DE69131878T2

DE69131878T2 - Verfahren zur Herstellung einer Phasenverschiebungs-Photomaske

Info

Publication number: DE69131878T2
Application number: DE69131878T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Fujita; Masa-Aki Kurihara; Koichi Mikami; Hiroyuki Miyashita; Yoichi Takahashi
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1991-09-23
Publication date: 2000-07-20
Anticipated expiration: 2011-09-24
Also published as: EP0773477B1; EP0477035A3; DE69131878D1; US5614336A; EP0477035B1; EP0477035A2; US5688617A; KR100280036B1; EP0773477A1; DE69132622D1; DE69132622T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Photomasken, die zur Herstellung von hochintegrierten Schaltungen verwendet werden, wie zum Beispiel LSIs und VLSIs, und betrifft insbesondere Photomasken, die Phasenverschiebungs-Schichten enthalten, die zur Bildung von feinen Mustern mit hoher Genauigkeit verwendet werden, sowie deren Herstellung und Korrektur.
Bisher wurden integrierte Halbleiterschaltungen, wie zum Beispiel ICs, LSIs und VLSIs, produziert, indem ein sogenannter lithographischer Zyklus wiederholt wurde, wobei ein Resist auf zu verarbeitende Substrate, wie beispielsweise Si-Wafer, aufgebracht und die Substrate dann mit Hilfe von Steppern belichtet wurden, um die gewünschten Muster zu bilden, wonach Entwicklung und Ätzen folgten.
Bei Photomasken, die bei einem derartigen lithografischen Schritt verwendet und als "Retikel" bezeichnet werden, ist es jetzt zunehmend erforderlich, daß sie eine viel höhere Genauigkeit haben, da derzeitige integrierte Halbleiterschaltungen immer leistungsfähiger werden und eine höhere Integration aufweisen als je zuvor. Unter Bezugnahme auf ein DRAM, das zum Beispiel ein typisches LSI ist, ist es erforderlich, daß eine Dimensionsvariation von einem Fünffach-Retikel für ein 1 Megabit-DRAM, d. h. von einem Retikel, das fünfmal größer ist als das zu belichtende Muster, selbst dann eine Genauigkeit von 0,15 um hat, wenn der Mittelwert ± 3 σ beträgt (a ist die Standardabweichung). Ebenso ist es erforderlich, daß Fünffach- Retikel für ein 4 Megabit-DRAM und ein 16 Megabit-DRAM jeweils eine Genauigkeit von 0,1 bis 0,15 um bzw. 0,05 bis 0,1 um haben.
Darüber hinaus müssen die Linienbreiten von Bauelementmustern, die mittels dieser Retikel gebildet sind, viel feiner sein, beispielsweise 1,2 um für 1 Megabit-DRAMs und 0,8 um für 16 Megabit-DRAMs, und jetzt werden verschiedene Belichtungsverfahren untersucht, um diese Anforderung zu erfüllen.
Bei den Bauelementmustern der nächsten Generation, z. B. von DRAMs der 64 Megabit-Klasse, wurde jedoch herausgefunden, daß Stepper-Belichtungssysteme, bei denen herkömmliche Retikel verwendet werden, zu einer gewissen Einschränkung hinsichtlich der Auflösung von Resist-Mustern führen. Daher wurde in der Technik eine Version von einem Retikel vorgeschlagen, das auf einer neuen Idee basiert, wie sie beispielsweise in der japanischen Provisional-Patentveröffentlichung Nr. 58(1983)-173744, der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 62(1987)-59296 usw. dargelegt ist und eine Phasenverschiebungs-Maske betrifft. Phasenverschiebungs-Lithografie, bei der dieses Retikel verwendet wird, ist eine Technik, die dazu ausgelegt ist, um das Auflösungsvermögen und den Kontrast von projizierten Bildern zu verbessern, indem mit der Phase des durch das Retikel durchgelassenen Lichts gearbeitet wird.
Photomasken, wie solche, die in der EP-A 0 090 924 offenbart sind, nutzen ebenfalls ein Phasenverschiebungs-Muster, um die Auflösung und den Kontrast zu verbessern, wenn jedoch das Phasenverschiebungs-Muster mit ionisierender Strahlung auf eine Resist-Schicht gezeichnet wird, dann gibt es kein Mittel, um die sich aufbauenden Ladungen zu erden, und deshalb tritt ein Aufladungs-Phänomen ein, wodurch eine Positionsabweichung oder Verschlechterung der Genauigkeit bei dem hergestellten Muster verursacht wird.
Die EP-A 0 440 467 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Phasenverschiebungs-Photomaske, wobei die Phasenverschiebungs-Schicht selbst ein elektrisch leitender, dünner Film ist, der unter dem Resist ausgebildet ist.
Die JP-A 2 211 450 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Phasenverschiebungs-Maske, wobei die Maske einen leitfähigen Film aufweist, der vom Typ eines niedrigeren Schiebers als die Photomaske der vorliegenden Erfindung ist, und die EP-A 0 464 492 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Phasenverschiebungs-Photomaske, die eine elektrisch leitende ITO-Schicht aufweist, die zwischen dem Substrat und der Phasenverschiebungs-Schicht vorgesehen ist. In beiden Dokumenten ist die leitende Schicht unter der Resist-Schicht ausgebildet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Photomaske bereitzustellen, die eine Phasenverschiebungs-Schicht enthält, und zwar mit einem Phasenverschiebungs-Muster, das eine verbesserte Positionsgenauigkeit hat.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Phasenverschiebungs- Musters zu schaffen, ohne daß das Aufladungs-Phänomen auftritt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, um eine Photomaske herzustellen, die eine Phasenverschiebungs-Schicht enthält, durch Bilden eines dünnen Widerstandsfilms (Resist-Film) auf einer Schicht aus Material, durch das eine Phasenverschiebungs-Schicht gebildet ist, auf einem Substrat, Bilden eines Musters auf dem dünnen Widerstandsfilm mit ionisierender Strahlung, Entwickeln des dünnen Widerstandsfilms, um ein Widerstandsmuster zu bilden, Ätzen eines freiliegenden Bereiches der Phasenverschiebungs-Schicht unter Verwendung des Widerstandsmusters als eine Maske und Entfernen des Restes des Widerstandsfilms nach Beendigung des Ätzens, dadurch gekennzeichnet, daß das Bilden des Musters mit der ionisierenden Strahlung durchgeführt wird, nachdem ein elektrisch leitfähiger dünner Film über dem dünnen Widerstandsfilm gebildet ist.
Vorzugsweise wird der elektrisch leitfähige, dünne Film durch Aufstreuen und Ablagern eines Langmuir-Blodgett-Films erhalten.
Es folgt jetzt eine kurze Beschreibung der zur Beschreibung gehörigen Zeichnungen, wobei die Figuren nicht unbedingt der Reihenfolge in dem Text entsprechen.
Fig. 1 ist eine Reihe von Skizzen, die ein Phasenverschiebungs-Verfahren veranschaulichen;
Fig. 2 ist eine Reihe von Skizzen, die die Prinzipien eines herkömmlichen Verfahrens veranschaulichen;
Fig. 3 sind grafische Darstellungen, die Beispiele von SOGs veranschaulichen, nachdem sie durch Erhitzen gebildet sind;
Fig. 4 ist eine Reihe von Querschnitts-Skizzen zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens gemäß der Erfindung;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die die Struktur eines Beispiels der elektrisch leitfähigen Verbindung zeigt, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird;
Fig. 6 ist eine Reihe von Skizzen, um zu zeigen, wie man einen LB-Film durch die vertikale Eintauch-Technik aufbaut;
Fig. 7 ist eine Reihe von Skizzen, um zu zeigen, wie man einen LB-Film durch die horizontale Ablagerungs-Technik aufbaut;
Fig. 8 ist eine Reihe von Querschnitts-Ansichten zur Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung von Phasenverschiebungs-Masken.
Phasenverschiebungs-Lithographie wird jetzt mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 erläutert. Fig. 1 ist eine schematische Skizze, die das Prinzip des Phasenverschiebungs-Verfahrens zeigt, und Fig. 2 ist eine schematische Skizze, die ein herkömmliches Verfahren darstellt. Fig. 1a und 2a sind Querschnitts-Ansichten von Retikeln; Fig. 1b und 2b zeigen die Lichtamplitude auf den Retikeln; Fig. 1c und 2c zeigen die Lichtamplitude auf Wafern; und Fig. 1d und 2d zeigen die Lichtintensität auf den Wafern. In Fig. 1 oder 2 stehen die Bezugszahlen 1 für ein Substrat, 2 für einen lichtabschirmenden Film, 3 für einen Phasenschieber und 4 für einfallendes Licht.
Bei dem herkömmlichen Verfahren, wie in Fig. 2a dargestellt, ist auf dem Substrat 1, das aus Glas usw. gebildet ist, der lichtabschirmende Film 2 vorgesehen, der aus Chrom usw. gebildet ist, und zwar lediglich zur Ausbildung eines vorgegebenen Musters aus lichtdurchlässigen Bereichen. Bei der Phasenverschiebungs-Lithografie ist jedoch der Phasenschieber 3 zur Herbeiführung einer Phasenumkehr (mit einem Phasenunterschied von 180º) auf einem Paar von benachbarten lichtdurchlässigen Bereichen auf einem Retikel angebracht, wie in Fig. 1a skizziert. Gemäß dem herkömmlichen Verfahren hat daher die Lichtamplitude auf dem Retikel die gleiche Phase, wie in Fig. 2b veranschaulicht, wie die Lichtamplitude auf dem Wafer, wie in Fig. 2c dargestellt, woraus sich ergibt, daß die Muster auf dem Wafer nicht voneinander getrennt werden können, wie in Fig. 2d skizziert. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Phasenverschiebungs- Lithographie, daß die benachbarten Muster deutlich voneinander getrennt sind, wie in Fig. 1d dargestellt, weil das durch den Phasenschieber hindurchtretende Licht zwischen den benachbarten Mustern phasenumgekehrt ist, wie in Fig. 1b dargestellt, so daß die Lichtintensität an der Mustergrenze auf Null reduziert werden kann. Bei der Phasenverschiebungs-Lithografie können daher selbst die Muster, die bisher nicht voneinander getrennt werden konnten, voneinander getrennt werden, wodurch eine hohe Auflösung erzielt wird.
Es wird jetzt ein Beispiel von herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Phasenverschiebungs-Retikeln mit Bezug auf Fig. 8 erläutert, die eine Reihe von Querschnitts-Ansichten enthält, die die Schritte zur Herstellung von einem typischen Phasenverschiebungs-Retikel veranschaulichen. Wie in Fig. 8a dargestellt, wird zuerst ein Chrom-Film 12 auf einem optisch polierten Substrat 11 gebildet, und ein Ionisationsstrahlungs- Resist wird gleichmäßig aufgetragen und darauf zum Trocknen auf normale Art und Weise erhitzt, um eine Resist-Schicht (Widerstandsschicht) 13 zu bilden. Anschließend wird mit ionisierender Strahlung 14 ein Muster auf die Resist-Schicht 13 geschrieben, wie in Fig. 8b gezeigt, dem eine Entwicklung und ein Spülen folgt, um solch ein Resist-Muster 15 zu bilden, wie in Fig. 8c skizziert ist.
Bei Bedarf werden die Kanten usw. des Resist-Musters 15 dann von unnötigen Mustern gesäubert, wie Resist-Schlamm und Whiskerkristalle, und zwar durch Erhitzen und Entschlämmen. Danach werden Bereiche freigelegt, um zwischen den Resist- Muster-Linien 15 einen Durchgang zu öffnen und um bearbeitet werden zu können, d. h. Bereiche der Chrom-Schicht 12 werden mittels eines ätzenden Gasplasmas 16 trockengeätzt, wie dies in Fig. 8d gezeigt ist, um dadurch ein Chrom-Muster 17 zu bilden. Nach dem Ätzen auf diese Art und Weise wird das Resist-Muster 15, d. h. das verbliebene Resist, durch ein Sauerstoffplasma 18 verascht, wie in Fig. 8e gezeigt, wodurch so eine vollständige Photomaske erhalten wird, wie in Fig. 8f gezeigt.
Anschließend wird diese Photomaske überprüft, um bei Bedarf eine Korrektur an dem Muster vorzunehmen, worauf ein Spülen folgt. Danach wird ein transparenter Film 19, der z. B. aus SiO&sub2; gebildet ist, auf dem Chrom-Muster 17 gebildet, wie in Fig. 8g dargestellt. Anschließend wird, wie in Fig. 8h dargestellt, ein Ionisationsstrahlungs-Resist 20 auf dem transparenten Film 19 ausgebildet, und zwar auf ähnliche Art und Weise wie vorstehend erwähnt, dem eine Justierung der Resist-Muster 20 folgt, wie in Fig. 8i gezeigt. Durch nachfolgendes Zeichnen eines gegebenen Musters mit ionisierenden Strahlungen 21, Entwickeln und Spülen wird ein Resist-Muster erhalten, wie in der Fig. 8j gezeigt. Bei Bedarf wird danach ein Erhitzen und Entschlämmen durchgeführt. Danach werden Bereiche des transparenten Films 19, die freiliegt sind, um zwischen den Linien 22 des Resist-Musters einen Durchgang zu schaffen, mit einem ätzenden Gasplasma 23 trockengeätzt, wie in Fig. 8k gezeigt, um ein Phasenschieber- Muster 24 zu bilden. Schließlich wird das restliche Resist mittels eines Sauerstoffplasmas 25 verascht, wie in Fig. 81 dargestellt. Durch die vorhergehenden Schritte wird so eine Phasenverschiebungs-Photomaske produziert, die Phasenschieber 24 enthält, wie in Fig. 8m gezeigt ist.
Bevor das Herstellungsverfahren gemäß dieser Erfindung erläutert wird, werden wir jetzt eine kurze Erklärung bezüglich des Aufschleuderns von Glas (anschließend durch "SOG" abgekürzt) geben, das ein Film aus einer organischen Lösungsmittellösung mit einer Organosiliziumverbindung ist, die durch Auftragen, Trocknen und Erhitzen in Siliziumoxid umgewandelt wurde. Die für das SOG verwendeten Ausgangsmaterialien sind ein Metall-Alkoxid, wie Tetraethoxysilan - Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;, bipolare Lösungsmittel, wie Wasser und Methanol, sowie Salzsäure. Damit in dem SOG eine Methylgruppe (-CH&sub3;) übrigbleibt, können Triethoxymethylsilan - CH&sub3;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;, Diethoxydimethoxysilan - (CH&sub3;)&sub2;Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub3; oder Trimethylethoxysilan - (CH&sub3;)&sub3;Si(OC&sub2;H&sub5;) zu dem Tetraethoxysilan in einer Menge von wenigen % bis zu wenigen zehn % hinzugegeben werden. Ein Beispiel des Mischungsverhältnisses dieser Ausgangsmaterialien ist:
Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4; : CH&sub3;Si (OC&sub2;H&sub5;)&sub3; : H&sub2;O : C&sub2;H&sub5;OH : HCl = 100 : 2 : 660 : 1050 : 6
Werden die Ausgangsmaterialien miteinander gemischt, dann beginnt eine Hydrolyse und Polykondensation. Diese Reaktionen werden schematisch wie folgt ausgedrückt:
Hydrolyse: Si(OEt)&sub4; + H&sub2;O Si(OEt)&sub3;OH, Si(OEt)&sub2;(OH)&sub2;, usw. + EtOH wobei Et = C&sub2;H&sub5; ist.
Polykondensation: Si-OH + HO-Si → Si-O-Si + H&sub2;O
Gesamtreaktion: nSi(OEt)&sub4; + 0,5(4-a-b)H&sub2;O [Si(OEt)a(OH)bO0,5(4-a-b)]n + (4-a)EtOH
Durch diese Hydrolyse und Polykondensation wird ein Si-O Polymer (Polysilikat) mit einem geringen Molekulargewicht erzielt. Um eine SOG-Struktur zu erzielen, die eine Methylgruppe enthält, wird eine Mischung von Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4; mit CH&sub3;Si(OCH&sub5;)&sub3; als eines der Ausgangsmaterialien verwendet. Das Reaktionsschema wird dann wie folgt ausgedrückt:
Hydrolyse: Si(OEt)&sub4; + CH&sub3;Si(OEt)&sub3; + H&sub2;O Si(OEt)&sub3;OH + CH&sub3;Si(OEt)&sub2;(OH) + Si(OEt)&sub2;(OH)&sub2; + CH&sub3;Si(OEt)(OH)&sub2;, usw. + EtOH
Polykondensation: Si-OH + HO-Si → Si-O-Si = + H&sub2;O
Gesamtreaktion:
n/2Si(OEt)&sub4; + n/2CH&sub3;Si(OEt)&sub3; + 0,5(4-a-b)H&sub2;O ((CH&sub3;)n/2Si(OEt)a(OH)bO0,5(4-a-b)]n + (4-a)EtOH
Diese SOG-Struktur mit geringem Molekulargewicht wird durch Aufschleudern auf ein Substrat beschichtet und vorgehärtet (bei 80-120ºC), wodurch das Molekulargewicht der SOG-Struktur leicht erhöht ist.
Erhitzen
[(CH&sub3;)n/&sub2;Si(OEt)a(OH)bOc]n
[(CH&sub3;)n*/&sub2;Si((OEt)a*(OH)b*Oc*]n*
wobei a*< a, b*< b, c*> c und n*> n ist.
Nachdem dieses Substrat bei 400-500ºC weiter erhitzt wird, laufen die Dehydratation und Entziehung von Alkohol ab, um eine erhebliche Zunahme des Molekulargewichts zu bewirken, was zu einem intensiven SOG-Film führt.
(CH&sub3;)n*/&sub2;Si(OEt)a*(OH)b*Oc*]n
(CH&sub3;)n/&sub2;Si(OH)xOy]n',
wobei sich n', x und y jeweils einer unendlich großen Zahl, Null bzw. Zwei nähern.
Die eine Methylgruppe enthaltende SOG-Struktur gestattet es, die Methylgruppe, selbst nach dem Erhitzen bei 400-500ºC, in dem Film zurückzulassen. Ein Beispiel der SOG-Struktur nach dem Erhitzen bei 400-500ºC ist in Fig. 3 veranschaulicht.
Wenn eine SOG-Struktur mit Elektronenstrahlen, Ionenstrahlen, mit Strahlungslicht, wie Röntgenstrahlen, γ-Strahlen und SOR oder Laserlicht - die alle anschließend Energiestrahlen genannt werden - bestrahlt wird, findet nach dem oben genannten Vortrocknen auf dem bestrahlten Bereich eine Polymerisierung statt, was zu einer Zunahme des Molekulargewichts führt. Auf Grund einer Differenz bezüglich des Molekulargewichts, besitzt diese SOG-Struktur die Eigenschaft, ihren bestrahlten Bereich unversehrt zu lassen, wenn er nach der Bestrahlung mit einem Lösungsmittel, wie einem Alkohol, entwickelt wird.
Übrigens, wenn eine SOG-Struktur, die einen Säurebildner, wie Halogensäure, Onium-Salz, und andere Verbindungen enthält, wie Triphenylsulfoniumtrifrat, Tetrabrombisphenol, 1,1-bis-Parachlorphenyl-2,2,2-Trichlorethan usw., nach dem Vorhärten mit den Energiestrahlen bestrahlt wird, dann gibt der Sauerstofferzeuger eine Säure ab, die ihrerseits auf die in der SOG-Struktur verbleibende Hydroxyl- (-OH) und Ethoxygruppe (-OC&sub2;H&sub5;) wirkt, so daß eine Dehydratation oder Entziehung von Alkohol ablaufen kann, was zu einer Zunahme des Molekulargewichts führt. Im Vergleich zu der SOG-Struktur ohne Säurebildner hat die SOG-Struktur mit Säurebildner somit die Eigenschaft, selbst bei einer geringeren Dosierung der Energiestrahlen ein höheres Molekulargewicht (Sensibilität) zu besitzen.
Es wird jetzt im folgenden Beispiel 1 auf ein praktischeres Verfahren zur Herstellung von Photomasken Bezug genommen, die eine Phasenverschiebungs-Schicht enthalten, die das Phänomen der Aufladung zu dem Zeitpunkt wirksam verhindern kann, wenn die Phasenverschiebungs-Retikel mit Phasenschiebern versehen sind, um Musterverzeichnungen auf Grund des Aufladungs-Phänomens auszuschließen, wodurch es möglich gemacht wird, äußerst genaue Phasenverschiebungs-Retikel zu produzieren.

Beispiel 1:

Fig. 4 ist eine Reihe von Querschnitts-Skizzen, die die Schritte eines Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung solcher Photomasken veranschaulichen. Wie in Fig. 4a gezeigt, wird zuerst durch Glasaufschleudern oder durch Sputtern oder andere technische Methoden auf einem Retikel ein SiO&sub2;-Film in Form einer Phasenschieber-Schicht 54 erzeugt. Mit Hilfe von herkömmlichen technischen Methoden, z. B. Beschichten durch Aufschleudern, wird ein Ionisierungsstrahlungs-Resist auf der Phasenschieber-Schicht 54 gleichmäßig aufgetragen und anschließend auf dieser zum Trocknen erhitzt, um eine Resist- Schicht 55 mit einer Dicke von etwa 0,1 bis 2,0 um zu bilden, wie in Fig. 4b gezeigt. Die Wärmebehandlung zum Trocknen kann normalerweise etwa 20 bis 60 Minuten lang bei 80-200ºC durchgeführt werden, obwohl dies vom Typ des verwendeten Resists abhängig ist. Anschließend wird diese Resist-Schicht 55 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 56 darauf versehen. Die leitfähige Schicht 56 mit einer Dicke von etwa 0,05 bis 0,5 um kann, wenn sie beispielsweise aus einem Komplex von Tetracyanchinodimethan (TCNQ) gebildet ist, erhalten werden, indem sie in einem organischen Lösungsmittel, wie Cyclohexan, aufgelöst wird, und die Lösung mittels Beschichten durch Aufschleudern oder durch eine andere herkömmliche technische Methode gleichmäßig auf die Resist-Schicht 55 (Wiederstandsschicht) aufgetragen wird, dem ein Erhitzen zum Trocknen folgt - siehe Fig. 4b. Die Wärmebehandlung zum Trocknen kann etwa 2 bis 10 Minuten lang bei 50-100ºC durchgeführt werden, obwohl dies wiederum vom Typ der verwendeten TCNQ-Komplexe abhängig ist.
Wird als leitfähiger Film 56 ein Metallfilm verwendet, kann eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit erreicht werden, indem ein solches Metall, wie Aluminium, Titan, Chrom, Gold oder Kupfer, auf der Resist-Schicht 55 mit einer Dicke von 200 bis 3000 Å durch Aufdampfen, Sputtern oder einer anderen technischen Methode gebildet wird.
Anschließend wird, wie in Fig. 4c dargestellt, die Resist- Schicht 55 normal justiert und darauf durch die ionisierende Strahlung 57 bei Nutzung von Belichtungs-Hardware, wie einer Elektronenstrahl-Schreibeinrichtung, ein Muster geschrieben. In diesem Falle ist es möglich, das Muster mit hoher Genauigkeit zu schreiben, weil übermäßige Ladungen durch die leitfähige Schicht 56, die auf der Resist-Schicht 55 ausgebildet ist, so geerdet sind, daß Justiermarken leicht erfaßt werden können, ohne daß das Aufladungs-Phänomen auftritt.
Anschließend wird das Muster mit einer vorgegebenen Entwicklungslösung entwickelt und mit einer vorgegebenen Spüllösung ausgewaschen, um ein solches Resist-Muster 58 zu bilden, wie es in Fig. 4d dargestellt ist. Die Verwendung von einem normalen Resist mit alkalischer Entwicklung führt zu einer gleichzeitigen Freigabe der leitfähigen Schicht 56 zum Zeitpunkt der Entwicklung. Wenn die leitfähige Schicht 56 den Typ von einem Resist verwendet, der im Entwickler unlöslich ist, kann das Muster auch durch Aussetzen der leitfähigen Schicht 56 mit einem organischen Lösungsmittel und deren Entwicklung mit einem vorgegebenen Entwickler gebildet werden.
Nachdem das Erhitzen zum Trocknen und Entschlämmen durchgeführt wurde, werden bei Bedarf Bereiche des transparenten Films 54, die zwischen den Linien des Resist-Musters 58 sichtbar gemacht wurden, durch ein ätzendes Gasplasma 59 trockengeätzt, wie in Fig. 4d gezeigt, um eine Phasenschieber-Muster 54 zu bilden - siehe Fig. 4e. Anschließend wird das übrigbleibende Resist durch ein Sauerstoffplasma 60 verascht, wie in Fig. 4f gezeigt. Durch die oben genannten Schritte wird eine solche Phasenverschiebungs-Maske fertiggestellt, die den Phasenschieber 54 enthält, wie in Fig. 4g gezeigt.
Das so gebildete Phasenverschiebungs-Muster erzeugt eine hochqualitative Phasenverschiebungs-Maske, die wahrscheinlich keine Positionsabweichung oder Verschlechterung der Genauigkeit erleidet, was andererseits auf Grund des Aufladungs-Phänomens zum Zeitpunkt der Belichtung des Musters auftreten kann.
Wenn die elektrisch leitfähige Schicht 56 aus Fig. 4b mittels Beschichtung durch Aufschleudern oder eine andere herkömmliche technische Methode auf die Resist-Schicht 55 aufgetragen wird, besteht übrigens die Befürchtung, daß die Resist- Schicht ihr Auflösungsvermögen verringert und eine hohe Größenschwankung in der gleichen Ebene erleidet, weil die leitfähige Schicht eine 100 bis 300 nm große Dicke und eine geringe Gleichmäßigkeit der Dicke aufweist. Mit weiterem Bezug auf Beschichtungsverfahren, wenn beispielsweise ein auf einem organischen Lösungsmittel basierendes, elektrisch leitfähiges Polymer mittels Beschichtung durch Aufschleudern auf ein wasserlösliches Resist aufgetragen wird, ist es notwendig, eine wasserlösliche Zwischenschicht zu verwenden, die beispielsweise in einem zusätzlichen gesonderten Schritt aus Polyvinylalkohol gebildet wird; wobei dies zu einer Zunahme der Filmdicke und damit zu einer Verschlechterung des Auflösungsvermögens der Resist- Schicht führt.
Um diese zu vermeiden, kann die elektrisch leitfähige Schicht 56 mit Hilfe des Langmuir-Blodgett-Verfahrens (LB-Verfahren) auf der Resist-Schicht aufgetragen werden. Fig. 5 zeigt die Struktur von N-Docosylpyridinium · (TCNQ)&sub2;, das ein Beispiel von elektrisch leitfähigen Verbindungen ist, die zu diesem Zweck verwendet werden. Es können auch andere organische, elektrisch leitfähige Materialien verwendet werden, einschließlich Polyacetylen, Polythiophen, Polypyrrol, Polythiadyl, Polyazulenium, Polyinden, Polyindol, Polyparaphenylen, Polynaphthylen, Polyanthracen, Polyanilin, Polyphtalocyanin und Polyferrocen.
Mit Bezug jetzt darauf, wie man einen als leitfähigen Film 56 verwendeten leitenden LB-Film herstellt, wird eine solche wie in der Fig. 5 gezeigte, elektrisch leitfähige Verbindung auf der Wasseroberfläche in Form einer Chloroformlösung verbreitet, um eine monomolekulare Schicht zu bilden. Durch ein solches vertikales Tauchverfahren, wie in Fig. 6 gezeigt, oder eine solche horizontale Abhebetechnik, wie in Fig. 7 gezeigt, wird diese monomolekulare Schicht auf der Resist-Schicht 55 aufgetragen, auf der die Phasenschieber-Schicht 54 strukturiert werden soll, wodurch eine Mehrfachschicht gebildet wird.
Mit Bezug zuerst auf das in den Fig. 6a bis 6c gezeigte vertikale Tauchverfahren wird ein mit Eisenstearat usw. hydrophob gemachtes Substrat 65 vertikal in eine Unterphase eingetaucht, während ein Kolbendruck 64 auf die Fläche von darunterliegendem Wasser 63 aufgebracht wird, in dem eine monomolekulare Schicht gebildet wurde, die aus der wasserabweisenden Gruppe 61 und der wasserbindenden Gruppe 62 besteht, wobei die monomolekulare Schicht auf der Seite der wasserabweisenden Gruppe 61 auf das Substrat 65 übertragen wird. Die monomolekulare Schicht wird aber nicht auf das Substrat übertragen, während es nach oben gezogen wird. Ein solcher Film wird X-Film genannt. Gemäß der in Fig. 6d bis 6f dargestellten technischen Methode wird der Film während der beiden Perioden des Eintauchens und des Nachobenziehens auf das Substrat übertragen, was Y-Film genannt wird, und gemäß der in den Fig. 6g bis 61 dargestellten technischen Methode wird der Film nicht beim Eintauchen auf das Substrat aufgetragen, sondern beim Nachobenziehen auf das Substrat übertragen, was als der Z-Film bezeichnet wird.
Mit weiterem Bezug auf die in den Fig. 7a bis 7c dargestellte horizontale Beschichtungstechnik wird auf die monomole kulare Schicht, die an der Wasseroberfläche ausgebildet ist und durch eine erste Trennung 66 abgetrennt ist, ein Kolbendruck 64 aufgebracht, um ein Substrat 64 mit der monomolekularen Schicht in horizontalen Kontakt zu bringen, um die wasserabweisenden Gruppen 61 auf der Oberfläche des Substrats 65 aufzubringen, siehe Fig. 7a. Danach wird eine zweite Trennung 67 zu dem Abschnitt des Substrats 65 bewegt, der sic h mit der ersten Trennung 66 nicht in Kontakt befindet, um das Substrat 65 nach oben zu ziehen, siehe Fig. 7b und 7c. Anschließend werden die Arbeitsvorgänge (a) bis (c) wiederholt, um eine Mehrlagenschicht mit einer vorgegebenen Dicke zu bilden, siehe Fig. 7d. In diesem Falle ist nur der X-Film gebildet.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Schichten enthaltenden Phasenverschiebungs-Photomaske durch Bilden eines dünnen Widerstandsfilms (55) auf einer Schicht aus Material (54), durch das eine Phasenverschiebungs-Schicht gebildet ist, auf einem Substrat (51), Bilden eines Musters auf dem dünnen Widerstandsfilm (55) mit ionisierender Strahlung (57), Entwickeln des dünnen Widerstandsfilms (55), um ein Widerstandsmuster (58) zu bilden, Ätzen eines freiliegenden Bereiches der Phasenverschiebungs-Schicht (54) unter Verwendung des Widerstandsmusters (58) als eine Maske und Entfernen des Restes des Widerstandes nach Beendigung des Ätzens, dadurch gekennzeichnet, daß das Bilden des Musters mit der ionisierenden Strahlung (57) durchgeführt wird, nachdem ein elektrisch leitfähiger dünner Film (56) über dem dünnen Widerstandsfilm (55) gebildet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitfähige dünne Film (56) durch Aufstreuen und Ablagern eines Langmuir-Blodgett-Films erhalten wird.