-
Die
vorliegende Erfindung basiert auf und beansprucht die Prioritätsvorteile
von der am 2. April 2008 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-095924 und
der am 17. Februar 2009 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-034480 ,
auf deren Offenbarungen hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis
Bezug genommen wird.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Phasenverschiebungsmaskenrohling
und ein Verfahren zum Herstellen einer Phasenverschiebungsmaske, die
zum Herstellen von Halbleiterbauelementen, Displayeinrichtungen
(Displayfeldern) und ähnlichen Komponenten vorgesehen ist,
vom Phasenverschiebungsmaskenrohling.
-
Die
Miniaturisierung von Halbleiterbauelementen und ähnlichen
Elementen hat den Vorteil, dass eine Verbesserung des Leistungsvermögens und
der Funktion (Hochgeschwindigkeitsbetrieb, niedriger Energieverbrauch,
usw.) und eine Kostensenkung erzielt werden, und schreitet daher
immer weiter voran. Eine derartige Miniaturisierung wird durch die
Lithografietechnik unterstützt, und Übertragungsmasken
bilden hierbei in Verbindung mit Belichtungsvorrichtungen und Resistmaterialien
eine Schlüsseltechnik.
-
In
den vergangenen Jahren sind Fotomasken verwendet worden, auf die
die RET-Technik (Resolution Enhancement Technology (auflösungsverbessernde
Technik)), z. B. die Phasenverschiebungstechnik, angewendet worden
ist. Eine Phasenverschiebungsmaske ist eine Fotomaske, durch die die
Auflö sung eines Übertragungsmuster unter Ausnutzung
der durch einen Phasenschieber verursachten Interferenz von Licht
verbessert werden kann.
-
Normalerweise
hat ein Muster einer Übertragungsmaske, insofern die Fotolithografie
bei der Mikroverarbeitung eines Halbleitersubstrats durch eine verkleinernde
Projektionsbelichtung ausgeführt wird, eine Größe,
die etwa der vierfachen Größe eines auf dem Halbleitersubstrat
auszubildenden Musters entspricht. Bei der Fotolithografie gemäß der
Halbleiter-Designregel für eine DRAM-Strukturbreite (Half Pitch
(hp)) von 45 nm und darunter ist die Größe eines
Schaltungsmusters auf einer Maske jedoch kleiner als eine Wellenlänge
von Belichtungslicht. Daher kann, wenn eine verkleinernde Projektionsbelichtung für
ein Schaltungsmuster unter Verwendung einer Übertragungsmaske
ausgeführt wird, auf der ein Übertragungsmuster
ausgebildet ist, die Form des Übertragungsmusters aufgrund
des Einflusses von Belichtungslichtinterferenz oder ähnlichen
Erscheinungen möglicherweise nicht exakt auf eine Resistschicht
auf einem Halbleitersubstrat übertragen werden.
-
Unter
diesen Umständen wird als eine Maske, bei der die RET-Technik
(Resolution Enhancement Technology) verwendet wird, eine OPC-(Optical Proximity
Effect Correction) Maske oder eine ähnliche Maske verwendet,
wobei eine Technik verwendet wird, gemäß der ein
optischer Abstandseffekt durch eine optische Abstandseffektkorrektur
(OPC) korrigiert wird, wodurch allerdings die Übertragungscharakteristiken
verschlechtert werden (vergl. z. B.
JP-A-H10-69055 und das entsprechende
US-Patent Nr. 5851702 ).
Beispielsweise muss auf einer OPC-Maske ein OPC-Muster (z. B. eine
Assist-Bar-Struktur oder eine Hammerhead-Struktur mit einer Linienbreite
von weniger als 100 nm) mit einer Größe ausgebildet
werden, die kleiner oder gleich der halben Größe
des Schaltungsmusters ist.
-
Zum
Ausbilden eines Feinmusters gemäß der Halbleiter-Designregel
für eine DRAN-Strukturbreite (hp) von 45 nm oder darunter
muss eine Belichtung mit hoher numerischer Apertur (NA) (Hyper-NA-Belichtung)
mit einer numerischen Apertur NA > 1
verwendet werden, z. B. eine Immersionsbelichtung.
-
Die
Immersionsbelichtung ist ein Belichtungsverfahren, bei dem die Auflösung
verbessert werden kann, indem eine Flüssigkeit zwischen
einem Wafer und einer untersten Linse einer Belichtungsvorrichtung
eingefüllt wird, so dass die numerische Apertur im Vergleich
zu derjenigen von Luft, deren Brechungsindex 1 beträgt,
proportional zum Brechungsindex der Flüssigkeit erhöht
wird. Die numerische Apertur ist durch NA = n × sinθ gegeben,
wobei θ einen Winkel zwischen einem Lichtstrahl, der auf die
unterste Linse der Belichtungsvorrichtung an ihrem äußersten
Abschnitt auftrifft, und der optischen Achse bezeichnet und n den
Brechungsindex eines Mediums zwischen dem Wafer und der untersten
Linse der Belichtungsvorrichtung darstellt.
-
Es
hat sich jedoch gezeigt, dass ein Problem dahingehend auftritt,
dass die erwartete CD-(Critical Dimension (kleinste Strukturgröße))
Genauigkeit unter Verwendung der Immersionsbelichtung mit einer numerischen
Apertur NA > 1 zum
Ausbilden eines Feinmusters gemäß der Halbleiter-Designregel
für eine DRAN-Strukturbreite (hp) von 45 nm (nachstehend
als ”hp45nm” bezeichnet) und darunter nicht erzielt
werden kann.
-
Als
eine der Ursachen hierfür kommt ein Einfluss eines nachstehend
beschriebenen Loading-Effekts in Betracht.
-
Insbesondere
werden bei der hp45nm-Maskenherstellung mit der fortschreitenden
Musterminiaturisierung Muster verschiedener Größen
verwendet und nehmen die Größenunterschie de der
Muster zu. Es kann vorkommen, dass ein schmales Muster (z. B. das
vorstehend erwähnte OPC-Muster) in der Nähe eines
breiten Musters angeordnet ist, wobei in diesem Fall der Musterflächenunterschied
lokal auftritt. Außerdem nimmt der Musterdichteunterschied
in der Maskenebene aufgrund der Musterminiaturisierung zu. Dieser
Musterdichteunterschied verursacht bei der Ausbildung eines Maskenmusters
durch Trockenätzen einen sogenannten Loading-Effekt. Hierbei
bezeichnet der Ausdruck ”Loading-Effekt” eine Erscheinung,
gemäß der sich die Ätzrate aufgrund eines Ätzmusterflächenunterschieds ändert.
Im Allgemeinen wird, wenn die Fläche eines Ätzmusters
groß ist (d. h. an einem Abschnitt, an dem das Ätzmuster dicht
ist, so dass die Ätzfläche groß ist),
die Ätzrate niedrig. Andererseits wird, wenn die Fläche
eines Ätzmusters klein ist (d. h. an einem Abschnitt, in
dem das Ätzmuster spärlich ist, so dass die Ätzfläche
klein ist) die Ätzrate hoch. Daher tritt aufgrund des Loading-Effekts
ein Unterschied der Ätzrate in der Maskenebene auf, wodurch
eine Verminderung der Mustergrößengenauigkeit
in der Maskenebene verursacht wird. Bei der hp45nm-Maskenherstellung nimmt,
weil der Unterschied der Musterdichte im Zuge der Musterminiaturisierung
zunimmt, der Einfluss des Loading-Effekts ebenfalls zu, wodurch
eine hochgradig genaue Maskenherstellung erschwert wird.
-
Außerdem
wird auch bei einer Ätzmaskenschicht (anorganischen Ätzmaskenschicht)
zur Verwendung bei der hp45nm-Maskenherstellung erwartet, dass der
Loading-Effekt auftritt, so dass die Herstellungsgenauigkeit abnimmt.
Daher ist es zum Ausführen einer hochgradig genauen Maskenherstellung erforderlich,
den Loading-Effekt zu vermindern, um die Verarbeitungsgenauigkeit
bei der Musterausbildung zu erhöhen.
-
Insbesondere
wird in einem Maskenherstellungsprozess unter Verwendung eines Phasenverschiebungsmaskenrohlings,
der mit einer Ätzmaskenschicht beschichtet ist, die strukturierte Ätzmaskenschicht
als eine Maske zum Verarbeiten einer Cr-Schicht unter hochgradig
anisotropen Cr-Ätzbedingungen und zum anschließenden
Verarbeiten einer Halbtonschicht verwendet (vergl. internationale Patentveröffentlichung
Nr.
WO2004/090635 und
das entsprechende
US-Patent Nr.
7314690 ).
-
Hierbei
wird, wenn die aus MoSiN hergestellte Halbtonschicht geätzt
wird, auch die aus MoSiN hergestellte Ätzmaskenschicht
geätzt. Außerdem wird, weil die Ätzmaskenschicht
dünner ist als die Halbtonschicht (z. B. ist es bei der
gegenwärtigen hp45nm-Maskenherstellung bevorzugt, wenn
hinsichtlich der Maskenherstellung die Dicke der Halbtonschicht
70 nm und die Dicke der Ätzmaskenschicht 5 bis 40 nm beträgt)
der Ätzprozess für die Ätzmaskenschicht
vor demjenigen für die Halbtonschicht beendet.
-
In
diesem Fall wird die MoSiN-Schicht betrachtet von oben auf der gesamten
Maskenoberfläche freigelegt, bevor die Ätzmaskenschicht
verschwindet, so dass der Loading-Effekt nicht auftritt (vergl. 2G).
Dann tritt, wenn die Ätzmaskenschicht geätzt wird,
um sie zu entfernen (d. h. als Ergebnis wird ein Cr-Muster freigelegt),
ein Unterschied in der Fläche der geätzten Halbtonschicht
auf, wodurch der Loading-Effekt verursacht wird, der die Mustergrößengenauigkeit
vermindert.
-
Daher
ist es bei der Maskenherstellung für ein hp45nm-Maskenmuster
und darunter, bei der eine hochgradig genaue Maskenherstellung erforderlich
ist, Ziel, den Loading-Effekt zu vermindern, um die Musterverarbeitungsgenauigkeit
weiter zu verbessern.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der vorstehend erwähnten
Probleme entwickelt, und es ist eine Auf gabe der vorliegenden Erfindung,
einen Phasenverschiebungsmaskenrohling und ähnliche Elemente
bereitzustellen, bei denen ein Loading-Effekt verhindert wird.
-
Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Phasenverschiebungsmaskenrohling
und ähnliche Elemente bereitzustellen, durch die der Einfluss
des Loading-Effekts vermindert werden kann, der auftritt, wenn eine
Maskenherstellung unter Verwendung eines Phasenverschiebungsmaskenrohlings
ausgeführt wird, der mit einer Ätzmaskenschicht
beschichtet ist, um eine Ausbildung eines Feinmusters mit einer
hohen Verarbeitungsgenauigkeit zu ermöglichen, das für
die DRAM-Generation mit einer Strukturbreite (hp) von 45 nm und
darunter benötigt wird.
-
Die
Erfindung hat folgende Konfigurationen.
-
Konfiguration 1
-
Ein
Phasenverschiebungsmaskenrohling weist ein für Belichtungslicht
transparentes Substrat, eine Silizium enthaltende Phasenverschiebungsschicht,
eine lichtabschirmende Schicht, die aus einem Material besteht,
das bezüglich eines Ätzprozesses für
die Phasenverschiebungsschicht beständig ist, und eine Ätzmaskenschicht
auf, die aus einem anorganischen Material hergestellt ist, das bezüglich eines Ätzprozesses
für die lichtabschirmende Schicht beständig ist.
Die Phasenverschiebungsschicht, die lichtabschirmende Schicht und
die Ätzmaskenschicht sind nacheinander auf dem Substrat ausgebildet.
Der Phasenverschiebungsmaskenrohling ist gekennzeichnet durch die
Beziehung (t1/v1) ≤ (t2/v2)wobei t1 eine
Dicke der Phasenverschiebungsschicht, v1 eine Ätzrate
der Phasenverschiebungsschicht bei einem Trockenätzprozess
mit einem Ätzmittel, in dem die Ätzmaskenschicht
und die lichtabschirmende Schicht als Maske verwendet werden, t2 eine Dicke der Ätzmaskenschicht
und v2 eine Ätzrate der Ätzmaskenschicht
bei einem Trockenätzprozess mit dem Ätzmittel
bezeichnen.
-
Gemäß der
erfindungsgemäßen Konfiguration 1 werden beispielsweise,
wenn die Phasenverschiebungsschicht unter Verwendung der Ätzmaskenschicht
und der lichtabschirmenden Schicht als Maske geätzt wird,
weil die Ätzmaskenschicht und die Phasenverschiebungsschicht
im Wesentlichen die gleiche Ätzselektivität haben
(z. B. beträgt die Ätzselektivität zwischen
der Phasenverschiebungsschicht und der Ätzmaskenschicht
bezüglich eines Ätzgases für die Phasenverschiebungsschicht
0,9 bis 1,1 und liegt damit nahe bei 1), beide Schichten geätzt,
wobei jedoch das Auftreten des Loading-Effekts beim Ätzen
der Phasenverschiebungsschicht vermieden werden kann, indem die
Beziehung (t1/v1) ≤ (t2/v2) erfüllt
wird, wobei t1 die Dicke der Phasenverschiebungsschicht,
v1 die Ätzrate der Phasenverschiebungsschicht,
t2 die Dicke der Ätzmaskenschicht
und v2 die Ätzrate der Ätzmaskenschicht
bezeichnen.
-
Außerdem
kann, weil die Ätzrate v2 der Ätzmaskenschicht
kleiner ist als die Ätzrate v1 der
Phasenverschiebungsschicht, die Dicke der Ätzmaskenschicht
klein sein (z. B. kleiner oder gleich der halben Dicke der Phasenverschiebungsschicht),
wenn die Phasenverschiebungsschicht unter Verwendung der Ätzmaskenschicht
und der lichtabschirmenden Schicht als Ätzmaske geätzt
wird. Infolgedessen kann die Verarbeitungsgenauigkeit für
ein Muster der Phasenverschiebungsschicht verbessert werden.
-
Erfindungsgemäß kann,
wie vorstehend beschrieben wurde, auch wenn die Dicke der Ätzmaskenschicht
klein ist (z. B. kleiner oder gleich der halben Dicke der Phasenverschiebungsschicht),
das Auftreten des Loading-Effekts beim Ätzen der Phasenverschiebungsschicht
verhindert werden, insofern die Beziehung (t1/v1) ≤ (t2/v2) erfüllt ist, wobei t1 die
Dicke der Phasenverschiebungsschicht, v1 die Ätzrate
der Phasenverschiebungsschicht, t2 die Dicke
der Ätzmaskenschicht und v2 eine Ätzrate
der Ätzmaskenschicht bezeichnen.
-
In
der vorliegenden Beschreibung stellt in einem Ausdruck ”A/B” A
einen Zähler und B einen Nenner dar.
-
Konfiguration 2
-
Zwischen
der Ätzrate v2 der Ätzmaskenschicht
und der Ätzrate v1 der Phasenverschiebungsschicht
besteht die Beziehung v2 = 0,07 v1 bis 0,5 v1.
-
Mit
dieser Konfiguration kann, wenn die Ätzrate v2 der Ätzmaskenschicht
v2 = 0,07 v1 bis
0,5 v1 ist, d. h. niedriger ist als die Ätzrate
v1 der Phasenverschiebungsschicht, die Dicke
der Ätzmaskenschicht klein gemacht werden, wenn die Phasenverschiebungsschicht
unter Verwendung der Ätzmaskenschicht und der lichtabschirmenden
Schicht als Ätzmaske geätzt wird. Infolgedessen
kann die Verarbeitungsgenauigkeit eines Musters der Phasenverschiebungsschicht
verbessert werden.
-
Konfiguration 3
-
Die
lichtabschirmende Schicht ist aus einem Material hergestellt, das
Chrom enthält, und die Ätzmaskenschicht ist eine
Silizium enthaltende Schicht. Mit dieser Konfiguration können
die Ätzmaskenschicht und die lichtabschirmende Schicht
derart ausgebildet werden, dass sie wechselseitig verschiedene Ätzselektivitäten
haben. Außerdem kann die Ätzmaskenschicht derart
ausgebildet werden, dass sie im Wesentlichen die gleiche Ätzselektivität
hat wie die Phasenverschiebungsschicht, die ein Metall und Silizium
enthält.
-
Konfiguration 4
-
Ein
Phasenverschiebungsmaskenherstellungsverfahren weist die Schritte
auf:
Ausbilden eines Resistmusters auf der Ätzmaskenschicht
des Phasenverschiebungsmaskenrohlings gemäß einer
der Konfigurationen 1 bis 3 und Trockenätzen der Ätzmaskenschicht
durch ein erstes Ätzmittel unter Verwendung des Resistmusters
als Maske, um ein Ätzmaskenschichtmuster auszubilden;
Trockenätzen
der lichtabschirmenden Schicht durch ein zweites Ätzmittel
unter Verwendung des Ätzmaskenschichtmusters oder des Resistmusters
und des Ätzmaskenschichtmusters als Maske, um ein lichtabschirmendes
Schichtmuster auszubilden; und
Trockenätzen der Phasenverschiebungsschicht durch
ein drittes Ätzmittel unter Verwendung des Ätzmaskenschichtmusters
und des lichtabschirmenden Schichtmusters als Maske, um ein Phasenverschiebungsschichtmuster
auszubilden.
-
Mit
dieser Konfiguration kann eine ähnliche Wirkung erzielt
werden wie bei der Konfiguration 1.
-
Konfiguration 5
-
Die Ätzmaskenschicht
bleibt nach der Ausbildung des Phasenverschiebungsschichtmusters
erhalten, und das Phasenverschiebungsmaskenherstellungsverfahren
weist ferner einen Schritt zum Entfernen der Ätzmaskenschicht
auf. Mit dieser Konfiguration kann, wenn die Ätzmaskenschicht
nach der Ausbildung des Phasenverschiebungsschichtmusters erhalten
bleibt, das Auftreten des Loading-Effekts beim Ätzen der
Phasenverschiebungsschicht zuverlässig verhindert werden.
-
Konfiguration 6
-
Das
erste Ätzmittel und das dritte Ätzmittel enthalten
jeweils ein Gas auf Fluorbasis, und das zweite Ätzmittel
enthält ein Gas auf Chlorbasis. Mit dieser Konfiguration
kann eine ähnliche Wirkung erzielt werden wie bei der Konfiguration
3.
-
Erfindungsgemäß kann
ein Phasenverschiebungsmaskenrohling und ein ähnliches
Element bereitgestellt werden, bei dem das Auftreten des Loading-Effekts
verhindert werden kann.
-
Außerdem
kann erfindungsgemäß ein Phasenverschiebungsmaskenrohling
und ein ähnliches Element bereitgestellt werden, bei dem
der Einfluss des Loading-Effekts vermindert wird, der bei der Maskenherstellung
unter Verwendung des mit einer Ätzmaskenschicht beschichteten
Phasenverschiebungsmaskenrohlings auftritt, wodurch ein Feinmuster,
das für eine Maske der 45 nm-Generation (Strukturbreite
(hp) von 45 nm) und darunter erforderlich ist, mit einer hohen Verarbeitungsgenauigkeit
herstellbar ist.
-
Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen
und die Zeichnungen näher beschrieben; es zeigen:
-
1 ein
exemplarisches Diagramm zum Darstellen eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Phasenverschiebungsmaskenrohlings;
und
-
2A bis 2I exemplarische
Diagramme zum Erläutern erfindungsgemäßer Phasenverschiebungsmaskenrohlingsherstellungsprozesse
und Phasenverschiebungsmaskenherstellungsprozesse.
-
Nachstehend
wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter
Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
-
1 zeigt
eine Querschnittansicht zum Darstellen eines Beispiels einer Ausführungsform
eines Phasenverschie bungsmaskenrohlings 11. In diesem Beispiel
weist der Phasenverschiebungsmaskenrohling 11 ein transparentes
Substrat 1, eine Phasenverschiebungsschicht 5,
eine lichtabschirmende Schicht 2, eine Ätzmaskenschicht 3 und
eine Resistschicht 4 auf, die in dieser Folge ausgebildet
sind.
-
Als
die Phasenverschiebungsschicht 5 kann beispielsweise eine
siliziumhaltige Schicht verwendet werden. Als die siliziumhaltige
Schicht kommt eine Siliziumschicht, eine Metallsilizidschicht, die
Silizium und ein Metall enthält, wie beispielsweise Chrom,
Tantal, Molybdän, Titan, Hafnium oder Wolfram, oder eine
Schicht in Betracht, die mindestens eines der Elemente Sauerstoff,
Stickstoff und Kohlenstoff in einer Siliziumschicht oder einer Metallsilizidschicht
enthält. Insbesondere kann als Phasenverschiebungsschicht 5 beispielsweise
eine Schicht verwendet werden, die hauptsächlich ein Übergangsmetall-Silizidoxid,
ein Übergangsmetall-Silizidnitrid, ein Übergangsmetall-Silizidoxynitrid,
ein Übergangsmetall-Silizidoxycarbid, ein Übergangsmetall-Silizidnitridcarbid
oder ein Übergangsmetall-Silizidoxynitridcarbid enthält.
Als Phasenverschiebungsschicht 5 kann insbesondere beispielsweise
eine Halbtonschicht auf Molybdänbasis (MoSi-ON, MOSiN,
MoSiO, usw.), eine Halbtonschicht auf Wolframbasis (WSiON, WSiN,
WSiO, usw.) und eine Halbtonschicht auf Siliziumbasis (SiN, SiON,
usw.) verwendet werden.
-
Insbesondere
kann als Phasenverschiebungsschicht
5 beispielsweise eine
Halbtonschicht verwendet werden, die aus zwei Lagen besteht, d.
h. aus einer Phasensteuerungslage im Wesentlichen zum Steuern der
Phase von Belichtungslicht und einer Lichtdurchlassgradsteuerungslage
im Wesentlichen zum Steuern des Lichtdurchlassgrades für
Belichtungslicht (vergl. z. B. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
(
JP-A) Nr. 2003-322947 und
das entsprechende
US-Patent Nr.
7011910 ). Hierbei kann als Material für die Lichtdurchlass gradsteuerungslage
ein Material verwendet werden, das eine, zwei oder mehrere Komponenten
aufweist, die aus Metallen und Silizium oder einem Oxid, Nitrid,
Oxynitrid, Carbid, usw. davon ausgewählt werden. Insbesondere
kommt ein Material in Betracht, das eine oder mehrere Komponenten
aufweist, die aus Aluminium, Titan, Vanadium, Chrom, Zirkon, Niobium,
Molybdän, Lanthal, Tantal, Wolfram, Silizium und Hafnium
oder einem Oxid, Nitrid, Oxynitrid, Carbid, usw. davon ausgewählt
werden. Als die Phasensteuerungslage wird vorzugsweise eine dünne
Schicht auf Siliziumbasis verwendet, die aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid,
Siliziumoxynitrid, usw. besteht, weil ein relativ hoher Lichtdurchlassgrad
für Belichtungslicht im Ultraviolettbereich leicht erhalten
werden kann.
-
Als
die Ätzmaskenschicht 3 kann beispielsweise eine
siliziumhaltige Schicht verwendet werden. Als die siliziumhaltige
Schicht kommt eine Siliziumschicht, eine Metallsilizidschicht, die
Silizium und ein Metall enthält, wie beispielsweise Chrom,
Tantal, Molybdän, Titan, Hafnium oder Wolfram, oder eine Schicht
in Betracht, die mindestens eines der Elemente Sauerstoff, Stickstoff
und Kohlenstoff in einer Siliziumschicht oder einer Metallsilizidschicht
enthält. Insbesondere kann als Ätzmaskenschicht 3 beispielsweise
eine Schicht verwendet werden, die hauptsächlich ein Übergangsmetall-Silizidoxid,
ein Übergangsmetall-Silizidnitrid, ein Übergangsmetall-Silizidoxynitrid,
ein Übergangsmetall-Silizidoxycarbid, ein Übergangsmetall-Silizidnitridcarbid
oder ein Übergangsmetall-Silizidoxynitridcarbid enthält. Insbesondere
kann als Ätzmaskenschicht 3 beispielsweise eine
Schicht auf Molybdänbasis (MoSiON, MoSiN, MoSiO, MOSiCO,
MoSiCN, MoSiCON, usw.), eine Schicht auf Wolframbasis (WSiON, WSiN, WSiO,
usw.) oder eine Schicht auf Siliziumbasis (SiN, SiON, usw.) verwendet
werden. Beispielsweise besteht die Ätzmaskenschicht 3,
wenn die Phasenverschiebungsschicht 5 aus MOSiN hergestellt
ist, vorzugsweise aus MoSiN, MOSiON oder SiON.
-
Die
lichtabschirmende Schicht 2 kann aus einem Material hergestellt
sein, das bezüglich einem Ätzprozess für
die Phasenverschiebungsschicht 5 beständig ist.
Beispielsweise kann als die lichtabschirmende Schicht 2 eine
ein Metall enthaltende Metallschicht verwendet werden. Als die ein
Metall enthaltende Metallschicht kommt eine Schicht in Betracht,
die aus Chrom, Tantal, Molybdän, Titan, Hafnium, Wolfram,
einer Legierung, die diese Elemente enthält, oder Materialien
hergestellt ist, die diese Elemente oder diese Legierungen enthalten
(z. B. eine Schicht, die zusätzlich zu einem der Materialien,
die diese Elemente oder Legierungen enthalten, mindestens eines
der Elemente Sauerstoff, Stickstoff, Silizium und Kohlenstoff enthält).
-
Insbesondere
kann als die lichtabschirmende Schicht 2 beispielsweise
ein Material verwendet werden, das elementares Chrom oder ein Material aufweist,
das Chrom und mindestens ein aus Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff
und Wasserstoff ausgewähltes Element enthält (Cr-haltiges
Material). Die lichtabschirmende Schicht 2 kann eine Schichtstruktur
haben, die aus einer einzelnen Lage oder aus mehreren Lagen besteht,
die aus dem vorstehend erwähnten Schichtmaterial hergestellt
sind. Mit verschiedenen Zusammensetzungen kann die lichtabschirmende
Schicht 2 eine Schichtstruktur haben, gemäß der
mehrere Lagen stufenweise ausgebildet sind, oder eine Schichtstruktur,
gemäß der sich die Zusammensetzung kontinuierlich ändert.
-
Die
spezifische lichtabschirmende Schicht 2 ist eine laminierte
Schicht 2, die aus einer lichtabschirmenden Lage in der
Form einer Chromnitridschicht (CrN-Schicht) und einer Chromcarbidschicht (CrC-Schicht)
und aus einer Antireflexionslage in der Form einer Schicht besteht,
die Chrom, Sauer stoff und Stickstoff enthält (CrON-Schicht).
Die Chromnitridschicht ist eine Lage, die hauptsächlich
Chromnitrid (CrN) enthält und eine Dicke von beispielsweise 10
nm bis 20 nm hat. Die Chromcarbidschicht ist eine Lage, die Hauptsächlich
Chromcarbid (CrC) enthält und eine Dicke von beispielsweise
25 nm bis 60 nm hat. Die Schicht, die Chrom, Sauerstoff und Stickstoff enthält
(CrON-Schicht) hat eine Dicke von beispielsweise 15 nm bis 30 nm.
-
Erfindungsgemäß wird
zum Lösen des vorstehend erwähnten Problems ein
Verfahren verwendet, gemäß dem die Ätzmaskenschicht
derart strukturiert wird, dass die Ätzzeit für
die Ätzmaskenschicht (die Zeit, die erforderlich ist, bis
die Schicht verschwindet) gleich lang oder länger ist als
die Ätzzeit für die Halbtonschicht, wodurch der
Loading-Effekt beim Ätzen der Halbtonschicht unter Verwendung der Ätzmaskenschicht
und der lichtabschirmenden Schicht als Maske vermindert wird. Insbesondere
ist, vorausgesetzt, dass die Dicke der als Phasenverschiebungsschicht
dienenden Halbtonschicht t1 beträgt,
die Ätzrate der Phasenverschiebungsschicht beim Trockenätzen
durch ein Ätzmittel unter Verwendung der Ätzmaskenschicht
und der lichtabschirmenden Schicht als Maske v1 beträgt,
die Dicke der Ätzmaskenschicht t2 beträgt
und die Ätzrate der Ätzmaskenschicht beim Trockenätzen
durch das Ätzmittel v2 beträgt,
die Struktur derart, dass die Beziehung (t1/v1) ≤ (t2/v2) erfüllt ist. Wenn zusätzlich
ein Prozess zum Entfernen der Ätzmaskenschicht erforderlich
ist, falls die Ätzmaskenschicht nach dem Ätzen
der Halbtonschicht erhalten bleibt, ist die Struktur vorzugsweise derart,
dass (t1/v1) = (t2/v2) erfüllt
ist. Die Struktur kann alternativ derart sein, dass die Ätzmaskenschicht
in einer Dicke verbleibt, gemäß der sie während
des Ätzens der lichtabschirmenden Schicht nach dem Ätzen
der Halbtonschicht durch physikalisches Ätzen unter Verwendung
eines Ätzgases entfernt werden kann.
-
Die Ätzzeit
für die Ätzmaskenschicht kann durch die Zusammensetzung
und die Dicke der Ätzmaskenschicht gesteuert werden. Die Ätzzeit
der Ätzmaskenschicht ist durch (Ätzmaskenschichtdicke t1)/(Ätzrate v1 der Ätzmaskenschicht)
definiert.
-
Hierbei
beträgt bei einem Phasenverschiebungsmaskenrohling zur
Verwendung bei der Herstellung der DRAM-Generation mit einer Strukturbreite
(hp) von 45 nm oder darunter gemäß der Halbleiter-Designregel
die Dicke einer Ätzmaskenschicht hinsichtlich einer Maskenherstellung
vorzugsweise 5 nm bis 40 nm, während die Dicke einer Halbtonschicht
vorzugsweise 100 nm oder weniger (z. B. 70 nm) beträgt,
vorausgesetzt, dass dadurch eine erforderliche Phasendifferenz (von
beispielsweise 175 Grad bis 185 Grad) erzeugt wird. Unter Berücksichtigung
des vorstehenden Sachverhalts ist bei einem Phasenverschiebungsmaskenrohling
zur Verwendung bei Herstellung der DRAM-Generation mit einer Strukturbreite
(hp) von 45 nm oder darunter gemäß der Halbleiter-Designregel
die für die Ätzmaskenschicht erforderliche Ätzrate
0,07- bis 0,5-mal so groß wie die Ätzrate der
Halbtonschicht.
-
Als
ein Verfahren zum Steuern der Ätzrate der Ätzmaskenschicht
kommt ein Verfahren zum Steuern der Zusammensetzung der Ätzmaskenschicht
in Betracht.
-
Die Ätzmaskenschicht
kann aus einem Material hergestellt sein, das aus MoSiN, MoSiON
und SiON ausgewählt wird, während die Halbtonschicht aus
einem Material hergestellt sein kann, das aus MOSiN und MoSiON ausgewählt
wird. Wenn die Ätzmaskenschicht aus MoSiN und die Halbtonschicht ebenfalls
aus MOSiN hergestellt ist, ist, weil beide Schichten aus dem gleichen
Material hergestellt sind, die Ätzrate der MoSiN-Schicht
anstatt vom N-Anteil vom Anteilsverhältnis zwischen Mo
und Si abhängig. Die Ätzrate der Ätzmaskenschicht
kann auf einen kleineren Wert eingestellt werden als diejenige der Halbtonschicht,
indem der Mo-Anteil in der Ätzmaskenschicht erhöht
wird.
-
Beispielsweise,
kann, indem das Mo:Si-Anteilsverhältnis der Ätzmaskenschicht
auf (Mo:Si = 4:5 bis 9:1) bezüglich des Mo:Si-Anteilsverhältnisses (Mo:Si
= 1:9) der Halbtonschicht eingestellt wird und die Dicke der Ätzmaskenschicht
auf 40 nm (Mo:Si = 4:5; das Verhältnis zwischen der Ätzrate
der Ätzmaskenschicht und der Ätzrate der Halbtonschicht
beträgt etwa 0,5) bis 5 nm (Mo:Si = 9:1; das Verhältnis zwischen
der Ätzrate der Ätzmaskenschicht und der Ätzrate
der Halbtonschicht beträgt etwa 0,07), kann die Ätzzeit
der Ätzmaskenschicht derjenigen der Halbtonschicht gleichen.
Durch Steuern der Zusammensetzung und der Dicke der Ätzmaskenschicht basierend
auf diesen Bedingungen kann die Ätzzeit der Ätzmaskenschicht
innerhalb des Dickenbereichs von 5 bis 40 nm oder eines Bereichs
in der Nähe davon, der für die Ätzmaskenschicht
eines Phasenverschiebungsmaskenrohlings erforderlich ist, der für eine
DRAM-Generation mit einer Strukturbreite (hp) von 45 nm und darunter
gemäß der Halbleiter-Designregel verwendet wird,
länger gemacht werden als diejenige der Halbtonschicht.
Für eine Anpassung an ein feineres Muster wird die Dicke
der Ätzmaskenschicht vorzugsweise auf 20 nm oder weniger
eingestellt, wobei der obere Grenzwert des Verhältnisses zwischen
der Ätzrate der Ätzmaskenschicht und der Ätzrate
der Halbtonschicht in diesem Fall auf etwa 0,25 eingestellt werden
kann.
-
Andererseits
kann die Ätzrate der aus SiON hergestellten Ätzmaskenschicht
auch durch ihr Zusammensetzungsverhältnis gesteuert werden.
Die Ätzrate von SiON kann durch Vermindern des N-Anteils
und Erhöhen des O-Anteils vermindert werden. Durch Einstellen
des Si:O:N-Anteilsverhältnisses der Ätzmaskenschicht
auf (Si:O:N = 35:45:20) bezüglich des Mo:Si-Anteilsverhältnisses
(Mo:Si = 1:9) der Halbtonschicht kann die Ätzzeit der Ätzmaskenschicht
derjenigen der Halbtonschicht gleichen.
-
Das
Zusammensetzungsverhältnis und die Dicke der Halbtonschicht
werden bestimmt, indem den optischen Eigenschaften (Phasenverschiebungsmaß und
Lichtdurchlassgrad für das zu verwendende Belichtungslicht)
der Halbtonschicht Priorität eingeräumt wird.
-
Erfindungsgemäß weisen
Phasenverschiebungsmaskenrohlinge einen Phasenverschiebungsmaskenrohling
mit einer Resistschicht und einen Phasenverschiebungsmaskenrohling
vor der Ausbildung einer Resistschicht auf. Die Phasenverschiebungsmaskenrohlinge
weisen einen Phasenverschiebungsmaskenrohling auf, bei dem eine
lichtabschirmende Schicht aus einem Material auf Chrombasis oder
einem ähnlichen Material auf einer Halbtonschicht ausgebildet
ist. Phasenverschiebungsmasken weisen eine Phasenverschiebungsmaske auf,
bei der ein Phasenschieber durch Abtragen eines Substrats ausgebildet
ist.
-
Erfindungsgemäß kommt
als Substrat ein synthetisches Quarz-Substrat, ein Soda-Kalk-Glassubstrat,
ein alkalifreies Glassubstrat, ein Glassubstrat mit geringer Wärmeausdehnung,
usw. in Betracht.
-
Erfindungsgemäß wird
zum Trockenätzen einer als eine lichtabschirmende Schicht
dienenden dünnen Schicht auf Chrombasis vorzugsweise ein Trockenätzgas
verwendet, wie beispielsweise ein Gas auf Chlorbasis oder ein Mischgas,
das ein Gas auf Chlorbasis und ein Sauerstoffgas enthält.
Dies ist der Fall, weil, wenn eine dünne Schicht auf Chrombasis,
die aus einem Material besteht, das Chrom und ein Element enthält,
wie beispielsweise Sauerstoff oder Stickstoff, unter Verwendung
des vorstehend erwähnten Trockenätzgases tro ckengeätzt
wird, die Trockenätzrate erhöht und damit die
Trockenätzzeit verkürzt werden kann, so dass ein
lichtabschirmendes Schichtmuster mit einer ausgezeichneten Querschnittsform
ausgebildet werden kann. Als das Trockenätzgas oder als
im Trockenätzgas verwendbares Gas auf Chlorbasis kommt
beispielsweise Cl2, SiCl4, HCl,
CCl4 oder CHCl3 in
Betracht.
-
Erfindungsgemäß kann
zum Trockenätzen einer siliziumhaltigen Schicht, die als Ätzmaskenschicht
(Hartmaskenschicht) oder als Phasenverschiebungsschicht (Halbtonschicht)
dient, oder einer Schicht auf Metallsilizidbasis beispielsweise
ein Gas auf Fluorbasis, wie beispielsweise SF6,
CF4, C2F6 oder CHF3, ein
Mischgas davon mit He, H2, N2,
Ar, C2H4 oder O2, ein Gas auf Chlorbasis, wie beispielsweise
Cl2 oder CH2Cl2 oder ein Mischgas davon mit He, H2, N2, Ar oder C2H4 verwendet werden.
-
Nachstehend
werden erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele
davon dargestellt.
-
Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 und
2
-
Nachstehend
wird unter Bezug auf die 2A bis 2I ein
Phasenverschiebungsmaskenherstellungsverfahren gemäß Beispiel
1 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Zunächst
wurde ein Substrat aus Quarz hochglanzpoliert und dann gereinigt,
um ein lichtdurchlässiges (transparentes) Substrat 1 mit
den Maßen 152 mm × 152 mm × 6,35 mm (6
Zoll × 6 Zoll × 0,25 Zoll) zu erhalten.
-
Dann
wurde unter Verwendung eines Mischtargets aus Molybdän
(Mo) und Silizium (Si) (Mo:Si = 1:9 [Atom-%]) ein reaktiver Sputterprozess
in einer Mischgasatmosphäre aus Argon (Ar) und Stickstoff (N2) (Ar:N2 = 10:90
[Vol.-%] , Druck: 0,3 [Pa]) ausgeführt, um eine halb-lichtdurchlässige
Phasenverschiebungsschicht 5 auf MOSiN-Basis mit einer
Dicke von 70 [nm] auf dem lichtdurchlässigen (transparenten)
Substrat 1 auszubilden (vergl. 2A).
-
Dann
wurde unter Verwendung einer In-Line-Sputtervorrichtung, in der
mehrere Chrom(Cr)targets in der gleichen Kammer angeordnet waren,
eine lichtabschirmende Chromschicht 2, die aus einer CrN-Schicht,
einer CrC-Schicht und einer CrON-Schicht bestand, auf der Phasenverschiebungsschicht 5 ausgebildet
(vergl. 2B). Insbesondere wurde zunächst
ein reaktiver Sputterprozess in einer Mischgasatmosphäre
aus Argon (Ar) und Stickstoff (N2) ausgeführt
(Ar:N2 = 72:28 [Vol.-%], Druck: 0,3 [Pa]),
um die CrN-Schicht auszubilden. Anschließend wurde ein
reaktiver Sputterprozess in einer Mischgasatmosphäre aus
Argon (Ar) und Methan (CH4) ausgeführt
(Ar:CH4 = 96,5:3,5 [Vol.-%], Druck: 0,3
[Pa]), um die CrC-Schicht auf der CrN-Schicht auszubilden. Daraufhin
wurde ein reaktiver Sputterprozess in einer Mischgasatmosphäre aus
Argon (Ar) und Stickstoffmonoxid (NO) ausgeführt (Ar:NO
= 87,5:12,5 [Vol.-%], Druck: 0,3 [Pa]), um die CrON-Schicht auf
der CrC-Schicht auszubilden. Auf diese Weise wurde die lichtabschirmende Chromschicht 2 mit
einer Dicke von 67 [nm] erhalten. Die vorstehend erwähnte
CrN-Schicht, die CrC-Schicht und die CrON-Schicht, wurde unter Verwendung
der In-Line-Sputtervorrichtung kontinuierlich ausgebildet. Dadurch
war die lichtabschirmende Chromschicht 2, die CrN, CrC
und CrON enthielt, derart konfiguriert, dass diese Komponenten sich
in einer ihrer Dickenrichtung kontinuierlich änderten.
-
Dann
wurde in Beispiel 1 unter Verwendung eines Mischtargets aus Molybdän
(Mo) und Silizium (Si) (Mo:Si = 9:1 [Atom-%]) ein reaktiver Sputterprozess
in einer Mischgasatmosphäre aus Argon (Ar) und Stickstoff
(N2) ausgeführt (Ar:N2 =
10:90 [Vol.-%], Druck: 0,3 [Pa]), um eine anorganische Ätzmaskenschicht 3 auf
MoSiN-Basis mit einer Dicke von 5 [nm] auf der lichtabschirmenden
Chromschicht 2 auszubilden (vergl. 2C).
-
Andererseits
wurde in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 jeweils unter Verwendung
eines Mischtargets aus Molybdän (Mo) und Silizium (Si) (Mo:Si
= 20:80 [Atom-%]) ein reaktiver Sputterprozess in einer Mischgasatmosphäre
aus Argon (Ar) und Stickstoff (N2) ausgeführt
(Ar:N2 = 10:90 [Vol.-%], Druck: 0,3 [Pa]),
um eine anorganische Ätzmaskenschicht 3 auf MoSiN-Basis
mit einer Dicke von 5 [nm] (eine Dicke, gemäß der
veranlasst wird, dass die Ätzmaskenschicht 3 verschwindet,
bevor die Phasenverschiebungsschicht 5 beim Ätzen
der Phasenverschiebungsschicht 5 verschwindet. Vergleichsbeispiel
1) oder mit einer Dicke von 92 [nm] (eine Dicke, die zu groß ist,
so das aufgrund der schweren Ätzmaskenlage keine geeignete
CD-Genauigkeit erzielbar ist: Vergleichsbeispiel 2) auf der lichtabschirmenden
Chromschicht 2 auszubilden (vergl. 2C).
-
Dann
wurde eine positive Elektronenstrahlresistschicht 4 (FEP171,
hergestellt von FUJIFILM Electronic Materials Co., Ltd.) durch ein
Rotationsbeschichtungsverfahren (Spin Coating) in einer Dicke von
300 [nm] auf der anorganischen Ätzmaskenschicht 3 aufgebracht
(vergl. 2D).
-
Auf
diese Weise wurde ein Maskenrohling 11 des Halbtonphasenverschiebungstyps (Halbtonphasenverschiebungsschichtmaskenrohling)
hergestellt, bei dem die halblichtdurchlässige Phasenverschiebungsschicht 5 des
Materials auf MoSiN-Basis, die lichtabschirmende Chromschicht 2 aus
Materialien auf Cr-Basis, die anorganische Ätzmaskenschicht 3 aus
dem Material auf MoSiN-Basis und die Resistschicht 4 nacheinander
auf dem lichtdurchlässigen (transparenten) Substrat 1 ausgebildet waren
(vergl. 2D).
-
Dann
wurde die Resistschicht 4 unter Verwendung einer Vorrichtung
des Typs JBX9000, hergestellt von JEOL Ltd., ei nem Elektronenstrahlschreibvorgang
unterzogen und dann entwickelt, um ein in 2E dargestelltes
Resistmuster (0,4 μm Linien-Zwischenraum-Muster) 41 auszubilden
(vergl. 2E).
-
In
diesem Fall war das ausgebildete Resistmuster 41 ein Muster,
das gemäß einer Strukturbreite (hp) von 45 nm
ausgebildet war und einen Abschnitt, in dem der Musterflächenunterschied
lokal auftrat (z. B. ein Abschnitt zum Ausbilden eines OPC-Musters), sowie
einen Abschnitt aufwies, in dem der Musterdichteunterschied in der
Maskenebene groß war.
-
Dann
wurde unter Verwendung des Resistmusters 41 als Maske ein
Trockenätzprozess hauptsächlich mit Ionizität
bei einem Druck von 5 [mmTorr] unter Verwendung eines Mischgases
aus SF6 und He ausgeführt, um die
anorganische Ätzmaskenschicht 3 zu ätzen,
wodurch ein anorganisches Ätzmaskenmuster 31 ausgebildet
wurde (vergl. 2F).
-
Dann
wurde das Resistmuster 41 entfernt. Daraufhin wurde unter
Verwendung nur des anorganischen Ätzmaskenmusters 31 als
Maske ein Trockenätzprozess hauptsächlich mit
Radikalen, wobei die Ionizität so weit wie möglich
erhöht wurde (d. h., die Ionizität wurde auf einen
Pegel erhöht, bei dem Ionen und Radikale ungefähr
im Gleichgewicht miteinander waren), bei einem Druck von 3 [mmTorr]
unter Verwendung eines Mischgases aus Cl2 und
O2 ausgeführt, um die lichtabschirmende
Chromschicht 2 zu ätzen und dadurch ein lichtabschirmendes Chrommuster 21 auszubilden
(vergl. 2G).
-
Dann
wurde unter Verwendung des anorganischen Ätzmaskenmusters 31 und
des lichtabschirmenden Chrommusters 21 als Maske ein Trockenätzprozess
hauptsächlich mit Ionizität bei einem Druck von
5 [mmTorr] unter Verwendung eines Mischgases aus SF6 und
He ausgeführt, um die Phasenverschiebungsschicht 5 zu ätzen
und dadurch ein Phasenverschiebungsschichtmuster 51 auszubilden (vergl. 2H).
-
Dann
wurde unter Verwendung eines Ätzgases, wie beispielsweise
eines Cl2-Gases, bezüglich dem
das lichtdurchlässige Substrat 1 ätzbeständig war,
das anorganische Ätzmaskenmuster 31, das mit einer
sehr kleinen Dicke erhalten geblieben ist, durch physikalisches
Trockenätzen entfernt. Alternativ kann das anorganische Ätzmaskenmuster 31 durch ionisches
Trockenätzen unter Verwendung des vorstehend erwähnten
Gases auf Fluorbasis entfernt werden. Dann wurde das Resistmaterial
erneut aufgebracht und einem Belichtungs- und Entwicklungsprozess
unterzogen, um ein Resistmuster auszubilden. Unter Verwendung dieses
Resistmusters als Maske wurde das lichtabschirmende Chrommuster 21 an
einem unnötigen Abschnitt durch Ätzen entfernt.
Dann wurde ein Reinigungsprozess ausgeführt, wodurch eine
Phasenverschiebungsmaske 10 erhalten wurde (vergl. 2I).
Das anorganische Ätzmaskenmuster 31, das nach
der Ausbildung des Phasenverschiebungsschichtmusters 51 erhalten geblieben
ist, weil die Phasenverschiebungsschicht eine kleine Schichtdicke
hat, kann durch physikalisches Trockenätzen während
des Ätzprozesses für die Ausbildung des lichtabschirmenden
Schichtmusters entfernt werden.
-
Dann
wurde unter Verwendung einer Vorrichtung des Typs CD-SEM (EMU-220),
hergestellt von Holon Inc., die Größe des erhaltenen
Phasenverschiebungsschichtmusters 51 an einem Abschnitt,
in dem der Musterflächenunterschied lokal auftrat (z. B. an
einem Abschnitt zum Ausbilden eines OPC-Musters), bzw. an einem
Abschnitt gemessen, in dem der Musterdichteunterschied in der Maskenebene
groß war. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass es
bei der Phasenverschiebungsmaske gemäß Beispiel
1 möglich war, den Einfluss des Loading-Effekts an den
jeweiligen Abschnitten klein zu machen und daher ein Feinmuster
für eine Phasenverschiebungsmaske mit einer Strukturbreite
(hp) von 45 nm exakt zu verarbeiten. Anderer seits wurde bestätigt,
dass bei der Phasenverschiebungsmaske gemäß Vergleichsbeispiel 1
der Einfluss des Loading-Effekts an den jeweiligen Abschnitten groß war,
so dass es schwierig war, ein Feinmuster für eine Phasenverschiebungsmaske
mit einer Strukturbreite (hp) von 45 nm exakt zu verarbeiten.
-
Beispiel 2
-
(Beispiel unter Verwendung einer SiON-Schicht
als Ätzmaskenschicht)
-
Nachstehend
wird unter erneutem Bezug auf die 2A bis 2I ein
Phasenverschiebungsmaskenherstellungsverfahren gemäß dem
Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zunächst wurde,
wie in Beispiel 1, ein lichtdurchlässiges (transparentes)
Substrat 1 erhalten, woraufhin eine halblichtdurchlässige
Phasenverschiebungsschicht 5 ausgebildet wurde (vergl. 2A),
woraufhin eine lichtabschirmende Chromschicht 2, die aus
einer CrN-Schicht, einer CrC-Schicht und einer CrON-Schicht bestand,
auf der Phasenverschiebungsschicht 5 ausgebildet wurde
(vergl. 2B).
-
Dann
wurde in Beispiel 2 unter Verwendung eines Silizium(Si)targets ein
reaktiver Sputterprozess in einer Mischgasatmosphäre aus
Argon (Ar) und Stickstoffmonoxid (NO) ausgeführt, um eine
anorganische Ätzmaskenschicht 3 aus SiON (Si:O:N
= 35:45:20 [Atom-%]) mit einer Dicke von 15 [nm] auf der lichtabschirmenden
Chromschicht 2 auszubilden (vergl. 2C).
-
Dann
wurde eine positive Elektronenstrahlresistschicht 4 (FEP171,
hergestellt von FUJIFILM Electronic Materials Co., Ltd.) durch ein
Rotationsbeschichtungsverfahren (Spin Coating) in einer Dicke von
300 [nm] auf der anorganischen Ätzmaskenschicht 3 aufgebracht
(vergl. 2D).
-
Auf
diese Weise wurde ein Maskenrohling 11 des Halbtonphasenverschiebungstyps (Halbtonphasenverschiebungsschicht maskenrohling)
hergestellt, bei dem die halb-lichtdurchlässige Phasenverschiebungsschicht 5 aus
dem Material auf MoSiN-Basis, die lichtabschirmende Chromschicht 2 aus
den Materialien auf Cr-Basis, die anorganische Ätzmaskenschicht 3 aus
dem SiON-Material und die Resistschicht 4 nacheinander
auf dem lichtdurchlässigen (transparenten) Substrat 1 ausgebildet
waren (vergl. 2D).
-
Dann
wurde die Resistschicht 4 unter Verwendung einer Vorrichtung
des Typs JBX9000, hergestellt von JEOL Ltd., einem Elektronenstrahlschreibvorgang
unterzogen und dann entwickelt, um ein in 2E dargestelltes
Resistmuster (0,4 μm Linien-Zwischenraum-Muster) 41 auszubilden
(vergl. 2E).
-
In
diesem Fall war das ausgebildete Resistmuster 41 ein Muster,
das gemäß einer Strukturbreite (hp) von 45 nm
ausgebildet war und einen Abschnitt, in dem der Musterflächenunterschied
lokal auftrat (z. B. ein Abschnitt zum Ausbilden eines OPC-Musters), sowie
einen Abschnitt aufwies, in dem der Musterdichteunterschied in der
Maskenebene groß war.
-
Dann
wurde unter Verwendung des Resistmusters 41 als Maske ein
Trockenätzprozess hauptsächlich mit Ionizität
bei einem Druck von 5 [mmTorr] unter Verwendung eines Mischgases
aus SF6 und He ausgeführt, um die
anorganische Ätzmaskenschicht 3 zu ätzen
und dadurch ein anorganisches Ätzmaskenmuster 31 ausgebildet
wurde (vergl. 2F).
-
Dann
wurde das Resistmuster 41 entfernt. Daraufhin wurde unter
Verwendung nur des anorganischen Ätzmaskenmusters 31 als
Maske ein Trockenätzprozess hauptsächlich mit
Radikalen, wobei die Ionizität so weit wie möglich
erhöht wurde (d. h., die Ionizität wurde auf einen
Pegel erhöht, bei dem Ionen und Radikale ungefähr
miteinander im Gleichgewicht waren) bei einem Druck von 3 [mmTorr]
unter Verwendung eines Mischgases aus Cl2 und
O2 ausgeführt, um die lichtabschirmen de
Chromschicht 2 zu ätzen und dadurch ein lichtabschirmendes
Chrommuster 21 auszubilden (vergl. 2G).
-
Dann
wurde unter Verwendung des anorganischen Ätzmaskenmusters 31 und
des lichtabschirmenden Chrommusters 21 als Maske ein Trockenätzprozess
hauptsächlich mit Ionizität bei einem Druck von
5 [mmTorr] unter Verwendung eines Mischgases aus SF6 und
He ausgeführt, um die Phasenverschiebungsschicht 5 zu ätzen
und dadurch ein Phasenverschiebungsschichtmuster 51 auszubilden (vergl. 2H).
-
Dann
wurde unter Verwendung eines Ätzgases, wie beispielsweise
eines Cl2-Gases, bezüglich dem
das lichtdurchlässige Substrat 1 ätzbeständig ist,
das anorganische Ätzmaskenmuster 31, das mit einer
sehr kleinen Dicke erhalten geblieben ist, durch physikalisches
Trockenätzen entfernt. Alternativ kann das anorganische Ätzmaskenmuster 31 durch ionisches
Trockenätzen unter Verwendung des vorstehend erwähnten
Gases auf Fluorbasis entfernt werden. Dann wurde das Resistmaterial
erneut aufgebracht und einem Belichtungs- und Entwicklungsprozess
unterzogen, um ein Resistmuster auszubilden. Unter Verwendung dieses
Resistmusters als Maske wurde das lichtabschirmende Chrommuster 21 an
einem unnötigen Abschnitt durch Ätzen entfernt.
Dann wurde ein Reinigungsprozess ausgeführt, wodurch eine
Phasenverschiebungsmaske 10 erhalten wurde (vergl. 2I).
-
Dann
wurde unter Verwendung einer Vorrichtung des Typs CD-SEM (EMU-220),
hergestellt von Holon Inc., die Größe des erhaltenen
Phasenverschiebungsschichtmusters 51 an einem Abschnitt,
in dem der Musterflächenunterschied lokal auftrat (z. B. an
einem Abschnitt zum Ausbilden eines OPC-Musters), bzw. an einem
Abschnitt gemessen, in dem der Musterdichteunterschied in der Maskenebene
groß war. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass es
bei der Phasenverschiebungsmaske gemäß Beispiel
2 möglich ist, den Einfluss des Loading-Effekts an den
jeweiligen Abschnitten klein zu machen und daher ein Feinmuster
für eine Phasenverschiebungsmaske mit einer Strukturbreite
(hp) von 45 nm exakt zu verarbeiten.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezug auf spezifische Ausführungsformen
beschrieben worden ist, ist der technische Umfang der Erfindung nicht
darauf beschränkt. Für Fachleute ist ersichtlich, dass
verschiedene Änderungen und Verbesserungen bezüglich
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen
werden können. Anhand der Inhalte der Patentansprüche
ist klar, dass diese Änderungen und Modifikationen innerhalb
des technischen Umfangs der Erfindung eingeschlossen sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2008-095924 [0001]
- - JP 2009-034480 [0001]
- - JP 10-69055 A [0006]
- - US 5851702 [0006]
- - WO 2004/090635 [0013]
- - US 7314690 [0013]
- - JP 2003-322947 A [0040]
- - US 7011910 [0040]