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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Maskenrohlinge, Transfer- oder Übertragungsmasken
und ähnliche
Elemente, die zum Herstellen von Halbleiterbauelementen, Display-
oder Anzeigevorrichtungen (Display- oder Anzeigefeldern) und ähnlichen
Komponenten verwendet werden.
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Hintergrundtechnik
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Einhergehend
mit der fortschreitenden Reduzierung der Größe von Schaltungsmustern von Halbleiterbauelementen
in den vergangenen Jahren besteht ein Bedarf für Maskenrohlinge und Masken, die
dafür geeignet
sind in einem Fotolithografieprozess verwendet zu werden, der gemäß einer
Halbleiter-Entwurfsregel
einer DRAM-Strukturbreite (Half Pitch) (hp) von 65 nm oder weniger
ausgeführt
wird.
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Im
Allgemeinen wird ein Fotolithografieprozess für eine Mikroverarbeitung von
Halbleiterbauelementen durch verkleinernde Projektionsbelichtung ausgeführt. Daher
ist die Größe eines
Musters, das in einer Maske zum Übertragen
des Musters ausgebildet ist, etwa viermal größer als die Größe eines
auf ein Halbleitersubstrat zu übertragenden
Musters. Die Größe von auf
Halbleitersubstrate übertragenen Schaltungsmustern
ist jedoch auf eine Größe reduziert
worden, die wesentlich kleiner ist als die Wellenlänge von
Belichtungslicht, das in einem Fotolithografieprozess verwendet
wird, der gemäß der Halbleiter-Entwurfsregel
(DRAM-Strukturbreite von 65 nm oder weniger) ausgeführt wird.
Aus diesem Grunde kann, wenn die verkleinernde Projektionsbelichtung durch
eine Übertragungsmaske
mit einem Übertragungsmuster
ausgeführt
wird, das einfach durch Vergrößern eines
Schaltungsmusters um den Faktor 4 gebildet wird, das Übertragungsmuster
aufgrund von Einflüssen,
wie beispielsweise Interferenz des Belichtungslichts, nicht exakt
auf eine Resistschicht auf einem Halbleitersubstrat übertragen
werden.
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Um
dieses Problem zu lösen,
wird eine hochauflösende
Maske verwendet. Ein Beispiel einer derartigen hochauflösenden Maske
ist eine OPC-Maske (Maske mit optischer Abstandskorrektur (Optical
Proximity Effect Correction), die eine Abstandseffektkorrekturtechnik
verwendet und zum Korrigieren eines Abstandseffekts verwendet wird,
der die Übertragungseigenschaften
der Maske verschlechtert. Ein anderes Beispiel einer hochauflösenden Maske
ist eine Phasenverschiebungsmaske (auflösungsverbessernde Maske) mit
einer Konfiguration, (maskenauflösungsverbessernde
Struktur), gemäß der ein Phasenschieber
im Mittenabschnitt eines lichtabschirmenden Musters mit der Form
einer Linie oder einer ähnlichen
Form bereitgestellt wird. Mit dieser Konfiguration wird die lichtabschirmende
Eigenschaft des Maskenmusters verstärkt, wodurch die Auflösung des
Linienmusters erhöht
wird. Für
eine derartige OPC-Maske muss ein OPC-Muster ausgebildet werden,
das beispielsweise eine Größe hat,
die kleiner oder gleich der Hälfte
der Größe eines
Schaltungsmusters ist (z. B. einer Assist-Bar-Struktur, einer Hammerhead-Struktur
oder einer ähnlichen Struktur
mit einer Linienbreite von weniger als 100 nm). Für derartige
auflösungsverbessernde
Masken sind außerdem
ein lichtabschirmendes Muster und ein Phasenschieber mit extrem
kleinen Linienbreiten erforderlich.
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Eine
derartige auflösungsverbessernde Maske
hat die folgenden Eigenschaften. Wenn die Breite eines lichtabschirmenden
Musters und die Breite eines Phasenschiebers derart eingestellt
werden, dass die Intensität
von Licht, das die Rückseite des
lichtabschirmenden Musters von der Umgebung um das lichtabschirmende
Muster erreicht, der Intensität
von Licht gleicht, das den Phasenschieber durchläuft, hat die Intensität der Amplitude
des die maskenauflösungsverbessernde
Struktur durchlaufenden Lichts an einer der Mitte der maskenauflösungsverbessernden
Struktur entsprechenden Position einen Wert von 0 und die Intensität (quadrierte Amplitudenintensität) von Licht,
das die maskenauflösungsverbessernde
Struktur durchläuft,
hat ebenfalls an einer der Mitte der maskenauflösungsverbessernden Struktur
entsprechenden Position einen Wert von 0.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Wenn
eine Übertragungsmaske
zum Erzielen der Halbleiter-Entwurfsregel (DRAM-Strukturbreite von
65 nm oder weniger) durch einen Maskenrohling hergestellt wird,
der ein hochauflösendes
chemisch verstärktes
Resistmaterial aufweist, führt
ein unzureichendes Haftvermögen
der Resistschicht in einer Entwicklungbehandlung in einem Schritt
zum Ausbilden einer strukturierten Resistschicht zu einem Verlust
eines Resistmusters, wodurch ein Musterdefekt erzeugt wird.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Problem zu lösen und
einen Maskenrohling, mit dem ein Verlust eines Resistmusters und
die Erzeugung eines Musterdefekts bei der Herstellung einer Übertragungsmaske
zum Erzielen der Halbleiter-Entwurfsregel (DRAN-Strukturbreite von
65 nm oder weniger) verhindert werden kann, sowie eine Übertragungsmaske
bereitzustellen.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Die
vorliegende Erfindung weist die folgenden Strukturen auf:
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(Struktur 1)
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Maskenrohling
mit einer dünnen
Schicht zum Ausbilden eines Maskenmusters, wobei die dünne Schicht
auf einem Substrat ausgebildet ist, und einer auf der dünnen Schicht
ausgebildeten Resistschicht, wobei die dünne Schicht und die Resistschicht
eine Haftschicht sandwichartig einschließen, die mit der dünnen Schicht
und der Resistschicht verbunden ist, wobei die Haftschicht ein Kollabieren
der strukturierten Resistschicht während der Entwicklung der Resistschicht
verhindert.
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(Struktur 2)
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Maskenrohling
gemäß der Struktur
1, wobei die Haftschicht eine Harzschicht ist, die bezüglich eines
im Entwicklungsprozess verwendeten Entwicklers beständig ist.
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(Struktur 3)
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Maskenrohling
gemäß der Struktur
1 oder 2, wobei eine Oberfläche
der Haftschicht, die sich auf einer Seite befindet, auf der die
Resistschicht ausgebildet ist, gereinigt ist.
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(Struktur 4)
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Maskenrohling
gemäß einer
der Strukturen 1 bis 3, wobei die Haftschicht durch eine Strukturierungsbehandlung
für die
dünne Schicht
entfernt wird.
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(Struktur 5)
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Maskenrohling
gemäß einer
der Strukturen 1 bis 4, wobei die dünne Schicht eine Metallschicht
ist.
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(Struktur 6)
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Maskenrohling
gemäß einer
der Strukturen 1 bis 5, wobei die dünne Schicht eine siliziumhaltige Schicht
ist.
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(Struktur 7)
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Verfahren
zum Herstellen einer Übertragungsmaske
mit dem Schritt zum Strukturieren der dünnen Schicht des Maskenrohlings
gemäß einer der
Strukturen 1 bis 6 zum Ausbilden eines Übertragungsmusters auf dem
Substrat.
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(Struktur 8)
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Maskenrohling
mit einer Resistschicht auf einem Substrat, das eine dünne Schicht
aufweist, wobei zwischen der dünnen
Schicht und der Resistschicht eine Zwischenschicht zum Verhindern
des Kollabierens eines in der Resistschicht ausgebildeten Resistmusters
ausgebildet ist.
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(Struktur 9)
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Maskenrohling
gemäß der Struktur
8, wobei das in der Resistschicht ausgebildete Resistmuster ein
Muster mit einer Linienbreite von weniger als 100 nm aufweist.
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(Struktur 10)
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Maskenrohling
gemäß der Struktur
8 oder 9, wobei das in der Resistschicht ausgebildete Resistmuster
ein Aspektverhältnis
von 3 oder mehr aufweist.
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(Struktur 11)
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Maskenrohling
gemäß einer
der Strukturen 8 bis 10, wobei die Zwischenschicht in einem Entwickler
zum Ausbilden des Resistmusters in der Resistschicht nicht löslich ist.
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(Struktur 12)
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Maskenrohling
gemäß einer
der Strukturen 8 bis 11, wobei die Zwischenschicht strukturiert
wird, wenn die dünne
Schicht strukturiert wird, wobei das Resistmuster als Maske dient.
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(Struktur 13)
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Maskenrohling
gemäß einer
der Strukturen 8 bis 12, wobei die Zwischenschicht abgestreift wird, wenn
das Resistmuster vom Substrat abgestreift wird.
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(Struktur 14)
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Maskenrohling
gemäß einer
der Strukturen 8 bis 13, wobei die dünne Schicht Chrom oder Silizium enthält.
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(Struktur 15)
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Verfahren
zum Herstellen einer Übertragungsmaske
mit den Schritten: Herstellen eines Maskenrohlings mit einer dünnen Schicht
zum Ausbilden eines Maskenmusters, einer Zwischenschicht zum Abdecken
der dünnen
Schicht mindestens in einem Bereich, in dem das Maskenmuster ausgebildet wird,
und einem auf der Zwischenschicht ausgebildeten Resistmuster, und
aufeinanderfolgendes Strukturieren der Zwischenschicht und der dünnen Schicht, wobei
das Resistmuster als Maske dient.
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(Struktur 16)
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Verfahren
zum Herstellen einer Übertragungsmaske
gemäß der Struktur
15, wobei das Resistmuster und die Zwischenschicht nacheinander abgestreift
werden, nachdem die Zwischenschicht und die dünne Schicht strukturiert worden
sind.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend näher erläutert.
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Erfindungsgemäß wird ein
Maskenrohling mit einer dünnen
Schicht zum Ausbilden eines Maskenmusters, wobei die dünne Schicht
auf einem Substrat ausgebildet ist, und einer auf der dünnen Schicht
ausgebildeten Resistschicht bereitgestellt, wobei die dünne Schicht
und die Resistschicht eine Haftschicht sandwichartig einschließen, die
mit der dünnen
Schicht und der Resistschicht verbunden ist, wobei die Haftschicht
ein Kollabieren der strukturierten Resistschicht während der
Entwicklung der Resistschicht zum Strukturieren der Resistschicht
verhindert (Struktur 1).
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Gemäß der erfindungsgemäßen Struktur
1 umschließen
die dünne
Schicht zum Ausbilden eines Maskenmusters und die Resistschicht
eine mit der dünnen
Schicht und der Haftschicht verbundene Haftschicht sandwichartig.
Dadurch kann, auch wenn eine Übertragungsmaske
zum Erzielen einer Halbleiter-Entwurfsregel
(DRAN-Strukturbreite von 65 nm oder weniger) hergestellt wird, ein
Kollabieren einer strukturierten Resistschicht während der Entwicklung der Resistschicht
zum Strukturieren der Resistschicht verhindert werden. Daher kann
erfindungsgemäß ein Maskenrohling
bereitgestellt werden, gemäß dem das
Auftreten von durch das Kollabieren eines Resistmusters verursachten
Musterdefekten verhindert wird.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Struktur
2 ist die Haftschicht eine Harzschicht, die bezüglich eines im Entwicklungsprozess
verwendeten Entwicklers beständig
ist. Infolgedessen zeigt die Haftschicht ein weiter verbessertes
Haftvermögen
bezüglich
der Resistschicht.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Struktur
3 ist eine Oberfläche
der Haftschicht auf der Seite gereinigt, auf der die Resistschicht
ausgebildet ist. Infolgedessen zeigt die Haftschicht ein weiter
verbessertes Haftvermögen
bezüglich
der Resistschicht. Außerdem
kann gemäß dieser
Struktur verhindert werden, dass Substanzen, die die Eigenschaften
der Resistschicht beeinträchtigen,
von unten in die Resistschicht eindringen. Insbesondere kann durch
diese Struktur, wenn das Resist ein chemisch verstärktes Resist
ist, verhindert werden, dass Substanzen, die die chemische Verstärkungseigenschaft
der Resistschicht beeinträchtigen,
von unten in die Resistschicht eindringen. Infolgedessen kann die
Mustergenauigkeit erhöht
werden.
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Ein
derartiger erfindungsgemäßer Maskenrohling
kann ein Fotomaskenrohling, ein Phasenverschiebungsmaskenrohling,
ein Reflexionsmaskenrohling oder ein Übertragungsplattensubstrat
zum Prägen
oder Bedrucken sein. Ein derartiger Maskenrohling kann auch ein
Maskenrohling mit einer Resistschicht oder ein Maskenrohling in
einem Zustand sein, bevor eine Resistschicht ausgebildet wird. Ein derartiger
Maskenrohling in einem Zustand bevor eine Resistschicht ausgebildet
wird, kann erfindungsgemäß ein Maskenrohling
mit einer Haftschicht auf einer dünnen Schicht zum Ausbilden
eines Maskenmusters sein. Ein derartiger Phasenverschiebungsmaskenrohling
kann ein Maskenrohling sein, bei dem eine lichtabschirmende Schicht,
die aus einem Material auf Chrombasis oder einem ähnlichen
Material besteht, auf einer Halbtonschicht ausgebildet ist. In diesem
Fall bezieht sich die dünne
Schicht zum Ausbilden eines Maskenmusters auf die Halbtonschicht und
die lichtabschirmende Schicht. Ein derartiger Reflexionsmaskenrohling
kann ein Maskenrohling mit einer Konfiguration sein, bei der ein
Absorberfilm, durch den ein Übertragungsmuster
bereitgestellt werden soll, und der aus einem Material auf Tantalbasis
oder einem Material auf Chrombasis besteht, auf einer mehrlagigen
Reflexionsschicht oder einer auf einer mehrlagigen Reflexionsschicht
ausgebildeten Pufferschicht ausgebildet ist. Eine derartige Übertragungsplatte
zum Prägen
oder Bedrucken kann eine Übertragungsplatte
mit einer Konfiguration sein, gemäß der eine dünne Schicht
auf einem als die Übertragungsplatte
dienenden Substrat ausgebildet ist und die dünne Schicht aus einem Material
auf Chrombasis oder einem ähnlichen
Material besteht und zum Ausbilden eines Übertragungsmusters verwendet
wird. Eine Maske kann eine Photomaske, eine Phasenverschiebungsmaske,
eine Reflexionsmaske oder eine Übertragungsplatte
zum Prägen oder
Bedrucken sein. Eine derartige Maske kann eine Retikel-Maske sein.
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Eine
dünne Schicht
zum Ausbilden eines Maskenmusters kann erfindungsgemäß eine lichtabschirmende
Schicht zum Abschirmen von Belichtungslicht oder ähnlichem
Licht, eine halbtransparente Schicht zum Einstellen und Steuern
des Lichtdurchlassgrades von Belichtungslicht oder ähnlichem
Licht, eine Reflektivitätssteuerungsschicht (einschließlich einer
antireflektiven Schicht) zum Einstellen und Steuern der Reflektivität bezüglich Belichtungslicht
oder ähnlichem
Licht, eine Phasenverschiebungsschicht zum Verschieben der Phase
von Belichtungslicht oder ähnlichem
Licht oder eine Halbtonschicht mit einer Lichtabschirmungseigenschaft und
einer Phasenverschiebungseigenschaft sein.
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Wenn
ein erfindungsgemäßer Maskenrohling
derart ausgebildet wird, dass die Haftschicht durch eine Strukturierungsbehandlung
für die
dünne Schicht
entfernt wird (Struktur 4), kann ein Muster einer auf dem Maskenrohling
ausgebildeten chemisch verstärkten
Resistschicht exakt auf die dünne Schicht übertragen
werden. Insbesondere kann diese Übertragung
auf die dünne
Schicht ausgeführt werden,
während
die Auflösung
in der chemisch verstärkten
Resistschicht auf dem Maskenrohling beibehalten wird. Die Auflösung wird
durch das Vorhandensein der Haftschicht erzielt. Dadurch wird in
einem Übertragungsmuster,
das durch Strukturieren der dünnen
Schicht erhalten wird, eine gute Auflösung erhalten, und außerdem wird
eine gute Mustergenauigkeit erzielt.
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Ein
erfindungsgemäßer Maskenrohling
ist insbesondere vorteilhaft, wenn die dünne Schicht zum Ausbilden eines
Maskenmusters eine Metallschicht ist (Struktur 5). Beispiele der
Metallschicht sind Schichten, die aus Chrom, Tantal, Molybdän, Titan,
Hafnium, Wolfram, Legierungen, die die vorstehend erwähnten Elemente
enthalten, und Materialien beste hen, die die vorstehend erwähnten Elemente oder
die vorstehend erwähnten
Legierungen enthalten.
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Ein
erfindungsgemäßer Maskenrohling
ist insbesondere vorteilhaft, wenn die dünne Schicht zum Ausbilden eines
Maskenmusters eine siliziumhaltige Schicht ist (Struktur 6). Beispiele
der siliziumhaltigen Schicht sind eine Siliziumschicht, eine Metallsilizidschicht,
die Silizium und ein Metall enthält (Chrom,
Tantal, Molybdän,
Titan, Hafnium, Wolfram), eine Siliziumschicht, die mindestens eines
der Elemente Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff enthält, und
eine Metallsilizidschicht, die mindestens eines der Elemente Sauerstoff,
Stickstoff und Kohlenstoff enthält.
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Ein
erfindungsgemäßer Maskenrohling
ist zweckdienlich, wenn die Resistschicht eine chemisch verstärkte Resistschicht
ist. Ein erfindungsgemäßer Maskenrohling
ist außerdem
dann besonders zweckdienlich, wenn ein Resistmuster ausgebildet
wird, wobei die Resistschicht einer Musterbelichtung (Lithografie)
durch einen Elektronenstrahl unterzogen wird, der mit einer Beschleunigungsspannung
von 50 keV oder mehr beschleunigt wird. Dies ist der Fall, weil
die vorliegende Erfindung dafür
vorgesehen ist, die Auflösung
eines auf einem Maskenrohling ausgebildeten chemisch verstärkten Resistmusters
weiter zu verbessern, wenn ein mit einem 50 keV Elektronenstrahl
kompatibler Lithografieprozess angewendet wird.
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Beispiele
eines derartigen erfindungsgemäßen chemisch
verstärkten
Resistfilms sind eine Resistschicht, die eine Resisteigenschaft
durch einen Mechanismus zeigt, gemäß dem eine Säure, die
in der Resistschicht durch Belichtung erzeugt wird und als eine
katalytische Substanz dient, mit einer funktionellen Gruppe oder
einer funktionellen Substanz reagiert, die die Solubilität eines
Polymers im nachfolgenden Wärmebehandlungsschritt
steuert. Hierbei bezieht sich der Ausdruck "zeigt eine Resisteigenschaft" auf die Solubilität eines
derartigen Polymers in einem Alkali, in dem die Solubilität beispielsweise durch
Entfernen einer funktionellen Gruppe oder auf ähnliche Weise erhalten wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Maskenrohling
ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Maskenrohling zum Ausbilden
eines Resistmusters mit einer Linienbreite von weniger als 100 nm
auf dem Maskenrohling verwendet wird. Beispiele eines derartigen
Maskenrohlings sind eine OPC-Maske und eine Maske mit einer maskenauflösungsverbessernden
Struktur (auflösungsverbessernde
Maske). In diesen Masken (OPC-Maske oder auflösungsverbessernde Masken) haben
Hilfsmuster, die zum Erhöhen
der Auflösung der
Hauptmuster um die Hauptmuster herum ausgebildet sind, die kleinsten
Breiten. Aus diesem Grunde ist ein erfindungsgemäßer Maskenrohling insbesondere
zum Herstellen von Masken mit derartigen Mustern geeignet.
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Eine
erfindungsgemäße Übertragungsmaske
und ein erfindungsgemäßes Verfahren
zum Herstellen der Übertragungsmaske
weisen das Strukturieren der dünnen
Schicht des erfindungsgemäßen Maskenrohlings
zum Ausbilden eines Übertragungsmusters
auf dem Substrat auf (Struktur 7).
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Diese
erfindungsgemäße Übertragungsmaske
kann die Mustergenauigkeit erfüllen,
die für Übertragungsmasken
erforderlich ist, die zum Erzielen einer Halbleiter-Entwurfsregel
für eine
DRAM-Strukturbreite von 65 nm oder weniger erforderlich ist.
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Ein
erfindungsgemäßer Maskenrohling
weist eine Resistschicht auf einem Substrat auf, das eine dünne Schicht
aufweist, wobei zwischen der dünnen Schicht
und der Resistschicht eine Zwischenschicht zum Verhindern des Kollabierens
eines in der Resistschicht ausgebildeten Resistmusters angeordnet
ist (Struktur 8).
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Bei
der erfindungsgemäßen Struktur
8 ist zwischen der dünnen
Schicht und der Resistschicht eine Zwischenschicht zum Vermeiden
eines Kollabierens eines in der Resistschicht ausgebildeten Reistmusters
angeordnet. Infolgedessen kann ein Kollabieren eines Resistmusters
während
eines Schritts zum Ausbilden des Resistmusters in der Resistschicht
und nach der Ausbildung des Resistmusters verhindert werden.
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In
der erfindungsgemäßen Struktur
8 entspricht ein Substrat, das eine dünne Schicht aufweist, allgemein
einem relativ festen Boden oder Sockel. Eine Zwischenschicht zum
Verhindern des Kollabierens eines Resistmusters entspricht einem
Mattenfundament für
den Sockel und das Resistmuster und/oder entspricht einer Schicht,
die im Allgemeinen relativ weich ist und dem Resistmuster eine schwingungsdämpfende
Eigenschaft und eine erdbebensichere Eigenschaft (eine säulenförmige Struktur)
verleiht. Infolgedessen kann ein Kollabieren des Resistmusters während eines
Schritts zum Ausbilden des Resistmusters in der Resistschicht und
nach der Ausbildung des Resistmusters verhindert werden.
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Wenn
ein in der Resistschicht ausgebildetes Resistmuster ein Muster mit
einer Linienbreite von weniger als 100 nm enthält, neigt das Resistmuster während eines
Schritts zum Ausbilden des Resistmusters in der Resistschicht und
nach der Ausbildung des Resistmusters dazu zu kollabieren. Durch die
erfindungsgemäße Struktur
9 kann dieses Kollabieren jedoch verhindert werden.
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Wenn
das in der Resistschicht ausgebildete Resistmuster ein Muster mit
einem Aspektverhältnis von
3 oder mehr aufweist, hat das Resistmuster (säulenförmige Struktur) eine geringe
Stabilität.
Aus diesem Grunde neigt das Resistmuster während eines Schritts zum Ausbilden
des Resistmusters in der Resistschicht und nach der Ausbildung des
Resistmusters dazu zu kollabieren. Durch die erfindungsgemäße Struktur
10 kann dieses Kollabieren jedoch verhindert werden.
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Die
erfindungsgemäße Struktur
11 ist ein vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Maskenrohling,
wobei die Zwischenschicht in einem Entwickler zum Ausbilden des
Resistmusters in der Resistschicht nicht löslich ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Struktur
11 wird verhindert, dass die Zwischenschicht zum Verhindern des
Kollabierens eines Resistmusters durch einen Entwickler angegriffen
oder zerfressen wird. Die Zwischenschicht entspricht einem Mattenfundament
für den
Boden oder Sockel und das Resistmuster und/oder entspricht einer
Schicht, die im Allgemeinen relativ weich ist und dem Resistmuster
eine schwingungsdämpfende
Eigenschaft und eine erdbebensichere Eigenschaft (eine säulenförmige Struktur)
verleiht. Infolgedessen kann ein Kollabieren des Resistmusters weiter
vermindert werden.
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Die
erfindungsgemäße Struktur
12 ist ein vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Maskenrohling,
bei dem die Zwischenschicht strukturiert wird, wenn die dünne Schicht
strukturiert wird, wobei das Resistmuster als eine Maske dient.
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In
der erfindungsgemäßen Struktur
12 wird die Zwischenschicht beispielsweise durch ein Ätzmittel
strukturiert, das zum Strukturieren der dünnen Schicht verwendet wird,
wobei das Resistmuster als Maske dient. Dadurch kann der Prozess
vereinfacht werden und wird die Auflösung eines Übertragungsmusters, das unter
Verwendung des als Maske dienenden Resistmusters ausgebildet wird,
vorteilhaft erhöht.
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Die
erfindungsgemäße Struktur
13 ist ein vorstehend beschriebener Maskenrohling, bei dem die Zwischenschicht
abgestreift wird, wenn das Resistmuster vom Substrat abgestreift
wird.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Struktur
13 wird die Zwischenschicht beispielsweise durch einen Abstreifer
oder eine Abzieheinrichtung abgestreift, der/die zum Abstreifen
des Resistmusters vom Substrat verwendet wird. Dadurch kann der
Prozess vereinfacht werden.
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Ein
erfindungsgemäßer Maskenrohling
ist besonders vorteilhaft, wenn die dünne Schicht Chrom oder Silizium
enthält
(Struktur 14). Beispiele von Materialien für eine Schicht, die Chrom oder
Silizium enthält,
sind die vorstehend beschriebenen Materialien.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zum Herstellen einer Übertragungsmaske
gemäß der Struktur 15
weist die Schritte auf: Herstellen eines Maskenrohlings mit einer
dünnen
Schicht zum Ausbilden eines Maskenmusters, einer Zwischenschicht
zum Abdecken der dünnen
Schicht mindestens in einem Bereich, in dem das Maskenmuster ausgebildet
ist, und eines auf der Zwischenschicht ausgebildeten Resistmusters,
und aufeinanderfolgendes Strukturieren der Zwischenschicht und der
dünnen
Schicht, wobei das Resistmuster als Maske dient.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Struktur
15 wird eine Zwischenschicht ausgebildet, die mindestens einen Bereich
der dünnen
Schicht zum Ausbilden eines Maskenmusters abdeckt, wobei der Bereich
ein Bereich ist, in dem das Maskenmuster ausgebildet wird. Dadurch
kann, wenn beispielsweise die Strukturierung mit einem Lösungsmittel
ausgeführt
wird, ein Kollabieren des Resistmusters effektiv verhindert werden.
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Gemäß der Struktur
16 wird ein erfindungsgemäßes Verfahren
zum Herstellen einer vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Übertragungsmaske
bereitgestellt, wobei, nachdem die Zwischenschicht und die dünne Schicht
strukturiert wurden, das Resistmuster und die Zwischenschicht nacheinander
abgestreift werden.
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Dieses
erfindungsgemäße Verfahren
ist dazu vorgesehen, die für
die Übertragungsmaske
unnötigen
Schichten zu entfernen.
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"Nacheinander abgestreift" oder "aufeinanderfolgend
abgestreift" beinhaltet
auch den Fall, gemäß dem das
Resistmuster und die Zwischenschicht durch den gleichen Abstreifer
oder die gleiche Abzieheinrichtung gleichzeitig abgestreift werden.
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Die
vorstehend in Verbindung mit den Strukturen 1 bis 8 beschriebenen
Merkmale sind auch auf die vorstehend beschriebenen Strukturen 9
bis 16 anwendbar.
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Beispiele
des erfindungsgemäßen Substrats sind
ein synthetisches Quarzsubstrat, ein Soda-Kalk-Glassubstrat, ein
Nicht-Alkali-Glassubstrat und ein Glassubstrat mit geringer Wärmeausdehnung.
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Vorteile
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Durch
die vorliegende Erfindung kann ein Maskenrohling, bei dem ein Verlust
eines Resistmusters und die Erzeugung eines Musterdefekts bei der Herstellung
einer Übertragungsmaske
zum Erzielen einer Halbleiter-Entwurfsregel (DRAM-Strukturbreite von
65 nm oder weniger) verhindert werden kann, sowie eine Maske bereitgestellt
werden.
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Beste Techniken zum Implementieren der
Erfindung
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Nachstehend
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
ein Beispiel einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Maskenrohlings 10.
Gemäß diesem
Beispiel ist der Maskenrohling 10 ein Maskenrohling für eine binäre Maske
und weist ein transparentes Substrat 12, eine lichtabschirmende
Schicht 13 (eine laminierte Schicht, die durch eine lichtabschirmende
Schichtlage 14 und eine Antire flexionsschichtlage 16 gebildet
wird), eine Haftschicht (Zwischenschicht 18) und eine chemisch verstärkte Schicht 20 auf.
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Das
transparente Substrat 12 ist beispielsweise ein synthetisches
Quarzsubstrat oder besteht aus einem Material wie beispielsweise
Soda-Quarz-Glas. Die lichtabschirmende Schicht 13 ist eine
laminierte Schicht, die durch die lichtabschirmende Schichtlage 14 und
die Antireflexionsschichtlage 16 gebildet wird.
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Die
lichtabschirmende Schichtlage 14 weist beispielsweise nacheinander
eine Chromnitridschicht 22 und eine Chrom-Carbonitridschicht 24 auf dem
transparenten Substrat 12 auf. Die Chromnitridschicht 22 ist
eine Schicht, die hauptsächlich
aus Chromnitird (CrN) besteht, und hat eine Schichtdicke von beispielsweise
10 bis 20 nm. Die Chrom-Carbonitridschicht 24 ist
eine Schicht, die hauptsächlich aus
Chrom-Carbonitrid (CrCN) besteht, und hat eine Schichtdicke von
beispielsweise 25 bis 60 nm.
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Die
Antireflexionsschichtlage 16 ist beispielsweise eine Chromschicht,
die Sauerstoff und Stickstoff aufweist (CrON-Schicht), und ist auf
der Chrom-Carbontridschicht 24 ausgebildet. Die Antireflexionsschichtlage 16 hat
eine Schichtdicke von beispielsweise 15 bis 30 nm.
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Die
lichtabschirmende Schichtlage 14 und die Antireflexionsschichtlage 16 können durch
reaktives Sputtern, wobei Chrom als Sputtertarget dient, in einer
Atmosphäre
aus einem reaktionsfähigen
Gas (z. B. Sauerstoffgas, Stickstoffgas, Stickstoffdioxidgas, Kohlenstoffdioxidgas,
einem Gas auf Kohlenwasserstoffbasis oder einem Mischgas der vorstehend
erwähnten
Gase) ausgebildet werden.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, wird die lichtabschirmende Schicht 13 ausgehend
von der Seite des transparenten Substrats 12 durch Materialien
der Chromnitridschicht 22, der Chrom-Carbonitridschicht 24 und
einer Chromoxynitridschicht gebildet. Daher kann durch das Vorhandensein
von Chrom und mindestens eines der Elemente Sauerstoff und Stickstoff
im Wesentlichen im gesamten Bereich der lichtabschirmenden Schicht 13 in
der Schichtdickenrichtung, oder indem eine große Menge Stickstoff in jeder
Schichtlage verwendet wird, die Trockenätzrate der lichtabschirmenden
Schicht 13 bei einem Trockenätzprozess unter Verwendung
eines Gases auf Chlorbasis erhöht
werden.
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Andere
Materialbeispiele der lichtabschirmenden Schicht 13 weisen
Chrom und ein chromhaltiges (Cr enthaltendes) Material auf, das
Chrom und mindestens eines der Elemente Sauerstoff, Stickstoff,
Kohlenstoff und Wasserstoff enthält.
Die lichtabschirmende Schicht 13 kann eine einlagige oder eine
mehrlagige Struktur haben, die aus dem vorstehend beschriebenen
Schichtmaterial besteht. Wenn die lichtabschirmende Schicht 13 eine
nicht gleichmäßige Zusammensetzung
hat, kann die lichtabschirmende Schicht 13 eine mehrlagige
Struktur haben, die stufenweise ausgebildet ist, oder eine Schichtstruktur
mit einer sich kontinuierlich ändernden
Zusammensetzung.
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Die
lichtabschirmende Schicht 13 ist vorzugsweise eine dünne Schicht
mit einer hinsichtlich der Verminderung der Größe eines Übertragungsmusters und der
Erhöhung
der Mustergenauigkeit erhöhten
Trockenätzrate.
Insbesondere wird dem gesamten Bereich oder im Wesentlichen dem
gesamten Bereich der lichtabschirmenden Schicht 13 in der Schichtdickenrichtung
ein zusätzliches
Element zum Erhöhen
der Trockenätzrate
der lichtabschirmenden Schicht 13 hinzugefügt. Beispiele
des zusätzlichen Elements
zum Erhöhen
der Trockenätzrate
sind Sauerstoff und/oder Stickstoff.
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Wenn
die lichtabschirmende Schicht eine chromhaltige dünne Schicht
ist, können
die folgenden Materialien für
die lichtabschirmende Schicht ausgewählt werden.
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Wenn
die chromhaltige dünne
Schicht Sauerstoff enthält,
liegt der Sauerstoffanteil vorzugsweise im Bereich von 5 bis 80
Atom-%. Wenn der Sauerstoffanteil kleiner ist als 5 Atom-%, entfaltet sich
die Wirkung der Erhöhung
der Trockenätzrate
nicht in ausreichendem Maße.
Wenn der Sauerstoffanteil größer ist
als 80 Atom-%, hat die erhaltene Schicht einen geringen Absorptionskoeffizient
bezüglich
Belichtungslicht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger,
das zum Erzielen einer Halbleiter-Entwurfsregel für eine DRAM-Strukturbreite von
65 nm oder weniger verwendet wird, wie beispielsweise eines ArF-Excimerlasers
(Wellenlänge
193 nm). Aus diesem Grunde ist, um eine gewünschte optische Dichte zu erhalten,
eine Erhöhung
der Schichtdicke erforderlich, so dass keine erhöhte Mustergenauigkeit erzielt
werden kann. Daher ist ein Sauerstoffanteil von mehr als 80 Atom-%
nicht bevorzugt.
-
Wenn
die chromhaltige dünne
Schicht Stickstoff enthält,
liegt der Stickstoffanteil vorzugsweise im Bereich von 20 bis 80
Atom-%. Wenn der Stickstoffanteil kleiner ist als 20 Atom-%, entfaltet
sich die Wirkung der Erhöhung
der Trockenätzrate
nicht in ausreichendem Maße.
Wenn der Stickstoffanteil größer ist
als 80 Atom-%, hat die erhaltene Schicht einen geringen Absorptionskoeffizient
bezüglich
Belichtungslicht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger, das
zum Erzielen der Halbleiter-Entwurfsregel für eine DRAM-Strukturbreite
von 65 nm oder weniger verwendet wird, wie beispielsweise eines
ArF-Excimerlasers (Wellenlänge
193 nm). Aus diesem Grunde ist, um eine gewünschte optische Dichte zu erhalten,
eine Erhöhung
der Schichtdicke erforderlich, so dass keine erhöhte Mustergenauigkeit erzielt
werden kann.
-
Daher
ist ein Stickstoffanteil von mehr als 80 Atom-% nicht bevorzugt.
-
Die
chromhaltige dünne
Schicht kann sowohl Sauerstoff als auch Stickstoff enthalten. In
diesem Fall liegt der gesamte Sauerstoff- und Stickstoffanteil vorzugsweise
im Bereich von 10 bis 80 Atom-%. Wenn die chromhaltige Schicht sowohl
Sauerstoff als auch Stickstoff enthält, ist das Mengenverhältnis zwischen
Sauerstoff und Stickstoff nicht besonders eingeschränkt und
wird hinsichtlich Bedingungen, wie beispielsweise des Absorptionskoeffizienten
der erhaltenen Schicht, geeignet bestimmt.
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Die
chromhaltige dünne
Schicht, die Sauerstoff und/oder Stickstoff enthält, kann außerdem ein Element oder Elemente
wie Kohlenstoff, Wasserstoff oder Helium enthalten.
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Hinsichtlich
einer Verminderung des Sauerstoffanteils in einem Trockenätzgas kann
auch ein Trockenätzgas
verwendet werden, das keinen Sauerstoff enthält.
-
Dünne Schichten
auf Chrombasis werden hinsichtlich der Erhöhung der Mustergenauigkeit
der dünnen
Schichten auf Chrombasis vorzugsweise durch Trockenätzen geätzt (strukturiert).
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Dünne Schichten
auf Chrombasis werden vorzugsweise durch ein Trockenätzgas geätzt, das aus
einem Gas auf Chlorbasis oder einem Mischgas besteht, das ein Gas
auf Chlorbasis und ein Sauerstoffgas enthält. Dies ist der Fall, weil
durch Trockenätzen
dünner
Schichten auf Chrombasis, die aus Materialien bestehen, die Chrom
und eines oder mehrere Elemente wie beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff
enthalten, durch das vorstehend beschriebene Trockenätzgas die
Trockenätzrate
der Schichten erhöht,
die Zeitdauer des Trockenätzprozesses vermindert
und ein lichtabschirmendes Schichtmuster mit einem guten Profil
ausgebildet werden kann. Beispiele des als Trockenätzgas verwendeten
Gases auf Chlorbasis sind Cl2, SiCl4, HCl, CCl4 und
CHCl3.
-
Die
Haftschicht 18 ist dafür
vorgesehen einen Verlust eines Resistmusters zu verhindern, der durch
ein unzureichendes Haftvermögen
einer Resistschicht in einer Entwicklungsbehandlung oder bei einem
Spülprozess
nach der Entwicklungsbehandlung in einem Schritt zum Ausbilden einer
strukturierten Resistschicht verursacht wird, und die Erzeugung eines
Musterdefekts zu verhindern. Die Haftschicht 18 ist auf
der lichtabschirmenden Schicht 13 ausgebildet.
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Die
Haftschicht 18 ist vorzugsweise bezüglich eines Entwicklers beständig, der
zum Ausbilden eines Resistmusters in der chemisch verstärkten Resistschicht 20 verwendet
wird. Die Haftschicht 18 ist außerdem dazu geeignet, durch
ein Ätzmittel
geätzt zu
werden, das zum Ätzen
der lichtabschirmenden Schicht 13 verwendet wird, wobei
das Resistmuster als Maske dient.
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Insbesondere
kann die Haftschicht 18 eine Resistschicht sein, die aus
einem organischen Material mit einem gewünschten Molekulargewicht besteht
(z. B. aus einem Harz auf Acrylbasis oder einem ähnlichen Material).
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Die
Haftschicht 18 hat vorzugsweise eine Schichtdicke von 1
nm oder mehr. Die Schichtdicke beträgt vorzugsweise 2 nm oder mehr
und 25 nm oder weniger, bevorzugter 2 nm oder mehr und 20 nm oder
weniger und noch bevorzugter 5 nm oder mehr und 15 nm oder weniger.
Mit einer derartigen Schichtdicke kann eine weitere Erhöhung der
Auflösung
eines auf einem Maskenrohling ausgebildeten Resists und der Auflösung eines
auf dem Maskenrohling ausgebildeten übertragungsmusters zuverlässig erzielt
werden, wobei ein Resistmuster als Maske dient. Insbesondere kann
ein Maskenrohling zuverlässig
bereitgestellt werden, der die Mustergenauigkeit erfüllt, die
für eine
Maske zum Ausbilden von Mikromustern gemäß einer Halbleiter-Entwurfsregel
für eine
DRAM-Strukturbreite von 65 nm oder weniger erforderlich ist.
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Gemäß einer
Modifizierung der vorliegenden Ausführungsform kann der Maskenrohling 10 ein Maskenrohling
für eine
Phasenverschiebungsmaske sein. In diesem Fall weist der Maskenrohling 10 ferner
eine Phasenverschiebungsschicht beispielsweise zwischen dem transparenten
Substrat 12 und der lichtabschirmenden Schicht 13 auf.
Beispiele der Phasenverschiebungsschicht sind verschiedene bekannte
Halbtonschichten, wie beispielsweise Schichten auf Chrombasis (CrO,
CrF und ähnliche),
Schichten auf Molybdänbasis
(MoSiON, MoSiN, MoSiO und ähnliche),
Schichten auf Wolframbasis (WSiON, WSiN, WSiO und ähnliche)
und Schichten auf Siliziumbasis (SiN, SiON und ähnliche). Der Maskenrohling 10 für eine Phasenverschiebungsmaske
kann außerdem
eine Phasenverschiebungsschicht auf der lichtabschirmenden Schicht 13 aufweisen.
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1(b) zeigt die chemisch verstärkte Resistschicht 20,
die durch eine Belichtungs- und Entwicklungsbehandlung strukturiert
worden ist. Die lichtabschirmende Schicht 13 wird durch Ätzen der Haftschicht 18 und
der lichtabschirmenden Schicht 13 strukturiert, wobei die
derart strukturierte, chemisch verstärkte Resistschicht 20 als
Maske dient. Schließlich
werden die chemisch verstärkte
Resistschicht 20 und die Haftschicht 18 entfernt.
Dadurch wird eine Fotomaske hergestellt, die ein als Übertragungsmuster
dienendes lichtabschirmendes Schichtmuster auf dem transparenten
Substrat 12 aufweist.
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Nachstehend
werden ein erfindungsgemäßes Beispiel
und ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
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Beispiel 1
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Ein
synthetisches Quarzsubstrat mit einer Seitenlänge von 152 mm (6 Zoll) und
einer Dicke von 6,35 mm (0,25 Zoll) wurde als das transparente Substrat 12 verwendet.
Die Chromnitridschicht 22 und die Chrom-Carbonitridschicht 24 wurden
als die lichtabschirmende Schichtlage 14 durch ein Sputterverfahren
auf dem transparenten Substrat 12 ausgebildet. Daraufhin
wurde eine Chromoxynitridschicht als Antireflexionsschichtlage 16 ausgebildet.
Die lichtabschirmende Schicht 13 enthielt im Wesentlichen
im gesamten Bereich der lichtabschirmenden Schicht 13 in
der Schichtdickenrichtung Stickstoff. Die lichtabschirmende Schicht 13 hatte
eine Dicke von 68 nm.
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Anschließend wurde
die Haftschicht 18 durch Rotationsbeschichten (Spin-Coating)
einer Haftschicht (FKB-15B, hergestellt von FUJIFILM Electronic
Materials Co., Ltd.) in einer Dicke von 30 nm ausgebildet. Daraufhin
wurde die Haftschicht 18 durch eine Wärmebehandlung bei 200°C für 10 Minuten
durch eine Heizplatte getrocknet. Bevor ein Resist aufgebracht wurde,
wurden zunächst
durch eine Wärmebehandlung
der Haftschicht 18 bei 200°C Verunreinigungen, wie beispielsweise
organische Stoffe, die an der Oberfläche der Haftschicht 18 anhaften, entfernt,
wodurch die Haftschicht gereinigt wurde. Anschließend wurde
die chemisch verstärkte
Resistschicht 20 durch Rotationsbeschichten eines chemisch
verstärkten
positiven Resists für
eine Elektronenstrahlbelichtung (FEP171, hergestellt von FUJIFILM
Electronic Materials Co., Ltd.) in einer Dicke von 300 nm ausgebildet.
Daraufhin wurde die chemisch verstärkte Resistschicht 20 durch
eine Wärmebehandlung
bei 130°C
für 10
Minuten durch eine Heizplatte getrocknet. Dadurch wurde der Maskenrohling 10 als
Fotomaskenrohling erhalten, der eine Resistschicht für eine Belichtung
durch einen ArF-Excimerlaser aufweist.
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Vergleichsbeispiel 1
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Als
Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Maskenrohling gemäß Beispiel 1 verwendet, außer dass
die Haftschicht 18 nicht ausgebildet wurde.
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Zum
Vergleichen der Maskenrohlinge gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel
1 hinsichtlich der Auflösung
wurde jeweils ein Resistmuster ausgebildet, und die lichtabschirmende
Schicht wurde strukturiert, wobei das Resistmuster als Maske diente.
Jeder Maskenrohling wurde zunächst
durch ein Elektronenstrahlbelichtungssystem belichtet und anschließend einer
Nachbelichtungs-Brennbehandlung (Post-Exposure-Baking) und einer
Entwicklungsbehandlung unterzogen. Dadurch wurde jedes Resistmuster
ausgebildet. Diese Belichtung wurde durch einen Elektronenstrahl
ausgeführt,
der mit einer Beschleunigungsspannung von 50 keV oder mehr beschleunigt
wurde. Die ausgebildeten Resistmuster waren 80 nm Linien- und Abstandsmuster.
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Die
ausgebildeten Resistmuster wurden untersucht. Für das Beispiel 1 stellte die
Haftschicht 18 ein gutes Haftvermögen zwischen der chemisch verstärkten Resistschicht 20 und
der lichtabschirmenden Schicht 13 bereit, wodurch eine
geeignete Ausbildung des 80 nm Linien- und Abstandsmusters bestätigt wurde.
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Für das Vergleichsbeispiel
1 war dagegen das Haftvermögen
zwischen der chemisch verstärkten
Resistschicht 20 und der lichtabschirmenden Schicht 13 unzureichend,
so dass das Resistmuster bei einer Spülbehandlung nach der Entwicklungsbehandlung
verloren ging.
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Anschließend wurden
die Haftschicht 18 und die lichtabschirmende Schicht 13 durch
Trockenätzen
mit einem Ätzgas
strukturiert, das Chlorgas und ein Sauerstoffgas enthielt, wobei
das Resistmuster als Maske diente. Schließlich wurden die chemisch verstärkte Resistschicht 20 und
die Haftschicht 18 entfernt. Dadurch wurde eine Maske für eine Belichtung
durch einen ArF-Excimerlaser hergestellt.
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Für Beispiel
1 wurde in der lichtabschirmenden Schicht ein 80 nm Linien- und
Abstandsmuster ausgebildet, wobei an den Fußabschnitten des lichtabschirmenden
Schichtmusters keine Fußprojektionen
erzeugt wurden. Die Mustergenauigkeit erfüllte die Linearität von 10
nm oder weniger für
eine Halbleiter-Entwurfsregel einer DRAM-Strukturbreite von 65 nm.
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Für Vergleichsbeispiel
1 wurde dagegen das Vorhandensein von Musterdefekten bestätigt, die durch
den Verlust des Resistmusters in der Spülbehandlung nach der Entwicklungsbehandlung
verursacht wurden. Außerdem
wurde die Erzeugung von Fußprojektionen
an den Fußabschnitten
des ausgebildeten lichtabschirmenden Schichtmusters bestätigt. Es
wurde kein 80 nm Linien- und Abstandsmuster ausgebildet, sondern
es wurde lediglich ein 200 nm Linien- und Abstandsmuster aufgelöst.
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2 zeigt
ein Beispiel einer zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Maskenrohlings 10.
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Mit
Ausnahme der nachstehend beschriebenen Merkmale sind die gleichen
oder ähnliche
Merkmale wie in 1 in 2 durch
die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht näher beschrieben.
In diesem Beispiel weist der Maskenrohling 10 das transparente
Substrat 12, die lichtabschirmende Schicht 13 (laminierte
Schicht, die durch die lichtabschirmende Schichtlage 14 und
die Antireflexionsschichtlage 16 gebildet wird), eine siliziumhaltige Schicht 32 (eine
Silizium enthaltende Schicht), eine Haftschicht (Zwischenschicht) 34,
die aus einem Harzmaterial (organischen Material) besteht, und die chemisch
verstärkte
Resistschicht 20 auf.
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Die
siliziumhaltige Schicht 32 enthält Silizium und dient bei der
Strukturierung der lichtabschirmenden Schicht 13 als eine
harte Maske. Die siliziumhaltige Schicht 32 hat eine Schichtdicke
von beispielsweise 30 nm (z. B. 25 bis 35 nm). Die siliziumhaltige Schicht 32 kann
eine MoSi enthaltende Schicht sein, die MoSiO, MOSiN, MoSiON usw.
enthält.
Alternativ kann die siliziumhaltige Schicht 32 eine Schicht
sein, die aus TaSiO, TaSiN, TaSiON, TaBO, TaBN, TaBON, WSiO, WSiN,
WSiON, SiO, SiN, SiON usw. besteht. Die als harte Maske verwendete
siliziumhaltige Schicht 32 ist ein Beispiel einer dünnen Schicht
zum Ausbilden eines Übertragungsmusters.
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Die
Haftschicht 34 ist dafür
vorgesehen, einen Verlust eines Resistmusters zu verhindern, der durch
ein unzureichendes Haftvermögen
einer Resistschicht bei einer Entwicklungsbehandlung oder bei einem
Spülprozess
nach der Entwicklungsbehandlung in einem Schritt zum Ausbilden einer
strukturierten Resistschicht verursacht wird, und die Erzeugung
eines Musterdefekts zu verhindern. Die Haftschicht 34 ist
eine Schicht (eine aus einem organischen Material bestehende Harzschicht)
zum Verbessern des Haftvermögens
zwischen der siliziumhaltigen Schicht 32 und der chemisch
verstärkten
Resistschicht 20. Die Haftschicht 34 wird auf
der siliziumhaltigen Schicht 32 ausgebildet. Das Haftvermögen der
aus einem Harzmaterial (organischen Material) bestehenden Haftschicht 34 bezüglich der
siliziumhaltigen Schicht 32 ist höher als das Haftvermögen der
chemisch verstärkten
Resistschicht 20 bezüglich
der siliziumhaltigen Schicht 32, wenn die chemisch verstärkte Resistschicht 20 auf
der siliziumhaltigen Schicht 32 ausgebildet ist.
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Im
vorliegenden Beispiel hat die Haftschicht 34 beispielsweise
vorzugsweise eine Schichtdicke von 1 nm oder mehr. Die Schichtdicke
beträgt
vorzugsweise 2 nm oder mehr und 25 nm oder weniger, bevorzugter
2 nm oder mehr und 20 nm oder weniger, und noch bevorzugter 5 nm
oder mehr und 15 nm oder weniger. Die chemisch verstärkte Resistschicht 20 wird
in einem Maskenrohling im Allgemeinen auf der Haftschicht 34 ausgebildet.
-
2(b) zeigt die chemisch verstärkte Resistschicht 20,
die durch Elektronenstrahllithografie strukturiert worden ist. Die
Haftschicht 34 und die siliziumhaltige Schicht 32 werden
strukturiert, wobei die derart strukturierte chemisch verstärkte Resistschicht 20 als
Maske dient. Die lichtabschirmende Schicht 13 wird geätzt, wobei
die siliziumhaltige Schicht 32 als Maske (harte Maske)
dient. Dadurch wird eine Fotomaske mit einer strukturierten lichtabschirmenden
Schicht 13 hergestellt.
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Nachstehend
werden ein Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung und ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
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Beispiel 2
-
Die
lichtabschirmende Schicht 13 wurde wie in Beispiel 1 mit
dem transparenten Substrat 12 ausgebildet. Außerdem wurde
eine MoSiON-Schicht als die siliziumhaltige Schicht 32 ausgebildet.
Die siliziumhaltige Schicht 32 hatte eine Dicke von 30
nm.
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Anschließend wurde
die Haftschicht 34 durch Rotationsbeschichten als Harzschicht,
die aus dem gleichen organischen Material wie in Beispiel 1 bestand
(FKB-15B, hergestellt von FUJIFILM Electronic Materials Co., Ltd.),
in einer Dicke von 30 nm ausgebildet. Daraufhin wurde die Haftschicht 34 durch
eine Wärmebehandlung
bei 200°C
für 10
Minuten durch eine Heizplatte getrocknet. Anschließend wurde
die chemisch verstärkte
Resistschicht 20 wie in Beispiel 1 aus gebildet. Dadurch
wurde der Maskenrohling 10 als Fotomaske mit einer Resistschicht erhalten.
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Vergleichsbeispiel 2
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Ein
Maskenrohling gemäß Vergleichsbeispiel
2 wurde wie in Beispiel 2 erhalten, außer das die Haftschicht 34 nicht
ausgebildet wurde.
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Zum
Vergleichen der Maskenrohlinge gemäß Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel
2 hinsichtlich des Haftvermögens
zwischen der chemisch verstärkten
Resistschicht und der siliziumhaltigen Schicht wurde jede chemisch
verstärkte
Resistschicht strukturiert. Jeder Maskenrohling wurde durch ein
Elektronenstrahlbelichtungssystem belichtet und anschließend einer
Nachbelichtungs-Brennbehandlung (Post-Exposure-Baking) und einer
Entwicklungsbehandlung unterzogen. Dadurch wurde jedes Resistmuster
ausgebildet. Diese Belichtung wurde durch einen Elektronenstrahl
ausgeführt,
der mit einer Beschleunigungsspannung von 50 keV oder mehr beschleunigt
wurde. Die ausgebildeten Resistmuster waren 80 nm Linien- und Abstandsmuster.
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Die
ausgebildeten Resistmuster wurden untersucht. Für das Beispiel 2 stellte die
Haftschicht 34 ein gutes Haftvermögen zwischen der chemisch verstärkten Resistschicht 20 und
der siliziumhaltigen Schicht 33 bereit, wodurch eine geeignete
Ausbildung des 80 nm Linien- und Abstandsmusters bestätigt wurde.
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Für das Vergleichsbeispiel
2 war dagegen das Haftvermögen
zwischen der chemisch verstärkten
Resistschicht und der siliziumhaltigen Schicht 32 unzureichend,
so dass das Resistmuster bei einer Spülbehandlung nach der Entwicklungsbehandlung verloren
ging.
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Anschließend wurden
die Haftschicht 34 und die siliziumhaltige Schicht 32 durch
Trockenätzen
mit einem Ätzgas strukturiert,
das ein Gas auf Fluorbasis enthielt, wobei das Resistmuster als
Maske diente. Außerdem
wurde die lichtabschirmende Schicht 13 durch Trockenätzen mit
einem Ätzgas
strukturiert, das ein Chlorgas und ein Sauerstoffgas enthielt, wobei
die strukturierte siliziumhaltige Schicht 32 als Maske
diente. Schließlich
wurden die chemisch verstärkte
Resistschicht 20, die Haftschicht 34 und die siliziumhaltige
Schicht 32 entfernt. Dadurch wurde eine Maske für eine Belichtung
durch einen ArF-Excimerlaser hergestellt.
-
Für Beispiel
2 wurde in der lichtabschirmenden Schicht ein 80 nm Linien- und
Abstandsmuster ausgebildet, wobei an den Fußabschnitten des lichtabschirmenden
Schichtmusters keine Fußprojektionen
erzeugt wurden. Die Mustergenauigkeit erfüllte die Linearität von 10
nm oder weniger für
eine Halbleiter-Entwurfsregel einer DRAM-Strukturbreite von 65 nm.
-
Für Vergleichsbeispiel
2 wurde dagegen das Vorhandensein von Musterdefekten bestätigt, die durch
den Verlust des Resistmusters in der Spülbehandlung nach der Entwicklungsbehandlung
verursacht wurden. Außerdem
wurde die Erzeugung von Fußprojektionen
an den Fußabschnitten
des ausgebildeten lichtabschirmenden Schichtmusters bestätigt. Es
wurde kein 80 nm Linien- und Abstandsmuster ausgebildet, sondern
es wurde lediglich ein 200 nm Linien- und Abstandsmuster aufgelöst.
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In
den vorstehend beschriebenen Beispielen 1 und 2 wurden die Haftschichten 18 und 34 jeweils durch
das Gas zum Ätzen
der lichtabschirmenden Schicht 13 und das Gas zum Ätzen der
siliziumhaltigen Schicht 32 entfernt. Die Entfernung der
Haftschichten 18 und 34 ist jedoch nicht darauf
beschränkt.
Alternativ können,
nachdem die Resistmuster ausgebildet wurden, die Haftschichten 18 und 34 durch
Polieren oder ein ähnliches
Verfahren entfernt werden, und die licht abschirmenden Schichten 13 und
die siliziumhaltigen Schichten 32 können durch Ätzen mit den Mustern strukturiert
werden, die durch die Haftschichten und die Resistschichten gebildet
werden, die als Masken dienen.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezug auf Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben worden ist, ist der technische Umfang der vorliegenden
Erfindung nicht auf den in Verbindung mit den vorstehenden Ausführungsformen
beschriebenen Umfang beschränkt.
Für Fachleute
ist ersichtlich, dass bezüglich
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können. Gemäß der Beschreibung der Ansprüche ist
deutlich, dass derartige Änderungen
und Modifikationen innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden
Erfindung eingeschlossen sein sollen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
ein Beispiel einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Maskenrohlings 10; 1(a) zeigt ein Konfigurationsbeispiel des
Maskenrohlings 10; 1(b) zeigt
eine chemisch verstärkte
Resistschicht 20, die durch eine Belichtungs- und Entwicklungsbehandlung
strukturiert worden ist;
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2 zeigt
ein Beispiel einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Maskenrohlings 10; 2(a) zeigt ein Konfigurationsbeispiel des
Maskenrohlings 10; 2(b) zeigt
eine chemisch verstärkte
Resistschicht 20, die durch Elektronenstrahllithografie
strukturiert worden ist.
-
- 10
- Maskenrohling
- 12
- Transparentes
Substrat
- 13
- Lichtabschirmende
Schicht
- 14
- Lichtabschirmende
Schichtlage
- 16
- Antireflexionsschichtlage
- 18
- Haftschicht
- 20
- Chemisch
verstärkte
Resistschicht
- 22
- Chromnitridschicht
- 24
- Chrom-Carbonitridschicht
- 32
- Siliziumhaltige
Schicht
- 34
- Haftschicht
-
Zusammenfassung
-
Maskenrohling und Verfahren
zum Herstellen einer Übertragungsmaske
-
[Probleme]
-
Es
sollen ein Maskenrohling, bei dem Musterdefekte eliminiert werden
können,
indem verhindert wird, dass ein Resistmuster während der Herstellung eines Übertragungsmusters
gemäß der Halbleiter-Entwurfsregel
(DRAM-Strukturbreite
von 65 nm oder weniger) verschwindet, und eine Maske bereitgestellt
werden.
-
[Mittel zum Lösen der Probleme]
-
Ein
Maskenrohling mit einer dünnen
Schicht zum Ausbilden eines Maskenmusters, wobei die dünne Schicht
auf einem Substrat ausgebildet ist, und einer auf der dünnen Schicht
ausgebildeten Resistschicht, wobei die dünne Schicht und die Resistschicht
eine Haftschicht sandwichartig einschließen, die mit der dünnen Schicht
und der Resistschicht verbunden ist, wobei die Haftschicht ein Kollabieren
der strukturierten Resistschicht während der Entwicklung des Resistmusters
bei der Strukturierung der Resistschicht verhindert.