DE69233449T2 - Musterbelichtungsverfahren mit Phasenverschiebung und Maske dafür - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Musterbelichtungsverfahren und dafür verwendete Masken, und insbesondere ein Musterbelichtungsverfahren, welches ein Abdeckmuster für den Zweck der Herstellung einer Halbleitervorrichtung bildet, und eine Maske, welche für ein solches Musterbelichtungsverfahren benutzt wird.
- Zuletzt stiegen die Arbeitsgeschwindigkeit und die Integrationsdichte von Halbleitervorrichtungen deutlich an, und die Größe der Halbleitervorrichtungen wurde demgemäß reduziert. Aus diesem Grund gibt es Bedarf, ein feines Muster zu bilden, das eine Auflösungsgrenze der ein optisches System verwendenden herkömmlichen Musterungsvorrichtung, d.h. die Auflösungsgrenze eines optischen Abbildungssystems zum Beispiel eines Wafer-Schrittschalters übersteigt.
- Die EP-A-0 395 425 offenbart eine Maske mit einer transparenten Schicht, die bezüglich eines Lichts transparent ist, welches für eine Belichtung verwendet wird, und einer Maskenmusterschicht, welche auf der transparenten Schicht gebildet ist. Wenigstens ein Teil der Maskenmusterschicht ist allein aus einer Phasenverschiebungsschicht zum Durchlassen des Lichts aufgebaut, sodass eine Phasenverschiebung zwischen einer Phase des durch die Phasenverschiebungsschicht durchgelassenen Lichts und einer Phase des durch einen Teil der Maske ohne Phasenverschiebungsschicht durchgelassenen Lichts stattfindet. Ein Maskenherstellungsverfahren sowie ein Musterbildungsverfahren mit der Maske sind ebenso offenbart.
- Zunächst wird die allgemeine Funktionsweise einer herkömmlichen Verkleinerungsprojektionsbelichtungsvorrichtung unter Bezugnahme auf
1 beschrieben. - Ein Licht von einer Lichtquelle wie beispielsweise einer Quecksilberlampe wird auf eine Zwischenmaske
1 gerichtet. Die Zwischenmaske1 weist ein Zwischenmaskenmuster auf, in welchem eine Lichtsperrschicht3 aus Chrom (Cr) auf einem Glas substrat2 gebildet ist, um so ein Loch mit einer rechtwinkligen Form entsprechend der rechtwinkligen Form der Lichtsperrschicht3 zu belichten. Das Zwischenmaskenmuster wird durch eine Verkleinerungsprojektionslinse4 reduziert und auf einen Wafer5 abgebildet, um so einen Positiv-Resist auf dem Wafer5 zu belichten. -
2 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Lichtstärke des Belichtungslichts an dem Positiv-Resist.2(a) zeigt einen Teilquerschnitt der Zwischenmaske1 .2(b) zeigt die Lichtamplitudenverteilung an dem Positiv-Resist des Wafers5 für den Fall, dass die Belichtung mittels der Zwischenmaske1 gemacht wird.2(c) zeigt die Lichtstärkenverteilung an dem Positiv-Resist des Wafers5 für den Fall, dass die Belichtung mit der Zwischenmaske1 gemacht wird. - Wenn die Belichtung durch das durch die Zwischenmaske
1 mit der rechtwinkligen Lichtsperrschicht3 übertragene Licht gemacht wird, hat die Lichtstärkenverteilung an dem Positiv-Resist des Wafers5 einen negativen Spitzenwert mit einer relativ allmählichen Steigung. Daher ist es mit einer solchen Lichtstärkenverteilung unmöglich, ein feines Muster zu bilden, das eine enge Breite aufweist. Um ein feines Muster zu bilden, das eine enge Breite aufweist, ist es notwendig, die Steigung des negativen Spitzenwertes schärfer als jene der in2(c) dargestellten Lichtstärkenverteilung zu machen. - Falls zum Beispiel das Belichtungslicht eine i-Linie mit einer Wellenlänge von 0,365 μm ist und die numerische Apertur des optischen Systems 0,50 beträgt, beträgt die Auflösungsgrenze etwa 0,4 μm.
- Die Steigung des negativen Spitzenwertes der in
2(c) dargestellten Lichtstärkenverteilung ist von der Auflösung des optischen Abbildungssystems abhängig. Die Auflösung des optischen Abbildungssystems wird durch die Belichtungswellenlänge, die numerische Apertur, das inkonsistente Leistungsvermögen jeder Person selbst und dergleichen bestimmt. - Wenn die herkömmliche Verkleinerungsprojektionsbelichtungsvorrichtung verwendet wird, ist es demgemäß unmöglich, ein feines Loch zu bilden, das die Auflösungsgrenze des optischen Abbildungssystems übersteigt, und es gibt ein Problem dahingehend, dass die herkömmliche Verkleinerungsprojektionsbelichtungsvorrichtung nicht die Mustern der Halbleitervorrichtungen, welche mit verbesserter Integrationsdichte feiner werden, handhaben kann.
- Um das oben beschriebene Problem zu beseitigen, wurde das so genannte Phasenverschiebungsverfahren vorgeschlagen. Gemäß dem Phasenverschiebungsverfahren , wird die Phase des durch die Zwischenmaske übertragenen Lichts durch eine Phasenverschiebungsschicht verschoben, um so die Auflösung und den Kontrast des belichteten Bildes auf dem Resist zu verbessern.
-
3 zeigt das optische Abbildungssystem der Verkleinerungsprojektionsbelichtungsvorrichtung und der benutzen Zwischenmaske beim Ausführen des Phasenverschiebungsverfahrens. In3 sind jene Teile, welche gleich den entsprechenden Teilen in1 sind, durch die gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet. - In
3 ist statt der in1 dargestellten Zwischenmaske1 eine Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 verwendet. Die Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 ist aus dem Glassubstrat2 und einer Phasenverschiebungsschicht7 , welche auf dem Glassubstrat gebildet ist, aufgebaut. -
4 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Lichtstärke des Belichtungslichts an dem Positiv-Resist, wenn die Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 verwendet wird.4(a) zeigt einen Teilquerschnitt der Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 . Das Muster, welches belichtet werden soll, wird durch eine Kante der Phasenverschiebungsschichten7 gebildet, welche auf dem Glassubstrat2 der Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 gebildet ist. Ein durchgelassenes Licht8' , welches durch das Glassubstrat2 und die Phasenverschiebungsschicht gelaufen ist, besitzt eine Phase, welche um 180° (π) bezüglich eines durchgelassenen Lichts8 , welches nur durch das Substrat2 gelaufen ist, verschoben ist. -
4(b) zeigt die Lichtamplitudenverteilung an dem Resist des Wafers5 , wenn die Belichtung mit der Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 gemacht wird. Wie dargestellt, wird die Lichtamplitude an einer Stelle des Resists entsprechend der Kante der Phasenverschiebungsschicht7 zu Null, und die Lichtamplitude ist zu beiden Seiten der Kante stark entgegengerichtet. -
4(c) zeigt die Lichtstärkenverteilung an dem Resist des Wafers5 , wenn die Belichtung mit der Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 gemacht wird. Weil die Lichtstärke proportional zu dem Quadrat der Lichtamplitude ist, wird die Lichtstärke an einer Stelle des Resists entsprechend der Kante der Phasenverschiebungsschicht7 steil zu Null. Demgemäß ist es möglich, auf dem Resist ein feines Linien- und Raummuster zu bilden, das eine(n) zufriedenstellende(n) Auflösung und Kontrast besitzt. - Ein Beispiel eines durch das Phasenverschiebungsverfahren gebildeten feinen Musters wird Bezug nehmend auf
5 beschrieben.5(a) zeigt eine Draufsicht der Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 , welche eine quadratische Phasenverschiebungsschicht7 aufweist.5(b) zeigt ein feines Abdeckmuster10 , welches durch die Kante der Phasenverschiebungsschicht7 der in5(a) dargestellten Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 gebildet ist. Wie in5(b) dargestellt, ist das feine Abdeckmuster10 an der Seite des Quadrats, d.h. entlang eines Teils an dem Resist entsprechend der Kante der Phasenverschiebungsschicht7 ausgebildet. - Andererseits kann die Phasenverschiebungsschicht
7 auch in einem Mosaikspeichermuster in Draufsicht angeordnet sein, wie in6(a) dargestellt. Wenn die Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 mit der in6(a) gezeigten Phasenverschiebungsschicht7 für die Belichtung verwendet wird, ist es möglich, ein Abdeckmuster10 zu bilden, welches über einen relativ großen Bereich Kanten mit einem feinen Kontrast aufweist, wie in6(b) dargestellt. - Wenn jedoch die oben beschriebene Phasenverschiebungs-Zwischenmaske
6 für die Belichtung verwendet wird, ist es unmöglich, einen durch eine gestrichelte Linie in5(b) angedeuteten Ausschnitt zu mustern. Mit anderen Worten nimmt die Kante der Phasenverschiebungsschicht7 unvermeidbar eine geschlossene Kontur (oder Schleife) an und es existiert ein Problem dahingehend, dass die tatsächlichen Muster von integrierten Schaltungen (ICs) mit der Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 nicht gebildet werden können. - Demgemäß wurde, um dieses Problem des Phasenverschiebungsverfahrens zu überwinden, früher ein modifiziertes Verfahren vorgeschlagen, um das Abdeckmuster mit einer Phasenverschiebungs-Zwischenmaske zu bilden, welche zwei Arten von Phasenverschiebungsschichten aufweist, wie in
7 dargestellt.7(a) zeigt eine Draufsicht des Abdeckmusters, welches auszubilden ist. -
7(b) zeigt eine Draufsicht der früher vorgeschlagenen Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 . Diese Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 besitzt die Phasenverschiebungsschicht7 zum Verschieben der Phase des Belichtungslichts um 180° (π) an der Kante, welche zur Musterbildung verwendet wird, und eine Phasenverschiebungsschicht12 zum Verschieben der Phase des Belichtungslichts um 90° (π/2). Diese Phasenverschiebungsschicht12 ist an einem Teil, wo keine Musterformung gemacht wird, d.h. an einem Teil, wo das Muster nicht auszuschneiden ist, angrenzend an die Phasenverschiebungsschicht7 vorgesehen. Ein durch Schraffur in7(b) angegebener Bereich ist der Bereich der Phasenverschiebungsschicht7 , welcher die Phase des Belichtungslichts um 180° verschiebt. Andererseits ist ein durch Punkte in7(b) angegebener Bereich der Bereich der Phasenverschiebungsschicht12 , welcher die Phase des Belichtungslichts um 90° verschiebt. Nicht markierte Bereiche außer den schraffierten und gepunkteten Bereichen sind die Bereiche des Glassubstrats2 . - Durch richtiges Einstellen der Belichtungsbedingungen oder der Entwicklungsbedingung des Resists wird nur die Kante gemustert, die durch die Phasenverschiebungsschicht und das Glassubstrat
2 gebildet ist, wie in7(c) dargestellt. Andere Teile, d.h. die durch die Phasenverschiebungsschichten7 und12 gebildeten Kanten und die durch die Phasenverschiebungsschicht12 und das Glassubstrat2 gebildeten Kanten, werden nicht gemustert. Die durch die Phasenverschiebungsschicht12 und das Glassubstrat2 gebildete Kante ist durch eine gestrichelte Linie in7(c) angedeutet. - Dieses früher vorgeschlagene modifizierte Phasenverschiebungsverfahren hat jedoch ein Problem dahingehend, dass es in der aktuellen Praxis äußerst schwierig ist, die Phasenverschiebungs-Zwischenmaske
6 mit den Phasenverschiebungsschichten7 und12 , welche wie oben beschrieben fein geformt sind, zu realisieren. Demgemäß gibt es Bedarf, ein besser durchführbares Phasenverschiebungsverfahren zu reali sieren, welches feine Abdeckmuster bilden kann, und eine zum Ausführen eines solchen Phasenverschiebungsverfahrens geeignete Maske zu realisieren. - Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung (Ansprüche 1, 3) gelöst, indem ein Musterbelichtungsverfahren zum Bilden eines vorbestimmten Abdeckmusters auf einem Substrat vorgesehen ist, mit den Schritten (a) des Belichtens einer Abdeckschicht, welche auf dem Substrat gebildet ist, unter Verwendung einer Zwischenmaske, welche ein Muster zum Belichten eines entsprechenden Musters auf der Abdeckschicht mittels einer Phasenverschiebung des durch die Zwischenmaske durchgelassenen Lichts enthält, wobei das Muster der Zwischenmaske durch eine auf einem transparenten Zwischenmaskensubstrat gebildeten Phasenverschiebungsschicht mit einem ersten und einem zweiten Phasenverschiebungsteil definiert ist, und (b) des Entwickelns der Abdeckschicht, sodass das vorbestimmte Abdeckmuster auf dem Substrat gebildet wird, wobei der Schritt (a) das entsprechende Muster auf der Abdeckschicht mittels Kanten des ersten und des zweiten Phasenverschiebungsteils belichtet, der erste Phasenverschiebungsteil eine solche Breite besitzt, dass ein Muster eines geschlossenen Rings durch dessen Kanten belichtet wird, und der zweiten Phasenverschiebungsteil eine engere Breite als jene des ersten Phasenverschiebungsteils besitzt, sodass durch die Kanten davon belichtete Muster in der Form eines Musters einer einzelnen Linie überlappen. Gemäß dem Musterbelichtungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, extrem feine Abdeckmuster mit verschiedenen Formen zu bilden.
- Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maske zur Verwendung bei der Belichtung eines vorbestimmten Musters auf eine Abdeckschicht vorzusehen, welche auf einem Substrat mittels einer Phasenverschiebung des durch die Maske durchgelassenen Lichts gebildet wird, mit einem transparenten Zwischenmaskensubstrat; und einer auf dem transparenten Zwischenmaskensubstrat gebildeten Phasenverschiebungsschicht mit einem ersten und einem zweiten Phasenverschiebungsteil, wobei der erste und der zweite Phasenverschiebungsteil das vorbestimmte Muster, das auf der Abdeckschicht belichtet wird, definierende Kanten aufweisen, der erste Phasenverschiebungsteil eine solche Breite besitzt, dass ein Muster eines geschlossenen Rings durch die Kanten davon belichtet wird, und der zweite Phasenverschiebungsteil eine engere Breite als jene des ersten Phasenverschiebungsteils besitzt, sodass durch die Kanten davon belichtete Muster in der Form eines Musters einer einzelnen Linie überlappen. Gemäß der Maske der vorliegenden Erfindung ist es möglich, extrem feine Abdeckmuster mit verschiedenen Formen zu belichten.
- Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 bezüglich des Verfahrens und durch die Merkmale von Anspruch 3 bezüglich der Maske gelöst. Anspruch 2 betrifft ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens, während die Ansprüche 4 und 5 Verbesserungen weiterer Ausführungsbeispiele der Maske betreffen.
- Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich. Darin zeigen:
-
1 allgemein ein optisches Abbildungssystem einer herkömmlichen Verkleinerungsprojektionsbelichtungsvorrichtung und eine herkömmliche Zwischenmaske; -
2 eine Darstellung zur Erläuterung einer Belichtungslichtstärke an einem Resist mit der herkömmlichen Zwischenmaske; -
3 allgemein ein optisches Abbildungssystem einer herkömmlichen Verkleinerungsprojektionsbelichtungsvorrichtung mit einem Phasenverschiebungsverfahren und eine herkömmliche Phasenverschiebungs-Zwischenmaske; -
4 eine Darstellung zur Erläuterung einer Belichtungslichtstärke an einem Resist der herkömmlichen Phasenverschiebungs-Zwischenmaske; -
5 eine Darstellung zur Erläuterung eines durch die herkömmliche Phasenverschiebungs-Zwischenmaske gebildeten Abdeckmusters; -
6 eine Darstellung zur Erläuterung eines weiteren durch die herkömmliche Phasenverschiebungs-Zwischenmaske gebildeten Abdeckmusters; -
7 eine Darstellung zur Erläuterung eines früher vorgeschlagenen modifizierten Phasenverschiebungsverfahrens mit einer Phasenverschiebungs-Zwischenmaske mit zwei Arten von Phasenverschiebungsschichten; -
8 eine Darstellung zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels des Musterbelichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung; -
9 eine Darstellung zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Musterbelichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung; und -
10 eine Darstellung zur Erläuterung eines dritten Ausführungsbeispiels des Musterbelichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. - Es wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel eines Musterbelichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf
8 beschrieben. - In diesem Ausführungsbeispiel und in den anschließend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind Elemente wie beispielsweise der Wafer nicht dargestellt, aber es werden die gleichen Bezugsziffern wie in den zuvor beschriebenen Figuren verwendet.
- Dieses Ausführungsbeispiel bildet ein T-förmiges Muster auf dem Wafer
5 . Zuerst wird ein Positiv-Resist auf dem Wafer5 gebildet, und eine Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 mit einer Phasenverschiebungsschicht (Phasenverschiebungsmuster)7 , wie in einer Draufsicht von8(a) dargestellt, wird für die erste Belichtung verwendet. Die Phasenverschiebungsschicht der Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 enthält ein enges Teil7A . Dieses enge Teil7A besitzt eine solche Breite, dass die durch die Kante des engen Teils7A erzeugten Muster überlappen und ein Muster einer einzigen Linie bilden. - Das Positiv-Resist an anderen Teilen als dem Umfang der Phasenverschiebungsschicht
7 wird durch die erste Belichtung belichtet, und ein in8(b) dargestelltes Abdeckmuster42 wird auf dem Wafer5 gebildet. - Dann wird eine Zwischenmaske
14 mit einer Öffnung16 in einer Lichtsperrschicht18 davon, wie sie in8(c) dargestellt ist, für die zweite Belichtung verwendet. - Nach der zweiten Belichtung wird das Positiv-Resist entwickelt, wodurch ein T-förmiges Abdeckmuster
42A auf dem Wafer5 gebildet wird, wie in8(d) dargestellt. Ein Abdeckmuster42b , welches durch eine gestrichelte Linie in8(d) angegeben ist und welches mit der ersten Belichtung belichtet wird, wird nach der zweiten Belichtung und dem Entwicklungsprozess vollständig entfernt. - Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Zwischenmaske
6 bildet ein Ausführungsbeispiel einer Maske gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Zwischenmaske6 enthält das Phasenverschiebungsmuster7 , welches verwendet wird, um ein enges Linienmuster durch die Kante davon zu bilden, und das enge Teil7A , welches zum Bilden eines Linienmusters verwendet wird, welches breiter als das durch das Phasenverschiebungsmuster7 gebildete Linienmuster ist. Mit anderen Worten existieren das Phasenverschiebungsmuster, welches das oben unter Bezugnahme auf2 beschriebene Konzept verwendet, und das Phasenverschiebungsmuster, welches das oben unter Bezugnahme auf4 beschriebene Konzept verwendet, nebeneinander auf der Zwischenmaske6 . - Falls die Linienbreite des Phasenverschiebungsmusters
7 , welches eine relativ große Fläche in8(a) besitzt, enger als im Fall des engen Teils7A gemacht würde, würde es unnötig werden, das T-förmige Abdeckmuster durch zwei unabhängige Belichtungen zu bilden. Jedoch verbessert sich die Auflösung des Musters, welches durch die Kante der Phasenverschiebungsmuster gebildet wird, nicht, falls die Breite des Phasenverschiebungsmusters eng ist. Dies ist der Grund, warum in diesem Ausführungsbeispiel die erste und die zweite Belichtung gemacht werden. Falls zum Beispiel die i-Linie als Belichtungslicht verwendet wird und die numerische Apertur NA des optischen Systems zum Beispiel 0,5 beträgt, beträgt die Auflösung des durch die Kante des Phasenverschiebungsmuster gebildeten Musters 0,2 μm. Jedoch beträgt die Auflösung des Phasenverschiebungsmusters, welches nur 0,15 μm ist und eng ist, zum Beispiel nur 0,35 μm. Selbst wenn die Breite des Phasenverschiebungsmusters weiter reduziert wird, würde sich nur der Kontrast verschlechtern und das Muster, welches schwarz sein sollte, würde grau werden. Deshalb ist die Verwendung dieses Ausführungsbeispiels der Maske, d.h. der in8(a) dargestellten Zwischenmaske6 bei der Bildung von feinen Abdeckmustern extrem nützlich. - Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel des Musterbelichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
9 beschrieben. - Dieses Ausführungsbeispiel bildet ein Muster gestapelter Ziegel auf dem Wafer
5 . Zuerst wird ein Negativ-Resist auf dem Wafer5 gebildet, und eine Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 mit Phasenverschiebungsschichten (Phasenverschiebungsmustern)7 , wie sie in einer Draufsicht von9(a) dargestellt sind, wird für die Belichtung verwendet. Die Phasenverschiebungsschicht7 der Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 enthält ein enges Teil7A . Dieses enge Teil7A besitzt eine solche Breite, dass die durch die Kante des engen Teils7A erzeugten Muster überlappen und ein Muster einer einzigen Linie bilden. Zusätzlich ist ein Abstand7B zwischen benachbarten Phasenverschiebungsmustern7 vorgesehen, sodass die durch die Kanten der benachbarten Phasenverschiebungsmuster7 erzeugten Muster überlappen und ein Muster einer einzigen Linie bilden. - Das Resist an anderen Teilen als dem Umfang der Phasenverschiebungsschicht
7 wird durch die Belichtung belichtet, und ein in9(b) dargestelltes Abdeckmuster wird auf dem Wafer5 gebildet, nachdem ein Entwicklungsprozess ausgeführt wird, weil das Negativ-Resist in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird. - Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Zwischenmaske
6 enthält auch das Phasenverschiebungsmuster7 , welches zum Bilden eines Musters einer engen Linie durch die Kante davon verwendet wird, und das enge Teil7A , welches zum Bilden eines Linienmusters, welches breiter als jenes durch das Phasenverschiebungsmuster7 gebildete Linienmuster ist, verwendet wird. Mit anderen Worten existieren das Phasenverschiebungsmuster, welches das in9 derEP 0 395 425 A2 dargestellte Konzept verwendet, und das Phasenverschiebungsmuster, welches das oben unter Bezugnahme auf4 beschriebene Konzept verwendet, nebeneinander auf der Zwischenmaske6 . - Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel des Musterbelichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
10 beschrieben. - Dieses Ausführungsbeispiel bildet auf dem Wafer
5 ein Kurvenmuster gestapelter Ziegel. Zuerst wird ein Negativ-Resist auf dem Wafer5 gebildet, und eine Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 mit Phasenverschiebungsschichten (Phasenverschiebungsmustern)7 , wie sie in einer Draufsicht von10(a) dargestellt ist, wird für die Belichtung verwendet. Die Phasenverschiebungsschicht7 der Phasenverschiebungs-Zwischenmaske6 enthält ein enges Teil7A . Dieses enge Teil7A besitzt eine solche Breite, dass die durch die Kante des engen Teils7A erzeugte Muster überlappen und ein Muster einer einzigen Linie bilden. Zusätzlich ist zwischen benachbarten Phasenverschiebungsmustern7 ein Abstand7B vorgesehen, sodass die durch die Kanten der benachbarten Phasenverschiebungsmuster7 erzeugten Muster überlappen und ein Muster einer einzigen Linie bilden. - Das Resist an anderen Teilen als dem Umfang der Phasenverschiebungsschicht
7 wird durch die Belichtung belichtet, und ein in10(b) dargestelltes Abdeckmuster42 wird auf dem Wafer5 gebildet, nachdem ein Entwicklungsprozess ausgeführt wird, weil in diesem Ausführungsbeispiel das Negativ-Resist verwendet wird. - Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Zwischenmaske
6 enthält auch das Phasenverschiebungsmuster7 , welches zum Bilden eines engen Linienmusters durch die Kante davon verwendet wird, und das enge Teil7A , welches zum Bilden eines Linienmusters, welches breiter als das durch das Phasenverschiebungsmuster7 gebildete Linienmuster ist, verwendet wird. Mit anderen Worten existieren das Phasenverschiebungsmuster, welches das in9 derEP 0 395 425 A2 gezeigte Konzept verwendet, und das Phasenverschiebungsmuster, welches das oben unter Bezugnahme auf4 beschriebene Konzept verwendet, nebeneinander auf der Zwischenmaske6 . - Die durch das zweite und das dritte Ausführungsbeispiel gebildeten Abdeckmuster sind besonders zur Verwendung während des Herstellungsprozesses zum Beispiel eines dynamischen Direktzugriffsspeichers (DRAM) geeignet, weil der DRAM aktive Bereiche mit den in
10(b) gezeigten Mustern besitzt. - In dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel wird, falls die Breite der engen Teile
7A und des Abstands7B zwischen den benachbarten Phasenverschiebungs mustern7 jeweils 0,15 μm beträgt, die i-Linie als Belichtungslicht verwendet wird und die numerische Apertur NA des optischen Systems 0,5 beträgt, die Breite des Abdeckmusters42 zu 0,35 μm. Die Obergrenze der Breite des engen Teils7A und des Abstands7B sind in diesem Fall 0,3 μm, und die Breite des Abdeckmusters42 für diesen Obergrenzwert beträgt 0,5 μm. Falls die Breite des engen Teils7A und des Abstands7B größer als 0,3 μm sind, würden zwei Spitzen in der entsprechenden Lichtstärkenverteilung existieren und das beabsichtigte Muster kann durch die Phasenverschiebung nicht erhalten werden. - Gemäß den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen des Musterbelichtungsverfahrens der vorliegenden Erfindung und dem Ausführungsbeispiel der Maske gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Abdeckmuster mit verschiedenen Arten von Formen durch Verwendung der Zwischenmaske
6 zu bilden, auf welcher das Phasenverschiebungsmuster, welches das oben unter Bezugnahme auf2 beschriebene Konzept verwendet, und das Phasenverschiebungsmuster, welches das oben unter Bezugnahme auf4 beschriebene Konzept verwendet, nebeneinander existieren. - Natürlich ist es in jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele möglich, in Abhängigkeit von dem gewünschten Abdeckmuster, welches auf dem Wafer gebildet werden soll, wahlweise Positiv- und Negativ-Resists zu verwenden. Zusätzlich können die erste und die zweite Belichtung in Abhängigkeit von dem Abdeckmuster, welches zu bilden ist, entgegengesetzte Arten von Resists verwenden.
Claims (5)
- Musterbelichtungsverfahren zum Bilden eines vorbestimmten Abdeckmusters (
42 ) auf einem Substrat (5 ), mit den Schritten: (a) Belichten einer Abdeckschicht, welche auf dem Substrat (5 ) gebildet ist, mit einer Zwischenmaske (61 , welche ein Muster zum Belichten eines entsprechenden Musters auf der Abdeckschicht durch Verwendung einer Phasenverschiebung des durch die Zwischenmaske durchgelassenen Lichts enthält, wobei das Muster der Zwischenmaske durch eine auf einer transparenten Zwischenmaskenfläche (2 ) gebildete Phasenverschiebungsschicht (7 ) definiert ist und ein erstes und ein zweites Phasenverschiebungsteil (7 ,7A ) aufweist; und (b) Entwickeln der Abdeckschicht, sodass das vorbestimmte Abdeckmuster (42 ) auf dem Substrat (5 ) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a) das entsprechende Muster auf der Abdeckschicht mittels Kanten des ersten und des zweiten Phasenverschiebungsteils (7 ,7A ) belichtet, wobei der erste Phasenverschiebungsteil (7 ) eine solche Breite besitzt, dass ein Muster eines geschlossenen Rings durch die Kanten davon belichtet wird, und der zweite Phasenverschiebungsteil (7A ) eine engere Breite als der erste Phasenverschiebungsteil (7 ) besitzt, sodass durch die Kanten davon belichtete Muster in der Form eines Musters einer einzigen Linie (42 ) überlappen. - Musterbelichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (a) ein Negativ-Resist als Abdeckschicht verwendet.
- Maske (
6 ) zur Verwendung beim Belichten eines vorbestimmten Musters (42 ) auf einer Abdeckschicht, welche auf einem Substrat (5 ) unter Verwendung einer Phasenverschiebung des durch die Maske durchgelassenen Lichts gebildet wird, wobei die Maske aufweist: ein transparentes Zwischenmaskensubstrat (2 ); und eine auf dem transparenten Zwischenmaskensubstrat (2 ) gebildete Phasenverschiebungsschicht (7 ), die ein erstes und ein zweites Phasenverschiebungsteil (7 ,7A ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Phasenverschiebungsteil (7 ,7A ) das vorbestimmte Muster (42 ), welches auf der Abdeckschicht belichtet wird, definierende Kanten aufweisen, wobei der erste Phasenverschiebungsteil (7 ) eine solche Breite aufweist, dass ein Muster eines geschlossenen Rings durch die Kanten davon belichtet wird, und der zweite Phasenverschiebungsteil (7A ) eine engere Breite als der erste Phasenverschiebungsteil (7 ) aufweist, sodass durch die Kante davon belichtete Muster in der Form eines Musters einer einzigen Linie überlappen. - Maske nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des zweiten Phasenverschiebungsteils (
7A ) maximal 0,3 μm beträgt, wenn ein Belichtungslicht eine i-Linie ist und ein numerisch Apertur eines für die Belichtung verwendeten optischen Systems 0,5 beträgt. - Maske nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (
7B ) von zwei einander benachbarten ersten Phasenverschiebungsteilen (7 ) maximal 0,3 μm beträgt, wenn ein Belichtungslicht eine i-Linie ist und eine numerische Apertur eines für die Belichtung benutzten optischen Systems 0,5 beträgt.
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