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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-
Photolithographie-Technik und findet insbesondere Anwendung
bei der Schaffung einer Photomaske, die mittels der
Verbesserung eines Nahwirkungseffektes eines Maskenmusters die
Kapazität eines Kondensators in einer
Halbleiter-Speichervorrichtung erhöhen kann.
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Allgemein kann die Elementarzelle einer Halbleiter-
Speichervorrichtung größtenteils in einen Transistor- und in
einen Kondensatorteil aufgeteilt werden. Der Transistor
benutzt eine MOS-Struktur, und der Kondensator benutzt eine
Stapel-Struktur, bei der mehrere Materialschichten der Reihe
nach gebildet werden. Speziell für ein
Halbleiter-Speichergerät, das eine hohe Packungsdichte hat, ist eine
Elementarzelle mit einem Transistor eingesetzt worden.
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Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen ist eine schematische
Ansicht, die ein Beispiel einer Elementarzelle mit einem
Transistor in einer Halbleiter-Speichereinrichtung zeigt.
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Gemäß Fig. 1 ist ein Kondensator C zwischen Gate und Source
bzw. Quelle eines MOS-Transistors angeschlossen. In einer
Halbleiter-Speichervorrichtung, speziell in DRAMs, ist eine
große Kapazität des Kondensators C sehr wünschenswert, da
durch eine größere Kapazität mehrere seiner
Leistungsmerkmale verbessert werden.
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Die Kapazität (C) eines Parallelplattenkondensators, wie
er in der Halbleiter-Speichervorrichtung benutzt wird, wird
durch die allgemein bekannte Formel C = (A/d) berechnet,
bei der eine dielektrische Konstante, A die Oberfläche
einer Platte und d den Abstand (Spalt) zwischen den Platten
bezeichnet. Folglich wird, um die Kapazität des
Parallelplattenkondensators zu erhöhen, ein Material mit einer
größeren dielektrischen Konstante benutzt, der Abstand
zwischen den Platten wird minimiert, oder es wird die
Oberflächengröße der Platte erhöht. Jedoch ist die Anzahl der
praktisch einsetzbaren dielektrischen Materialien begrenzt,
und ihre dielektrischen Konstanten sind festgelegt. Auf der
anderen Seite steigt bei Verringerung der Spaltbreite die
Chance bzw. Wahrscheinlichkeit eines Durchschlages, wodurch
die Charakteristik der Vorrichtung verschlechtert wird.
Entsprechend konzentriert sich die Forschung zum größten Teil
auf Wege, die Oberfläche der Kondensatorplatten (Elektroden)
zu vergrößern.
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Es ist notwendig ein Muster zu übertragen, um einen Source-
Anschluß, einen Drain-Anschluß und einen Kondensator eines
Halbleiter-Speichergerätes auf einem Halbleitersubstrat zu
bilden. Entsprechend ist der Einsatz einer Photolithographie-
Technik mit einer Photomaske beim
Halbleiterherstellungsprozeß unentbehrlich.
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Allgemein kann die Photolithographie-Technik größtenteils in
zwei Prozesse aufgeteilt werden. Ein erster Prozeß ist die
Ausbildung eines Photoresistmusters bzw. lichtempfindlichen
Musters (photoresist pattern) auf einer Schicht mittels einer
Photomaske und ein zweiter Prozeß ist das Ätzen einer (unter
dem Photoresistmuster ausgebildeten) Unterschicht mittels des
Photoresistmusters als Maske und danach die Entfernung des
Photoresistmusters. Der erste Prozeß wird hier mit Bezug auf
die Fig. 2A und die Fig. 2B der beigefügten Zeichnungen
detaillierter erläutert.
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Fig. 2A ist eine Draufsicht auf eine Photomaske zur
Übertragung eines Musters, um einen Kondensator auf einem
Halbleitersubstrat zu bilden.
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Gemäß Fig. 2A wird ein rechtwinkliges opakes Maskenmuster 1
regelmäßig ausgebildet, ein Bezugszeichen 2 bezeichnet einen
Zwischenraum, der zwischen den Kanten dieser opaken
Maskenmuster 1 an Schnittpunkten dieser derart geschaffenen Ränder
existiert. In einer praktisch einsetzbaren
Halbleitervorrichtung wird ein Prozeß zur Übertragung einer das
lichtundurchlässige bzw. opake Maskenmuster 1 aufweisenden Photomaske auf
einem Halbleitersubstrat eingesetzt.
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Fig. 2B ist eine Draufsicht auf ein Photoresistmuster 3, bei
dem das opake Maskenmuster mittels der in Fig. 2A gezeigten
Photomaske auf ein Halbleitersubstrat übertragen wird.
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Gemäß Fig. 2B findet zwischen den Kantenbereichen des opaken
Maskenmusters 1 ein Nahwirkungseffekt statt, wenn ein opakes
Maskenmuster auf ein Halbleitersubstrat mittels einer wie in
Fig. 2A gezeigten Photomaske übertragen wird. Der
Nahwirkungseffekt ist auf die Beugung eines einfallenden Strahls
(beispielsweise ultraviolettem Licht) auf einer Photomaske
zurückzuführen. Wenn die ultravioletten Strahlen zwischen den
opaken Maskenmustern 1 durchtreten, wird die Form des
lichtempfindlichen Musters 3 durch die Beugung der Strahlen
unerwünscht abgerundet. Wegen des Nahwirkungseffektes wird
auch der Abstand (Bezugszeichen 4) zwischen den Kanten des
lichtempfindlichen Musters verlängert. Speziell wird, wenn
das Photoresistmuster 3 als eine Ätzmaske auf einer Schicht
zur Ausbildung eines Kondensators auf einem
Halbleitersubstrat verwendet wird, auch die geätzte Form der Schicht
abgerundet. Als Resultat wird dabei eine Fläche,
beispielsweise eine Kondensatorfläche ("A" der obigen Formel),
redu
ziert, wodurch die Zellenkapazität der
Halbleiter-Speichervorrichtung verringert wird.
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Um den Nahwirkungseffekt detaillierter zu erläutern, werden
in Fig. 4 und Fig. 5 der beigefügten Zeichnungen Resultate
eines SOLID (Simulation der optischen Lithographie in drei
Dimensionen, Simulation of optical lithography in three
dimensions) Simulators gezeigt, bei dem eine Belichtungs- und
Entwicklungsprozeßsimulation, die auf einer konventionellen
Photomaske, wie in Fig. 3 der beigefügten Zeichnungen
gezeigt, basiert, durchgeführt wird. Die Simulation wird
mittels eines tiefen ultravioletten (DUV) Steppers bei einer
Wellenlänge (λ) von 0,248 um und einer numerischen Apertur
(NA) von 0,45 durchgeführt.
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Fig. 3 ist eine Anordnungsansicht bzw. ein Grundriß (layout
view), die eine konventionelle Photomaske zeigt. Hier wird
ein rechtwinkliges opakes Maskenmuster 7 zur selektiven
Lichtblockierung auf einem Substrat ausgebildet, und der
Bereich, in dem das opake Maskenmuster das Licht nicht
blockiert, ist ein optischer Transmissionsbereich. Die
Dimensionen des rechtwinkligen opaken Maskenmusters 7 sind wie
folgt. Die Breite 31 und Länge 33 jedes Teiles des
rechtwinkligen opaken Maskenmusters sind 0,42 um bzw. 1,18 um und ein
Zwischenraum 32 (X-Achse) und ein Zwischenraum 34 (Y-Achse)
zwischen den opaken Maskenmustern beträgt 0,28 um bzw. 0,22
um.
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Fig. 4 ist eine Draufsicht, die ein Strahlungsbild (aerial
image) zeigt, das durch die Simulation erzeugt wird, wenn ein
Maskenmuster auf ein Substrat mittels der Photomaske von
Fig. 3 übertragen wird.
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Gemäß Fig. 4 sind die Konturlinien um das Bezugszeichen 5a
viel dichter als in anderen Bereichen. Diese dicht
ausge
bildeten Konturlinien entsprechen einem optischen
Übertragungsbereich zwischen den Kanten der opaken Maskenmuster 7
(Fig. 3). Insbesondere wird im optischen Transmissionsbereich
zwischen den opaken Maskenmustern 7 Licht aufgenommen bzw.
gesammelt, wenn das Maskenmuster übertragen wird, um dadurch
den maximalen Grad des Nahwirkungseffektes zu ergeben
(exhibit)
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Fig. 5 ist ein Diagramm, das die simulierte Lichtintensität
entlang der Linie a-a' von Fig. 4 repräsentiert. Hier wird
bemerkt, daß die Lichtintensität entlang der Linie a-a' nicht
gleichmäßig ist, und durch einen Nahwirkungseffekt an den
Teilen, die durch das Bezugszeichen 5 (entsprechend zum
Bezugszeichen 5a der Fig. 4) angezeigt werden, hoch ist.
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Als Ergebnis wird durch den Nahwirkungseffekt ein
abgerundetes Photoresistmuster auf dem Halbleitersubstrat
ausgebildet, wenn eine konventionelle Maske wie in Fig. 2 gezeigt
in einem Photolithographieprozeß benutzt wird. Wenn eine
Schicht zur Ausbildung eines Zellenkondensators mittels des
abgerundeten Musters geätzt wird, wird deshalb die
Kondensatorelementarfläche reduziert, wodurch die Zellkapazität einer
hergestellten Halbleiter-Speichervorrichtung verringert wird.
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EP-A-0,529,338 und EP-A-0,551,621 offenbaren jeweils eine
Photomaske, die eine Phasenverschiebungsmaske zur
Verschiebung der Phase des transmittierten Lichtes beinhaltet.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Photomaske zu schaffen, die ein Abrundungsphänomen verbessern
kann, das auf einen Nahwirkungseffekt eines auf einem
Halbleiterwafer ausgebildeten belichteten Photoresistmusters
zurückzuführen ist.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Photomaske
zur Übertragung eines Maskenmusters auf einen Halbleiterwafer
geschaffen, mit:
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einem transparenten Substrat; und,
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einem opaken Maskenmuster, das auf dem Substrat gebildet
ist, wobei das opake Maskenmuster einen optischen
Transmissionsbereich zwischen Kanten von Teilen des opaken
Maskenmusters definiert, die selektiv Licht blockieren,
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dadurch gekennzeichnet, daß die Photomaske ferner ein
optisches Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster aufweist, das
innerhalb des optischen Transmissionsbereiches einen
Nahwirkungseffekt unterdrückt, wobei das opake Maskenmuster ein
zweidimensionales Feld von Maskenteilen bildet, die gleich
große rechtwinklige Formen haben, die derart mit regelmäßigen
Abständen zueinander angeordnet sind, daß horizontal
benachbarte Maskenteile durch säulenförmige optische
Transmissionsbereiche und vertikal benachbarte Teile durch reihenweise
angeordnete optische Transmissionsbereiche getrennt sind, und
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wobei das optische Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster an
den Teilen des optischen Transmissionsbereiches gebildet ist,
an den die säulenförmigen optischen Transmissionsbereiche die
reihenweise angeordneten optischen Transmissionsbereiche
kreuzen.
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Der optische Durchlässigkeitssteuerungsfilm (transmittance
control film) wird vorzugsweise aus einem Material gebildet,
das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus aufgeschleudertem
Glas (Spin-on-glas, SOG), Photoresist (PR), Siliciumoxid
(SiO&sub2;), Aluminium (Al), Siliciumnitrid (Si&sub3;N&sub4;), einem
Polysilicium, Titan (Ti), Titannitrid (TiN), Chrom (Cr) und
Wolfram (W) besteht.
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In einer Photomaske entsprechend der vorliegenden Erfindung
wird, da ein Nahwirkungseffekt dadurch unterdrückt wird, daß
in einem Schnittbereich des Transmissionsbereiches und in
dazu benachbarten Bereichen ein optisches
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster ausgebildet wird, die Form eines
Maskenmusters exakt auf das Substrat übertragen, um dadurch die
Kondensatorfläche zu vergrößern.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun
mittels Beispielen mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen
beschrieben, bei denen:
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Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die ein Beispiel
einer Elementarzelle mit einem Transistor in einer
Halbleiter-Speichervorrichtung zeigt;
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Fig. 2A eine Draufsicht auf eine Photomaske zur Übertragung
eines Musters ist, um einen Kondensator auf einem
Halbleitersubstrat auszubilden;
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Fig. 2B eine Draufsicht auf ein Photoresistmuster ist, bei
dem ein opakes Maskenmuster mittels einer Photomaske von Fig.
2A auf ein Halbleitersubstrat übertragen wird;
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Fig. 3 ein Grundriß ist, der eine konventionelle Photomaske
zeigt;
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Fig. 4 eine Draufsicht ist, die ein mittels einer Simulation
geschaffenes Strahlungsbild zeigt, wenn ein Maskenmuster
mittels der Photomaske, die in Fig. 3 gezeigt ist, auf ein
Substrat übertragen wird;
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Fig. 5 ein Diagramm ist, das die Lichtintensität entlang der
Linie a-a' von Figur. 4 repräsentiert;
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Fig. 6 ein Grundriß einer Photomaske entsprechend einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 7 eine Draufsicht ist, die ein mittels Simulation
geschaffenes Strahlungsbild zeigt, wenn ein Maskenmuster
mittels der Photomaske, die in Fig. 6 gezeigt ist, auf ein
Trägermaterial übertragen wird;
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Fig. 8 ein Diagramm ist, das die Lichtintensität entlang der
Linie b-b' der Fig. 7 repräsentiert;
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Fig. 9 ein Grundriß einer Photomaske entsprechend einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 10 eine Draufsicht ist, die ein mittels Simulation
geschaffenes Strahlungsbild zeigt, wenn ein Maskenmuster
mittels der Photomaske, die in Fig. 9 gezeigt ist, auf ein
Substrat übertragen wird;
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Fig. 11 ein Diagramm ist, das die Lichtintensität entlang der
Linie c-c' der Fig. 10 repräsentiert;
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Fig. 12 ein Grundriß einer Photomaske entsprechend einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 13 eine Draufsicht ist, die ein mittels Simulation
geschaffenes Strahlungsbild zeigt, wenn ein Maskenmuster
mittels der Photomaske, die in Fig. 12 gezeigt ist, auf ein
Substrat übertragen wird;
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Fig. 14 ein Diagramm ist, das die Lichtintensität entlang der
Linie d-d' der Fig. 13 repräsentiert;
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Fig. 15A bis Fig. 15D Querschnitte sind, die ein Verfahren
zur Herstellung einer Photomaske entsprechend der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren;
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Fig. 16A bis Fig. 16D Querschnitte sind, die ein Verfahren
zur Herstellung einer Photomaske entsprechend der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren;
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Fig. 17A bis Fig. 17D Querschnitte sind, die ein Verfahren
zur Herstellung einer Photomaske entsprechend der dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustrieren.
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Wenn ein Belichtungs- und ein Entwicklungsprozeß mittels
einer Photomaske entsprechend der vorliegenden Erfindung
simuliert wird, werden die Resultate eines SOLID (Simulation
of optical litography in three dimensions) Simulators für die
folgenden Ausführungsformen illustriert. Die Simulation wird
mittels eines tiefen Ultraviolett (DUV) Steppers bei einer
Wellenlänge (λ) von 0,248 um und einer numerischen Apertur
(NA) von 0,45 durchgeführt. Auch wird eine 50%ige optische
Transmissionsrate des optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmes eingestellt.
Ausführungsform 1
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Fig. 6 ist ein Grundriß (layout view) einer Photomaske
entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Gemäß Fig. 6 ist zur Definition bzw. Begrenzung eines
optischen Transmissionsbereiches ein rechteckiges opakes
Maskenmuster 11 periodisch auf dem Maskensubstrat (nicht
dargestellt) ausgebildet. Es wird auch ein optisches
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 10 in einem Schnittbereich
des optischen Transmissionsbereiches zwischen dem opaken
Maskenmuster 11 und dazu benachbarten Bereichen ausgebildet.
Im näheren Detail ist das optische
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 10 in einem Bereich gebildet, der durch
Kanten des opaken Maskenmusters 11 definiert bzw. begrenzt
ist. Das optische Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 10
wird auch in einer parallelen Richtung (Y-Achse) in Bezug auf
die längere Seite des rechtwinkligen opaken Maskenmusters
gebildet. Speziell erhält das optische
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 10, wenn das Maskenmuster auf ein
Substrat übertragen wird, eine gleichmäßige Lichtintensität
aufrecht, wodurch ein Nahwirkungseffekt unterdrückt wird. Die
Größe, die Form und das Layout des optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters 10 können variabel eingestellt
bzw. gesteuert werden.
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Bei der ersten Ausführungsform betragen die Breite und die
Länge des optischen Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters 10
0,28 um bzw. 0,66 um. Die Breite und Länge des opaken
Maskenmusters 11 betragen 0,42 um bzw. 1,18 um. Auch sind die
Zwischenräume zwischen den opaken Maskenmustern 11 0,28 um
(X-Achse) bzw. 0,22 um (Y-Achse).
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Fig. 7 ist eine Draufsicht, die ein mittels einer Simulation
geschaffenes Strahlungsbild (aerial image) zeigt, wenn ein
Maskenmuster auf ein Substrat mittels der Photomaske, die in
Fig. 6 gezeigt ist, übertragen wird.
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Gemäß Fig. 7 sind die Konturlinien um das Bezugszeichen 13a
weniger dicht als die in Fig. 4. Bereiche, in denen die
Konturlinien nicht dicht ausgebildet sind, entsprechen einem
optischen Transmissionsbereich zwischen opaken Maskenmustern
11, die in Fig. 6 gezeigt sind. Insbesondere sammelt sich in
einem optischen Transmissionsbereich zwischen den opaken
Maskenmustern 11 von Fig. 6 kein Licht, wenn ein Maskenmustert
übertragen wird, wodurch der Nahwirkungseffekt unterdrückt
wird.
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Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Lichtintensität entlang der
Linie b-b' von Fig. 7 repräsentiert. Hier ist die
Lichtintensität entlang der Linie b-b' gleichmäßig, weil eine
Lichtintensität (Bezugszeichen 13) verglichen mit Bezugszeichen 5
von der Fig. 5 sehr gering ist. Als ein Ergebnis, wird der
Nahwirkungseffekt unterdrückt, wenn ein Photoresistmuster
bzw. Photolackmuster mittels einer Photomaske entsprechend
der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
Ausführungsform 2
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Fig. 9 ist ein Grundriß einer Photomaske entsprechend
der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß Fig. 9 wird ein rechtwinkliges opakes Maskenmuster 15
zur Definition eines optischen Transmissionsbereiches
periodisch auf einem Maskensubstrat (nicht dargestellt)
ausgebildet. Es wird auch ein optisches
Durchlässigkeitssteuerungsmuster 14 an einem Schnittbereich des optischen
Transmissionsbereiches zwischen den opaken Maskenmustern 15
ausgebildet. Im näheren Detail wird das optische
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 15 in einem Bereich ausgebildet,
der durch Kanten des opaken Maskenmusters 14 definiert ist.
Insbesondere hält das optische
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 15 eine gleichmäßige Lichtintensität aufrecht,
wenn ein Maskenmuster auf das Substrat übertragen wird,
wodurch ein Nahwirkungseffekt unterdrückt wird. Das optische
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 14 kann auch in einem
Teil des Schnittpunktbereiches des optischen
Transmissionsbereiches zwischen den opaken Maskenmustern gebildet werden.
Diesmal kann der Nahwirkungseffekt dadurch unterdrückt
werden, daß die Transmissionsrate des optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters 14 kontrolliert wird.
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Bei der zweiten Ausführungsform sind die Breite und die
Länge des optischen Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters 14
0,28 um bzw. 0,22 um. Die Dimensionen (Breite und Länge) des
opaken Maskenmusters 15 und die Länge zwischen dem opaken
Maskenmuster 15 sind die gleichen wie in der ersten
Ausführungsform.
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Fig. 10 ist eine Draufsicht, die ein mittels Simulation
geschaffenes Strahlungsbild zeigt, wenn ein Maskenmuster auf
ein Substrat mittels der Photomaske, die in Fig. 9 gezeigt
ist, übertragen wird.
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Gemäß Fig. 10 sind die Konturlinien um das Bezugszeichen 16a
weniger dicht als die, die in Fig. 4 ausgebildet sind.
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Diejenigen Bereiche, in denen die Konturlinien nicht dicht
ausgebildet sind, entsprechen einem optischen
Transmissionsbereich zwischen opaken Maskenmustern 15, wie in Fig. 9
gezeigt.
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Insbesondere wird in einem optischen Transmissionsbereich
zwischen den opaken Maskenmustern 15 kein Licht angesammelt,
wenn ein Maskenmuster übertragen wird, wodurch ein
Nahwirkungseffekt unterdrückt wird.
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Fig. 11 ist ein Diagramm, das die Lichtintensität entlang der
Linie c-c' der Fig. 10 repräsentiert. Hier ist die
Lichtintensität entlang der Linie c-c' der Fig. 10 relativ
gleichmäßig, da die Lichtintensität am Bezugszeichen 16 sehr viel
geringer ist als diejenige am Bezugszeichen 5 der Fig. 5. Als
Resultat wird ein Nahwirkungseffekt unterdrückt, wenn ein
lichtempfindliches Muster mittels einer Photomaske
entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird.
Ausführungsform 3
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Fig. 12 ist ein Grundriß einer Photomaske entsprechend
der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß Fig. 12 wird zur Definition eines optischen
Transmissionsbereiches ein rechtwinkliges opakes Maskenmuster 20
periodisch auf einem Maskensubstrat (nicht dargestellt)
ausgebildet. Es wird auch ein erstes und ein zweites
optisches Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 17 und 18 in
einem Schnittbereich des optischen Transmissionsbereiches
zwischen dem opaken Maskenmuster 20 und in hierzu
benachbarten Bereichen ausgebildet. Im näheren Detail wird das
erste optische Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 17
parallel zu der längeren Seite des rechtwinkligen opaken
Maskenmusters 20 und das zweite optische
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster 18 senkrecht zu der längeren Seite des
rechtwinkligen opaken Maskenmusters 20 ausgebildet.
Insbesondere erhalten das erste und das zweite optische
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster eine gleichmäßige Lichtintensität
aufrecht, wenn ein Maskenmuster auf das Substrat übertragen
wird, wodurch ein Nahwirkungseffekt unterdrückt wird.
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In der dritten Ausführungsform betragen die Breite und die
Länge des ersten optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters 17 0,28 um bzw. 0,42 um, und die Breite und die
Länge des zweiten optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters 18 0,48 um bzw. 0,22 um. Die Dimensionen (Breite und
Länge) des opaken Maskenmusters 20 und die Länge zwischen den
opaken Maskenmustern 20 sind die gleichen wie diejenigen in
der ersten Ausführungsform.
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Fig. 13 ist eine Draufsicht, die ein mittels Simulation
entstandenes Strahlungsbild zeigt, wenn ein Maskenmuster auf
ein Substrat mittels der Photomaske, die in Fig. 12 gezeigt
ist, übertragen wird.
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Gemäß Fig. 13 sind die Konturlinien um das Bezugszeichen 13
weniger dicht als die in Fig. 4 gebildeten. Bereiche, in
denen die Konturlinien nicht dicht ausgebildet sind,
entsprechen einem optischen Transmissionsbereich zwischen opaken
Maskenmustern 20 wie sie in Fig. 12 gezeigt sind.
Insbesondere wird in einem optischen Transmissionsbereich zwischen
einem opaken Maskenmuster 20 kein Licht aufgenommen bzw.
gesammelt, wenn ein Maskenmuster übertragen wird, wodurch ein
Nahwirkungseffekt unterdrückt wird.
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Fig. 14 ist ein Diagramm, das die Lichtintensität entlang der
Linie d-d' von Fig. 13 repräsentiert. Hier ist die
Lichtintensität entlang der Linie d-d' von Fig. 13 sehr gleichmäßig,
da die Lichtintensität am Bezugszeichen 19 sehr viel geringer
ist als die am Bezugszeichen 5 der Fig. 5. Als Ergebnis wird
der Nahwirkungseffekt unterdrückt, wenn ein Photoresistmuster
mittels einer Photomaske entsprechend der vorliegenden
Erfindung ausgebildet wird.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer durch
die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
erläuterten Photomaske durch die folgenden Ausführungsformen
erläutert werden.
Ausführungsform 1
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Fig. 15A bis Fig. 15D sind Querschnitte, die eine
Methode zur Herstellung einer Photomaske entsprechend der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Fig. 15 zeigt einen Schritt zur Bildung eines opaken
Maskenmusters 101 auf einem transparenten Substrat 100.
Im näheren Detail wird eine lichtundurchlässige bzw. opake
Materialschicht auf dem Substrat 100 ausgebildet, wobei ein
lichtblockierendes Material als opake Materialschicht
verwendet wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine
Chromschicht als opake Materialschicht verwendet. Dann wird
eine lichtempfindliche Schicht bzw. Photoresistschicht (nicht
dargestellt) auf der opaken Materialschicht ausgebildet und
durch einen Belichtungsprozeß mittels eines Elektronenstrahls
und durch einen Entwicklungsprozeß mit einem Muster versehen,
um ein Photoresistmuster (nicht dargestellt) auszubilden.
Dann wird das opake Material mit Hilfe des Photoresistmusters
als Ätzmaske geätzt, um ein opakes Maskenmuster 101
auszubilden. Danach wird das Photoresist-Muster entfernt.
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Fig. 15B zeigt einen Schritt zur Bildung eines optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmes 102 über die gesamte
Oberfläche des Substrates 101.
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Gemäß Fig. 15B wird ein optischer
Durchlässigkeitssteuerungsfilm 102 auf dem opaken Maskenmuster 101 und dem Substrat 100
ausgebildet. Der optische Durchlässigkeitssteuerungsfilm 102
ist aus aufgeschleudertem Glas (spin-on-glas, SOG),
Photoresist (PR), Siliciumoxid (SiO&sub2;), Aluminium (Al),
Siliciumnitrid (Si&sub3;N&sub4;), einem Polysilicium, Titan (Ti), Titannitrid
(TiN), Chrom (Cr) oder Wolfram (W) ausgebildet.
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Fig. 15C zeigt einen Schritt zur Ausbildung eines
Photolackmusters (103a, 103b) zur Bildung eines Musters in dem
optischen Durchlässigkeitssteuerungsfilm 102.
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Gemäß Fig. 15C wird eine Photoresistschicht auf dem optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilm 102 ausgebildet und durch
einen Belichtungsprozeß mittels eines Elektronenstrahls und
einen Entwicklungsprozeß gemustert, um ein Photoresist-Muster
(103a, 103b) auszubilden. Das Photoresistmuster (103a, 103b)
ist zwischen den einzelnen Teilen des opaken Maskenmusters
101 ausgebildet.
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Fig. 15D zeigt einen Schritt zur Ausbildung eines optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters (102a, 102b) zwischen
den opaken Maskenmustern 101.
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Gemäß Fig. 15D wird der Durchlässigkeitssteuerungsfilm 102
zur Bildung eines Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters
(102a, 102b) geätzt, wobei das Photoresist-Muster als
Ätzmaske verwendet wird. Danach wird das Photoresistmuster
entfernt, und ein Herstellungsprozeß einer Photomaske
entsprechend der vorliegenden Erfindung ist abgeschlossen.
Ausführungsform 2
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Fig. 16A bis Fig. 16D sind Querschnitte, die ein Verfahren
zur Herstellung einer Photomaske entsprechend der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Fig. 16A zeigt einen Schritt zur Ausbildung eines opaken
Maskenmusters 101 und eines Ätzstopfilms (etch stopping film)
104 auf einem transparenten Substrat 100.
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Im näheren Detail wird ein Ätzstopfilm auf einem opaken
Maskenmuster 101 und einem Substrat 100 ausgebildet, wobei
der Ätzstopfilm als ein Ätzstop bzw. eine Ätzsperre verwendet
wird, wenn der optische Durchlässigkeitsteuerungsfilm mittels
folgendem Prozeß geätzt wird. Der Ätzstopfilm 104 ist
aufgeschleudertes Glas, Siliciumoxid oder Siliciumnitrid, wenn
der optische Durchlässigkeitssteuerungsfilm ein Metall ist,
wie beispielsweise Aluminium oder Chrom. Der Bildungsprozeß
eines opaken Maskenmusters 101 ist der gleiche wie der in der
ersten Ausführungsform.
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Fig. 16B ist ein Schritt zur Bildung eines optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmes 105 auf dem Ätzstopfilm 104.
Gemäß Fig. 16B wird auf dem Ätzstopfilm 104 ein optischer
Durchlässigkeitssteuerungsfilm 105 gebildet. Der optische
Durchlässigkeitssteuerungsfilm 105 ist aus aufgeschleudertem
Glas (spin-on-glas, SOG), Photoresist (PR), Siliciumoxid
(SiO&sub2;), Aluminium (Al), Siliciumnitrid (Si&sub3;N&sub4;), einem
Polysilicium, Titan (Ti), Titannitrid (TiN), Chrom (Cr) oder
Wolfram (W) gebildet.
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Fig. 16C zeigt einen Schritt zur Bildung eines
Photoresistmusters (106a, 106b) zur Musterbildung eines optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmes 105.
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Gemäß Fig. 16C wird eine Photolack-Schicht auf dem optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilm 105 ausgebildet und durch
einen Belichtungsprozeß mittels eines Elektronenstrahls und
einen Entwicklungsprozeß gemustert, um ein Photoresistmuster
(106a, 106b) auszubilden. Das Photoresistmuster (106a, 106b)
ist nur zwischen dem opaken Maskenmuster 101 ausgebildet.
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Fig. 16D zeigt einen Schritt zur Bildung eines
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters (105a, 105b) zwischen dem opaken
Maskenmuster 101.
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Gemäß Fig. 16D wird der Durchlässigkeitssteuerungsfilm 105
zur Bildung eines Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters
(105a, 105b) geätzt, wobei das Photoresist-Muster als
Ätzmaske verwendet wird. Danach wird das Photoresist-Muster
entfernt, und der Herstellungsprozeß einer Photomaske
entsprechend der vorliegenden Erfindung ist abgeschlossen.
Ausführungsform 3
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Fig. 17A bis Fig. 17D sind Querschnitte, die ein Verfahren
zur Herstellung einer Photomaske entsprechend der dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Fig. 17A zeigt einen Schritt zur Bildung einer
Photoresistschicht 107 auf einem opaken Maskenmuster 101 und einem
transparenten Substrat 100.
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Im Detail wird eine Photoresistschicht auf einem opaken
Maskenmuster 101 und einem Substrat 100 ausgebildet. Die
Bildung eines opaken Maskenmusters 101 ist die gleiche wie
bei der ersten und zweiten Ausführungsform.
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Fig. 17B zeigt einen Schritt zur Bildung eines
Photoresistmusters (107a, 107b, 107c).
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Gemäß Fig. 17B wird eine Photoresistschicht durch einen
Belichtungsprozeß mittels eines Elektronenstrahles und einen
Entwicklungsprozeß mit einem Muster versehen, um ein
Photoresistmuster (107a, 107b, 107c) auszubilden. Das Photoresist-
Muster (107a, 107b) ist nur auf dem opaken Maskenmuster 101
ausgebildet.
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Fig. 17C zeigt einen Schritt zur Bildung eines optischen
Durchlässigkeitssteuerungsfilmes 108 über dem entstandenen
Material.
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Gemäß Fig. 17C wird ein optischer
Durchlässigkeitssteuerungsfilm 108 über die gesamte Oberfläche des entstandenen
Materiales ausgebildet. Das Material, das als der optische
Durchlässigkeitssteuerungsfilm 108 verwendet wird, ist das
gleiche wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform.
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Fig. 17D zeigt einen Schritt zur Bildung eines
Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters (108a, 108b) zwischen dem opaken
Maskenmuster 101.
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Gemäß Fig. 17D wird der Durchlässigkeitssteuerungsfilm
108 mittels eines Abhebe- oder Abziehprozesses
(lift-offprocess) geätzt, um ein Durchlässigkeitssteuerungsfilmmuster
(108a, 108b) zu bilden. Falls dies der Fall ist, so ist der
Herstellungsprozeß einer Photomaske entsprechend der
vorliegenden Erfindung abgeschlossen.
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Entsprechend einer Photomaske der vorliegenden Erfindung
wird, da ein Nahwirkungseffekt durch Ausbilden eines
optischen Durchlässigkeitssteuerungsfilmmusters in einem
Schnittbereich des Transmissionsbereiches zwischen dem opaken
Maskenmuster und in dazu benachbarten Bereichen unterdrückt
wird, die Form eines Maskenmusters exakt auf das Substrat
übertragen, wodurch eine Kondensatorfläche und die
Zuverlässigkeit einer Halbleitervorrichtung erhöht werden.
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Zusätzlich werden eine effektive Nutzung des Substrates und
eine genaue Musterausbildung entsprechend der hohen
Integration einer Halbleitervorrichtung möglich, wenn ein
Maskenmuster exakt auf das Substrat übertragen wird.
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Es versteht sich, daß Veränderungen und Variationen
durchgeführt werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.