JPH0950112A - 位相シフトマスク - Google Patents
位相シフトマスクInfo
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- JPH0950112A JPH0950112A JP19968995A JP19968995A JPH0950112A JP H0950112 A JPH0950112 A JP H0950112A JP 19968995 A JP19968995 A JP 19968995A JP 19968995 A JP19968995 A JP 19968995A JP H0950112 A JPH0950112 A JP H0950112A
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- film
- phase shift
- light
- pattern
- shielding film
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 素子領域においては、遮光膜の段差によって
生じる位相シフト膜の膜厚変動を抑え、素子領域周辺に
おいては、十分な遮光特性を示し、優れた位相シフト効
果を有する上シフター型位相シフトマスク。 【解決手段】 透明基板１０１上に、遮光膜１０８の第
１パターンと、第１パターン上に積層された位相シフト
膜１０９の第２パターンとを有する位相シフトマスク１
０２において、透明基板上に、遮光膜１０８の膜厚が大
きい周辺領域と、遮光膜１０８の段差によって生じる位
相シフト膜の膜厚変動を抑えるために、遮光膜１０８の
膜厚が小さい素子領域とが存在する。
生じる位相シフト膜の膜厚変動を抑え、素子領域周辺に
おいては、十分な遮光特性を示し、優れた位相シフト効
果を有する上シフター型位相シフトマスク。 【解決手段】 透明基板１０１上に、遮光膜１０８の第
１パターンと、第１パターン上に積層された位相シフト
膜１０９の第２パターンとを有する位相シフトマスク１
０２において、透明基板上に、遮光膜１０８の膜厚が大
きい周辺領域と、遮光膜１０８の段差によって生じる位
相シフト膜の膜厚変動を抑えるために、遮光膜１０８の
膜厚が小さい素子領域とが存在する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフトマスク
に関し、特に、超ＬＳＩ等の製造に用いられるフォトマ
スクの中、微細パターンの形成が可能な位相シフトマス
クに関する。
に関し、特に、超ＬＳＩ等の製造に用いられるフォトマ
スクの中、微細パターンの形成が可能な位相シフトマス
クに関する。
【０００２】
【従来の技術】透明基板上に少なくとも第１のパターン
を形成する遮光膜と第２のパターンを形成する位相シフ
ト膜とを有する位相シフトマスクは、微細パターンの形
成に有効であることが知られている。このような位相シ
フトマスクとしては、一般的に以下の２つのタイプが知
られている。すなわち、（１）透明基板上に、まず、全
面に遮光膜を設け、これらを所定のパターンに製版した
後、位相シフト膜を全面に設けこれを製版することによ
り得られるいわゆる上シフター型位相シフトマスクと、
（２）透明基板上に、位相シフト膜、遮光膜をこの順で
全面に設けた後、まず、遮蔽膜を所定のパターンに加工
し、続いて位相シフト膜をパターニングすることにより
得られるいわゆる下シフター型位相シフトマスクと、で
ある。
を形成する遮光膜と第２のパターンを形成する位相シフ
ト膜とを有する位相シフトマスクは、微細パターンの形
成に有効であることが知られている。このような位相シ
フトマスクとしては、一般的に以下の２つのタイプが知
られている。すなわち、（１）透明基板上に、まず、全
面に遮光膜を設け、これらを所定のパターンに製版した
後、位相シフト膜を全面に設けこれを製版することによ
り得られるいわゆる上シフター型位相シフトマスクと、
（２）透明基板上に、位相シフト膜、遮光膜をこの順で
全面に設けた後、まず、遮蔽膜を所定のパターンに加工
し、続いて位相シフト膜をパターニングすることにより
得られるいわゆる下シフター型位相シフトマスクと、で
ある。
【０００３】この２者を比較すると、以下の理由によ
り、前者の方が有利である。
り、前者の方が有利である。
【０００４】（１）後者において、いわゆる光導波効果
が生じ、これを打ち消すために煩雑なパターンデータ調
整が必要であるが、前者においてはこれは必要でない。 （２）位相シフトマスク固有のプロセスである位相スフ
ト膜に関する加工プロセスを、前者においては、通常の
クロムマスクプロセスの後に付加できるのに対し、後者
においてはクロムプロセスの間に挿入せねばならない。
このため、前者においては、遮光膜プロセスは従来プロ
セスと同じでよいのに対し、後者においては、遮光膜プ
ロセスも位相シフト膜の存在のため一部見直す必要があ
る。
が生じ、これを打ち消すために煩雑なパターンデータ調
整が必要であるが、前者においてはこれは必要でない。 （２）位相シフトマスク固有のプロセスである位相スフ
ト膜に関する加工プロセスを、前者においては、通常の
クロムマスクプロセスの後に付加できるのに対し、後者
においてはクロムプロセスの間に挿入せねばならない。
このため、前者においては、遮光膜プロセスは従来プロ
セスと同じでよいのに対し、後者においては、遮光膜プ
ロセスも位相シフト膜の存在のため一部見直す必要があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上シフ
ター型位相シフトマスクにおいても、以下のような欠点
がある。すなわち、パターニングされた遮光膜の上に位
相シフト膜を成膜する際に、遮光膜パターンの段差の影
響を受け、位相シフト膜が均一に成膜できない、という
問題である。位相シフト膜の段差の不均一は、透過する
露光光の位相シフト量を不均一にするものであり、位相
シフトマスクとしての性能を著しく劣化させるものであ
った。
ター型位相シフトマスクにおいても、以下のような欠点
がある。すなわち、パターニングされた遮光膜の上に位
相シフト膜を成膜する際に、遮光膜パターンの段差の影
響を受け、位相シフト膜が均一に成膜できない、という
問題である。位相シフト膜の段差の不均一は、透過する
露光光の位相シフト量を不均一にするものであり、位相
シフトマスクとしての性能を著しく劣化させるものであ
った。
【０００６】位相シフト膜の膜厚の不均一をなくし、位
相角を正確に合わせた位相シフトマスクを得るために
は、遮光膜の膜厚を小さくし、遮光膜の段差を低減する
ことが必要である。ところが、遮光膜の膜厚を減じる
と、その遮光性能が劣化し、ステップアンドリピート露
光する際にウェハー上で隣接するショット（１回の露光
で転写される範囲）同士が重なる多重露光領域等が感光
してしまうコントラスト低下の問題が発生するため、遮
光膜の膜厚を小さくすることにより、上記問題を解決す
ることは困難であった。
相角を正確に合わせた位相シフトマスクを得るために
は、遮光膜の膜厚を小さくし、遮光膜の段差を低減する
ことが必要である。ところが、遮光膜の膜厚を減じる
と、その遮光性能が劣化し、ステップアンドリピート露
光する際にウェハー上で隣接するショット（１回の露光
で転写される範囲）同士が重なる多重露光領域等が感光
してしまうコントラスト低下の問題が発生するため、遮
光膜の膜厚を小さくすることにより、上記問題を解決す
ることは困難であった。
【０００７】遮光膜としては、スパッタ成膜によるクロ
ム膜を用いるのが一般的であるが、クロム膜の膜厚とそ
の透過率との関係を図５に示す。通常要求される遮光性
能は、透過率が０．１％以下となることである。これか
ら、遮光膜としては、最低でも６０ｎｍ以上の膜厚が要
求されることが分かる。また、一般的に、遮光膜に反射
防止機能を要求する場合があるが、この場合は、クロム
膜に加えて反射防止膜が必要となり、遮光膜の膜厚は１
００ｎｍ以上になるのが普通である。
ム膜を用いるのが一般的であるが、クロム膜の膜厚とそ
の透過率との関係を図５に示す。通常要求される遮光性
能は、透過率が０．１％以下となることである。これか
ら、遮光膜としては、最低でも６０ｎｍ以上の膜厚が要
求されることが分かる。また、一般的に、遮光膜に反射
防止機能を要求する場合があるが、この場合は、クロム
膜に加えて反射防止膜が必要となり、遮光膜の膜厚は１
００ｎｍ以上になるのが普通である。
【０００８】また、一方で、段差を持つ遮光膜パターン
の上に位相シフト膜を成膜した場合、一般的に、遮光膜
パターンの持つ段差と同等、又は、それに近い段差が位
相シフト膜の表面にも生じてしまう。さらに、位相シフ
ト膜（シフター膜）の成膜方法によっては、遮光膜の開
口部に向かって、図６に示すようにテーパーを持ってし
まうことが観測される。この場合、開口部内で位相シフ
ト量が一定でなくなり、位相シフトマスクの効果を低下
させてしまう。
の上に位相シフト膜を成膜した場合、一般的に、遮光膜
パターンの持つ段差と同等、又は、それに近い段差が位
相シフト膜の表面にも生じてしまう。さらに、位相シフ
ト膜（シフター膜）の成膜方法によっては、遮光膜の開
口部に向かって、図６に示すようにテーパーを持ってし
まうことが観測される。この場合、開口部内で位相シフ
ト量が一定でなくなり、位相シフトマスクの効果を低下
させてしまう。
【０００９】位相シフト膜としては、一般的に酸化珪素
膜が使われることが多いが、開口部内で酸化珪素膜が上
述のクロム段差と同等の６０ｎｍの膜厚変動を持った場
合、位相シフト量の変動は、ｉ線リソグラフィーでは約
３０°、ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフィーでは４
５°近くにもなってしまう。また、膜厚変動が反射防止
膜も加えて１００ｎｍとなった場合は、ｉ線リソグラフ
ィーでは約５０°、ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフ
ィーでは約７０°となってしまい、位相シフトマスクと
しては使いものにならない。
膜が使われることが多いが、開口部内で酸化珪素膜が上
述のクロム段差と同等の６０ｎｍの膜厚変動を持った場
合、位相シフト量の変動は、ｉ線リソグラフィーでは約
３０°、ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフィーでは４
５°近くにもなってしまう。また、膜厚変動が反射防止
膜も加えて１００ｎｍとなった場合は、ｉ線リソグラフ
ィーでは約５０°、ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフ
ィーでは約７０°となってしまい、位相シフトマスクと
しては使いものにならない。
【００１０】逆に、位相シフト量の変動の許容範囲を±
１０°とした場合、酸化珪素からなる位相シフト膜に許
される膜厚の変動は、ｉ線リソグラフィーでは約２０ｎ
ｍ、ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフィーでは約１４
ｎｍにすぎない。このために許容される遮光膜パターン
の段差は、シフター膜の成膜方法にもよるが、特殊な成
膜方法を採用しない限り、上述の６０ｎｍよりかなり小
さくなってしまい、図５より明らかな通り、遮光性能が
低いものになってしまう。
１０°とした場合、酸化珪素からなる位相シフト膜に許
される膜厚の変動は、ｉ線リソグラフィーでは約２０ｎ
ｍ、ＫｒＦエキシマレーザーリソグラフィーでは約１４
ｎｍにすぎない。このために許容される遮光膜パターン
の段差は、シフター膜の成膜方法にもよるが、特殊な成
膜方法を採用しない限り、上述の６０ｎｍよりかなり小
さくなってしまい、図５より明らかな通り、遮光性能が
低いものになってしまう。
【００１１】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、位相シフト効果
が要求される領域においては、パターニングされた遮光
膜の段差によって生じる位相シフト膜の膜厚変動を抑
え、かつ、十分な遮光率が要求される領域においては、
十分な遮光特性を示し、優れた位相シフト効果を有する
上シフター型位相シフトマスクを提供することである。
みてなされたものであり、その目的は、位相シフト効果
が要求される領域においては、パターニングされた遮光
膜の段差によって生じる位相シフト膜の膜厚変動を抑
え、かつ、十分な遮光率が要求される領域においては、
十分な遮光特性を示し、優れた位相シフト効果を有する
上シフター型位相シフトマスクを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、遮光膜の膜厚
が大きく、したがって段差が大きく、遮光性能が高い領
域と、膜厚が小さく、したがって段差が小さく、遮光性
能が低い領域とを設けることにより、上述の問題点を解
決するものである。また、遮光膜の構成として、層数が
多く、したがって段差が大きく、遮光性能が高い領域
と、層数が少なく、したがって段差が小さく、遮光性能
が低い領域とを設けることにより、同様に上述の問題を
解決するものである。
が大きく、したがって段差が大きく、遮光性能が高い領
域と、膜厚が小さく、したがって段差が小さく、遮光性
能が低い領域とを設けることにより、上述の問題点を解
決するものである。また、遮光膜の構成として、層数が
多く、したがって段差が大きく、遮光性能が高い領域
と、層数が少なく、したがって段差が小さく、遮光性能
が低い領域とを設けることにより、同様に上述の問題を
解決するものである。
【００１３】一般的に、例えば素子領域内の微細パター
ン等の位相シフト効果が必要とされるパターンにおいて
は、隣接する開口間に位相シフト層によって位相差が半
波長（１８０°）導入されるようにすることが重要で、
その開口間の遮光層の遮光性能は高くなくとも、十分に
位相シフトの効果が期待できる。一方で、例えば素子領
域の周辺部のステップアンドリピート露光の際に多重露
光される領域のように、遮光層に高い遮光性能が要求さ
れる領域には、位相シフト効果が必要とされるような微
細パターンは存在しない。したがって、予め遮光性能を
優先させる領域と、位相シフト効果を優先させる領域と
に分けることは十分に可能である。
ン等の位相シフト効果が必要とされるパターンにおいて
は、隣接する開口間に位相シフト層によって位相差が半
波長（１８０°）導入されるようにすることが重要で、
その開口間の遮光層の遮光性能は高くなくとも、十分に
位相シフトの効果が期待できる。一方で、例えば素子領
域の周辺部のステップアンドリピート露光の際に多重露
光される領域のように、遮光層に高い遮光性能が要求さ
れる領域には、位相シフト効果が必要とされるような微
細パターンは存在しない。したがって、予め遮光性能を
優先させる領域と、位相シフト効果を優先させる領域と
に分けることは十分に可能である。
【００１４】具体的には、通常の遮光膜パターンを透明
基板上に形成した後、２度目のリソグラフィー工程を経
て、遮光性能を犠牲にしてもよい領域の遮光膜パターン
を露出させるレジストマスクを形成する。ここで、露出
された部分の遮光膜を所定の量だけエッチングして薄く
し、その後残ったレジストを除去することにより、膜厚
が異なり、遮光能力の異なる２つの領域が得られる。こ
の際、エッチングの深さをコントロールするのが困難な
場合は、遮光膜を予め異なる材料からなる多層膜とし、
上述のエッチングの際に特定の材料の層だけがエッチン
グされるようにすることも可能である。この方式によ
り、２つの領域の膜厚、遮光性能をより厳密にコントロ
ールすることができる。
基板上に形成した後、２度目のリソグラフィー工程を経
て、遮光性能を犠牲にしてもよい領域の遮光膜パターン
を露出させるレジストマスクを形成する。ここで、露出
された部分の遮光膜を所定の量だけエッチングして薄く
し、その後残ったレジストを除去することにより、膜厚
が異なり、遮光能力の異なる２つの領域が得られる。こ
の際、エッチングの深さをコントロールするのが困難な
場合は、遮光膜を予め異なる材料からなる多層膜とし、
上述のエッチングの際に特定の材料の層だけがエッチン
グされるようにすることも可能である。この方式によ
り、２つの領域の膜厚、遮光性能をより厳密にコントロ
ールすることができる。
【００１５】また、遮光膜パターンを透明基板上の全て
の領域において薄く作製し、位相シフト膜パターンを作
製した後、この上に遮光性を十分に有する第３の層を成
膜し、これを製版することによっても、上述の目的は達
成される。
の領域において薄く作製し、位相シフト膜パターンを作
製した後、この上に遮光性を十分に有する第３の層を成
膜し、これを製版することによっても、上述の目的は達
成される。
【００１６】すなわち、本発明の位相シフトマスクは、
透明基板上に、遮光膜の第１パターンと、第１パターン
上に積層された位相シフト膜の第２パターンとを少なく
とも有する位相シフトマスクにおいて、前記透明基板上
に、前記遮光膜の膜厚が大きい領域と小さい領域とが存
在することを特徴とするものである。
透明基板上に、遮光膜の第１パターンと、第１パターン
上に積層された位相シフト膜の第２パターンとを少なく
とも有する位相シフトマスクにおいて、前記透明基板上
に、前記遮光膜の膜厚が大きい領域と小さい領域とが存
在することを特徴とするものである。
【００１７】この場合、遮光膜の膜厚が大きい領域が、
ステップアンドリピート露光において多重露光される領
域を含むことが望ましい。
ステップアンドリピート露光において多重露光される領
域を含むことが望ましい。
【００１８】本発明のもう１つの位相シフトマスクは、
透明基板上に、遮光膜の第１パターンと、第１パターン
上に積層された位相シフト膜の第２パターンとを少なく
とも有する位相シフトマスクにおいて、前記遮光膜が複
数の層からなる多層膜からなり、前記透明基板上で前記
多層膜を構成する層数が多い領域と１層を含む少ない領
域とが存在することを特徴とするものである。
透明基板上に、遮光膜の第１パターンと、第１パターン
上に積層された位相シフト膜の第２パターンとを少なく
とも有する位相シフトマスクにおいて、前記遮光膜が複
数の層からなる多層膜からなり、前記透明基板上で前記
多層膜を構成する層数が多い領域と１層を含む少ない領
域とが存在することを特徴とするものである。
【００１９】この場合、遮光膜の層数が多い領域が、ス
テップアンドリピート露光において多重露光される領域
を含むことが望ましい。
テップアンドリピート露光において多重露光される領域
を含むことが望ましい。
【００２０】本発明のさらにもう１つの位相シフトマス
クは、透明基板上に、遮光膜の第１パターンと、第１パ
ターン上に積層された位相シフト膜の第２パターンとを
少なくとも有する位相シフトマスクにおいて、前記第２
パターンの上に遮光性の第３パターンを有することを特
徴とするものである。
クは、透明基板上に、遮光膜の第１パターンと、第１パ
ターン上に積層された位相シフト膜の第２パターンとを
少なくとも有する位相シフトマスクにおいて、前記第２
パターンの上に遮光性の第３パターンを有することを特
徴とするものである。
【００２１】この場合、第３パターンが形成された領域
が、ステップアンドリピート露光において多重露光され
る領域を含むことが望ましい。
が、ステップアンドリピート露光において多重露光され
る領域を含むことが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照にして本発明
の位相シフトマスクをその作製方法に基づいて具体的に
説明する。 〔実施例１〕以下に、本発明によるｉ線露光用位相シフ
トマスクの実施例を図１〜図２の製造方法を示す工程図
に従って説明する。まず、図１（ａ）に示すように、６
インチ角、厚さ０．２５インチのフォトマスク用合成石
英基板１０１上に、以下の条件で膜厚１００ｎｍのクロ
ム遮光膜１０２を成膜する。
の位相シフトマスクをその作製方法に基づいて具体的に
説明する。 〔実施例１〕以下に、本発明によるｉ線露光用位相シフ
トマスクの実施例を図１〜図２の製造方法を示す工程図
に従って説明する。まず、図１（ａ）に示すように、６
インチ角、厚さ０．２５インチのフォトマスク用合成石
英基板１０１上に、以下の条件で膜厚１００ｎｍのクロ
ム遮光膜１０２を成膜する。
【００２３】 成膜方法 ：ＤＣマグネトロンスパッタリング ターゲット ：金属クロム 成膜ガス及び流量：アルゴン８０ｓｃｃｍ＋窒素２０ｓ
ｃｃｍ 成膜圧力 ：約５ｍＴｏｒｒ 電流 ：６アンペア なお、このようにして成膜した遮光膜１０２の波長３６
５ｎｍにおける透過率は、透明基板１０１を１００％と
したとき、略０％であった。
ｃｃｍ 成膜圧力 ：約５ｍＴｏｒｒ 電流 ：６アンペア なお、このようにして成膜した遮光膜１０２の波長３６
５ｎｍにおける透過率は、透明基板１０１を１００％と
したとき、略０％であった。
【００２４】次に、図１（ｂ）に示すように、このブラ
ンクの上に電子線レジスト１０３を塗布し、通常の電子
線リソグラフィー法によりこれをパターニングし、同図
（ｃ）に示すようなレジストパターン１０４を得る。こ
のレジストパターン１０４をマスクとして、表面の露出
しているクロム遮光膜１０２を硝酸セリウム系のウエッ
トエッチャントで選択的にエッチングする。なお、この
際のエッチング時間は４０秒であった。さらに、エッチ
ング終了後、残ったレジストパターン１０４を除去し、
図１（ｄ）に示すような遮光膜パターン１０５を得る。
ンクの上に電子線レジスト１０３を塗布し、通常の電子
線リソグラフィー法によりこれをパターニングし、同図
（ｃ）に示すようなレジストパターン１０４を得る。こ
のレジストパターン１０４をマスクとして、表面の露出
しているクロム遮光膜１０２を硝酸セリウム系のウエッ
トエッチャントで選択的にエッチングする。なお、この
際のエッチング時間は４０秒であった。さらに、エッチ
ング終了後、残ったレジストパターン１０４を除去し、
図１（ｄ）に示すような遮光膜パターン１０５を得る。
【００２５】この基板を十分に洗浄した後に、図１
（ｅ）に示すように、再度電子線レジスト１０６を塗布
し、常法の電子線リソグラフィーにより、同図（ｆ）に
示すように、素子領域の内部の部分のクロム遮光膜１０
５を露出させるレジストパターン１０７を得る。
（ｅ）に示すように、再度電子線レジスト１０６を塗布
し、常法の電子線リソグラフィーにより、同図（ｆ）に
示すように、素子領域の内部の部分のクロム遮光膜１０
５を露出させるレジストパターン１０７を得る。
【００２６】続いて、上述のウエットエッチャントを用
い、上述のエッチング時間の７５％の時間、すなわち、
３０秒間だけ露出している領域のクロム遮光膜１０５を
エッチングし、膜厚の小さい領域を設ける。この膜厚の
小さい領域のクロム遮光膜１０５の膜厚は約２５ｎｍで
あった。その後、残ったレジストを除去することによ
り、図２（ｇ）に示すような本発明の厚さの異なる２つ
の領域を持つ遮光膜１０８を得る。
い、上述のエッチング時間の７５％の時間、すなわち、
３０秒間だけ露出している領域のクロム遮光膜１０５を
エッチングし、膜厚の小さい領域を設ける。この膜厚の
小さい領域のクロム遮光膜１０５の膜厚は約２５ｎｍで
あった。その後、残ったレジストを除去することによ
り、図２（ｇ）に示すような本発明の厚さの異なる２つ
の領域を持つ遮光膜１０８を得る。
【００２７】次に、図２（ｈ）に示すように、この上に
市販のスピンオングラス（例えば、東京応化（株）製Ｏ
ＣＤ）を厚さが３８５ｎｍとなるように回転塗布し、乾
燥後、空気中で２５０℃で焼成し、位相シフト量が略１
８０°の位相シフト膜１０９を得る。続いて、図２
（ｉ）に示すように、この上に通常のフォトレジスト１
１０を塗布し、レーザービームパターン描画装置を用い
たリソグラフィー法によりこれをパターニングし、同図
（ｊ）に示すようなレジストパターン１１１を形成す
る。次に、このレジストパターン１１１をマスクとし
て、露出した位相シフト膜１０９を常法のドライエッチ
ング法により選択的にエッチングし、その後、残ったレ
ジストパターン１１１を除去し、図２（ｋ）に示すよう
な本発明の位相シフトマスク１１２を得る。
市販のスピンオングラス（例えば、東京応化（株）製Ｏ
ＣＤ）を厚さが３８５ｎｍとなるように回転塗布し、乾
燥後、空気中で２５０℃で焼成し、位相シフト量が略１
８０°の位相シフト膜１０９を得る。続いて、図２
（ｉ）に示すように、この上に通常のフォトレジスト１
１０を塗布し、レーザービームパターン描画装置を用い
たリソグラフィー法によりこれをパターニングし、同図
（ｊ）に示すようなレジストパターン１１１を形成す
る。次に、このレジストパターン１１１をマスクとし
て、露出した位相シフト膜１０９を常法のドライエッチ
ング法により選択的にエッチングし、その後、残ったレ
ジストパターン１１１を除去し、図２（ｋ）に示すよう
な本発明の位相シフトマスク１１２を得る。
【００２８】〔実施例２〕次に、本発明による別のｉ線
露光用位相シフトマスクの実施例を図３の製造方法を示
す工程図に従って説明する。図３（ａ）に示すように、
透明基板２０１上に、順に以下の条件（１）、（２）に
従って２つの層２０２、２０３からなる遮光膜を成膜す
る。なお、２つの層２０２、２０３は、真空装置から出
さずに一気に成膜した。
露光用位相シフトマスクの実施例を図３の製造方法を示
す工程図に従って説明する。図３（ａ）に示すように、
透明基板２０１上に、順に以下の条件（１）、（２）に
従って２つの層２０２、２０３からなる遮光膜を成膜す
る。なお、２つの層２０２、２０３は、真空装置から出
さずに一気に成膜した。
【００２９】条件（１） 成膜方法 ：ＤＣマグネトロンスパッタリング ターゲット ：金属クロム 成膜ガス及び流量：アルゴン９５ｓｃｃｍ＋四フッ化炭
素５ｓｃｃｍ 成膜圧力 ：約５ｍＴｏｒｒ 電流 ：６アンペア 条件（２） 成膜方法 ：ＤＣマグネトロンスパッタリング ターゲット ：金属フロム 成膜ガス及び流量：アルゴン８０ｓｃｃｍ＋窒素２０ｓ
ｃｃｍ 成膜圧力 ：約５ｍＴｏｒｒ 電流 ：６アンペア ここで、第１層２０２は約２０ｎｍ、第２層２０３は約
１００ｎｍの厚さであった。次に、図３（ｂ）に示すよ
うに、この遮光膜上に常用の電子線レジスト２０４を塗
布し、同図（ｃ）に示すように、常法の電子線リソグラ
フィーによりこれをパターニングし、レジストパターン
２０５を得る。続いて、レジストパターン２０５より露
出している遮光膜を以下の条件によりドライエッチング
する。
素５ｓｃｃｍ 成膜圧力 ：約５ｍＴｏｒｒ 電流 ：６アンペア 条件（２） 成膜方法 ：ＤＣマグネトロンスパッタリング ターゲット ：金属フロム 成膜ガス及び流量：アルゴン８０ｓｃｃｍ＋窒素２０ｓ
ｃｃｍ 成膜圧力 ：約５ｍＴｏｒｒ 電流 ：６アンペア ここで、第１層２０２は約２０ｎｍ、第２層２０３は約
１００ｎｍの厚さであった。次に、図３（ｂ）に示すよ
うに、この遮光膜上に常用の電子線レジスト２０４を塗
布し、同図（ｃ）に示すように、常法の電子線リソグラ
フィーによりこれをパターニングし、レジストパターン
２０５を得る。続いて、レジストパターン２０５より露
出している遮光膜を以下の条件によりドライエッチング
する。
【００３０】 エッチング方式 ：高周波反応性イオンエッチング ガス及び流量 ：ジクロロメタン５０ｓｃｃｍ＋酸素
２０ｓｃｃｍ 圧力 ：約３００ｍＴｏｒｒ 電力 ：２５０Ｗ なお、このドライエッチングは、遮光膜を構成する２層
２０２、２０３の両方を除去できる。さらに、残ったレ
ジストを除去し、図３（ｄ）に示すような遮光膜パター
ン２０６を得る。
２０ｓｃｃｍ 圧力 ：約３００ｍＴｏｒｒ 電力 ：２５０Ｗ なお、このドライエッチングは、遮光膜を構成する２層
２０２、２０３の両方を除去できる。さらに、残ったレ
ジストを除去し、図３（ｄ）に示すような遮光膜パター
ン２０６を得る。
【００３１】次に、この基板をよく洗浄した後、図３
（ｅ）に示すように、再度電子線レジスト２０７を塗布
し、同図（ｆ）に示すように、素子領域２０８だけ遮光
膜が露出するようにこれをパターニングする。続いて、
硝酸セリウム系のウエットエッチャント（例えば、イン
クテック社製ＭＲ−ＥＳ）を用いて、遮光膜の第２層２
０３を選択的にエッチングし、残ったレジストを除去
し、図３（ｇ）に示すように、本発明の遮光膜パターン
２０９を得る。なお、上述の条件（１）で成膜される第
１層２０２は、上述のウエットエッチャントへの溶解速
度が極めて遅く、実質的にエッチングされないため、膜
２０３のみが除去され、膜２０２は残る。
（ｅ）に示すように、再度電子線レジスト２０７を塗布
し、同図（ｆ）に示すように、素子領域２０８だけ遮光
膜が露出するようにこれをパターニングする。続いて、
硝酸セリウム系のウエットエッチャント（例えば、イン
クテック社製ＭＲ−ＥＳ）を用いて、遮光膜の第２層２
０３を選択的にエッチングし、残ったレジストを除去
し、図３（ｇ）に示すように、本発明の遮光膜パターン
２０９を得る。なお、上述の条件（１）で成膜される第
１層２０２は、上述のウエットエッチャントへの溶解速
度が極めて遅く、実質的にエッチングされないため、膜
２０３のみが除去され、膜２０２は残る。
【００３２】以下、実施例１と同様に、スピオングラス
からなる位相シフト膜を形成し、パターニングして、図
３（ｈ）に示すような本発明の位相シフトマスク２１０
を得る。
からなる位相シフト膜を形成し、パターニングして、図
３（ｈ）に示すような本発明の位相シフトマスク２１０
を得る。
【００３３】〔実施例３〕最後に、本発明による第３の
ｉ線露光用位相シフトマスクの実施例を図４の製造方法
を示す工程図に従って説明する。図４（ａ）に示すよう
に、６インチ角、厚さ０．２５インチのフォトマスク用
合成石英基板３０１上に、以下の条件で膜厚３０ｎｍの
クロム遮光膜３０２を成膜する。
ｉ線露光用位相シフトマスクの実施例を図４の製造方法
を示す工程図に従って説明する。図４（ａ）に示すよう
に、６インチ角、厚さ０．２５インチのフォトマスク用
合成石英基板３０１上に、以下の条件で膜厚３０ｎｍの
クロム遮光膜３０２を成膜する。
【００３４】 成膜方法 ：ＤＣマグネトロンスパッタリング ターゲット ：金属クロム 成膜ガス及び流量：アルゴン８０ｓｃｃｍ＋窒素２０ｓ
ｃｃｍ 成膜圧力 ：約５ｍＴｏｒｒ 電流 ：６アンペア なお、このようにして成膜した遮光膜３０２の波長３６
５ｎｍにおける透過率は、透明基板３０１を１００％と
したとき、約７％であった。
ｃｃｍ 成膜圧力 ：約５ｍＴｏｒｒ 電流 ：６アンペア なお、このようにして成膜した遮光膜３０２の波長３６
５ｎｍにおける透過率は、透明基板３０１を１００％と
したとき、約７％であった。
【００３５】次に、この遮光膜３０２を実施例１と同様
にパターニングし、図４（ｂ）に示すような遮光膜パタ
ーン３０３を得る。続いて、実施例１と同様に、この上
にスピンオングラスからなるシフター膜を成膜し、パタ
ーニングすることにより、図４（ｃ）に示すようなシフ
ターパターン３０４を得る。
にパターニングし、図４（ｂ）に示すような遮光膜パタ
ーン３０３を得る。続いて、実施例１と同様に、この上
にスピンオングラスからなるシフター膜を成膜し、パタ
ーニングすることにより、図４（ｃ）に示すようなシフ
ターパターン３０４を得る。
【００３６】このシフターパターン３０４の上に、図４
（ｄ）に示すように、常用の電子線レジスト３０５を全
面に塗布し、これを常法により、同図（ｅ）に示すよう
に、素子領域の外側部３０６だけシフト膜３０４が露出
するようにパターニングする。さらに、この上に、上述
の遮光膜３０２の成膜条件と同じ条件で、図４（ｆ）に
示すように、第２の遮光膜３０７を成膜する。なお、こ
のときの第２の遮光膜３０７の膜厚は約１００ｎｍであ
った。最後に、レジスト３０５をリフトオフして、素子
領域上の第２の遮光膜３０７を除去することにより、図
４（ｇ）に示すような本発明の位相シフトマスク３０８
を得る。
（ｄ）に示すように、常用の電子線レジスト３０５を全
面に塗布し、これを常法により、同図（ｅ）に示すよう
に、素子領域の外側部３０６だけシフト膜３０４が露出
するようにパターニングする。さらに、この上に、上述
の遮光膜３０２の成膜条件と同じ条件で、図４（ｆ）に
示すように、第２の遮光膜３０７を成膜する。なお、こ
のときの第２の遮光膜３０７の膜厚は約１００ｎｍであ
った。最後に、レジスト３０５をリフトオフして、素子
領域上の第２の遮光膜３０７を除去することにより、図
４（ｇ）に示すような本発明の位相シフトマスク３０８
を得る。
【００３７】以上、本発明の位相シフトマスクをいくつ
かの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら
実施例に限定されず種々の変形が可能である。
かの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら
実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の位相シフトマスクは、透明明基板上に、第１パターン
を形成するいわゆる遮光膜と、この遮光膜がパターンニ
ングされた後にこの上に積層される第２のパターンを形
成するいわゆる位相シフト膜とを少なくとも有する位相
シフトマスクであり、透明基板上で、上記の遮光膜の膜
厚が大きい領域と小さく領域とが存在するか、又は、上
記の遮光膜が複数の層からなる多層膜であり、透明基板
上で多層膜を構成する層数が多い領域と少ない領域とが
存在することを特徴とするものであり、位相シフト効果
が要求される領域においては、パターニングされた遮光
膜の段差によって生じる位相シフト膜の膜厚変動を抑
え、かつ、十分な遮光率が要求される領域においては、
十分な遮光特性を示すものである。したがって、上シフ
ター型位相シフトマスクにおいて、優れた位相シフト効
果を引き出すことができる。
の位相シフトマスクは、透明明基板上に、第１パターン
を形成するいわゆる遮光膜と、この遮光膜がパターンニ
ングされた後にこの上に積層される第２のパターンを形
成するいわゆる位相シフト膜とを少なくとも有する位相
シフトマスクであり、透明基板上で、上記の遮光膜の膜
厚が大きい領域と小さく領域とが存在するか、又は、上
記の遮光膜が複数の層からなる多層膜であり、透明基板
上で多層膜を構成する層数が多い領域と少ない領域とが
存在することを特徴とするものであり、位相シフト効果
が要求される領域においては、パターニングされた遮光
膜の段差によって生じる位相シフト膜の膜厚変動を抑
え、かつ、十分な遮光率が要求される領域においては、
十分な遮光特性を示すものである。したがって、上シフ
ター型位相シフトマスクにおいて、優れた位相シフト効
果を引き出すことができる。
【図１】本発明の実施例１の位相シフトマスクの製造方
法を示す工程図の一部である。
法を示す工程図の一部である。
【図２】実施例１の位相シフトマスクの製造方法を示す
工程図の残部である。
工程図の残部である。
【図３】実施例２の位相シフトマスクの製造方法を示す
工程図である。
工程図である。
【図４】実施例３の位相シフトマスクの製造方法を示す
工程図である。
工程図である。
【図５】遮光膜として用いるクロム膜の膜厚と透過率と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図６】上シフター型位相シフトマスクの遮光膜の段差
によって生じる欠陥を説明するための図である。
によって生じる欠陥を説明するための図である。
１０１…フォトマスク用合成石英基板 １０２…クロム遮光膜 １０３…電子線レジスト １０４…レジストパターン １０５…遮光膜パターン １０６…電子線レジスト １０７…レジストパターン １０８…厚さの異なる２つの領域を持つ遮光膜 １０９…位相シフト膜 １１０…フォトレジスト １１１…レジストパターン １１２…位相シフトマスク ２０１…透明基板 ２０２…遮光膜を構成する第１層 ２０３…遮光膜を構成する第２層 ２０４…電子線レジスト ２０５…レジストパターン ２０６…遮光膜パターン ２０７…電子線レジスト ２０８…素子領域 ２０９…遮光膜パターン ２１０…位相シフトマスク ３０１…フォトマスク用合成石英基板 ３０２…クロム遮光膜 ３０３…遮光膜パターン ３０４…シフターパターン ３０５…電子線レジスト ３０６…素子領域の外側部 ３０７…第２の遮光膜 ３０８…位相シフトマスク
Claims (6)
- 【請求項１】 透明基板上に、遮光膜の第１パターン
と、第１パターン上に積層された位相シフト膜の第２パ
ターンとを少なくとも有する位相シフトマスクにおい
て、 前記透明基板上に、前記遮光膜の膜厚が大きい領域と小
さい領域とが存在することを特徴とする位相シフトマス
ク。 - 【請求項２】 前記の遮光膜の膜厚が大きい領域が、ス
テップアンドリピート露光において多重露光される領域
を含むことを特徴とする請求項１記載の位相シフトマス
ク。 - 【請求項３】 透明基板上に、遮光膜の第１パターン
と、第１パターン上に積層された位相シフト膜の第２パ
ターンとを少なくとも有する位相シフトマスクにおい
て、 前記遮光膜が複数の層からなる多層膜からなり、前記透
明基板上で前記多層膜を構成する層数が多い領域と１層
を含む少ない領域とが存在することを特徴とする位相シ
フトマスク。 - 【請求項４】 前記の遮光膜の層数が多い領域が、ステ
ップアンドリピート露光において多重露光される領域を
含むことを特徴とする請求項３記載の位相シフトマス
ク。 - 【請求項５】 透明基板上に、遮光膜の第１パターン
と、第１パターン上に積層された位相シフト膜の第２パ
ターンとを少なくとも有する位相シフトマスクにおい
て、 前記第２パターンの上に遮光性の第３パターンを有する
ことを特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項６】 前記の第３パターンが形成された領域
が、ステップアンドリピート露光において多重露光され
る領域を含むことを特徴とする請求項５記載の位相シフ
トマスク。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19968995A JPH0950112A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 位相シフトマスク |
| KR1019960031432A KR100627210B1 (ko) | 1995-08-04 | 1996-07-30 | 위상시프트마스크 |
| US08/691,369 US5811208A (en) | 1995-08-04 | 1996-08-02 | Phase shift mask and method of producing the same |
| US09/100,083 US5972543A (en) | 1995-08-04 | 1998-06-19 | Phase shift mask and method of producing the same |
| KR1020040087759A KR100544934B1 (ko) | 1995-08-04 | 2004-11-01 | 위상 시프트 마스크 |
| KR1020040087758A KR100520014B1 (ko) | 1995-08-04 | 2004-11-01 | 위상 시프트 마스크 및 그 제조방법 |
| KR1020050084908A KR100589095B1 (ko) | 1995-08-04 | 2005-09-13 | 위상 시프트 마스크 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19968995A JPH0950112A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 位相シフトマスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0950112A true JPH0950112A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16411981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19968995A Pending JPH0950112A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 位相シフトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0950112A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030040048A (ko) * | 2001-11-15 | 2003-05-22 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | 위상시프트마스크 및 그 제조방법 |
| JP2005182031A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Asml Netherlands Bv | デバイス製造方法及び使用されるマスク |
| JP2010048860A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Fujitsu Microelectronics Ltd | ハーフトーン位相シフトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP2012027237A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Fujitsu Semiconductor Ltd | フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
| CN104160335A (zh) * | 2012-05-14 | 2014-11-19 | 株式会社S&S技术 | 空白罩幕、光罩以及其制造方法 |
| US10838295B2 (en) * | 2017-05-04 | 2020-11-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photomask and fabrication method therefor |
-
1995
- 1995-08-04 JP JP19968995A patent/JPH0950112A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030040048A (ko) * | 2001-11-15 | 2003-05-22 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | 위상시프트마스크 및 그 제조방법 |
| JP2005182031A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Asml Netherlands Bv | デバイス製造方法及び使用されるマスク |
| US8252487B2 (en) | 2003-12-17 | 2012-08-28 | Asml Netherlands B.V. | Device manufacturing method and mask for use therein |
| JP2010048860A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Fujitsu Microelectronics Ltd | ハーフトーン位相シフトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP2012027237A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Fujitsu Semiconductor Ltd | フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
| CN104160335A (zh) * | 2012-05-14 | 2014-11-19 | 株式会社S&S技术 | 空白罩幕、光罩以及其制造方法 |
| JP2015507227A (ja) * | 2012-05-14 | 2015-03-05 | エスアンドエス テック カンパニー リミテッド | ブランクマスク、フォトマスク及びその製造方法 |
| US9389500B2 (en) | 2012-05-14 | 2016-07-12 | S&S Tech Co., Ltd. | Mask blank, photomask, and method for manufacturing same |
| CN104160335B (zh) * | 2012-05-14 | 2017-12-26 | 株式会社S&S技术 | 空白罩幕以及光罩的制造方法 |
| US10838295B2 (en) * | 2017-05-04 | 2020-11-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photomask and fabrication method therefor |
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