DE4200647C2

DE4200647C2 - Verfahren zur Herstellung einer Maske

Info

Publication number: DE4200647C2
Application number: DE4200647A
Authority: DE
Inventors: Hong Seuk Kim
Original assignee: Goldstar Electron Co Ltd
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1991-01-14
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2012-01-14
Also published as: US5597666A; JP2824817B2; TW276352B; DE4200647A1; KR0172816B1; KR920015428A; JPH06138637A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Phasenschieber-Maske, die bei der Fotolithographie in der Halbleiter-Technologie Verwendung finden kann.

Bei der Herstellung eines integrierten Halbleiterbauele ments mittels Fotolithographie wird der Belichtungsprozeß zur Ausbildung vorgezeichneter Muster auf einem fotoempfind lichen Film durch Bestrahlen der Oberfläche eines Wafers mittels ultravioletten Strahlen durch eine Maske ausgeführt.

Bekannte Belichtungsverfahren sind das Kontaktverfahren, das kontaktlose Verfahren und das Projektionsverfahren. Jedoch sind diese Belichtungsverfahren in der Anwendung begrenzt, da die Linienbreite mit der Superintegration der Halbleiterbauelemente im Laufe der Entwicklung der Her stellungstechnologie immer kleiner wird.

Ein anderes bekanntes Belichtungsverfahren, womit man eine kleinere Linienbreite erhalten kann, ist das Wafer-Stepper- Verfahren. Jedoch kann dieses Verfahren nicht bei der Herstellung von hochintegrierten Halbleiterbauelementen verwendet werden, da der Kontrast des Musters, das in einem fotoempfindlichen Film abgebildet wird, sich verschlech tert.

Dementsprechend wurde ein Verfahren vorgeschlagen, das eine Inversionsmaske verwendet, die die Phase des Lichts, das durch die Strukturkanten hindurchgeht, um 180° dreht, wenn das Licht durch das vorgezeichnete Muster, das auf der Maske ausgebildet ist, hindurchgeht. Somit ist aufgrund der Phasendifferenz von 180° an der Kante des vorgezeichneten Musters die Lichtintensität gleich Null, so daß der Kon trast am Kantenabschnitt verbessert wird.

Die Fig. 2a bis 2c stellen den Herstellungsprozeß für eine Phasenschieber-Maske unter Verwendung von Polymethylmeth acrylat (im folgenden als PMMA bezeichnet), entsprechend dem Stand der Technik (IEDM 89, S. 57-60) dar.

Gemäß Fig. 2a wird zuerst eine Chromschicht 30 als Masken platte und danach PMMA 20 als Phasenschieber auf einer Quarzplatte 10 abgeschieden. Dann wird wie in Fig. 2b gezeigt ist, PMMA 20 mittels ultravioletter Strahlen belichtet (oder strukturiert), um das vorgezeichnete Muster auszubilden. Gemäß Fig. 2c wird die Chromschicht unter Verwendung des strukturierten PMMA als Ätzmaske naßgeätzt, um das vorgezeichnete Muster in der Chromschicht abzubilden.

Entsprechend diesem Verfahren zum Herstellen einer Maske wird PMMA mit dem Muster versehen und dann die Chromschicht naßgeätzt, so daß die Dicke und Größe des Chrommusters 30 der Maskenplatte durch das Muster der PMMA-Schicht, die als Phasenschieber verwendet wird, gesteuert wird.

Es ist jedoch schwierig, die Dicke des PMMA zu steuern, da sie durch die Viskosität der Lösung und die Umwälzgeschwin digkeit während der Abscheidung bestimmt wird. Daher hat, wie in Fig. 2c gezeigt wird, das Chrommuster 30 die Form eines Trapezoides, so daß der Kontrast an der Kante des Musters abgeschwächt ist. Diese durch ungleichmäßiges Ätzen der Chromschicht bedingte Trapezform bewirkt eine laterale Verschiebung der Chrommusterkante um den Abstand d. Diese Abschrägung verschlechtert den Kantenkontrast.

Ferner ist es sehr schwierig, den Ätzgrad der Kante der PMMA 20 zu steuern, und es werden bei Masken, die PMMA als Phasenschieber verwenden, keine sehr hohen Standzeiten erreicht.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für eine Maske zur Verfügung zu stel len, das eine genaue und reproduzierbare Strukturierung der Maske, insbesondere deren Abmessungen und Dicke, mit gutem Kantenkontrast und eine Verbesserung ihrer Standzeit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.

Bei der Lösung geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, anstelle von PMMA im Stand der Technik ein oxidierbares Material zu verwenden. Dieses Material wird nach der Strukturierung der Maske oxidiert, wobei sich durch Volumenaufweitung des Oxids gegenüber dem ursprünglichen unoxidierten Material ein Überhang des Oxids über die Kante des Chrommusters ergibt. Auf diese Weise erfolgt wie im Stand der Technik eine Phasenverschiebung an den Kanten, jedoch wird die Schräge der Chromkante vermieden.

Die Vorteile der Erfindung liegen in der Herstellung von Masken, die auch zur Fertigung hochintegrierter Bauelemente gut geeignet sind und eine lange Standzeit haben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Die Fig. 1a bis 1d einen erfindungsgemäßen Herstellungs prozeß unter Verwendung eines oxidierbaren Materials als Phasenschieber, und die Fig. 2a bis 2c das Verfahren zur Herstellung einer Phasenschiebermaske im Stand der Technik.

Nachfolgend soll das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Fig. 1a bis 1d beschrieben werden.

Erfindungsgemäß wird als zu oxidierendes Material bevorzugt eine Polysiliziumschicht oder eine Schicht aus amorphem Silizium verwendet. Gemäß Fig. 1a wird zuerst eine Chrom schicht 30 als Maskenplatte und dann ein oxidierbares Material 40, z. B. Polysilizium oder amorphes Silizium, aufeinander folgend auf einer Quarzplatte 10 abgeschieden.

Gemäß Fig. 1b wird auf der Anordnung von Fig. 1a ein Photoresist abgeschieden und dann durch einen Elektronenstrahl belichtet, um das Muster 50 auszubilden. Danach wird das oxidierbare Material 40 geätzt, wobei das Photoresist- Muster 50 als Ätzmaske dient. Danach wird der Photoresist 50 entfernt. Die Chromschicht 30 wird dann, wie in Fig. 1c dargestellt ist, geätzt, wobei das Muster des oxidierbaren Materials als Ätzmaske zur Ausbil dung eines Chrommusters dient.

Wie in Fig. 1d gezeigt ist, wird dann das oxidierbare Material 40 oxidiert, wobei ihr Volumen aufgeweitet wird, dargestellt durch die Kringel in den Mustern 40. Auf diese Weise wurde ein Phasenschieber mit reproduzierbarer Größe und Dicke ausgebildet. Mittels der an sich bekannten Volumenaufweitung bei der Oxidation eines oxidierbaren Materials kann man die Größe und die Dicke einer Maske leicht steuern.

Als Phasenschieber kann auch ein Metallfilm dienen, der eine Metalloxidschicht ausbildet.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Maske mit den Schritten:

a) aufeinanderfolgendes Abscheiden einer Chromschicht (30) und einer Schicht (40) aus oxidierbarem Material auf einer Quarzplatte (10),
b) Abscheiden eines Photoresists auf der Schicht (40) aus oxidierbarem Material und Ausbilden eines Photoresistmusters (50) mittels eines Elektronenstrahles;
c) Ätzen der Schicht (40) aus oxidierbarem Material und der Chromschicht (30), wobei das Photoresistmuster (50) als Ätzmaske dient, und
d) Oxidieren der Schicht (40) aus oxidierbarem Material, wobei eine Volumenaufweitung stattfindet, um einen Phasenschieber auszubilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schicht (40) aus oxidierbarem Material aus Polysilizium oder amorphem Silizium besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schicht (40) aus oxidierbarem Material ein Metallfilm ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Oxidschicht-Phasenschieber die Phase von Licht an seiner Kante um 180° verschiebt und so den Musterkontrast der Maske erhöht.