JP2009237289A - Halftone phase shift mask and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製品の製造に使用するハーフトーン型位相シフトマスクに関し、特には、ハーフトーン型位相シフトマスクを識別するためのマークの構造及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a halftone phase shift mask used for manufacturing a semiconductor product, and more particularly to a mark structure for identifying a halftone phase shift mask and a manufacturing method thereof.
半導体製品の製造には多数のフォトマスクを必要とする。1種類の半導体を作るための露光工程においては、トランジスタ、キャパシタ、抵抗、配線等の回路形成に20枚程のフォトマスクが使用される。フォトマスクの在庫の中から必要な物を選び出して、実際の使用に供する前に所望のマスクであることを確認する必要があり、そのための識別用のマークがフォトマスクに付される。 Manufacturing a semiconductor product requires a large number of photomasks. In an exposure process for making one type of semiconductor, about 20 photomasks are used for forming circuits such as transistors, capacitors, resistors, and wiring. It is necessary to select a necessary item from the stock of the photomask and confirm that it is a desired mask before putting it into actual use, and an identification mark for this purpose is attached to the photomask.
この識別マークは、フォトマスクの製造番号、ロット番号、製造年月日等の管理情報を表示するものとして、それ自体もしくはコード化されて、フォトマスク基板の回路形成に使用されない外周部分に付設される。これらの識別マークは、バーコード方式で光学的に読み取れるか又は直接顕微鏡で観察できる程度のパターンサイズで十分である(特許文献1)。 This identification mark is used to display management information such as the photomask manufacturing number, lot number, manufacturing date, etc., and is attached to the outer peripheral portion itself or coded and not used for circuit formation of the photomask substrate. The For these identification marks, a pattern size that can be optically read by a barcode method or can be directly observed with a microscope is sufficient (Patent Document 1).
一方、フォトマスクは、石英基板上に、回路パターンもしくはその反転パターンを、遮光性の金属クロム(以下、Crと記す)で形成したものである。このフォトマスクをウエハー上に塗工された感光性レジストから離間してセットし、露光装置により紫外線を照射して、写真のネガフィルムと同様の作用により、回路パターンを感光性レジストに転写してエッチング法で製造するものである。 On the other hand, a photomask is obtained by forming a circuit pattern or its inverted pattern with a light-shielding metallic chromium (hereinafter referred to as Cr) on a quartz substrate. This photomask is set away from the photosensitive resist coated on the wafer, irradiated with ultraviolet rays by an exposure device, and the circuit pattern is transferred to the photosensitive resist by the same action as a photographic negative film. It is manufactured by an etching method.
しかしながら、形成すべき回路パターンは、半導体の高集積化と高速化によって、微細化が進んでおり、上記のような単純なCrの遮光膜と石英基板からなるフォトマスク構成では、光の回折限界(光では、その波長の半分以下の解像度は到達できない)のため、微細なパターンを感光性レジストに転写することが困難となってきた。そこで、回折限界を引き下げる手法として位相シフト法が開発され、それに対応する構造のフォトマスクが位相シフトマスクとして提供された。 However, circuit patterns to be formed have been miniaturized due to higher integration and higher speed of semiconductors. In the photomask configuration including the simple Cr light-shielding film and the quartz substrate as described above, the light diffraction limit (With light, resolution less than half that wavelength cannot be reached), it has become difficult to transfer a fine pattern to a photosensitive resist. Therefore, a phase shift method has been developed as a technique for lowering the diffraction limit, and a photomask having a structure corresponding thereto has been provided as a phase shift mask.
位相シフトマスクには、ハーフトーン型あるいはレベンソン型等あるが、前者は、マスク基板上に光の位相を変化させる部分(以下、シフター層と記す)を敷設し、シフターを透過して位相が変化した光と、シフターを透過せず位相の変化していない光との干渉を利用して解像力を向上させる技術である。位相差を180度になるようにすると、シフター開口境界で、光の振幅は互いに打ち消しあって、光強度が低下する効果を利用するものである。 There are halftone type and Levenson type phase shift masks, but the former lays a part that changes the phase of light (hereinafter referred to as a shifter layer) on the mask substrate, and the phase changes through the shifter. This technique improves the resolving power by utilizing the interference between the transmitted light and the light that does not pass through the shifter and whose phase has not changed. When the phase difference is set to 180 degrees, the light amplitudes cancel each other at the shifter opening boundary, and the light intensity is reduced.
したがって、標準的なハーフトーン型位相シフトマスクは、遮光牲Crのパターンの代わりに、一定程度の透過性を有するシフターのパターンが石英基板上に形成されることになる。シフターは、位相を調整するために、単一材料からだけでなく複数の材料を積層して形成することもある。転写エリアの周りには、余計な感光を防ぐため、遮光帯が必要である。遮光層はシフター層の上に形成され、必要に応じて除去される。一般に、除去される遮光層のパターン(以下、遮光帯パターンと記す)には、高い寸法精度、位置精度、解像精度は要求されない。また、遮光層の遮光材料についても複数の膜が積層された構造の場合がある。 Accordingly, in the standard halftone phase shift mask, a shifter pattern having a certain degree of transparency is formed on the quartz substrate instead of the light shielding Cr pattern. The shifter may be formed by laminating a plurality of materials as well as a single material in order to adjust the phase. A light-shielding zone is necessary around the transfer area to prevent unnecessary exposure. The light shielding layer is formed on the shifter layer, and is removed as necessary. In general, the pattern of the light shielding layer to be removed (hereinafter referred to as a light shielding band pattern) does not require high dimensional accuracy, position accuracy, and resolution accuracy. Further, the light shielding material of the light shielding layer may have a structure in which a plurality of films are laminated.
シフター層のパターンの形成は、寸法精度、位置精度、解像精度などの関係から、一般に高加速電圧の電子描画装置が用いられるが、遮光帯パターンの形成には、高い精度が必要ないので、一般に、レーザー描画機や、精度の低い電子描画機などの低コストの描画機が用いられる。 For the formation of the shifter layer pattern, an electron drawing device with a high acceleration voltage is generally used because of dimensional accuracy, position accuracy, resolution accuracy, etc. In general, a low-cost drawing machine such as a laser drawing machine or a low-precision electronic drawing machine is used.
以下に公知文献を示す。
フォトマスクの転写エリア外に付設される識別マークは、パターンの解像度及び精度を要しないラフなパターンである。それにも関わらず、これまで、高コストな電子線描画装置を長時間用いて、半導体回路に相当するメインパターンと同時に、過剰とも言える精度で描画がなされている。 The identification mark provided outside the transfer area of the photomask is a rough pattern that does not require pattern resolution and accuracy. Nevertheless, until now, drawing has been performed with an accuracy that can be said to be excessive, simultaneously with a main pattern corresponding to a semiconductor circuit, using an expensive electron beam drawing apparatus for a long time.
ベクター型の電子線描画装置において、電流密度が高い場合、電子間のクーロン反発の影響を避けるため、電子ビームの最大ショットサイズは小さい。その結果、描画すべき面積の大きな識別マークがあると、電子ビームのショット数が増え描画時間が増大し、フォトマスクの生産性が低下するという問題がある。フォトマスクの作製期間が長いと短納期が困難になるという問題にもなっている。 In a vector type electron beam lithography system, when the current density is high, the maximum shot size of the electron beam is small in order to avoid the influence of Coulomb repulsion between electrons. As a result, if there is an identification mark having a large area to be drawn, there is a problem that the number of electron beam shots increases, drawing time increases, and photomask productivity decreases. If the photomask manufacturing period is long, short delivery is difficult.
また、識別マークのような開口部の大きなパターンは、散乱電子やローディング効果などにより回路パターンのような微細なパターンの寸法精度に影響を与えるという問題がある。 In addition, a pattern with a large opening such as an identification mark has a problem in that it affects the dimensional accuracy of a fine pattern such as a circuit pattern due to scattered electrons, a loading effect, and the like.
高面積パターンで描画時間が増大する問題に関しては、高精度を必要とする微細なパターン部分に対して、ラフなパターンの露光量、最大ショットサイズ、パス数などの描画条件を変更して効率を改善する、あるいは、描画すべきパターンも幾つかに分割し描画の条件と順序を最適化するなどの方法をとることで、描画時間を短くできるような機能が描画機に備わっているが、それだけでは、十分な効果が得られていない。 With regard to the problem of increased drawing time for high-area patterns, the efficiency can be improved by changing the drawing conditions such as rough pattern exposure, maximum shot size, and number of passes for fine pattern parts that require high accuracy. The drawing machine has a function that can shorten the drawing time by improving or dividing the pattern to be drawn into several parts and optimizing the drawing conditions and order. However, a sufficient effect is not obtained.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フォトマスクの識別マークのような大面積で高い精度が不要なパターンを形成するに際に、他の高精度を要する微細なパターンの形成に影響を与えることなく、且つ、短時間で容易に形成できる識別マークを有するハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when forming a pattern having a large area and not requiring high accuracy such as an identification mark of a photomask, other fine features that require high accuracy are required. It is an object of the present invention to provide a halftone phase shift mask having an identification mark that can be easily formed in a short time without affecting pattern formation, and a method for manufacturing the same.
上記の課題を達成するための請求項1の発明は、遮光層を有するハーフトーン型位相シフトマスクにあって、シフター層上の遮光層の有無による反射率の差に起因して認識されるパターンを、当該マスクの識別マークとすることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクである。 A first aspect of the invention for achieving the above object is a halftone phase shift mask having a light shielding layer, which is recognized due to a difference in reflectance depending on the presence or absence of the light shielding layer on the shifter layer. Is a half-tone type phase shift mask characterized in that it is used as an identification mark of the mask.
この発明は、基板上の遮光層とシフター層の反射率の差を識別マークとして利用するということである。透明基板側からであっても、シフター層上の遮光層の有無によって、反射率が異なることから両者を区別することができ、識別マークとして機能することができる。また、この時、識別マークの一部に透明基板のみの部分が含まれていたとしても、識別マークとして機能することができれば問題はない。本特許の識別マークの構造は、識別マークの一部に透明基板が含まれている構造も含むものとする。 The present invention uses the difference in reflectance between the light shielding layer and the shifter layer on the substrate as an identification mark. Even from the transparent substrate side, the reflectance differs depending on the presence or absence of the light-shielding layer on the shifter layer, so that both can be distinguished and can function as an identification mark. At this time, even if a part of the identification mark includes only the transparent substrate, there is no problem as long as it can function as the identification mark. The structure of the identification mark of this patent includes a structure in which a transparent substrate is included in a part of the identification mark.
請求項2の発明は、ハーフトーン型位相シフトマスクの作製工程において、遮光帯パターンと識別パターンを同じリソグラフィー工程で行うことを特徴とする製造方法である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a manufacturing method characterized in that the shading band pattern and the identification pattern are performed in the same lithography process in the manufacturing process of the halftone phase shift mask.
この発明は、識別パターンを、高コスト、低スループットの高精度描画機を用いる高精度が必要なメインパターンと同時に形成せずに、低コスト、高スループットの精度の低い描画機で遮光帯パターンの形成と同時に行うことで、メインパターン部分での寸法精度の低下を抑え、かつ高精度描画機の描画時間を下げられることから、描画コストの削減、生産性の向上を図ることができる。
また、遮光帯パターンの形成時と同時に識別パターンを形成するので、新たに工程を増やすことなく、識別パターンを形成することができるものである。
The present invention does not form an identification pattern at the same time as a main pattern that requires high accuracy using a high-cost, low-throughput high-precision drawing machine. By performing simultaneously with the formation, it is possible to suppress a reduction in dimensional accuracy in the main pattern portion and reduce the drawing time of the high-precision drawing machine, so that the drawing cost can be reduced and the productivity can be improved.
In addition, since the identification pattern is formed simultaneously with the formation of the light-shielding band pattern, the identification pattern can be formed without newly adding processes.
以上、本発明によれば、シフター層上の遮光層の有無により光反射率が異なることを利用して識別マークとすることにより、遮光帯パターンと識別マーク部分の露光を同時に行うことができ、メインパターンの描画に用いる高コスト描画機の描画時間が短縮されるので、描画コストを下げることができる。また、フォトマスクの作製期間の短縮が図れ、生産性も向上させることができる。また、識別マーク等の大面積パターンと回路パターンのような微細なパターンを同時に形成しないため、微細なパターン部分の寸法精度の低下がない。 As described above, according to the present invention, by making the identification mark utilizing the fact that the light reflectance varies depending on the presence or absence of the light shielding layer on the shifter layer, the light shielding band pattern and the identification mark portion can be exposed simultaneously, Since the drawing time of the high-cost drawing machine used for drawing the main pattern is shortened, the drawing cost can be reduced. In addition, the photomask manufacturing period can be shortened and productivity can be improved. Further, since a large pattern such as an identification mark and a fine pattern such as a circuit pattern are not formed at the same time, the dimensional accuracy of the fine pattern portion is not lowered.
以下、本発明の一実施の形態を図1及び図2を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
透明基板1上に、シフター材料としてモリブデンシリコンを用いたシフター層2、その上に遮光材料としてCrを用いた遮光層3、さらに、その上にポジ系の電子線描画用レジスト4をコートして、ブランクスとする(図1(a))。 A transparent substrate 1 is coated with a shifter layer 2 using molybdenum silicon as a shifter material, a light shielding layer 3 using Cr as a light shielding material, and a positive electron beam drawing resist 4 thereon. And blanks (FIG. 1 (a)).
次いで、メインパターン10と重ね描画に必要なアライメントパターン5の電子線描画を行った後、ポストベーク処理を施し現像処理を行う(図1(b))。 Next, after the electron beam drawing of the alignment pattern 5 necessary for the overwriting with the main pattern 10 is performed, a post-baking process is performed and a developing process is performed (FIG. 1B).
次いで、レジストをマスクとして、ドライエッチング加工を行い、開口部の遮光層とシフター層を除去する。続いて、レジストを剥離し、シフター層及び遮光層の二層からなるパターンを得る(図1(c))。
次いで、ポジ系のi線用レジスト6をコートする(図1(d))。
Next, dry etching is performed using the resist as a mask to remove the light shielding layer and the shifter layer in the opening. Subsequently, the resist is peeled off to obtain a pattern composed of two layers, a shifter layer and a light shielding layer (FIG. 1C).
Next, a positive i-line resist 6 is coated (FIG. 1D).
露光波長がi線のレーザー描画装置を用いて、遮光帯パターン9と識別マークパターン8を形成する重ね描画を行い、次いで現像処理を行った。(図1(e))。
尚、付言すれば、これらの工程は、電子線用レジストを用い、電子線描画装置を用いる重ね描画であっても構わない。
Using a laser drawing apparatus having an exposure wavelength of i-line, overwriting was performed to form the light-shielding band pattern 9 and the identification mark pattern 8, and then development processing was performed. (FIG. 1 (e)).
In addition, in other words, these steps may be overdrawing using an electron beam resist and using an electron beam drawing apparatus.
次いで、ドライエッチングを実施し、不要な遮光層7の除去と、識別マーク11を形成する。最後にレジストの剥離と洗浄を行った。これらの工程により、シフター層2上に遮光層3からなる識別マーク11を得ることができる(図1(f))。
この時、作製されたマスクの上面図及び部分断面図は、図2に示すような構造になる。
Next, dry etching is performed to remove unnecessary light shielding layers 7 and form identification marks 11. Finally, the resist was stripped and washed. By these steps, the identification mark 11 made of the light shielding layer 3 can be obtained on the shifter layer 2 (FIG. 1 (f)).
At this time, a top view and a partial cross-sectional view of the manufactured mask have a structure as shown in FIG.
1、石英基板
2、シフター層
3、遮光層
4、電子線用レジスト
5、アライメントパターン
6、感光性レジスト
7、シフターパターン上の不要な遮光層
8、識別マークパターン
9、遮光帯パターン
10、メインパターン部分
11、識別マーク
1, quartz substrate 2, shifter layer 3, light shielding layer 4, electron beam resist 5, alignment pattern 6, photosensitive resist 7, unnecessary light shielding layer 8 on shifter pattern, identification mark pattern 9, light shielding band pattern 10, main Pattern part 11, identification mark
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105093812A (en) * | 2015-08-11 | 2015-11-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | Array substrate mother plate and manufacturing method therefor, and mask plate |
JP2018106147A (en) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | Hoya株式会社 | Mask blank substrate for display device production, mask blank and mask, and production method thereof |
US10908494B2 (en) * | 2017-05-31 | 2021-02-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photomask and manufacturing method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06250376A (en) * | 1993-02-23 | 1994-09-09 | Toppan Printing Co Ltd | Phase shift mask and production of phase shift mask |
JPH06289589A (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-18 | Toppan Printing Co Ltd | Phase shift mask, its manufacturing method and blank used therefor |
JPH08334885A (en) * | 1995-06-02 | 1996-12-17 | Toppan Printing Co Ltd | Halftone type phase shift mask and its production |
JPH0943830A (en) * | 1995-08-03 | 1997-02-14 | Hoya Corp | Halftone type phase shift mask, halftone type phase shift mask blank as well as their production |
JP2000099619A (en) * | 1998-09-22 | 2000-04-07 | Sony Corp | Photo-mask identifying device and its method |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06250376A (en) * | 1993-02-23 | 1994-09-09 | Toppan Printing Co Ltd | Phase shift mask and production of phase shift mask |
JPH06289589A (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-18 | Toppan Printing Co Ltd | Phase shift mask, its manufacturing method and blank used therefor |
JPH08334885A (en) * | 1995-06-02 | 1996-12-17 | Toppan Printing Co Ltd | Halftone type phase shift mask and its production |
JPH0943830A (en) * | 1995-08-03 | 1997-02-14 | Hoya Corp | Halftone type phase shift mask, halftone type phase shift mask blank as well as their production |
JP2000099619A (en) * | 1998-09-22 | 2000-04-07 | Sony Corp | Photo-mask identifying device and its method |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105093812A (en) * | 2015-08-11 | 2015-11-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | Array substrate mother plate and manufacturing method therefor, and mask plate |
JP2018106147A (en) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | Hoya株式会社 | Mask blank substrate for display device production, mask blank and mask, and production method thereof |
US10908494B2 (en) * | 2017-05-31 | 2021-02-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photomask and manufacturing method thereof |
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