JPH1010699A - ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法 - Google Patents
ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法Info
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- JPH1010699A JPH1010699A JP16013796A JP16013796A JPH1010699A JP H1010699 A JPH1010699 A JP H1010699A JP 16013796 A JP16013796 A JP 16013796A JP 16013796 A JP16013796 A JP 16013796A JP H1010699 A JPH1010699 A JP H1010699A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】安定した光学特性とパターン形状が得られやす
い埋め込み式ハーフトーン型位相シフトマスクとその製
造方法を提供する。 【解決手段】透明基板１に凹部３を形成し、該凹部３に
半透明層４を設けたハーフトーン型位相シフトマスクで
あって、以下の工程を含むことを特徴とするハーフトー
ン型位相シフトマスクの製造方法である。 １）透明基板１上にレジストパターン２を形成し、該レ
ジストパターン２をマスクとして透明基板１をエッチン
グ加工して凹部３を形成する工程。 ２）前記レジストパターン２及び凹部３が形成された透
明基板１全面に所望の厚さの半透明層４を堆積する工
程。 ３）前記レジストパターン２及びレジストパターン２上
の半透明層４を除去して凹部３にのみ半透明層４を形成
する工程。
い埋め込み式ハーフトーン型位相シフトマスクとその製
造方法を提供する。 【解決手段】透明基板１に凹部３を形成し、該凹部３に
半透明層４を設けたハーフトーン型位相シフトマスクで
あって、以下の工程を含むことを特徴とするハーフトー
ン型位相シフトマスクの製造方法である。 １）透明基板１上にレジストパターン２を形成し、該レ
ジストパターン２をマスクとして透明基板１をエッチン
グ加工して凹部３を形成する工程。 ２）前記レジストパターン２及び凹部３が形成された透
明基板１全面に所望の厚さの半透明層４を堆積する工
程。 ３）前記レジストパターン２及びレジストパターン２上
の半透明層４を除去して凹部３にのみ半透明層４を形成
する工程。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
製造に用いるフォトマスクに係わり、特に位相シフト法
を利用するハーフトーン型位相シフトマスク及びその製
造法に関する。さらに従来のフォトマスクを用いた場合
に比べパターンの解像力を向上させるハーフトーン型位
相シフト領域を有するマスクの製造に用いる。
製造に用いるフォトマスクに係わり、特に位相シフト法
を利用するハーフトーン型位相シフトマスク及びその製
造法に関する。さらに従来のフォトマスクを用いた場合
に比べパターンの解像力を向上させるハーフトーン型位
相シフト領域を有するマスクの製造に用いる。
【０００２】
【従来の技術】従来のフォトマスクでは、微細なパター
ンの投影露光に際し、近接したパターンはマスクの光透
過部を通過した光が回折し、干渉し合うことによって、
パターン境界部での光強度を強め合い、フォトレジスト
が感光して、ウェハー上に転写されたパターンが分離解
像しないという問題が生じていた。この現象は露光波長
に近い微細なパターンほどその傾向が強く、原理的には
従来のフォトマスクと従来の露光光学系では光の波長以
下の微細パターンを解像することは不可能であった。
ンの投影露光に際し、近接したパターンはマスクの光透
過部を通過した光が回折し、干渉し合うことによって、
パターン境界部での光強度を強め合い、フォトレジスト
が感光して、ウェハー上に転写されたパターンが分離解
像しないという問題が生じていた。この現象は露光波長
に近い微細なパターンほどその傾向が強く、原理的には
従来のフォトマスクと従来の露光光学系では光の波長以
下の微細パターンを解像することは不可能であった。
【０００３】そこで、隣接するパターンを透過する投影
光の位相角を互いに１８０度とすることにより微細パタ
ーンの解像力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た。すなわち、隣接す
る凹部の片側に位相シフト部を設けることにより、透過
光が回折し干渉し合う際、位相が反転しているために境
界部の光強度は弱め合い、その結果転写パターンは分離
解像する。この関係は焦点の前後でも成り立っているた
め、焦点が多少ずれていても解像度は従来法よりも向上
し、焦点裕度が改善される。
光の位相角を互いに１８０度とすることにより微細パタ
ーンの解像力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た。すなわち、隣接す
る凹部の片側に位相シフト部を設けることにより、透過
光が回折し干渉し合う際、位相が反転しているために境
界部の光強度は弱め合い、その結果転写パターンは分離
解像する。この関係は焦点の前後でも成り立っているた
め、焦点が多少ずれていても解像度は従来法よりも向上
し、焦点裕度が改善される。
【０００４】上記のような位相シフト法はＩＢＭのＬｅ
ｖｅｎｓｏｎらによって提唱され、特開昭５８ー１７３
７４４号公報や、原理では特公昭６２ー５０８１１号公
報に記載されている。パターンを遮光層で形成する場合
は、遮光パターンに隣接する凹部の片側に位相シフト部
を設けて位相反転させるが、遮光層が完全な遮光性を持
たずかつ、この半透明層によって位相が反転される場合
にも、同様な解像度向上効果が得られ、この場合は特に
孤立パターンの解像度向上に有効である。
ｖｅｎｓｏｎらによって提唱され、特開昭５８ー１７３
７４４号公報や、原理では特公昭６２ー５０８１１号公
報に記載されている。パターンを遮光層で形成する場合
は、遮光パターンに隣接する凹部の片側に位相シフト部
を設けて位相反転させるが、遮光層が完全な遮光性を持
たずかつ、この半透明層によって位相が反転される場合
にも、同様な解像度向上効果が得られ、この場合は特に
孤立パターンの解像度向上に有効である。
【０００５】後者のような効果を与える位相シフトマス
クを一般にハーフトーン型と称する。この技術には半透
明膜と位相シフト層を積層する２層ハーフトーン型マス
クと半透明層マスクに位相シフト効果を持たせる単層ハ
ーフトーン型マスクの２種類がある。
クを一般にハーフトーン型と称する。この技術には半透
明膜と位相シフト層を積層する２層ハーフトーン型マス
クと半透明層マスクに位相シフト効果を持たせる単層ハ
ーフトーン型マスクの２種類がある。
【０００６】位相シフト効果を最大にするためには、位
相シフトを１８０゜にすることが望ましい。このために
は（１）式の関係が成り立つような半透明層を形成すれ
ばよい。 ｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝………（１） （ｄ：位相シフト部膜厚、λ：露光波長、ｎ：位相シフ
ト部屈折率）
相シフトを１８０゜にすることが望ましい。このために
は（１）式の関係が成り立つような半透明層を形成すれ
ばよい。 ｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝………（１） （ｄ：位相シフト部膜厚、λ：露光波長、ｎ：位相シフ
ト部屈折率）
【０００７】図３（ａ）、（ｂ）に従来のハーフトーン
型位相シフトマスクの断面図を示す。図３（ａ）は、単
層ハーフトーン型位相シフトマスクを示したものであ
り、透明基板１１の上に従来の半透明層１２を設けたも
のである。この半透明層１２としては、ＭｏＳｉ化合
物、Ｃｒ化合物、Ｓｉ化合物、ＷＳｉ化合物などがあ
る。例えば、従来の前記半透明層であるＭｏＳｉ化合物
は、ＭｏＳｉターゲットを用いて、不活性ガスと反応性
ガス（酸素ガス、窒素ガス）の混合ガスでスパッタリン
グを行って、目標の光学特性である透過率５％から１５
％と位相角１７０度から１８０度を同時に満たすことが
できる。しかし、スパッタリングで使用するガスがＡｒ
のみでは、膜の光学特性を満たす領域が狭くなる。一方
酸素や窒素などの添加ガスを使用する場合は、Ａｒガス
のみで成膜した場合よりも目標とする光学特性が得られ
やすい。しかし反応性スパッターリングでは膜特性の再
現性、成膜後の経時安定性、または薬品耐性の低下等の
様々な問題があった。
型位相シフトマスクの断面図を示す。図３（ａ）は、単
層ハーフトーン型位相シフトマスクを示したものであ
り、透明基板１１の上に従来の半透明層１２を設けたも
のである。この半透明層１２としては、ＭｏＳｉ化合
物、Ｃｒ化合物、Ｓｉ化合物、ＷＳｉ化合物などがあ
る。例えば、従来の前記半透明層であるＭｏＳｉ化合物
は、ＭｏＳｉターゲットを用いて、不活性ガスと反応性
ガス（酸素ガス、窒素ガス）の混合ガスでスパッタリン
グを行って、目標の光学特性である透過率５％から１５
％と位相角１７０度から１８０度を同時に満たすことが
できる。しかし、スパッタリングで使用するガスがＡｒ
のみでは、膜の光学特性を満たす領域が狭くなる。一方
酸素や窒素などの添加ガスを使用する場合は、Ａｒガス
のみで成膜した場合よりも目標とする光学特性が得られ
やすい。しかし反応性スパッターリングでは膜特性の再
現性、成膜後の経時安定性、または薬品耐性の低下等の
様々な問題があった。
【０００８】図３（ｂ）は、２層ハーフトーン型位相シ
フトマスクを示したものである、透明基板１１の上にシ
フター１３を設け、このシフター１３で位相角をほぼ制
御し、更にもう一層透過率調整層１４を付加したもので
ある。この場合光学特性は容易に制御できるが、パター
ン形成時には２層膜の膜質の違いのために微細パターン
の形状再現性を良好なものにするには様々なノウハウを
必要とした。また膜質の違いが大きい場合は、パターン
形成が困難なものさえあった。
フトマスクを示したものである、透明基板１１の上にシ
フター１３を設け、このシフター１３で位相角をほぼ制
御し、更にもう一層透過率調整層１４を付加したもので
ある。この場合光学特性は容易に制御できるが、パター
ン形成時には２層膜の膜質の違いのために微細パターン
の形状再現性を良好なものにするには様々なノウハウを
必要とした。また膜質の違いが大きい場合は、パターン
形成が困難なものさえあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
反応性スパッタリング膜は、光学特性を達成するため
に、反応性ガスやターゲットにイオン注入しているた
め、実際に光学特性を安定に再現することが、反応性ス
パッタリングに特有のヒステリシス現象等の問題で難し
かった。さらに成膜後も膜質は安定せず、透過率の上昇
や位相角の変化などが起きやすかった。また薬品に対し
ても、容易に溶けてしまう事が多い。また多層ハーフト
ーン型位相シフトマスクの場合は良好な微細パターンを
形成する事が容易でなかった。本発明は以上のような問
題点に着目してなされたもので、安定した光学特性とパ
ターン形状が得られやすい埋め込み式ハーフトーン型位
相シフトマスクとその製造方法を提供することを目的と
する。
反応性スパッタリング膜は、光学特性を達成するため
に、反応性ガスやターゲットにイオン注入しているた
め、実際に光学特性を安定に再現することが、反応性ス
パッタリングに特有のヒステリシス現象等の問題で難し
かった。さらに成膜後も膜質は安定せず、透過率の上昇
や位相角の変化などが起きやすかった。また薬品に対し
ても、容易に溶けてしまう事が多い。また多層ハーフト
ーン型位相シフトマスクの場合は良好な微細パターンを
形成する事が容易でなかった。本発明は以上のような問
題点に着目してなされたもので、安定した光学特性とパ
ターン形状が得られやすい埋め込み式ハーフトーン型位
相シフトマスクとその製造方法を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明において上記課題
を解決するために、まず請求項１においては、透明基板
に凹部を形成し、該凹部に半透明層を設けたことを特徴
とするハーフトーン型位相シフトマスクとしたものであ
る。
を解決するために、まず請求項１においては、透明基板
に凹部を形成し、該凹部に半透明層を設けたことを特徴
とするハーフトーン型位相シフトマスクとしたものであ
る。
【００１１】また、請求項２においては、以下の工程を
含むことを特徴とする請求項１記載のハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法としたものである。 １）透明基板上にレジストパターンを形成し、該レジス
トパターンをマスクとして透明基板をエッチング加工し
て凹部を形成する工程。 ２）前記レジストパターン及び凹部が形成された透明基
板全面に所望の厚さの半透明層を堆積する工程。 ３）前記レジストパターン及びレジストパターン上の半
透明層を除去して凹部にのみ半透明層を形成する工程。
含むことを特徴とする請求項１記載のハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法としたものである。 １）透明基板上にレジストパターンを形成し、該レジス
トパターンをマスクとして透明基板をエッチング加工し
て凹部を形成する工程。 ２）前記レジストパターン及び凹部が形成された透明基
板全面に所望の厚さの半透明層を堆積する工程。 ３）前記レジストパターン及びレジストパターン上の半
透明層を除去して凹部にのみ半透明層を形成する工程。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１、図２（ａ）〜（ｄ）を用い
て本発明の埋め込み式ハーフトーン型位相シフトマスク
及びその製造方法について説明する。
て本発明の埋め込み式ハーフトーン型位相シフトマスク
及びその製造方法について説明する。
【００１３】まず、透明基板１としてフォトマスク用と
して一般的に使用されている合成石英ガラスを使用し、
その屈折率は例えばＫｒＦエキシマレーザの波長２４８
ｎｍに対しておよそ１．５である。図１の本発明のハー
フトーン型位相シフトマスクの位相角Φを表す式は、 Φ＝２π（ｎ−１．５）ｄ／λ………（２） （ｎ：半透明層屈折率、ｄ：半透明層膜厚、λ：露光波
長、透明基板の屈折率：１．５）となる。位相角１８０
度を満たす式は（２）式より、 １８０＝３６０×｛（ｎ−１．５）ｄ＋（１．５−１）（Ｄ−ｄ）｝／λ ………（３） （Ｄ：透明基板凹部の深さ（Ｄ≧ｄ））となる。さら
に、（３）式を整理すると ｄ＝｛λ−（Ｄ−ｄ）｝／２（ｎ−１．５）………（４） となる。
して一般的に使用されている合成石英ガラスを使用し、
その屈折率は例えばＫｒＦエキシマレーザの波長２４８
ｎｍに対しておよそ１．５である。図１の本発明のハー
フトーン型位相シフトマスクの位相角Φを表す式は、 Φ＝２π（ｎ−１．５）ｄ／λ………（２） （ｎ：半透明層屈折率、ｄ：半透明層膜厚、λ：露光波
長、透明基板の屈折率：１．５）となる。位相角１８０
度を満たす式は（２）式より、 １８０＝３６０×｛（ｎ−１．５）ｄ＋（１．５−１）（Ｄ−ｄ）｝／λ ………（３） （Ｄ：透明基板凹部の深さ（Ｄ≧ｄ））となる。さら
に、（３）式を整理すると ｄ＝｛λ−（Ｄ−ｄ）｝／２（ｎ−１．５）………（４） となる。
【００１４】透明基板１上にフォトレジストをスピナー
等により全面に塗布しレジスト層を形成し、通常の電子
線リソグラフィ等の手段により描画、現像してレジスト
パターン２を形成する（図２（ａ）参照）。次に、レジ
ストパターン２をマスクとして、透明基板である合成石
英ガラスをエッチングして凹部３を形成する（図２
（ｂ）参照）。
等により全面に塗布しレジスト層を形成し、通常の電子
線リソグラフィ等の手段により描画、現像してレジスト
パターン２を形成する（図２（ａ）参照）。次に、レジ
ストパターン２をマスクとして、透明基板である合成石
英ガラスをエッチングして凹部３を形成する（図２
（ｂ）参照）。
【００１５】ここで、凹部３の深さＤは、位相角１８０
度、透過率５％の位相シフトマスクを作製するために、
以下のパラメータを順次決めて、最終的に設定する。 露光波長λ：２４８ｎｍが決まると透明基板である合成
石英ガラスの屈折率：１．５が決定する。さらに、半透
明層の膜材料を決定すると、半透明層の屈折率ｎと消衰
係数ｋが分かり、（２）式より半透明層の膜厚ｄ1 が求
まる。さらに、半透明層の消衰係数ｋが分かっているの
で透過率Ｔ1 が計算によって求まる。本発明の構成に使
用する半透明層の屈折率ｎ及び消衰係数ｋは通常の位相
シフトマスクのそれに比べて大きいため、透過率Ｔ1 は
目標の５％より低い値を示す。
度、透過率５％の位相シフトマスクを作製するために、
以下のパラメータを順次決めて、最終的に設定する。 露光波長λ：２４８ｎｍが決まると透明基板である合成
石英ガラスの屈折率：１．５が決定する。さらに、半透
明層の膜材料を決定すると、半透明層の屈折率ｎと消衰
係数ｋが分かり、（２）式より半透明層の膜厚ｄ1 が求
まる。さらに、半透明層の消衰係数ｋが分かっているの
で透過率Ｔ1 が計算によって求まる。本発明の構成に使
用する半透明層の屈折率ｎ及び消衰係数ｋは通常の位相
シフトマスクのそれに比べて大きいため、透過率Ｔ1 は
目標の５％より低い値を示す。
【００１６】一方、目標の透過率５％を得るための半透
明層の膜厚ｄ2 が計算によって求まる。この時の位相角
Φ1 は（２）式より求まり、目標の位相角１８０度との
位相角の差ΔΦが生じる。この位相角の差ΔΦは合成石
英ガラスと空気の屈折率の差で補うようにする。具体的
には（４）式よりＤ−ｄを求め、凹部３の深さＤを決定
する。
明層の膜厚ｄ2 が計算によって求まる。この時の位相角
Φ1 は（２）式より求まり、目標の位相角１８０度との
位相角の差ΔΦが生じる。この位相角の差ΔΦは合成石
英ガラスと空気の屈折率の差で補うようにする。具体的
には（４）式よりＤ−ｄを求め、凹部３の深さＤを決定
する。
【００１７】次に、レジストパターン２及び凹部３が形
成された透明基板１上全面に半透明層４を成膜する（図
２（ｃ）参照）。半透明層４としては、上記凹部３の深
さＤの決定プロセスで説明したように、通常の位相シフ
トマスクに使用する半透明層よりも大きい屈折率ｎを設
定できるようになっている。例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ等
の金属膜や半導体膜であり、これらの膜は不活性ガス
（アルゴンガス等）を使用した通常のスパッタリングで
成膜できるため、得られた膜の光学特性（特に屈折率
ｎ）が反応性スパッタリングで成膜した膜より安定して
いる。
成された透明基板１上全面に半透明層４を成膜する（図
２（ｃ）参照）。半透明層４としては、上記凹部３の深
さＤの決定プロセスで説明したように、通常の位相シフ
トマスクに使用する半透明層よりも大きい屈折率ｎを設
定できるようになっている。例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ等
の金属膜や半導体膜であり、これらの膜は不活性ガス
（アルゴンガス等）を使用した通常のスパッタリングで
成膜できるため、得られた膜の光学特性（特に屈折率
ｎ）が反応性スパッタリングで成膜した膜より安定して
いる。
【００１８】次に、レジストパターン２及び半透明層４
を除去して、透明基板１の凹部３の一部に半透明層４が
形成された本発明のハーフトーン型位相シフトマスクが
完成する（図２（ｄ）及び図１参照）。
を除去して、透明基板１の凹部３の一部に半透明層４が
形成された本発明のハーフトーン型位相シフトマスクが
完成する（図２（ｄ）及び図１参照）。
【００１９】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に詳
述する。透明基板１として合成石英ガラス基板（厚さ
２．３ｍｍ，大きさ５インチ角）を使用し、透明基板１
上にポジ型レジストをコートしてレジスト層を形成し、
所定のパターンを電子線描画、現像を行い、レジストパ
ターン２を形成した（図２（ａ）参照）。
述する。透明基板１として合成石英ガラス基板（厚さ
２．３ｍｍ，大きさ５インチ角）を使用し、透明基板１
上にポジ型レジストをコートしてレジスト層を形成し、
所定のパターンを電子線描画、現像を行い、レジストパ
ターン２を形成した（図２（ａ）参照）。
【００２０】次に、レジストパターン２をマスクとして
透明基板１をエッチングし凹部３を形成した（図２
（ａ）参照）。エッチング方法としてはウエット、ドラ
イエッチングのいずれの方法でも良いが、今回はドライ
エッチングによりフッ素系ガスを用いてＲＩＥ（反応性
イオンエッチング）装置で行った。この凹部３の深さＤ
は、上述したように堆積する半透明層４の光学定数（屈
折率、消衰係数）によってきまる。
透明基板１をエッチングし凹部３を形成した（図２
（ａ）参照）。エッチング方法としてはウエット、ドラ
イエッチングのいずれの方法でも良いが、今回はドライ
エッチングによりフッ素系ガスを用いてＲＩＥ（反応性
イオンエッチング）装置で行った。この凹部３の深さＤ
は、上述したように堆積する半透明層４の光学定数（屈
折率、消衰係数）によってきまる。
【００２１】具体的な数字を挙げて説明する。位相角１
８０度、透過率５％のハーフトーン型位相シフトマスク
を作製する場合、露光波長λ：２４８ｎｍが決定してい
るため、透明基板である合成石英ガラス基板のの屈折率
１．５が求まる。ここで、半透明層４として、屈折率が
４．４８、消衰係数１．９５のＴａＳｉ膜を使うことに
する。成膜法はＲＦスパッタリングを用い、Ｐｏｗｅｒ
は２００Ｗ、成膜ガスとして不活性ガスであるアルゴン
ガスを使用して成膜した。
８０度、透過率５％のハーフトーン型位相シフトマスク
を作製する場合、露光波長λ：２４８ｎｍが決定してい
るため、透明基板である合成石英ガラス基板のの屈折率
１．５が求まる。ここで、半透明層４として、屈折率が
４．４８、消衰係数１．９５のＴａＳｉ膜を使うことに
する。成膜法はＲＦスパッタリングを用い、Ｐｏｗｅｒ
は２００Ｗ、成膜ガスとして不活性ガスであるアルゴン
ガスを使用して成膜した。
【００２２】ここで、屈折率が４．４８、消衰係数１．
９５のＴａＳｉ膜で、位相角１８０度を得るための膜厚
ｄ1 は、（２）式より４１６オングストロームになる。
さらに、ＴａＳｉ膜の消衰係数１．９５が分かっている
ので、その時の透過率Ｔ1 は計算によって０．７％とな
り、目標の透過率５％よりも低い値になる。
９５のＴａＳｉ膜で、位相角１８０度を得るための膜厚
ｄ1 は、（２）式より４１６オングストロームになる。
さらに、ＴａＳｉ膜の消衰係数１．９５が分かっている
ので、その時の透過率Ｔ1 は計算によって０．７％とな
り、目標の透過率５％よりも低い値になる。
【００２３】一方、目標の透過率５％を得るための半透
明層ＴａＳｉ膜の膜厚ｄ2 は計算により２２３オングス
トロームになり、この時の位相角Φ1 は（２）式より９
６．５度となり、目標の位相角１８０度との位相角の差
ΔΦ８３．５度が生じる。この位相角の差ΔΦ８３．５
度は合成石英ガラスと空気の屈折率の差で補うようにす
る。具体的には、（４）式よりＤ−ｄを求めると１１５
１オングストロームになる。よって合成石英ガラス基板
に形成する凹部３の深さＤは１３７４オングストローム
となる。
明層ＴａＳｉ膜の膜厚ｄ2 は計算により２２３オングス
トロームになり、この時の位相角Φ1 は（２）式より９
６．５度となり、目標の位相角１８０度との位相角の差
ΔΦ８３．５度が生じる。この位相角の差ΔΦ８３．５
度は合成石英ガラスと空気の屈折率の差で補うようにす
る。具体的には、（４）式よりＤ−ｄを求めると１１５
１オングストロームになる。よって合成石英ガラス基板
に形成する凹部３の深さＤは１３７４オングストローム
となる。
【００２４】ここではＣＦ４ガスを主体としたＲＩＥ
（反応性イオンエッチング）により透明基板１のレジス
トパターン２をマスクとして、Ｄ＝１３７４オングスト
ロームの深さの凹部３を形成した（図２（ｂ）参照）。
（反応性イオンエッチング）により透明基板１のレジス
トパターン２をマスクとして、Ｄ＝１３７４オングスト
ロームの深さの凹部３を形成した（図２（ｂ）参照）。
【００２５】次にＴａＳｉターゲットを用い、成膜ガス
としてＡｒガスを用いたスパッタリングにより２２３オ
ングストロームのＴａＳｉ膜からなる半透明層４を形成
した（図２（ｃ）参照）。その後、凹部３以外のＴａＳ
ｉ膜は下層のレジストパターンとともに剥離した（図２
（ｄ）参照）。これにより本発明の図１の構造の埋め込
み式ハーフトーン型位相シフトマスクが完成した。
としてＡｒガスを用いたスパッタリングにより２２３オ
ングストロームのＴａＳｉ膜からなる半透明層４を形成
した（図２（ｃ）参照）。その後、凹部３以外のＴａＳ
ｉ膜は下層のレジストパターンとともに剥離した（図２
（ｄ）参照）。これにより本発明の図１の構造の埋め込
み式ハーフトーン型位相シフトマスクが完成した。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に示したように、本発明の埋め
込み式ハーフトーン型位相シフトマスクに使用する半透
明層は、従来のハーフトーン膜のように、活性ガスを添
加する反応性スパッタリングでなく、不活性ガス（Ａ
ｒ、Ｘｅ）を主体とするスパッタリングで作製された膜
である。従って成膜時にいわゆるヒステリシス現象が起
きず、光学特性が安定した膜が再現性よく形成される。
さらに成膜後の経時安定性及び薬品耐性が優れている。
込み式ハーフトーン型位相シフトマスクに使用する半透
明層は、従来のハーフトーン膜のように、活性ガスを添
加する反応性スパッタリングでなく、不活性ガス（Ａ
ｒ、Ｘｅ）を主体とするスパッタリングで作製された膜
である。従って成膜時にいわゆるヒステリシス現象が起
きず、光学特性が安定した膜が再現性よく形成される。
さらに成膜後の経時安定性及び薬品耐性が優れている。
【００２７】また半透明層の成膜時には透過率だけを調
整すれば良く、位相角は凹部のガラスと空気の屈折率の
差で補うことができ、容易に１８０度の位相角を再現で
きる。さらに堆積法であるので半透明層の加工形状を気
にしなくても良いなどの利点がある。
整すれば良く、位相角は凹部のガラスと空気の屈折率の
差で補うことができ、容易に１８０度の位相角を再現で
きる。さらに堆積法であるので半透明層の加工形状を気
にしなくても良いなどの利点がある。
【図１】本発明のハーフトーン型位相シフトマスクを示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明のハーフトーン型位相
シフトマスクの製造工程を示す断面図である。
シフトマスクの製造工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）は従来の単層ハーフトーン型位相シフト
マスクを示す断面図である。（ｂ）は従来の２層ハーフ
トーン型位相シフトマスクを示す断面図である。
マスクを示す断面図である。（ｂ）は従来の２層ハーフ
トーン型位相シフトマスクを示す断面図である。
１………透明基板 ２………レジストパターン ３………凹部 ４………半透明層 １１………透明基板 １２………半透明パターン層 １３………シフターパターン １４………透過率調整層
Claims (2)
- 【請求項１】透明基板に凹部を形成し、該凹部に半透明
層を設けたことを特徴とするハーフトーン型位相シフト
マスク。 - 【請求項２】以下の工程を含むことを特徴とする請求項
１記載のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。 １）透明基板上にレジストパターンを形成し、該レジス
トパターンをマスクとして透明基板をエッチング加工し
て凹部を形成する工程。 ２）前記レジストパターンをマスクとして透明基板に形
成された凹部に所望の厚さの半透明層を堆積する工程。 ３）前記レジストパターン及びレジストパターン上の半
透明層を剥離する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16013796A JPH1010699A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16013796A JPH1010699A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1010699A true JPH1010699A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15708681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16013796A Pending JPH1010699A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1010699A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001022048A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-01-26 | Toppan Printing Co Ltd | 遮光領域つきハーフトーン型位相シフトマスク |
| US6737198B2 (en) | 1999-01-13 | 2004-05-18 | Renesas Technology Corp. | Photomask, fabrication method of photomask, and fabrication method of semiconductor integrated circuit |
| JP7380933B1 (ja) * | 2023-02-10 | 2023-11-15 | 大日本印刷株式会社 | 光学部材及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-06-20 JP JP16013796A patent/JPH1010699A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6737198B2 (en) | 1999-01-13 | 2004-05-18 | Renesas Technology Corp. | Photomask, fabrication method of photomask, and fabrication method of semiconductor integrated circuit |
| JP2001022048A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-01-26 | Toppan Printing Co Ltd | 遮光領域つきハーフトーン型位相シフトマスク |
| JP7380933B1 (ja) * | 2023-02-10 | 2023-11-15 | 大日本印刷株式会社 | 光学部材及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041130 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050104 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050517 |