifting layer exposed in the openings 13 ,

Nachdem die erste Resistschicht 14a entfernt wurde, erfolgt die Strukturierung der phasenschiebenden Schicht 13 mit der Absorberschicht 12 als Hartmaske. Die Strukturierung der phasenschiebenden Schicht 13 kann mittels eines anisotropen Trockenätzprozesses, der selektiv zur Absorberschicht 12, beispielsweise aus Chrom, und zum Material des Trägers 11, beispielsweise Quarz, erfolgen sollte, durchgeführt werden.After the first resist layer 14a has been removed, the structuring of the phase-shifting layer takes place 13 with the absorber layer 12 as a hard mask. The structuring of the phase-shifting layer 13 can by means of an anisotropic dry etching process, which is selective to the absorber layer 12 , For example, of chromium, and the material of the wearer 11 , For example, quartz, should be carried out.

In der 3C ist der Fotomaskenrohling 10 mit dem Träger 11 der strukturierten semitransparenten, phasenschiebenden Schicht 13 und der strukturierten Absorberschicht 12 dargestellt. Durch das Strukturieren der phasenschiebenden Schicht 13 ist die ebene Oberfläche des Trägers 11 abschnittsweise freigelegt worden. Durch das Freilegen des Trägers 11 sind im Fotomaskenrohling 10 die dargestellten transparenten Abschnitte 22 entstanden.In the 3C is the photomask blank 10 with the carrier 11 the structured semitransparent, phase-shifting layer 13 and the structured absorber layer 12 shown. By structuring the phase-shifting layer 13 is the level surface of the vehicle 11 partially uncovered. By exposing the carrier 11 are in the photomask blank 10 the illustrated transparent sections 22 emerged.

In der 3D ist der in der 3C dargestellte Fotomaskenrohling noch einmal von oben zu sehen. Dargestellt sind die transparenten Abschnitte 22, die aus freigelegten Abschnitten der ebenen Oberfläche des Trägers 11 bestehen.In the 3D is the one in the 3C shown photo mask blank to see again from above. Shown are the transparent sections 22 made up of exposed sections of the plane surface of the carrier 11 consist.

Nach dem Ausbilden der transparenten Abschnitte 22 wird eine zweite Resistschicht 14b aufgebracht. Die zweite Resistschicht 14b wird strukturiert, indem der Fotomaskenrohling 10 von der Rückseite her, also von der Trägerseite her, sozusagen durch den Träger 11 hindurch, mittels einer Flutbelichtung belichtet wird. Die Absorberschicht 12 hat dabei die Funktion einer Belichtungsmaske. Mit der Rückseitenbelichtung wird die zweite Resistschicht 14b selbstjustiert strukturiert.After forming the transparent sections 22 becomes a second resist layer 14b applied. The second resist layer 14b is structured by the photomask blank 10 from the back, so from the carrier side, so to speak by the carrier 11 through, is exposed by means of a flood exposure. The absorber layer 12 has the function of an exposure mask. With the backside exposure, the second resist layer becomes 14b self-aligned structured.

Die 3E zeigt den Fotomaskenrohling 10 mit der zweiten Resistschicht 14b, der strukturierten Absorberschicht 12 und der strukturierten phasenschiebenden Schicht 13. Die Pfeile in der Zeichnung deuten die Richtung an, aus der die zweite Resistschicht 14b belichtet wird. Wie der Figur zu entnehmen ist, lässt sich die strukturierte Absorberschicht 12 bei dieser Belichtungsrichtung als Belichtungsmaske verwenden.The 3E shows the photomask blank 10 with the second resist layer 14b , the structured absorber layer 12 and the structured phase shift layer 13 , The arrows in the drawing indicate the direction from which the second resist layer 14b is exposed. As the figure can be seen, the structured absorber layer can be 12 use as an exposure mask in this exposure direction.

Nach der Strukturierung, also der Belichtung und der Entwicklung, der zweiten Resistschicht 14b wird ein isotroper Ätzschritt zum partiellen Entfernen der Absorberschicht 12 unterhalb der Resistschicht 14b durchgeführt. Die zweite Resistschicht 14b wirkt dabei als Ätzmaske. Der Ätzprozess sollte isotrop, damit von der Seite her geätzt werden kann, und selektiv zum Träger 11 und zur phasenschiebenden Schicht 13 erfolgen. Dadurch, dass die Absorberschicht 12 partiell entfernt wird, werden Abschnitte der phasenschiebenden Schicht 13 freigelegt. Mit den freigelegten Abschnitten lassen sich die phasenschiebenden Säume 21 ausbilden. Mit der Ätzdauer, mit der die Absorberschicht 12 isotrop geätzt wird, kann die Breite der Säume 21 eingestellt werden.After structuring, ie exposure and development, the second resist layer 14b becomes an isotropic etching step for partially removing the absorber layer 12 below the resist layer 14b carried out. The second resist layer 14b acts as an etching mask. The etching process should be isotropic for etching from the side and selective to the support 11 and to the phase shifting layer 13 respectively. Because of the absorber layer 12 Partially removed, become portions of the phase-shifting layer 13 exposed. With the exposed sections can be the phase-shifting seams 21 form. With the etching time with which the absorber layer 12 isotropically etched, the width of the seams 21 be set.

Die 3F zeigt den Fotomaskenrohling 10 mit der strukturierten zweiten Resistschicht 14b und der zurückgeätzten Absorberschicht 12. Durch das Zurückätzen der Absorberschicht 12 unterhalb der Resistschicht 14b sind Abschnitte der phasenschiebenden Schicht 13 freigelegt worden. Zu sehen sind die freigelegten Abschnitte, die die phasenschiebenden Säume 21 ausbilden. Weiterhin zu sehen sind die transparenten Abschnitte 22, die von den phasenschiebenden Säumen 21 umgeben sind. Mit der so strukturierten Absorberschicht 12 werden die lichtabsorbierenden Abschnitte 23 ausgebildet. Diese absorbierenden Abschnitte 23 sind der 3F ebenfalls entnehmbar.The 3F shows the photomask blank 10 with the structured second resist layer 14b and the etched back absorber layer 12 , By etching back the absorber layer 12 below the resist layer 14b are sections of the phase-shifting layer 13 been uncovered. On display are the exposed sections, the phase-shifting seams 21 form. Also visible are the transparent sections 22 that of the phase-shifting hems 21 are surrounded. With the absorber layer structured in this way 12 become the light absorbing portions 23 educated. These absorbent sections 23 are the 3F also removable.

In der 3G ist ein Ausschnitt aus der fertigen phasenschiebenden Fotomaske 1 in der Draufsicht dargestellt. Zu sehen sind die lichtabsorbierenden Abschnitte 23, die mit der strukturierten Absorberschicht 12 ausgebildet sind. Abgebildet sind die phasenschiebenden Säume 21, die aus der phasenschiebenden Schicht 13 hervorgehen und abgerundete Ecken aufweisen. Die phasenschiebenden Säume 21 umgeben die transparenten Abschnitte 22, die aus freigelegten Abschnitten der ebenen Oberfläche des Trägers 11 gebildet sind, vollständig.In the 3G is a section of the finished phase-shifting photomask 1 shown in plan view. You can see the light absorbing sections 23 that with the structured absorber layer 12 are formed. Pictured are the phase-shifting seams 21 coming from the phase-shifting layer 13 emerge and have rounded corners. The phase-shifting seams 21 surround the transparent sections 22 made up of exposed sections of the plane surface of the carrier 11 are formed, completely.

In der 4 ist das Verfahren zum Herstellen einer phasenschiebenden Fotomaske 1 vom zweiten Rim-Typ dargestellt. Bei der phasenschiebenden Fotomaske 1 vom zweiten Rim-Typ sind die transparenten Abschnitte 22 in der Fotomaske 1 als Vertiefungen in der ebenen Oberfläche des transparenten Trägers 11 und die phasenschiebenden Säume 21 als freigelegte Abschnitte der ebenen Oberfläche des Trägers 11 ausgebildet.In the 4 is the method of manufacturing a phase shifting photomask 1 represented by the second rim type. In the phase-shifting photomask 1 of the second rim type are the transparent sections 22 in the photomask 1 as depressions in the flat surface of the transparent support 11 and the phase shifting seams 21 as exposed sections of the plane surface of the carrier 11 educated.

Zur Herstellung der phasenschiebenden Fotomaske 1 vom zweiten Rim-Typ wird ein Fotomaskenrohling 10, der auf dem Träger 11 die lichtabsorbierende Absorberschicht 12 und auf der Absorberschicht 12 die erste Resistschicht 14a aufweist, zur Verfügung gestellt. Die erste Resistschicht 14a wird struktu riert, und die Strukturen 2 werden von der ersten Resistschicht 14a in die Absorberschicht 12 und in den Träger 11 in Form von rechteckigen Vertiefungen übertragen. Mit den Vertiefungen werden die transparenten Abschnitte 22 ausgebildet.For producing the phase-shifting photomask 1 the second rim type becomes a photomask blank 10 who is on the carrier 11 the light absorbing absorber layer 12 and on the absorber layer 12 the first resist layer 14a has provided. The first resist layer 14a is structured, and the structures 2 be from the first resist layer 14a in the absorber layer 12 and in the carrier 11 transferred in the form of rectangular depressions. The wells become the transparent sections 22 educated.

Die 4A zeigt den Fotomaskenrohling 10 mit dem strukturierten Träger 11, der strukturierten Absorberschicht 12 und der strukturierten ersten Resistschicht 14a. Zu sehen sind die Vertiefungen im Träger 11, mit denen die transparenten Abschnitte 22 auszubilden sind.The 4A shows the photomask blank 10 with the structured carrier 11 , the structured absorber layer 12 and the patterned first resist layer 14a , You can see the depressions in the carrier 11 with which the transparent sections 22 are to be trained.

In der 4B ist der Fotomaskenrohling 10 von oben zu sehen. Dargestellt sind die Strukturen 2 und die Absorberschicht 12. Die Strukturen sind durch die dargestellten transparenten Abschnitte 22, die in Form von Vertiefungen in den Träger 11 hineingeätzt wurden, ausgebildet.In the 4B is the photomask blank 10 to be seen from above. Shown are the structures 2 and the absorber layer 12 , The structures are through the illustrated transparent sections 22 , in the form of depressions in the carrier 11 etched in, trained.

Die erste Resistschicht 14a kann nach dem Einbringen der Vertiefungen in den Träger 11 entfernt werden. Bei dem Entfernen der ersten Resistschicht 14a werden auch Ätzreste, die sich an die Seitenwände der Öffnungen in der Absorberschicht 12 bzw. der Vertiefungen anlagern, entfernt. Analog zum Herstellungsverfahren gemäß der 3 wird eine zweite Resistschicht 14b aufgebracht und mittels einer Flutbelichtung von der Rückseite her und einer anschließenden Nassentwicklung strukturiert. Die strukturierte zweite Resistschicht 14b dient als Ätzmaske bei dem isotropen Ätzschritt zum Zurückätzen der Absorberschicht 12. Dieser Ätzschritt sollte selektiv zum Trägermaterial erfolgen.The first resist layer 14a may after placing the wells in the carrier 11 be removed. When removing the first resist layer 14a are also etch residues that attach to the sidewalls of the openings in the absorber layer 12 or the wells attach, away. Analogous to the production process according to the 3 becomes a second resist layer 14b applied and structured by means of a flood exposure from the back and a subsequent wet development. The structured second resist layer 14b serves as an etching mask in the isotropic etching step for etching back the absorber layer 12 , This etching step should be selective to the carrier material.

Die 4C zeigt den Fotomaskenrohling 10 mit der strukturierten zweiten Resistschicht 14b und der zurückgeätzten Absorberschicht 12. Durch das Zurückätzen der Absorberschicht 12 ist die ebene Oberfläche des Trägers 11 partiell freigelegt worden. Mit den freigelegten Abschnitten der ebenen Oberfläche werden die phasenschiebenden Säume 21, die der Zeichnung zu entnehmen sind, ausgebildet. Weiterhin sind die als Vertiefungen ausgebildeten transparenten Abschnitte 22 und die lichtabsorbierenden Abschnitte 23, die aus der strukturierten Absorberschicht 12 hervorgehen, dargestellt.The 4C shows the photomask blank 10 with the structured second resist layer 14b and the etched back absorber layer 12 , By etching back the absorber layer 12 is the level surface of the vehicle 11 partially uncovered. With the exposed portions of the flat surface, the phase-shifting seams become 21 , which are shown in the drawing formed. Furthermore, the recesses formed as transparent portions 22 and the light absorbing portions 23 coming from the structured absorber layer 12 emerge.

In der 4D ist ein Ausschnitt aus der phasenschiebenden Fotomaske 1 in der Draufsicht dargestellt. Zu sehen sind die lichtabsorbierenden Abschnitte 23, die aus der strukturierten Absorberschicht 12 hervorgehen, und die Strukturen 2, die aus transparenten Abschnitten 22 und aus sie umgebenden phasenschiebenden Säumen 21 bestehen. Wie der Figur zu entnehmen ist, sind sowohl die transparenten Abschnitte 22 als auch die phasenschiebenden Säume aus einem Material des Trägers 11 gebildet. Wie es in der Figur dargestellt ist, weist der phasenschiebende Saum 21 an seiner Außenkante verrundete Ecken auf, die beim Zurückbilden der Absorberschicht 12 mittels des isotropen Ätzprozesses entstehen.In the 4D is a section of the phase-shifting photomask 1 shown in plan view. You can see the light absorbing sections 23 coming from the structured absorber layer 12 emerge, and the structures 2 made of transparent sections 22 and phase-shifting hems surrounding them 21 consist. As the figure can be seen, both the transparent sections 22 as well as the phase-shifting seams of a material of the wearer 11 educated. As shown in the figure, the phase-shifting seam 21 at its outer edge rounded corners, which in the reformation of the absorber layer 12 arise by means of the isotropic etching process.

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

Claims

Method for producing a phase-shifting photomask ( 1 ) for a photolithographic imaging of structures ( 2 ) in the photomask ( 1 ) on a photosensitive layer on a semiconductor wafer, the structures ( 2 ) each by a semi-transparent, phase-shifting seam ( 21 ) surrounded, transparent sections ( 22 ) and light absorbing sections ( 23 ) in the photomask ( 1 ), comprising the steps: - providing a photomask blank ( 10 ), which has a transparent support ( 11 ), one above the carrier ( 11 ) arranged absorber layer ( 12 ) and on the absorber layer ( 12 ) a first resist layer ( 14a ), - structuring of the first resist layer ( 14a ), - transferring the structures ( 2 ) of the first resist layer ( 14a ) in below the first resist layer ( 14a ), wherein both the absorber layer ( 12 ), as well as the transparent sections ( 22 ), - application of a second resist layer ( 14b ) on the absorber layer ( 12 ) after the first resist layer ( 14a ), - structuring of the second resist layer ( 14b ) by means of a back exposure, in which the second resist layer ( 14b ) by the carrier ( 11 ) and the structured absorber layer ( 12 ) as an exposure mask for a self-aligned structuring of the second resist layer ( 14b ) is used, - isotropic etching of the absorber layer ( 12 ) with the structured second resist layer ( 14b ) as an etching mask, wherein the absorber layer ( 12 ) below the structured second resist layer ( 14b ) sectionally removed and with a thus exposed material, the semi-transparent, phase-shifting seams ( 21 ) and with the structured absorber layer ( 12 ) the light-absorbing sections ( 23 ), characterized in that - on a flat surface of the support ( 11 ) a semitransparent, phase-shifting layer ( 13 ) and on the semitransparent, phase-shifting layer ( 13 ) the absorber layer ( 12 ), - for those below the first resist layer ( 14a ) arranged the absorber layer ( 12 ) and the semitransparent, phase-shifting layer ( 13 ), - the transparent sections ( 22 ) with exposed portions of the planar surface of the carrier ( 11 ), - a flood exposure is carried out for the back exposure, and - in the isotropic etching process, portions of the semitransparent, phase-shifting layer ( 13 ) exposed and with the exposed portions of the phase-shifting seams ( 21 ) are formed.

Method according to claim 1, characterized in that the first resist layer ( 14a ) after structuring the absorber layer ( 12 ), before structuring the semitransparent, phase-shifting layer ( 13 ), or before forming the pits.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the second resist layer ( 14b ) is used as a positive resist layer.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that as a material for the semitransparent, phase-shifting layer ( 13 ) MoSi is used.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that as material for the absorber layer ( 12 ) a semitransparent, phase shifting material is used.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that as material for the absorber layer ( 12 ) a light absorbing material is used.

A method according to claim 6, characterized in that for the light-absorbing material Cr and CrO _x is used.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that as material for the carrier ( 11 ) Quartz is used.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the phase-shifting seam ( 21 ) is used in such a way that a through the phase-shifting seam ( 21 ) transmitting light beam a phase shift of half a wavelength compared to one through the transparent portion ( 22 ) has transmitted light beam.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the structures ( 2 ) can be used as contact hole structures.

Phase-shifting photomask ( 1 ) for a photolithographic imaging of structures ( 2 ) in the photomask ( 1 ) on a photosensitive layer a semiconductor wafer, the structures ( 2 ) by a semi-transparent, phase-shifting seam ( 21 ) surrounded, transparent sections ( 22 ) and light absorbing sections ( 23 ) in the photomask ( 1 ), characterized in that - the transparent sections ( 22 ) have a rectangular shape, wherein transparent corners of the rectangular shape have a by a Krümmumgsradius approximately to be described rounding, - the semitransparent, phase-shifting seam ( 21 ) one through the structured absorber layer ( 12 ) defined outer edge having rounded corners, wherein the rounded corners are approximately described by a radius of curvature which is greater than the radius of curvature of the transparent corners and - the semitransparent, phase-shifting seam ( 21 ) has a uniform width, and - with exposed portions of the planar surface of the carrier ( 11 ) the transparent sections ( 22 ) and with exposed portions of one on the flat surface of the carrier ( 11 ), semitransparent, phase-shifting layer ( 13 ) the semitransparent, phase-shifting seams ( 21 ) are formed.

Phase-shifting photomask ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the rectangular shape is formed as a square shape.