DE19501564C2

DE19501564C2 - Phasenschiebermaske und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE19501564C2
Application number: DE19501564A
Authority: DE
Inventors: Young Mog Ham
Original assignee: Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1994-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2015-01-20
Also published as: CN1115044A; JPH07287386A; DE19501564A1; GB2286254B; US5543254A; CN1081804C; KR950024260A; GB9501019D0; KR970005675B1; GB2286254A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasenschiebermaske und ein Verfahren zur Herstellung derselben, und insbesondere eine Phasenschiebermaske des Levenson-Typs, die mit einer Nut oder Rille versehen ist, die durch Ätzen eines Abschnitts ei nes transparenten Substrats mit einer vorbestimmten Tiefe aus gebildet wird, auf dem ein Kantenbereich des Phasenschieber filmmusters angeordnet ist, wodurch ein Phänomen verhindert werden kann, daß ein unerwünschter Photoresistfilmrest zurück bleibt.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Phasenschiebermaske.

Die DE 42 15 210 A1 beschreibt ein Herstellungsverfahren für eine Phasenschiebermaske, bei der auf beiden Seiten jeder Pha senverschiebungsschicht in der Phasenverschiebungsmaske mit räumlicher Frequenzmodulation eine Seitenwand-Phasenverschie bungsschicht ausgebildet wird. Dabei wird die vom Randbereich der Phasenverschiebungsschicht her eintretende Lichtintensi tät, die entscheidend an der Entstehung einer Musterbrücken schicht beteiligt ist, durch die Seitenwand-Phasenverschie bungsschicht reduziert. Die Seitenwand-Phasenverschiebungs schicht verhindert das Ausbilden von Musterbrücken.

Die EP 0 532 040 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrich tung zur photolithographischen Herstellung von hochintegrier ten Schaltkreisen unter Verwendung einer Phasenschiebermaske, die diskrete Bereiche festlegt. Durch Ätzen des Substrats wird eine Phasenverschiebung hervorgerufen.

Bei herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Photoresist films ist eine Photomaske des Typs, der ein Photoschirmfilmmu ster einschließt, beispielsweise ein Chrommuster, das auf ei nem Quarzsubstrat ausgebildet ist, hauptsächlich als Maske für einen lithographischen Prozeß verwendet worden. Wenn eine der artige Photomaske verwendet wird, um einen Belichtungsprozeß bei der Herstellung einer hochintegrierten Halbleitervorrich tung durchzuführen, treten an Grenzen der Photoabschirmfilmmu ster der Photomaske ernsthafte Lichtbeugungs- und Interfe renzphänomene auf. Dies ist deshalb der Fall, weil Lichtstrah len, die benachbarte Photoabschirmmuster der Maske durchset zen, dieselbe Phase haben. Dadurch wird keine Definition der Photoresistmuster erzeugt, wodurch die Auflösung der Photore sistmuster verschlechtert wird.

Um Muster zu definieren oder festzulegen, die eine kritische Abmessung haben, ist eine Phasenschiebermaske vorgeschlagen worden, die ein Phasenschiebermuster zusätzlich zu dem Photo abschirmmuster hat.

Wenn bei einer derartigen Phasenschiebermaske einfallendes Licht eine Phasenschieberschicht zwischen benachbarten Pho toabschirmfilmmustern durchsetzt, wird der Phasenwinkel des einfallenden Lichts mit einem Winkel von 180° derart ver schoben, daß das Licht, das aus der Phasenschiebermaske zwi schen benachbarten Photoabschirmfilmmustern austritt, eine entgegengesetzte Phase hat. Dadurch werden an den Grenzen der Photoabschirmfilmmuster auftretende Lichtbrechungs- und Interferenzphänomene minimiert. Es ist deshalb möglich, eine verbesserte Auflösung des Photoresistfilmmusters zu erhal ten.

Ein Beispiel einer herkömmlichen Phasenschiebermaske des Le venson-Typs wird in Verbindung mit den Fig. 1A und 1B nach stehend erläutert.

Fig. 1A zeigt eine Aufsicht der herkömmlichen Levenson-Typ- Phasenschiebermaske. Wie in Fig. 1A gezeigt, umfaßt die Pha senschiebermaske ein transparentes Substrat 10 und eine Mehrzahl gleichmäßig beabstandeter Photoabschirmfilmmuster 1, die auf dem transparenten Substrat 10 angeordnet sind. Die Photoabschirmfilmmuster 1 sind in Gruppen klassifiziert, die ein Paar von Photoabschirmfilmmustern 1 enthalten. Die Phasenschiebermaske kann auch ein Phasenschieberfilmmuster 2 enthalten, das auf dem transparenten Substrat 10 derart an geordnet ist, daß es die Muster jeder Photoabschirmfilm mustergruppe überlappt.

Fig. 1B zeigt eine Aufsicht von positiven Photoresistfilm mustern 5, die auf einem Wafer 20 unter Verwendung der in Fig. 1A gezeigten Phasenschiebermaske ausgebildet sind. Die Photoresistfilmmuster 5 haben eine hohe Auflösung aufgrund eines Effekts, demnach die Phase des Lichts, das jedes Pha senschieberfilmmuster 2 der Phasenschiebermaske durchsetzt, um einen Winkel von 180° verschoben wird. Ein Rest 3 des Photoresistfilms verbleibt jedoch an Kantenabschnitten jedes Phasenschieberfilmmusters 2, das direkt auf dem transparen ten Substrat 10 aufgetragen ist, weil Licht mit einer um 180° verschobenen Phase auf Licht ohne die 180°-Phasenver schiebung auf die Kantenbereiche trifft. Der Rest 3 führt zu ungewünschten Resten von Mustern, die bei aufeinanderfolgen den Schritten ausgebildet werden. Infolgedessen wird ein schlechtes Produkt ausgebildet.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Phasenschiebermaske zu schaffen, die dazu in der Lage ist, das Phänomen zu verhindern, demnach ein uner wünschter Photoresistfilmrest zurückgelassen wird, wenn eine Levenson-Typ-Phasenschiebermaske verwendet wird. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung dieser Phasenschieber maske geschaffen werden.

Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich der Phasenschieber maske durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 3. Vorteil hafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen angegeben.

Demnach schafft die Erfindung eine Phasenschiebermaske, die mit einer Nut versehen ist, die durch Ätzen eines transpa renten Substrats mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet ist, auf dem ein Kantenabschnitt eines Phasenschieberfilm musters, das direkt auf dem transparenten Substrat aufgetra gen ist, angeordnet ist.

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Phasenschiebermaske mit einem transparenten Substrat, einer Mehrzahl gleichmäßig beabstandeter Photoabschirmfilmmuster, die auf dem transparenten Substrat ausgebildet sind, wobei die Photoabschirmfilmmuster in Gruppen klassifiziert sind, die ein Paar von Photoabschirmfilmmustern umfassen, einem Phasenschieberfilmmuster, das auf dem transparenten Substrat derart ausgebildet ist, daß es zwischen den Mustern jeder Photoabschirmfilmmustergruppe angeordnet ist, und einer Rille, die durch Ätzen eines Abschnitts des transparenten Substrats ausgebildet ist, auf dem ein Kantenabschnitt jedes Phasenschieberfilmmusters, das auf das transparente Substrat aufgetragen ist, angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfin dung ein Verfahren zur Herstellung einer Phasenschieber maske, umfassend die Schritte Ausbilden einer Mehrzahl gleichmäßig beabstandeter Photoabschirmfilmmuster auf einem transparenten Substrat, wobei die Photoabschirmfilmmuster in Gruppen klassifiziert sind, die ein Paar von Photoabschirm filmmustern umfassen, Ausbilden eines Phasenschieberfilm musters auf dem transparenten Substrat derart, daß es zwi schen den Mustern jeder Photoabschirmfilmmustergruppe ange ordnet ist, Ausbilden eines negativen Photoresistfilmmusters über der gesamten freiliegenden oberen Oberfläche der resul tierenden Struktur, die nach der Ausbildung des Phasenschie berfilmmusters erhalten wird, Belichten des Photoresistfilms an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats, Ent fernen von Abschnitten des Photoresistfilmmusters, die nicht belichtet worden sind, unter Verwendung eines Entwicklungs prozesses, wodurch ein Photoresistfilmmuster ausgebildet wird, Ausbilden einer Rille unter Verwendung eines freilie genden Abschnitts des transparenten Substrats, dort, wo ein Kantenabschnitt des Phasenschieberfilmmusters geätzt wurde, und Entfernen des Photoresistfilmmusters.

Da Rillen auf Abschnitten des transparenten Substrats vorge sehen sind, auf denen Kantenabschnitte des Phasenschieber filmmusters, die direkt auf das transparente Substrat aufge tragen sind, angeordnet sind, kann verhindert werden, daß Licht, das die Abschnitte des transparenten Substrats durch setzt, die Intensität Null hat, wodurch verhindert wird, daß ein unerwünschter Photoresistfilmrest zurückbleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei spielhaft näher erläutert; Es zeigen

Fig. 1A eine Aufsicht einer herkömmlichen Levenson-Typ-Pha senschiebermaske,

Fig. 1B eine Aufsicht auf positive Photoresistfilmmuster, die auf einem Wafer unter Verwendung der in Fig. 1A gezeig ten Phasenschiebermaske ausgebildet sind, wobei hervorgeht, daß ein Photoresistfilmrest an Kantenabschnitten der Phasen schieberfilmmuster verbleibt,

Fig. 2 eine Aufsicht einer Phasenschiebermaske des Levenson- Typs, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und

Fig. 3 bis 5 Querschnittsansichten eines Verfahrens zur Her stellung der Levenson-Typ-Phasenschiebermaske von Fig. 2 ge mäß der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 1A und 1B sind einleitend zum Stand der Technik er läutert worden.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht einer Phasenschiebermaske des Le venson-Typs, die gemäß der vorliegenden Erfindung herge stellt ist. In Fig. 2 sind jeweils denjenigen von Fig. 1A entsprechende Elemente mit denselben Bezugsziffern bezeich net. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Phasenschiebermaske ein transparentes Substrat 10, wie beispielsweise ein Quarz substrat, und eine Mehrzahl von gleichmäßig beabstandeten Photoabschirmfilmmustern 1, wie beispielsweise Chrommuster, die auf dem transparenten Substrat 10 ausgebildet sind. Die Photoabschirmfilmmuster 1 sind in Gruppen klassifiziert, die ein Paar von Photoabschirmfilmmustern 1 enthalten. Ein Pha senschieberfilmmuster 2 ist auf dem transparenten Substrat 10 derart ausgebildet, daß es zwischen den Mustern jeder Photoabschirmfilmmustergruppe angeordnet ist. Die Phasen schiebermaske umfaßt außerdem eine Nut oder Rille 7, die durch Ätzen eines Abschnitts des transparenten Substrats 10 auf eine vorbestimmte Dicke ausgebildet ist, auf dem ein Kantenbereich jedes Phasenschieberfilmmusters 2, das direkt auf dem transparenten Substrat 10 aufgetragen ist, angeord net ist.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen Querschnittsansichten entlang der Linie III-III von Fig. 2 zur Verdeutlichung eines Verfahrens zur Herstellung der Levenson-Typ-Phasenschiebermaske gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst Pho toabschirmfilmmuster 1 auf dem transparenten Substrat 10 ausgebildet, wie in Fig. 3 gezeigt. Auf der resultierenden Struktur werden Phasenschieberfilmmuster 2 ausgebildet. Dar aufhin wird ein negativer Photoresistfilm 6 über die gesamte freiliegende Oberfläche der resultierenden Struktur aufge tragen.

Darauffolgend wird die resultierende Struktur an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats 10 derart belichtet, daß der Photoresistfilm 6 Lichtstrahlen ausgesetzt ist, die jeweils jedes Photoabschirmfilmmuster 1 und jedes Phasen schieberfilmmuster 2 durchsetzen. Die Struktur wird darauf hin einer Entwicklung unterworfen. Durch die Entwicklung werden Abschnitte des Photoresistfilms 6, die keinem Licht ausgesetzt sind, entfernt, wodurch ein Photoresistfilmmuster 6A ausgebildet wird, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Photoresist film 6 ist an seinen Abschnitten, die jeweils über den Pho toabschirmfilmmustern 1 angeordnet sind, keinerlei Licht ausgesetzt. Außerdem ist der Photoresistfilm 6 an seinen Grenzabschnitten, die jeweils in Kontakt mit den Kanten des Phasenschieberfilmmusters 2 stehen, keinerlei Licht ausge setzt, weil die Intensität des Lichts, das die Kanten der Phasenschieberfilmmuster 2 durchsetzt, Null wird.

Unter Verwendung des Photoresistfilmmusters 6A als Maske werden freiliegende Abschnitte des transparenten Substrats 10 daraufhin mit einer vorbestimmten Tiefe geätzt, wodurch Rillen 7 ausgebildet werden, wie in Fig. 5 gezeigt. Da das transparente Substrat 10 die mit einer vorbestimmten Tiefe geätzten Abschnitte hat, wird die Phase des Lichts, das das transparente Substrat 10 durchsetzt, mit einem vorbestimmten Grad aufgrund der Dickendifferenz des transparenten Substrats 10 verschoben. Licht, das die Grenzabschnitte des Photoresistfilmmusters 6A durchsetzt, die in Kontakt mit den Kanten der Phasenschieberfilmmuster 2 stehen, hat eine vor bestimmte Intensität, die sich von der Intensität Null un terscheidet.

Die Rillen 7 haben eine vorbestimmte Tiefe zur Erzeugung ei ner vorbestimmten Phasenverschiebung von 45°, 90°, 135°, 225°, 270° oder 305°.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, schafft die vorliegende Erfindung eine Phasenschiebermaske, mit der vermieden werden kann, daß ein Photoresistfilmrest auf einem ungewünschten Bereich nach einer Belichtung eines Photore sistfilms vom positiven Typ unter Verwendung einer Phasen schiebermaske des Levenson-Typs verbleibt. Es ist deshalb möglich, die Ausbeute bei der Herstellung von Halbleitervor richtungen zu verbessern.

Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zu Erläuterungszwecken beschrieben worden sind, erschließen sich dem Fachmann eine Vielzahl von Modifikationen, Zusätzen und Ersätzen, ohne vom Umfang und Geist der Erfindung abzu weichen, die in den beiliegenden Ansprüchen offenbart ist.

Claims

1. Phasenschiebermaske mit
einem transparenten Substrat (10), mehreren auf dem transparenten Substrat ausgebildeten Photoabschirmfilmmustern (1), welche voneinander gleich mäßig beabstandet und in Gruppen eingeteilt sind, wobei jede Gruppe ein Paar aus Photoabschirmfilmmustern (1) umfaßt,
einem Phasenschieberfilmmuster (2), welches auf dem transparenten Substrat (10) zwischen den beiden Photoab schirmfilmmustern (1) jeder Photoabschirmfilmmustergruppe ausgebildet ist und diese Photoabschirmfilmmuster teil weise überlappt, und mit einem Randphasenschiebermuster, dadurch gekennzeichnet, daß als Randphasenschiebermuster eine Rille (7) mit vorbestimmter Tiefe vorgesehen ist, wobei die Rille (7) entlang den Umfangskanten des Phasen schieberfilmmusters (2), welche die Photoabschirmfilmmu ster (1) nicht überlappen, in das transparente Substrat (10) geätzt ist.

2. Phasenschiebermaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Rille (7) eine vorbestimmte Tiefe zur Erzeu gung einer vorbestimmten Phasenverschiebung von 45°, 90°, 135°, 225°, 270° oder 305° bei einem Licht erzeugt, wel ches die Rille (7) durchsetzt.

3. Verfahren zur Herstellung einer Phasenschiebermaske mit den folgenden Schritten:

1. Ausbilden mehrerer gleichmäßig beabstandeter Photo abschirmfilmmuster (1) auf einem transparenten Sub strat (10), wobei die Photoabschirmfilmmuster (1) in Gruppen eingeteilt sind und jede Gruppe ein Paar von Photoabschirmfilmmustern (1) umfaßt,
2. Ausbilden eines Phasenschieberfilmmusters (2) auf dem transparenten Substrat (10) derart, daß es zwi schen den beiden Mustern (1) jeder Photoabschirm filmmustergruppe angeordnet ist und die Photoab schirmfilmmuster teilweise überlappt,
3. Ausbilden eines negativen Photoresistfilmmusters (6) über der gesamten freiliegenden oberen Oberfläche der resultierenden Struktur, welche nach der Ausbil dung des Phasenschieberfilmmusters (2) erhalten wird,
4. Belichten des Photoresistfilms (6) an der unteren Oberfläche des transparenten Substrats (10),
5. Entfernen von nicht belichteten Abschnitten des Pho toresistfilms unter Verwendung eines Entwicklungs prozesses, wodurch ein Photoresistfilmmuster (6A) ausgebildet wird,
6. Ausbilden einer Rille (7) unter Verwendung eines freiliegenden Abschnitts des transparenten Substrats (10) entlang den Umfangskanten des Phasenschieber filmmusters (2), welche die Photoabschirmfilmmuster (1) nicht überlappen, und
7. Entfernen des Photoresistfilmmusters (6A).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (7) eine vorbestimmte Tiefe zur Erzeugung einer vorbestimmten Phasenverschiebung von 45°, 90°, 135°, 225°, 270° oder 305° bei einem Licht, welches die Rille (7) durchsetzt, aufweist.