JP2002082424A - Halftone phase shaft mask - Google Patents

Halftone phase shaft mask

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JP2002082424A
JP2002082424A JP2000278665A JP2000278665A JP2002082424A JP 2002082424 A JP2002082424 A JP 2002082424A JP 2000278665 A JP2000278665 A JP 2000278665A JP 2000278665 A JP2000278665 A JP 2000278665A JP 2002082424 A JP2002082424 A JP 2002082424A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a halftone phase shift mask having high phase angle controllability and dimensional controllability and high alignment accuracy even when there are microholes in a short time and at a low cost and in a high yield. SOLUTION: This halftone phase shift mask consists of a halftone phase shift mask structure having resist deposited on the halftone films of wafer alignment mark parts and the light shielding belt parts existing on the outside of pattern forming regions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、超電
導装置、マイクロマシーン、電子デバイス等の製造に用
いるホトマスクに関し、特に微細パターン形成に適した
ハーフトーン位相シフトマスクに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask used for manufacturing a semiconductor device, a superconducting device, a micromachine, an electronic device, etc., and more particularly to a halftone phase shift mask suitable for forming a fine pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の製造においては、
微細パターンを半導体ウェハ上に転写する方法としてリ
ソグラフィ技術が用いられる。リソグラフィ技術におい
ては主に投影露光装置が用いられ、投影露光装置に装着
したホトマスクのパターンを半導体ウェハ上に転写して
デバイスパターンを形成する。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor integrated circuit devices,
A lithography technique is used as a method of transferring a fine pattern onto a semiconductor wafer. In a lithography technique, a projection exposure apparatus is mainly used, and a pattern of a photomask mounted on the projection exposure apparatus is transferred onto a semiconductor wafer to form a device pattern.

【0003】図2に示すように、解像度の高い露光装置
の露光領域はウェハ21の大きさより小さいため複数の
ショットに分け、ステップあるいはスキャン送りをして
複数のチップ22を露光する。その露光の際、チップを
切り出すためのスクライブエリア23がチップの周囲に
用意される。また、一般にウェハ合わせマーク24はス
クライブエリア23の中に形成される。
As shown in FIG. 2, the exposure area of the exposure apparatus having a high resolution is smaller than the size of the wafer 21, so that the exposure area is divided into a plurality of shots, and a plurality of chips 22 are exposed by step or scan feed. At the time of the exposure, a scribe area 23 for cutting out a chip is prepared around the chip. Generally, the wafer alignment mark 24 is formed in the scribe area 23.

【0004】近年、デバイスの高集積化、デバイス動作
速度の向上などの要求に答えるため、形成すべきパター
ンの微細化が進められている。このような背景のもと、
ハーフトーン位相シフト法という露光方法が使用されて
いる。ハーフトーン位相シフトマスクは、露光光に対し
て半透明な膜(ハーフトーン膜と呼ぶ)を透明基体(ブ
ランクス)上に形成したマスクである。
In recent years, miniaturization of patterns to be formed has been promoted in order to meet demands for higher integration of devices and improvement of device operation speed. Against this background,
An exposure method called a halftone phase shift method is used. The halftone phase shift mask is a mask in which a film (referred to as a halftone film) translucent to exposure light is formed on a transparent substrate (blanks).

【0005】上記ハーフトーン膜の露光光に対する透過
率は通常1%から25%内に調整されている。そしてこ
の膜は、この膜を透過する露光光とこの膜がない開口部
を透過する露光光とに位相に差が生じるように調整され
ている。最も高い解像性能を引きだす位相差は180度
およびその奇数倍であるが、上記位相差が180度の前
後90度の範囲に収まっていれば解像向上の効果が得ら
れる。ハーフトーンマスクを用いると一般に解像度は5
から20%程度向上することが知られている。なお、ハ
ーフトーン膜としてはMoSi,CrFO,TaSi
O,MoSiN,SiON,SiN,ZrSiO等の無
機膜が用いられている。
[0005] The transmittance of the halftone film to exposure light is usually adjusted within a range of 1% to 25%. The film is adjusted so that a phase difference occurs between the exposure light transmitted through the film and the exposure light transmitted through the opening having no film. The phase difference that brings out the highest resolution performance is 180 degrees and an odd multiple thereof, but if the phase difference falls within a range of 90 degrees before and after 180 degrees, an effect of improving resolution can be obtained. When a halftone mask is used, the resolution is generally 5
From about 20%. Note that MoSi, CrFO, TaSi is used as the halftone film.
An inorganic film of O, MoSiN, SiON, SiN, ZrSiO, or the like is used.

【0006】チップ露光を行なう際、パターン形成部に
隣のショットの外枠領域の一部が重なる。遮光膜がCr
等の十分な遮光性を有するホトマスクでは外枠領域を透
過する光が十分小さいため問題にはならないが、ハーフ
トーンマスクでは外枠領域は半透膜であって完全な遮光
物となっていない。このため減光されながらもこの部分
を透過する光が形成すべきパターンに重畳され、重畳さ
れた部分ではレジストの膜べりが生じたり解像度が低下
するといった問題が生じる。
When chip exposure is performed, a part of the outer frame region of the next shot overlaps the pattern forming portion. The light shielding film is Cr
In a photomask having a sufficient light-shielding property such as that described above, there is no problem because the light transmitted through the outer frame region is sufficiently small. However, in a halftone mask, the outer frame region is a semi-permeable film and is not a complete light-shielding material. For this reason, light that passes through this portion while being dimmed is superimposed on the pattern to be formed, and a problem arises in that the portion where the light is superimposed results in resist film loss and a reduction in resolution.

【0007】そこで従来はCr遮光膜を外枠領域に形成
してこの問題に対処してきた。このCr遮光膜のことを
Cr遮光帯と呼ぶ。露光装置にはマスキングブレードと
いって露光領域の大きさを変える機構が具備されている
ものの、その位置決め精度が50μm程度と低く、かつ
シャープな遮光特性を有していない。マスキングブレー
ドでは、このような周辺の露光カブリ防止機能が不十分
であるため、シャープに遮光されるCr遮光帯が用いら
れてきた。
Therefore, conventionally, this problem has been dealt with by forming a Cr light shielding film in the outer frame region. This Cr light shielding film is called a Cr light shielding band. Although the exposure apparatus is provided with a mechanism called a masking blade for changing the size of the exposure area, its positioning accuracy is as low as about 50 μm, and it does not have sharp light-shielding characteristics. Since the masking blade has an insufficient function to prevent such exposure fogging in the periphery, a Cr light-shielding band that is sharply shielded from light has been used.

【0008】Cr遮光帯に代わる方法としては、特開平
6−175347号公報に記載されているような、露光
装置の解像度より微細な密集グレーティングパターンや
チェッカパターンをハーフトーン膜に刻み、回折現象を
利用してこの部分の露光光に対する透過率を十分下げる
というハーフトーン遮光帯法がある。ただしこの方法で
は露光装置の解像度より微細な密集パターンを多数形成
する必要があることから、マスク描画のパターンデータ
量が大幅に増加し、マスク描画に長時間を要するため、
マスクコストが増大し、マスク製造TATも大幅に低下
するという問題があった。なお、ハーフトーン位相シフ
トに関する記載としては、例えば特開平5−18125
7号公報などがある。
As an alternative to the Cr light-shielding band, a dense grating pattern or a checker pattern finer than the resolution of an exposure apparatus, such as that described in JP-A-6-175347, is cut into a halftone film to reduce the diffraction phenomenon. There is a halftone light-shielding band method in which the transmittance of this portion to exposure light is sufficiently reduced by utilizing the method. However, in this method, since it is necessary to form a large number of dense patterns finer than the resolution of the exposure apparatus, the amount of pattern data for mask drawing is greatly increased, and a long time is required for mask drawing.
There has been a problem that the mask cost increases and the mask manufacturing TAT also drops significantly. Incidentally, as a description regarding the halftone phase shift, see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-18125.
No. 7 publication.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来のCr遮光帯を用
いたハーフトーン位相シフトマスクは、ハーフトーン膜
に加えCr膜が被着された2層構造であるため、つぎの
ような難点があった。
A conventional halftone phase shift mask using a Cr light-shielding band has a two-layer structure in which a Cr film is adhered in addition to a halftone film. Was.

【0010】(1)Cr膜の加工とハーフトーン膜の加
工が必要となり、工程数が多く、高コストである。
(1) The processing of the Cr film and the processing of the halftone film are required, and the number of steps is large and the cost is high.

【0011】(2)工程数が多いことに加え、Cr膜の
スパッタ成膜やエッチングといった異物欠陥を発生しや
すい工程があるため、製造歩留まりが低い。
(2) In addition to the large number of steps, there is a step in which foreign matter defects are likely to occur, such as spattering and etching of a Cr film, so that the production yield is low.

【0012】(3)無機膜であるCr膜のキャップを除
去する際に無機膜であるハーフトーン膜が一部不均一に
エッチングされ、位相制御性が低下したりパターン寸法
精度が低下する。
(3) When the cap of the Cr film as the inorganic film is removed, the halftone film as the inorganic film is partially non-uniformly etched, and the phase controllability and the pattern dimensional accuracy are reduced.

【0013】(4)ハーフトーン材料として、一方では
Crとエッチング選択比の取れる材料を選ばなければな
らず、他方ではCrとハーフトーン膜を重ねて寸法精度
高くエッチングしなければならないため、材料選択の幅
が狭められて精度を上げることが困難である。とりわ
け、露光光のエネルギが上がり、露光光照射耐性が問題
となるArFエキシマレーザ(波長193nm)やF2
エキシマレーザ(波長157nm)用のマスクでは、こ
の材料選択範囲の制限は特に大きな問題となる。
(4) As a halftone material, on the one hand, a material having an etching selectivity with Cr must be selected, and on the other hand, a Cr and a halftone film must be overlapped and etched with high dimensional accuracy. Is narrowed, and it is difficult to improve the accuracy. In particular, ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or F 2 , in which the energy of exposure light increases and exposure light irradiation resistance becomes a problem,
In the case of a mask for an excimer laser (wavelength: 157 nm), this limitation on the material selection range is a particularly serious problem.

【0014】またハーフトーン遮光帯を用いたハーフト
ーン位相シフトマスクでは、前述のようにマスクパター
ンデータ量が大幅に多くなり、マスク描画に長時間を要
することから、マスクコストがかなり上昇し、TATも
低下するという問題があった。
Further, in the halftone phase shift mask using the halftone light shielding band, as described above, the amount of mask pattern data is greatly increased, and it takes a long time to draw a mask. There was a problem that also decreased.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記従来の位相シフトマ
スクの課題を解決するために、本発明においては図1
(a)および(b)に示すように、ハーフトーン膜1上
のチップ領域2外の領域にレジスト6からなる遮光帯が
形成された構造のハーフトーン位相シフトマスクとす
る。ここで図1中の1はハーフトーン膜、2はチップ領
域、3は回路パターン、4はウェハ合わせマーク、5は
レチクルアライメントマーク、6はレジスト、7は石英
ガラスからなるブランクスを示す。また、図ではマスク
製造時の工程を意識してパターン形成面が上になってい
るが、露光装置にマスクを装着するときには向きが上下
反転し、パターン面が下になる。
In order to solve the problems of the above-mentioned conventional phase shift mask, in the present invention, FIG.
As shown in (a) and (b), a halftone phase shift mask having a structure in which a light shielding band made of a resist 6 is formed in a region outside the chip region 2 on the halftone film 1. In FIG. 1, 1 is a halftone film, 2 is a chip area, 3 is a circuit pattern, 4 is a wafer alignment mark, 5 is a reticle alignment mark, 6 is a resist, and 7 is a blank made of quartz glass. Also, in the figure, the pattern forming surface is turned up in consideration of the mask manufacturing process, but when the mask is mounted on the exposure apparatus, the direction is inverted upside down and the pattern surface is turned down.

【0016】本発明によれば、レジスト膜が十分な遮光
膜として働き、転写時多重露光される部分のウェハ上の
レジスト膜べりや解像不良を効果的に防止できる。Cr
膜被着、加工の問題がなくなるため、上記課題は解決さ
れる。
According to the present invention, the resist film functions as a sufficient light-shielding film, and it is possible to effectively prevent the resist film from being exposed on the wafer at the multiple exposure at the time of transfer and the resolution from being poor. Cr
Since the problems of film deposition and processing are eliminated, the above problem is solved.

【0017】ここで、上記本発明で用いるレジストと
は、光や電子線に反応し、現像を行なうと反応した部分
あるいは逆に反応しなかった部分に溶解しパターンが形
成される感光性組成物のことを意味し、必ずしもドライ
エッチングやウエットエッチングに対し大きな耐性をも
つ膜に限定されるものではない。
Here, the resist used in the present invention is a photosensitive composition which reacts with light or an electron beam and dissolves in a portion which has reacted when developed or a portion which has not reacted, and conversely, a pattern is formed. This means that the film is not necessarily limited to a film having a large resistance to dry etching and wet etching.

【0018】なお、通常のホトマスクの製造工程の簡略
化および高精度化を目的として、例えば特開平5−28
9307号公報においては、マスクパターン自体をレジ
スト膜で形成する方法が開示されている。このマスクは
露光光透過部と十分な遮光体からなるいわゆるバイナリ
ーマスクであり、外枠の重なり露光の問題が元々ないマ
スクである。また、ハーフトーン位相マスクへのレジス
ト遮光体の適用としては特開平9−211837号公報
があるが、これはチップ領域内でのサブピーク転写を防
止することを目的としたもので、パターンエッジ部近傍
のみハーフトーン化された、いわゆるリムタイプのハー
フトーンマスクを形成するものである。この方法とは目
的と効果が異なる。このためレジストが形成されている
場所が異なる。すなわち特開平9−211837号では
レジストは開口部の近傍を除いた全面に形成されている
のに対し、本願では露光領域の外側とウェハ合わせマー
ク部に形成されている。この差はリム部からの一部の光
を用いた位相シフト露光法と、ハーフトーン部全面から
の透過光を利用した位相シフト露光法との本質的な差で
ある。
Incidentally, for the purpose of simplifying the manufacturing process of a normal photomask and improving the accuracy, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-28
No. 9307 discloses a method of forming a mask pattern itself with a resist film. This mask is a so-called binary mask composed of an exposure light transmitting portion and a sufficient light-shielding body, and has no problem of overlapping exposure of the outer frame. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-211837 discloses an application of a resist light-shielding body to a halftone phase mask, which is intended to prevent sub-peak transfer in a chip area, and is used in the vicinity of a pattern edge. This is to form a so-called rim type halftone mask which is only halftoned. The purpose and effect are different from this method. Therefore, the place where the resist is formed is different. That is, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-211837, the resist is formed on the entire surface except for the vicinity of the opening, whereas in the present application, the resist is formed on the outside of the exposure region and on the wafer alignment mark portion. This difference is an essential difference between the phase shift exposure method using a part of the light from the rim portion and the phase shift exposure method using the transmitted light from the entire halftone portion.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本願では、マスクのパターン面を
以下の領域に分類した。転写されるべき集積回路パター
ンが配置される領域「チップ領域」、ペリクルに覆われ
ている領域「ペリクルカバー領域」、集積回路パターン
領域以外のペリクルカバー領域「集積回路パターン周辺
領域」、ペリクルに覆われていない外部領域「周辺領
域」、周辺領域のうち、光学的パターンが形成されてい
る内側の領域「周辺内部領域」、その他の周辺領域で真
空吸着等に使用される部分「周辺外部領域」。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present application, the pattern surface of a mask is classified into the following regions. Area where the integrated circuit pattern to be transferred is arranged “chip area”, area covered with pellicle “pellicle cover area”, pellicle cover area other than integrated circuit pattern area “peripheral area of integrated circuit pattern”, pellicle cover Outer area "peripheral area" that is not touched, of the peripheral area, the inner area where the optical pattern is formed "peripheral internal area", and other peripheral areas used for vacuum suction etc. "peripheral external area" .

【0020】(実施の形態1)図1(a)および(b)
は本発明の第1の実施の形態のハーフトーン位相シフト
マスクの構造を示す。同図(a)は本発明のマスクを上
面から見たものであり、同図(b)は同図(a)のAと
A’を結ぶ線上の断面を示したものである。図におい
て、1はハーフトーン膜、2はチップ領域、3は回路パ
ターン、4はウェハ合わせマーク、5はレチクルアライ
メントマーク、6はレジスト、7は石英ガラスからなる
ブランクスである。
(Embodiment 1) FIGS. 1A and 1B
Shows the structure of the halftone phase shift mask according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A shows the mask of the present invention viewed from above, and FIG. 2B shows a cross section taken along a line connecting A and A ′ in FIG. In the figure, 1 is a halftone film, 2 is a chip area, 3 is a circuit pattern, 4 is a wafer alignment mark, 5 is a reticle alignment mark, 6 is a resist, and 7 is a blank made of quartz glass.

【0021】ここで、上記遮光帯となるレジスト6が露
光装置のステージや搬送系に接触すると、それが剥がれ
て異物欠陥の原因となるため、このような部分にはレジ
ストを残してはならない。本実施例ではレジスト6の平
面形状を口の字状の帯とし、露光装置のステージ等、接
触する部分にはレジストを残さないようにしたが、遮光
帯の形状は、口の字状に限るものではない。なお、ここ
でのレジスト遮光帯6の中にはマスク間の位置合わせを
行うためのウェハマーク4も配置してある。
Here, when the resist 6 serving as the light-shielding band comes into contact with the stage or the transport system of the exposure apparatus, it is peeled off and causes a foreign matter defect. Therefore, the resist should not be left in such a portion. In this embodiment, the planar shape of the resist 6 is a mouth-shaped band, and the resist is not left in a contact portion such as a stage of an exposure apparatus. However, the shape of the light-shielding band is limited to the mouth-shaped. Not something. Note that, in the resist light-shielding band 6, a wafer mark 4 for positioning between masks is also arranged.

【0022】図3(a)から(g)は本発明の第1の実
施の形態のハーフトーン位相シフトマスクの製造方法を
示したものである。まず図3(a)に示すように石英ガ
ラス基体(ブランクス)7上にハーフトーン膜31を、
さらにその上にレジスト膜32を形成し、所望のパター
ンを露光(33)した。ここではハーフトーン膜として
CrOxy膜を用いたがこれは一例に過ぎず、例えばZ
rSixy膜、SiON膜、SiN膜、CrFx膜、M
oSix等の無機膜も用いることができる。また、例え
ばZrSixyのx,y比を変えた2層無機膜をハーフ
トーン膜として用いることもできる。
FIGS. 3A to 3G show a method of manufacturing the halftone phase shift mask according to the first embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 3A, a halftone film 31 is formed on a quartz glass substrate (blanks) 7.
Further, a resist film 32 was formed thereon, and a desired pattern was exposed (33). Here, a CrO x F y film is used as the halftone film, but this is only an example, and
rSi x O y film, SiON film, SiN film, CrF x film, M
inorganic films such as OSI x can also be used. Also, for example, a two-layer inorganic film in which the x, y ratio of ZrSi x O y is changed can be used as the halftone film.

【0023】ハーフトーン膜の膜厚dは、ハーフトーン
効果を出すために露光光の波長をλ、ハーフトーン膜1
の露光波長に対する屈折率をnとしたときにλ/2(n
−1)となるように設定した。上記の条件が転写パター
ンの解像度および露光裕度を最も引きだせる条件である
が、この条件に限定されるものではない。露光光に対す
る透過率は6%に設定した。ただしこれも一実施条件に
過ぎず、この条件に限定されるものではない。
The film thickness d of the halftone film is set such that the wavelength of the exposure light is .lambda.
Λ / 2 (n
-1). The above-mentioned conditions are conditions that can maximize the resolution and exposure latitude of the transfer pattern, but are not limited to these conditions. The transmittance for the exposure light was set to 6%. However, this is also only one implementation condition and is not limited to this condition.

【0024】つぎに図3(b)に示すように現像を行っ
てレジストパターン34を形成し、このレジストパター
ン34をマスクに、図3(c)に示すようにハーフトー
ン膜1のエッチングを行った。つぎに図3(d)に示す
ようにレジスト膜34を剥離して所望の回路パターン3
およびレチクルアライメントマーク5が形成されたハー
フトーン膜を形成した。
Next, as shown in FIG. 3B, development is performed to form a resist pattern 34, and using this resist pattern 34 as a mask, the halftone film 1 is etched as shown in FIG. 3C. Was. Next, as shown in FIG. 3D, the resist film 34 is peeled off to remove a desired circuit pattern 3.
And a halftone film on which the reticle alignment mark 5 was formed was formed.

【0025】その後図3(e)に示すようにポジ型ホト
レジスト35を塗布し、ガラス面7側から全面に光(3
6)を照射した。このときの露光光としては、ホトレジ
スト35が感光し、かつハーフトーン膜31で減光され
る波長の光を用いた。本実施例ではウェハ露光に用いる
光を用いた。
Thereafter, as shown in FIG. 3E, a positive photoresist 35 is applied, and light (3) is applied from the glass surface 7 side to the entire surface.
6) was irradiated. As the exposure light at this time, light having a wavelength to which the photoresist 35 was exposed and which was attenuated by the halftone film 31 was used. In this embodiment, light used for wafer exposure is used.

【0026】その後図3(f)に示すように遮光帯とし
て残す部分以外をレジスト35面側から露光(37)し
た。この露光の際、露光装置のステージや搬送系に接触
する部分を必ず露光しておくことが肝要である。この露
光にはレーザ光を用いた。
Thereafter, as shown in FIG. 3F, portions other than the portions to be left as light-shielding bands were exposed (37) from the resist 35 side. At the time of this exposure, it is important to always expose a portion of the exposure apparatus that comes into contact with the stage or the transport system. Laser light was used for this exposure.

【0027】レジスト膜35の塗布ムラを低減するため
に、レジスト膜35の膜厚はハーフトーン膜31の膜厚
より厚くすることが有効であった。本実施例ではレジス
ト35の膜厚を3μmとしたが、これは一例にすぎな
い。膜厚の上限としては、ハーフトーン膜を含めて露光
光に対する透過率が0.3%以下になる膜厚であれば十
分であった。また、同じ場所に多重露光される回数が4
回までであればハーフトーン膜を含めて露光光に対する
透過率が1%以下になる膜厚であればよい。なお、サブ
ピーク転写を防止する目的で、チップ領域内のハーフト
ーン膜上にレジストパターンを形成しておいてもよい。
In order to reduce coating unevenness of the resist film 35, it was effective to make the thickness of the resist film 35 larger than the thickness of the halftone film 31. In this embodiment, the thickness of the resist 35 is 3 μm, but this is only an example. The upper limit of the film thickness was sufficient if the film thickness including the halftone film had a transmittance of 0.3% or less for exposure light. Also, the number of times of multiple exposure to the same place is 4
If it is up to the number of times, the film thickness may be such that the transmittance to exposure light including the halftone film is 1% or less. Note that a resist pattern may be formed on the halftone film in the chip region for the purpose of preventing sub-peak transfer.

【0028】最後に図3(g)に示すように現像を行っ
てレジストパターン6をハーフトーン膜31上に形成し
た。レジストの開口部は、ガラス面側からの露光36に
よりハーフトーンパターン開口部に対して自己整合的に
形成されるので、レジスト遮光帯に形成されたウェハ合
わせマークはレジスト開口38とハーフトーン開口39
の間に合わせずれのないマークとなる。また、前述した
ように、マスク周辺部にレジストが残っているとマスク
を露光装置に装着するときにレジストが剥離して異物と
なり、転写欠陥が発生するので、マスク周辺部のレジス
トはレジスト膜35側からのパターン露光37により除
去される。
Finally, development was performed to form a resist pattern 6 on the halftone film 31 as shown in FIG. Since the resist opening is formed in a self-aligned manner with respect to the halftone pattern opening by exposure 36 from the glass surface side, the wafer alignment mark formed in the resist light-shielding band is formed by the resist opening 38 and the halftone opening 39.
The mark has no misalignment between them. Further, as described above, if the resist remains at the peripheral portion of the mask, the resist is peeled off when the mask is mounted on the exposure apparatus and becomes a foreign substance, and a transfer defect occurs. It is removed by pattern exposure 37 from the side.

【0029】その後熱処理を行ってレジストパターン6
の遮光率を高め、また露光光照射耐性を高めた。なお、
遠紫外光を照射しながら高温の熱処理を加えると、さら
に照射や熱に対する耐性を向上させることが可能とな
る。熱処理や遠紫外線照射処理を行なうと、マスク露光
を行なったときにこのレジストから出てくるガスや有機
物の放出が減り、露光装置のレンズやマスクに貼り付け
たペリクルに曇りを生じるといった問題がなくなる。
Thereafter, heat treatment is performed to form a resist pattern 6
And the resistance to exposure light irradiation was increased. In addition,
When a high-temperature heat treatment is applied while irradiating far-ultraviolet light, the resistance to irradiation and heat can be further improved. When the heat treatment or the far ultraviolet irradiation treatment is performed, the emission of gas and organic substances coming out of the resist when performing the mask exposure is reduced, and the problem that the pellicle attached to the lens or the mask of the exposure apparatus becomes cloudy is eliminated. .

【0030】本発明によりCrのドライエッチング工程
およびそれに伴う洗浄工程が削減され、異物欠陥も減少
したことからマスク製造歩留まりが80%から90%に
向上した。また位相制御性が4%から3%に向上し、寸
法精度も5%向上した。
According to the present invention, the dry etching step of Cr and the accompanying cleaning step are reduced, and foreign matter defects are reduced, so that the mask manufacturing yield is improved from 80% to 90%. The phase controllability was improved from 4% to 3%, and the dimensional accuracy was improved by 5%.

【0031】図4は本実施の形態で用いた縮小投影露光
装置の構成例を示す。縮小投影露光装置の光源1501
から発する露光光はフライアイレンズ1502、照明形
状調整アパーチャ1503、コンデンサレンズ150
4,1505およびミラー1506を介してマスク15
07を照射する。マスクの上にはマスキングブレード1
522が置かれていて露光エリアの大きさに応じてその
開口の大きさを調整できるようにしてある。
FIG. 4 shows a configuration example of a reduction projection exposure apparatus used in the present embodiment. Light source 1501 of reduction projection exposure apparatus
Exposure light emitted from the lens is a fly-eye lens 1502, an illumination shape adjustment aperture 1503, a condenser lens 150
4, 15505 and the mirror 1506 via the mirror 1506
07. Masking blade 1 on the mask
522 is provided so that the size of the opening can be adjusted according to the size of the exposure area.

【0032】マスク1507は、遮光パターンが形成さ
れた主面(第1の主面)を下方(半導体ウェハ1509
側)に向けた状態で載置されている。したがって、上記
露光光は、マスク1507の裏面(第2の主面)側から
照射される。これにより、マスク1507上に描かれた
マスクパターンは、投影レンズ1508を介して試料基
板である半導体ウェハ1509上に投影される。
The mask 1507 has a main surface (first main surface) on which the light-shielding pattern is formed (a semiconductor wafer 1509).
Side). Therefore, the exposure light is emitted from the back surface (second main surface) side of the mask 1507. Thus, the mask pattern drawn on the mask 1507 is projected onto the semiconductor wafer 1509 as a sample substrate via the projection lens 1508.

【0033】場合によってマスク1507の第1の主面
には、異物付着によるパターン転写不良を防止するため
のペリクルが1510設けられる。なお、マスク150
7はマスク位置制御手段1511で制御されたマスクス
テージ1512上に真空吸着され、位置検出手段151
3により位置合わせされ、その中心と投影レンズの光軸
との位置合わせが正確になされている。
In some cases, a pellicle 1510 is provided on the first main surface of the mask 1507 to prevent pattern transfer failure due to foreign matter adhesion. The mask 150
7 is vacuum-adsorbed onto the mask stage 1512 controlled by the mask position control means 1511,
3, the center of the projection lens and the optical axis of the projection lens are accurately aligned.

【0034】半導体ウェハ1509は、試料台1514
上に真空吸着されている。試料台1514は、投影レン
ズ1508の光軸方向、すなわちZ軸方向に移動可能な
Zステージ1515上に載置され、さらにXYステージ
1516上に搭載されている。Zステージ1515およ
びXYステージ1516は、主制御系1517からの制
御命令に応じてそれぞれの駆動手段1518,1519
によって駆動されるので、所望の露光位置に移動可能で
ある。その位置はZステージ1515に固定されたミラ
ー1520の位置として、レーザ測長器1521で正確
にモニタされている。位置検出手段1513のプローブ
光としては、例えば露光光源1501の光が光ファイバ
1523で導かれたものが用いられる。
The semiconductor wafer 1509 is placed on the sample stage 1514.
Absorbed on top. The sample stage 1514 is mounted on a Z stage 1515 movable in the optical axis direction of the projection lens 1508, that is, in the Z axis direction, and further mounted on an XY stage 1516. The Z stage 1515 and the XY stage 1516 are driven by respective driving units 1518 and 1519 according to a control command from the main control system 1517.
, And can be moved to a desired exposure position. The position is accurately monitored by the laser length measuring device 1521 as the position of the mirror 1520 fixed to the Z stage 1515. As the probe light of the position detecting means 1513, for example, the light of the exposure light source 1501 guided by the optical fiber 1523 is used.

【0035】露光装置のステージや搬送系統に接触する
部分にはレジスト膜が残らないようにマスク上のレジス
トを露光しておき、搬送によって生じる異物の発生を防
止した。この処理がない場合には異物が発生し、転写欠
陥を引き起こした。
The resist on the mask was exposed to light so that the resist film did not remain on the portion of the exposure device that was in contact with the stage or the transfer system, thereby preventing the generation of foreign matter caused by the transfer. Without this treatment, foreign matter was generated and caused transfer defects.

【0036】本マスクを本露光装置に装着し、波長19
3nmのArFエキシマでステップ&スキャン露光を行
ってウェハ上にマスクパターンを転写した。その結果、
転写欠陥は発生せず、寸法精度は従来法に比べ約2%向
上した。なお、ここではArFエキシマレーザを用いた
が、KrFエキシマレーザ(波長248nm)を用いて
も同様の効果を得ることができた。
The present mask is mounted on the main exposure apparatus, and the wavelength 19
The mask pattern was transferred onto the wafer by performing step & scan exposure using a 3 nm ArF excimer. as a result,
No transfer defects occurred, and the dimensional accuracy was improved by about 2% as compared with the conventional method. Although an ArF excimer laser was used here, a similar effect could be obtained by using a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm).

【0037】波長が200nmよりも長いとレジスト膜
の吸光度は低下し、遮光率が下がるが、(1)元々透過
率の高くないハーフトーン膜上に形成されていること、
(2)レジスト熱処理により吸光度を高めたこと、
(3)寸法的に高い精度を求める必要がないレジスト遮
光帯なので必要に応じて膜厚を厚くできることなどによ
り、全く問題なく遠紫外線露光に上記と同様の効果があ
った。また、さらにレジストパターン6の膜厚を厚くし
て例えば10μmとすれば紫外線露光にも上記効果があ
った。
If the wavelength is longer than 200 nm, the absorbance of the resist film decreases and the light-shielding ratio decreases, but (1) the film is formed on a halftone film which originally has a low transmittance.
(2) increasing the absorbance by heat treatment of the resist;
(3) Since the resist light-shielding band does not require high dimensional accuracy, the film thickness can be increased as needed. Further, when the thickness of the resist pattern 6 was further increased to, for example, 10 μm, the above-described effect was obtained also in the ultraviolet exposure.

【0038】なお、レジスト遮光帯はハーフトーン膜上
に形成され、露光光はハーフトーン膜を介してレジスト
遮光帯に到達する。したがってレジストはハーフトーン
膜で減光されて露光されるため、レジスト遮光帯の耐光
性は問題がなかった。
The resist light-shielding band is formed on the halftone film, and the exposure light reaches the resist light-shielding band via the halftone film. Therefore, since the resist is exposed by being reduced in light by the halftone film, the light resistance of the resist light-shielding band has no problem.

【0039】図6は本実施例のマスクを用いてツイン・
ウエル方式のCMIS(Complementary MIS)回路を有
する半導体集積回路装置の製造を行った製造工程を示
す。
FIG. 6 shows a twin-type photomask using the mask of this embodiment.
1 shows a manufacturing process for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a well-type CMIS (Complementary MIS) circuit.

【0040】半導体ウェハ103は、例えば平面が円形
状の半導体薄板からなる。半導体ウェハ103を構成す
る半導体基板103sは、例えばn−形のSi単結晶か
らなり、その上部には、例えばnウエル106nおよび
pウエル106pが形成されている。nウエル106n
には、例えばn形不純物のリンまたはAsが導入されて
いる。また、pウエル106pには、例えばp形不純物
のホウ素が導入されている。
The semiconductor wafer 103 is made of, for example, a semiconductor thin plate having a circular plane. The semiconductor substrate 103s constituting the semiconductor wafer 103 is made of, for example, an n-type Si single crystal, and an n-well 106n and a p-well 106p are formed thereon, for example. n well 106n
Is doped with, for example, an n-type impurity such as phosphorus or As. In addition, for example, boron as a p-type impurity is introduced into the p well 106p.

【0041】この半導体基板103sの主面(第1の主
面)には、例えば酸化シリコン膜からなる分離用のフィ
ールド絶縁膜107がLOCOS(Local Oxidization
ofSilicon)法等によって形成されている。なお、分
離部は溝型としてもよい。すなわち、半導体基板103
sの厚さ方向に掘られた溝内に絶縁膜を埋め込むことで
分離部を形成してもよい。
On the main surface (first main surface) of the semiconductor substrate 103s, a field insulating film 107 for isolation made of, for example, a silicon oxide film is provided by LOCOS (Local Oxidization).
(Silicon) method or the like. Note that the separating portion may be a groove type. That is, the semiconductor substrate 103
The isolation portion may be formed by embedding an insulating film in a groove dug in the thickness direction of s.

【0042】このフィールド絶縁膜107によって囲ま
れた活性領域には、nMIS(Qn)およびpMIS
(Qp)が形成されている。nMIS(Qn)およびp
MIS(Qp)のゲート絶縁膜108は、例えば酸化シ
リコン膜からなり、熱酸化法等によって形成されてい
る。また、nMIS(Qn)およびpMIS(Qp)の
ゲート電極109は、例えば低抵抗ポリシリコンからな
るゲート形成膜をCVD法等によって堆積した後、その
膜上にホトリソグラフィでレジストパターンを形成し、
エッチングを行うことによって形成される。特に限定さ
れるものではないが、ゲート長は、例えば0.13μm
程度である。
In the active region surrounded by the field insulating film 107, nMIS (Qn) and pMIS
(Qp) is formed. nMIS (Qn) and p
The gate insulating film 108 of the MIS (Qp) is made of, for example, a silicon oxide film, and is formed by a thermal oxidation method or the like. For the gate electrodes 109 of nMIS (Qn) and pMIS (Qp), for example, a gate forming film made of low-resistance polysilicon is deposited by a CVD method or the like, and a resist pattern is formed on the film by photolithography.
It is formed by performing etching. Although not particularly limited, the gate length is, for example, 0.13 μm
It is about.

【0043】nMIS(Qn)の半導体領域110は、
例えばリンまたはヒ素を、ゲート電極109をマスクと
して半導体基板103sにイオン注入法等によって導入
することにより、ゲート電極109に対して自己整合的
に形成されている。また、pMIS(Qp)の半導体領
域111は、ゲート電極109をマスクとして半導体基
板103sに例えばホウ素をイオン注入法等によって導
入することにより、ゲート電極109に対して自己整合
的に形成されている。ただし、上記ゲート電極109
は、例えば低抵抗ポリシリコンの単体膜で形成されるこ
とに限定されるものではなく、種々変更可能であり、例
えば低抵抗ポリシリコン膜上にタングステンシリサイド
やコバルトシリサイド等のようなシリサイド層を設け
た、いわゆるポリサイド構造としてもよいし、例えば低
抵抗ポリシリコン膜上に窒化チタンや窒化タングステン
等のようなバリア導体膜を介してタングステン等のよう
な金属膜を設けてなる、いわゆるポリメタル構造として
もよい。
The semiconductor region 110 of nMIS (Qn)
For example, phosphorus or arsenic is introduced into the semiconductor substrate 103s by ion implantation or the like using the gate electrode 109 as a mask, so that the semiconductor substrate 103s is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 109. The semiconductor region 111 of pMIS (Qp) is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 109 by introducing, for example, boron into the semiconductor substrate 103s by ion implantation or the like using the gate electrode 109 as a mask. However, the gate electrode 109
Is not limited to being formed of, for example, a single film of low-resistance polysilicon, and can be variously changed. For example, a silicide layer such as tungsten silicide or cobalt silicide is provided on the low-resistance polysilicon film. Also, a so-called polycide structure may be used, or a so-called polymetal structure in which a metal film such as tungsten is provided on a low-resistance polysilicon film via a barrier conductor film such as titanium nitride or tungsten nitride. Good.

【0044】まず、このような半導体基板103s上
に、図6(b)に示すように、例えば酸化シリコン膜か
らなる層間絶縁膜112をCVD法等によって堆積した
後、その上面にポリシリコン膜をCVD法等によって堆
積する。つづいて、そのポリシリコン膜をホトリソグラ
フィとエッチングによって加工した後、そのパターン加
工されたポリシリコン膜の所定領域に不純物を導入する
ことにより、ポリシリコン膜からなる配線113Lおよ
び抵抗113Rを形成する。
First, as shown in FIG. 6B, an interlayer insulating film 112 made of, for example, a silicon oxide film is deposited on such a semiconductor substrate 103s by a CVD method or the like, and then a polysilicon film is formed on the upper surface thereof. It is deposited by a CVD method or the like. Subsequently, after processing the polysilicon film by photolithography and etching, an impurity is introduced into a predetermined region of the patterned polysilicon film to form a wiring 113L and a resistor 113R made of the polysilicon film.

【0045】その後、図6(c)に示すように、半導体
基板103s上に、例えば酸化シリコン膜114を堆積
した後、層間絶縁膜112および酸化シリコン膜114
に半導体領域110,111および配線113Lの一部
が露出するような接続孔115をホトリソグラフィおよ
びエッチングによって穿孔する。
Thereafter, as shown in FIG. 6C, for example, a silicon oxide film 114 is deposited on the semiconductor substrate 103s, and then the interlayer insulating film 112 and the silicon oxide film 114 are formed.
A connection hole 115 such that the semiconductor regions 110 and 111 and a part of the wiring 113L are exposed is formed by photolithography and etching.

【0046】さらに、半導体基板103s上に、例えば
TiとTiNをスパッタリング法で被着し、その後Wを
スパッタリング法およびCVD法で堆積した後、その金
属膜をホトリソグラフィおよびエッチングによって加工
することにより、図6(d)に示すように、第1層配線
116L1を形成する。これ以降は、第1層配線116
L1と同様に第2層配線以降を形成し、半導体集積回路
装置を製造する。
Further, for example, Ti and TiN are deposited on the semiconductor substrate 103s by a sputtering method, and then W is deposited by a sputtering method and a CVD method, and then the metal film is processed by photolithography and etching. As shown in FIG. 6D, a first layer wiring 116L1 is formed. Thereafter, the first layer wiring 116
Similarly to L1, the second and subsequent wiring layers are formed to manufacture a semiconductor integrated circuit device.

【0047】カスタムLSI製品では特に第1配線層を
中心にマスクデバッグが行われることが多い。第1配線
層へのマスク供給TATの速さが製品開発力を決め、か
つ必要ホトマスク枚数も多くなるのでこの工程に本発明
を適用するのは効果が特に大きい。本実施例では接続孔
115の形成と、第1層配線116L1の形成に本実施
例のハーフトーンマスクを適用した。接続孔の径は0.
15μmとした。このように小さな孔を開けるため、露
光量は配線系の露光量に比べ約2倍ほど高かった。
In custom LSI products, mask debugging is often performed particularly on the first wiring layer. The speed of the mask supply TAT to the first wiring layer determines the product development capability and increases the number of required photomasks. Therefore, applying the present invention to this step is particularly effective. In the present embodiment, the halftone mask of the present embodiment is applied to the formation of the connection hole 115 and the formation of the first layer wiring 116L1. The diameter of the connection hole is 0.
It was 15 μm. Since such a small hole was formed, the exposure amount was about twice as high as the exposure amount of the wiring system.

【0048】一方、ウェハ合わせマークのパターン幅は
2μm以上であり、このパターンにとってはこの露光量
は露光過多となる。ハーフトーン膜のみでウェハ合わせ
マークが形成されると、ハーフトーン膜を透過した光と
ウェハ合わせマーク開口部を透過した光が干渉する。こ
の光干渉に露光装置のレンズの収差が加わって転写され
るウェハ合わせマークの形状が非対称に歪むという問題
が起こる。しかし本実施例のハーフトーン位相シフトマ
スクではウェハ合わせマークハーフトーン膜部上に合わ
せズレなくレジストが被っているため露光光の遮光率が
高く、前述の光干渉が小さくなる。このため微細孔を形
成する場合でも対称性よくウェハ合わせマークを形成で
きる。このため微細孔115と第1層配線116Lとの
合わせ精度が高かった。なお、ここでは効果の特に大き
なこの2つの工程に本実施例のハーフトーン位相シフト
マスクを適用したが、他のリソグラフィ工程に使用して
も従来のハーフトーン位相シフトマスクよりコストおよ
びマスク製造TAT短縮の長所を享受できる。
On the other hand, the pattern width of the wafer alignment mark is 2 μm or more, and for this pattern, the amount of exposure is excessive. When the wafer alignment mark is formed only by the halftone film, the light transmitted through the halftone film and the light transmitted through the wafer alignment mark opening interfere with each other. A problem arises that the shape of the wafer alignment mark to be transferred is asymmetrically distorted due to the optical interference and the aberration of the lens of the exposure apparatus. However, in the halftone phase shift mask of this embodiment, since the resist is covered without any misalignment on the wafer alignment mark halftone film portion, the light shielding ratio of the exposure light is high, and the above-described optical interference is reduced. Therefore, even when a fine hole is formed, a wafer alignment mark can be formed with high symmetry. For this reason, the alignment accuracy of the fine hole 115 and the first layer wiring 116L was high. Although the halftone phase shift mask of the present embodiment is applied to these two processes having particularly large effects, the cost and the mask manufacturing TAT are shorter than those of the conventional halftone phase shift mask even when used in other lithography processes. You can enjoy the advantages of

【0049】(実施の形態2)本実施の形態2において
は、マスクのパターン形成面(第1の主面)に異物が付
着しないように作用する透明薄膜ペリクルをマスクの主
面上に配置した例を説明する。これ以外は、前記実施の
形態1と同じである。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, a transparent thin-film pellicle which acts to prevent foreign matter from adhering to the pattern forming surface (first main surface) of the mask is arranged on the main surface of the mask. An example will be described. The rest is the same as the first embodiment.

【0050】本実施の形態2のマスクの具体例を図5に
示す。なお、図5(a)はマスクの平面図、同図(b)
はマスクを所定の装置に装着したときの様子を示した断
面図をそれぞれ示している。
FIG. 5 shows a specific example of the mask according to the second embodiment. FIG. 5A is a plan view of the mask, and FIG.
Shows cross-sectional views each showing a state when the mask is mounted on a predetermined device.

【0051】本実施の形態2においては、マスクの主面
(第1の主面)側に、ペリクル62がペリクル貼り付け
フレーム61を介して接合されて固定されている。ペリ
クルは、マスクに異物が付着することを避けるために、
マスク基板の主面あるいは主面および裏面から一定の距
離までに設けた透明な保護膜を持つ構成体である。
In the second embodiment, a pellicle 62 is fixed to the main surface (first main surface) side of the mask via a pellicle attachment frame 61. The pellicle is used to prevent foreign matter from adhering to the mask.
This is a structure having a transparent protective film provided at a certain distance from the main surface or the main surface and the back surface of the mask substrate.

【0052】この一定の距離は、保護膜表面上の付着異
物と異物の半導体ウェハへの転写性を考慮して設計され
ている。本実施の形態2においてペリクル62は、マス
クのペリクルカバー領域に配置されている。すなわち、
ペリクル62は、マスクのチップ領域2の全体、および
ウェハ合わせマーク4を含む遮光帯レジスト6を取り囲
むようにして集積回路パターン周辺領域上のハーフトー
ン膜に重なるように配置されている。
The predetermined distance is designed in consideration of the foreign matter adhering to the protective film surface and the transferability of the foreign matter to the semiconductor wafer. In the second embodiment, the pellicle 62 is arranged in the pellicle cover area of the mask. That is,
The pellicle 62 is arranged so as to surround the entire chip region 2 of the mask and the light-shielding band resist 6 including the wafer alignment mark 4 so as to overlap the halftone film on the peripheral region of the integrated circuit pattern.

【0053】本実施の形態2においては、ペリクル張り
付けフレーム61の基部が、マスクの前記周辺内部領域
におけるハーフトーン膜1に直接接触した状態で接合固
定されている。これにより、ペリクル張り付けフレーム
61の剥離を防止できる。また、ペリクル張り付けフレ
ーム61の取り付け位置にレジスト膜が形成されている
と、ペリクル61の取り付け取り外しの際に、レジスト
膜が剥離し異物発生の原因となる。
In the second embodiment, the base of the pellicle attachment frame 61 is bonded and fixed in a state of directly contacting the halftone film 1 in the peripheral inner region of the mask. Thereby, peeling of the pellicle attaching frame 61 can be prevented. Further, if a resist film is formed at the position where the pellicle attachment frame 61 is attached, the resist film peels off when the pellicle 61 is attached / detached, thereby causing foreign matter.

【0054】本実施の形態2においては、ペリクル張り
付けフレーム61をハーフトーン膜1に直接接触させた
状態で接合するので、そのような異物発生を防止でき
る。このような効果は、ペリクル張り付けフレーム61
をマスク基板7に直接接触させた状態で接合固定しても
得られる。
In the second embodiment, since the pellicle bonding frame 61 is joined in a state of being directly in contact with the halftone film 1, such generation of foreign matters can be prevented. Such an effect is achieved by the pellicle pasting frame 61.
Can also be obtained by bonding and fixing in a state of being directly in contact with the mask substrate 7.

【0055】また、図5(b)に示すように、マスクと
露光装置の装着部63とが接触する部分64にはレジス
ト膜が形成されないようにした。これによりレジスト膜
の剥離や削れ等による異物の発生を防止できる。
Further, as shown in FIG. 5B, a resist film was not formed on a portion 64 where the mask and the mounting portion 63 of the exposure apparatus were in contact. As a result, it is possible to prevent the generation of foreign matter due to the peeling or scraping of the resist film.

【0056】このような実施の形態2によれば、前記実
施の形態1で得られた効果のほかに以下の効果を得るこ
とが可能となる。
According to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects obtained in the first embodiment.

【0057】(1)マスクにペリクルを設けたことによ
り、マスクに異物が付着するのを防止し、その異物付着
に起因する転写パターンの劣化を抑制または防止でき
る。
(1) By providing the pellicle on the mask, it is possible to prevent foreign matter from adhering to the mask, and to suppress or prevent the transfer pattern from being deteriorated due to the foreign matter adhering.

【0058】(2)ペリクル張り付けフレーム61を遮
光パターン64またはマスク基板7に直接接触させた状
態で接合したことにより、ペリクルの取り付け取り外し
に際して、遮光パターン形成用のレジスト膜6が剥離し
たり削れたりするのを防止できる。このため、そのレジ
スト膜6の剥離や削れ等に起因する異物の発生を防止で
きる。
(2) By bonding the pellicle attachment frame 61 in a state of being directly in contact with the light shielding pattern 64 or the mask substrate 7, the resist film 6 for forming the light shielding pattern may be peeled off or scraped when the pellicle is attached or detached. Can be prevented. For this reason, it is possible to prevent the generation of foreign matter due to the peeling or scraping of the resist film 6.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によって得られる効果を簡単に説
明すれば、以下のとおりである。
The effects obtained by the present invention will be briefly described as follows.

【0060】(1)本発明のマスクは、製造工程数が少
なく、製造に要する時間が短く、またコストも安い。
(1) The mask of the present invention has a small number of manufacturing steps, a short time required for manufacturing, and a low cost.

【0061】(2)本発明のマスクは異物欠陥を発生し
やすいCr膜のスパッタ成膜やエッチングを省くことが
できるため製造歩留まりが高い。
(2) The mask of the present invention has a high production yield because it is possible to omit sputter deposition and etching of a Cr film which is liable to cause foreign matter defects.

【0062】(3)従来行われていたCrのようなハー
フトーン膜上の遮光物をエッチングする工程がないた
め、ハーフトーン膜が不均一にエッチングされて部分的
に膜厚が異なるといった欠陥も発生せず、ハーフトーン
膜の位相制御性が高く、かつパターン寸法精度も高い。
(3) Since there is no step of etching a light-shielding material on a halftone film such as Cr which has been conventionally performed, there is also a defect that the halftone film is unevenly etched and the film thickness is partially different. No generation occurs, the phase controllability of the halftone film is high, and the pattern dimensional accuracy is high.

【0063】(4)ハーフトーン材料の選択の際にCr
とのエッチング選択比を考慮する必要がないため、ハー
フトーン材料の材料選択の幅がひろがる。
(4) When selecting a halftone material,
Since there is no need to consider the etching selectivity of the halftone material, the range of material selection of the halftone material is widened.

【0064】(5)ウェハ合わせマークは十分な遮光性
を持つので、ホールのような微細なパターンをハーフト
ーン部の回路パターンに合わせた露光量で露光する場合
にも合わせマーク部の形状不良は発生しない。このため
高い合わせ精度が得られる。
(5) Since the wafer alignment mark has a sufficient light-shielding property, even when a fine pattern such as a hole is exposed with an exposure amount corresponding to the circuit pattern of the halftone portion, the shape defect of the alignment mark portion can be prevented. Does not occur. Therefore, high alignment accuracy can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態によるマスクを示す
平面図(a)および断面図(b)。
FIGS. 1A and 1B are a plan view and a sectional view showing a mask according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ウェハに対するチップ露光の概要を示す説明
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of chip exposure on a wafer.

【図3】本発明の第1の実施の形態によるマスクの作製
工程を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a step of manufacturing a mask according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施に用いた露光装置の概要を示した
ブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing an outline of an exposure apparatus used for carrying out the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態によるマスクを示す
平面図(a)および断面図(b)。
FIGS. 5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view showing a mask according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施による半導体集積回路製造工程を
示す半導体ウェハの要部断面図。
FIG. 6 is an essential part cross sectional view of a semiconductor wafer showing a semiconductor integrated circuit manufacturing process according to an embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ハーフトーン膜、2…チップ領域、3…回路パター
ン、4…ウェハ合わせマーク、5…レチクルアライメン
トマーク、6…レジスト、7…石英ガラス(ブランク
ス)、21…ウェハ、22…チップ、23…スクライブ
エリア、24…ウェハ合わせマーク、31…ハーフトー
ン膜、32…レジスト、33…露光光、34…レジスト
パターン、35…レジスト、36…露光光、、37…露
光光、38…レジスト開口、39…ハーフトーン、61
…ペリクル張り付けフレーム、62…ペリクル、63…
露光装置装着部、64…露光装置ステージ接触部、10
3…半導体ウェハ、103s…半導体基板、106n…
nウエル、106p…pウエル、107…フィールド絶
縁膜、108…ゲート絶縁膜、109…ゲート電極、1
10…nMISQnの半導体領域、111…pMISQ
pの半導体領域、112…層間絶縁膜、113L…配
線、113R…抵抗、114…酸化シリコン膜、115
…接続孔、116L1…第1層配線、1501…光源、
1502…フライアイレンズ、1503…照明形状調整
アパーチャ、1504,1505…コンデンサレンズ、
1506…ミラー、1507…マスク、1508…投影
レンズ、1509…半導体ウェハ、1510…ペリク
ル、1511…マスク位置制御手段、1512…マスク
ステージ、1513…位置検出手段、1514…試料
台、1515…Zステージ、1516…XYステージ、
1517…主制御系、1518,1519…駆動手段、
1520…ミラー、1521…レーザ測長器、1522
…マスキングブレード、1523…光ファイバ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Half tone film, 2 ... Chip area, 3 ... Circuit pattern, 4 ... Wafer alignment mark, 5 ... Reticle alignment mark, 6 ... Resist, 7 ... Quartz glass (blanks), 21 ... Wafer, 22 ... Chip, 23 ... Scribe area, 24: wafer alignment mark, 31: halftone film, 32: resist, 33: exposure light, 34: resist pattern, 35: resist, 36: exposure light, 37: exposure light, 38: resist opening, 39 … Halftone, 61
... Pellicle attachment frame, 62 ... Pellicle, 63 ...
Exposure device mounting part, 64 ... Exposure device stage contact part, 10
3 ... Semiconductor wafer, 103s ... Semiconductor substrate, 106n ...
n well, 106p ... p well, 107 ... field insulating film, 108 ... gate insulating film, 109 ... gate electrode, 1
10 ... nMISQn semiconductor region, 111 ... pMISQ
p semiconductor region, 112: interlayer insulating film, 113L: wiring, 113R: resistor, 114: silicon oxide film, 115
... Connection hole, 116L1 First layer wiring, 1501 Light source,
1502: fly-eye lens, 1503: illumination shape adjustment aperture, 1504, 1505: condenser lens,
1506 mirror, 1507 mask, 1508 projection lens, 1509 semiconductor wafer, 1510 pellicle, 1511 mask position control means, 1512 mask stage, 1513 position detection means, 1514 sample stage, 1515 Z stage, 1516 ... XY stage,
1517: main control system, 1518, 1519: driving means,
1520: mirror, 1521: laser measuring device, 1522
... Masking blade, 1523 ... Optical fiber.

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Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マスク基体と、露光光を減光する膜であっ
てかつ上記膜を透過する露光光の位相が上記膜の被着さ
れていない開口部を通過する露光光の位相とは異なるよ
うに調製された無機膜(以下ハーフトーン膜という)が
形成されており、上記ハーフトーン膜には所望の回路パ
ターンと露光間の合わせを行うときの基準となるウェハ
合わせマークが形成された半導体装置の露光に用いられ
るハーフトーン位相シフトマスクにおいて、ウェハ合わ
せマーク部のハーフトーン膜上とパターン形成領域の外
側にレジストが被着されていることを特徴としたハーフ
トーン位相シフトマスク。
1. A phase of a mask substrate and a film for attenuating exposure light, the phase of exposure light passing through the film being different from the phase of exposure light passing through an opening of the film which is not covered with the film. The semiconductor film prepared as described above is formed with an inorganic film (hereinafter referred to as a halftone film), and a wafer alignment mark is formed on the halftone film as a reference when performing alignment between a desired circuit pattern and exposure. A halftone phase shift mask used for exposure of an apparatus, wherein a resist is applied on a halftone film at a wafer alignment mark portion and outside a pattern formation region.
【請求項2】請求項1記載のハーフトーン位相シフトマ
スクにおいて、露光装置のステージおよび搬送系に接触
する場所には上記レジストがないことを特徴としたハー
フトーン位相シフトマスク。
2. The halftone phase shift mask according to claim 1, wherein said resist is not provided at a position in contact with a stage and a transport system of said exposure apparatus.
【請求項3】請求項1記載のハーフトーン位相シフトマ
スクにおいて、異物保護用のペリクルがペリクル枠を使
ってはられており、そのペリクル枠の外側には上記レジ
ストがないことを特徴としたハーフトーン位相シフトマ
スク。
3. The halftone phase shift mask according to claim 1, wherein the pellicle for protecting foreign matter is formed using a pellicle frame, and the resist is not provided outside the pellicle frame. Tone phase shift mask.
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