JPH05281702A - Production of phase shift mask - Google Patents
Production of phase shift maskInfo
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- JPH05281702A JPH05281702A JP8241992A JP8241992A JPH05281702A JP H05281702 A JPH05281702 A JP H05281702A JP 8241992 A JP8241992 A JP 8241992A JP 8241992 A JP8241992 A JP 8241992A JP H05281702 A JPH05281702 A JP H05281702A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、特にはＬＳＩ、ＶＬＳ
Ｉ等に代表される半導体集積回路がフォトリソグラフィ
ー法を応用して製造される際の、回路配置の複製用原画
として使用される位相シフトマスクの製造方法に関し、
詳細には、いわゆるクロムレス型（あるいはエッジ遮光
型）と称される位相シフトマスクについての製造方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is particularly applicable to LSIs and VLSs.
The present invention relates to a method for manufacturing a phase shift mask used as an original image for duplication of a circuit arrangement when a semiconductor integrated circuit represented by I or the like is manufactured by applying a photolithography method,
More specifically, the present invention relates to a manufacturing method for a so-called chromeless type (or edge shading type) phase shift mask.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本発明で称する位相シフトマスクとは、
いわゆるフォトマスクおよびレティクルの両者に対し
て、その技術を応用できるものである。但し、昨今は後
者のレティクルとして使用される場合が通常的に多い。
ここで、一般にはレティクルとは、半導体集積回路の製
造工程で回路配置の複製用原画として使用されるもので
あるが、特には縮小投影露光装置に装填して使用される
ものを総称しており、その縮小率は４分の１乃至１０分
の１程度が通常的に適宜選定されて用いられている。ま
たフォトマスクとは、前記レティクルと同様に回路配置
の複製用原画として使用されるものであり、特に等倍の
投影露光装置に装填して使用されるものを総称してい
る。2. Description of the Related Art The phase shift mask referred to in the present invention is
The technique can be applied to both so-called photomasks and reticles. However, in recent years, it is usually often used as the latter reticle.
Here, in general, the reticle is used as an original image for duplication of a circuit layout in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, but in particular, it is a generic term for those that are used by being mounted in a reduction projection exposure apparatus. The reduction ratio is usually selected from 1/4 to 1/10 and used. The photomask is used as an original image for duplication of the circuit arrangement like the reticle, and is generically referred to as a photomask which is used by being mounted in a projection exposure apparatus of equal size.
【０００３】前記半導体集積回路の製造工程で、従来の
フォトマスクもしくはレティクルが微細なパターンの投
影露光に使用される場合、近接した開口部分を投影露光
光が透過した際に回折を起こし互いに干渉し合うが、透
過したこれらの投影露光光の位相がどの部分でも揃って
いるために、光の強度が重畳されてしまい、ウェーハー
上に設けられたフォトレジストの面上へ投影されたパタ
ーンに解像度の劣化が起きてしまう。When a conventional photomask or reticle is used for the projection exposure of a fine pattern in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit, when the projection exposure light passes through the adjacent openings, diffraction occurs to interfere with each other. Although they match, the phases of these transmitted projection exposure lights are the same at any part, so the light intensities are overlapped, and the resolution of the pattern projected onto the surface of the photoresist provided on the wafer is reduced. Degradation will occur.
【０００４】これは、サブミクロンからクォーターミク
ロンさらにはそれ以下へ向けて、対象とするパターンの
微細化が非常に急速に推移していく半導体集積回路を、
所望する精度で正確に形成し生産していく技術は、従来
の投影露光光学系による光グラフィーでは困難を極める
という問題が生じていた。これは、対象とする微細パタ
ーンの大きさが、投影露光光の波長に近いほど前記解像
度の劣化が急速に強くなる傾向があり、従来のフォトマ
スクもしくはレティクルでは、投影露光光の波長以下の
微細パターンを解像することは原理的に不可能とされて
いた。This is a semiconductor integrated circuit in which the miniaturization of the target pattern is extremely rapidly changing from sub-micron to quarter-micron and below.
The technique of accurately forming and producing with a desired accuracy has a problem in that it is extremely difficult to perform by conventional optical photography using a projection exposure optical system. This is because, as the size of the target fine pattern is closer to the wavelength of the projection exposure light, the deterioration of the resolution tends to be stronger rapidly. In principle, it was impossible to resolve the pattern.
【０００５】そこで、隣接するパターンを透過する投影
光の位相をずらし、好ましくは位相を１８０度反転させ
ることにより、互いに干渉し合った投影露光光の強度を
相殺させて、前記のような微細パターンの解像度を向上
させるという位相シフト技術を用いた位相シフトマスク
が開発され注目されている。Therefore, by shifting the phases of the projection lights passing through the adjacent patterns, preferably by inverting the phases by 180 degrees, the intensities of the projection exposure lights which interfere with each other are canceled to cancel out the fine patterns as described above. A phase shift mask using a phase shift technique for improving the resolution of has been developed and attracted attention.
【０００６】これによると、位相シフト層パターンのエ
ッジ部分では位相が急峻に反転（好ましくは１８０度反
転）するため、エッジ部分において光のコントラストが
強調されて、投影露光光の波長を下回る程の極めて微細
なパターンでも解像することができる。According to this, since the phase is sharply inverted (preferably 180 degrees inverted) at the edge portion of the phase shift layer pattern, the light contrast is emphasized at the edge portion, and the phase is below the wavelength of the projection exposure light. An extremely fine pattern can be resolved.
【０００７】（図２（ａ）〜（ｄ））及び（図３（ａ）
〜（ｄ））には、位相シフトマスクのうち、特にクロム
レス型あるいはエッジ遮光型と称されるものの場合の、
従来の製造方法を示す。（図２（ａ））には、透明基板
１上に位相シフト層パターン３’を直接形成した場合を
示し、（図３（ａ））には、透明基板１上にエッチング
停止層７を設けてあり、その上に位相シフト層パターン
３’を設けた場合を示してある。(FIGS. 2A to 2D) and (FIG. 3A)
(D) shows a phase shift mask of a chromeless type or an edge light shielding type,
The conventional manufacturing method is shown. FIG. 2A shows a case where the phase shift layer pattern 3 ′ is directly formed on the transparent substrate 1, and FIG. 3A shows an etching stop layer 7 provided on the transparent substrate 1. The figure shows the case where the phase shift layer pattern 3'is provided thereon.
【０００８】（図２（ａ））では、透明基板１上に、位
相シフト層３、電子線レジスト膜５および導電層６をこ
の順に設けて、電子線描画９を行う。しかる後、リソグ
ラフィ工程によってレジストパターン５’を形成し（図
２（ｂ））、位相シフト層３にドライエッチングを施し
（図２（ｃ））、しかる後に導電層６及びレジストパタ
ーン５’を除去することによって位相シフトマスクを得
る（図２（ｄ））。In FIG. 2A, the phase shift layer 3, the electron beam resist film 5 and the conductive layer 6 are provided in this order on the transparent substrate 1, and electron beam drawing 9 is performed. Then, a resist pattern 5'is formed by a lithography process (FIG. 2B), the phase shift layer 3 is dry-etched (FIG. 2C), and then the conductive layer 6 and the resist pattern 5'are removed. By doing so, a phase shift mask is obtained (FIG. 2 (d)).
【０００９】（図３（ａ）〜（ｄ））では、（図２）と
同様な工程をとるが、ここでは特に、構造として透明基
板１と位相シフト層３との間にドライエッチング停止層
７が予め設けてあることにより、位相シフト層３のエッ
チングの終点を自己整合的に制御・検出でき、（図２）
のような場合と比較して、位相シフト層パターン３’の
形成をより正確にかつ精度良く容易に行うことができ
る。3A to 3D, steps similar to those in FIG. 2 are performed, but here, in particular, as a structure, a dry etching stop layer is provided between the transparent substrate 1 and the phase shift layer 3. Since 7 is provided in advance, the end point of the etching of the phase shift layer 3 can be controlled and detected in a self-aligned manner (FIG. 2).
As compared with the case described above, the phase shift layer pattern 3 ′ can be formed more accurately and accurately with ease.
【００１０】しかしながら従来の製造方法では、マスク
パターンのコントラストと形成される位相シフト層パタ
ーンのドライエッチング精度とは、互いに相反する特性
となっていた。However, in the conventional manufacturing method, the contrast of the mask pattern and the dry etching accuracy of the phase shift layer pattern to be formed have contradictory characteristics.
【００１１】すなわち、（図２）で、透明基板１と被エ
ッチング部材である位相シフト層３とは、直接接してい
るために、ドライエッチングを行った際に、予め用意し
ておいた位相シフト層の部分のみでドライエッチングを
停止することが非常に困難であり、下層の透明基板まで
ドライエッチングしてしまうという不具合があった。That is, in (FIG. 2), since the transparent substrate 1 and the phase shift layer 3 which is the member to be etched are in direct contact with each other, the phase shift prepared in advance when dry etching is performed. It is very difficult to stop the dry etching only in the layer portion, and there is a problem that the lower transparent substrate is also dry etched.
【００１２】一方、（図３）では、前記エッチング停止
層７を具備しているため、透明基板にまでエッチングの
作用が達することはない。エッチング停止層の材料とし
て必要な特性は、位相シフト層の材料と比較してドライ
エッチング速度が極めて遅いこと、すなわち、ドライエ
ッチングの選択比が大であることである。しかしなが
ら、これを満足する材料からなるエッチング停止層は、
透明基板及び位相シフト層パターンとのいずれと比較し
ても、投影露光光に対する透過性能が一般に格段に劣っ
ており、（図３）の場合には、投影パターンとして得ら
れた遮光部と透過部とのコントラストが（図２）のもの
よりも格段に劣ってしまうという問題があった。On the other hand, in FIG. 3, since the etching stopper layer 7 is provided, the etching action does not reach the transparent substrate. The characteristic required as the material of the etching stop layer is that the dry etching rate is extremely slow as compared with the material of the phase shift layer, that is, the dry etching selection ratio is large. However, the etching stop layer made of a material satisfying this is
Compared with both the transparent substrate and the phase shift layer pattern, the transmission performance for the projection exposure light is generally inferior, and in the case of (FIG. 3), the light-shielding portion and the transmission portion obtained as the projection pattern. There was a problem that the contrast with was much worse than that of (Fig. 2).
【００１３】従来、透明基板としては合成石英基板が用
いられ、可視光域及び紫外光域の透過性能は非常に優れ
ている。また、従来、位相シフト層パターンの材料とし
ては、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）またはＳＯＧ（スピンオ
ングラス）が用いられており、いずれも透過性能が非常
に良い。これに対して、前記エッチング停止層の材料
は、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ 4）アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等
が提案されているが、いずれも透過性能の面で、前記透
明基板及び位相シフト層パターンのいずれの材料にも及
ばず、これが限定要因となって、結果的に前記のように
投影パターンのコントラストを低下させていた。Conventionally, a synthetic quartz substrate has been used as a transparent substrate, and its transmission performance in the visible light region and the ultraviolet light region is very excellent. Further, conventionally, silicon dioxide (SiO 2 ) or SOG (spin on glass) has been used as a material for the phase shift layer pattern, and both have excellent transmissivity. On the other hand, as a material of the etching stop layer, silicon nitride (Si 3 N 4 ) alumina (Al 2 O 3 ) and the like have been proposed. It did not reach any material of the layer pattern, and this became a limiting factor, resulting in the reduction of the contrast of the projection pattern as described above.
【００１４】さらに、位相シフト層のパターニングに際
し、位相シフト層上の電子線レジスト膜に電子線描画を
行うためには、例えば（図２）及び（図３）のように、
導電層を電子線レジスト膜上に設けなければならない。
しかしこれによると、導電層と電子線レジスト膜との界
面で起こる化学反応によるこれらの材料特性の変質や、
導電層除去のときの電子線レジスト膜に対する汚れ付着
等の問題が生じるおそれがあった。Further, in patterning the phase shift layer, in order to perform electron beam drawing on the electron beam resist film on the phase shift layer, for example, as shown in (FIG. 2) and (FIG. 3),
A conductive layer must be provided on the electron beam resist film.
However, according to this, alteration of these material properties due to chemical reaction occurring at the interface between the conductive layer and the electron beam resist film,
There is a possibility that problems such as adhesion of stains to the electron beam resist film may occur when the conductive layer is removed.
【００１５】尚、前記導電層を設ける目的とは、電子線
描画の描画精度と正確さとの低下を防止するために行う
ものである。これは、前記透明基板、位相シフト層およ
び電子線レジスト膜が通常は絶縁性材料からなるため
に、もし導電層を全く設けずに電子線描画を行った場合
には、電子線照射によるチャージアップ（帯電）現象が
発生してしまうことによって、本来直進性を有していた
電子線がそれを妨げられてしまい、正確で高精度なパタ
ーンの描画が不可能になるからである。The purpose of providing the conductive layer is to prevent deterioration of drawing accuracy and precision of electron beam drawing. This is because the transparent substrate, the phase shift layer and the electron beam resist film are usually made of an insulating material. Therefore, if electron beam drawing is performed without providing a conductive layer, charge up by electron beam irradiation is performed. This is because the occurrence of the (charging) phenomenon hinders the electron beam, which originally had a straightness, from blocking it, making it impossible to draw an accurate and highly accurate pattern.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来の問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、すなわち、位相シフトマスクの中でも、特にクロム
レス型（もしくはエッジ遮光型）について、投影露光さ
れたパターンが高コントラストと高解像度とを有し、し
かも製造工程中に導電層を設ける必要がない、以上を満
たす位相シフトマスクを容易に得ることが可能な製造方
法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The object of the present invention is, in particular, of a chromeless type (or edge shading type) among phase shift masks. To provide a manufacturing method capable of easily obtaining a phase shift mask satisfying the above conditions, in which a projected and exposed pattern has high contrast and high resolution, and further, it is not necessary to provide a conductive layer in the manufacturing process. It is in.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に、本発明が提供する手段は、すなわち、パターンが形
成された透明基板に入射する、少なくとも部分的にコヒ
ーレントな光に位相差を与えてフォトリソグラフィー法
に使用するいわゆる位相シフトマスクの製造方法におい
て、透明基板上に遮光パターンを設け、少なくとも該遮
光パターンを設けた領域上に、さらに透明薄膜層を設
け、次いでその上にネガ型フォトレジスト膜を形成し、
該透明基板の背面から露光するフォトリソグラフィー法
によって該ネガ型フォトレジスト膜にパターニングを施
した後、該透明薄膜層にエッチングを行い、しかる後に
該遮光パターン及びパターニングされた該ネガ型フォト
レジスト膜を除去することを特徴とする位相シフトマス
クの製造方法である。To achieve the above object, the means provided by the present invention is to provide a phase difference to at least partially coherent light incident on a patterned transparent substrate. In a method of manufacturing a so-called phase shift mask used in a photolithography method, a light-shielding pattern is provided on a transparent substrate, a transparent thin film layer is further provided on at least the region where the light-shielding pattern is provided, and then a negative-type photomask is formed thereon. Forming a resist film,
After patterning the negative photoresist film by the photolithography method of exposing from the back surface of the transparent substrate, the transparent thin film layer is etched, and then the light shielding pattern and the patterned negative photoresist film are removed. It is a method of manufacturing a phase shift mask characterized by removing.
【００１８】本発明にかかわる、クロムレス型（もしく
はエッジ遮光型）と称される位相シフトマスクは、投影
露光されたパターンとしては、本来、位相シフト層パタ
ーンのエッジに沿ったパターンが高解像度で得られるも
のであり、ウェハー上にリング状パターンや線パターン
を投影する場合に適している。The chromeless type (or edge light-shielding type) phase shift mask according to the present invention is originally a pattern which is projected and exposed, and the pattern along the edge of the phase shift layer pattern is originally obtained with high resolution. It is suitable for projecting a ring-shaped pattern or a line pattern on a wafer.
【００１９】以下には、図面を参照して本発明をさらに
詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
【００２０】クロムレス型（もしくはエッジ遮光型）の
位相シフトマスクは（図１（ｅ））に示すように、透明
基板１上にやはり透明材料からなる位相シフト層パター
ン３’が形成されており、通常のフォトマスク（もしく
はレティクル）のような遮光パターンがない。As shown in FIG. 1E, the chromeless type (or edge light shielding type) phase shift mask has a transparent substrate 1 and a phase shift layer pattern 3'which is also made of a transparent material formed on it. There is no light-shielding pattern like a normal photomask (or reticle).
【００２１】しかしながら、クロムレス型（もしくはエ
ッジ遮光型）の位相シフトマスクをフォトリソグラフィ
ー法に用いて投影露光した場合には、位相シフト層パタ
ーンにより投影露光光の振幅が反転がおきているため
に、位相シフト層パターンのエッジに沿った領域のみで
投影露光光が互いに相殺されてしまい、結果的にはウェ
ハー面上に投影された露光パターンはリング状、もしく
は線状に遮光されたパターンとして形成される。しかも
このとき、位相シフト層パターンのエッジに沿って急峻
なコントラストを持つことができ、なおかつ極めて微細
なレジストパターンを形成することができる。尚、投影
された露光パターンが、前記リング状、もしくは線状に
なるのは、位相シフト層パターン自身の幅によって大き
く異なり、幅がある程度よりも広いとリング状となり、
また幅が別のある程度よりも狭いと線状となる。However, when projection exposure is performed by using a chromeless type (or edge shading type) phase shift mask for the photolithography method, the amplitude of the projection exposure light is inverted due to the phase shift layer pattern, The projection exposure lights cancel each other out only in the region along the edge of the phase shift layer pattern, and as a result, the exposure pattern projected on the wafer surface is formed as a ring-shaped or linear light-shielded pattern. It Moreover, at this time, a sharp contrast can be provided along the edge of the phase shift layer pattern, and an extremely fine resist pattern can be formed. The projected exposure pattern becomes the ring shape or the linear shape largely depending on the width of the phase shift layer pattern itself, and when the width is wider than a certain degree, it becomes a ring shape.
Also, if the width is narrower than some other degree, it becomes linear.
【００２２】ここで、前記位相シフト層パターンは、位
相シフト層パターンがない部分に対して、投影露光光の
位相差が１８０度反転するように形成される。このとき
の条件は、投影露光光の波長λに対する位相シフト層パ
ターン部材の屈折率をｎ、位相シフト層パターンの膜厚
をｄとすると、 ｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝ なる関係式によって明瞭簡単に与えられる。Here, the phase shift layer pattern is formed such that the phase difference of the projection exposure light is inverted by 180 degrees with respect to the portion where the phase shift layer pattern is not present. The condition at this time is d = λ / {2 (n-1)}, where n is the refractive index of the phase shift layer pattern member and d is the film thickness of the phase shift layer pattern with respect to the wavelength λ of the projection exposure light. It is given clearly and simply by the formula.
【００２３】（図１（ａ）〜（ｅ））は本発明に係わ
り、（図１（ｅ））に示した構成の位相シフトマスクの
製造方法の説明図である。FIGS. 1A to 1E are explanatory views relating to the present invention and a method of manufacturing the phase shift mask having the structure shown in FIG. 1E.
【００２４】まず、透明基板１上に遮光パターン２を公
知の電子線リソグラフィ法によって形成する（図１
（ａ）参照）。透明基板１としては従来のフォトマスク
用基板として使用されている石英ガラス等の、光学的に
透明な材料からなり、その厚さは特に制約はないが、取
り扱いやすさやコスト等を考慮して通常は１．５〜７．
０ｍｍ程度のものが用いられる。First, the light shielding pattern 2 is formed on the transparent substrate 1 by a known electron beam lithography method (see FIG. 1).
(See (a)). The transparent substrate 1 is made of an optically transparent material such as quartz glass which has been used as a conventional photomask substrate, and its thickness is not particularly limited, but it is usually taken into consideration in view of ease of handling and cost. Is 1.5 to 7.
The thing of about 0 mm is used.
【００２５】遮光パターン２としてはクロム、酸化クロ
ム等のような通常のフォトマスクブランクに用いられる
遮光材料でよいが、製造工程中での遮光性を有する必要
性から、適正範囲の光学濃度を要し通常は２．０〜４．
０程度がよく、またそれに関係して、遮光パターンの膜
厚は２０〜２００ｎｍ程度が適当である。電子線リソグ
ラフィ法では、公知のように電子線レジストを基板上に
塗布し、電子線描画装置を用いて描画するため、導電層
を少なくとも製造工程中で設ける必要があるが、このと
きは遮光パターン自身が導電性材料であるために、導電
層を別途に設ける必要がない。The light-shielding pattern 2 may be made of a light-shielding material such as chromium or chromium oxide used for ordinary photomask blanks, but it is necessary to have an optical density in an appropriate range because it has a light-shielding property during the manufacturing process. Usually 2.0-4.
About 0 is preferable, and in connection therewith, the film thickness of the light shielding pattern is appropriately about 20 to 200 nm. In the electron beam lithography method, as is well known, an electron beam resist is coated on a substrate and is drawn by using an electron beam drawing apparatus, so that it is necessary to provide a conductive layer at least during the manufacturing process. Since it is a conductive material itself, it is not necessary to separately provide a conductive layer.
【００２６】次に遮光パターン２を有する面の全体を被
覆するように、位相シフト層３を成膜し、次いで位相シ
フト層３上にネガ型フォトレジスト４を被着する。しか
る後、遮光パターン２をマスクパターンとして、透明基
板１の背面からの露光８（特に限定しないが、例えばｇ
線露光でも良好）を行うことにより、ネガ型フォトレジ
ストを選択的に露光する（図１（ｂ））。Next, a phase shift layer 3 is formed so as to cover the entire surface having the light shielding pattern 2, and then a negative photoresist 4 is deposited on the phase shift layer 3. Then, using the light-shielding pattern 2 as a mask pattern, the exposure 8 from the rear surface of the transparent substrate 1 (not particularly limited, for example, g
The negative photoresist is selectively exposed by performing line exposure (also good) (FIG. 1B).
【００２７】位相シフト層３の材料としては、光学的に
透明であればよく、ＳｉＯ2 またはＳＯＧ等が使用され
るが、特にこれらに限定するものではない。また位相シ
フト層３の厚さは、前記のように位相シフト層パターン
部分を透過した投影露光光の位相差が１８０度となるよ
うに成膜され、例えば位相シフト層の屈折率ｎを１．４
７（ＳｉＯ2 ）、露光波長λを３６５ｎｍとすると、前
記の関係式にのっとり膜厚ｄは３９０ｎｍとなる。ま
た、位相シフト層３の成膜方法は、特に限定されるもの
ではないが、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレー
ティング法、ＣＶＤ法、スピンコート法等に代表される
公知の方法を用いることができる。The material of the phase shift layer 3 may be optically transparent, such as SiO 2 or SOG, but is not particularly limited thereto. The thickness of the phase shift layer 3 is formed so that the phase difference of the projection exposure light transmitted through the phase shift layer pattern portion becomes 180 degrees as described above. For example, the refractive index n of the phase shift layer is 1. Four
7 (SiO 2 ) and the exposure wavelength λ is 365 nm, the film thickness d is 390 nm according to the above relational expression. The method for forming the phase shift layer 3 is not particularly limited, but a known method represented by a sputtering method, a vapor deposition method, an ion plating method, a CVD method, a spin coating method, or the like may be used. it can.
【００２８】フォトレジスト４は半導体用ネガ型フォト
レジストを用い、通常は約５００ｎｍの厚さに塗布す
る。レジスト厚みは特にこれに限定されず、３００〜２
０００ｎｍ程度であればよく、レジストの種類はネガ型
フォトレジストであればよい。透明基板１の背面からの
露光８は、フォトレジスト４を用いたリソグラフィ工程
においてパターン形成に充分な解像度を有するような光
源波長及び露光量を適宜設定して行う。The photoresist 4 is a negative photoresist for semiconductors, and is usually applied to a thickness of about 500 nm. The resist thickness is not particularly limited to this, and is 300 to 2
It may be about 000 nm, and the type of resist may be a negative photoresist. The exposure 8 from the back surface of the transparent substrate 1 is performed by appropriately setting a light source wavelength and an exposure amount that have a resolution sufficient for pattern formation in a lithography process using the photoresist 4.
【００２９】（図１（ｃ））は（図１（ｂ）において露
光した後に、前記フォトリソグラフィー工程を経てレジ
ストパターン４’を形成した図である。ネガ型フォトレ
ジストであるため遮光パターン２とは反転されたパター
ンが得られる。FIG. 1C is a diagram in which a resist pattern 4'is formed through the photolithography process after exposure in FIG. 1B. Since the resist pattern 4'is a negative type photoresist, the light shielding pattern 2 is formed. Gives an inverted pattern.
【００３０】次に、ドライエッチング法によって位相シ
フト層３をエッチングし、位相シフト層パターン３’を
形成する（図１（ｄ））。このドライエッチング工程に
おいて遮光層パターン２はエッチング停止層として自己
整合的に機能し、適性なエッチング深さが達成される
と、遮光パターン２が露出し同時にエッチングも停止す
る。ドライエッチング工程は公知の方法を用いればよ
く、例えば位相シフト層がＳｉＯ2 であれば、反応性イ
オンエッチング装置を使用してフロンガスをエッチング
ガスとしてドライエッチングすることができる。ただし
エッチング方法はこれに限定されるものではなく、遮光
層を露出させるために異方性の良い方法をとればよい。Next, the phase shift layer 3 is etched by a dry etching method to form a phase shift layer pattern 3 '(FIG. 1 (d)). In this dry etching process, the light-shielding layer pattern 2 functions as an etching stop layer in a self-aligning manner, and when a proper etching depth is achieved, the light-shielding pattern 2 is exposed and etching is stopped at the same time. A known method may be used for the dry etching step. For example, when the phase shift layer is SiO 2 , dry etching can be performed by using a reactive ion etching apparatus using Freon gas as an etching gas. However, the etching method is not limited to this, and a method with good anisotropy may be used to expose the light shielding layer.
【００３１】次いで露出した遮光層パターン２を除去
し、さらにレジストパターン４’を除去することによっ
て、（図１（ｅ））に示すクロムレス型の位相シフトマ
スクが完成する。遮光層パターン２の除去にはウェット
エッチング等の方法を用い、レジストパターン４’の除
去にはプラズマアッシャー、あるいは剥離液によるなど
の公知の剥離方法を使用してよい。Next, the exposed light-shielding layer pattern 2 is removed and the resist pattern 4'is further removed, thereby completing the chromeless type phase shift mask shown in FIG. 1 (e). A method such as wet etching may be used to remove the light-shielding layer pattern 2, and a known stripping method such as a plasma asher or a stripping solution may be used to remove the resist pattern 4 ′.
【００３２】[0032]
【作用】本発明によると、エッチング停止層及び導電層
がいずれも最終製品として残存しないので、従来のよう
に透過性能が低下するようなことがない、さらに遮光パ
ターンとして用いた薄膜によってドライエッチングが適
切なエッチング具合のところで自己整合的に停止するの
で、エッチング深さが正確に制御でき、また、最初の工
程におけるパターン描画の際は遮光層が導電層として機
能するので、チャージアップによる描画精度劣化のない
正確で高精度な遮光パターンが形成できており、そして
位相シフト層パターンを形成する際には、導電膜をもう
ける必要が全く無い。According to the present invention, since neither the etching stop layer nor the conductive layer remains as the final product, the transmission performance does not deteriorate as in the conventional case. Further, dry etching can be performed by the thin film used as the light shielding pattern. Since it stops in a self-aligning manner at an appropriate etching condition, the etching depth can be controlled accurately, and since the light-shielding layer functions as a conductive layer during pattern writing in the first step, drawing accuracy deterioration due to charge-up It is possible to form a precise and highly accurate light-shielding pattern, and when forming a phase shift layer pattern, there is no need to provide a conductive film.
【００３３】[0033]
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
【００３４】洗浄済みの合成石英ガラス基板（厚さ２．
３ｍｍ）上の全面に、クロム膜と酸化クロム膜とをこの
順に積層した低反射遮光膜（膜厚１００ｎｍ）をスパッ
タリング法により形成し、その上にポジ型電子線レジス
ト（チッソ（株）製：商品名ＰＢＳ）をスピンコート法
により約５００ｎｍの厚さに塗布し、所定のベーク処理
後、ラスタースキャン型電子線描画装置を使用して、加
速電圧１０ｋＶ、ドーーズ量約２．５μＣ／ｃｍ2 にて
所定のパターンを描画した後、現像処理を施してレジス
トパターンを得た。A washed synthetic quartz glass substrate (thickness: 2.
3 mm), a low reflection light-shielding film (film thickness 100 nm) in which a chromium film and a chromium oxide film are laminated in this order is formed by a sputtering method, and a positive electron beam resist (manufactured by Chisso Corporation: (Trade name: PBS) is applied to a thickness of about 500 nm by a spin coating method, and after a predetermined baking treatment, an acceleration voltage of 10 kV and a dose amount of about 2.5 μC / cm 2 are used by using a raster scan type electron beam drawing apparatus. After drawing a predetermined pattern by the above, development processing was performed to obtain a resist pattern.
【００３５】さらに所定のベーク処理を行った後、前記
レジストパターンをマスクパターンとして、前記低反射
遮光膜を硝酸第二セリウムアンモニウム・エッチング液
を用いてウェットエッチングすることにより遮光パター
ンを形成し、次いでレジストパターンを剥離液により剥
離することにより（図１（ａ））に示した構造の位相シ
フトマスク中間体を得た。After further performing a predetermined baking process, the light shielding pattern is formed by wet etching the low reflection light shielding film using the ceric ammonium nitrate etchant with the resist pattern as a mask pattern. The phase shift mask intermediate having the structure shown in FIG. 1A was obtained by stripping the resist pattern with a stripping solution.
【００３６】次に、基板上の遮光パターン及び透過部を
含む全面に、位相シフト層として膜厚３９０ｎｍのＳｉ
Ｏ2 膜をスパッタリング法により形成し、さらにその上
に、ネガ型フォトレジストを約５００ｎｍの厚さに塗布
し、ベーク処理を行った後、密着露光装置のマスターマ
スク側（光源側）に基板背面を向けて露光した（図１
（ｂ））。次いで現像処理を行い、前記基板の遮光パタ
ーン自身をマスクパターンとしたレジストパターンを形
成した。この際形成されたレジストパターンは、ネガ型
レジストを用いたため反転パターンとなる（図１
（ｃ））。Next, a 390-nm-thick Si film as a phase shift layer is formed on the entire surface of the substrate including the light-shielding pattern and the transmission portion.
An O 2 film is formed by a sputtering method, a negative photoresist is applied on the O 2 film to a thickness of about 500 nm, and a baking process is performed. Then, the master mask side (light source side) of the contact exposure apparatus is provided with a substrate rear surface. And exposed (Fig. 1
(B)). Then, development processing was performed to form a resist pattern using the light shielding pattern itself of the substrate as a mask pattern. The resist pattern formed at this time is a reverse pattern because a negative resist was used (see FIG. 1).
(C)).
【００３７】次に平行平板型反応性イオンエッチング装
置を用いて、前記レジストパターンをマスクとして、前
記位相シフト層のドライエッチングを行った。ドライエ
ッチング条件は、Ｃ2 Ｆ6 とＨ2 ガスとを用い、ガス圧
比がＣ2 Ｆ6 ：Ｈ2 ＝１０：１、電力量３００Ｗ、ガス
圧力０．０３Ｔｏｒｒとした。このときのエッチング時
間は約１５分であり、ＳｉＯ2 エッチングが設定された
底面まで達し、前記遮光パターンが充分露出するまで行
った（図２（ｄ））。しかる後、露出した遮光パターン
を、ウェットエッチング液（硝酸第二セリウムアンモニ
ウム及び過塩素酸の水溶液）に浸漬して除去した。さら
にレジストパターンを剥離液により剥離し、（図１）
（ｅ）に示す位相シフトマスクを得た。Next, a parallel plate type reactive ion etching apparatus was used to dry-etch the phase shift layer using the resist pattern as a mask. The dry etching conditions were C 2 F 6 and H 2 gas, the gas pressure ratio was C 2 F 6 : H 2 = 10: 1, the electric power was 300 W, and the gas pressure was 0.03 Torr. The etching time at this time was about 15 minutes, and the etching was performed until the SiO 2 etching reached the set bottom surface and the light-shielding pattern was sufficiently exposed (FIG. 2D). Then, the exposed light shielding pattern was removed by immersing it in a wet etching solution (an aqueous solution of cerium ammonium nitrate and perchloric acid). Furthermore, the resist pattern was peeled off with a peeling solution (Fig. 1).
The phase shift mask shown in (e) was obtained.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かわる位相シフトマスクの製造方法によると、エッチン
グ停止層及び導電層がいずれも最終製品として残存しな
いので、従来のように透過性能が低下するようなことが
ない、さらに遮光パターンとして用いた薄膜によってド
ライエッチングが適切なエッチング具合のところで自己
整合的に停止するので、エッチング深さが正確に制御で
き、また、最初の工程におけるパターン描画の際は遮光
層が導電層として機能するので、チャージアップによる
描画精度劣化のない正確で高精度な遮光パターンが形成
できており、そして位相シフト層パターンを形成する際
には、導電膜をもうける必要が全く無い。以上のことか
ら、位相シフトマスクの中でも、特にクロムレス型（も
しくはエッジ遮光型）について、ウェハー上のフォトレ
ジスト面に投影露光されたパターンが高コントラストと
高解像度とを有し、しかも製造工程中に導電層を設ける
必要がないという位相シフトマスクを容易に得ることが
可能な製造方法を提供することができた。As described in detail above, according to the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention, since neither the etching stop layer nor the conductive layer remains as the final product, the transmission performance is deteriorated as in the conventional case. In addition, since the thin film used as the light-shielding pattern stops dry etching in a self-aligned manner at an appropriate etching condition, the etching depth can be accurately controlled, and the pattern drawing in the first step can be performed. In that case, since the light-shielding layer functions as a conductive layer, it is possible to form an accurate and highly accurate light-shielding pattern without deterioration in drawing accuracy due to charge-up. And, it is necessary to provide a conductive film when forming the phase shift layer pattern. There is no From the above, among the phase shift masks, especially for the chromeless type (or edge light shielding type), the pattern projected and exposed on the photoresist surface on the wafer has high contrast and high resolution, and moreover, during the manufacturing process. It was possible to provide a manufacturing method capable of easily obtaining a phase shift mask that does not require a conductive layer.
【００３９】[0039]
【図１】（ａ）〜（ｅ）は本発明のクロムレス型位相シ
フトマスクの製造方法を工程順に示す断面図である。1A to 1E are sectional views showing a method of manufacturing a chromeless phase shift mask of the present invention in the order of steps.
【図２】（ａ）〜（ｄ）は従来のクロムレス型位相シフ
トマスクの一製造方法を工程順に示す断面図である。2A to 2D are cross-sectional views showing a method of manufacturing a conventional chromeless phase shift mask in the order of steps.
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明のクロムレス型位相シ
フトマスクの別の製造方法を工程順に示す断面図であ
る。3A to 3D are cross-sectional views showing another method of manufacturing the chromeless phase shift mask of the present invention in the order of steps.
１・・・透明基板 ２・・・遮光層パターン ３・・・位相シフト層 ３’・・・位相シフト層パターン ４・・・ネガ型フォトレジスト層 ４’・・・ネガ型フォトレジストパターン ５・・・電子線レジスト層 ５’・・・電子線レジストパターン ６・・・導電層 ７・・・エッチング停止層 ８・・・露光 ９・・・電子線露光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 2 ... Shading layer pattern 3 ... Phase shift layer 3 '... Phase shift layer pattern 4 ... Negative photoresist layer 4' ... Negative photoresist pattern 5 ... ..Electron beam resist layer 5 '... Electron beam resist pattern 6 ... Conductive layer 7 ... Etching stop layer 8 ... Exposure 9 ... Electron beam exposure
Claims (1)
る、少なくとも部分的にコヒーレントな光に位相差を与
えてフォトリソグラフィー法に使用するいわゆる位相シ
フトマスクの製造方法において、透明基板上に遮光パタ
ーンを設け、少なくとも該遮光パターンを設けた領域上
に、さらに透明薄膜層を設け、次いでその上にネガ型フ
ォトレジスト膜を形成し、該透明基板の背面から露光す
るフォトリソグラフィー法によって該ネガ型フォトレジ
スト膜にパターニングを施した後、該透明薄膜層にエッ
チングを行い、しかる後に該遮光パターン及びパターニ
ングされた該ネガ型フォトレジスト膜を除去することを
特徴とする位相シフトマスクの製造方法。1. A method of manufacturing a so-called phase shift mask which is used in a photolithography method by imparting a phase difference to at least partially coherent light incident on a transparent substrate on which a pattern is formed, and a light shielding pattern on the transparent substrate. And a transparent thin film layer is further provided on at least the region where the light shielding pattern is provided, and then a negative photoresist film is formed on the transparent thin film layer, and the negative photoresist is exposed by the photolithography method from the back surface of the transparent substrate. A method of manufacturing a phase shift mask, comprising: patterning a resist film, etching the transparent thin film layer, and thereafter removing the light-shielding pattern and the patterned negative photoresist film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8241992A JPH05281702A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Production of phase shift mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8241992A JPH05281702A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Production of phase shift mask |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281702A true JPH05281702A (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=13774072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8241992A Pending JPH05281702A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Production of phase shift mask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05281702A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100773588B1 (en) * | 2006-06-29 | 2007-11-05 | 한국과학기술원 | Method of forming polymer pattern and metal film pattern, metal pattern, microshutter, microlens array stamper, plastic mold using thereof |
| JP2013068887A (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Toppan Printing Co Ltd | Photomask blank, manufacturing method of the same and manufacturing method of photomask |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP8241992A patent/JPH05281702A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100773588B1 (en) * | 2006-06-29 | 2007-11-05 | 한국과학기술원 | Method of forming polymer pattern and metal film pattern, metal pattern, microshutter, microlens array stamper, plastic mold using thereof |
| JP2013068887A (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Toppan Printing Co Ltd | Photomask blank, manufacturing method of the same and manufacturing method of photomask |
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