DE19709470C2 - Phasenverschiebungsmaske, Verfahren zur Herstellung einer Phasenverschiebungsmaske und Verfahrensausbildung eines Musters unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske - Google Patents
Phasenverschiebungsmaske, Verfahren zur Herstellung einer Phasenverschiebungsmaske und Verfahrensausbildung eines Musters unter Verwendung einer PhasenverschiebungsmaskeInfo
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- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pha
senverschiebungsmaske, ein Verfahren zur Herstellung
der Phasenverschiebungsmaske und ein Verfahren zur
Ausbildung eines Muster unter Verwendung der Pha
senverschiebungsmaske.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Pha
senverschiebungsmaske, die mit Phasenverschiebungs
abschnitten vom Levenson-Typ und vom Halbton-Typ
vorgesehen ist, ein Verfahren zur Herstellung der Pha
senverschiebungsmaske und ein Verfahren zur Ausbil
dung eines Musters unter Verwendung der Phasenver
schiebungsmaske.
Eine höhere Integration und Miniaturisierung sind bei
integrierten Halbleiterschaltungen erreicht worden,
wobei die Miniaturisierung eines Schaltungsmusters,
das auf einem Halbleitersubstrat (im folgenden einfach
als ein Wafer bezeichnet) ausgebildet ist, ebenfalls vor
angetrieben worden ist.
Als eine grundlegende Technik zur Erzeugung des
Musters ist die Photolithographie neben anderen weit
hin bekannt. Obwohl verschiedene Entwicklungen und
Verbesserungen in diesem Gebiet gemacht worden sind,
werden die Abmessungen des Musters immer noch klei
ner und die Anforderungen an eine verbesserte Auflö
sung des Musters sind ebenfalls stärker geworden.
Entsprechend der Photolithographietechnik wird ein
Maskenmuster (Original) auf einen Photoresist, der ei
nen Wafer beschichtet, übertragen, und die darunterlie
gende Schicht, die zu ätzen ist, wird unter Verwendung
des Photoresists bemustert. Zur Zeit der Übertragung
wird der Photoresist entwickelt. Über den Entwick
lungsprozeß wird der Photoresist des Typs, bei dem ein
Abschnitt, der mit Licht belichtet ist, entfernt wird, ein
positiver Typ genannt, während der Typ, bei dem ein
Abschnitt, der nicht mit Licht belichtet ist, entfernt wird,
ein Photoresist vom negativen Typ genannt wird.
Die Auflösungsgrenze R (nm) bei der Photolithogra
phie, die das Verkleinerungsbelichtungsverfahren ver
wendet, wird durch
R = k1.λ/(NA)
dargestellt, wobei λ die Wellenlänge (nm) des verwen
deten Lichts, NA die numerische Apertur einer Linse
und k1 eine Konstante, die von dem Resistprozeß ab
hängt, sind.
Wie aus der obigen Gleichung entnommen werden
kann, sollten, um die Auflösungsgrenze R zum Erhalten
eines feinen (d. h. fein aufgelösten) Musters zu verbes
sern, die Werte k1 und λ kleiner und der Wert NA grö
ßer sein. In anderen Worten, es wird gefordert, die Kon
stante, die von dem Resistprozeß abhängt zu reduzieren
und ebenso die Wellenlänge zu verkürzen und NA zu
erhöhen.
Jedoch ist eine Verbesserung der Lichtquelle oder der
Linse technisch schwierig und die Fokustiefe δ(δ = k2A
λ/(NA)2) des Lichts kann durch das Verkürzen der Wel
lenlänge und das Erhöhen von NA kleiner werden, was
eine Störung der Auflösung verursacht.
Angesichts dessen werden die Studien zur Miniaturi
sierung des Musters durch Verbessern nicht der Licht
quelle oder der Linse, sondern der Photomaske voran
getrieben. Kürzlich hat eine Phasenverschiebungsmas
ke viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen, die als eine
Photomaske eine Verbesserung der Auflösung des Mu
sters erlaubt. Die Struktur und das Prinzip einer solchen
Phasenverschiebungsmaske werden im folgenden im
Vergleich zu einer gewöhnlichen Photomaske beschrie
ben. Die nachfolgende Beschreibung wird auf eine Pha
senverschiebungsmaske vom Levenson-Typ und eine
solche vom Halbton-Typ gerichtet sein.
Die Fig. 10A, 10B und 10C zeigen einen Querschnitt
einer Maske, das elektrische Feld auf der Maske bzw.
die Lichtintensität auf dem Wafer, wenn eine gewöhnli
che Maske verwendet wird. Unter Bezugnahme auf
Fig. 10A, die gewöhnliche Photomaske ist so aufgebaut,
daß sie ein metallisches Maskenmuster 103, das auf ei
nem Glassubstrat 101 ausgebildet ist, aufweist. Das elek
trische Feld auf einer solchen gewöhnlichen Photomas
ke wird durch das metallische Maskenmuster 103 räum
lich pulsmoduliert, wie in Fig. 10B gezeigt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10C, falls das Muster eine
kleinere Abmessung hat erstreckt sich das Belichtungs
licht, das durch die Photomaske übertragen wird bzw.
durch diese hindurchgeht in einen nicht-belichteten Be
reich (einen Bereich, in dem der Durchgang des Belich
tungslichtes durch das metallische Maskenmuster 103
blockiert ist) auf dem Wafer aufgrund der Beugung des
Lichtes bzw. der Wirkung dieser Beugung. Das Licht
wird derart auf einen Bereich auf dem Wafer gerichtet,
der nicht zu belichten ist was in einer Störung des Licht
kontrastes (der Differenz der Lichtintensität zwischen
einem belichteten Bereich und einem nicht-belichteten
Bereich auf einem Wafer) resultiert. Die Auflösung wird
vermindert und die Übertragung eines feinen Musters
wird schwierig.
Die Fig. 11A, 11B und 11C zeigen einen Querschnitt
einer Maske, ein elektrisches Feld auf der Maske bzw.
eine Lichtintensität auf einem Wafer, wenn eine Phasen
verschiebungsmaske vom Levenson-Typ verwendet
wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 11A, ein optisches
Teil, das Phasenverschieber 105 genannt wird, ist auf
einer gewöhnlichen Photomaske vorgesehen.
Genauer gesagt ist ein Chrommaskenmuster 103 auf
einem Glassubstrat 101 zum Bereitstellen eines Belich
tungsbereiches und eines Abschattungsbereiches ausge
bildet, und der Phasenverschieber 105 ist an bzw. über
jedem zweiten Belichtungsbereich ausgebildet. Der
Phasenverschieber 105 hat die Funktion des Verschie
bens der Phase des durchgehenden Lichts um 180°.
Unter Bezugnahme auf Fig. 11B, bei dem elektrischen
Feld auf der Maske, das durch das durch die Phasenver
schiebungsmaske hindurchgegangene Licht erzeugt
wird, sind die Phasen alternierend um 180° verschoben
bzw. invertiert, da die Phasenverschieber 105 bei jedem
zweiten Belichtungsbereich vorgesehen sind. Wie oben
beschrieben worden ist, weisen benachbarte Belich
tungsbereiche entgegengesetzte Phasen des Lichtes auf,
so daß die Lichtstrahlen einander aufgrund der Interfe
renz des Lichtes in den Abschnitten, in denen sich die
Lichtstrahlen mit entgegengesetzten Phasen überlap
pen, auslöschen.
Als ein Ergebnis wird, wie in Fig. 11C gezeigt ist, die
Lichtintensität in den Grenzabschnitten zwischen den
Belichtungsbereichen schwach, so daß ein ausreichen
der Unterschied der Lichtintensität (Kontrast) zwischen
dem belichteten Bereich und nicht-belichteten Bereich
auf dem Wafer erhalten werden kann. Die Verbesse
rung der Auflösung, die derart möglich ist, erlaubt die
Übertragung eines feinen Musters.
Die Fig. 12A, 12B und 12C zeigen einen Querschnitt
einer Maske, ein elektrisches Feld auf der Maske bzw.
eine Lichtintensität auf einem Wafer, wenn eine Phasen
verschiebungsmaske des Halbton-Typs (Halftone-Typ)
verwendet wird. Unter Bezugnahme auf zuerst
Fig. 12A, die Phasenverschiebungsmaske des Halbton-
Typs ist ebenfalls mit einem optischen Teil, das Phasen
verschieber 106 genannt wird, wie die Phasenverschie
bungsmaske des Levenson-Typs, die oben beschrieben
wurde, vorgesehen.
Das optische Teil 106 ist nur auf einer halbtransparen
ten Schicht 103 auf dem Glassubstrat 101 vorgesehen.
Der Phasenverschieber 106 und die halbtransparente
Schicht 103 bilden derart eine doppelschichtige Struk
tur. Der Phasenverschieber 106 hat, wie oben beschrie
ben wurde, die Funktion des Verschiebens der Phase
des durchgehenden Lichts um 180°, und die halbtrans
parente Schicht 103 hat die Funktion des Abschwächens
der Intensität des Belichtungslichtes, ohne dieses voll
ständig zu blockieren.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12B, da die doppelschich
tige Struktur aus dem Phasenverschieber 106 und der
halbtransparenten Schicht 103 vorgesehen ist, werden
die Phasen des elektrischen Feldes auf der Maske alter
nierend um 180° verschoben bzw. invertiert und die
Intensität der einen Phase wird kleiner als diejenige der
anderen Phase. Als ein Ergebnis wird die Phase des
Lichtes durch den Durchgang durch den Phasenver
schieber 106 um 180° verschoben und die Intensität des
Lichtes wird durch den Durchgang durch die halbtrans
parente Schicht 103 so abgeschwächt, daß eine vorge
schriebene Dicke der Schicht des Photoresists nach der
Entwicklung verbleibt. Die Phasen des Lichts in benach
barten Belichtungsbereichen sind einander entgegenge
setzt, so daß sich das Licht in einem Abschnitt, in dem
sich die Lichtstrahlen entgegengesetzter Phase überlap
pen, auslöschen.
Als ein Ergebnis kann, wie in Fig. 12C gezeigt ist, die
Lichtintensität an einem Randabschnitt des Belichtungs
musters reduziert werden, da die Phasen an dem Rand
abschnitt des Belichtungsmusters entgegengesetzt bzw.
zueinander umgekehrt sind. Dementsprechend steigt
die Differenz der Lichtintensität (Kontrast) des Belich
tungslichtes, das durch die halbtransparente Schicht 103
hindurchgeht, und desjenigen, das nicht durch diese hin
durchgeht, in entsprechenden Bereichen an, und die
Auflösung der Musterabbildung kann erhöht werden.
Es gibt verschiedene Typen von Phasenverschie
bungsmasken incl. des Levenson-Typs und des Halbton-
Typs. Die Phasenverschiebungsmaske des Levenson-
Typs ist dafür bekannt, daß sie effektiv für ein dicht
ausgebildetes Linien-Abstand-Muster ist. Die Maske ist
ebenfalls wirksam zur Erzeugung einer getrennten
dunklen Linie. Genauer gesagt, eine getrennte dunkle
Linie hoher Auflösung kann durch Erhöhen der Breiten
Ln und La der lichtdurchlassenden Bereiche und durch
Vermindern der Breite Ls des abschattenden Bereiches,
der zwischen den lichtdurchlassenden Bereichen in
Fig. 11 angeordnet ist, erhalten werden.
Es ist jedoch schwierig, eine getrennte helle Linie
unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske des
Levenson-Typs zu erzeugen. In Fig. 11 kann eine ge
trennte helle Linie durch Erhöhen der Breite Ls des
abschattenden Bereiches und Vermindern der Breite La
(oder Ln) des durchlassenden Bereiches, der zwischen
den abschattenden Bereichen angeordnet ist, erzeugt
werden. Jedoch gibt es keine Interferenz des Belich
tungslichtes, das durch die durchlassenden Bereiche, die
einander benachbart sind, hindurchgelassen wird, so daß
eine hohe Auflösung nicht erhalten werden kann, wenn
eine getrennte helle Linie auszubilden ist.
Andererseits kann entsprechend eines Belichtungs
verfahrens unter Verwendung der Phasenverschie
bungsmaske des Halbton-Typs, die oben beschrieben
wurde, die Auflösung einer getrennten hellen Linie ver
bessert werden. Darum können, falls die Masken dieser
beiden Typen auf demselben Maskensubstrat herge
stellt werden können, dicht ausgebildete Linien, eine
getrennte helle Linie und eine getrennte dunkle Linie
hoher Auflösung gleichzeitig erhalten werden.
Eine Maskenstruktur und ein Verfahren zur Herstel
lung der Maskenstruktur zum Erreichen der obigen
Wirkung werden in den japanischen Patentoffenle
gungsschriften Nr. 7-168342 und 6-123961 vorgeschla
gen. Die in den japanischen Patentoffenlegungsschriften
Nr. 7-168342 und 6-123961 offenbarten Phasenverschie
bungsmasken werden im folgenden als ein erstes her
kömmliches Beispiel bzw. ein zweites herkömmliches
Beispiel beschrieben.
Fig. 13 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine
Struktur einer Phasenverschiebungsmaske entspre
chend des ersten herkömmlichen Beispiels zeigt. Unter
Bezugnahme auf Fig. 13, ein transparentes Substrat 201
ist mit einem Graben 201a vorgesehen, der einen ersten
und einen zweiten lichtdurchlassenden Bereich Tn und
Ta, deren Lichtphasen gegeneinander um 180° verscho
ben sind, bereitstellt. Zwischen dem ersten und dem
zweiten lichtdurchlassenden Bereich Tn und Ta ist ein
halbabschattender Bereich S durch Ausbilden einer
halbabschattenden Schicht 203, die eine Seitenwand des
Grabens 201a bedeckt hergestellt.
Bei einer Phasenverschiebungsmaske 210 wird die
Phasenverschiebungswirkung des Halbton-Typs durch
Vorsehen der halbabschattenden Schicht 203, die eine
Breite Ls aufweist, die größer als eine vorbestimmte
Abmessung ist, erhalten, und eine Phasenverschie
bungswirkung des Levenson-Typs wird durch Vorsehen
der halbabschattenden Schicht 203, die eine Breite Ls,
die kleiner als eine vorbestimmte Abmessung ist, erhal
ten. Durch geeignetes Einstellen der Breite Ls der halb
abschattenden Schicht 203 können sowohl der Phasen
verschiebungsabschnitt des Levenson-Typs als auch
derjenige des Halbton-Typs auf derselben Maske pro
duziert werden.
Ein Verfahren zur Herstellung der Phasenverschie
bungsmaske wird im folgenden beschrieben.
Die Fig. 14 bis 17 sind schematische Schnittansichten,
die ein Verfahren zur Herstellung der Phasenverschie
bungsmaske entsprechend des ersten herkömmlichen
Beispiels zeigen, die der Reihenfolge der Prozeßschritte
folgen. Unter Bezugnahme auf Fig. 14, eine Chrom
schicht 205 wird auf eine Oberfläche eines Quarzsub
strates 201 abgeschieden und ein Resistmuster 207 wird
auf der Chromschicht 205 ausgebildet. Die Chrom
schicht 205 wird durch anisotropes Ätzen unter Ver
wendung des Resistmusters 207 als Maske gemustert.
Das Resistmuster 207 wird danach entfernt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15, das Quarzsubstrat
201 wird unter Verwendung des Chromschichtmusters
205 als Maske anisotrop geätzt. Ein Verschiebungsmu
ster wird auf das Substrat durch das Vorsehen des Gra
bens 201a auf bzw. in der Oberfläche des Quarzsubstra
tes 201 übertragen. Das Chromschichtmuster 205 wird
danach entfernt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 16, die gesamte Oberflä
che des Quarzsubstrates 201 wird durch das Entfernen
des Chromschichtmusters 205 freigelegt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 17, eine Chromschicht
203 wird auf der gesamten Oberfläche ausgebildet und
ein Resistmuster 209 wird auf der Chromschicht 203
ausgebildet. Die Chromschicht 203 wird unter Verwen
dung Resistmusters 209 als Maske anisotrop geätzt. Die
derart gemusterte Chromschicht 203 gibt den ersten
und den zweiten lichtdurchlassenden Bereich frei, wäh
rend sie auf dem halbabschattenden Bereich verbleibt,
der zwischen dem ersten und dem zweiten lichtdurch
lassenden Bereich (nach Sandwich-Art) angeordnet ist.
Das Resistmuster 209 wird danach entfernt und die in
Fig. 13 dargestellte Phasenverschiebungsmaske 210 ist
vervollständigt.
Fig. 18 zeigt schematisch einen Querschnitt einer
Struktur der Phasenverschiebungsmaske entsprechend
des zweiten herkömmlichen Beispiels. Unter Bezugnah
me auf Fig. 18, eine Phasenverschiebungsmaske 310 ist
mit einem Phasenverschiebungsmaskenabschnitt des
Levenson-Typs und einem entsprechenden Abschnitt
des Halbton-Typs vorgesehen. Eine Ätzstoppschicht
303 ist auf der gesamten Oberfläche eines Quarzsub
strates 301 vorgesehen.
An dem Phasenverschiebungsabschnitt des Leven
son-Typs ist eine Verschiebungsschicht 305, die in eine
Mehrzahl von Stücken unterteilt ist, auf der Ätzstopp
schicht 303 ausgebildet. Eine Abschattungsschicht 307
ist auf einem Randabschnitt der Phasenverschiebungs
schicht 305 derart vorgesehen, daß sie die Oberfläche
der Phasenverschiebungsschicht 305 teilweise freilegt
bzw. freigibt.
Andererseits ist an dem Phasenverschiebungsab
schnitt des Halbton-Typs die Phasenverschiebungs
schicht 305, die in eine Mehrzahl von Stücken unterteilt
ist auf der Ätzstoppschicht 303 ausgebildet. Eine halb
abschattende Schicht 309 ist derart vorgesehen, daß sie
gesamte Oberfläche der Phasenverschiebungsschicht
305 (in dem Halbton-Abschnitt) bedeckt.
Wie in Fig. 18 klar dargestellt ist, sind sowohl der
Phasenverschiebungsabschnitt des Levenson-Typs als
auch derjenigen des Halbton-Typs auf derselben Maske
hergestellt.
Ein Verfahren zur Herstellung der Phasenverschie
bungsmaske wird nun beschrieben.
Die Fig. 19 bis 23 sind Schnittansichten, die schema
tisch das Verfahren zur Herstellung der Phasenver
schiebungsmaske entsprechend des zweiten herkömmli
chen Beispiels der Reihenfolge der Prozeßschritte fol
gend zeigen. Unter Bezugnahme auf Fig. 19, ein Ätz
stoppschicht 303, eine Phasenverschiebungsschicht 305
und eine Abschattungsschicht 307 werden aufeinander
folgend auf einem Quarzglassubstrat 301 ausgebildet.
Ein Resistmuster 311a wird auf der Abschattungsschicht
307 abgeschieden. Die Abschattungsschicht 307 wird
unter Verwendung des Resistmusters 311a als Maske
anisotrop geätzt. Das Resistmuster 311a wird danach
entfernt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 20, eine Mehrzahl von
Stücken der Abschattungsschicht 307, die voneinander
auf der Phasenverschiebungsschicht 305 getrennt sind,
sind durch dieses Ätzen in dem Phasenverschiebungsab
schnitt des Levenson-Typs ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 21, eine halbabschatten
de Schicht 309 wird zum Bedecken der gesamten Ober
fläche der abschattenden Schicht 307 und der Phasen
verschiebungsschicht 305 ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 22, ein Resistmuster 311b
mit einer vorgeschriebenen Form wird auf der halbab
schattenden Schicht 309 abgeschieden. Die halbabschat
tende Schicht 309 und die Phasenverschiebungsschicht
305 werden unter Verwendung des Resistmusters 311b
als Maske aufeinanderfolgend geätzt. Das Resistmuster
311b wird danach entfernt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 23, ein Resistmuster 311c
wird des weiteren derart ausgebildet, daß es den Pha
senverschiebungsabschnitt des Halbton-Typs bedeckt.
Die halbabschattende Schicht 309 des Phasenverschie
bungsabschnittes des Levenson-Typs wird unter Ver
wendung des Resistmusters 311c als Maske geätzt und
danach entfernt, wodurch die in Fig. 18 gezeigte Pha
senverschiebungsmaske 310 vervollständigt wird.
Entsprechend des ersten und des zweiten herkömmli
chen Beispiels, die oben beschrieben worden sind, kann
eine Phasenverschiebungsmaske, die mit einem Phasen
verschiebungsabschnitt des Levenson-Typs und einem
des Halbton-Typs vorgesehen ist, erhalten werden.
Jedoch werden bei dem ersten herkömmlichen Bei
spiel die Ausbildung und die Musterung der halbab
schattenden Schicht 203 nach der Ausbildung des Gra
bens 201a ausgeführt, wie in Fig. 17 gezeigt ist. Um eine
zufriedenstellende Funktion einer Phasenverschie
bungsmaske des Levenson-Typs sicherzustellen, sollte
die halbabschattende Schicht 203 exakt so ausgebildet
sein, daß sie eine Seitenwand des Grabens 201a bedeckt,
die ein Grenzabschnitt der Bereiche ist, die voneinander
unterschiedliche Lichtphasen aufweisen bzw. erzeugen.
Ein Problem dieses Beispiels ist, daß eine hochpräzise
Ausrichtung zwischen der halbabschattenden Schicht
203 und einem darunterliegenden Verschiebungsmuster
zu fordern ist, wenn die halbabschattende Schicht 203
gemustert wird.
Bei dem zweiten herkömmlichen Beispiel sollten die
Phasenverschiebungsschicht 305 und die halbabschat
tende Schicht 309 in dem Phasenverschiebungsabschnitt
des Halbton-Typs getrennt voneinander ausgebildet
werden, wie in Fig. 19 und 21 gezeigt ist. Ein Problem
dieses Beispiels liegt darin, daß die Anzahl der Schicht
ausbildungsschritte ansteigt und der Herstellungspro
zeß komplex wird, was in höheren Herstellungskosten
resultiert. Bei dem Schritt des Herstellens einer Maske
muß ein Defekt nach dem Mustern jeder Schicht ent
fernt werden. Jedoch wird bei dem zweiten herkömmli
chen Beispiel das Entfernen des Defekts aufgrund der
erhöhten Anzahl der Schichtausbildungsschritte schwie
rig.
Des weiteren wird bei dem ersten herkömmlichen
Beispiel die Chromschicht 203 nach der Ausbildung des
Verschiebungsmusters
auf dem Quarzsubstrat 201 ausgebildet, wie in Fig. 16 gezeigt
ist. Wenn der Verschiebungsabschnitt in dem Quarzsubstrat 201
ausgebildet wird oder nach dessen Ausbildung, ist es sehr
leicht möglich, daß Fremdmaterialien (Verunreinigungen) in dem
Graben 201a eingefangen werden. Falls die Chromschicht 203 mit
eingefangenem Fremdmaterial ausgebildet wird, wie in Fig. 17
gezeigt ist, kann die Chromschicht 203 aufgrund des Fremdmate
rials gebrochen werden. Dies führt zu einem Problem dahinge
hend, daß die Chromschicht 203 dazu neigt, einen Defekt aufzu
weisen.
Bei dem zweiten herkömmlichen Beispiel wird die halbabschatten
de Schicht 309 nach dem Mustern der abschattenden Schicht 307
ausgebildet, wie in Fig. 20 und 21 gezeigt ist, so daß die hal
babschattende Schicht 309 ebenfalls dazu neigt, einen Defekt
aufzuweisen, wie bei dem ersten herkömmlichen Beispiel.
Aus der EP 0 713 142 A2 ist eine Phasenverschiebungsmaske be
kannt, die mit einem ersten Phasenverschiebungsabschnitt des
Halbton-Typs und einem zweiten Phasenverschiebungsabschnitt des
Halbton-Typs vorgesehen ist, die aufweist: ein Substrat, das
einen ersten lichtdurchlassenden Bereich, der Belichtungslicht
an dem ersten Phasenverschiebungsabschnitt des Halbton-Typs
durchläßt, einen zweiten lichtdurchlassenden Bereich, der dem
ersten lichtdurchlassenden Bereich mit einem Dämpfungsbereich
dazwischen benachbart ist und Belichtungslicht derart durch
läßt, daß die Phase des Belichtungslichtes unterschiedlich von
derjenigen des Belichtungslichtes, das durch den ersten licht
durchlassenden Bereich in dem ersten Phasenverschiebungsab
schnitt des Halbton-Typs durchgelassen wird, ist, und einen
dritten und einen vierten lichtdurchlassenden Bereich, die nahe
beieinander in dem zweiten Phasenverschiebungsabschnitt des
Halbton-Chips angeordnet sind und Belichtungslicht durchlassen,
aufweist und eine halbabschattende Verschiebungsschicht, die
die Oberfläche des Substrates in dem Dämpfungsbereich und dem
vierten lichtdurchlassenden Bereich bedeckt und eine Oberfläche
des Substrates in dem ersten, dem zweiten und dem dritten
lichtdurchlassenden Bereich freiläßt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Phasenver
schiebungsmaske, ein Verfahren zur Herstellung der Phasenver
schiebungsmaske und ein Verfahren zur Ausbildung eines Musters
unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske anzugeben, bei
denen eine hochpräzise Ausrichtung unnötig ist, das Verfahren
der Herstellung einfach und die Anzahl der Defekte geringer
ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Phasenverschiebungsmaske
nach Anspruch 1 oder 3, ein Verfahren zur Herstellung einer
Phasenverschiebungsmaske nach Anspruch 4 bzw. ein Verfahren zur
Ausbildung eines Musters nach Anspruch 5.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
Ein Verfahren zur Herstellung zur Herstellung einer Phasenver
schiebungsmaske, die mit einem Phasenverschiebungsabschnitt des
Levenson-Typs und einem Pha
senverschiebungsabschnitt des Halbton-Typs vorgese
hen ist, weist die folgenden Schritte auf.
Eine halbabschattende (halbdurchlässige) Verschie
bungsschicht und eine Abschattungsschicht (im wesent
lichen undurchlässige Schicht) werden aufeinanderfol
gend auf der gesamten Oberfläche eines Substrates ab
geschieden. Die halbabschattende Verschiebungs
schicht wird derart ausgebildet, daß sie eine Durchläs
sigkeit von mindestens 3% und von höchstens 30% auf
weist, und daß die Phase von Belichtungslicht bevor
dieses durch die halbabschattende Verschiebungs
schicht durchgelassen wird bzw. durchläuft unterschied
lich von derjenigen nach dem Durchlaufen durch die
halbabschattende Verschiebungsschicht ist. Durch se
lektives Entfernen der Abschattungsschicht und der
halbabschattenden Verschiebungsschicht geben die Ab
schattungsschicht und die halbabschattende Verschie
bungsschicht einen ersten und einen zweiten lichtdurch
lassenden Bereich, die mit einem Abschattungsbereich
des Phasenverschiebungsabschnittes des Levenson-
Typs dazwischen benachbart zueinander sind, ebenso
wie einen dritten lichtdurchlassenden Bereich (des Pha
senverschiebungsabschnittes des Halbton-Typs), der
benachbart zu einem vierten lichtdurchlas senden Be
reich des Phasenverschiebungsabschnittes des Halbton-
Typs ist frei und bedecken die Oberfläche des Substra
tes in dem Abschattungsbereich des Phasenverschie
bungsabschnittes des Levenson-Typs und in dem vier
ten lichtdurchlassenden Bereich des Phasenverschie
bungsabschnittes des Halbton-Typs. Ein Graben wird in
der Oberfläche des Substrates (des Teils des Substrates),
die entweder in dem ersten oder dem zweiten licht
durchlassenden Bereich freigelegt ist, durch Ätzen unter
Verwendung der selektiv entfernten halbabschattenden
Verschiebungsschicht als Maske derart ausgebildet, daß
die Phase von Belichtungslicht, das durch den ersten
lichtdurchlassenden Bereich durchgelassen wird, unter
schiedlich von derjenigen des Belichtungslichts ist, das
durch den zweiten lichtdurchlassenden Bereich durch
gelassen wird. Die Abschattungsschicht auf dem vierten
lichtdurchlassenden Bereich wird dann entfernt.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Phasenver
schiebungsmaske wird ein Graben in einem Substrat
durch Ätzen unter Verwendung einer selektiv entfern
ten (gemusterten) halbabschattenden Verschiebungs
schicht als Maske vorgesehen. In anderen Worten, nach
dem die halbabschattende Verschiebungsschicht gemu
stert ist, wird ein darunterliegendes Verschiebungsmu
ster ausgebildet. Darum wird kein Mustern der halbab
schattenden Verschiebungsschicht nach dem Ausbilden
des darunterliegenden Verschiebungsmusters benötigt
bzw. gefordert, wodurch eine hochpräzise Ausrichtung
(von Masken) zum Zeitpunkt des Musterns der halbab
schattenden Verschiebungsschicht vermieden wird.
Eine halbabschattende Verschiebungsschicht, die die
Intensität des Belichtungslichtes abschwächt und seine
Phase um 180° wandelt bzw. verschiebt, wird verwen
det. Darum müssen eine halbabschattende Schicht und
eine Verschiebungsschicht nicht separat in dem Phasen
verschiebungsabschnitt des Halbton-Typs ausgebildet
werden. Die Anzahl der Schritte zur Schichtausbildung
kann verglichen mit dem zweiten herkömmlichen Bei
spiel vermindert werden, wodurch der Herstellungspro
zeß vereinfacht wird.
Es muß keine Schicht, die eine andere Schicht als ein
Resist ist, ausgebildet werden, nachdem ein Rohling her
gestellt bzw. vorbereitet ist. Ein Defekt einer Schicht,
der durch neuerliches Ausbilden einer Schicht nach dem
Mustern einer Schicht des Rohlings oder eines Substra
tes verursacht wird, kann vermieden werden. Eine Pha
senverschiebungsmaske, die weniger Defekte aufweist,
kann derart hergestellt werden.
Eine Phasenverschiebungsmaske ist mit einem Pha
senverschiebungsabschnitt des Levenson-Typs und ei
nem Phasenverschiebungsabschnitt des Halbton-Typs
vorgesehen und weist ein Substrat, eine halbabschatten
de Verschiebungsschicht und eine Abschattungsschicht
auf. Das Substrat weist einen ersten lichtdurchlas sen
den Bereich, der einen Durchgang von Belichtungslicht
in dem Phasenverschiebungsabschnitt des Levenson-
Typs erlaubt, und einen zweiten lichtdurchlassenden Be
reich, der dem ersten lichtdurchlassenden Bereich mit
einem Abschattungsbereich dazwischen benachbart ist,
welcher den Durchgang von Belichtungslicht erlaubt,
das eine Phase aufweist, die unterschiedlich von derjeni
gen des Belichtungslichtes ist, das durch den ersten licht
durchlassenden Bereich durchgelassen wird, ebenso wie
einen dritten und einen vierten lichtdurchlassenden Be
reich, die einander benachbart sind und einen Durch
gang von Belichtungslicht in dem Phasenverschiebungs
abschnitt des Halbton-Typs erlauben, auf. Die halbab
schattende Verschiebungsschicht bedeckt eine Oberflä
che des Substrates in dem Abschattungsbereich und
dem vierten lichtdurchlassenden Bereich und gibt eine
Oberfläche des Substrates in dem ersten, dem zweiten
und dem dritten lichtdurchlassenden Bereich frei. Die
Abschattungsschicht bedeckt die gesamte Oberfläche
der halbabschattenden Verschiebungsschicht in dem
Abschattungsbereich, gibt eine Oberfläche der halbab
schattenden Verschiebungsschicht in dem vierten licht
durchlassenden Bereich frei und gibt die Oberfläche des
Substrates in dem ersten, dem zweiten und dem dritten
lichtdurchlassenden Bereich frei. Die halbabschattende
Verschiebungsschicht ist derart ausgebildet, daß sie eine
Durchlässigkeit von mindestens 3% und höchstens 30%
aufweist, und daß die Phase von Belichtungslicht vor
dem Durchgang durch die halbabschattende Verschie
bungsschicht unterschiedlich von derjenigen nach dem
Durchgang durch diese ist.
Eine Phasenverschiebungsmaske nach einem anderen
Aspekt der Erfindung ist mit einem Substrat, einer halb
abschattenden Verschiebungsschicht und einer Ab
schattungsschicht vorgesehen. Das Substrat weist einen
ersten lichtdurchlassenden Bereich, der Belichtungslicht
durchläßt, und einen zweiten lichtdurchlassenden Be
reich, der dem ersten lichtdurchlassenden Bereich mit
einem Abschattungsbereich dazwischen benachbart ist
und Belichtungslicht durchläßt, daß eine Phase aufweist,
die unterschiedlich von derjenigen des durch den ersten
lichtdurchlassenden Bereich durchgelassen Lichtes ist,
auf. Die halbabschattende Verschiebungsschicht be
deckt eine Oberfläche des Substrates in dem Abschat
tungsbereich und gibt eine Oberfläche des Substrates in
dem ersten und dem zweiten lichtdurchlassenden Be
reich frei. Die Abschattungsschicht bedeckt die gesamte
Oberfläche der halbabschattenden Verschiebungs
schicht in dem Abschattungsbereich und gibt eine Ober
fläche des Substrates in dem ersten und dem zweiten
lichtdurchlassenden Bereich frei. Die halbabschattende
Verschiebungsschicht ist derart ausgebildet, daß sie eine
Durchlässigkeit von mindestens 3% und von höchstens
30% aufweist, und daß die Phase von Belichtungslicht
vor dem Durchgang durch die halbabschattende Ver
schiebungsschicht unterschiedlich von derjenigen nach
dem Durchgang durch diese ist.
Bei der Phasenverschiebungsmaske entsprechend
den beiden oben beschriebenen Aspekten der vorlie
genden Erfindung ist eine hochpräzise Ausrichtung un
nötig, das Herstellungsverfahren kann vereinfacht wer
den, und die Anzahl der Defekte kann vermindert wer
den.
Entsprechend eines Verfahrens zur Ausbildung eines
Musters unter Verwendung einer Phasenverschie
bungsmaske wird die Belichtung für einen vorgeschrie
benen Bereich auf einem Photoresist, der auf einen Wa
fer aufgebracht ist, unter Verwendung der Phasenver
schiebungsmaske ausgeführt. Die Phasenverschie
bungsmaske ist mit einem Substrat, einer halbabschat
tenden Verschiebungsschicht und einer Abschattungs
schicht vorgesehen. Das Substrat weist einen ersten
lichtdurchlassenden Bereich, der einen Durchgang von
Belichtungslicht in dem Phasenverschiebungsabschnitt
des Levenson-Typs erlaubt, und einen zweiten licht
durchlassenden Bereich, der dem ersten lichtdurchlas
senden Bereich mit einem Abschattungsbereich dazwi
schen benachbart ist, welcher den Durchgang von Be
lichtungslicht erlaubt, das eine Phase aufweist, die unter
schiedlich von derjenigen des durch den ersten licht
durchlassenden Bereich durchgelassenen Lichtes ist,
ebenso wie einen dritten und einen vierten lichtdurch
lassenden Bereich, die einander benachbart sind und
einen Durchgang von Belichtungslicht in dem Phasen
verschiebungsabschnitt des Halbton-Typs erlauben, auf.
Die halbabschattende Verschiebungsschicht bedeckt ei
ne Oberfläche des Substrates in dem Abschattungsbe
reich und in dem vierten lichtdurchlassenden Bereich
und gibt eine Oberfläche des Substrates in dem ersten,
dem zweiten und dem dritten lichtdurchlassenden Be
reich frei. Die Abschattungsschicht bedeckt die gesamte
Oberfläche der halbabschattenden Verschiebungs
schicht in dem Abschattungsbereich, gibt eine Oberflä
che der halbabschattenden Verschiebungsschicht in
dem vierten lichtdurchlassenden Bereich und eine Ober
fläche des Substrates in dem ersten, dem zweiten und
dem dritten lichtdurchlassenden Bereich frei. Die halb
abschattende Verschiebungsschicht ist derart ausgebil
det, daß sie eine Durchlässigkeit von mindestens 3%
und höchstens 30% aufweist, und daß eine Phase des
Belichtungslichtes vor dem Durchgang durch die halb
abschattende Verschiebungsschicht unterschiedlich von
derjenigen des Belichtungslichtes nach dem Durchgang
durch diese ist. Das Belichtungslicht, das durch die Pha
senverschiebungsmaske durchgegangen ist, wird auf
den Photoresist gerichtet. Der belichtete Photoresist
wird durch Entwicklung gemustert.
Entsprechend des Verfahrens zur Ausbildung eines
Musters unter Verwendung der Phasenverschiebungs
maske wird eine hohe Auflösung sowohl in dem Phasen
verschiebungsabschnitt des Levenson-Typs als auch in
dem des Halbton-Typs erreicht. Die hohe Auflösung
von dicht ausgebildeten Linien, einer getrennten hellen
Linie und einer getrennten dunklen Linie kann derart
erhalten werden.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten von Aus
führungsbeispielen der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
Erfindung in Verbindung mit den Figuren. Von den Fi
guren zeigen:
Fig. 1A schematisch eine Schnittansicht einer Struk
tur einer Phasenverschiebungsmaske entsprechend ei
ner Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1B die Lichtintensität des Belichtungslichts auf
einem Wafer, das durch die Phasenverschiebungsmaske
aus Fig. 1A übertragen wurde;
Fig. 2 bis 6 schematische Schnittansichten, die den
ersten bis fünften Schritt eines Verfahrens zur Herstel
lung einer Phasenverschiebungsmaske entsprechend ei
ner Ausführungsform der Erfindung zeigen;
Fig. 7 eine Beziehung zwischen einer Belichtung zur
Zeit der Belichtung eines Resists und einer verbleiben
den Schicht des Resists nach der Entwicklung des Re
sists;
Fig. 8 eine Beziehung zwischen der Abmessung einer
abschattenden Schicht auf einem Wafer und der Fokus
tiefe für eine Phasenverschiebungsmaske des Levenson-
Typs und eine gewöhnliche Maske;
Fig. 9A schematisch eine Schnittansicht einer Struk
tur der Phasenverschiebungsmaske entsprechend der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der
kein abschattender Bereich zwischen dem Phasenver
schiebungsabschnitt des Levenson-Typs und demjeni
gen des Halbton-Typs vorgesehen ist;
Fig. 9B die Lichtintensität auf einem Wafer von durch
die Phasenverschiebungsmaske aus Fig. 9A hindurchge
gangenem Belichtungslicht;
Fig. 10A, 10B und 10C eine Schnittansicht einer Mas
ke, die eine gewöhnliche Photomaske verwendet, ein
elektrisches Feld auf der Maske aus Fig. 10A bzw. die
Lichtintensität auf einem Wafer;
Fig. 11A, 11B und 11C eine Schnittansicht einer Mas
ke, das elektrische Feld auf der Maske bzw. die Lichtin
tensität auf einem Wafer, wenn eine Phasenverschie
bungsmaske des Levenson-Typs verwendet wird;
Fig. 12A, 12B und 12C eine Schnittansicht einer Mas
ke, das elektrische Feld auf der Maske bzw. die Lichtin
tensität auf einem Wafer, wenn eine Phasenverschie
bungsmaske des Halbton-Typs verwendet wird;
Fig. 13 schematisch eine Schnittansicht einer Struktur
einer Phasenverschiebungsmaske entsprechend des er
sten herkömmlichen Beispiels;
Fig. 14 bis 17 schematische schnittansichten des er
sten bis vierten Schrittes eines Verfahrens zur Herstel
lung der Phasenverschiebungsmaske entsprechend des
ersten herkömmlichen Beispiels;
Fig. 18 schematisch eine Schnittansicht einer Struktur
einer Phasenverschiebungsmaske entsprechend des
zweiten herkömmlichen Beispiels; und
Fig. 19 bis 23 schematische Schnittansichten, die den
ersten bis fünften Schritt eines Verfahrens zur Herstel
lung der Phasenverschiebungsmaske entsprechend des
zweiten herkömmlichen Beispiels zeigen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird nachfolgend basierend auf den beigefügten Figu
ren beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1A, eine Phasenverschie
bungsmaske 10 entsprechend dieser Ausführungsform
weist einen Phasenverschiebungsabschnitt des Leven
son-Typs und einen Phasenverschiebungsabschnitt des
Halbton-Typs auf. Der Levenson-Typ Phasenverschiebungsabschnitt
eines Quarzsubstrates 1 ist mit einem
Graben 1a vorgesehen. Ein erster lichtdurchlassender
Bereich Tn1 ist auf einem Bereich ausgebildet, der den
Graben 1a aufweist, und ein zweiter lichtdurchlassender
Bereich Ta1 ist auf einem Bereich ohne Graben 1a aus
gebildet. Der erste lichtdurchlassende Bereich Tn1 und
der zweite lichtdurchlassende Bereich Ta1 sind derart
strukturiert, daß die Phase des durch den einen Bereich
hindurchgelassenen Belichtungslichts von derjenigen
des durch den anderen Bereich hindurchgelassenen Be
lichtungslichtes um 180° unterschiedlich ist.
Ein Abschattungsbereich S1 ist zwischen dem ersten
lichtdurchlas senden Bereich Tn1 und dem zweiten licht
durchlassenden Bereich Ta1 angeordnet. Eine halbab
schattende Verschiebungsschicht 3 und eine Abschat
tungsschicht 5 sind auf einer Oberfläche des Quarzsub
strates 1 im Abschattungsbereich S1 gestapelt.
Der Phasenverschiebungsabschnitt des Halbton-Typs
weist einen dritten und einen vierten lichtdurchlassen
den Bereich Tn2 und Ta2 auf. Eine Oberfläche des
Quarzsubstrates 1 ist in den dritten lichtdurchlassenden
Bereich Tn2 freigelegt. Eine halbabschattende Verschie
bungsschicht 3, die eine Durchlässigkeit von mindestens
3% und höchstens 30% aufweist, ist auf dem Quarzsub
strat 1 in dem vierten lichtdurchlassenden Bereich Ta2
ausgebildet. Eine Oberfläche der halbabschattenden
Verschiebungsschicht 3 ist ohne Abschattungsschicht
auf dieser freigelegt. Die halbabschattende Verschie
bungsschicht 3 ist in dem vierten lichtdurchlassenden
Bereich Ta2 ausgebildet, wodurch die Phase des Belich
tungslichtes, das durch den dritten lichtdurchlassenden
Bereich Tn2 durchgelassen wird, um 180° unterschied
lich von derjenigen des Lichtes ist, das durch den vierten
lichtdurchlassenden Bereich Ta2 durchgelassen wird.
Ein Abschattungsbereich S0 ist zwischen dem Phasen
verschiebungsabschnitt vom Levenson-Typ und dem
Phasenverschiebungsabschnitt von Halbton-Typ vorge
sehen. Die halbabschattende Verschiebungsschicht 3
und die Abschattungsschicht 5 sind in dem Abschat
tungsbereich S0 auf dem Quarzsubstrat 1 gestapelt.
Die halbabschattende Verschiebungsschicht 3 wirkt
als ein Phasenverschieber des Halbton-Typs, wenn sie,
zum Beispiel aus MoSiOxNy ausgebildet ist. In diesem
Fall weist die halbabschattende Verschiebungsschicht 3
eine Durchlässigkeit von 4% und einen Brechungsindex
von 1,9 für die i-Linie (Wellenlänge 365 nm) auf, und sie
weist ein Dicke von 1980 Å (198 nm) auf, und sie ist des
weiteren derart ausgebildet, daß die optische Weglänge
für die Verschiebungsschicht eine halbe Wellenlänge
länger als diejenige für eine Luftschicht mit einer ver
gleichbaren Dicke ist.
Die Abschattungsschicht 5 ist, zum Beispiel aus Cr
(Chrom), auf der gesamten Oberfläche der halbabschat
tenden Verschiebungsschicht 3 ausgebildet. Die Ab
schattungsschicht 5 weist eine Dicke von 1000 Å
(100 nm), eine optische Dichte von 3 und eine Durchläs
sigkeit von 0,1% auf und sie wirkt im wesentlichen als
eine Abschattungsschicht.
Um eine Phasendifferenz zwischen dem ersten und
dem zweiten lichtdurchlässigen Bereich Tn1 und Ta1 zu
erhalten, ist die Tiefe D1 des Grabens 1a ungefähr gleich
4050 Å (405 nm), wenn, zum Beispiel, die i-Linie als Be
lichtungslicht verwendet wird und sie beträgt 2720 Å
(272 nm), wenn KrF-Excimerlaserlicht verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1B, das Belichtungslicht,
das durch den ersten lichtdurchlassenden Bereich Tn1
durchgelassen wird, und dasjenige, das durch den zwei
ten lichtdurchlassenden Bereich Ta1 durchgelassen wird,
weist an dem Phasenverschiebungsabschnitt des Leven
son-Typs Phasen auf, die um im wesentlichen 180° von
einander verschieden sind, wie durch die gestrichelten
Linien in der Figur gezeigt ist, und es wird in dem Ab
schattungsbereich S1 überlappt bzw. überlagert. Das
miteinander überlagerte Belichtungslicht weist unter
schiedliche Phasen auf, wodurch es sich gegenseitig aus
löscht. Wie durch die durchgezogene Linie in der Figur
gezeigt ist, weist die Lichtintensität des Belichtungsmu
sters in dem Abschattungsbereich S1 immer einen 0-Ab
schnitt auf. Dementsprechend kann eine ausreichende
Differenz der Lichtintensität (Kontrast) zwischen dem
ersten und dem zweiten lichtdurchlassenden Bereich
Tn1, Ta1 und dem Abschattungsbereich S1 erhalten wer
den.
Die halbabschattende Verschiebungsschicht 3 weist
eine Durchlässigkeit von mindestens 3% und höchstens
30% an dem Phasenverschiebungsabschnitt des Halb
ton-Typs auf, sie schwächt die Intensität des Belich
tungslichtes ab und sie verschiebt des weiteren die Pha
se des durchgelassenen Lichtes um 180°. Darum läßt der
vierte lichtdurchlassende Bereich Ta2 ebenfalls eine ge
wisse Menge von Licht durch sich hindurchlaufen bzw.
passieren. Als ein Ergebnis weisen das Belichtungslicht,
das durch den dritten lichtdurchlassenden Bereich Tn2
hindurchgeht, und dasjenige, das durch den vierten licht
durchlassenden Bereich Ta2 hindurchgeht, entspre
chend voneinander im wesentlichen um 180° unter
schiedliche Phasen auf, wie durch die gestrichelte Linie
in der Figur gezeigt ist, und sie überlappen miteinander
in einem Randabschnitt des Belichtungsmusters. Das
überlappende Belichtungslicht weist unterschiedliche
Phasen auf und löscht sich gegenseitig aus. Die Lichtin
tensität des Belichtungsmusters weist derart immer ei
nen 0-Abschnitt an dem Randabschnitt auf, wie durch
die durchgezogene Linie in der Figur gezeigt ist. Die
Form des Belichtungsmusters an dem Randabschnitt
wird scharf, wie es gezeigt ist, so daß die Auflösung
verbessert werden kann.
In Fig. 1B sind die durchgezogenen und die gestri
chelten Linien in dem zweiten und dem dritten licht
durchlassenden Bereich Ta1 und Tn2, obwohl die durch
gezogene Linie und die gestrichelte Linie, die die Licht
intensität auf dem Wafer zeigen, sich vorliegend nahe
des Spitzenabschnittes überlappen zur Erleichterung
der Beschreibung verschoben gezeigt.
Wie oben beschrieben worden ist, wird eine hohe
Auflösung sowohl in dem Phasenverschiebungsab
schnitt des Levenson-Typs als auch in demjenigen des
Halbton-Typs in der Phasenverschiebungsmaske ent
sprechend der vorliegenden Ausführungsform erreicht.
Die hohe Auflösung von dicht ausgebildeten Linien, ei
ner getrennten hellen Linie und einer getrennten dunk
len Linie kann erhalten werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Mustern eines
Photoresistes unter Verwendung der Phasenverschie
bungsmaske entsprechend dieser Ausführungsform be
schrieben.
Belichtungslicht, das durch die Phasenverschiebungs
maske übertragen wird bzw. durch diese hindurchgeht,
wird auf den Photoresist, der auf einem Wafer aufge
bracht ist, zum Beispiel, durch ein Verkleinerungsbelich
tungsverfahren gerichtet. Die Intensitätsverteilung des
Belichtungslichtes, das durch die Phasenverschiebungs
maske auf den Wafer übertragen wird, ist in Fig. 1B
gezeigt. Nach der Belichtung wird der Photoresist ent
wickelt und eine vorgeschriebene Form gemustert.
Wenn der Photoresist zum Beispiel vom positiven
Typ ist wird der Abschnitt des Photoresists, der unter
Verwendung von Licht belichtet worden ist, das eine
Intensität aufweist die höher als eine vorgeschriebene
Intensität in Fig. 1B ist, durch die Entwicklung entfernt.
In anderen Worten, der Abschnitt des Photoresists, auf
den das durch den ersten bis dritten lichtdurchlas sen
den Bereich Tn1, Ta1 und Tn2 hindurchgegangene Licht
gerichtet wird, wird entfernt. Falls der Photoresist zum
Beispiel vom negativen Typ ist, wird der Abschnitt des
Photoresists, der unter Verwendung von Licht belichtet
worden ist das eine niedrigere Intensität als eine vorge
schriebene Intensität in Fig. 1B aufweist, durch die Ent
wicklung entfernt. In anderen Worten, der Abschnitt des
Photoresists, auf den durch den vierten lichtdurchlas
senden Bereich Ta2 und durch die Abschattungsberei
che S0 und S1 hindurchgegangenes Licht gerichtet wor
den ist, wird entfernt.
Eine darunterliegende Schicht, die zu ätzen ist, kann
in eine gewünschte Form durch Ätzen unter Verwen
dung des gemusterten Photoresists als Maske geätzt
werden.
Ein Verfahren zur Herstellung der Phasenverschie
bungsmaske entsprechend der Ausführungsform wird
im folgenden beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2, eine halbabschattende
Verschiebungsschicht 3 wird zum Beispiel aus MoSiOx
Ny bis zu einer Dicke von 1980 Å auf der Oberfläche des
Quarzsubstrates 1, das eine Dicke von 6,35 mm aufweist,
abgeschieden. Eine Abschattungsschicht 5 wird zum
Beispiel aus Cr bis zu einer Dicke von 1000 Å auf der
gesamten Oberfläche der halbabschattenden Schicht
abgeschieden. Ein Maskenrohling 10a wird derart aus
gebildet bzw. vorbereitet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3, die Abschattungs
schicht 5 wird mit einem Elektronenstrahlresist 7a, der
eine Dicke von ungefähr 5000 Å (500 nm) aufweist, be
schichtet. Der Elektronenstrahlresist 7a wird durch ei
nen Elektronenstrahl(EB)-Belichtungsapparat belichtet
und derart entwickelt, daß er auf den Abschattungsbe
reichen S1 und S0 ebenso wie auf dem vierten licht
durchlassenden Bereich Ta2 verbleibt. Die Abschat
tungsschicht 5 wird durch Naßätzen unter Verwendung
des Resistmusters 7a, das derart ausgebildet ist, als Mas
ke geätzt und die Oberfläche der halbabschattenden
Verschiebungsschicht 3 wird freigelegt. Das Resistmu
ster 7a wird danach entfernt. Defekte, falls solche vor
handen sind, des Musters der Abschattungsschicht 5
werden dann untersucht bzw. überprüft und repariert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4, die halbabschattende
Verschiebungsschicht 3 wird zum Mustern durch reakti
ves Ionenätzen (RIE) durch CF4/O2 unter Verwendung
der Abschattungsschicht 5 als Maske geätzt. Eine Über
prüfung und Reparatur von Defekten, falls solche vor
handen sind, wird für das Muster der halbabschattende
Verschiebungsschicht 3 ausgeführt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5, die gesamte Oberflä
che des Quarzsubstrates 1 wird mit einem Elektronen
strahlresist 7b beschichtet und in eine gewünschte Form
durch den EB-Belichtungsapparat gemustert. Das Elek
tronenstrahlresistmuster 7b wird derart vorgesehen,
daß eine Oberfläche des Quarzsubstrates 1 in dem er
sten lichtdurchlassenden Bereich Tn1 freilegt bzw. frei
gibt. Der Graben 1a des Quarzsubstrates 1 wird durch
Ätzen unter Verwendung des Elektronenstrahlresist
muster 7b als Maske ausgebildet.
Die Tiefe des Grabens 1a beträgt ungefähr 4050 Å,
wenn zum Beispiel die i-Linie als Belichtungslicht ver
wendet wird, und sie beträgt ungefähr 2720 Å, wenn
KrF-Excimerlaserlicht verwendet wird.
Das Elektronenstrahlresistmuster 7b wird danach
entfernt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6, die gesamte Oberflä
che des Quarzsubstrates 1 wird erneut mit einem Elek
tronenstrahlresist 7c beschichtet und in eine gewünsch
te Form durch den EB-Belichtungsapparat gemustert.
Das Elektronenstrahlresistmuster 7c wird derart vorge
sehen, daß es den Phasenverschiebungsabschnitt des
Halbton-Typs freilegt bzw. freigibt. Die Abschattungs
schicht 5 des Phasenverschiebungsabschnittes des Halb
ton-Typs wird unter Verwendung des Elektronenstrahl
resistmusters 7c als Maske entfernt. Das Elektronen
strahlresistmuster 7c wird danach entfernt und die Pha
senverschiebungsmaske 10 entsprechend der in Fig. 1A
gezeigten Ausführungsform ist vervollständigt.
Die halbabschattende Verschiebungsschicht 3 sollte
eine Durchlässigkeit von mindestens 3% und höchstens
30% für die Phasenverschiebungsmaske entsprechend
der Ausführungsform aufweisen. Dies wird im folgen
den beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7, zur Zeit der Belichtung
zur Erzeugung eines gewöhnlichen Lochmusters wird
Belichtungslicht auf die Maske mit einer Lichtintensität
gerichtet, die ungefähr 3- bis 4mal höher als diejenige
ist, die durch R in der Figur gezeigt ist, welche keine
verbleibenden Schichten nach der Entwicklung beläßt.
Darum beläßt, falls die Durchlässigkeit der halbabschat
tende Verschiebungsschicht 3 größer ist als 30% ist, das
durch die halbabschattende Verschiebungsschicht 3 hin
durchgelassene Belichtungslicht keine Schicht oder es
reduziert die Dicke des Photoresistes derart, daß die
Resistschicht nicht als eine Ätzmaske benutzt werden
kann. Dementsprechend sollte die Durchlässigkeit der
halbabschattenden Verschiebungsschicht 3 höchstens
30% betragen.
Falls die Intensität des Lichtes, das durch die halbab
schattende Verschiebungsschicht 3 hindurchgelassen
wird zu schwach ist, kann ein scharfes Belichtungsmu
ster, das durch Überlagern von Belichtungslicht mit un
terschiedlichen Phasen erzeugt wird, nicht erhalten wer
den, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 1B beschrieben
worden ist Insbesondere, falls die Durchlässigkeit der
halbabschattende Verschiebungsschicht 3 kleiner als
3% ist, kann die oben beschriebene Wirkung aufgrund
einer zu kleinen Intensität des durch die halbabschatten
de Verschiebungsschicht 3 hindurchgelassenen Lichtes
nicht erhalten werden. Darum muß die Durchlässigkeit
der halbabschattende Verschiebungsschicht 3 minde
stens 3% betragen.
Es ist derart zu verstehen, daß die halbabschattende
Verschiebungsschicht 3 eine Durchlässigkeit von min
destens 3% und von höchstens 30% aufweisen sollte.
Als nächstes wird eine Berücksichtigung der Breite L1
des abschattenden Bereiches S0 zwischen dem Phasen
verschiebungsabschnitt vom Levenson-Typ und dem
Phasenverschiebungsabschnitt vom Halbton-Typ be
schrieben.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung, die in J. Miyazaki et al.,
"The effect of duty ratio of line and space in phase-shif
ting lithography" SPIE, Vol. 1927, 55, S. 677-685 gezeigt
ist. Diese Figur ist eine graphische Darstellung, die eine
Beziehung zwischen einer Abmessung eines Abschat
tungsbereiches auf einem Wafer (Abstandsbreite) und
einer Fokustiefe (DOF) für eine Phasenverschiebungs
maske des Levenson-Typs und eine gewöhnliche Maske
zeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8, die Ordinate zeigt die
Fokustiefe, und die Abszisse zeigt einen Abstand zwi
schen lichtdurchlassenden Bereichen, die auf dem Wafer
nächste Nachbarn sind (d. h. die Abmessung des Ab
schattungsbereiches, der auf den Wafer projiziert ist).
Aus dieser Figur kann entnommen werden, daß die Fo
kustiefe der Phasenverschiebungsmaske des Levenson-
Typs verglichen mit der gewöhnlichen Maske größer
wird, falls die Abmessung des Abschattungsbereiches
der Maske kleiner als 0,7 µm auf dem Wafer ist. Jedoch
werden das Niveau der Fokustiefe der Phasenverschie
bungsmaske vom Levenson-Typ und der gewöhnlichen
Maske gleich, falls die Abmessung 0,7 µm oder mehr
beträgt, wodurch kein Unterschied erzeugt wird.
Bei diesem Experiment ist die i-Linie, die eine Wellen
länge von 0,365 µm aufweist, verwendet worden und die
Abmessung 0,7 µm ist ungefähr 2mal länger (2λ) als die
Wellenlänge λ der i-Linie. In anderen Worten, die Pha
senverschiebungswirkung des Levenson-Typs kann
nicht erreicht werden, falls die Abmessung des Abschat
tungsbereiches, der auf dem Wafer projiziert wird, nicht
2λ oder weniger beträgt.
Eine Vergrößerung des optischen Projektionssystems
sollte in Betracht gezogen werden, um die Abmessung
des Abschattungsbereiches, der auf den Wafer proji
ziert wird, in denjenigen der Phasenverschiebungsmas
ke zu konvertieren. Gewöhnlicherweise wird ein Schal
tungsmuster der Phasenverschiebungsmaske durch das
optische Projektionssystem mit einer vorgeschriebenen
Vergrößerung verkleinert und auf einen Photoresist
projiziert. Falls das Schaltungsmuster der Phasenver
schiebungsmaske auf ein Fünftel verkleinert und auf den
Photoresist projiziert wird, wird eine Abmessung von
5 µm auf der Phasenverschiebungsmaske auf dem Pho
toresist durch die Projektion gleich 1 µm. Daher, falls
die Abmessung des Abschattungsbereiches, der auf den
Wafer projiziert wird, nachdem er durch das optische
Projektionssystem bei 1/n-Vergrößerung reduziert
worden ist, gleich 2λ ist, ist die Abmessung des Abschat
tungsbereiches auf der Phasenverschiebungsmaske
gleich 2λ × n.
Falls die Breite L1 des Abschattungsbereiches S0 in
Fig. 1A kleiner als 2λ × n ist, überlagern sich das Be
lichtungslicht, das durch den zweiten lichtdurchlassen
den Bereich Ta1 hindurchgeht, und dasjenige, das durch
den vierten lichtdurchlassenden Bereich Ta2 hindurch
geht Andererseits, falls die Breite L1 gleich 2λ × n oder
mehr beträgt, überlagern sich das Belichtungslicht, das
durch den zweiten lichtdurchlassenden Bereich Ta1 hin
durchgeht und dasjenige, das durch den vierten licht
durchlassenden Bereich Ta2 hindurchgeht, nicht.
Wenn dieses berücksichtigt wird, kann die Breite L1
des Abschattungsbereiches S0 zwischen dem Phasen
verschiebungsabschnitt vom Levenson-Typ und dem
Phasenverschiebungsabschnitt vom Halbton-Typ be
stimmt werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der Phasenver
schiebungsmaske 10 entsprechend der Ausführungs
form wird, nachdem die halbabschattende Verschie
bungsschicht 3 gemustert ist, der Graben 1a in dem
Quarzsubstrat 1 unter Verwendung dieser halbabschat
tenden Verschiebungsschicht 3 als Maske ausgebildet,
wie in Fig. 4 und 5 gezeigt ist. In anderen Worten, nach
dem Mustern der halbabschattenden Verschiebungs
schicht 3 wird ein Verschiebungsmuster ausgebildet.
Darum ist es nicht notwendig, die halbabschattende
Verschiebungsschicht 3 in Übereinstimmung mit dem
darunterliegenden Verschiebungsmuster zu mustern,
das derart vorgesehen wird. Eine präzise Ausrichtung,
die bei dem herkömmlichen Beispiel notwendig war,
wird unnötig.
Bei dem Verfahren zur Herstellung entsprechend die
ser Ausführungsform wird die halbabschattende Ver
schiebungsschicht 3, welche die Intensität des Belich
tungslichtes abschwächt während sie die Phase dessel
ben um 180° wandelt bzw. verschiebt, verwendet. Dar
um gibt es keine Notwendigkeit, separat eine halbab
schattende Schicht zum Abschwächen der Intensität des
Belichtungslichts und eine Verschiebungsschicht zum
Wandeln bzw. Verschieben der Phase des Belichtungs
lichtes um 180° auszubilden.
Die Anzahl der Schritte zur Herstellung einer Schicht
kann verglichen mit dem herkömmlichen Beispiel ge
senkt werden, und eine Vereinfachung des Herstellungs
prozesses kann derart erreicht werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung entsprechend die
ser Ausführungsform gibt es keine Notwendigkeit, au
ßer einem Resist neuerlich eine Schicht auszubilden,
nachdem der Rohling 10a, der in Fig. 2 gezeigt ist, be
reitgestellt ist Irgendein Defekt der Schicht, der durch
die Ausbildung einer anderen Schicht nach dem Mu
stern der Schicht oder des Substrates verursacht wird,
kann vermieden werden.
Wie oben beschrieben worden ist, ist bei der Phasen
verschiebungsmaske entsprechend dieser Ausführungs
form eine hochpräzise Ausrichtung unnötig, der Her
stellungsprozeß kann vereinfacht werden, und die An
zahl der Defekte kann vermindert werden. Bei dieser
Ausführungsform kann (in einer anderen Ausführungs
form), obwohl der Abschattungsbereich S0 zwischen
dem Phasenverschiebungsabschnitt des Levenson-Typs
und demjenigen des Halbton-Typs vorgesehen ist, wie
in Fig. 1A gezeigt ist, der Abschattungsbereich zwi
schen diesen Bereichen nicht ausgebildet sein, wie in
Fig. 9A gezeigt ist. In diesem Fall sollte die Breite L2 des
vierten lichtdurchlassenden Bereiches Ta2, der dem Pha
senverschiebungsabschnitt vom Levenson-Typ benach
bart ist, bevorzugterweise mindestens 2λ × n betragen.
Falls die Breite L2 des vierten lichtdurchlassenden
Bereiches Ta2 kleiner als 2λ × n ist, überlagern sich das
Belichtungslicht, das durch den zweiten lichtdurchlas
senden Bereich Ta1 des Phasenverschiebungsabschnit
tes vom Levenson-Typ durchgelassen wird, und dasjeni
ge, das durch den dritten lichtdurchlassenden Bereich
Tn2 des Phasenverschiebungsabschnittes vom Halbton-
Typ in das hindurchgelassen wird, in Fig. 9B, und derart
kann eine höhere Auflösung nicht erhalten werden.
Die halbabschattende Verschiebungsschicht 3 ist so
beschrieben worden, daß sie aus MoSiOxNy ausgebildet
ist, jedoch kann die Verschiebungsschicht aus irgendei
nem Material wie CrOxNy (Chromoxidnitrid), WSiOxNy
(Wolframsilizidoxidnitrid), SiOxNy (Siliziumoxidnitrid)
und SiNx (Siliziumnitrid) ausgebildet sein.
Das Material zur Ausbildung der halbabschattenden
Verschiebungsschicht 3 ist nicht durch die oben be
schriebenen Materialien begrenzt. Es kann irgendein
Material sein, das eine Durchlässigkeit von mindestens
3% und höchstens 30% aufweist und die Phase des Be
lichtungslichtes um ungefähr 180° verschiebt bzw. wan
delt.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann
das Substrat 1 nicht aus Quarz sondern aus irgendeinem
Material, das eine Durchlässigkeit von mindestens 90%
aufweist ausgebildet sein.
Ein Material zur Ausbildung der Abschattungsschicht
5 ist oben mit Cr beschrieben worden. Jedoch ist dieses
nicht darauf begrenzt. Insbesondere kann die Abschattungsschicht
5 aus einer mehrschichtigen Schicht, die
zum Beispiel durch CrO/Cr/CrO ausgebildet ist, ausge
bildet sein. Die Eigenschaften, die für die Abschattungs
schicht 5 benötigt bzw. gefordert werden, ist diejenige,
daß sie den Durchgang von Belichtungslicht nicht er
laubt, eine gute Widerstandsfähigkeit zu Chemikalien
(unter Berücksichtigung von Waschen) aufweist, und ei
ne überlegene Haftung aufweist. Irgendein Material, das
diese Eigenschaften aufweist, kann als die Abschat
tungsschicht 5 verwendet werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der Phasenver
schiebungsmaske wird ein Graben in einem Substrat
durch Ätzen unter Verwendung einer selektiv entfern
ten (gemusterten) halbabschattenden Verschiebungs
schicht als Maske vorgesehen. In anderen Worten, nach
dem Mustern der halbabschattenden Verschiebungs
schicht wird ein darunterliegendes Verschiebungsmu
ster ausgebildet. Darum wird es nicht gefordert, daß
eine halbabschattende Schicht in Übereinstimmung mit
einem darunterliegenden Verschiebungsmuster gemu
stert wird, das derart ausgebildet wird, so daß eine hoch
präzise Ausrichtung zur Zeit des Musterns der halbab
schattenden Schicht nicht notwendig ist.
Eine halbabschattende Verschiebungsschicht, welche
die Intensität des Belichtungslichtes abschwächt und die
Phase desselben um 180° verschiebt bzw. wandelt, wird
verwendet. Die halbabschattende Schicht und eine Ver
schiebungsschicht müssen in dem Phasenverschiebungs
abschnitt des Halbton-Typs nicht separat ausgebildet
werden. Dementsprechend kann die Anzahl der Schritte
zur Ausbildung der Schicht verglichen mit dem zweiten
herkömmlichen Beispiel reduziert und der Herstellungs
prozeß vereinfacht werden.
Es gibt keine Notwendigkeit, eine andere Schicht als
einen Resist nach dem Bereitstellen eines Rohlings aus
zubilden. Irgendein Defekt einer Schicht, der durch ein
neuerliches Ausbilden einer Schicht nach dem Mustern
einer Schicht oder des Rohlings oder eines Substrates
erzeugt wird, kann verhindert werden.
Wie oben beschrieben worden ist, ist bei der Phasen
verschiebungsmaske eine hochpräzise Ausrichtung
nicht notwendig, der Herstellungsprozeß kann verein
facht werden, und die Anzahl der Defekte kann redu
ziert werden.
Bei dem Verfahren zur Ausbildung eines Musters un
ter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske wird
eine hohe Auflösung sowohl in dem Phasenverschie
bungsabschnitt des Levenson-Typs als auch in demjeni
gen des Halbton-Typs erreicht. Die hohe Auflösung von
dicht ausgebildeten Linien, einer getrennten hellen Linie
und einer getrennten dunklen Linie kann dementspre
chend erreicht werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Aus
führungsformen im Detail beschrieben und illustriert
worden ist, ist klar zu verstehen, daß dasselbe nur zum
Zwecke der Illustration und des Beispiels und nicht als
Begrenzung dient.
Claims (5)
1. Phasenverschiebungsmaske, die mit einem Pha
senverschiebungsabschnitt des Levenson-Typs und
einem Phasenverschiebungsabschnitt des Halbton-
Typs vorgesehen ist, die aufweist:
ein Substrat (1), das einen ersten lichtdurchlassen den Bereich (Tn1), der Belichtungslicht an dem Pha senverschiebungsabschnitt des Levenson-Typs durchläßt,
einen zweiten lichtdurchlassenden Bereich (Ta1), der dem ersten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1) mit einem Abschattungsbereich (S1) dazwischen benachbart ist und Belichtungslicht an dem Phasen verschiebungsabschnitt des Levenson-Typs derart durchläßt daß die Phase des Belichtungslichtes un terschiedlich von derjenigen des Belichtungslichtes, das durch den ersten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1) durchgelassen wird, ist, und
einen dritten und einen vierten lichtdurchlassenden Bereich (Tn2, Ta2), die nahe beieinander in dem Phasenverschiebungsabschnitt des Halbton-Typs angeordnet sind und Belichtungslicht durchlassen, aufweist,
eine halbabschattende Verschiebungsschicht (3), die eine Oberfläche des Substrates in dem Abschat tungsbereich (S1) und dem vierten lichtdurchlassen den Bereich (Ta2) bedeckt und eine Oberfläche des Substrates in dem ersten, dem zweiten und dem dritten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1, Ta1, Tn2) freiläßt, und
eine Abschattungsschicht (5), die eine gesamte Oberfläche der halbabschattenden Verschiebungs schicht (3) in dem Abschattungsbereich (S1) be deckt, eine Oberfläche der halbabschattenden Ver schiebungsschicht (3) in dem vierten lichtdurchlas senden Bereich (Ta2) freiläßt und eine Oberfläche des Substrates in dem ersten, dem zweiten und dem dritten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1, Ta1, Tn2) freiläßt,
wobei die halbabschattende Verschiebungsschicht (3) derart ausgebildet ist, daß sie eine Durchlässig keit von mindestens 3% und von höchstens 30% aufweist und die Phase des Belichtungslichtes, nachdem es durch die halbabschattende Verschie bungsschicht (3) durchgelassen ist, unterschiedlich von derjenigen vor dem Durchlassen ist.
ein Substrat (1), das einen ersten lichtdurchlassen den Bereich (Tn1), der Belichtungslicht an dem Pha senverschiebungsabschnitt des Levenson-Typs durchläßt,
einen zweiten lichtdurchlassenden Bereich (Ta1), der dem ersten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1) mit einem Abschattungsbereich (S1) dazwischen benachbart ist und Belichtungslicht an dem Phasen verschiebungsabschnitt des Levenson-Typs derart durchläßt daß die Phase des Belichtungslichtes un terschiedlich von derjenigen des Belichtungslichtes, das durch den ersten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1) durchgelassen wird, ist, und
einen dritten und einen vierten lichtdurchlassenden Bereich (Tn2, Ta2), die nahe beieinander in dem Phasenverschiebungsabschnitt des Halbton-Typs angeordnet sind und Belichtungslicht durchlassen, aufweist,
eine halbabschattende Verschiebungsschicht (3), die eine Oberfläche des Substrates in dem Abschat tungsbereich (S1) und dem vierten lichtdurchlassen den Bereich (Ta2) bedeckt und eine Oberfläche des Substrates in dem ersten, dem zweiten und dem dritten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1, Ta1, Tn2) freiläßt, und
eine Abschattungsschicht (5), die eine gesamte Oberfläche der halbabschattenden Verschiebungs schicht (3) in dem Abschattungsbereich (S1) be deckt, eine Oberfläche der halbabschattenden Ver schiebungsschicht (3) in dem vierten lichtdurchlas senden Bereich (Ta2) freiläßt und eine Oberfläche des Substrates in dem ersten, dem zweiten und dem dritten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1, Ta1, Tn2) freiläßt,
wobei die halbabschattende Verschiebungsschicht (3) derart ausgebildet ist, daß sie eine Durchlässig keit von mindestens 3% und von höchstens 30% aufweist und die Phase des Belichtungslichtes, nachdem es durch die halbabschattende Verschie bungsschicht (3) durchgelassen ist, unterschiedlich von derjenigen vor dem Durchlassen ist.
2. Phasenverschiebungsmaske nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die halbabschattende
Verschiebungsschicht (3) aus mindestens einem
Material ausgewählt ist das aus der Gruppe ausge
wählt ist die aus MoSiOxNy, CrxNy, WSiOxNy,
SiOxNy und SiNx besteht.
3. Phasenverschiebungsmaske, die aufweist:
ein Substrat (1), das einen ersten lichtdurchlassen den Bereich (Tn1), der Belichtungslicht durchläßt, und
einen zweiten lichtdurchlassenden Bereich (Ta1), der dem ersten lichtdurchlassenden Bereich mit ei nem Abschattungsbereich (S1) dazwischen benach bart ist und Belichtungslicht derart durchläßt, daß die Phase des Belichtungslichtes unterschiedlich von derjenigen von Belichtungslicht ist, das durch den ersten lichtdurchlassenden Bereich durchgelas sen wird,
aufweist,
eine halbabschattende Verschiebungsschicht (3), die eine Oberfläche des Substrates an dem Ab schattungsbereich (S1) bedeckt und eine Oberflä che des Substrates an dem ersten und dem zweiten lichtdurchlassenden Bereich freiläßt, und
eine Abschattungsschicht (5), die eine gesamte Oberfläche der halbabschattenden Verschiebungs schicht (3) an dem Abschattungsbereich (S1) be deckt und eine Oberfläche des Substrates an dem ersten und dem zweiten lichtdurchlassenden Be reich frei läßt, wobei die halbabschattende Ver schiebungsschicht (3) derart ausgebildet ist, daß sie eine Durchlässigkeit von mindestens 3% und von höchstens 30% aufweist und die Phase des Belich tungslichtes, nachdem es durch die halbabschatten de Verschiebungsschicht (3) durchgelassen worden ist, unterschiedlich von derjenigen vor dem Durch lassen ist.
ein Substrat (1), das einen ersten lichtdurchlassen den Bereich (Tn1), der Belichtungslicht durchläßt, und
einen zweiten lichtdurchlassenden Bereich (Ta1), der dem ersten lichtdurchlassenden Bereich mit ei nem Abschattungsbereich (S1) dazwischen benach bart ist und Belichtungslicht derart durchläßt, daß die Phase des Belichtungslichtes unterschiedlich von derjenigen von Belichtungslicht ist, das durch den ersten lichtdurchlassenden Bereich durchgelas sen wird,
aufweist,
eine halbabschattende Verschiebungsschicht (3), die eine Oberfläche des Substrates an dem Ab schattungsbereich (S1) bedeckt und eine Oberflä che des Substrates an dem ersten und dem zweiten lichtdurchlassenden Bereich freiläßt, und
eine Abschattungsschicht (5), die eine gesamte Oberfläche der halbabschattenden Verschiebungs schicht (3) an dem Abschattungsbereich (S1) be deckt und eine Oberfläche des Substrates an dem ersten und dem zweiten lichtdurchlassenden Be reich frei läßt, wobei die halbabschattende Ver schiebungsschicht (3) derart ausgebildet ist, daß sie eine Durchlässigkeit von mindestens 3% und von höchstens 30% aufweist und die Phase des Belich tungslichtes, nachdem es durch die halbabschatten de Verschiebungsschicht (3) durchgelassen worden ist, unterschiedlich von derjenigen vor dem Durch lassen ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer Phasenverschie
bungsmaske, die mit einem Phasenverschiebungs
abschnitt vom Levenson-Typ und einem Phasen
verschiebungsabschnitt vom Halbton-Typ vorgese
hen ist, das die Schritte aufweist:
Ausbilden einer halbabschattenden Verschiebungs schicht (3) und eine Abschattungsschicht (5) aufein anderfolgend gestapelt auf einer gesamten Ober fläche eines Substrates (1),
wobei die halbabschattende Verschiebungsschicht (3) derart ausgebildet wird, daß sie eine Durchläs sigkeit von mindestens 3% und von höchstens 30% aufweist und die Phase von Belichtungslicht vor einem Durchlassen durch die halbabschattende Verschiebungsschicht (3) unterschiedlich von der jenigen nach dem Durchlassen durch diese ist,
wobei das Verfahren weiter die Schritte
selektives Entfernen der Abschattungsschicht (5) und der halbabschattenden Verschiebungsschicht (3) derart, daß die Abschattungsschicht (5) und die halbabschattende Verschiebungsschicht (3) eine Oberfläche des Substrates in einem ersten und ei nem zweiten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1, Ta1), die einander mit einem Abschattungsbereich (S1) des Phasenverschiebungsabschnittes des Le venson-Typs dazwischen benachbart sind, und in einem dritten lichtdurchlassenden Bereich (Tn2), der einem vierten lichtdurchlassenden Bereich (Ta2) des Phasenverschiebungsabschnittes des Halbton-Typs benachbart ist, freilassen und eine Oberfläche des Substrates an dem Abschattungs bereich (S1) des Phasenverschiebungsabschnittes des Levenson-Typs und in dem vierten lichtdurch lassenden Bereich (Ta2) des Phasenverschiebungs abschnittes des Halbton-Typs bedecken,
Ausbilden eines Grabens (1a) in dem Teil der Ober fläche des Substrates, in dem entweder der erste oder der zweite lichtdurchlassende Bereich freige legt ist, derart, daß die Phase des Belichtungslichtes, das durch den ersten lichtdurchlassenden Bereich durchgelassen wird, unterschiedlich von derjenigen des Belichtungslichts ist, das durch den zweiten lichtdurchlassenden Bereich durchgelassen wird, und
Entfernen der Abschattungsschicht (5) in dem vier ten lichtdurchlassenden Bereich (Ta2)
aufweist.
Ausbilden einer halbabschattenden Verschiebungs schicht (3) und eine Abschattungsschicht (5) aufein anderfolgend gestapelt auf einer gesamten Ober fläche eines Substrates (1),
wobei die halbabschattende Verschiebungsschicht (3) derart ausgebildet wird, daß sie eine Durchläs sigkeit von mindestens 3% und von höchstens 30% aufweist und die Phase von Belichtungslicht vor einem Durchlassen durch die halbabschattende Verschiebungsschicht (3) unterschiedlich von der jenigen nach dem Durchlassen durch diese ist,
wobei das Verfahren weiter die Schritte
selektives Entfernen der Abschattungsschicht (5) und der halbabschattenden Verschiebungsschicht (3) derart, daß die Abschattungsschicht (5) und die halbabschattende Verschiebungsschicht (3) eine Oberfläche des Substrates in einem ersten und ei nem zweiten lichtdurchlassenden Bereich (Tn1, Ta1), die einander mit einem Abschattungsbereich (S1) des Phasenverschiebungsabschnittes des Le venson-Typs dazwischen benachbart sind, und in einem dritten lichtdurchlassenden Bereich (Tn2), der einem vierten lichtdurchlassenden Bereich (Ta2) des Phasenverschiebungsabschnittes des Halbton-Typs benachbart ist, freilassen und eine Oberfläche des Substrates an dem Abschattungs bereich (S1) des Phasenverschiebungsabschnittes des Levenson-Typs und in dem vierten lichtdurch lassenden Bereich (Ta2) des Phasenverschiebungs abschnittes des Halbton-Typs bedecken,
Ausbilden eines Grabens (1a) in dem Teil der Ober fläche des Substrates, in dem entweder der erste oder der zweite lichtdurchlassende Bereich freige legt ist, derart, daß die Phase des Belichtungslichtes, das durch den ersten lichtdurchlassenden Bereich durchgelassen wird, unterschiedlich von derjenigen des Belichtungslichts ist, das durch den zweiten lichtdurchlassenden Bereich durchgelassen wird, und
Entfernen der Abschattungsschicht (5) in dem vier ten lichtdurchlassenden Bereich (Ta2)
aufweist.
5. Verfahren zur Ausbildung eines Musters, bei dem
die Belichtung eines vorgeschriebenen Bereiches
eines Photoresists, der auf einen Wafer aufgebracht
ist, unter Verwendung einer Phasenverschiebungs
maske nach Anspruch 1 ausgeführt wird, wobei das
Verfahren zur Ausbildung eines Musters die Schrit
te aufweist:
Richten von Belichtungslicht, das durch die Phasen verschiebungsmaske durchgelassen wird, auf den Photoresist, und Mustern des belichteten Photore sists durch Entwicklung.
Richten von Belichtungslicht, das durch die Phasen verschiebungsmaske durchgelassen wird, auf den Photoresist, und Mustern des belichteten Photore sists durch Entwicklung.
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DE4435773C2 (de) | Absorptions-Phasenverschiebungsmaske und Herstellungsverfahren dafür |
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