JPH05323563A - Manufacture of reticle having phase shift layer - Google Patents
Manufacture of reticle having phase shift layerInfo
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- JPH05323563A JPH05323563A JP12453992A JP12453992A JPH05323563A JP H05323563 A JPH05323563 A JP H05323563A JP 12453992 A JP12453992 A JP 12453992A JP 12453992 A JP12453992 A JP 12453992A JP H05323563 A JPH05323563 A JP H05323563A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の
高密度集積回路の製造に用いられるレチクル及びその製
造方法に係わり、特に、微細なパターンを高精度に形成
する際に用いられる位相シフト層を有するレチクルに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reticle used for manufacturing high density integrated circuits such as LSI and VLSI, and a manufacturing method thereof, and particularly to a phase used for forming a fine pattern with high accuracy. A reticle having a shift layer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体集積
回路は、シリコンウェーハ等の被加工基板上にレジスト
を塗布し、ステッパー等により所望のパターンを露光し
た後、現像、エッチング、ドーピング、ＣＶＤ等を行
う、いわゆるリソグラフィー工程を繰り返すことによっ
て製造されている。2. Description of the Related Art In semiconductor integrated circuits such as IC, LSI, and VLSI, a resist is coated on a substrate to be processed such as a silicon wafer, a desired pattern is exposed by a stepper, and then development, etching, doping, CVD are performed. It is manufactured by repeating a so-called lithographic process for performing the above.
【０００３】このようなリソグラフィー工程に使用され
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高性能化、高集積化に伴ってますます高精度なものが
要求される傾向にあり、例えば、代表的なＬＳＩである
ＤＲＡＭを例にとると、１ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レ
チクル、すなわち、露光するパターンの５倍のサイズを
有するレチクルにおける寸法のずれは、平均値±３σ
（σは標準偏差）をとった場合においても、０．１５μ
ｍの精度が要求され、同様に、４ＭビットＤＲＡＭ用の
５倍レチクルは０．１〜０．１５μｍの寸法精度が、１
６ＭビットＤＲＡＭ用５倍レチクルは０．０５〜０．１
μｍの寸法精度が、６４ＭビットＤＲＡＭ用５倍レチク
ルは０．０３〜０．０７μｍの寸法精度が要求されてい
る。Photomasks called reticles used in such lithography processes are required to have higher and higher precision as semiconductor integrated circuits become higher in performance and integration. Taking a DRAM which is a conventional LSI as an example, the dimensional deviation of a reticle for a 1M bit DRAM, that is, a reticle having a size five times as large as the pattern to be exposed is an average value ± 3σ.
0.15μ even when (σ is the standard deviation)
An accuracy of m is required, and similarly, a 5 × reticle for a 4M bit DRAM has a dimensional accuracy of 0.1 to 0.15 μm.
5x reticle for 6Mbit DRAM is 0.05-0.1
The dimensional accuracy of μm is required to be 0.03 to 0.07 μm for the 5 × reticle for 64 Mbit DRAM.
【０００４】さらに、これらのレチクルを使用して形成
されるデバイスパターンの線幅は、１ＭビットＤＲＡＭ
で１．２μｍ、４ＭビットＤＲＡＭでは０．８μｍ、１
６ＭビットＤＲＡＭでは０．６μｍ、６４ＭビットＤＲ
ＡＭでは０．３５μｍと、ますます微細化が要求されて
おり、このような要求に応えるために、様々な露光方法
が研究されている。Further, the line width of the device pattern formed by using these reticles is 1 Mbit DRAM.
1.2 μm, 0.8 μm for 4M bit DRAM, 1
0.6 μm for 6 Mbit DRAM, 64 Mbit DR
In AM, further miniaturization of 0.35 μm is required, and various exposure methods are being researched in order to meet such demand.
【０００５】ところが、例えば６４ＭビットＤＲＡＭク
ラスの次々世代のデバイスパターンになると、これまで
のレチクルを用いたステッパー露光方式では、レジスト
パターンの解像限界となり、この限界を乗り越えるもの
として、例えば、特開昭５８−１７３７４４号公報、特
公昭６２−５９２９６号公報等に示されているように、
位相シフトレチクルという新しい考え方のレチクルが提
案されてきている。位相シフトレチクルを用いる位相シ
フトリソグラフィーは、レチクルを透過する光の位相を
操作することによって、投影像の分解能及びコントラス
トを向上させる技術である。However, when a device pattern of the next generation of the 64 Mbit DRAM class, for example, is reached in the stepper exposure method using the reticle, the resolution limit of the resist pattern is reached. As shown in JP-A-58-173744 and JP-B-62-59296,
A reticle of a new concept called a phase shift reticle has been proposed. Phase shift lithography using a phase shift reticle is a technique for improving the resolution and contrast of a projected image by manipulating the phase of light passing through the reticle.
【０００６】位相シフトリソグラフィーを図面に従って
簡単に説明する。図２は位相シフト法の原理を示す図、
図３は従来法を示す図であり、図２（ａ）及び図３
（ａ）はレチクルの断面図、図２（ｂ）及び図３（ｂ）
はレチクル上の光の振幅、図２（ｃ）及び図３（ｃ）は
ウェーハ上の光の振幅、図２（ｄ）及び図３（ｄ）はウ
ェーハ上の光強度をそれぞれ示し、１は基板、２は遮光
膜、３は位相シフター、４は入射光を示す。Phase shift lithography will be briefly described with reference to the drawings. 2 is a diagram showing the principle of the phase shift method,
FIG. 3 is a diagram showing a conventional method, and is shown in FIGS.
(A) is a cross-sectional view of the reticle, FIG. 2 (b) and FIG. 3 (b).
2C shows the amplitude of light on the reticle, FIG. 2C and FIG. 3C show the amplitude of light on the wafer, and FIG. 2D and FIG. Substrate 2, light-shielding film 3, reference numeral 3 indicates a phase shifter, and reference numeral 4 indicates incident light.
【０００７】従来法においては、図３（ａ）に示すよう
に、ガラス等からなる基板１にクロム等からなる遮光膜
２が形成されて、所定のパターンの光透過部が形成され
ているだけであるが、位相シフトリソグラフィーでは、
図２（ａ）に示すように、レチクル上の隣接する光透過
部の一方に位相を反転（位相差１８０°）させるための
透過膜からなる位相シフター３が設けられている。した
がって、従来法においては、レチクル上の光の振幅は図
３（ｂ）に示すように同相となり、ウェーハ上の光の振
幅も図３（ｃ）に示すように同相となるので、その結
果、図３（ｄ）のようにウェーハ上のパターンを分離す
ることができないのに対して、位相シフトリソグラフィ
ーにおいては、位相シフターを透過した光は、図２
（ｂ）に示すように、隣接パターンの間で互いに逆位相
になされるため、パターンの境界部で光強度が零にな
り、図２（ｄ）に示すように隣接するパターンを明瞭に
分離することができる。このように、位相シフトリソグ
ラフィーにおいては、従来は分離できなかったパターン
も分離可能となり、解像度を向上させることができるも
のである。In the conventional method, as shown in FIG. 3A, a light-shielding film 2 made of chromium or the like is formed on a substrate 1 made of glass or the like to form a light transmitting portion having a predetermined pattern. However, in phase shift lithography,
As shown in FIG. 2A, a phase shifter 3 formed of a transmissive film for inverting the phase (phase difference of 180 °) is provided on one of the adjacent light transmissive portions on the reticle. Therefore, in the conventional method, the amplitude of the light on the reticle becomes in-phase as shown in FIG. 3B, and the amplitude of the light on the wafer becomes in-phase as shown in FIG. 3C. As a result, As shown in FIG. 3D, the pattern on the wafer cannot be separated, whereas in the phase shift lithography, the light transmitted through the phase shifter is
As shown in FIG. 2B, since the adjacent patterns have opposite phases to each other, the light intensity becomes zero at the boundary portion of the patterns, and the adjacent patterns are clearly separated as shown in FIG. 2D. be able to. As described above, in the phase shift lithography, it becomes possible to separate a pattern that could not be separated in the past, and the resolution can be improved.
【０００８】次に、上記のような位相シフトレチクルの
従来の製造方法の１例を図面を参照して説明する。図４
は位相シフトレチクルの製造工程を示す断面図であり、
図中、３１は基板、３２はクロム等の遮光膜パターン、
３３はアライメントマーク、３４は位相シフター層、３
５はレジスト層、３６はエッチングストッパー層、３７
はレーザー光又は電子線等の電離放射線、３８は露光部
分、３９はエッチングガスプラズマ、４０は酸素プラズ
マを示す。Next, an example of a conventional method of manufacturing the above phase shift reticle will be described with reference to the drawings. Figure 4
FIG. 6A is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the phase shift reticle,
In the figure, 31 is a substrate, 32 is a light-shielding film pattern of chromium or the like,
33 is an alignment mark, 34 is a phase shifter layer, 3
5 is a resist layer, 36 is an etching stopper layer, 37
Is ionizing radiation such as laser light or electron beam, 38 is an exposed portion, 39 is etching gas plasma, and 40 is oxygen plasma.
【０００９】まず、遮光膜パターン３２を形成したレチ
クル上に、スピンオングラス（ＳＯＧ）あるいはスパッ
タ法、ＣＶＤ法等により、ＳｉＯ2 膜を位相シフター層
３４として形成する（同図（ａ））。続いて、この位相
シフター層３４の上にレジストをスピンコーティング等
の常法により均一に塗布し、加熱乾燥処理を施し、厚さ
０．１〜２．０μｍ程度のレジスト層３５を形成する
（同図（ｂ））。加熱乾燥処理は、使用するレジストの
種類にもよるが、通常８０〜２００℃で５〜６０分間程
度行う。次に、同図（ｃ）に示すように、レジスト層３
５に常法に従って電子線描画装置等の露光装置を用いて
アライメントを行い所望のパターンを描画して、露光部
分３８を形成する。続いて、所定の現像液で現像し、所
定のリンス液でリンスして、同図（ｄ）に示すようなレ
ジストパターン３８を形成する。First, a SiO 2 film is formed as a phase shifter layer 34 by spin-on-glass (SOG), a sputtering method, a CVD method or the like on the reticle on which the light-shielding film pattern 32 is formed (FIG. 3A). Subsequently, a resist is uniformly applied on the phase shifter layer 34 by a conventional method such as spin coating, and is subjected to heat drying treatment to form a resist layer 35 having a thickness of about 0.1 to 2.0 μm (same as above). Figure (b)). The heating and drying treatment is usually performed at 80 to 200 ° C. for about 5 to 60 minutes, though it depends on the type of resist used. Next, as shown in FIG.
5 is aligned by using an exposure apparatus such as an electron beam drawing apparatus according to a conventional method and a desired pattern is drawn to form an exposed portion 38. Then, it is developed with a predetermined developing solution and rinsed with a predetermined rinsing solution to form a resist pattern 38 as shown in FIG.
【００１０】次に、必要に応じて加熱乾燥処理及びデス
カム処理を行った後、同図（ｄ）に示すように、レジス
トパターン３８の開口部から露出する透明膜３４部分を
エッチングガスプラズマ３９によりドライエッチング
し、位相シフターパターン３４を形成する（同図
（ｅ））。なお、この位相シフターパターン３４の形成
は、エッチングガスプラズマ３９によるドライエッチン
グに代えてウェットエッチングにより行ってもよいこと
は当業者に明らかである。Next, after heat-drying treatment and descum treatment, if necessary, as shown in FIG. 3D, the transparent film 34 portion exposed from the opening of the resist pattern 38 is etched by the etching gas plasma 39. Dry etching is performed to form the phase shifter pattern 34 ((e) in the figure). It is obvious to those skilled in the art that the phase shifter pattern 34 may be formed by wet etching instead of dry etching using the etching gas plasma 39.
【００１１】次に、残存したレジスト３８を、同図
（ｆ）に示すように、酸素プラズマ４０により灰化除去
する。Next, the remaining resist 38 is ashed and removed by oxygen plasma 40 as shown in FIG.
【００１２】以上の工程により、同図（ｇ）に示すよう
な位相シフター３４を有する位相シフトレチクルが完成
する。Through the above steps, the phase shift reticle having the phase shifter 34 as shown in FIG.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の位相シフトレチクルの製造方法においては、位
相シフターを形成するために、位相シフター層上にレジ
スト層を形成し、電子線露光装置にてアライメントを行
ってパターン描画する際、位相シフター層が非導電層で
あるため、その層へのチャージアップにより描画される
パターンの精度が低下したり、レジストパターンをマス
クとして位相シフター層をドライエッチングする際、レ
ジストが十分なエッチングマスクの役目を果たせず、高
精度な寸法精度や垂直な位相シフター断面形状が得られ
ないといった問題がある。However, in the above-described conventional method for manufacturing a phase shift reticle, in order to form a phase shifter, a resist layer is formed on the phase shifter layer and alignment is performed by an electron beam exposure apparatus. When performing pattern writing by performing the above, since the phase shifter layer is a non-conductive layer, the accuracy of the pattern drawn due to charge-up to that layer decreases, or when the phase shifter layer is dry-etched using the resist pattern as a mask. However, there is a problem that the resist does not serve as a sufficient etching mask, and it is not possible to obtain a highly precise dimensional accuracy and a vertical phase shifter sectional shape.
【００１４】電子線描画時のチャージアップについて
は、透明導電層の形成、導電性樹脂の採用、あるいは、
電子線ではなくレーザー露光等にて避けることが可能で
あるが、位相シフター層のドライエッチングの寸法及び
形状の高精度化は、従来の方法では困難であり、これを
解決することが研究者に課せられた使命であった。Regarding charge-up during electron beam drawing, formation of a transparent conductive layer, adoption of a conductive resin, or
Although it is possible to avoid it by laser exposure instead of electron beam, it is difficult for the conventional method to improve the size and shape of dry etching of the phase shifter layer, and it is difficult for researchers to solve this problem. It was a mission.
【００１５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、位相シフトレチクルの位相シ
フター層をドライエッチングする際、十分なドライエッ
チング耐性のある物質をマスクとしてエッチングを行
い、高精度の位相シフトレチクルを製造することがで
き、かつ、検査、修正が容易なより実用的な位相シフト
層を有するレチクルの製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to perform dry etching of a phase shifter layer of a phase shift reticle by using a material having sufficient dry etching resistance as a mask. Another object of the present invention is to provide a reticle manufacturing method capable of manufacturing a highly accurate phase shift reticle and having a more practical phase shift layer that is easy to inspect and correct.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題に
鑑み、従来のレチクルの製造プロセスを大幅に変更する
ことなく、高精度の位相シフトレチクルを安定して製造
する方法を開発すべく検討した結果、本発明を完成した
ものである。In view of the above problems, the present invention aims to develop a method for stably manufacturing a highly accurate phase shift reticle without significantly changing the conventional reticle manufacturing process. As a result of examination, the present invention has been completed.
【００１７】以下、本発明の位相シフトレチクルの製造
方法を図１の製造工程を示す断面図を参照にして説明す
る。図中、１１は基板、１２は遮光膜パターン、１３は
アライメントマーク、１４は位相シフター層、１５はレ
ジスト層、１６はエッチングストッパー層、１７はレー
ザー光又は電子線等の電離放射線、１８は露光部分、１
９、２０はエッチングガスプラズマ、２１はクロム、モ
リブデン、シリコン、アルミニウム等を主成分とする金
属薄膜層を示す。A method of manufacturing the phase shift reticle of the present invention will be described below with reference to the sectional views showing the manufacturing process of FIG. In the figure, 11 is a substrate, 12 is a light-shielding film pattern, 13 is an alignment mark, 14 is a phase shifter layer, 15 is a resist layer, 16 is an etching stopper layer, 17 is ionizing radiation such as laser light or electron beam, and 18 is exposure. Part, 1
Reference numerals 9 and 20 denote etching gas plasma, and 21 denotes a metal thin film layer containing chromium, molybdenum, silicon, aluminum or the like as a main component.
【００１８】まず、同図（ａ）に示すように、遮光膜パ
ターン１２を形成したレチクル上に、スピンオングラス
（ＳＯＧ）あるいはスパッタ法、ＣＶＤ法等により、Ｓ
ｉＯ2 膜を位相シフター層１４として形成し、その上に
クロム、モリブデン、シリコン、アルミニウム等を主成
分とする金属薄膜層２１を形成する。続いて、同図
（ｂ）に示すように、この金属薄膜層２１の上にレジス
トをスピンコーティング等の常法により均一に塗布し、
加熱乾燥処理を施し、厚さ０．１〜２．０μｍ程度のレ
ジスト層１５を形成する。加熱乾燥処理は、使用するレ
ジストの種類にもよるが、通常８０〜２００℃で５〜６
０分間程度行う。次に、同図（ｃ）に示すように、レジ
スト層１５に常法に従って電子線描画装置等の露光装置
を用いてアライメントを行い、電離放射線１７により所
望のパターンを描画して、露光部分１８を形成する。続
いて、所定の現像液で現像し、所定のリンス液でリンス
して、同図（ｄ）に示すようなレジストパターン１８を
形成する。First, as shown in FIG. 1A, S is formed on the reticle on which the light shielding film pattern 12 is formed by spin-on-glass (SOG), a sputtering method, a CVD method or the like.
An iO 2 film is formed as the phase shifter layer 14, and a metal thin film layer 21 containing chromium, molybdenum, silicon, aluminum or the like as a main component is formed thereon. Subsequently, as shown in FIG. 2B, a resist is uniformly applied on the metal thin film layer 21 by a conventional method such as spin coating,
A heat drying process is performed to form a resist layer 15 having a thickness of about 0.1 to 2.0 μm. The heat drying treatment is usually 5 to 6 at 80 to 200 ° C., though it depends on the type of resist used.
Do it for about 0 minutes. Next, as shown in FIG. 3C, alignment is performed on the resist layer 15 according to a conventional method using an exposure device such as an electron beam drawing device, a desired pattern is drawn by the ionizing radiation 17, and the exposed portion 18 is exposed. To form. Subsequently, the resist pattern 18 is developed with a predetermined developing solution and rinsed with a predetermined rinsing solution to form a resist pattern 18 as shown in FIG.
【００１９】次に、必要に応じて加熱乾燥処理及びデス
カム処理を行った後、同図（ｄ）に示すように、レジス
トパターン１８の開口部から露出する金属薄膜層２１部
分をエッチングガスプラズマ１９によりドライエッチン
グし、同図（ｅ）に示すように、金属薄膜パターン２１
を形成する。なお、この金属薄膜パターン２１の形成
は、エッチングガスプラズマ１９によるドライエッチン
グに代えてウェットエッチングにより行ってもよいこと
は当業者に明らかである。Next, after heat-drying treatment and descum treatment, if necessary, as shown in FIG. 3D, the portion of the metal thin film layer 21 exposed from the opening of the resist pattern 18 is etched by the etching gas plasma 19. Dry etching is performed by using a metal thin film pattern 21 as shown in FIG.
To form. It is apparent to those skilled in the art that the metal thin film pattern 21 may be formed by wet etching instead of dry etching by the etching gas plasma 19.
【００２０】次に、残存したレジスト１８を、同図
（ｆ）に示すように、レジスト剥離液により剥離除去す
る。Next, the remaining resist 18 is stripped and removed by a resist stripping solution as shown in FIG.
【００２１】次いで、金属薄膜パターン２１を通常のフ
ォトマスク用の装置を使用して検査、修正を行い、その
後、同図（ｇ）に示すように、金属薄膜パターン２１開
口部から露出する位相シフター層１４をエッチングガス
プラズマ２０によりドライエッチングし、位相シフター
パターン１４を形成する。なお、この位相シフターパタ
ーン１４の形成は、エッチングガスプラズマ２０による
ドライエッチングに代えてウェットエッチングにより行
ってもよいことは当業者に明らかである。Next, the metal thin film pattern 21 is inspected and corrected by using an ordinary photomask device, and then, as shown in FIG. 3G, the phase shifter exposed from the opening of the metal thin film pattern 21. The layer 14 is dry-etched with the etching gas plasma 20 to form the phase shifter pattern 14. It is obvious to those skilled in the art that the phase shifter pattern 14 may be formed by wet etching instead of dry etching using the etching gas plasma 20.
【００２２】次いで、位相シフターパターン１４上の金
属薄膜パターン２１を金属溶解液にて溶解除去し、同図
（ｈ）に示すような位相シフター１４を有するレチクル
が完成する。なお、この際、遮光膜パターン１２が同時
に溶解しないように、金属薄膜パターン２１と遮光膜パ
ターン１２の材料は異なるものを用いる。Next, the metal thin film pattern 21 on the phase shifter pattern 14 is dissolved and removed with a metal dissolving solution, and the reticle having the phase shifter 14 as shown in FIG. At this time, different materials are used for the metal thin film pattern 21 and the light shielding film pattern 12 so that the light shielding film pattern 12 does not dissolve at the same time.
【００２３】このような本発明の位相シフトレチクルの
製造方法によると、導電性のある金属薄膜層２１上に塗
布したレジスト層１５に位相シフターパターンを描画す
るため、チャージアップによるパターン精度の低下が発
生しなくなり、また、位相シフター層１４のエッチング
の際のマスクとして金属薄膜パターン２１を用いるた
め、高精度な寸法精度や垂直な位相シフター断面形状が
得られる。さらには、金属薄膜パターン２１の検査、修
正により精度の高い位相シフターパターン１４が確実に
得られるが、この検査、修正は、通常のフォトマスク用
に確立されたものであり、形成された後の位相シフター
パターン１４を検査、修正するよりも容易であり、した
がって、位相シフト層を有するレチクルを安定して安価
に高スループットで製造することができる。According to the method of manufacturing a phase shift reticle of the present invention as described above, since the phase shifter pattern is drawn on the resist layer 15 applied on the conductive metal thin film layer 21, the pattern accuracy is lowered due to charge-up. Moreover, since the metal thin film pattern 21 is used as a mask when the phase shifter layer 14 is etched, high dimensional accuracy and a vertical phase shifter sectional shape can be obtained. Further, the phase shifter pattern 14 with high accuracy can be surely obtained by the inspection and modification of the metal thin film pattern 21, but this inspection and modification is established for a normal photomask, and after it is formed. It is easier than inspecting and modifying the phase shifter pattern 14, and therefore, the reticle having the phase shift layer can be stably manufactured at low cost with high throughput.
【００２４】なお、金属薄膜パターンをまず形成し、こ
れを検査、修正後に位相シフター層のパターニングのた
めのマスクとして用いる以上のような本発明による製造
方法は、図２に示したような位相シフター上置きタイプ
の位相シフトレチクルの製造方法に限定されず、位相シ
フター下置きタイプのもの、ハーフトーン位相シフトレ
チクル等、全てのタイプの位相シフトレチクルの製造方
法に適用できる。The metal thin film pattern is first formed and then used as a mask for patterning the phase shifter layer after inspection and correction. The manufacturing method according to the present invention as described above uses the phase shifter shown in FIG. The present invention is not limited to the method of manufacturing the phase-shifting reticle of the upper type, but can be applied to the method of manufacturing the phase-shifting reticle of all types such as the phase-shifter lower-type and the halftone phase shift reticle.
【００２５】すなわち、本発明の位相シフト層を有する
レチクルの製造方法は、レチクル基板上に位相シフター
層を形成し、位相シフター層をパターニングして位相シ
フト層を有するレチクルを製造する方法において、位相
シフター層上に金属薄膜層を形成し、その上にレジスト
薄膜を形成し、このレジスト薄膜に電離放射線にてパタ
ーン描画を行い、パターン描画後のレジスト薄膜を現像
してレジストパターンを形成し、このレジストパターン
をマスクとして露出した金属薄膜層をエッチングし、残
存したレジストを除去した後、形成された金属パターン
を検査、修正し、その後、この金属パターンをマスクと
して位相シフター層をエッチングし、エッチング終了
後、残存した金属薄膜を除去することを特徴とする製造
方法である。That is, the method of manufacturing a reticle having a phase shift layer of the present invention is a method of manufacturing a reticle having a phase shift layer by forming a phase shifter layer on a reticle substrate and patterning the phase shifter layer. A metal thin film layer is formed on the shifter layer, a resist thin film is formed thereon, a pattern is drawn on this resist thin film by ionizing radiation, and the resist thin film after pattern drawing is developed to form a resist pattern. The exposed metal thin film layer is etched by using the resist pattern as a mask, the remaining resist is removed, the formed metal pattern is inspected and corrected, and then the phase shifter layer is etched by using this metal pattern as a mask, and the etching is completed. After that, the remaining metal thin film is removed, which is a manufacturing method.
【００２６】この場合、位相シフター層上に形成する金
属薄膜層としては、クロム、モリブデン、シリコン、ア
ルミニウム等を主成分とするものからなることが望まし
く、また、この金属薄膜層の厚さは、５〜５００ｎｍで
あることが望ましい。In this case, it is desirable that the metal thin film layer formed on the phase shifter layer is composed mainly of chromium, molybdenum, silicon, aluminum or the like, and the thickness of the metal thin film layer is It is desirable that the thickness is 5 to 500 nm.
【００２７】なお、本発明の製造方法は、例えば、位相
シフター層の形成に先立って、位相シフター層上に形成
する金属薄膜層と異なる材料からなる遮光膜パターンを
基板上に形成することにより、位相シフター上置きタイ
プの位相シフトレチクルを製造するのに適用できる。In the manufacturing method of the present invention, for example, prior to forming the phase shifter layer, a light-shielding film pattern made of a material different from that of the metal thin film layer formed on the phase shifter layer is formed on the substrate, It can be applied to manufacture the phase shift reticle of the phase shifter top type.
【００２８】[0028]
【作用】本発明においては、位相シフター層上に金属薄
膜層を形成し、その上にレジスト薄膜を形成し、このレ
ジスト薄膜に電離放射線にてパターン描画を行い、パタ
ーン描画後のレジスト薄膜を現像してレジストパターン
を形成し、このレジストパターンをマスクとして露出し
た金属薄膜層をエッチングし、残存したレジストを除去
した後、形成された金属パターンを検査、修正し、その
後、この金属パターンをマスクとして位相シフター層を
エッチングし、エッチング終了後、残存した金属薄膜を
除去するので、レジスト薄膜へのパターン描画の際、チ
ャージアップによるパターン精度の低下が発生せず、高
精度な寸法精度や垂直な位相シフター断面形状が得られ
る。さらには、金属パターンの検査、修正により精度の
高い位相シフターパターンが確実に得られるが、この検
査、修正は、通常のフォトマスク用に確立されたもので
あり、形成された後の位相シフターパターンを検査、修
正するよりも容易であり、したがって、位相シフト層を
有する高精度のレチクルを安定して安価に高スループッ
トで製造することができる。In the present invention, a metal thin film layer is formed on a phase shifter layer, a resist thin film is formed on the metal thin film layer, a pattern is drawn on this resist thin film by ionizing radiation, and the resist thin film after pattern drawing is developed. Then, a resist pattern is formed, the exposed metal thin film layer is etched by using this resist pattern as a mask, the remaining resist is removed, the formed metal pattern is inspected and corrected, and then this metal pattern is used as a mask. The phase shifter layer is etched, and the remaining metal thin film is removed after the etching is completed.Therefore, when drawing a pattern on the resist thin film, the pattern accuracy does not deteriorate due to charge-up, and high dimensional accuracy and vertical phase A shifter cross-sectional shape is obtained. Furthermore, the inspection and modification of the metal pattern surely yields a highly accurate phase shifter pattern, but this inspection and modification is established for ordinary photomasks, and the phase shifter pattern after formation is formed. Is easier than inspecting and correcting, and therefore, a highly accurate reticle having a phase shift layer can be stably manufactured at low cost with high throughput.
【００２９】[0029]
【実施例】以下、本発明の位相シフト層を有するレチク
ルの製造方法の実施例と比較例について説明する。 実施例１ 光学研磨された５インチ角の超高純度合成石英ガラス基
板上に、約１００ｎｍ厚のアルミナ薄膜からなるエッチ
ングストッパー層と、約６０ｎｍ厚のタングステンシリ
サイド薄膜と、約４０ｎｍ厚の低反射タングステンシリ
サイド薄膜とからなる３層構造を形成したマスク基板上
に、電子線レジストＣＭＳ−ＥＸ（Ｓ）をスピンコーテ
ィング法により塗布し、１２０℃で３０分間加熱処理し
て、厚さ０．６μｍの均一なレジスト薄膜を得た。EXAMPLES Examples and comparative examples of a method for manufacturing a reticle having a phase shift layer according to the present invention will be described below. Example 1 An etching stopper layer made of an alumina thin film having a thickness of about 100 nm, a tungsten silicide thin film having a thickness of about 60 nm, and a low reflection tungsten having a thickness of about 40 nm were formed on an optically polished 5 inch square ultra-high purity synthetic quartz glass substrate. An electron beam resist CMS-EX (S) was applied by spin coating on a mask substrate having a three-layer structure formed of a silicide thin film, and heat-treated at 120 ° C. for 30 minutes to give a uniform thickness of 0.6 μm. A thin resist film was obtained.
【００３０】次に、この基板に常法に従って電子線露光
装置によりパターン描画を行った。この際の加速電圧は
１０ｋＶで、露光量は２μＣ／ｃｍ2 で露光した。Next, a pattern was drawn on this substrate by an electron beam exposure apparatus according to a conventional method. At this time, the accelerating voltage was 10 kV and the exposure amount was 2 μC / cm 2 .
【００３１】続いて、露光されたレジスト薄膜をエチル
セロソルブと酢酸イソアミルとを主成分とする有機溶剤
で現像し、イソプロピルアルコールにてリンスして、レ
ジストパターンを形成した。Subsequently, the exposed resist thin film was developed with an organic solvent containing ethyl cellosolve and isoamyl acetate as main components, and rinsed with isopropyl alcohol to form a resist pattern.
【００３２】次に、１５０℃で３０分間ポストベーク
し、３分間酸素プラズマにてデスカム処理した後、レジ
ストパターンの開口部より露出したタングステンシリサ
イド層をフッ素系ガスを主成分とするガスを使用してド
ライエッチングし、残存するレジストを酸素プラズマに
より灰化除去し、レチクルを完成させた。Then, after post-baking at 150 ° C. for 30 minutes and descum treatment with oxygen plasma for 3 minutes, the tungsten silicide layer exposed from the opening of the resist pattern is treated with a gas containing fluorine as a main component. Dry etching was performed, and the remaining resist was ashed and removed by oxygen plasma to complete the reticle.
【００３３】続いて、このレチクルを検査し、必要によ
ってはパターン修正を加え、洗浄した後、遮光膜パター
ンの上にＳＯＧをスピンコーティング法により塗布し、
加熱乾燥処理を施し、厚さ０．４μｍのＳＯＧからなる
位相シフター層を形成した。加熱乾燥処理は、９０℃で
３０分間、１５０℃で３０分間、４００℃で６０分間行
った。Subsequently, this reticle is inspected, if necessary, pattern correction is performed, and after cleaning, SOG is applied onto the light-shielding film pattern by spin coating,
A heat-drying process was performed to form a phase shifter layer made of SOG having a thickness of 0.4 μm. The heat drying treatment was performed at 90 ° C. for 30 minutes, 150 ° C. for 30 minutes, and 400 ° C. for 60 minutes.
【００３４】このＳＯＧからなる位相シフター層を形成
したマスク基板上に、スパッタ法にて約５０ｎｍのクロ
ム膜を形成した。この上にｉ線レジスト（東京応化
（株）製ＴＨＭＲ ｉＰ−１８００）をスピンコーティ
ング法により塗布し、９０℃で３０分間加熱処理して、
厚さ０．４μｍの均一なレジスト薄膜を得た。On the mask substrate on which the phase shifter layer made of SOG was formed, a chromium film of about 50 nm was formed by sputtering. An i-line resist (THMR iP-1800 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) was applied onto this by a spin coating method, followed by heat treatment at 90 ° C. for 30 minutes,
A uniform resist thin film having a thickness of 0.4 μm was obtained.
【００３５】続いて、通常のレーザー露光装置を用いて
常法に従ってアライメント描画を行った。この時の露光
量は、８０ｍＪ／ｃｍ2 であった。Subsequently, alignment drawing was performed by a conventional method using a usual laser exposure apparatus. The exposure amount at this time was 80 mJ / cm 2 .
【００３６】続いて、この露光後のレジスト薄膜をテト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とす
るアルカリ水溶液にて現像し、純水にてリンスして、レ
ジストパターンを形成した。Subsequently, the exposed resist thin film was developed with an alkaline aqueous solution containing tetramethylammonium hydroxide as a main component and rinsed with pure water to form a resist pattern.
【００３７】続いて、レジストパターンの開口部から露
出したクロム層を塩素ガスを主成分とするエッチングガ
スにて約６分間ドライエッチングし、残存するレジスト
をエタノールアミンを主成分とするレジスト剥離液にて
除去し、クロムパターンを形成した。このパターンを、
通常のフォトマスク用の装置を使用して検査、修正を行
った。Subsequently, the chromium layer exposed from the opening of the resist pattern is dry-etched for about 6 minutes with an etching gas containing chlorine gas as a main component, and the remaining resist is converted into a resist stripping liquid containing ethanolamine as a main component. And removed to form a chrome pattern. This pattern
The inspection and correction were performed using a normal photomask device.
【００３８】続いて、クロムパターンの開口部から露出
した位相シフター層をフッ化カーボンを主成分とするエ
ッチングガスにて約２０分間ドライエッチングし、残存
するクロムを硝酸第二セリウムアンモニウムを主成分と
するクロムエッチング液にて除去し、位相シフト層を有
するレチクルを完成させた。Subsequently, the phase shifter layer exposed from the opening of the chromium pattern is dry-etched for about 20 minutes with an etching gas containing carbon fluoride as a main component, and the remaining chromium is composed mainly of ceric ammonium nitrate. Then, the reticle having a phase shift layer was completed.
【００３９】こうして完成した位相シフトレチクルは、
位相シフターの寸法精度が３σ（σは標準偏差）で０．
０３６μｍという高精度なものであった。また、走査電
子顕微鏡にて観察した位相シフターの断面形状もほぼ垂
直であった。The phase shift reticle thus completed is
The dimensional accuracy of the phase shifter is 3σ (σ is the standard deviation) and is 0.
The precision was as high as 036 μm. The cross-sectional shape of the phase shifter observed with a scanning electron microscope was almost vertical.
【００４０】比較例 光学研磨された５インチ角の超高純度合成石英ガラス基
板上に、約１００ｎｍ厚のアルミナ薄膜からなるエッチ
ングストッパー層と、約４０ｎｍ厚の低反射クロム薄膜
と、約６０ｎｍ厚のクロム薄膜と、約４０ｎｍ厚さの低
反射クロム薄膜との４層構造を形成したマスク基板上
に、電子線レジストＣＭＳ−ＥＸ（Ｓ）をスピンコーテ
ィング法により塗布し、１２０℃で３０分間加熱処理し
て、厚さ０．６μｍの均一なレジスト薄膜を得た。Comparative Example On an optically polished 5 inch square ultra-high purity synthetic quartz glass substrate, an etching stopper layer made of an alumina thin film having a thickness of about 100 nm, a low reflection chromium thin film having a thickness of about 40 nm, and a thin film having a thickness of about 60 nm were used. An electron beam resist CMS-EX (S) is applied by a spin coating method on a mask substrate having a four-layer structure of a chromium thin film and a low reflection chromium thin film having a thickness of about 40 nm, and heat treated at 120 ° C. for 30 minutes. Thus, a uniform resist thin film having a thickness of 0.6 μm was obtained.
【００４１】次に、この基板に常法に従って電子線露光
装置によりパターン描画を行った。この際の加速電圧は
１０ｋＶで、露光量は２μＣ／ｃｍ2 で露光した。Next, a pattern was drawn on this substrate by an electron beam exposure apparatus according to a conventional method. At this time, the accelerating voltage was 10 kV and the exposure amount was 2 μC / cm 2 .
【００４２】続いて、露光されたレジスト薄膜をエチル
セロソルブと酢酸イソアミルとを主成分とする有機溶剤
で現像し、イソプロピルアルコールにてリンスして、レ
ジストパターンを形成した。Subsequently, the exposed resist thin film was developed with an organic solvent containing ethyl cellosolve and isoamyl acetate as main components, and rinsed with isopropyl alcohol to form a resist pattern.
【００４３】次に、１５０℃で３０分間ポストベーク
し、３分間酸素プラズマにてデスカム処理した後、レジ
ストパターンの開口部から露出したクロム層を硝酸第二
セリウムアンモニウム水溶液を主成分とするエッチング
液にて６０秒間エッチングし、残存するレジストを酸素
プラズマにより灰化除去して、レチクルを完成させた。Next, after post-baking at 150 ° C. for 30 minutes and descum treatment with oxygen plasma for 3 minutes, the chromium layer exposed from the opening of the resist pattern is etched with an aqueous solution of ceric ammonium nitrate as a main component. Then, the remaining resist was ashed and removed by oxygen plasma to complete a reticle.
【００４４】続いて、このレチクルを検査し、必要によ
ってはパターン修正を加え、洗浄した後、クロムパター
ンの上にＳＯＧをスピンコーティング法により塗布し、
加熱乾燥処理を施し、厚さ０．４μｍのＳＯＧからなる
位相シフター層を形成した。加熱乾燥処理は、９０℃で
３０分間、１５０℃で３０分間、４００℃で６０分間行
った。Subsequently, this reticle is inspected, if necessary, pattern correction is applied, and after cleaning, SOG is applied onto the chrome pattern by spin coating,
A heat-drying process was performed to form a phase shifter layer made of SOG having a thickness of 0.4 μm. The heat drying treatment was performed at 90 ° C. for 30 minutes, 150 ° C. for 30 minutes, and 400 ° C. for 60 minutes.
【００４５】このＳＯＧからなる位相シフター層を形成
したマスク基板上に、ｉ線レジスト（東京応化（株）製
ＴＨＭＲ ｉＰ−１８００）をスピンコーティング法に
より塗布し、９０℃で３０分間加熱処理して、厚さ０．
４μｍの均一なレジスト薄膜を得た。An i-line resist (THMR iP-1800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied on the mask substrate on which the phase shifter layer made of SOG was formed by a spin coating method and heated at 90 ° C. for 30 minutes. , Thickness 0.
A uniform resist thin film of 4 μm was obtained.
【００４６】次に、この基板を通常のレーザー露光装置
を用いて常法に従ってアライメント描画を行った。この
時の露光量は、８０ｍＪ／ｃｍ2 であった。Next, alignment drawing was performed on this substrate by a conventional method using a normal laser exposure apparatus. The exposure amount at this time was 80 mJ / cm 2 .
【００４７】続いて、この露光後のレジスト薄膜をテト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とす
るアルカリ水溶液にて現像し、純水にてリンスして、レ
ジストパターンを形成した。Subsequently, the exposed resist thin film was developed with an alkaline aqueous solution containing tetramethylammonium hydroxide as a main component and rinsed with pure water to form a resist pattern.
【００４８】続いて、レジストパターンの開口部から露
出した位相シフター層をフッ化カーボンを主成分とする
エッチングガスにて約２０分間ドライエッチングし、残
存するレジストをエタノールアミンを主成分とするレジ
スト剥離液にて除去し、位相シフト層を有するレチクル
を完成させた。Then, the phase shifter layer exposed from the opening of the resist pattern is dry-etched for about 20 minutes with an etching gas containing carbon fluoride as a main component, and the remaining resist is stripped with ethanolamine as a main component. It was removed with a liquid to complete a reticle having a phase shift layer.
【００４９】こうして完成した位相シフトレチクルは、
位相シフターの寸法精度が、３σで０．１２μｍという
ものであった。また、走査電子顕微鏡にて観察した位相
シフターの断面形状は、約７５°であった。The phase shift reticle thus completed is
The dimensional accuracy of the phase shifter was 0.12 μm at 3σ. The cross-sectional shape of the phase shifter observed with a scanning electron microscope was about 75 °.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の位相シフト層を有するレチクルの製造方法によると、
位相シフター層上に金属薄膜層を形成し、その上にレジ
スト薄膜を形成し、このレジスト薄膜に電離放射線にて
パターン描画を行い、パターン描画後のレジスト薄膜を
現像してレジストパターンを形成し、このレジストパタ
ーンをマスクとして露出した金属薄膜層をエッチング
し、残存したレジストを除去した後、形成された金属パ
ターンを検査、修正し、その後、この金属パターンをマ
スクとして位相シフター層をエッチングし、エッチング
終了後、残存した金属薄膜を除去するので、レジスト薄
膜へのパターン描画の際、チャージアップによるパター
ン精度の低下が発生せず、高精度な寸法精度や垂直な位
相シフター断面形状が得られる。さらには、金属パター
ンの検査、修正により精度の高い位相シフターパターン
が確実に得られるが、この検査、修正は、通常のフォト
マスク用に確立されたものであり、形成された後の位相
シフターパターンを検査、修正するよりも容易であり、
したがって、位相シフト層を有する高精度のレチクルを
安定して安価に高スループットで製造することができ
る。As is apparent from the above description, according to the method of manufacturing a reticle having a phase shift layer of the present invention,
A metal thin film layer is formed on the phase shifter layer, a resist thin film is formed on it, a pattern is drawn on this resist thin film by ionizing radiation, and the resist thin film after pattern drawing is developed to form a resist pattern, The exposed metal thin film layer is etched using this resist pattern as a mask, the remaining resist is removed, the formed metal pattern is inspected and corrected, and then the phase shifter layer is etched and etched using this metal pattern as a mask. After the completion, the remaining metal thin film is removed, so that the pattern accuracy does not decrease due to charge-up during pattern drawing on the resist thin film, and highly accurate dimensional accuracy and vertical phase shifter cross-sectional shape can be obtained. Furthermore, the inspection and modification of the metal pattern surely yields a highly accurate phase shifter pattern, but this inspection and modification is established for ordinary photomasks, and the phase shifter pattern after formation is formed. Is easier than inspecting and fixing
Therefore, a highly accurate reticle having a phase shift layer can be stably manufactured at low cost with high throughput.
【図１】本発明の位相シフト層を有するレチクルの製造
方法の工程を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a step in a method for manufacturing a reticle having a phase shift layer according to the present invention.
【図２】位相シフト法の原理を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the principle of the phase shift method.
【図３】従来法を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional method.
【図４】位相シフトレチクルの従来の製造工程を示す断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional manufacturing process of a phase shift reticle.
１１…基板 １２…遮光膜パターン １３…アライメントマーク １４…位相シフター層（位相シフターパターン） １５…レジスト層 １６…エッチングストッパー層 １７…電離放射線 １８…露光部分（レジストパターン） １９、２０…エッチングガスプラズマ ２１…金属薄膜層（金属薄膜パターン） 11 ... Substrate 12 ... Shading film pattern 13 ... Alignment mark 14 ... Phase shifter layer (phase shifter pattern) 15 ... Resist layer 16 ... Etching stopper layer 17 ... Ionizing radiation 18 ... Exposed part (resist pattern) 19, 20 ... Etching gas plasma 21 ... Metal thin film layer (metal thin film pattern)
Claims (4)
し、位相シフター層をパターニングして位相シフト層を
有するレチクルを製造する方法において、位相シフター
層上に金属薄膜層を形成し、その上にレジスト薄膜を形
成し、このレジスト薄膜に電離放射線にてパターン描画
を行い、パターン描画後のレジスト薄膜を現像してレジ
ストパターンを形成し、このレジストパターンをマスク
として露出した金属薄膜層をエッチングし、残存したレ
ジストを除去した後、形成された金属パターンを検査、
修正し、その後、この金属パターンをマスクとして位相
シフター層をエッチングし、エッチング終了後、残存し
た金属薄膜を除去することを特徴とする位相シフト層を
有するレチクルの製造方法。1. A method for producing a reticle having a phase shift layer by forming a phase shifter layer on a reticle substrate and patterning the phase shifter layer, wherein a metal thin film layer is formed on the phase shifter layer, and a metal thin film layer is formed thereon. A resist thin film is formed, a pattern is drawn on this resist thin film by ionizing radiation, the resist thin film after pattern drawing is developed to form a resist pattern, and the exposed metal thin film layer is etched using this resist pattern as a mask, After removing the remaining resist, inspect the formed metal pattern,
A method for manufacturing a reticle having a phase shift layer, which comprises repairing and then etching the phase shifter layer using this metal pattern as a mask, and removing the remaining metal thin film after the etching is completed.
膜層がクロム、モリブデン、シリコン、アルミニウム等
を主成分とするものからなることを特徴とする請求項１
記載の位相シフト層を有するレチクルの製造方法。2. The metal thin film layer formed on the phase shifter layer is mainly composed of chromium, molybdenum, silicon, aluminum or the like.
A method for producing a reticle having the phase shift layer according to claim 1.
膜層の厚さが５〜５００ｎｍであることを特徴とする請
求項１又は２記載の位相シフト層を有するレチクルの製
造方法。3. The method of manufacturing a reticle having a phase shift layer according to claim 1, wherein the metal thin film layer formed on the phase shifter layer has a thickness of 5 to 500 nm.
シフター層上に形成する金属薄膜層と異なる材料からな
る遮光膜パターンを基板上に形成することを特徴とする
請求項１から３の何れか１項記載の位相シフト層を有す
るレチクルの製造方法。4. The light-shielding film pattern made of a material different from that of the metal thin film layer formed on the phase shifter layer is formed on the substrate prior to the formation of the phase shifter layer. 2. A method of manufacturing a reticle having a phase shift layer according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12453992A JPH05323563A (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Manufacture of reticle having phase shift layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12453992A JPH05323563A (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Manufacture of reticle having phase shift layer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05323563A true JPH05323563A (en) | 1993-12-07 |
Family
ID=14887985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12453992A Pending JPH05323563A (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Manufacture of reticle having phase shift layer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05323563A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133785A (en) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Lg Micron Ltd | Half tone mask, method for fabricating the same, and flat panel display manufactured by the same |
-
1992
- 1992-05-18 JP JP12453992A patent/JPH05323563A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133785A (en) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Lg Micron Ltd | Half tone mask, method for fabricating the same, and flat panel display manufactured by the same |
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