DE4200647C2 - Verfahren zur Herstellung einer Maske - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer MaskeInfo
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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 (4)
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.
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