JPH0424638A - フォトマスクの製造方法 - Google Patents
フォトマスクの製造方法Info
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- JPH0424638A JPH0424638A JP2128999A JP12899990A JPH0424638A JP H0424638 A JPH0424638 A JP H0424638A JP 2128999 A JP2128999 A JP 2128999A JP 12899990 A JP12899990 A JP 12899990A JP H0424638 A JPH0424638 A JP H0424638A
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、半導体装置を製造するための光りソゲラフ
イーのフォトマスク、特に位相シフタマスクの製造方法
に関するものである。
イーのフォトマスク、特に位相シフタマスクの製造方法
に関するものである。
［従来の技術］
第２図は従来のフォトマスク、このフォトマスク上の電
場およびウェハにおける光の強度を示す図、第３図は特
開昭５７−６２０５２号公報および特開昭５８−１７３
７４４号公報に開示された従来の位相シフトマスク、こ
のマスク上の電場およびウェハにおける光の強度を示す
図、そして第４図は第３図に示した位相ソフトマスクを
改良したセルファライン方式の位相シフトマスクおよび
ウェハにおける光の強度を示す図である。
場およびウェハにおける光の強度を示す図、第３図は特
開昭５７−６２０５２号公報および特開昭５８−１７３
７４４号公報に開示された従来の位相シフトマスク、こ
のマスク上の電場およびウェハにおける光の強度を示す
図、そして第４図は第３図に示した位相ソフトマスクを
改良したセルファライン方式の位相シフトマスクおよび
ウェハにおける光の強度を示す図である。
図において、（１）はフォトマスクの基板例えばカラス
基板、（２）はこのカラス基板０）上に付着されたＣｒ
またはＭｏＳ ｉなどのマスクパターン、（３）または
（３Ａ）はマスクパターン（２）の１つ置きの開口（第
３図）またはＣｒ上（第４図）に形成されて透明な位相
シフト材料のＳｉｎ、などがら成る位相シフタである。
基板、（２）はこのカラス基板０）上に付着されたＣｒ
またはＭｏＳ ｉなどのマスクパターン、（３）または
（３Ａ）はマスクパターン（２）の１つ置きの開口（第
３図）またはＣｒ上（第４図）に形成されて透明な位相
シフト材料のＳｉｎ、などがら成る位相シフタである。
半導体装置製造時の微細パターンの１雨を寸綿ホ光学式
の光ステッパーを用いて行われている。この先ステッパ
ーの解像限界Ｒ（ｍμ）は、Ｒ＝に、・λ／ＮＡ になる。ここでに：０．５、λ：′１１長（μｍ）、Ｎ
Ａ レンズの開口数である。光リソグラフィーは上式
に従って波長の短波長化、高ＮＡ化、さらにし／ストプ
ロセスに依存する定数に１を小さくすることが解像限界
を小さくしてきた。現在ｉ線（λ−３６５ｎｍ）、ＮＡ
＝ ０．５のステツパーか実現し、ｋ、＝０．５も可能
であるので０．４μｍ程度の解像が可能になってきてい
る。これ以上の解像限界を得るため°には、さらに短波
長化や高ＮＡ化を進めれば良いのであるか、光源やレン
ズが技術的に難しく、さらに焦点深度δ＝λ／２ＮＡ２
が小さくなるという問題点かある。
の光ステッパーを用いて行われている。この先ステッパ
ーの解像限界Ｒ（ｍμ）は、Ｒ＝に、・λ／ＮＡ になる。ここでに：０．５、λ：′１１長（μｍ）、Ｎ
Ａ レンズの開口数である。光リソグラフィーは上式
に従って波長の短波長化、高ＮＡ化、さらにし／ストプ
ロセスに依存する定数に１を小さくすることが解像限界
を小さくしてきた。現在ｉ線（λ−３６５ｎｍ）、ＮＡ
＝ ０．５のステツパーか実現し、ｋ、＝０．５も可能
であるので０．４μｍ程度の解像が可能になってきてい
る。これ以上の解像限界を得るため°には、さらに短波
長化や高ＮＡ化を進めれば良いのであるか、光源やレン
ズが技術的に難しく、さらに焦点深度δ＝λ／２ＮＡ２
が小さくなるという問題点かある。
これを解決するために特開昭５７−６２０５２号公報や
特開昭５８−１７３７４４号公報に開示されたような位
相シフトマスクか発明された。
特開昭５８−１７３７４４号公報に開示されたような位
相シフトマスクか発明された。
光リソグラフィーの解像限界以下のパター７転写を考え
た場合、従来のフォトマスク（第２図）では、マスク透
過後の光の電場は第２図中段に示すように空間的に分離
した波形であるか、光学系を透過したウェハ上の光強度
は、第２図下段に示すようにお互いに重なり合い、パタ
ーンの解像はできない。位相／フトマスクは第３図上段
に示すように従来のフォトマスクのマスクパターン開口
に光の位相を１８０°反転させる位相シフタ（３）を（
１けたものである。この位相シフトマスクを透ｊｌＬし
た光の電場は、第３図中段に示すように位相か交互に反
転する。これを従来と同し光学系で投影したとき、隣り
合ったパターン像か重なり合う部分ては、重なり合う光
の位相か反転しているために打ち消すように働き、その
結果、第３図下段に示すように分離した光強度パターン
になる。この理由により、位相／フトマスクを用いると
解像力は従来よりも高くなり、実験的に最小解像パター
ン巾は約半分になることか示されている。しかし、第３
図の位相シフトマスクは、ライン及スペースパターンの
ような周期的パターンに適用するのは原理的に容易であ
るが、任意のパターンに適用するのは難しい。このため
任意のパターンに適用できかつ製造上の面からも容易な
フォトマスクか１９８９年ＩＥＤＭフンファレンスにお
いて発表された。
た場合、従来のフォトマスク（第２図）では、マスク透
過後の光の電場は第２図中段に示すように空間的に分離
した波形であるか、光学系を透過したウェハ上の光強度
は、第２図下段に示すようにお互いに重なり合い、パタ
ーンの解像はできない。位相／フトマスクは第３図上段
に示すように従来のフォトマスクのマスクパターン開口
に光の位相を１８０°反転させる位相シフタ（３）を（
１けたものである。この位相シフトマスクを透ｊｌＬし
た光の電場は、第３図中段に示すように位相か交互に反
転する。これを従来と同し光学系で投影したとき、隣り
合ったパターン像か重なり合う部分ては、重なり合う光
の位相か反転しているために打ち消すように働き、その
結果、第３図下段に示すように分離した光強度パターン
になる。この理由により、位相／フトマスクを用いると
解像力は従来よりも高くなり、実験的に最小解像パター
ン巾は約半分になることか示されている。しかし、第３
図の位相シフトマスクは、ライン及スペースパターンの
ような周期的パターンに適用するのは原理的に容易であ
るが、任意のパターンに適用するのは難しい。このため
任意のパターンに適用できかつ製造上の面からも容易な
フォトマスクか１９８９年ＩＥＤＭフンファレンスにお
いて発表された。
第４図は発表された改良型の位相シフトマスクを示し、
第４図上段に示すように従来のフォトマスクＣｒパター
ン上にパターン巾の広い位相シフタ（３Ａ）を形成した
ものである。これによってＣｒバタンのエツジ付近の光
の位相か反転し、その結果、光学像は第４図下段に示す
ように分離したバタンになる。また、改良型の位相シフ
トマスクを製造する方法は、マスクパターン（２）のＣ
ｒを工、チングするときのマスクかシフタを兼ることか
できる。例えば、レジストパターンをマスクとして異方
性エツチング法（プラズマエツチング）てＣｒｌを加工
し、次に等方性エツチング（ウェ、トエ。
第４図上段に示すように従来のフォトマスクＣｒパター
ン上にパターン巾の広い位相シフタ（３Ａ）を形成した
ものである。これによってＣｒバタンのエツジ付近の光
の位相か反転し、その結果、光学像は第４図下段に示す
ように分離したバタンになる。また、改良型の位相シフ
トマスクを製造する方法は、マスクパターン（２）のＣ
ｒを工、チングするときのマスクかシフタを兼ることか
できる。例えば、レジストパターンをマスクとして異方
性エツチング法（プラズマエツチング）てＣｒｌを加工
し、次に等方性エツチング（ウェ、トエ。
チング）でエッチ付近のＣｒをエツチングすることによ
り、第４図上段に示すような構造の位相シフトマスクを
作ることかできる。このときし／ストかシフタの役目を
果す。このように改良型の位相シフトマスクはセルファ
ラインで位相シフタ（３Ａ）を形成することかできるた
めに製造か容易で、さらに任意のパターンにも原理的に
適用することが可能である。。
り、第４図上段に示すような構造の位相シフトマスクを
作ることかできる。このときし／ストかシフタの役目を
果す。このように改良型の位相シフトマスクはセルファ
ラインで位相シフタ（３Ａ）を形成することかできるた
めに製造か容易で、さらに任意のパターンにも原理的に
適用することが可能である。。
以上のように、フォトマスク上に光の位相を反転する透
明膜を付加することにより、光転写で製作するレジスト
パターンの解像度を改善することかでき、このようなフ
ォトマスクは位相シフトマスクと呼ばれている。位相シ
フトマスクは通常、第５図に示すような工程で製造され
る。第５図（Ａ）に示す工程では、カラス基板（１）上
に膜厚０１ ミクロン程度のＭｏＳｉ等の材料よりなる
マスクパターン（２）か形成される。第５図（Ｂ）に示
す工程では、カラス基板（１）およびこの上に形成され
たマスクパターン（２）上に後述する位相シフタ（３）
の材料となるＳ＋ＯｐやＡＩ、０３なとの透明膜（３０
）を全面に蒸着する。この透明膜（３０）の膜厚は、用
いる材料の屈折率、露光波長に依存するか、Ｓ１０゜透
明膜を用いて波長４３６ｎｍの場合、約０．４８μｍと
なる。その後レンスト塗布を行い、電子ビーム露光で位
相シフタ（３）に必要な部分に選択的にレジストパター
ン（４）を残すと、第５図（Ｃ）のようになる。このレ
ジストパターン（４）をマスクとして位相シフタ材料の
透明膜（３０）をエツチングし、不要なレジストを除去
すると、位相シフタ（３）か形成されて第５図（Ｄ）に
示すような位相ンフトマスクか出来上がる。
明膜を付加することにより、光転写で製作するレジスト
パターンの解像度を改善することかでき、このようなフ
ォトマスクは位相シフトマスクと呼ばれている。位相シ
フトマスクは通常、第５図に示すような工程で製造され
る。第５図（Ａ）に示す工程では、カラス基板（１）上
に膜厚０１ ミクロン程度のＭｏＳｉ等の材料よりなる
マスクパターン（２）か形成される。第５図（Ｂ）に示
す工程では、カラス基板（１）およびこの上に形成され
たマスクパターン（２）上に後述する位相シフタ（３）
の材料となるＳ＋ＯｐやＡＩ、０３なとの透明膜（３０
）を全面に蒸着する。この透明膜（３０）の膜厚は、用
いる材料の屈折率、露光波長に依存するか、Ｓ１０゜透
明膜を用いて波長４３６ｎｍの場合、約０．４８μｍと
なる。その後レンスト塗布を行い、電子ビーム露光で位
相シフタ（３）に必要な部分に選択的にレジストパター
ン（４）を残すと、第５図（Ｃ）のようになる。このレ
ジストパターン（４）をマスクとして位相シフタ材料の
透明膜（３０）をエツチングし、不要なレジストを除去
すると、位相シフタ（３）か形成されて第５図（Ｄ）に
示すような位相ンフトマスクか出来上がる。
［発明が解決しようとする課題］
フォトマスクは通常、製造後に仕上りの検査を行う。こ
れはフォトマスクの製造時に、主としてレジストか剥離
することによって発生する欠陥を検査し、前もって修正
しておくためである。そのためにマスクの表面側より光
を照射し、透過してきた光のパターンを画像認識装置で
検出するのである。しかしなから、位相シフトマスクで
は、位相シフタの付加されている部分と位相シフタの形
成されていない部分との区別かできず、検査かできない
という問題点があった。
れはフォトマスクの製造時に、主としてレジストか剥離
することによって発生する欠陥を検査し、前もって修正
しておくためである。そのためにマスクの表面側より光
を照射し、透過してきた光のパターンを画像認識装置で
検出するのである。しかしなから、位相シフトマスクで
は、位相シフタの付加されている部分と位相シフタの形
成されていない部分との区別かできず、検査かできない
という問題点があった。
「課題を解決するための手段］
この発明にかかるフォトマスクの製造方法は、基板およ
びこの基板上に形成されたマスクバクンの全面に形成さ
れた位相ンフタ材料の透明膜上に、更に不透明膜を形成
する工程と、前記不透明膜上にレジストパターンを形成
した後に、このレジストパターンをマスクとしてその下
に在る前記不透明膜および前記透明膜をエツチングし、
残された不透明膜を用いて位相シフタの検査を行う工程
と、この検査終了後、前記残された不透明膜を除去する
ことにより前記透明膜から成る位相シフタを形成する工
程とを含むものである。
びこの基板上に形成されたマスクバクンの全面に形成さ
れた位相ンフタ材料の透明膜上に、更に不透明膜を形成
する工程と、前記不透明膜上にレジストパターンを形成
した後に、このレジストパターンをマスクとしてその下
に在る前記不透明膜および前記透明膜をエツチングし、
残された不透明膜を用いて位相シフタの検査を行う工程
と、この検査終了後、前記残された不透明膜を除去する
ことにより前記透明膜から成る位相シフタを形成する工
程とを含むものである。
［作 用］
この発明においては、位相ンフタ形成部分の欠陥の検査
か可能となり、検出された欠陥を修正することにより、
欠陥のない高精度なフォトマスクを製造することか可能
となった。
か可能となり、検出された欠陥を修正することにより、
欠陥のない高精度なフォトマスクを製造することか可能
となった。
［実施例］
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明によって製造されるフォトマスクを工程順
に示す断面図である。
図はこの発明によって製造されるフォトマスクを工程順
に示す断面図である。
第１図（Ａ）においては、従来例と同様にガラス基板（
１）上に膜厚０．１ミクロン程度のＭｏＳ ｉ等のマス
クパターン（２）か形成される。この状態で１回目のマ
スク欠陥検査を行い、マスクパターン（２）に起因する
欠陥を修正しておく。
１）上に膜厚０．１ミクロン程度のＭｏＳ ｉ等のマス
クパターン（２）か形成される。この状態で１回目のマ
スク欠陥検査を行い、マスクパターン（２）に起因する
欠陥を修正しておく。
第１図（Ｂ）においては、ガラス基板（１）およびこの
上に形成されたマスクパターン（２）上に位相シフタ材
料の透明膜（３０）を全面に蒸着し、その上に更に不透
明膜（５）を蒸着する。位相ンフタ材料として例えばＡ
ｌ２Ｏ３を選択した場合、不透明膜（５）としてＡ１を
選択することかできる。このような組み合わせては、Ａ
ｌ２Ｏ３を反応性スパッタリング法で、Ａｌもスパッタ
リング法で固し装置を用いて連続的に形成することか可
能となる。屈折率か１．７のＡＩ、０３を用いて４３６
ｎｍの露光波長の場合、ＡＩ、０３の膜厚は約０．３１
μｍとなる。Ａ１の膜厚は光学的に不透明になれば良い
ので、００５μｍ程度で良い。
上に形成されたマスクパターン（２）上に位相シフタ材
料の透明膜（３０）を全面に蒸着し、その上に更に不透
明膜（５）を蒸着する。位相ンフタ材料として例えばＡ
ｌ２Ｏ３を選択した場合、不透明膜（５）としてＡ１を
選択することかできる。このような組み合わせては、Ａ
ｌ２Ｏ３を反応性スパッタリング法で、Ａｌもスパッタ
リング法で固し装置を用いて連続的に形成することか可
能となる。屈折率か１．７のＡＩ、０３を用いて４３６
ｎｍの露光波長の場合、ＡＩ、０３の膜厚は約０．３１
μｍとなる。Ａ１の膜厚は光学的に不透明になれば良い
ので、００５μｍ程度で良い。
その後電子ビームレンスト塗布を行い、電子ビム露光で
位相シフタ（３）に必要な部分に選択的にレジストパタ
ーン（４）を残すと、第１図（Ｃ）のようになる。
位相シフタ（３）に必要な部分に選択的にレジストパタ
ーン（４）を残すと、第１図（Ｃ）のようになる。
このようにして作成されたレジストパターン（４）をマ
スクとして、不透明膜（５）および透明膜（３０）を強
りん酸溶液等でエツチングした後、不要なレジストを除
去すると、第１図（Ｄ）に示すような構造となる。この
状態では、透明膜（３ｏ）のＡ１．０３上にはＡ１の不
透明膜（５）が形成されているため、位相ンフタ形成部
分の光学的な欠陥検査か可能となる。
スクとして、不透明膜（５）および透明膜（３０）を強
りん酸溶液等でエツチングした後、不要なレジストを除
去すると、第１図（Ｄ）に示すような構造となる。この
状態では、透明膜（３ｏ）のＡ１．０３上にはＡ１の不
透明膜（５）が形成されているため、位相ンフタ形成部
分の光学的な欠陥検査か可能となる。
検出された欠陥を修正した後、弱りん酸で全面を軽く工
、チングすると、位相ンフタ（３）であるＡｌ２Ｏ３上
に形成されたＡＩだけか除去され、第１図（Ｅ）を示す
ように位相ンフトマスクか完成する。
、チングすると、位相ンフタ（３）であるＡｌ２Ｏ３上
に形成されたＡＩだけか除去され、第１図（Ｅ）を示す
ように位相ンフトマスクか完成する。
最終的に、位相シフタ（３）上にＡ１か残存しないこと
を確認するために、第１図（Ｅ）の状態でもう一度検査
すると、より確実に位相シフトマスクを製造できる。
を確認するために、第１図（Ｅ）の状態でもう一度検査
すると、より確実に位相シフトマスクを製造できる。
［発明の効果］
以上、詳しく説明したように、この発明は、基板および
この基板上に形成されたマスクパターンの全面に形成さ
れた位相シフタ材料の透明膜上に、更に不透明膜を形成
する工程と、前記不透明膜上にレンストパターンを形成
した後に、このレンストパターンをマスクとしてその下
に在る前記不透明膜および前記透明膜をエツチングし、
残された不透明膜を用いて位相シフタの検査を行う工程
と、この検査終了後、前記残された不透明膜を除去する
ことにより前記透明膜から成る位相シフタを形成する工
程とを含むので、欠陥のない高精度なフォトマクスを製
造できるという効果を奏する。
この基板上に形成されたマスクパターンの全面に形成さ
れた位相シフタ材料の透明膜上に、更に不透明膜を形成
する工程と、前記不透明膜上にレンストパターンを形成
した後に、このレンストパターンをマスクとしてその下
に在る前記不透明膜および前記透明膜をエツチングし、
残された不透明膜を用いて位相シフタの検査を行う工程
と、この検査終了後、前記残された不透明膜を除去する
ことにより前記透明膜から成る位相シフタを形成する工
程とを含むので、欠陥のない高精度なフォトマクスを製
造できるという効果を奏する。
第１図はこの発明によって製造される位相シフタ付きフ
ォトマクスを工程順に示す断面図、第２図は従来の位相
シフタ付きフォトマクスを工程順に示す断面図、第３図
〜第５図は従来のフォトマクスを電場や光強度と共に示
す図である。 （１）はガラス基板、（２）はマスクパターン、（３）
ハ位相シフタ、（４）はし／ストパターン、（５）は不
透明膜、（３０）は位相シフタ材料の透明膜である。 なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示す
。 第１図 筋２図 箒３図 第４図
ォトマクスを工程順に示す断面図、第２図は従来の位相
シフタ付きフォトマクスを工程順に示す断面図、第３図
〜第５図は従来のフォトマクスを電場や光強度と共に示
す図である。 （１）はガラス基板、（２）はマスクパターン、（３）
ハ位相シフタ、（４）はし／ストパターン、（５）は不
透明膜、（３０）は位相シフタ材料の透明膜である。 なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示す
。 第１図 筋２図 箒３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板およびこの基板上に形成されたマスクパターンの
全面に形成された位相シフタ材料の透明膜上に、更に不
透明膜を形成する工程と、 前記不透明膜上にレジストパターンを形成した後に、こ
のレジストパターンをマスクとしてその下に在る前記不
透明膜および前記透明膜をエッチングし、残された不透
明膜を用いて位相シフタの検査を行う工程と、 この検査終了後、前記残された不透明膜を除去すること
により前記透明膜から成る位相シフタを形成する工程と
、 を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12899990A JP2593234B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | フォトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12899990A JP2593234B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | フォトマスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0424638A true JPH0424638A (ja) | 1992-01-28 |
| JP2593234B2 JP2593234B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=14998639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12899990A Expired - Lifetime JP2593234B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | フォトマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593234B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07209851A (ja) * | 1993-12-23 | 1995-08-11 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | リソグラフィ露光マスクおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-05-21 JP JP12899990A patent/JP2593234B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07209851A (ja) * | 1993-12-23 | 1995-08-11 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | リソグラフィ露光マスクおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2593234B2 (ja) | 1997-03-26 |
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