DE10195745T5 - Eine neue chromfreie Wechselmaske zur Produktion von Halbleiter-Bauelement Features - Google Patents

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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/34Phase-edge PSM, e.g. chromeless PSM; Preparation thereof
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    • G03F1/30Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof

Abstract

Maske beziehungsweise Schablone zum Einsatz in der Fertigung von Halbleiter-Bauelementen aufweisend:
ein Substrat mit darauf angeordneten lichtdurchlässigen Zonen beziehungsweise Bereichen, wobei mindestens eine lichtdurchlässige Zone beziehungsweise Fläche eine Phasen-Verschiebung von im wesentlichen Null Grad für Licht aufweist, das sie durchsetzt und wobei mindestens eine lichtdurchlässige Zone Seitenkanten aufweist und wobei jede Seitenkante der mindestens einen lichtdurchlässigen Zone an eine lichtdurchlässige Zone angrenzt, die eine Phasenverschiebung für das sie durchdringende Licht erzeugt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Photolithographie-Schablone zum Einsatz bei der Produktion von Halbleiter-Bauelementen und noch spezieller auf eine Schablone und deren Herstellverfahren, das dazu benutzt werden kann, das zur Belichtung eines maskierenden Materials eingesetzte Licht zu schärfen und dabei die Begrenzung der erzeugten Merkmale zu verbessern.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Photolithographie findet üblicherweise bei der Produktion von Halbleiterbauelementen Anwendung, um verschiedene Fotomasken, die bei der Bearbeitung eines Wafers eingesetzt werden, mit Mustern zu versehen. Eine Schutzschicht wird auf den Wafer aufgetragen und unter Verwendung einer Belichtungseinrichtung und einer Schablone wie einer Maske oder einer Zwischenmaske belichtet. Während des Belichtungsvorgangs wird Strahlungsenergie, wie ultraviolettes Licht, durch die Maske gelenkt, um die Schutzschicht mit einem gewünschten Muster gezielt zu belichten. Dann wird die Schutzschicht entwickelt, indem entweder die belichteten Teile für eine positive Schutzschicht oder die nicht belichteten Teile für eine negative Schutzschicht entfernt werden, wobei danach auf dem Wafer eine Schutzschicht-Maske gebildet wird. Die Schutzschicht-Maske kann weiter benutzt werden, um darunter angeordnete Flächen des Wafers während der anschließenden Herstellverfahren, wie Abscheidungs-, Ätzungs- oder Ionenimplantationsverfahren, zu schützen.
  • Die Schablone ist im photolithographischen Verfahren ein wesentlicher Bestandteil. Die Schablone enthält das Muster, um Licht durchzulassen oder zu blockieren oder eine Lichtphasenverschiebung durchzuführen, um so die Fotoschutzschicht zu behandeln, die zur Bildung von Merkmalen (z.B. Transistor- oder Kondensatorstrukturen) auf einer bestimmten Schicht der Halbleiter-Vorrichtung verwendet wird. Die Schablone ist typischerweise eine Quarzplatte, die mit einem mit Mustern versehenen lichtblockierenden Material wie z. B. Chrom, beschichtet ist.
  • Diese Art Maske wird typischerweise binäre Maske genannt, da das Licht komplett mit lichtblockierendem Material blockiert und vollkommen durch die ungeblockten Quarzanteile übertragen wird.
  • Binäre Masken bereiten bei der Herstellung von Schaltkreisen hoher Dichte verschiedene Probleme. Licht, das an der Kante eines Musters in die Maske eindringt (z. B. am Übergang zwischen einer lichtblockierenden und einer transparenten Fläche) wird oft gebeugt. Dies bedeutet, dass statt eines sehr scharfen Bildes an der Kante der Schutzschicht, Licht geringerer Intensität nach der anvisierten Kantengrenze gebeugt wird und in die Flächen, die schwarz bleiben sollten, eindringt. Folglich weichen die erhaltenen Merkmalsformen und Größen etwas von dem geplanten IC-Design ab. Da die Hersteller integrierter Schaltkreise die geometrische Größe der IC-Merkmale kontinuierlich verringert haben, kann diese Lichtbeugung zur Herstellung von Wafern führen, die unvollständige oder fehlerhafte Schaltkreismuster aufweisen.
  • Masken für abgeschwächte Phasenverschiebung (PSMs) werden eingesetzt, um diese Lichtbeugungseffekte zu beseitigen und die Auflösung und die Fokustiefe der auf eine Zielstruktur (z. B. Fotoschutzschicht) projizierten Bilder zu verbessern. Attenuierte PSMs nutzen neben blockierenden und lichtdurchlässige Bereiche, die bei den binären Masken Anwendung finden, teilweise durchlässige Bereiche. Die teilweise durchlässigen Bereiche lassen typischerweise ungefähr drei bis acht Prozent vom empfangenen Licht durch (d. h. sie blockieren nicht). Darüber hinaus sind die teilweise durchlässigen Bereiche so konstruiert, dass das Licht, das sie durchlassen, im Vergleich zum Licht, das die transparenten (z. B. durchlässigen) Zonen durchdringt, um 180 Grad verschoben wird. Folglich beeinträchtigt das sich außerhalb des transparenten Bereiches ausbreitende Licht, definiert durch die PSM-Musterkante, das Licht von den teilweise durchlässigen Zonen. Auf diese Weise können die durch Diffraktion verursachten nachteilige Effekte kontrolliert werden.
  • Wie im Stand der Technik bekannt ist, werden für jede mit Mustern zu versehende Fotoschutzschicht Masken-Entwürfe angefertigt. Jeder Masken-Entwurf umfasst ein Muster zum Blockieren/Durchlassen von Licht, das über die behandelte Fotoschutzschicht entsprechende Schaltkreismerkmalen erzeugen soll. 1 zeigt eine solche typische Maske. Diese Maske ist eine Maske mit einer abgeschwächten Phasenverschiebung von 0 bis 180 Grad, die zur Herstellung von mit Mustern versehenen Bereichen verwendet wird, welche unter Bildung einer Trennschicht, z.B. einer BPSG-Schicht, geätzt werden sollen, um Vertiefungen herzustellen, die zur Herstellung von Kondensator-Behältern erforderlich sind. Teile eines Original-Maskenentwurfes sind mittels OPC-Verfahren (optical proximity correction) modifiziert worden, um einen modifizierten Entwurf zu erzeugen, so dass, wenn die Behandlung durch eine Maske mit einem solchen modifizierten Entwurf erfolgt, die Fotoschutzschicht mit einem Muster versehen wird, das Merkmale umfasst, die dem entsprechenden gewünschten Merkmal im Schaltkreis-Entwurf stärker entsprechen. Der geänderte Entwurf kann unter Verwendung bekannter Algorithmen oder mittels anderer Verfahren erzeugt werden, indem beispielsweise die Erfahrungen mit spezifischen Entwürfen durch Versuch und Irrtum genutzt werden.
  • Eine Maske mit abgeschwächter Phasenverschiebung mit verschiedenen Bereichen unterschiedlicher Phasenverschiebungswerte kann auf unterschiedliche Weise hergestellt werden. Zum Beispiel kann die in 1 illustrierte Maske mit einer Phasenverschiebung 0 bis 180 Grad hergestellt werden, indem ein Substrat aus transparentem Material wie Quarz, das eine solche Dicke aufweist, dass einfallendes Licht das durch die Schicht hindurchgeht (0 Grad Phasenverschiebung), die gleiche Phase hat wie das Licht, das in die Schicht eindringt, verwendet wird und an der Seite der Quarzschicht, wo das Licht hinausgeht, bis zu einer Tiefe geätzt wird, die zu einer Phasenverschiebung des einfallenden Lichtes um 180 Grad (bezogen auf die Bereiche der Schicht, die nicht geätzt werden) führen, d.h. indem Bereich mit 180 Grad Phasenverschiebung erzeugt werden. Es wird auch eine Chromschicht auf der lichteinfallenden Seite aufgetragen, um diese Teile des Quarzsubstrats zu blockieren, wo einfallendes Licht das Substrat nicht durchdringen sollte, ebenso wird eine Schicht von teilweise durchlässigem Material auf die Quarzschicht an der lichteinfallenden Seite, über die geätzten Bereiche aufgebracht, wobei die teilweise durchlässigen Bereiche mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad gebildet werden.
  • Auf diese Weise werden die durchlässigen oder transparenten Bereiche 12 des offenen Quarzes, die teilweise durchlässigen Bereiche 14 und die blockierten Bereiche kombiniert, wobei ein Lichtmuster auf der Fotoschutzschicht gebildet wird. Die transparenten Bereiche 12 lassen das Licht ohne Phasenverschiebung passieren. Die teildurchlässigen Bereiche 14 lassen ungefähr nur sechs Prozent des einfallenden Lichtes mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad passieren. Das zur Bildung der teildurchlässigen Bereiche 14 verwendete Material ist ein beliebiges geeignetes lichtundurchlässiges Material, z. B. Molybdänsilizid (Mo-Sl) oder Chromfluorid. Quarz ist ein bevorzugtes Material zur Herstellung der transparenten Bereiche 12 der Maske 10. Jedoch können auch andere geeignete lichtdurchlässige Materialien wie Kalknatronglas, Borosilikatglas, oder andere ähnliche, natürliche oder synthetische Materialien verwendet werden. Lichtblockierende Bereiche werden typischerweise mit einer Chromschicht auf einem Quarzsubstrat gebildet.
  • Obwohl die in 1 dargestellte Maske mit abgeschwächter Phasenverschiebung für viele Anwendungen geeignet ist, wird das damit erzeugte Lichtmuster ein immer größeres Problem, da die Halbleiterabmessungen zunehmend verringert werden. 2 zeigt die von oben betrachtete Bildantwort mit scharfen Umrissgrenzen (CD) des gedruckten Bildes eines Kondensator-Entwurfes, der mit dem Maskenentwurf für eine abgeschwächte Phasenverschiebung von 1 erstellt wurde. 2 stellt verschiedene Bereiche dar, die unterschiedlichen Lichtintensitäten entsprechen und mit der Maske von 1 erstellt wurden. Die Linie 21 zeigt die Kontur der gewünschten Druckvorlage. Bei Bestrahlung in einer positiven Fotoschutzschicht wird der Bereich, der innerhalb der Linie 21 von 2 umschlossen ist, d.h. der die Zonen 23, 25 und 27 umfassende Bereich, entfernt und in der Fotoschutzschicht wird eine Öffnung zum Ätzen gebildet. Leider sind die Lichtintensitätsumrisse der angrenzenden Bereiche in 2, beispielsweise die Zonen 23 und 25, nicht scharf umrissen, da Licht im Submikrometerbereich gebrochen wird, wobei es zu Beeinträchtigungen durch Nachbarschaftseffekte kommt. Dementsprechend gibt es Streulicht, oder anders gesagt, eine Lichtübergangszone entlang der Grenzen der definierten Intensitätszonen 23, 25 und 27.
  • Nachbarschaftseffekte treten vorwiegend auf, wenn eng beabstandete Merkmale von Schaltkreismustern lithographisch auf eine Schutzschicht eines Wafers übertragen werden. Die Lichtwellen der eng beabstandeten Schaltkreismerkmale beeinflussen sich gegenseitig, wobei sie die zum Schluss übertragenen Mustermerkmale verformen. Dementsprechend neigen Merkmale, die sich in enger Nachbarschaft zu anderen Merkmalen befinden bedeutend mehr zum Verformen als Merkmale, die relativ isoliert voneinander sind.
  • Als Folge unscharfer Lichtintensitäts-Profile von einer Zone zur anderen neigen die Kanten der entwickelten Fotoschutzschicht-Profile Muster dazu, in diesen Flächen weniger scharf zu sein als in anderen Flächen des Maskenmusters. In kleinen, dichten integrierten Schaltkreisen, wie VLSI, können diese unscharfen Bilder einen Druck von Merkmalen verursachen, der die Leistung des Schaltkreises erheblich beeinträchtigt, da die Übereinstimmung zwischen dem tatsächlichen Schaltkreis-Design und dem zum Schluss übertragenen Schaltkreismuster auf die Fotoschutzschicht verringert ist. Ferner können unscharfe Profile zum Verlust von Bereichen der Wafer-Oberfläche führen, was dementsprechend die Gesamtfläche, die zum Auftragen von abgeschiedenen Kondensatoren verfügbar ist, verringert und somit zu unerwünschter Erhöhung des Kontaktwiderstandes führt.
  • Folglich ist ein Bedarf für eine vereinfachte Phasenverschiebungsmaske vorhanden, die zur präzisen Herstellung von kleinen Schaltkreis-Merkmalen, z. B. dicht beabstandete Vertiefungen für Kondensator-Behälter in Speicherkreisen, verwendet werden kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Wechselphasenverschiebungsmaske für ein Schema für einen Kondensatorentwurf für integrierte Schaltkreise mit Speichereinheiten bereit. Die Wechselphasenverschiebungsmaske weist Bereiche für Phasenverschiebungen von 0 und 180 Grad auf, die so angeordnet sind, dass die Seiten jedes Bereiches, der einem bestimmten Phasenverschiebungs-Wert entspricht, durch Bereiche begrenzt sind, die einem entgegengesetzten Phasenverschiebungs-Wert entsprechen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer Wechselphasenverschiebungsmaske bereit, die Bereiche der Phasenverschiebung von 0 und 180 Grad aufweist, die so angeordnet sind, dass alle Seiten jedes Bereiches, der einem bestimmten Phasenverschiebungs-Wert entspricht, durch Bereiche begrenzt sind, die einem entgegengesetzten Phasenverschiebungs-Wert entsprechen. Die Maske kann zur Herstellung von Kondensator-Merkmalen hoher Packungsdichte, bei dem die Abweichung zwischen den tatsächlichen Bestrahlungsmustern und den gewünschten Bestrahlungsmustern vermindert wird, verwendet werden. Die erfindungsgemäße Wechselphasenverschiebungsmaske wirkt der Lichtbeugung und Nachbarschaftseffekten entgegen, indem sie sowohl die Auflösung als auch die Fokustiefe des übertragenen Lichts verbessert.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf eine herkömmliche Maske mit abgeschwächter Phasenverschiebung zur Herstellung von Vertiefungen für Kondensator-Behälter.
  • 2 zeigt die Licht-Intensitätskonturen eines von oben betrachteten Bildes, das mittels des Maskenentwurfes von 1 hergestellt wurde.
  • 3 zeigt eine erfindungsgemäß hergestellte Wechselphasenverschiebungsmaske.
  • 4 zeigt die Licht-Intensitäts-Konturen eines von oben betrachteten Bildes, das mittels des Maskenentwurfes von 3 hergestellt wurde.
  • 5 zeigt eine Maske in einer Zwischenstufe des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
  • 6 zeigt eine Maske in einer Zwischenstufe des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens in einer Phase, die der von 5 folgt.
  • 7 zeigt eine Maske in einer Zwischenstufe des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens in einer Phase, die der von 6 folgt.
  • 8 zeigt eine Maske in einer Zwischenstufe des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens in einer Phase, die der von 7 folgt.
  • 9 zeigt eine Maske in einer Zwischenstufe des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens in einer Phase, die der von 8 folgt.
  • 10 zeigt eine Maske in einer Zwischenstufe des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens in einer Phase, die der von 9 folgt.
  • 11 zeigt eine Maske in einer Zwischenstufe des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens in einer Phase, die der von 10 folgt.
  • Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug genommen auf die beigefügten Figuren, die einen Teil hiervon bilden und die spezifischen Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen. Die Ausführungsformen sind ausreichend beschrieben, so dass der Fachmann die Erfindung praktisch umsetzen kann, wobei selbstverständlich andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle, logische und elektrische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Die Begriffe „Wafer" und „Substrat" sind so zu verstehen, dass sie die „Silizi-um-auf-Isolation" (SOI)- oder „Silizium auf Saphir-Technologie" (SOS), gedopte und ungedopte Halbleiter, Epitaxialschichten aus Silicon auf einem Basis-Halbleiterträger und andere Halbleiterstrukturen umfassen. Wenn in der folgenden Beschreibung Bezug genommen wird auf „Wafer" oder „Substrat", können vorhergehende Verfahrensschritte eingesetzt worden sein, um Bereiche oder Verbindungen in oder auf der Basis-Halbleiterstruktur oder -Fundament zu bilden. Ferner braucht der Halbleiter keine Siliziumbasis, kann jedoch auf Silicon-Germanium, Germanium oder Galliumarsenid basieren.
  • In den Figuren, wo gleiche Elemente anhand von gleichen Bezugsnummern beschrieben werden zeigt 3 einen Teil einer Wechselphasen-Verschiebungsmaske entsprechend einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform, die so angepasst ist, dass ein Entwurf oder Design für Kondensator-Behälter in einer Speichereinheit z.B. DRAM, in einer spezifischen Herstellphase gebildet wird.
  • Mit Bezug auf 3 weist die Phasenverschiebungsmaske 50 einen transparenten Substrat 52 (5-8) aus Quarz oder Glas auf. Das transparente Substrat 52 ist unterteilt in eine Vielzahl von Dreieckszonen, abgetrennt nach einer vorgegebenen Ordnung und in einer Matrixgruppierung zum Definieren von 0-Grad-Phasenverschiebungszonen 54 und 180-Grad-Phasenverschiebungszonen 56. Jede 0-Grad-Phasenverschiebungszone grenzt nach allen Seiten an 180-Grad-Phasenverschiebungszonen an. Ebenso grenzt jede 180-Grad-Phasenverschiebungszone an allen Seiten an 0-Grad-Phasenverschiebungszonen.
  • Wie z. B. in 3 gezeigt, grenzt eine 0-Grad-Phasenverschiebungsfläche ABC komplett an drei 180-Grad-Phasenverschiebungsflächen, entsprechend identifiziert als CAD, ABF und CBE. Andererseits grenzt die 180-Grad-Phasenverschiebungsfläche CDA komplett an drei 0-Grad-Phasenverschiebungsflächen, entsprechend identifiziert als ABC, CDG und ADN.
  • 4 zeigt von oben die Licht-Intensität-Bildantwort der in 3 gezeigten Wechselphasen-Verschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung. Die Kontur des Druckbilds ist mit Linie 31 skizziert. Ähnlich der von oben gesehenen Bildantwort des Standes der Technik, die in 2 gezeigt wird, definieren die Zonen 33, 35 und 37 der 4 die Flächen, die nachfolgend zur Bildung eines Kanals oder Lochs für das Kondensator-Layout entfernt werden.
  • Ein Vergleich zwischen den lichtintensiven Konturen der 2 und jenen von 4 zeigt verstärkte und schärfere Kontraste zwischen verschiedenen Zonenflächen, die unterschiedlichen Lichtintensitäten entsprechen, wie z. B. die Zonen 25 und 35. Die Kanten und Ecken des Musters der 4 sind ebenfalls schärfer definiert als jene, die dem Muster der 2 entsprechen. Somit sind die Rundungseffekte, die die Maske in 1 charakterisieren, beim Einsatz der Maske der vorliegenden Erfindung weniger ausgeprägt.
  • Dementsprechend bietet die Maske der Erfindung eine verbesserte Zuordnung zwischen dem Original Schaltkreis-Design und dem auf die Fotoschutzschicht übertragene Muster. Sie bürgt auch für einen verlässlicheren Druck von kleineren und dichter gepackten IC-Merkmalen und erlaubt einen größeren Spielraum beim Maskenversatz.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Wechselphasen-Verschiebungsmaske mit 0-Grad-Phasenverschiebungszonen, die alle mit 180-Grad-Phasenverschiebungszonen umgeben sind, und mit 180-Grad-Phasenverschiebungszonen, die alle an 0-Grad-Phasenverschiebungszonen angrenzen. Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf dreieckige Wechselphasen-Verschiebungszonen beschrieben ist, dürfte es klar sein, dass Veränderungen an der Erfindung vorgenommen und Äquivalente an den beschriebenen und veranschaulichten Strukturen gesetzt werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die Wechselphasen-Verschiebungszonen eine rechteckige oder andere passende Formen haben, vorausgesetzt, dass die Seiten aller 0-Grad-Phasenverschiebungsflächen an 180-Grad-Flächen angrenzen und alle Seiten der 180-Grad-Phasenverschiebungsflächen an 0-Grad-Phasenverschiebungsflächen angrenzen.
  • Das Herstellverfahren für eine Maske beziehungsweise Schablone entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun in Bezug auf die 5 bis 11 beschrieben. Zuerst wird auf 5 Bezug genommen. Eine Materialschicht 54 wird auf ein maskentransparentes Substrat 52 aufgetragen, wobei das letztere aus Siliziumglas (Kieselglas), geschmolzenem Quarzglas, Borosilikatglas oder einem anderen Material bestehen kann, das auf verschiedene Arten von Strahlung transparent wirkt und üblicherweise bei lithographischen Verfahren für Halbleiter anhand irgendeiner konventionellen Methode angewendet wird. Die Materialschicht 54 kann entweder eine für Licht teildurchlässige oder eine lichtundurchlässige Schicht sein, in Abhängigkeit von anderen Merkmalen, die beim Einsatz der Maske zum Tragen kommen; ein Teil davon ist in den 5 bis 11 veranschaulicht. Für die Bildung einer lichtteildurchlässige Schicht kann die Schicht 54 aus einem dämpfenden Material wie Molybdänsilizid sein. Für die Bildung einer lichtundurchlässigen Schicht kann für die Schicht 54 Material eingesetzt werden wie Chrom, Aluminium, Eisenoxyd, Gold oder Wolfram, um nur einige Namen aufzuzählen. Da Chrom am meisten eingesetzt wird und um die Verfahrensschritte zu vereinfachen, wird nachstehend die Schicht 54, als Chromschicht 54 ausgeführt. Jedoch sollte für Fachleute klar sein, dass Schicht 54 auch aus einem lichtdurchlässiges Material bestehen könnte.
  • Schicht 54 in 5 kann auf ein transparentes Substrat 52 anhand eines konventionellen Verfahrens wie Zerstäuben (Sputtering), chemische Bedampfung (CVD) oder Beschichtung mittels Elektronenstrahls (EBD) aufgebracht werden.
  • Danach wird, wie in 6 gezeigt, eine Musterschicht 55 auf die Chromschicht 54 aufgebracht. Die Musterschicht 55 kann aus jedem beliebigen Material sein, das zur Übertragung eines Musters auf eine Folgeschicht eingesetzt werden kann und abhängig ist von den Bestrahlungscharakteristiken der Ausrüstung für die folgenden Schritte. Wo beispielsweise ein direktes Elektronenstrahl-Schreibsystem im Einsatz ist, wird die Musterschicht 55 von einer elektronenstrahlsensitivem Fotoschutzschicht gebildet. Wo alternativ ein optisches System zur Strahlenerzeugung einer bestimmten Wellenlänge im Einsatz ist, wird die Musterschicht 55 aus einem konventionellen Fotoschutz-Material bestehen.
  • Nun wird Bezug genommen auf 7. Nach Fertigstellung des Maskensubstrats 52 mit Chromschicht 54 und Musterschicht 55 wird die Musterschicht 55 mit einer Bestrahlung mittels scannendem Elektronenstrahl oder -licht, wie von einem Laser, exponiert. Die von einer Strahlenquelle kommende Bestrahlung wird auf die Musterschicht 55 abgebildet. Das Bildverfahren führt zur Übertragung eines Musters mit 180-Grad-Phasenverschiebungsfläche auf der Schicht 55. Auf diese Weise wird das 180-Grad-Flächenmuster exponiert beziehungsweise erzeugt. Im Herstellverfahren wird dieser Schritt, in dem 180-Grad-Flächen bemustert werden, als die Kunst der Erstaufzeichnung („first write") bezeichnet.
  • Die Musterschicht 55 wird mit einem direkten Elektronenstrahl-Schreibsystem aufgebracht und das 180-Grad-Flächenmuster wird entwickelt, um zur Struktur, wie in 7, zu gelangen.
  • Wie zuvor erwähnt, wird typischerweise für die Musterübertragung ein direktes Elektronenstrahl-Schreibsystem eingesetzt. Es kann jedoch auch ein optischer Bildprozess verwendet werden, dessen Bestrahlung in einem Wellenlängenbereich vom tiefen UV-Bereich von ungefähr 200 Nanometer bis zur optischen Wellenlänge im Bereich von bis zu 440 Nanometer liegt.
  • Nun wird Bezug genommen auf B. Nach Herstellung des Maskensubstrats 52 mit Chromschicht 54 und der Musterschicht 55 wird die Musterschicht 55 entwickelt, um die Flächen 68 (künftige 180-Grad-Flächen) auf dem Maskensubstrat 52 und der Chromschicht 54 zu erhalten. Wie in 8 gezeigt, haben die Flächen 66 (künftige 0-Grad-Flächen) Anteile von der Musterschicht 55, während die Flächen 68 (künftige 180-Grad-Flächen) nur Chrom von der Chromschicht 54 aufweisen.
  • Als nächstes wird die Struktur von 8 in einen Ätzer mit einer sehr hohen Plasmadichte gestellt und bis zur gewünschten Tiefe in den Quarz eingeätzt, um die 180-Grad-Phasenverschiebungsflächen 88, wie in 9 gezeigt, zu erhalten. Die Flächen 66, die die übrige Musterschicht 55 enthalten, werden in einem weiteren Verfahrensschritt beschrieben und entwickelt, der allgemein bekannt ist unter dem Namen „zweiter Schreibprozess" („second write"). Am Ende des zweiten Schreibprozesses wird die verbleibende Schutzschicht auf den Flächen 66 entfernt und es ergibt sich dann die Struktur von 10. Als nächstes werden die verbleibenden Anteile 76 (10) der Chromschicht 54 abgeätzt, damit werden die 0-Grad-Phasenverschiebunsflächen 86 und die 180-Grad-Phasenverschiebungsflächen 88 auf dem Maskensubstrat 52 erzeugt, wie in 11 gezeigt. Jede 0-Grad-Phasenverschiebungsregion 86 grenzt an 180-Grad-Phasenverschiebungsregionen 88 an und jede der 180-Grad-Phasenverschiebungsregionen 88 grenzt an 0-Grad-Phasenverschiebungsregionen 86 an.
  • Die Maske aus 11 kann jetzt zum Erstellen von Features mit feinen Abständen verwendet werden, wie für Kondensatorkanäle in einer isolierenden Schicht einer Halbleitereinheit.
  • Obwohl exemplarische Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es nicht beabsichtigt, dass die Erfindung auf die gezeigten Ausführungsarten limitiert ist. Änderungen oder Substitutionen der speziellen Verfahrensbedingungen und Strukturen können ohne Abweichung vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Dementsprechend wird die Erfindung nicht auf die vorhergehende Beschreibung beschränkt zu betrachten, sondern ist nur auf den Umfang der im Anhang enthaltenen Ansprüche limitiert.

Claims (19)

  1. Maske beziehungsweise Schablone zum Einsatz in der Fertigung von Halbleiter-Bauelementen aufweisend: ein Substrat mit darauf angeordneten lichtdurchlässigen Zonen beziehungsweise Bereichen, wobei mindestens eine lichtdurchlässige Zone beziehungsweise Fläche eine Phasen-Verschiebung von im wesentlichen Null Grad für Licht aufweist, das sie durchsetzt und wobei mindestens eine lichtdurchlässige Zone Seitenkanten aufweist und wobei jede Seitenkante der mindestens einen lichtdurchlässigen Zone an eine lichtdurchlässige Zone angrenzt, die eine Phasenverschiebung für das sie durchdringende Licht erzeugt.
  2. Maske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die angrenzende lichtdurchlässige Zone eine 180-Grad-Phasenverschiebungszone ist.
  3. Maske gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 180-Grad-Phasenverschiebungszone Seitenkanten hat, wobei an jede Seitenkante eine Phasen-Verschiebungszone angrenzt, die eine Phasenverschiebung von im wesentlichen Null Grad aufweist.
  4. Maske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Zonen dreieckige Zonen sind.
  5. Maske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Zonen rechteckige Zonen sind.
  6. Maske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einem Material ist, das aus der Gruppe Quarz, Siliziumglas (Kieselglas) und Borosilikatglas ausgewählt ist.
  7. Maske gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der lichtdurchlässigen Zonen teildurchlässig für Licht sind.
  8. Ein Verfahren zum Erstellen einer Maske für den Einsatz in der Fertigung von Halbleiter-Bauelementen, mit folgenden Schritten: zur Verfügungstellung eines Maskensubstrats, Erzeugung von mindestens einer teilweise lichtdurchlässigen Schicht darauf, Erzeugung von einer Musterschicht auf der zum Teil lichtdurchlässigen Schicht, Bemustern der Musterschicht mit einem vorbestimmten Muster, das beim Ätzen des erwähnten Maskensubstrats verwendet werden kann, um mindestens eine lichtdurchlässige Zone zu bilden, die eine Phasen-Verschiebung von im wesentlichen Null Grad für Licht aufweist, das sie durchsetzt, wobei die mindestens eine lichtdurchlässige Zone Seitenkanten aufweist und jede der Seitenkanten der mindestens einen der lichtdurchlässigen Zonen an eine lichtdurchlässige Zone angrenzt, die eine Phasenverschiebung für das sie durchdringende Licht aufweist, und Ätzen des Substrats durch die Musterschicht.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die angrenzende lichtdurchlässige Zone eine Zone ist, die ungefähr eine 180-Grad-Phasenverschiebung besitzt.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Zonen Dreieck-Zonen sind.
  11. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Zonen Rechteck-Zonen sind.
  12. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der lichtdurchlässigen Zonen teilweise lichtdurchlässig sind.
  13. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske aus einem Material besteht, das aus der Gruppe bestehend aus Quarz, Siliziumglas (Kieselglas) und Borosilikatglas ausgewählt ist.
  14. Ein Verfahren zum Erstellen einer Maske für den Einsatz in der Fertigung von Halbleiter-Bauelementen, mit folgenden Schritten: Schaffung eines Maskensubstrats, Bildung einer Chromschicht darauf, Bildung einer Musterschicht auf der Chromschicht, Erstellen eines vorbestimmten Musters auf der Musterschicht, das beim Ätzen des Maskensubstrats verwendet wird, um mindestens eine lichtdurchlässige Zone zu bilden, die eine Phasen-Verschiebung im wesentlichen von Null Grad für Licht aufweist, das die durchsetzt, wobei mindestens eine lichtdurchlässige Zone Seitenkanten aufweist, wobei jede Seitenkante der mindestens einen lichtdurchlässige Zone an eine lichtdurchlässigen Zone angrenzt die eine Phasenverschiebung für das sie durchdringende Licht bewirkt, Ätzen des Substrats durch die Musterschicht hindurch.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die angrenzende lichtdurchlässige Zone eine Zone mit ungefähr 180-Grad-Phasenverschiebung ist.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens einige der lichtdurchlässigen Zonen teilweise lichtdurchlässig (halbdurchlässig) ausgebildet sind.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Zonen Dreieck-Zonen sind.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Zonen Rechteck-Zonen sind.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Maske aus einem Material gebildet ist, das aus der Gruppe aus Quarz, Siliziumglas (Kieselglas) und Borosilikatglas ausgewählt ist.
DE10195745T 2000-02-22 2001-02-15 Eine neue chromfreie Wechselmaske zur Produktion von Halbleiter-Bauelement Features Withdrawn DE10195745T5 (de)

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