DE19802369A1 - Phasenschiebe-Photomasken-Herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Photomasken- Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung und ins­ besondere auf ein verbessertes Phasenschiebe-Photomasken- Herstellungsverfahren zur Anwendung auf einen Randtyp ("rim type") und einen montagefreien Typ ("out-rigger type").

In einem herkömmlichen lithographischen Prozeß wird eine Photo­ maske verwendet, die mit einem Lichtdurchlaßteil zum Durchlassen eines Beleuchtungslichtes und einem Lichtabschirmteil zum Sperren des Beleuchtungslichtes versehen ist, um ein praktikables Muster auf einem Wafer bzw. einer Scheibe zu bilden, indem das Beleuch­ tungslicht auf ein bereitgemachtes Abdruckmuster eingestrahlt wird. Entsprechend sind in den letzten Jahren zahlreiche derart gestaltete Photomasken hinsichtlich einer Lichtphasendifferenz beschrieben worden.

Ein SPIE-Konzept hinsichtlich einer Phasenschiebe-Photomaske, wie eine sogenannte Transformationsphotomaske, ist erstmals durch M. D. Levenson von IBM 1982 beschrieben worden, woran sich eine Vielzahl von angewandten Phasenschiebe-Photomasken anschloß.

Eine Phasenschiebe-Photomaske dient zum Verschieben des Lichtes um 180°, das durch einen Lichtschieber hiervon verlaufen ist, um zu dem Licht versetzt zu sein, das durch eine Lichtdurchgangs­ schicht gelaufen ist, die von dem Lichtschieber verschieden ist, um so Auflösung und Fokustiefe hiervon zu verbessern. Eine solche Phasenschiebe-Photomaske wird zu einem Wechseltyp, einem Dämp­ fungstyp, einem Randtyp, einem montagefreien Typ und dergleichen, abgewandelt.

Eine herkömmliche Phasenschiebe-Photomaske hinsichtlich eines Randtyps und eines montagefreien Typs wird im folgenden beschrieben.

Bei einer Randtyp-Phasenschiebe-Photomaske, wie diese in Fig. 1A gezeigt ist, sind auf einem transparenten Photomaskensubstrat 10 eine Lichtschirmschicht 11 und ein Lichtschieber 12 ausgebildet. Innerhalb des Lichtschiebers 12 ist ein Öffnungsmuster 13 ange­ ordnet, das nicht durch das Licht abgedruckt wird.

Fig. 1B, die eine komplexe Darstellung ist, beinhaltet eine Schnittdarstellung längs einer Linie 1A-1A in Fig. 1A, eine Kurve zum Veranschaulichen der Lichtstärke, wenn das Licht, das den Lichtschieber 12 und das Öffnungsmuster 13 durchsetzt hat, auf einen Wafer 20 einfällt, und eine Schnittdarstellung eines gemusterten Photoresistfilmes 18, der auf dem Wafer 20 gebildet ist.

Das Licht, das sich durch das Photomaskensubstrat 10 ausgebreitet hat, verläuft durch das Öffnungsmuster 13 und wird phasenver­ schoben, während es durch den Lichtschieber 12 geht, jedoch nicht durch die Lichtabschirmschicht 11 durchgelassen wird. Hier ist die Stärke des Lichtes, das durch das Öffnungsmuster 13 verlaufen ist, viel größer als diejenige des Lichtschiebers 12, der schmal ist, und die Lichtstärke darin ist beträchtlich klein im Ver­ gleich zu derjenigen des Öffnungsmusters 13.

Wenn das Licht mit einer derartigen Stärke den auf dem Wafer 20 gebildeten Photoresistfilm 18 erreicht, wird der Teil des Photo­ resistfilmes 18, der unter dem Öffnungsmuster 13 gelegen ist, in einem Fall entfernt, in welchem der Photoresistfilm 18 aus einem positiven Photoresist gebildet ist, um so eine entsprechende Öffnung 23 auf dem Wafer 20 zu erzeugen.

Wie in Fig. 2A gezeigt ist, ist auf einem transparenten Photo­ maskensubstrat 10 ein Muster vorgesehen, das eine Lichtabschirm­ schicht 11, ein Paar von Phasenschiebern 12 und ein Paar von Öffnungsmustern 13 aufweist, wobei jede Kante des Paares von Phasenschiebern 12 aneinander anstößt oder benachbart zueinander ist. Da hier die Phasenschieber 12 mit zueinander identischen Lichtphasen versehen sind, wird darin die Lichtstärke aufgrund des Lichtanhebeeffektes größer. Die Stärke des Lichtes, das durch die Photomaske 10 verlaufen ist, ist in Fig. 2B veranschaulicht. Das heißt, das Licht mit einer relativ hohen Stärke verläuft durch den Randteil von jedem der anstoßenden Phasenschieber 12, so daß die Stärke des Lichtes, das durch die Photomaske 10 gegangen ist, ein in Fig. 2B gezeigtes graphisches Bild erzeugt. Das heißt, der Photoresistfilm 18 gerade unterhalb des Öffnungs­ musters 13 wird vollständig ausgeschlossen, um so Öffnungen 23 zu bilden, und gleichzeitig wird der Photoresistfilm 18 zwischen den Öffnungen 23 teilweise ausgeschlossen, um dadurch eine Halböff­ nung 22 zu erzeugen, die in nachteilhafter Weise in einem zen­ tralen Teil des Photoresistfilmes 18 zwischen den Öffnungs­ mustern 13 entsteht.

Um einen derartigen Nachteil zu überwinden, ist in der US-A-5 302 477 eine Phasenschiebe-Photomaske zum Verschieben einer Lichtphase zwischen den Öffnungsmustern 13 beschrieben, wobei eine Draufsicht hiervon in Fig. 3A gezeigt ist.

Wie aus der Fig. 3A zu ersehen ist, ist auf einem transparenten Quarzsubstrat 20 ein Paar von Öffnungsmustern 33, 36 gebildet, die jeweils als ein Lichtdurchlaßbereich dienen. Ein Paar von Lichtschiebern 32, 35 ist jeweils so angeordnet, daß sie das Öffnungsmuster 33 und das Öffnungsmuster 36 umgeben. Eine als Lichtabschirmschicht dienende Chromschicht 21 ist auf dem trans­ parenten Substrat 20 mit Ausnahme der Öffnungsmuster 33, 36 und der Lichtschieber 32, 35 vorgesehen. Das Paar von Öffnungs­ mustern 33, 36 läßt jeweils Licht durch und ist mit Phasen­ differenzen von 180° zueinander versehen. Die Lichtschieber 32, 35, die jeweils ein entsprechendes Öffnungsmuster der Öffnungs­ muster 33, 36 umgeben, sind ebenfalls mit Phasendifferenzen von 180° zueinander ausgestattet. Das Licht, das eine solche Randtyp-Phaseninvertier-Photomaske durchlaufen hat, ist als ein Lichtstärkegraph in Fig. 3B veranschaulicht, wobei die benach­ barten Lichtschieber 32, 35 versetzt zueinander werden, um so die Lichtstärke zu reduzieren. Wenn das Licht mit der in Fig. 3B gezeigten Stärke sich auf einem (nicht gezeigten) Photoresistfilm ausbreitet, kann eine nachteilhafte Öffnung auf dem (nicht gezeigten) Photoresistfilm gebildet werden.

Fig. 3C ist eine Schnittdarstellung längs einer Linie 3A-3A' einer Randtyp-Phaseninvertier-Photomaske. Wie oben beschrieben ist, sind die jeweiligen Phasen des Öffnungsmusters 33 und des Phasenschiebers 32 invertiert zueinander, die jeweiligen Phasen des Phasenschiebers 32 und des Phasenschiebers 35 sind invertiert zueinander, und die jeweiligen Phasen des Phasenschiebers 35 und des Öffnungsmusters 32 sind invertiert zueinander. Derartige Phaseninversionen werden gemäß der Dicke des Photomaskensub­ strates 20 bestimmt, so daß der Lichtschieber 32 und das Öff­ nungsmuster 33 Pegeldifferenzen in der Dicke aufweisen, der Lichtschieber 32 und der Lichtschieber 35 Pegeldifferenzen in der Dicke haben und der Lichtschieber 35 sowie das Öffnungsmuster 32 Pegeldifferenzen zueinander in der Dicke aufweisen.

Das Herstellungsverfahren für die so aufgebaute herkömmliche Phasenschiebe-Photomaske, wie diese in Fig. 3C gezeigt ist, wird im folgenden näher beschrieben.

Zunächst wird, wie in Fig. 4A gezeigt ist, eine gemusterte Schicht 110 auf der gemusterten Chromschicht 21 gebildet, die auf dem Quarzsubstrat 20 vorgesehen ist, um so eine Vielzahl von Öffnungen 111 zu erhalten, die durch die Schichten 110 und die Chromschicht 21 gebildet sind.

Wie weiter in der Fig. 4B gezeigt ist, wird ein Unterschneid­ ätzen bei der Chromschicht 21 ausgeführt, um so mehrere chrom­ freie Bereiche 112 zu erzeugen, die als die Phasenschieber 32, 35 verwendet werden, wie diese in Fig. 3A dargestellt sind.

In Fig. 4C wird unter Verwendung der mit den mehreren Öffnun­ gen 111 versehenen gemusterten Schicht 110 als eine Maske ein anisotropes Ätzen ausgeführt, so daß das Quarzsubstrat 20 bis zu einer Tiefe rückgeätzt wird, die ausreichend ist, um ein Phasen­ schieben zu bewirken. Ein derartiger Ätzprozeß dient zum Erzeugen der Öffnungsmuster 33, 36, wie dies in Fig. 4C gezeigt ist. Dann wird eine gemusterte Schicht 115 gebildet, die eine Öffnung 116 aufweist, wie dies in Fig. 4D dargestellt ist. Das Quarzsub­ strat 20 wird über die Öffnung 116 bis zu einer Tiefe hiervon geätzt, die ausreichend ist, um ein Phasenschieben von 160 bis 200° und vorzugsweise von 180° zu bewirken. Als ein Ergebnis sind, wie in Fig. 4E gezeigt ist, das Paar von Öffnungsmu­ stern 33, 36 und das Paar von Lichtschiebern jeweils gebildet, um einen geeigneten Pegel zu haben, der ausreichend ist, die ankom­ mende Lichtphase zu invertieren.

Jedoch führt eine derartige herkömmliche Phasenschiebe-Photo­ maskenherstellung zu einigen Nachteilen beim Ausführen des Unterschneidätzens. Beispielsweise verursacht eine erschwerte Viskosität zwischen dem Photoresistfilm und der Chromschicht ein Eindringen einer Ätzlösung zwischen die Chromschicht und den Resistfilm, um so in nachteilhafter Weise die Chromschicht 21 zu ätzen.

Ein anderes herkömmliches Phasenschiebe-Photomasken-Herstellungs­ verfahren, das kein Unterschneidätzen anwendet, ist in den Fig. 5A bis 5D veranschaulicht.

Wie in Fig. 5A gezeigt ist, wird eine Chromschicht 21 auf einem Quarzsubstrat 20 gebildet. Eine gemusterte Schicht 51 mit einer Vielzahl von Öffnungen 52 wird auf der Chromschicht 21 gebildet. Mittels der gemusterten Schicht 51 als eine Maske werden die Chromschicht 21 und eine gewisse Menge der Quarzschicht 20 darunter geätzt, und sodann wird die gemusterte Schicht 51 entfernt, wie dies in Fig. 5B gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird das Ätzen in das Quarzsubstrat 20 bis zu einer Tiefe ausgeführt, die ausreichend ist, um ein Phasenschieben zu erzeugen.

Wie weiterhin in Fig. 5C veranschaulicht ist, wird eine andere gemusterte Schicht 61 mit einer Vielzahl von Öffnungen 62 auf der Struktur in Fig. 5B gebildet. Die freiliegende Lichtabschirm­ schicht 21 wird selektiv geätzt, und die gemusterte Schicht 61 wird entfernt, um dadurch die herkömmliche Phasenschiebe-Photo­ maske mit einem Öffnungsmuster 33 und einem Lichtschieber 35 zu vervollständigen, wie dies in Fig. 5D gezeigt ist. Hier sollte die gemusterte Schicht 61 genau in der Lage ausgerichtet sein, um einen Lichtschieber 35 zu erhalten, der in der Größe identisch zu derjenigen der ausgewiesenen bzw. vorgegebenen Abmessung ist. Wenn die gemusterte Schicht 61 zu einer Seite geneigt ist, kann eine Maskenauflösung weiterhin aufgrund einer verschiedenen Breite zwischen den Lichtschiebern erschwert werden.

Jedoch erfordert das so gestaltete herkömmliche Phasenschiebe- Photomasken-Herstellungsverfahren ein genaues Lageausrichten, was zu Schwierigkeiten bei diesem Prozeß führt.

Wenn weiterhin die Lichtabschirmschicht 21 geätzt wird, um das Öffnungsmuster 33 und den Lichtschieber 35 zu bilden, kann infolge von Differenzen in Ätzregionen das Quarzsubstrat 20, das das Öffnungsmuster gemäß einem Mikroladeeffekt bilden soll, teilweise geätzt werden, um so das Erzielen einer anfänglich vorgegebenen oder ausgelegten Phase zu verfehlen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Phasen­ schiebe-Photomasken-Herstellungsverfahren zu schaffen, das einen erforderlichen Prozeß vereinfacht, indem eine Selbstausrichtung hinsichtlich Seitenwand-Abstandsgliedern verwendet wird, wenn ein Hauptöffnungsmuster und ein Unteröffnungsmuster geätzt werden, um so ein genaues Muster hiervon zu erhalten, und das genau einen Phasenschiebegrad so steuert, wie dieser anfänglich vorgegeben bzw. ausgelegt ist, indem das Auftreten eines Mikroladeeffektes gemäß einer getrennten Erzeugung einer weiteren bzw. breiteren Hauptöffnungsmustereinheit und einer schmaleren Unteröffnungs­ mustereinheit vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 7.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zur Lösung der obigen Aufgabe umfaßt also das erfindungsgemäße Phasenschiebe-Photomasken-Herstellungsverfahren die folgenden Schritte: Bilden einer Aussparung in einer Oberseite eines transparenten Substrates, Bilden einer Lichtabschirmschicht auf dem transparenten Substrat einschließlich der Aussparung, Bilden einer Schutzschicht auf der Lichtabschirmschicht mit einer Vielzahl von Öffnungen dort hindurch, Ätzen der Lichtabschirm­ schicht durch die Vielzahl von Öffnungen, Bilden einer Vielzahl von Seitenwand-Abstandsgliedern jeweils auf jeder Seitenwand der Lichtabschirmschicht und der Schutzschicht, Ätzen des transpa­ renten Substrates bis zu einer vorbestimmten Tiefe durch Ver­ wenden der Seitenwand-Abstandsglieder als eine Maske, Beseitigen der Seitenwand-Abstandsglieder und Beseitigen der Schutzschicht.

Weiterhin umfaßt zur Lösung der obigen Aufgabe das erfindungs­ gemäße Phasenschiebe-Photomasken-Herstellungsverfahren die fol­ genden Schritte: Bilden einer Aussparung in einer Oberseite eines transparenten Substrates, Bilden einer Lichtabschirmschicht auf dem transparenten Substrat einschließlich der Aussparung, Bilden eines ersten Photoresistfilmes auf der Lichtabschirmschicht mit einer Vielzahl von Öffnungen, Bilden einer Vielzahl von Seiten­ wand-Abstandsgliedern jeweils auf jeder Seitenwand des ersten Photoresistfilmes mit der Vielzahl von Öffnung dort hindurch, Ätzen der Lichtabschirmschicht mittels der Seitenwand-Abstands­ glieder und Freilegen des transparenten Substrates dort hindurch, Bilden eines zweiten Photoresistfilmes auf dem freiliegenden transparenten Substrat, Freilegen eines vorbestimmten Teiles des transparenten Substrates durch selektives Ätzen jeweiliger Teile hiervon, die durch den ersten Photoresistfilm bedeckt sind, sowie des ersten Photoresistfilmes und der Lichtabschirmschicht darunter, Ätzen des freiliegenden transparenten Substrates bis zu einer Tiefe, die ausreichend ist, um ein Phasenschieben dadurch durchzuführen, und Entfernen der Seitenwand-Abstandsglieder und des zweiten Photoresistfilmes.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1A eine Draufsicht auf eine herkömmliche erste Randtyp- Phasenschiebe-Photomaske für eine Halbleitervorrichtung,

Fig. 1B eine Sammeldarstellung einschließlich einer Schnittdar­ stellung längs einer Linie 1A-1A' in Fig. 1A eines Graphen der Stärke des Lichtes, das sich auf einem Wafer ausbreitet, und einer Schnittdarstellung eines Photoresistfilmes, der auf einem Wafer unter dem Einfluß der Lichtstärke gebildet ist,

Fig. 2A eine Draufsicht einer herkömmlichen zweiten Randtyp- Phasenschiebe-Photomaske für eine Halbleitervorrichtung,

Fig. 2B eine Sammeldarstellung einschließlich einer Schnitt­ darstellung längs einer Linie 2A-2A' in Fig. 2A eines Graphen der Stärke des Lichtes, das sich auf einem Wafer ausgebreitet hat, und einer Schnittdarstellung eines Photoresistfilmes, der auf einem Wafer unter dem Einfluß der Lichtstärke längs einer Linie a-a' in Fig. 1 gebildet ist,

Fig. 3A eine Draufsicht einer Inverter-Randtyp-Phasenschiebe- Photomaske gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3B einen Graph, der die Stärke des Lichtes veranschaulicht, das sich durch die Photomaske in Fig. 3A ausgebreitet hat,

Fig. 3C eine Schnittdarstellung längs einer Linie 3A-3A' in Fig. 3A,

Fig. 4A bis 4E Prozeßdarstellungen einer herkömmlichen inver­ tierten Randtyp-Phasenschiebe-Photomaske,

Fig. 5A bis 5D Prozeßdarstellungen einer anderen herkömmlichen invertierten Randtyp-Phasenschiebe-Photomaske,

Fig. 6A eine Draufsicht einer invertierten Randtyp-Phasen­ schiebe-Photomaske gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6B bis 6J Prozeßdarstellungen einer Phasenschiebe-Photo­ maske gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 7A bis 7J Prozeßdarstellungen einer Phasenschiebe-Photo­ maske gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Anhand der begleitenden Zeichnungen wird nunmehr die erfindungs­ gemäße Phasenschiebe-Photomaske bzw. deren Herstellungsverfahren näher erläutert.

Fig. 6A ist eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen invertierten Randtyp-Phasenschiebe-Photomaske, wobei ein Bezugszeichen 61 eine transparente Photomaske, ein Bezugszeichen 611 eine Lichtab­ schirmschicht, Bezugszeichen 621, 631, 641 Öffnungsmuster und Bezugszeichen 622, 632, 642 Phasenschieberänder angeben. Hier sind jeweilige benachbarte Muster mit entgegengesetzten Phasen zueinander vorgesehen, und die Differenz zwischen den Phasen wird durch die Dicke der transparenten Photomaske bestimmt.

Die Herstellungsschritte der Phasenschiebe-Photomaske werden nunmehr anhand der Fig. 6B bis 6J beschrieben, die Schnittdarstellungen für den Prozeß längs einer Linie A-A in Fig. 6A veranschaulichen.

Wie zunächst in Fig. 6B gezeigt ist, wird ein Teil des trans­ parenten Quarzsubstrates 61 bis zu einer Tiefe geätzt, die aus­ reichend ist, eine Lichtphase zu invertieren, um dadurch eine Aussparung 61a zu bilden, die in ein Öffnungsmuster 631 zu wenden ist, das im Vergleich zu zwei Öffnungsmustern 621, 641, die zu bilden sind, phaseninvertiert ist.

Das heißt, in einem Anfangsprozeß werden die Öffnungsmuster 621, 631, 641 so eingestellt, daß sie zueinander eine Phaseninversion haben.

In der Fig. 6C wird auf dem Quarzsubstrat 61 einschließlich der Aussparung 61a eine als eine Lichtabschirmschicht dienende Chromschicht 611 aufgetragen. Dann wird, wie in Fig. 6D gezeigt ist, ein anorganischer Photoresistfilm 612 der Ge-Se-Familie mit einer Ag enthaltenden Schicht darauf auf der Chromschicht 611 gebildet. Der Photoresistfilm 612 wird gemustert, um eine Viel­ zahl von Öffnungen 650 zu haben, die jeweils mit einer Breite versehen sind, die durch Aufaddieren jedes der Paare des Öff­ nungsmusters 621 und des Lichtschieberandes 622, des Öffnungs­ musters 631 und des Lichtschieberandes 632 sowie des Öffnungs­ musters 641 und des Lichtschieberandes 642 erhalten sind.

Bei dem Musterungsprozeß des Photoresistfilmes 612 wird der Photoresistfilm 612 außer einem Teil zum Erzeugen der Öffnun­ gen 650 Licht ausgesetzt. Um den lichtausgesetzten Teil des Photoresistfilmes 612 wird eine Ag-Komponente von AgNO₃, das auf der Oberseite des Photoresistfilmes 612 gebildet ist, in den Photoresistfilm 612 abgegeben, so daß nach der Ag-Diffusion durch den anorganischen Photoresistfilm, wenn der Photoresistfilm mittels einer alkalischen Lösung entwickelt wird, der Photo­ resistfilmteil, in welchem die Ag-Diffusion nicht ausgeführt wurde, d. h., Licht wurde nicht abgedruckt, ausgeschlossen wird, um so die Öffnungen 650 zu bilden.

Der anorganische Photoresistfilm zum Erzeugen des obigen Musters wird verwendet, um ein klares Muster zu erhalten, ohne einen Stehwelleneffekt zu bewirken, der dann auftritt, wenn ein orga­ nisches Photoresist benutzt wird.

Der Stehwelleneffekt bezieht sich auf einen Zustand, in welchem, wenn Licht abgedruckt wird und der Photoresistfilm entwickelt wird, ein Seitenteil des verbleibenden Photoresistfilmes schief wird, um so ein unreines Muster hiervon zu bilden.

Wie in Fig. 6E gezeigt ist, wird die Chromschicht 611 durch die Öffnungen 650 geätzt, um so das Quarzsubstrat 61 dort hindurch freizulegen. Die freiliegenden Teile des Quarzsubstrates 61 ent­ sprechen jeweiligen Mustern der Öffnungsmuster und Phasenschiebe­ rändern.

Auf den so weit verarbeiteten Mustern wird eine Polymerschicht 613 gebildet, wie dies in Fig. 6F gezeigt ist. Die Polymer­ schicht 613 wird rückgeätzt, um dadurch Seitenwand-Abstands­ glieder 613' auf jeweiligen Seitenwänden des anorganischen Photoresistfilmes 612 und der Chromschicht 611 zu bilden. Die Polymerschicht wird beim Erzeugen der Seitenwand-Abstandsglie­ der 613 infolge ihrer einfachen Handhabung, ihrer nicht-toxischen Eigenschaft und ihrer leichten Entfernbarkeit gebildet.

Die anstoßende Länge zwischen jedem der Seitenwand-Abstandsglie­ der 613' und dem Quarzsubstrat 61 ist identisch zu einer ent­ sprechenden Breite der Breiten der Phasenschieberänder 622, 632, 642.

Dann wird, wie in Fig. 6H gezeigt ist, mittels des anorganischen Photoresistmusters 612 und der Seitenwand-Abstandsglieder 613' als einer Maske das Quarzsubstrat 61 bis zu einer Tiefe geätzt, die ausreichend ist, um eine geeignete Phasenverschiebung zu erzeugen, damit die Phasen der Öffnungsmuster 621, 631, 641 bestimmt werden. Da zu dieser Zeit die Öffnungsmuster 621, 631, 641 in einem ähnlichen Flächenausmaß geätzt werden, wird das Auftreten eines Mikroladeeffektes verhindert sowie die Lichtphase in einem gewünschten Ausmaß abhängig von der Ätztiefe invertiert.

In der Fig. 6I werden die Seitenwand-Abstandsglieder 613' entfernt, und die entfernten Bereiche werden Phasenschiebe­ ränder 622, 632, 642.

Daher ermöglicht verschieden vom Stand der Technik, bei dem die Phasenschieber in Lagejustierung nach Bildung eines erneuerten Photoresistfilmes erzeugt werden, die vorliegende Erfindung die Gewinnung der Phasenschieberänder durch einfaches Entfernen der Seitenwand-Abstandsglieder 613', um dadurch Phasenschieberänder zu liefern, ohne fehlerhafte Ergebnisse infolge einer ungenauen Lagejustierung hervorzurufen.

Wie in Fig. 6J gezeigt ist, wird die Phasenschiebe-Photomasken­ herstellung des invertierten Randtyps vervollständigt, indem der verbleibende Photoresistfilm 612 auf der Lichtabschirmschicht 611 entfernt wird.

Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung be­ trifft ein Phasenschiebe-Photomasken-Herstellungsverfahren des montagefreien Typs. Fig. 7A ist eine Draufsicht einer solchen Phasenschiebe-Photomaske des Aus-Montage-Typs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Wie hier dargestellt ist, sind auf einem Quarzsubstrat 71 eine Vielzahl von Hauptöffnungsmustern 721, 731, 741 vorgesehen, um die mehrere Chromschichtränder 723, 733, 743 angeordnet sind, die auch durch mehrere Unteröffnungsmuster 722, 732, 742 umgeben sind. Auf dem Quarzsubstrat 71 ist mit Ausnahme der mehreren Hauptöffnungsmuster 721, 731, 741, der mehreren Unteröffnungs­ muster 722, 732, 742 und der mehreren Chromschichtränder 723, 733, 743 eine Chromschicht 711 gebildet, die als eine Licht­ abschirmschicht dient. Hier beträgt die Phase des Hauptöffnungs­ musters 721 0°, die Phase des Unteröffnungsmusters 722 beträgt 180° und die Phase des benachbarten Unteröffnungsmusters 732 ist so gebildet, daß sie eine Differenz von 180° von derjenigen des Unteröffnungsmusters 722 hat, um bei 360° oder 0° zu sein. Daher sind die jeweiligen benachbarten Muster unter einer Phasendiffe­ renz von 180° zueinander gebildet. Das heißt, die Phase des Unteröffnungsmusters 742 beträgt 180°, und die Phase des Haupt­ öffnungsmusters 741 ist durch 0° gegeben. Folglich wird durch Gestalten der benachbarten Muster in der Phase entgegengesetzt zueinander das Licht, das durch die Photomaske verläuft, versetzt zueinander, um so zu verhindern, daß Muster an ungewünschten Teilen gebildet werden.

Das Herstellungsverfahren der so aufgebauten Phasenschiebe- Photomaske des montagefreien Typs wird nunmehr näher erläutert.

Die Fig. 7B bis 7J sind Schnittprozeßdarstellungen längs einer Linie A-A' in Fig. 7A.

Zunächst wird, wie in Fig. 7B gezeigt ist, eine Aussparung 71a auf der Oberseite des Quarzsubstrates 71 gebildet. Eine Lichtab­ schirmschicht 711, die aus Chrom hergestellt ist, wird auf der Oberseite des Quarzsubstrates 71 einschließlich der Aussparung 71a gebildet. Ein anorganischer Photoresistfilm 712 wird auf der Lichtabschirmschicht 711 gebildet, und eine Vielzahl von Öffnun­ gen 750 wird durch Lichtabdrucken des anorganischen Photoresist­ filmes 712 erzeugt. Hier wird die Breite von jeder der jeweiligen Öffnungen 750 identisch zu einem Wert, der durch Summieren jewei­ liger Breiten der Hauptöffnungsmuster 721, 731, 741 und der Chromränder 723, 733, 743, die jeweilige Muster der Hauptöff­ nungsmuster 721, 731, 741 umgeben, erhalten ist. Dann wird, wie in Fig. 7I gezeigt ist, ein Seitenwand-Abstandsglied 713 auf jeder Seitenwand des anorganischen Photoresist-Filmmusters 712 gebildet. Hier ist die Breite von jedem der Seitenwand-Abstands­ glieder 713, die jeweils an die Lichtabschirmschicht 711 an­ stoßen, identisch zu derjenigen eines entsprechenden Randes der Chromränder 723, 733, 743, die jeweils ein entsprechendes Muster der Hauptöffnungsmuster 721, 731, 741 umgeben. Die Breite der Öffnung 760 entspricht derjenigen von jedem der Hauptöffnungs­ muster 721, 731, 741. Mittels des Photoresistfilmes 712 und der Seitenwand-Abstandsglieder 713 als einer Maske wird die Licht­ abschirmschicht 711 geätzt, um dadurch die Hauptöffnungsmuster 721, 731, 741 zu bilden.

Wie weiter in Fig. 7G gezeigt ist, wird ein negativer Photo­ resistfilm 714 auf den gesamten, bisher auf dem Quarzsubstrat 71 vorgesehenen Mustern gebildet. Das Licht breitet sich von unten durch das Quarzsubstrat 71 aus, um dadurch ein negatives Photo­ resistfilmmuster 714', das lediglich auf dem Quarzsubstrat 71 gebildet ist, das nicht durch die Lichtabschirmschicht 711 bedeckt ist, gemäß einem Druckprozeß zu erhalten, und ein Teil hiervon, der mit dem anorganischen Photoresistfilm 712 versehen ist, wird selektiv und anisotrop geätzt, um so viel in der Breite entsprechend dem Photoresistfilm 712 und der Lichtabschirm­ schicht 711 zu entfernen.

Fig. 7I ist eine Schnittdarstellung, die eine Oberflächenstruk­ tur des Quarzsubstrates 71 veranschaulicht, die durch einen sol­ chen selektiven anisotropen Ätzprozeß erhalten ist, wobei das freiliegende Quarzsubstrat 71 in den Unteröffnungsmustern 722, 732, 742 entsprechend den jeweiligen Hauptöffnungsmustern 721, 731, 741 enthalten ist. In Fig. 7I sind das Unteröffnungsmu­ ster 722 und das Hauptöffnungsmuster 721 identisch zueinander in der Phase, das Unteröffnungsmuster 732 und das Hauptöffnungsmu­ ster 731 sind identisch zueinander in der Phase, und das Unter­ öffnungsmuster 742 und das Hauptöffnungsmuster 741 sind identisch zueinander in der Phase.

Um die jeweiligen Phasen der Hauptöffnungsmuster 721, 731, 741 und der Unteröffnungsmuster 722, 732, 742 zu invertieren, wird das freiliegende Quarzsubstrat 71 bis zu einer Tiefe geätzt, die ausreichend ist, um ein Phasenschieben auszuführen.

Dann werden die Seitenwand-Abstandsglieder 713 und der negative Photoresistfilm 714 entfernt, um dadurch die Phasenschiebe- Photomaske des montagefreien Typs zu vervollständigen, wie dies in Fig. 7J gezeigt ist. Die Hauptöffnungsmuster 721, 731, 741 mit weiten Breiten werden, wie oben beschrieben ist, gleichzeitig gebildet, und die Unteröffnungsmuster 722, 732, 742 werden eben­ falls gleichzeitig gebildet, um dadurch ein Problem zu überwin­ den, in welchem ein Phasenschiebegrad abhängig von einem vorge­ gebenen bzw. ausgelegten Wert gemäß einem Mikroladeeffekt ver­ schieden wird.

Wie oben erläutert wurde, dient das erfindungsgemäß Phasen­ schiebe-Photomasken-Herstellungsverfahren zum Ausschließen eines Mikroladeeffektes durch getrenntes Erzeugen einer weiteren bzw. breiteren Hauptöffnungsmustereinheit und einer schmaleren Unter- Öffnungsmustereinheit und steuert genau einen Phasenschiebegrad, um dadurch die Zuverlässigkeit der Photomaske zu verbessern.

Weiterhin wird während der Erzeugung der Hauptöffnungsmuster und der Unteröffnungsmuster eine Lageanpassung durch Selbstjustierung erreicht, so daß die Lage genau ausgerichtet ist, um dadurch die Produktivität durch Prozeßvereinfachung zu steigern.

Ein Phasenschiebe-Photomasken-Herstellungsverfahren umfaßt also die folgenden Schritte: Bilden einer Aussparung 61a mit einer Tiefe, die ausreichend für eine Phasenverschiebung ist, in einer Oberseite eines transparenten Substrates 61, Bilden einer Licht­ abschirmschicht 611 auf dem transparenten Substrat 61 einschließ­ lich der Aussparung 61a, Bilden einer ersten Musterschicht 612 mit einer Vielzahl von Öffnungen 650 auf der Lichtabschirmschicht 611, Bilden einer Vielzahl von Seitenwand-Abstandsgliedern 613' jeweils auf jeder Seitenwand der ersten Musterschicht 612 mit der Vielzahl von Öffnungen 615 dort hindurch, Ätzen der Lichtab­ schirmschicht 611 mittels der Seitenwand-Abstandsglieder 613' und Freilegen des transparenten Substrates 61 dort hindurch, Bilden einer zweiten Musterschicht 613 auf dem freiliegenden transpa­ renten Substrat 61, Freilegen eines Teiles des transparenten Sub­ strates 61 durch selektives Ätzen jeweiliger Teile hiervon, die durch die erste Musterschicht 612 bedeckt sind, sowie der ersten Musterschicht 612 und der Lichtabschirmschicht 611 darunter, Ätzen des freiliegenden transparenten Substrates 61 bis zu einer Tiefe, die ausreichend ist, um dadurch ein Phasenschieben durch­ zuführen, und Entfernen der Seitenwand-Abstandsglieder 613' und der zweiten Musterschicht. Das Verfahren schließt einen Mikrolade­ effekt durch getrenntes Erzeugen einer weiteren Hauptöffnungs­ mustereinheit und einer schmaleren Unteröffnungsmustereinheit aus und steuert genau einen Phasenschiebegrad, um dadurch die Zuver­ lässigkeit der Photomaske zu verbessern.

Claims (13)

1. Phasenschiebe-Photomasken-Herstellungsverfahren, umfassend die folgenden Schritte:
Erzeugen einer Aussparung (61a) in einer Oberseite eines trans­ parenten Substrates (61),
Bilden einer Lichtabschirmschicht (611) auf dem transparenten Substrat (61) einschließlich der Aussparung (61a),
Erzeugen einer Schutzschicht (612) mit einer Vielzahl von Öff­ nungen (650) dort hindurch auf der Lichtabschirmschicht (611),
Ätzen der Lichtabschirmschicht (611) durch die Vielzahl von Öffnungen (650),
Erzeugen einer Vielzahl von Seitenwand-Abstandsgliedern (613') jeweils auf jeder Seitenwand der Lichtabschirmschicht (611) und der Schutzschicht (612),
Ätzen des transparenten Substrates (61) bis zu einer vorbestimm­ ten Tiefe mittels der Seitenwand-Abstandsglieder (613') als einer Maske,
Entfernen der seitenwand-Abstandsglieder (613'), und
Entfernen der Schutzschicht (612).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Substrat (61) aus Quarz, Silicium, Glas oder Siliciumnitrid gebildet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schutzschicht (12) ein anorganischer Photoresistfilm verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Schutzschicht (612) ein anorganischer Photoresistfilm verwendet wird, der aus der Ge-Se-Familie herge­ stellt ist und Ag enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenwand-Abstandsglieder (613') aus Polymer gebildet sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Breite von jedem der Seitenwand-Abstandsglie­ der (613') identisch zu derjenigen von jedem Muster einer Viel­ zahl von Unteröffnungsmustern ist.

7. Phasenschiebe-Photomasken-Herstellungsverfahren, umfassend die folgenden Schritte:
Erzeugen einer Aussparung (71a) in einer Oberseite eines trans­ parenten Substrates (71),
Erzeugen einer Lichtabschirmschicht (711) auf dem transparenten Substrat (71) einschließlich der Aussparung (71a),
Erzeugen eines ersten Photoresistfilmes (712) mit einer Vielzahl von Öffnungen (750) auf der Lichtabschirmschicht (711),
Bilden einer Vielzahl von Seitenwand-Abstandsgliedern (713) jeweils auf jeder Seitenwand des ersten Photoresistfilmes (712) mit der Vielzahl von Öffnungen (750) dort hindurch,
Ätzen der Lichtabschirmschicht (711) mittels der Seitenwand- Abstandsglieder (713) und Freilegen des transparenten Substrates (71) dort hindurch,
Bilden eines zweiten Photoresistfilmes (714) auf dem freilie­ genden transparenten Substrat (71),
Freilegen eines vorbestimmten Teiles des transparenten Substrates (71) durch selektives Ätzen jeweiliger Teile hiervon, die durch den ersten Photoresistfilm (712) bedeckt sind, sowie des ersten Photoresistfilmes (712) und der Lichtabschirmschicht (711) darunter,
Ätzen des freigelegten transparenten Substrates bis zu einer Tiefe, die ausreichend ist, um dadurch ein Phasenschieben durch­ zuführen, und
Entfernen der Seitenwand-Abstandsglieder und des zweiten Photo­ resistfilmes.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Substrat (71) aus Quarz, Silicium, Glas oder Siliciumnitrid gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den ersten Photoresistfilm (712) ein anorganischer Photoresistfilm verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für den ersten Photoresistfilm (712) ein Ag ent­ haltender anorganischer Photoresistfilm verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seitenwand-Abstandsglieder (713) aus Polymer gebildet sind.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei dem Schritt des Erzeugens des zweiten Photo­ resistfilmes (714) die folgenden Schritte ausgeführt werden:
Erzeugen eines negativen Photoresistfilmes (714) auf dem insoweit auf dem transparenten Substrat (71) vorgesehenen ganzen Muster,
Abtasten mit einem Lichtstrahl über eine gegenüberliegende Ober­ fläche des transparenten Substrates (71), bedeckt durch den negativen Photoresistfilm (714), und
Behandeln des auf dem transparenten Substrat (71) gebildeten negativen Photoresistfilmes (714) mittels einer Entwicklungs­ lösung für den negativen Photoresistfilm.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für den zweiten Photoresistfilm (714) ein negativer Photoresistfilm verwendet wird.