DE19503959B4

DE19503959B4 - Fotomaske zur Herstellung eines Mikromusters einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE19503959B4
Application number: DE19503959A
Authority: DE
Inventors: Sang Man Bae
Original assignee: Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2015-02-08
Also published as: GB2286255B; KR100187664B1; DE19503959A1; KR950025855A; JPH0854727A; US5563009A; JP2719894B2; GB2286255A; GB9501895D0

Abstract

Fotomaske für eine Wiederholungsbelichtung zur Herstellung eines Mikromusters mit einer Auflösung oberhalb der Auflösungsgrenze des eingesetzten Steppers, umfassend:
– Chrommuster, die auf einem Quarzsubstrat so ausgebildet sind, dass das Verhältnis der Breite eines Chrommusters zur Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern 3:5 beträgt,
– ein Phasenverschiebungsmuster, das in der Mitte der Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern ausgebildet ist, wobei das Phasenverschiebungsmuster eine geringere Breite als die eines Chrommusters hat, und
– Zusatzmuster, die beidseitig des Phasenverschiebungsmusters ausgebildet sind, welche zusammen mit dem Phasenverschiebungsmuster die gleiche Breite wie die des Chrommusters haben,
wobei
– das Phasenverschiebungsmuster aus Spin-On-Glas gebildet ist, und
– das Zusatzmuster aus Chrom mit einer Lichtdurchlässigkeit von 10 % oder aus einem lichtisolierenden Material gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fotomaske zur Herstellung eines Mikromusters einer Halbleitervorrichtung und insbesondere eine Fotomaske für eine Wiederholungsbelichtung zur Bildung eines Mikromusters mit einer Auflösung oberhalb der Auflösungsgrenze des eingesetzten Steppers.

1 ist eine geschnittene Ansicht einer herkömmlichen Fotomaske, wie sie bei einer Wiederholungsbelichtungsmethode verwendet wird. Die Fotomaske 1 wird gefertigt, indem zwei Chrommuster 3 und ein Phasenverschiebungsmuster 4 auf einem Quarzsubstrat 2 ausgebildet werden. Definiert man die Linienbreite des Chrommusters 3 als "xμm" (darin bedeutet x eine rationale Zahl mit einem Absolutwert, der nicht x = 0 einschliesst), so beträgt die Breite der Abstandsstrecke zwischen den beiden Chrommustern 3 "3xμm". D.h. das Verhältnis der Linienbreite des Chrommusters zur Breite der Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern beträgt 1:3. Das Phasenverschiebungsmuster 4 ist in der Mitte der Abstandsstrecke so ausgebildet, dass es die gleiche Linienbreite wie das Chrommuster 3 hat. Berücksichtigt man die Tatsache, dass das Verhältnis der Linienbreite des Chrommusters zur Breite der Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern 1:3 beträgt und das Phasenverschiebungsmuster 4 in der Mitte der Abstandsstrecke vorgesehen ist, wird man verstehen, dass die Breite zwischen den Chrommustern 3 und dem Phasenverschiebungsmuster 4 "xμm" ausmacht. Dieser Wert "xμm" ist ein wichtiger Faktor bei Festlegung der Grösse des gewünschten Musters bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung. Im Übrigen kann zum allgemeinen Stand der Technik auf die US 5219686 A sowie US 5045417 A verwiesen werden.

Eine kurze Erläuterung der Wiederholungsbelichtungsmethode unter Verwendung einer Fotomaske 1 mit dem vorerwähnten Aufbau wird nachfolgend gegeben. Der Belichtungsprozess vollzieht sich in zwei Stufen. Zunächst wird die Fotomaske 1 auf einen nicht gezeigten Stepper aufgebracht und dann entfernt. Dann wird eine nicht gezeigte Fotomaske mit dem gleichen Aufbau wie die Fotomaske 1 mit der Ausnahme, dass die Positionen der Chrommuster 3 und des Phasenverschiebungsmusters 4 vertauscht sind, auf den Stepper aufgebracht. Da eine ideale Verteilungskurve der Lichtintensität zwischen dem Chrommuster und dem Phasenverschiebungsmuster dadurch erhalten werden kann, dass die vorerwähnte wiederholte Belichtung vorgenommen wird, kann ein Mikromuster mit grösserer Auflösung als die des Steppers geschaffen werden.

Da jedoch die Fotomaske, bei der das Verhältnis der Linienbreite des Chrommusters zur Breite der Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern 1:3 beträgt, eine enge Abstandsfläche besitzt, durch die das Licht hindurchtritt, ist es schwierig, die Lichtintensitätsverteilungskurve frei einzustellen.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Mikromusters mit grösserer Auflösung als diejenige, die mit dem herkömmlichen Wiederholungsbelichtungsverfahren unter Verwendung einer Fotomaske möglich ist, indem das Verhältnis der Linienbreite des Chrommusters zur Breite der Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern 3:5 beträgt und ein Phasenverschiebungsmuster und ein Zusatzmuster zu dem Bereich der Abstandsstrecke hinzugefügt werden, durch den das Licht hindurchtreten kann.

Dieses Ziel wird gemäss nebengeordneten Aspekten der Erfindung durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst und erfindungsgemäss durch eine Fotomaske erreicht, die aufweist: Chrommuster, welche auf einem Quarzsubstrat so ausgebildet sind, dass das Verhältnis der Linienbreite des Chrommusters zur Breite der Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern 3:5 beträgt, ein Phasenverschiebungsmuster, das in der Mitte der Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern ausgebildet ist und eine geringere Breite als die Linienbreite des Chrommusters hat, und beidseitig des Phasenverschiebungsmusters vorgesehene Zusatzmuster, die zusammen mit dem Phasenverschiebungsmuster die gleiche Breite wie die Linienbreite jedes Chrommusters haben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und einer bevorzugten Ausführungsform näher beschrieben. Es zeigen:

1 in geschnittener Ansicht eine herkömmliche Fotomaske,

2 in geschnittener Ansicht eine Fotomaske nach der Erfindung,

3 die Lichtintensitätsverteilungskurve für das Lichtes, das die Fotomaske nach der Erfindung durchdringt, und

4 eine Draufsicht auf die Fotomaske nach 2.

In der Zeichnung tragen gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen. Der Stand der Technik gemäss 1 wurde schon vorausgehend beschrieben.
2 zeigt eine Fotomaske 11 nach der Erfindung, die dadurch hergestellt wird, dass man zwei Chrommuster 13, ein Phasenverschiebungsmuster 14 und beidseitig des Phasenverschiebungsmusters 14 ausgebildete Zusatzmuster 15 auf einem Quarzsubstrat 12 vorsieht. Die Linienbreite des Chrommusters 13 beträgt "3xμm" im Gegensatz zu "xμm", wie dies eingangs definiert wurde, und die Länge des Abstandes zwischen zwei Chrommustern 13 beträgt "5xμm". D.h. das Verhältnis der Breite des Chrommusters zur Breite des Abstandes zwischen den Chrommustern beträgt 3:5.
Mit Bezug auf 4 ist das Phasenverschiebungsmuster 14 mit einer Breite "nμm" in der Mitte der Abstandsstrecke ausgebildet, während die Zusatzmuster 15 mit der Breite "mμm" beidseitig des Phasenverschiebungsmusters 14 vorgesehen werden, um eine möglichst niedrige Lichtintensitätsverteilung zu erhalten. Bei den Parametern "n" und "m" handelt es sich um rationale Zahlen, deren absolute Werte 0 nicht einschliessen, wobei "n" wesentlich grösser als "m" ist. Die Summe der Breiten des Phasenverschiebungsmusters 14 und der Zusatzmuster 15 beidseitig des Phasenverschiebungsmusters 14 ist gleich der liniearen Breite von jedem Chrommuster 13. D.h. "3xμm = nμm + 2mμm". Das Phasenverschiebungsmuster 14 besteht aus Spin On-Glas (SOG) und das Zusatzmuster 15 aus semitransparentem Material (z.B. Chrom mit einer Lichtdurchlässigkeit von 10 %) oder einem Material, das vollständig lichtsisolierend ist.
Die Breite zwischen dem Chrommuster 13 und dem Zusatzmuster 15 beträgt "lμm". Die Breite "lμm" ist ein wesentlicher Faktor bei der Festlegung der Grösse des Musters, die bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung gewünscht wird.
l ist eine rationale Zahl mit absoluten Werten, die nicht 0 einschliessen.
Das Wiederholungsbelichtungsverfahren unter Verwendung einer Fotomaske 11 mit dem vorbeschriebenen Aufbau wird nachfolgend kurz erläutert. Der Belichtungsprozess findet in zwei Stufen statt. Zunächst wird die Fotomaske 11 auf einen nicht gezeigten Stepper aufgebracht und dann weggenommen. Danach wird eine nicht gezeigte Fotomaske mit dem gleichen Aufbau wie die Maske 11 mit der Ausnahme, dass die Positionen der Chrommuster 13 und des Phasenschiebungsmusters 14 einschliesslich der Zusatzmuster 15 vertauscht sind, auf den Stepper aufgebracht. Da eine ideale Verteilungskurve der Lichtintensität zwischen dem Chrommuster und dem Phasenverschiebungsmuster dadurch erhalten werden kann, dass die vorbeschriebene Wiederholungsbelichtung vorgenommen wird, kann ein Mikromuster mit höherer Auflösung als die des Steppers erhalten werden.
3 zeig die Intensitätsverteilungskurve von Licht, das die Fotomaske 11 nach der Erfindung durchdringt. Danach wird eine Lichtintensitätsverteilungskurve erhalten, bei der die Lichtintensität zwischen dem Chrommuster 13 und dem Zusatzmuster 15 am höchsten und am geringsten am Phasenverschiebungsmuster 14 und dem Zusatzmuster 15 ist. D.h. die Wiederholungsbelichtungsmethode unter Verwendung der Fotomaske 11 nach der Erfindung ermöglicht die Ausbildung eines Mikromusters, das grösser als die Auflösunggrenze des Steppers ist. Ferner wird der Nachteil der bekannten Fotomaskentechnologie, dass die freie Einstellung der Lichtintensitätsverteilungskurve schwierig ist, da der Bereich, durch den das Licht hindurchdringen kann, eng ist, überwunden.
Wie beschrieben, kann die erfindungsgemässe Fotomaske, bei der das Verhältnis der Linienbreite der Chrommuster 3:5 beträgt, einen bevorzugten Kontrast hervorrufen. Daher kann die Erfindung ein Mikromuster der Halbleitervorrichtung schaffen, das grösser als die Auflösungsgrenze des Steppers ist.
Obgleich die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit gewissen speziellen Details beschrieben wurde, versteht es sich, dass sie hierauf nicht beschränkt ist. Vielmehr sind Abweichungen im Aufbau sowie in der Kombination und Anordnung der Teile, die sich aufgrund der gegebenen Lehre dem Fachmann anbieten, als zur Erfindung gehörig anzusehen.

Claims

Fotomaske für eine Wiederholungsbelichtung zur Herstellung eines Mikromusters mit einer Auflösung oberhalb der Auflösungsgrenze des eingesetzten Steppers, umfassend: – Chrommuster, die auf einem Quarzsubstrat so ausgebildet sind, dass das Verhältnis der Breite eines Chrommusters zur Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern 3:5 beträgt, – ein Phasenverschiebungsmuster, das in der Mitte der Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern ausgebildet ist, wobei das Phasenverschiebungsmuster eine geringere Breite als die eines Chrommusters hat, und – Zusatzmuster, die beidseitig des Phasenverschiebungsmusters ausgebildet sind, welche zusammen mit dem Phasenverschiebungsmuster die gleiche Breite wie die des Chrommusters haben, wobei – das Phasenverschiebungsmuster aus Spin-On-Glas gebildet ist, und – das Zusatzmuster aus Chrom mit einer Lichtdurchlässigkeit von 10 % oder aus einem lichtisolierenden Material gebildet ist.
Fotomaske für eine Wiederholungsbelichtung zur Herstellung eines Mikromusters mit einer Auflösung oberhalb der Auflösungsgrenze des eingesetzten Steppers, umfassend: – Chrommuster, die auf einem Quarzsubstrat so ausgebildet sind, dass das Verhältnis der Breite eines Chrommusters zur Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern 3:5 beträgt, – ein Phasenverschiebungsmuster, das in der Mitte der Abstandsstrecke zwischen den Chrommustern ausgebildet ist, wobei das Phasenverschiebungsmuster eine geringere Breite als die eines Chrommusters hat, und – Zusatzmuster, die beidseitig des Phasenverschiebungsmusters ausgebildet sind, welche zusammen mit dem Phasenverschiebungsmuster die gleiche Breite wie die des Chrommusters haben, wobei – das Phasenverschiebungsmuster aus Chrom mit einer Lichtdurchlässigkeit von 10 % gebildet ist, und – das Zusatzmuster aus einem lichtisolierenden Material gebildet ist.