JPH05333523A - 位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
位相シフトマスクの製造方法Info
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- JPH05333523A JPH05333523A JP13669292A JP13669292A JPH05333523A JP H05333523 A JPH05333523 A JP H05333523A JP 13669292 A JP13669292 A JP 13669292A JP 13669292 A JP13669292 A JP 13669292A JP H05333523 A JPH05333523 A JP H05333523A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自己整合型位相シフトマスクの製造方法に関
し、寸法精度の高い位相シフタを有する位相シフトマス
クを製造する方法を提供することを目的とする。 【構成】 透光性基板１の一部領域に位相シフト膜２と
不透光性膜３とを積層形成した後、不透光性膜３上に選
択的にレジスト膜５を形成し、このレジスト膜５をアッ
シングして不透光性膜３の周辺領域上から除去し、レジ
スト膜５の除去された領域の不透光性膜３をエッチング
除去して、不透光性膜３の形成された領域を除く透光領
域４の周辺に位相シフタ６を形成するように構成する。
し、寸法精度の高い位相シフタを有する位相シフトマス
クを製造する方法を提供することを目的とする。 【構成】 透光性基板１の一部領域に位相シフト膜２と
不透光性膜３とを積層形成した後、不透光性膜３上に選
択的にレジスト膜５を形成し、このレジスト膜５をアッ
シングして不透光性膜３の周辺領域上から除去し、レジ
スト膜５の除去された領域の不透光性膜３をエッチング
除去して、不透光性膜３の形成された領域を除く透光領
域４の周辺に位相シフタ６を形成するように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自己整合型位相シフト
マスクの製造方法に関する。近年、半導体製造において
素子の微細化が急速に進んでおり、ウェーハ上に０．３
〜０．５μｍの微小パターンを形成する技術が求められ
ている。
マスクの製造方法に関する。近年、半導体製造において
素子の微細化が急速に進んでおり、ウェーハ上に０．３
〜０．５μｍの微小パターンを形成する技術が求められ
ている。
【０００２】微小パターンを形成する手段として、位相
シフト法を使用してマスクに形成されているパターンを
ウェーハ上に形成されたレジスト層に転写する時の解像
力を向上させる方法が提案されているが、この方法を実
用化するためには、位相シフトマスクの製造技術を確立
する必要がある。
シフト法を使用してマスクに形成されているパターンを
ウェーハ上に形成されたレジスト層に転写する時の解像
力を向上させる方法が提案されているが、この方法を実
用化するためには、位相シフトマスクの製造技術を確立
する必要がある。
【０００３】
【従来の技術】図２・図３に従来の位相シフトマスクの
製造工程を示す。図２（ａ）に示すように、石英ガラス
等の透光性基板１上にＳＯＧ（スピンオングラス）、Ｓ
ｉＯ2 （二酸化シリコン）等からなる位相シフト膜２を
形成する。次いで、その上にクロム等の不透光性膜３を
形成し、これをパターニングしてマスクの透光領域形成
領域４から除去し、マスクパターンを形成する。
製造工程を示す。図２（ａ）に示すように、石英ガラス
等の透光性基板１上にＳＯＧ（スピンオングラス）、Ｓ
ｉＯ2 （二酸化シリコン）等からなる位相シフト膜２を
形成する。次いで、その上にクロム等の不透光性膜３を
形成し、これをパターニングしてマスクの透光領域形成
領域４から除去し、マスクパターンを形成する。
【０００４】図２（ｂ）に示すように、ドライエッチン
グをなして不透光性膜３に覆われていない透光領域４の
位相シフト膜２を除去する。図２（ｃ）に示すように、
レジスト膜５を形成して背面から露光して現像し、図３
（ａ）に示すように不透光性膜３上のみにレジスト膜５
を残留する。
グをなして不透光性膜３に覆われていない透光領域４の
位相シフト膜２を除去する。図２（ｃ）に示すように、
レジスト膜５を形成して背面から露光して現像し、図３
（ａ）に示すように不透光性膜３上のみにレジスト膜５
を残留する。
【０００５】ウェットエッチングをなして、図３（ｂ）
に示すように、不透光性膜３をサイドエッチングする。
レジスト膜５を除去し、図３（ｃ）に示すように、不透
光性膜３の除去された領域の位相シフト膜２を位相シフ
タ６とする位相シフトマスクを形成する。
に示すように、不透光性膜３をサイドエッチングする。
レジスト膜５を除去し、図３（ｃ）に示すように、不透
光性膜３の除去された領域の位相シフト膜２を位相シフ
タ６とする位相シフトマスクを形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】不透光性膜３の膜質や
表面状態、不透光性膜３とレジスト膜５との密着性等が
不透光性膜３のサイドエッチングの特性に微妙に反映す
るため、サイドエッチングレートの安定化が難しく、さ
らにエッチングの終点検出が非常に困難なことから、位
相シフタを所定の寸法に安定して形成することが難し
い。その結果、位相シフト法の効果が十分に発揮され
ず、ウェーハ上のレジスト層に転写されるパターンの形
状、寸法精度が悪化するといった問題が発生している。
表面状態、不透光性膜３とレジスト膜５との密着性等が
不透光性膜３のサイドエッチングの特性に微妙に反映す
るため、サイドエッチングレートの安定化が難しく、さ
らにエッチングの終点検出が非常に困難なことから、位
相シフタを所定の寸法に安定して形成することが難し
い。その結果、位相シフト法の効果が十分に発揮され
ず、ウェーハ上のレジスト層に転写されるパターンの形
状、寸法精度が悪化するといった問題が発生している。
【０００７】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、寸法精度の高い位相シフタを有する位相シフト
マスクを製造する方法を提供することにある。
にあり、寸法精度の高い位相シフタを有する位相シフト
マスクを製造する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記いず
れの手段によっても達成される。第１の手段は、透光性
基板（１）の一部領域に位相シフト膜（２）と不透光性
膜（３）とを順次積層形成し、この不透光性膜（３）上
に選択的にレジスト膜（５）を形成し、このレジスト膜
（５）をアッシングして前記の不透光性膜（３）の周辺
領域上から除去し、前記のレジスト膜（５）の除去され
た領域の前記の不透光性膜（３）をエッチング除去し
て、前記の不透光性膜（３）の形成された領域を除く透
光領域（４）の周辺に位相シフタ（６）を形成する位相
シフトマスクの製造方法である。
れの手段によっても達成される。第１の手段は、透光性
基板（１）の一部領域に位相シフト膜（２）と不透光性
膜（３）とを順次積層形成し、この不透光性膜（３）上
に選択的にレジスト膜（５）を形成し、このレジスト膜
（５）をアッシングして前記の不透光性膜（３）の周辺
領域上から除去し、前記のレジスト膜（５）の除去され
た領域の前記の不透光性膜（３）をエッチング除去し
て、前記の不透光性膜（３）の形成された領域を除く透
光領域（４）の周辺に位相シフタ（６）を形成する位相
シフトマスクの製造方法である。
【０００９】第２の手段は、透光性基板（１）の一部領
域に凹部（７）を形成し、この凹部（７）を除く領域の
前記の透光性基板（１）上に不透光性膜（３）を形成
し、この不透光性膜（３）上に選択的にレジスト膜
（５）を形成し、このレジスト膜（５）をアッシングし
て前記の不透光性膜（３）の周辺領域上から除去し、前
記のレジスト膜（５）の除去された領域の前記の不透光
性膜（３）をエッチング除去して、前記の不透光性膜
（３）の形成された領域を除く透光領域（４）の周辺に
位相シフタ（６）を形成する位相シフトマスクの製造方
法である。
域に凹部（７）を形成し、この凹部（７）を除く領域の
前記の透光性基板（１）上に不透光性膜（３）を形成
し、この不透光性膜（３）上に選択的にレジスト膜
（５）を形成し、このレジスト膜（５）をアッシングし
て前記の不透光性膜（３）の周辺領域上から除去し、前
記のレジスト膜（５）の除去された領域の前記の不透光
性膜（３）をエッチング除去して、前記の不透光性膜
（３）の形成された領域を除く透光領域（４）の周辺に
位相シフタ（６）を形成する位相シフトマスクの製造方
法である。
【００１０】なお、前記のレジスト膜（５）を前記の不
透光性膜（３）の周辺領域からアッシング除去する工程
は、前記のレジスト膜（５）の垂直方向のアッシング量
と水平方向のアッシング量との間に相関々係があるのを
利用して、前記のレジスト膜（５）の厚さをモニタしな
がらアッシングするとよい。
透光性膜（３）の周辺領域からアッシング除去する工程
は、前記のレジスト膜（５）の垂直方向のアッシング量
と水平方向のアッシング量との間に相関々係があるのを
利用して、前記のレジスト膜（５）の厚さをモニタしな
がらアッシングするとよい。
【００１１】
【作用】不透光性膜３上に形成したレジスト膜５をアッ
シングして不透光性膜３の周辺領域上より除去してから
露出した不透光性膜３をエッチングして位相シフタ６を
形成するので、レジスト膜５を不透光性膜３の周辺領域
からアッシングにより除去する幅、すなわちレジスト膜
５の後退量を正確に制御できれば位相シフタ６を高い寸
法精度をもって形成することが可能である。
シングして不透光性膜３の周辺領域上より除去してから
露出した不透光性膜３をエッチングして位相シフタ６を
形成するので、レジスト膜５を不透光性膜３の周辺領域
からアッシングにより除去する幅、すなわちレジスト膜
５の後退量を正確に制御できれば位相シフタ６を高い寸
法精度をもって形成することが可能である。
【００１２】レジスト膜５のアッシングによる後退量は
以下の方法によって正確に制御することができる。
以下の方法によって正確に制御することができる。
【００１３】第１の方法は、レジスト膜５の垂直方向の
アッシング量（縦方向のレジスト減膜量）と水平方向の
アッシング量（後退量）との間に、図５に例示するよう
な相関々係があるのを利用して、レジスト膜５の減膜量
をモニタしながらアッシングすることによってレジスト
膜５の後退量を制御する。
アッシング量（縦方向のレジスト減膜量）と水平方向の
アッシング量（後退量）との間に、図５に例示するよう
な相関々係があるのを利用して、レジスト膜５の減膜量
をモニタしながらアッシングすることによってレジスト
膜５の後退量を制御する。
【００１４】第２の方法は、実験により予めアッシング
時間とアッシングによるレジスト膜５の後退量との相関
々係を求めておき、アッシング時間によってレジスト膜
５の後退量を制御する。なお、アッシング時間とレジス
ト膜５の後退量との相関々係は、以下の方法により求め
ることができる。まず、図６のグラフＡに例示するよう
にアッシング時間とレジスト減膜量（縦方向）との相関
々係を求め、この相関々係と図５に例示するレジスト減
膜量と後退量との相関々係とから、図６のグラフＢに例
示するようにアッシング時間とレジスト後退量との相関
々係を求める。
時間とアッシングによるレジスト膜５の後退量との相関
々係を求めておき、アッシング時間によってレジスト膜
５の後退量を制御する。なお、アッシング時間とレジス
ト膜５の後退量との相関々係は、以下の方法により求め
ることができる。まず、図６のグラフＡに例示するよう
にアッシング時間とレジスト減膜量（縦方向）との相関
々係を求め、この相関々係と図５に例示するレジスト減
膜量と後退量との相関々係とから、図６のグラフＢに例
示するようにアッシング時間とレジスト後退量との相関
々係を求める。
【００１５】第３の方法は、不透光性膜３のエッチング
の前にレジスト膜５の後退量を実測することができるの
で、レジスト膜５の後退量を確認してから不透光性膜３
のエッチングを開始する。
の前にレジスト膜５の後退量を実測することができるの
で、レジスト膜５の後退量を確認してから不透光性膜３
のエッチングを開始する。
【００１６】このようにすれば、不透光性膜３の膜質や
レジスト膜５との密着性等、従来技術における不安定要
素の影響を受けることなく寸法精度の高い位相シフトマ
スクを形成することができる。
レジスト膜５との密着性等、従来技術における不安定要
素の影響を受けることなく寸法精度の高い位相シフトマ
スクを形成することができる。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
係る位相シフトマスクの製造方法について説明する。
係る位相シフトマスクの製造方法について説明する。
【００１８】第１実施例 図２（ａ）参照 例えば石英ガラスよりなる透光性基板１上にＳＯＧをス
ピンコートするか、ＳｉＯ2 を蒸着またはスパッタして
位相シフト膜２を形成する。次いで、例えばクロムをス
パッタして不透光性膜３を形成し、これを硝酸第２セリ
ウムアンモニウムを使用してパターニングしてマスクの
透光領域形成領域４から除去してマスクパターンを形成
する。
ピンコートするか、ＳｉＯ2 を蒸着またはスパッタして
位相シフト膜２を形成する。次いで、例えばクロムをス
パッタして不透光性膜３を形成し、これを硝酸第２セリ
ウムアンモニウムを使用してパターニングしてマスクの
透光領域形成領域４から除去してマスクパターンを形成
する。
【００１９】図２（ｂ）参照 四フッ化炭素（ＣＦ4 ）ガスを使用するドライエッチン
グ法を使用して位相シフト膜２を透光領域４からエッチ
ング除去する。
グ法を使用して位相シフト膜２を透光領域４からエッチ
ング除去する。
【００２０】図２（ｃ）参照 レジスト膜５を形成し、背面より照度１７ｍＷ／ｃｍ2
をもって約５秒間露光する。
をもって約５秒間露光する。
【００２１】図１（ａ）参照 ２．３８％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシオキサイド）を使用して約９０秒間現像し、マスク
の透光領域４からレジスト膜５を除去する。
キシオキサイド）を使用して約９０秒間現像し、マスク
の透光領域４からレジスト膜５を除去する。
【００２２】図１（ｂ）・図５参照 酸素プラズマアッシング法を使用し、圧力０．２５Torr
の反応室に酸素を１００ＳＣＣＭ供給し、８００Ｗの放
電々力を印加してレジスト膜５をアッシングする。アッ
シングは、図５に示すレジスト減膜量と後退量との相関
図を利用し、レジスト膜５の減膜量が０．９μｍに達す
るまで実施して、透光領域４の周辺から０．４５μｍ幅
だけレジスト膜５を後退させる。
の反応室に酸素を１００ＳＣＣＭ供給し、８００Ｗの放
電々力を印加してレジスト膜５をアッシングする。アッ
シングは、図５に示すレジスト減膜量と後退量との相関
図を利用し、レジスト膜５の減膜量が０．９μｍに達す
るまで実施して、透光領域４の周辺から０．４５μｍ幅
だけレジスト膜５を後退させる。
【００２３】図１（ｃ）参照 ドライエッチング法を使用し、圧力０．３Torrの反応室
に四塩化炭素（ＣＣｌ 4 ）ガス２５ＳＣＣＭと酸素（Ｏ
2 ）ガス５５ＳＣＣＭとを供給し、３００Ｗの放電々力
を印加して約３００秒間ドライエッチングをなし、レジ
スト膜５に覆われていない領域のクロムよりなる不透光
性膜３を除去して０．５μｍ幅の位相シフタ６を形成す
る。なお、レジスト膜５の後退量は０．４５μｍである
が、不透光性膜３はサイドエッチングされるため０．５
μｍ幅に除去され、０．５μｍ幅の位相シフタ６が形成
される。
に四塩化炭素（ＣＣｌ 4 ）ガス２５ＳＣＣＭと酸素（Ｏ
2 ）ガス５５ＳＣＣＭとを供給し、３００Ｗの放電々力
を印加して約３００秒間ドライエッチングをなし、レジ
スト膜５に覆われていない領域のクロムよりなる不透光
性膜３を除去して０．５μｍ幅の位相シフタ６を形成す
る。なお、レジスト膜５の後退量は０．４５μｍである
が、不透光性膜３はサイドエッチングされるため０．５
μｍ幅に除去され、０．５μｍ幅の位相シフタ６が形成
される。
【００２４】このときの位相シフタ６の寸法誤差は、マ
スク内、マスク間を含めて±０．０３μｍの範囲に収ま
った。第２実施例 図１（ｂ）・図６参照 図１（ｂ）に示すレジスト膜５のアッシング工程におけ
るレジスト膜５の後退量を以下の方法によって制御する
ものであり、その他の工程は第１実施例と同一であるの
で省略する。
スク内、マスク間を含めて±０．０３μｍの範囲に収ま
った。第２実施例 図１（ｂ）・図６参照 図１（ｂ）に示すレジスト膜５のアッシング工程におけ
るレジスト膜５の後退量を以下の方法によって制御する
ものであり、その他の工程は第１実施例と同一であるの
で省略する。
【００２５】図６に示すアッシング時間とレジスト膜の
後退量との相関図を利用し、１９０秒間酸素プラズマア
ッシングを実施して透光領域４の周辺領域から０．４５
μｍ幅だけレジスト膜５を後退させる。
後退量との相関図を利用し、１９０秒間酸素プラズマア
ッシングを実施して透光領域４の周辺領域から０．４５
μｍ幅だけレジスト膜５を後退させる。
【００２６】第３実施例 図４（ａ）参照 例えば石英ガラスよりなる透光性基板１上に、例えばク
ロムよりなる不透光性膜３を形成する。
ロムよりなる不透光性膜３を形成する。
【００２７】図４（ｂ）参照 マスク透光領域形成領域４の不透光性膜３をエッチング
除去し、さらに同じ領域の透光性基板１をエッチングし
て凹部７を形成する。
除去し、さらに同じ領域の透光性基板１をエッチングし
て凹部７を形成する。
【００２８】以下、第１実施例または第２実施例と同一
の方法を使用して位相シフトマスクを形成する。
の方法を使用して位相シフトマスクを形成する。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る位相
シフトマスクの製造方法においては、不透光性膜上に形
成したレジスト膜をアッシングして不透光性膜の周辺領
域から正確な幅に除去し、次いでレジスト膜の除去され
た領域の不透光性膜を除去して位相シフタを形成するの
で、寸法精度の高い位相シフタを有する位相シフトマス
クを形成することができる。
シフトマスクの製造方法においては、不透光性膜上に形
成したレジスト膜をアッシングして不透光性膜の周辺領
域から正確な幅に除去し、次いでレジスト膜の除去され
た領域の不透光性膜を除去して位相シフタを形成するの
で、寸法精度の高い位相シフタを有する位相シフトマス
クを形成することができる。
【図１】位相シフトマスクの製造工程説明図である（第
１実施例）。
１実施例）。
【図２】位相シフトマスクの製造工程説明図である（第
１実施例）。
１実施例）。
【図３】位相シフトマスクの製造工程説明図である（従
来技術）。
来技術）。
【図４】位相シフトマスクの製造工程説明図である（第
２実施例）。
２実施例）。
【図５】レジスト減膜量（縦方向）とレジストパターン
後退量（片側）との相関図である。
後退量（片側）との相関図である。
【図６】アッシング時間とレジスト減膜量（縦方向）及
びレジスト後退量（片側）との相関図である。
びレジスト後退量（片側）との相関図である。
１ 透光性基板 ２ 位相シフト膜 ３ 不透光性膜 ４ 透光領域 ５ レジスト膜 ６ 位相シフタ ７ 凹部
Claims (3)
- 【請求項１】 透光性基板（１）の一部領域に位相シフ
ト膜（２）と不透光性膜（３）とを順次積層形成し、 該不透光性膜（３）上に選択的にレジスト膜（５）を形
成し、 該レジスト膜（５）をアッシングして前記不透光性膜
（３）の周辺領域上から除去し、 前記レジスト膜（５）の除去された領域の前記不透光性
膜（３）をエッチング除去して、前記不透光性膜（３）
の形成された領域を除く透光領域（４）の周辺に位相シ
フタ（６）を形成することを特徴とする位相シフトマス
クの製造方法。 - 【請求項２】 透光性基板（１）の一部領域に凹部
（７）を形成し、 該凹部（７）を除く領域の前記透光性基板（１）上に不
透光性膜（３）を形成し、 該不透光性膜（３）上に選択的にレジスト膜（５）を形
成し、 該レジスト膜（５）をアッシングして前記不透光性膜
（３）の周辺領域上から除去し、 前記レジスト膜（５）の除去された領域の前記不透光性
膜（３）をエッチング除去して、前記不透光性膜（３）
の形成された領域を除く透光領域（４）の周辺に位相シ
フタ（６）を形成することを特徴とする位相シフトマス
クの製造方法。 - 【請求項３】 前記レジスト膜（５）を前記不透光性膜
（３）の周辺領域からアッシング除去する工程は、前記
レジスト膜（５）の垂直方向のアッシング量と水平方向
のアッシング量との間に相関々係があるのを利用して、
前記レジスト膜（５）の厚さをモニタしながらアッシン
グすることを特徴とする請求項１または２記載の位相シ
フトマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13669292A JPH05333523A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13669292A JPH05333523A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05333523A true JPH05333523A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15181243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13669292A Withdrawn JPH05333523A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05333523A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09179289A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-11 | Sony Corp | 位相シフト露光マスクの製造方法 |
| DE4438616B4 (de) * | 1993-10-29 | 2004-02-05 | Hyundai Display Technology, Inc. | Halbton-Phasenverschiebermaske |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP13669292A patent/JPH05333523A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4438616B4 (de) * | 1993-10-29 | 2004-02-05 | Hyundai Display Technology, Inc. | Halbton-Phasenverschiebermaske |
| JPH09179289A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-11 | Sony Corp | 位相シフト露光マスクの製造方法 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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