JP2012027237A - フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】転写パターンの寸法精度を向上し得るフォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】透明基板10上に形成された第1の遮光膜14をパターニングすることにより、デバイス領域16の周囲における透明基板上に、第1の遮光膜を含む遮光領域18を形成する工程と、デバイス領域の角部の外側の部分における遮光領域を少なくとも露出する開口部34が形成されたレジスト膜32を、透明基板上に形成する工程と、レジスト膜上及び開口部内に第2の遮光膜24を形成する工程と、レジスト膜上の第2の遮光膜をレジスト膜とともに除去することにより、少なくともデバイス領域の角部の外側の部分における遮光領域上に第2の遮光膜の遮光パターンを形成する工程とを有している。
【選択図】図4

Description

本発明は、フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法に関する。
半導体ウェハ上に成膜した導電膜をパターニングする際には、導電膜上にレジスト膜(フォトレジスト膜)を塗布し、フォトマスクに形成されたデバイスパターンを、ステップアンドリピートにより、レジスト膜に順次転写する。
この後、レジスト膜が現像され、現像されたレジスト膜をマスクとして、導電膜がエッチングされる。
特開2000−352810号公報 特開平9−50112号公報 特開平6−250376号公報 国際公開第02/005032号パンフレット
しかしながら、従来の半導体装置の製造方法では、十分な寸法精度で半導体ウェハ上にパターンを形成し得ない場合があった。
本発明の目的は、転写パターンの寸法精度を向上し得るフォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
実施形態の一観点によれば、透明基板上に形成された第1の遮光膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記第1の遮光膜を含む遮光領域を形成する工程と、前記デバイス領域の角部の外側の部分における前記遮光領域を少なくとも露出する開口部が形成されたレジスト膜を、前記透明基板上に形成する工程と、前記レジスト膜上及び前記開口部内に第2の遮光膜を形成する工程と、前記レジスト膜上の前記第2の遮光膜を前記レジスト膜とともに除去することにより、少なくとも前記デバイス領域の前記角部の外側の部分における前記遮光領域上に前記第2の遮光膜の遮光パターンを形成する工程とを有することを特徴とするフォトマスクの製造方法が提供される。
実施形態の他の観点によれば、第1の遮光膜が形成された透明基板上に第2の遮光膜を形成する工程と、前記第1の遮光膜及び前記第2の遮光膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記第1の遮光膜と前記第2の遮光膜とを含む遮光領域を形成する工程とを有することを特徴とするフォトマスクの製造方法が提供される。
実施形態の更に他の観点によれば、遮光膜が形成された透明基板上に位相シフト膜を形成する工程と、前記遮光膜及び前記位相シフト膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記遮光膜と前記位相シフト膜とを含む遮光領域を形成する工程とを有することを特徴とするフォトマスクの製造方法が提供される。
実施形態の更に他の観点によれば、透明基板上に形成された第1の遮光膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記第1の遮光膜を含む遮光領域を形成する工程と、少なくとも前記デバイス領域の角部の外側の部分における前記遮光領域上に、収束イオンビームを用いて第2の遮光膜を堆積する工程とを有することを特徴とするフォトマスクの製造方法が提供される。
実施形態の更に他の観点によれば、デバイス領域の周囲に第1の遮光膜を含む遮光領域が形成されたフォトマスクに対し、前記遮光領域における光の透過率を測定する工程と、前記遮光領域における前記光の透過率が予め定められた基準値以上である場合に、少なくとも前記デバイス領域の角部の外側の部分における前記遮光領域上に、収束イオンビームを用いて第2の遮光膜を堆積する工程とを有することを特徴とするフォトマスクの製造方法が提供される。
実施形態の更に他の観点によれば、上記のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクを用いて、半導体基板上に形成されたフォトレジスト膜を露光する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
開示のフォトマスクによれば、少なくともデバイス領域の四隅の外側の部分に遮光パターンが形成されているため、少なくともデバイス領域の四隅の外側の部分における光の透過率を十分に低減することができる。このため、デバイス領域の四隅の外側の部分が、ステップアンドリピートにより、半導体ウェハ上に4重露光や8重露光されたとしても、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンの寸法精度に悪影響が及ぶのを防止することができる。しかも、フォトリソグラフィ技術を用いて遮光パターンを形成するため、信頼性を損なうことなく遮光パターンをフォトマスクに形成することができる。
第1実施形態によるフォトマスクを示す平面図及び断面図である。 第1実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その1)である。 第1実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その2)である。 第1実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その3)である。 第2実施形態によるフォトマスクを示す平面図及び断面図である。 第2実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その1)である。 第2実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その2)である。 第2実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その3)である。 第3実施形態によるフォトマスクを示す平面図及び断面図である。 第3実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その1)である。 第3実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その2)である。 第4実施形態によるフォトマスクを示す平面図及び断面図である。 第4実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その1)である。 第4実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図(その2)である。 収束イオンビームを用いた遮光膜の形成方法を示す図である。 第5実施形態によるフォトマスクを示す断面図である。 第5実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。 第6実施形態によるフォトマスクを示す断面図である。 第6実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。 第7実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。 第7実施形態によるフォトマスクの製造方法を示すフローチャートである。 アパーチャー及びフォトマスクを示す図である。 半導体ウェハ上にデバイスパターンをステップアンドリピートにより転写した状態を示す概略図である。 1つの層を2枚のフォトマスクを用いて露光する場合を示す図である。 フォトマスクの遮光領域における光の透過率とデバイスパターンの線幅変動量との関係を示すグラフである。
図22は、アパーチャー及びフォトマスクを示す図である。図22(a)は、アパーチャーとフォトマスクとの位置関係を示す側面図である。図22(b)は、フォトマスクの例を示す平面図である。
図22に示すように、透明基板110には、ハーフトーン型位相シフト膜112と遮光膜114とが形成されている。デバイス領域116には、ハーフトーン型位相シフト膜112により形成されたデバイスパターンが形成されている。デバイス領域116の周囲の周辺領域(遮光領域)118には、ハーフトーン型位相シフト膜112と遮光膜114とが積層されている。
露光装置のアパーチャー150の機械的精度は、必ずしも十分に高いものではない。このため、デバイス領域116とアパーチャー150とが重なり合うのを防止すべく、デバイス領域116の外縁から所定距離以上離間した位置に、アパーチャー150の内縁が位置するようになっている。
このため、フォトマスク104のデバイス領域116内に形成されたデバイスパターンを半導体ウェハ(図示せず)上に転写する際には、デバイス領域116内のデバイスパターンのみならず、デバイス領域116の周囲の部分も露光されることとなる。遮光領域118における光の透過率は、例えば0.1%程度である。
図23は、半導体ウェハ上にデバイスパターンをステップアンドリピートにより転写した状態を示す概略図である。図23(a)は、パターンが転写された半導体ウェハを示しており、図23(b)は、図23(b)のうちの丸印で囲んだ部分を拡大して表したものである。
図23に示すように、半導体ウェハ200の各々のチップ領域202には、ステップアンドリピートにより、フォトマスクに形成されたパターンを有するレジストパターンが転写形成され、またレジストパターンをマスクとしたエッチングによりデバイスパターンが順次転写される。
1つの層を1枚のフォトマスクで露光する場合には、デバイス領域204の周囲のスクライブライン領域206には、2重露光される領域208と、4重露光される領域210とが生じる。
図24は、1つの層を2枚のフォトマスクを用いて露光する場合を示す図である。
1つの層を2枚のフォトマスクを用いて露光する場合には、領域208においては4重露光となり、領域210においては8重露光となる。
図25は、フォトマスクの遮光領域における光の透過率とデバイスパターンの線幅変動量との関係を示すグラフである。図25の横軸は、フォトマスクの遮光領域における光の透過率を示している。図25における縦軸は、半導体ウェハ上に転写されたデバイスパターンの線幅(CD:Critical Dimension)変動量を示している。デバイスパターンのラインアンドスペースは、70nm/70nmとした。照明条件は、NAが1.2、σoutが0.97の1/2輪帯照明とした。
図25から分かるように、4重露光、8重露光の場合には、大きなエネルギーが加わることとなるため、4重露光、8重露光された領域の近傍におけるデバイスパターンにおいては、線幅変動量が著しく大きくなる。
即ち、遮光領域118を透過した光が4重露光又は8重露光される領域210(図23参照)の近傍に存在するデバイスパターンにおいては、図25に示すように、大きい線幅変動が生じることとなる。
[第1実施形態]
第1実施形態によるフォトマスク及びその製造方法について図1乃至図4を用いて説明する。
なお、本実施形態では、ハーフトーン型位相シフトマスクを例に説明するが、ハーフトーン型位相シフトマスクに限定されるものではなく、様々なフォトマスクに適用することができる。
(フォトマスク)
まず、本実施形態によるフォトマスクについて図1を用いて説明する。図1は、本実施形態によるフォトマスクを示す平面図及び断面図である。図1(a)は、平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A′線断面図である。
透明基板10上には、例えば膜厚66nmのMoSiONのハーフトーン型位相シフト膜12が形成されている。透明基板10としては、例えば合成石英ガラスが用いられている。透明基板10のサイズは、例えば6インチ×6インチ×0.25インチとする。
透明基板10上の領域のうちのデバイス領域(デバイスパターン領域)16内においては、ハーフトーン型位相シフト膜12が所定の形状にパターニングされている。これにより、デバイス領域16内には、ハーフトーン型位相シフト膜12により形成されたデバイスパターンが形成されている。
デバイス領域16の周囲の周辺領域(周辺パターン領域、遮光領域)18においては、ハーフトーン型位相シフト膜12上に、例えば膜厚48nmの遮光膜14が形成されている。遮光膜14は、例えばクロム(Cr)膜と酸化クロム膜とを順次積層することにより形成されている。
周辺領域18には、位置合わせを行うためのアライメントマーク20や、フォトマスクを識別するためのナンバリング等の識別マーク22が形成されている。アライメントマーク20や識別マーク22のパターンは、ハーフトーン型位相シフト膜12及び遮光膜14をエッチングすることにより形成された抜きパターンにより形成されている。
デバイス領域16の角部の外側の部分における遮光膜14上、即ち、デバイス領域16の四隅の外側の部分における遮光膜14上には、遮光パターン(遮光部)24が形成されている。遮光パターン24は、例えば膜厚50nmのCrの遮光膜により形成されている。
こうして本実施形態によるフォトマスクが形成されている。
本実施形態によれば、デバイス領域16の四隅の外側の部分に遮光パターン24が形成されているため、デバイス領域16の四隅の外側の部分における光の透過率を十分に低減することができる。デバイス領域16の四隅の外側の部分は、半導体ウェハ上に4重露光や8重露光される場合がある。本実施形態によれば、デバイス領域16の四隅の外側の部分の透過率が十分に低減されているため、かかる部分が半導体ウェハ上に4重露光や8重露光されたとしても、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンの寸法精度に悪影響が及ぶのを防止することができる。
(フォトマスクの製造方法)
次に、本実施形態によるフォトマスクの製造方法について図2乃至図4を用いて説明する。図2乃至図4は、本実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。
まず、図2(a)に示すように、全面に、例えばスパッタリング法により、透明基板10上に、ハーフトーン型位相シフト膜12を形成する。透明基板10としては、例えば合成石英ガラスが用いる。透明基板10のサイズは、例えば6インチ×6インチ×0.25インチとする。ハーフトーン型位相シフト膜12としては、例えばMoSiON膜を形成する。ハーフトーン型位相シフト膜12の膜厚は、例えば66nm程度とする。
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、クロム膜と酸化クロム膜とを順次形成する。これにより、クロム膜と酸化クロム膜との積層膜により形成された遮光膜14が形成される。遮光膜14の膜厚は、例えば48nm程度とする。
こうして、透明基板10上にハーフトーン型位相シフト膜12と遮光膜14とが積層されたフォトマスクブランクス2が得られる。
次に、図2(b)に示すように、全面に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚300nmのレジスト膜(フォトレジスト膜)26を形成する。レジスト膜26の材料としては、例えば化学増幅型のポジレジスト等を用いる。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜26にパターンを描画する。電子線描画装置は、例えば第1のパターンデータを用いてパターンの描画を行う。第1のパターンデータには、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンをデバイス領域16(図1参照)内に形成するためのパターン、位置合わせを行うためのアライメントマーク20(図1参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン、及び、フォトマスクを識別するための識別マーク22(図1参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン等が含まれている。
次に、レジスト膜26に対して露光後焼き締め(Post Exposure Bake、PEB)を行う。
次に、レジスト膜26に対して現像を行う。これにより、レジスト膜26に開口部28が形成される(図2(c)参照)。
次に、図2(d)に示すように、レジスト膜26をマスクとして、遮光膜14をドライエッチングする。エッチングガスとしては、例えばClガスを用いる。
次に、図2(e)に示すように、レジスト膜26及び遮光膜14をマスクとして、ハーフトーン型位相シフト膜12をドライエッチングする。エッチングガスとしては、例えばCFガス又はSFガスを用いる。
次に、図2(f)に示すように、薬液を用いてレジスト膜26を除去する。かかる薬液としては、例えば硫酸過水等を用いる。
次に、図3(a)に示すように、全面に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚400nmのレジスト膜29を形成する。レジスト膜29の材料としては、例えばポジ型の電子線レジスト等を用いる。
次に、例えばレーザ描画装置を用いて、レジスト膜29にパターンを描画する。レーザ描画装置は、例えば第2のパターンデータを用いてパターンの描画を行う。第2のパターンデータには、デバイス領域16を露出するためのパターンが含まれている。
次に、レジスト膜29に対して現像を行う。これにより、レジスト膜29に開口部30が形成される(図3(b)参照)。
次に、図3(c)に示すように、レジスト膜29をマスクとして、開口部30内に露出している遮光膜14をドライエッチングする。
次に、図3(d)に示すように、薬液を用いてレジスト膜29を除去する。かかる薬液としては、例えば硫酸過水等を用いる。
次に、図3(e)に示すように、全面に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚400nmのレジスト膜32を形成する。
次に、デバイス領域16の四隅の外側の部分におけるレジスト膜32を露光する。レジスト膜32に対する露光には、必ずしも高い精度は要求されないため、例えば顕微鏡を用いたスポット露光を行う。なお、レーザ描画装置等を用いて、レジスト膜32に対して露光を行ってもよい。
次に、レジスト膜32に対して現像を行う。これにより、レジスト膜32に開口部34が形成される(図3(f)参照)。開口部34は、デバイス領域16の四隅の外側の部分に形成される。
次に、図4(a)に示すように、全面に、例えばスパッタリング法により、例えば膜厚50nmのクロム膜の遮光膜24を形成する。
次に、リフトオフにより、レジスト膜32上の遮光膜24を、レジスト膜32とともに除去する。レジスト膜32を除去するための薬液としては、例えば硫酸過水等を用いる。こうして、デバイス領域16の四隅の外側の部分における遮光膜14上に、遮光膜24により形成された遮光パターン(遮光部)が形成される。
なお、ここでは、遮光膜24の膜厚を50nmとする場合を例に説明したが、遮光膜24の膜厚は50nmに限定されるものではない。十分な遮光性が得られるように、遮光膜24の膜厚を適宜すればよい。
こうして、本実施形態によるフォトマスクが製造される。
このように、本実施形態によれば、デバイス領域16の四隅の外側の部分に遮光パターン24が形成されているため、デバイス領域16の四隅の外側の部分における光の透過率を十分に低減することができる。デバイス領域16の四隅の外側の部分は、上述したように、半導体ウェハ上に4重露光や8重露光される場合がある。本実施形態によれば、かかる部分の光の透過率が十分に低減されているため、かかる部分が半導体ウェハ上に4重露光や8重露光されたとしても、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンの寸法精度に悪影響が及ぶのを防止することができる。しかも、本実施形態では、フォトリソグラフィ技術を用いて遮光パターン24を形成するため、信頼性を損なうことなく遮光パターン24をフォトマスクに形成することができる。
[第2実施形態]
第2実施形態によるフォトマスク及びその製造方法について図5乃至図8を用いて説明する。図1乃至図4に示す第1実施形態によるフォトマスク及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
(フォトマスク)
まず、本実施形態によるフォトマスクについて図5を用いて説明する。図5は、本実施形態によるフォトマスクを示す平面図及び断面図である。図5(a)は、平面図であり、図5(b)は、図5(a)のB−B′線断面図である。
本実施形態によるフォトマスクは、光の透過率を低減するための遮光膜38が周辺領域18全体に形成されていることに主な特徴がある。
図5に示すように、例えば合成石英ガラスの透明基板10上には、例えば膜厚66nmのMoSiONのハーフトーン型位相シフト膜12が形成されている。
透明基板10上の領域のうちのデバイス領域16内においては、ハーフトーン型位相シフト膜12が所定の形状にパターニングされている。これにより、デバイス領域16内には、ハーフトーン型位相シフト膜12により形成されたデバイスパターンが形成されている。
デバイス領域16の周囲の周辺領域(遮光領域)18においては、ハーフトーン型位相シフト膜12上に、例えば膜厚48nmのCrの遮光膜14が形成されている。
遮光膜14上には、例えば膜厚20nmのMoSiONのエッチングストッパ膜36が形成されている。
エッチングストッパ膜36上には、例えば膜厚50nmのCrの遮光膜38が形成されている。
なお、ここでは、遮光膜38の膜厚が50nmである場合を例に説明したが、遮光膜38の膜厚は50nmに限定されるものではない。十分な遮光性が得られる程度の膜厚で遮光膜38が形成されていればよい。
周辺領域18には、位置合わせを行うためのアライメントマーク20や、フォトマスクを識別するためのナンバリング等の識別マーク22が形成されている。アライメントマーク20や識別マーク22のパターンは、ハーフトーン型位相シフト膜12、遮光膜14、エッチングストッパ膜36及び遮光膜38をエッチングすることにより形成された抜きパターンにより形成されている。
こうして本実施形態によるフォトマスクが形成されている。
このように、デバイス領域16の周囲の周辺領域18の全体に遮光膜38が形成されていてもよい。本実施形態においても、デバイス領域16の四隅の外側の部分における光の透過率が十分に低減されるため、かかる部分が半導体ウェハ上に4重露光や8重露光されたとしても、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンの寸法精度に悪影響が及ぶのを防止することができる。
(フォトマスクの製造方法)
次に、本実施形態によるフォトマスクの製造方法について図6乃至図8を用いて説明する。図6乃至図8は、本実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。
まず、図6(a)に示すように、全面に、例えばスパッタリング法により、例えば合成石英ガラスの透明基板10上に、例えば膜厚66nmのMoSiONのハーフトーン型位相シフト膜12を形成する。
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、膜厚48nmのCrの遮光膜14を形成する。
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、膜厚20nmのMoSiONのエッチングストッパ膜36を形成する。
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、膜厚100nmのCrの遮光膜38を形成する。
なお、ここでは、遮光膜38を成膜する際の膜厚を100nmとする場合を例に説明したが、遮光膜38を成膜する際の膜厚は100nmに限定されるものではない。十分な遮光性を有する遮光膜38が最終的に残存するように、遮光膜38を成膜する際の膜厚を適宜設定すればよい。
次に、図6(b)に示すように、全面に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚300nmのレジスト膜26を形成する。レジスト膜26の材料としては、例えば化学増幅型のポジレジスト等を用いる。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜26にパターンを描画する。電子線描画装置は、例えば第3のパターンデータを用いてパターンの描画を行う。第3のパターンデータには、デバイス領域16(図5参照)を露出するためのパターン、位置合わせを行うためのアライメントマーク20(図5参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン、及び、フォトマスクを識別するための識別マーク22(図5参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン等が含まれている。
次に、レジスト膜26に対して露光後焼き締め(PEB)を行う。
次に、レジスト膜26に対して現像を行う。これにより、レジスト膜26に開口部28が形成される(図6(c)参照)。
次に、図6(d)に示すように、レジスト膜26をマスクとし、エッチングストッパ36をストッパとして、遮光膜38をドライエッチングする。
次に、図6(e)に示すように、レジスト膜26及び遮光膜38をマスクとし、遮光膜14をエッチングストッパとして、エッチングストッパ膜36をドライエッチングする。
次に、図7(a)に示すように、薬液を用いてレジスト膜26を除去する。かかる薬液としては、例えば硫酸過水等を用いる。
次に、図7(b)に示すように、全面に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚300nmのレジスト膜40を形成する。レジスト膜40の材料としては、例えば化学増幅型のポジレジスト等を用いる。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜40にパターンを描画する。電子線描画装置は、例えば第4のパターンデータを用いてパターンの描画を行う。第4のパターンデータには、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンをデバイス領域16(図5参照)内に形成するためのパターン、位置合わせを行うためのアライメントマーク20(図5参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン、及び、フォトマスクを識別するための識別マーク22(図5参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン等が含まれている。
次に、レジスト膜40に対して露光後焼き締め(PEB)を行う。
次に、レジスト膜40に対して現像を行う。これにより、レジスト膜40に開口部42が形成される(図7(c)参照)。
次に、図7(d)に示すように、レジスト膜40をマスクとして、遮光膜14をドライエッチングする。
次に、図7(e)に示すように、レジスト膜40及び遮光膜14をマスクとして、ハーフトーン型位相シフト膜12をドライエッチングする。
次に、図8(a)に示すように、薬液を用いてレジスト膜40を除去する。かかる薬液としては、例えば硫酸過水等を用いる。
次に、図8(b)に示すように、全面をエッチバックすることにより、デバイス領域16内に存在している遮光膜14を除去する。エッチングガスとしては、例えばClガスを用いる。この際、周辺領域18に存在している遮光膜38の上部もエッチングされ、遮光膜38の膜厚が薄くなる。遮光膜14の膜厚は例えば48nm程度と比較的薄いのに対し、遮光膜18の膜厚は例えば100nm程度と比較的厚いため、周辺領域18の遮光膜38は、例えば50nm程度の膜厚で残存する。
なお、ここでは、周辺領域18に残存させる遮光膜38の膜厚を50nmとする場合を例に説明したが、周辺領域18に残存させる遮光膜38の膜厚は50nmに限定されるものではない。十分な遮光性が得られるように、遮光膜24の膜厚を適宜すればよい。
こうして、本実施形態によるフォトマスクが製造される。
このように、デバイス領域16の周囲の周辺領域18の全体に遮光膜38が形成されていてもよい。本実施形態においても、デバイス領域16の四隅の外側の部分における光の透過率が十分に低減されるため、かかる部分が半導体ウェハ上に4重露光や8重露光されたとしても、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンの寸法精度に悪影響が及ぶのを防止することができる。
[第3実施形態]
第3実施形態によるフォトマスク及びその製造方法について図9乃至図11を用いて説明する。図1乃至図8に示す第1又は第2実施形態によるフォトマスクと同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
(フォトマスク)
まず、本実施形態によるフォトマスクについて図9を用いて説明する。図9は、本実施形態によるフォトマスクを示す平面図及び断面図である。図9(a)は、平面図であり、図9(b)は、図9(a)のC−C′線断面図である。
本実施形態によるフォトマスクは、周辺領域18全体に形成したハーフトーン型位相シフト膜44により、周辺領域18における光の透過率が低減されることに主な特徴がある。
図9に示すように、例えば合成石英ガラスの透明基板10上には、例えば膜厚66nmのMoSiONのハーフトーン型位相シフト膜12が形成されている。
透明基板10上の領域のうちのデバイス領域16内においては、ハーフトーン型位相シフト膜12が所定の形状にパターニングされている。これにより、デバイス領域16内には、ハーフトーン型位相シフト膜12により形成されたデバイスパターンが形成されている。
デバイス領域16の周囲の周辺領域(遮光領域)18においては、ハーフトーン型位相シフト膜12上に、例えば膜厚48nmのCrの遮光膜14が形成されている。
遮光膜14上には、例えば膜厚60nmのMoSiONのハーフトーン型位相シフト膜44が形成されている。
なお、ここでは、ハーフトーン型位相シフト膜44の膜厚が60nmである場合を例に説明したが、ハーフトーン型位相シフト膜44の膜厚は60nmに限定されるものではない。十分な遮光性が得られる程度の膜厚でハーフトーン型位相シフト膜44が形成されていればよい。
周辺領域18には、位置合わせを行うためのアライメントマーク20や、フォトマスクを識別するためのナンバリング等の識別マーク22が形成されている。アライメントマーク20や識別マーク22のパターンは、ハーフトーン型位相シフト膜12、遮光膜14及びハーフトーン型位相シフト膜44をエッチングすることにより形成された抜きパターンにより形成されている。
こうして本実施形態によるフォトマスクが形成されている。
このように、ハーフトーン型位相シフト膜44により周辺領域18における光の透過率を低減するようにしてもよい。本実施形態においても、デバイス領域16の四隅の外側の部分における光の透過率が十分に低減されるため、かかる部分が半導体ウェハ上に4重露光や8重露光されたとしても、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンの寸法精度に悪影響が及ぶのを防止することができる。
(フォトマスクの製造方法)
次に、本実施形態によるフォトマスクの製造方法について図10及び図11を用いて説明する。図10乃至図11は、本実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。
まず、図10(a)に示すように、全面に、例えばスパッタリング法により、例えば合成石英ガラスの透明基板10上に、例えば膜厚66nmのMoSiONのハーフトーン型位相シフト膜12を形成する。
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、膜厚48nmのCrの遮光膜14を形成する。
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、膜厚60nmのMoSiONのハーフトーン型位相シフト膜44を形成する。
なお、ここでは、ハーフトーン型位相シフト膜44の膜厚を60nmとする場合を例に説明したが、ハーフトーン型位相シフト膜44の膜厚は60nmに限定されるものではない。十分な遮光性が得られるようにハーフトーン型位相シフト膜44の膜厚を適宜設定すればよい。
次に、図10(b)に示すように、全面に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚300nmのレジスト膜26を形成する。レジスト膜26の材料としては、例えば化学増幅型のポジレジスト等を用いる。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜26にパターンを描画する。電子線描画装置は、例えば第5のパターンデータを用いてパターンの描画を行う。第5のパターンデータには、デバイス領域16(図9参照)を露出するためのパターン、位置合わせを行うためのアライメントマーク20(図9参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン、及び、フォトマスクを識別するための識別マーク22(図9参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン等が含まれている。
次に、レジスト膜26に対して露光後焼き締め(PEB)を行う。
次に、レジスト膜26に対して現像を行う。これにより、レジスト膜26に開口部28が形成される(図10(c)参照)。
次に、図10(d)に示すように、レジスト膜26をマスクとし、遮光膜14をストッパとして、ハーフトーン型位相シフト膜44をドライエッチングする。
次に、図10(e)に示すように、薬液を用いてレジスト膜26を除去する。かかる薬液としては、例えば硫酸過水等を用いる。
次に、図11(f)に示すように、全面に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚300nmのレジスト膜40を形成する。レジスト膜40の材料としては、例えば化学増幅型のポジレジスト等を用いる。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜40にパターンを描画する。電子線描画装置は、例えば第6のパターンデータを用いてパターンの描画を行う。第6のパターンデータには、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンをデバイス領域16(図9参照)内に形成するためのパターン、位置合わせを行うためのアライメントマーク20(図9参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン、及び、フォトマスクを識別するための識別マーク22(図9参照)を周辺領域18内に形成するためのパターン等が含まれている。
次に、レジスト膜40に対して露光後焼き締め(PEB)を行う。
次に、レジスト膜40に対して現像を行う。これにより、レジスト膜40に開口部42が形成される(図11(a)参照)。
次に、図11(b)に示すように、レジスト膜40をマスクとして、遮光膜14をドライエッチングする。
次に、図11(c)に示すように、レジスト膜40及び遮光膜14をマスクとして、ハーフトーン型位相シフト膜12をドライエッチングする。
次に、図11(d)に示すように、薬液を用いてレジスト膜40を除去する。かかる薬液としては、例えば硫酸過水等を用いる。
次に、図11(e)に示すように、全面をエッチバックすることにより、デバイス領域16内に存在している遮光膜14を除去する。エッチングガスとしては、例えばClガスを用いる。
こうして、本実施形態によるフォトマスクが製造される。
このように、ハーフトーン型位相シフト膜44を形成することにより、デバイス領域16の周囲の周辺領域18における光の透過率を低減するようにしてもよい。本実施形態においても、デバイス領域16の四隅の外側の部分における光の透過率が十分に低減されるため、かかる部分が半導体ウェハ上に4重露光や8重露光されたとしても、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンの寸法精度に悪影響が及ぶのを防止することができる。
[第4実施形態]
第4実施形態によるフォトマスク及びその製造方法について図12乃至図15を用いて説明する。図1乃至図11に示す第1乃至第3実施形態によるフォトマスク及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
(フォトマスク)
まず、本実施形態によるフォトマスクについて図12を用いて説明する。図12は、本実施形態によるフォトマスクを示す平面図及び断面図である。図12(a)は平面図であり、図12(b)は断面図である。
本実施形態によるフォトマスクは、遮光パターン46が収束イオンビーム(Focused Ion Beam、FIB)を用いて形成されていることに主な特徴がある。
図12に示すように、例えば石英の透明基板10上には、例えば膜厚70nmのMoSiONのハーフトーン型位相シフト膜12が形成されている。
透明基板10上の領域のうちのデバイス領域16内においては、ハーフトーン型位相シフト膜12がデバイスパターンの形状にパターニングされている。
デバイス領域16の周囲の遮光領域18においては、ハーフトーン型位相シフト膜12上に、例えば膜厚50nmのCrの遮光膜14が形成されている。
デバイス領域16の周囲の遮光膜14上には、例えば膜厚63.6nmの炭素膜の遮光パターン(遮光部)46が形成されている。遮光パターン46は、例えばデバイス領域16を囲うように形成されている。遮光パターン46の幅は、例えば100μm程度とする。
こうして、本実施形態によるフォトマスクが形成されている。
(フォトマスクの製造方法)
次に、本実施形態によるフォトマスクの製造方法を図13乃至図15を用いて説明する。図13及び図14は、本実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。図15は、収束イオンビームを用いた遮光膜の形成方法を示す図である。
まず、図13(a)に示すように、透明基板10上にハーフトーン型位相シフト膜12、遮光膜14及びレジスト膜16が形成されたフォトマスク用の乾板50を用意する。ハーフトーン型位相シフト膜12としては、例えば膜厚70nmのMoSiON膜が形成されている。遮光膜14としては、例えば膜厚50nmのCr膜が形成されている。レジスト膜48としては、例えば膜厚300nmの電子線(EB)レジスト膜が形成されている。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜48にパターンを描画する。電子線描画装置は、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンをデバイス領域16(図12参照)内におけるレジスト膜48に描画する。
この後、レジスト膜48に対して現像を行うことにより、レジスト膜48に開口部52が形成される(図13(b)参照)。
次に、レジスト膜48をマスクとし、例えば反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching、RIE)により、遮光膜14をエッチングする。
次に、レジスト膜48を除去する(図13(c)参照)。レジスト膜48を除去する際には、例えば硫酸過水等が用いられる。
次に、図13(d)に示すように、遮光膜14をマスクとして、ハーフトーン型位相シフト膜12をドライエッチングする。
次に、図13(e)に示すように、全面に、スピンコート法により、レジスト膜54を形成する。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜54にパターンを描画する。電子線描画装置は、デバイス領域16(図12参照)を開口する開口部56がレジスト膜54に形成されるように、描画を行う。
次に、レジスト膜54に対して現像を行うことにより、レジスト膜54にデバイス領域16を露出する開口部56が形成される(図13(f)参照)。
次に、レジスト膜54をマスクとして、開口部56内に露出している遮光膜14をエッチングする(図13(g)参照)。
次に、レジスト膜54を除去する(図14(a)参照)。レジスト膜54を除去する際には、例えば硫酸過水等が用いられる。
次に、以下のようにして、収束イオンビーム60を用いて、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に遮光パターン(遮光部、遮光膜)46を堆積する。即ち、図15に示すように、ガス銃(ガスノズル)62を用いて炭素を含む原料ガス(有機化合物ガス)64を遮光膜14に吹きかけながら、イオン銃(収束イオンビーム光学系)58を用いて収束イオンビーム60を遮光膜14に照射する。そうすると、収束イオンビーム60が照射されている箇所において、原料ガス64の分解反応が生じ、遮光膜14の表面に炭素膜46が堆積される。収束イオンビーム60を走査することにより、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に炭素膜の遮光パターン(遮光膜)46を堆積することができる。
なお、収束イオンビーム光学系58においては、例えばガリウムの金属イオン源に高電圧を印加することによりイオンビームを発生させ、静電レンズを用いてイオンビームを収束させる。
また、遮光パターン46の材料は、炭素に限定されるものではない。十分な遮光性を得ることが可能な材料を、遮光パターン46の材料として適宜用いることができる。
こうして、図14(b)に示すように、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に遮光膜(遮光パターン)46が形成される。
このように、収束イオンビームを用いて遮光パターン46を堆積してもよい。
[第5実施形態]
第5実施形態によるフォトマスク及びその製造方法について図16及び図17を用いて説明する。図1乃至図15に示す第1乃至第4実施形態によるフォトマスク及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
(フォトマスク)
まず、本実施形態によるフォトマスクについて図16を用いて説明する。図16は、本実施形態によるフォトマスクを示す断面図である。
本実施形態によるフォトマスクは、バイナリマスクであることに主な特徴がある。
図16に示すように、例えば石英の透明基板10上には、例えば膜厚50nmのCrの遮光膜14が形成されている。
透明基板10上の領域のうちのデバイス領域16内においては、遮光膜14がデバイスパターンの形状にパターニングされている。
デバイス領域16の周囲には、遮光膜14を含む遮光領域18が形成されている。
デバイス領域16の周囲における遮光膜14上には、例えば膜厚63.6nmの炭素膜の遮光パターン(遮光部、遮光膜)46が形成されている。遮光パターン46は、例えばデバイス領域16を囲うように形成されている。遮光パターン46の幅は、例えば100μm程度とする。
こうして、本実施形態によるフォトマスクが形成されている。
(フォトマスクの製造方法)
次に、本実施形態によるフォトマスクの製造方法について図17を用いて説明する。図17は、本実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。
まず、図17(a)に示すように、透明基板10上に遮光膜14及びレジスト膜48が形成されたフォトマスク用の乾板50aを用意する。遮光膜14としては、例えば膜厚50nmのCr膜が形成されている。レジスト膜48としては、例えば膜厚300nmの電子線レジスト膜が形成されている。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜48にパターンを描画する。電子線描画装置は、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンをデバイス領域16(図12参照)内におけるレジスト膜48に描画する。
この後、レジスト膜48に対して現像を行うことにより、レジスト膜48に開口部52が形成される(図17(b)参照)。
次に、レジスト膜48をマスクとし、例えば反応性イオンエッチングにより、遮光膜14をエッチングする。
次に、レジスト膜48を除去する(図17(c)参照)。レジスト膜48を除去する際には、例えば硫酸過水等が用いられる。
次に、図14(b)及び図15を用いて上述した第4実施形態によるフォトマスクの製造方法と同様にして、収束イオンビーム60を用いて、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に遮光パターン(遮光部、遮光膜)46を堆積する。こうして、図17(d)に示すように、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に遮光パターン46が形成される。
このように、フォトマスクがバイナリマスクであってもよい。
[第6実施形態]
第6実施形態によるフォトマスク及びその製造方法について図18及び図19を用いて説明する。図1乃至図17に示す第1乃至第5実施形態によるフォトマスク及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
(フォトマスク)
まず、本実施形態によるフォトマスクについて図18を用いて説明する。図18は、本実施形態によるフォトマスクを示す断面図である。
本実施形態によるフォトマスクは、レベンソン型位相シフトマスクであることに主な特徴がある。
図18に示すように、透明基板10には、位相調整用の掘り込み部(溝)66が形成されている。
遮光膜14により形成されたデバイスパターンの一方の側には掘り込み部66が形成されており、デバイスパターンの他方の側には掘り込み部66が形成されていない。即ち、遮光膜14には、掘り込み部66が設けられていない第1の開口部68と、掘り込み部66が設けられている第2の開口部70とが交互に形成されている。掘り込み部66は、光の位相(光の光路長)を変化させるためのものである。
このようなレベンソン型位相シフトマスクでは、第1の開口部68を通過して半導体ウェハに達する光の位相が0であるときには、第2の開口部70を通過して半導体ウェハに達する光の位相はπとなる。隣り合ったパターン毎に位相が反転するため、高い解像度での転写が可能となる。
デバイス領域16の周囲には、遮光膜14を含む遮光領域18が形成されている。
デバイス領域16の周囲における遮光膜14上には、例えば膜厚63.6nmの炭素膜の遮光パターン(遮光部、遮光膜)46が形成されている。遮光パターン46は、例えばデバイス領域16を囲うように形成されている。遮光パターン46の幅は、例えば100μm程度とする。
こうして、本実施形態によるフォトマスクが形成されている。
(フォトマスクの製造方法)
次に、本実施形態によるフォトマスクの製造方法について図19を用いて説明する。図19は、本実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。
まず、図19(a)に示すように、透明基板10上に遮光膜14及びレジスト膜16が形成されたフォトマスク用の乾板50aを用意する。遮光膜14としては、例えば膜厚50nmのCr膜が形成されている。レジスト膜48としては、例えば膜厚300nmの電子線レジスト膜が形成されている。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜48にパターンを描画する。電子線描画装置は、半導体ウェハ上に転写されるデバイスパターンをデバイス領域16(図12参照)内におけるレジスト膜48に描画する。
この後、レジスト膜48に対して現像を行うことにより、レジスト膜48に開口部52が形成される(図19(b)参照)。
次に、レジスト膜48をマスクとし、例えば反応性イオンエッチングにより、遮光膜14をエッチングする。
次に、レジスト膜48を除去する(図19(c)参照)。レジスト膜48を除去する際には、例えば硫酸過水等が用いられる。
次に、図19(d)に示すように、全面に、スピンコート法により、レジスト膜54を形成する。
次に、例えば電子線描画装置を用いて、レジスト膜54にパターンを描画する。電子線描画装置は、掘り込み部66を形成すべき領域を含む領域に開口部72が形成されるように、描画を行う。
次に、レジスト膜54に対して現像を行うことにより、レジスト膜54に開口部72が形成される(図19(e)参照)。
次に、レジスト膜54及び遮光膜14をマスクとして、開口部72内に露出している透明基板10をエッチングすることにより、掘り込み部66を形成する(図19(f)参照)。
次に、レジスト膜54を除去する(図19(g)参照)。レジスト膜54を除去する際には、例えば硫酸過水等が用いられる。
次に、図14(b)及び図15を用いて上述した第4実施形態によるフォトマスクの製造方法と同様にして、収束イオンビーム60を用いて、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に遮光パターン(遮光部、遮光膜)46を堆積する。こうして、図19(h)に示すように、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に遮光パターン46が形成される。
このように、フォトマスクがレベンソン型位相シフトマスクであってもよい。
[第7実施形態]
第7実施形態によるフォトマスクの製造方法について図20及び図21を用いて説明する。図20は、本実施形態によるフォトマスクの製造方法を示す工程断面図である。図21は、本実施形態によるフォトマスクの製造方法を示すフローチャートである。図1乃至図19に示す第1乃至第6実施形態によるフォトマスク及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
本実施形態によるフォトマスクの製造方法(補修方法)は、遮光領域18における光の透過率が所定の基準を満たさなくなった場合に、収束イオンビーム60を用いて遮光領域18に遮光パターン46を堆積することに特徴がある。
まず、図13(a)乃至図14(a)を用いて上述したフォトマスクの製造方法と同様にして、遮光領域18に遮光パターン46が形成されていないフォトマスク4を製造する。遮光領域18において十分な遮光性が得られている状態では、遮光領域18に遮光パターン46が形成されていなくても、特段の問題は生じない。
このようにして製造されたフォトマスク4は、半導体ウェハ(図示せず)上にデバイスパターン(図示せず)を転写する際等に用いられる。
デバイスパターンの転写等に用いられたフォトマスク4に対して、洗浄等が行われる場合がある。フォトマスク4を洗浄する際には、例えばアンモニア過水やオゾン水等の洗浄液が用いられる場合があり、これにより、遮光膜14の膜厚が薄くなってしまう場合がある。遮光膜14の膜厚が薄くなると、遮光領域18において十分な遮光性が得られなくなる。
そこで、本実施形態では、フォトマスク4に対して洗浄(ステップS1)を行った後に、遮光領域18における光の透過率Tが所定の基準値より小さいか否かを判定する(ステップS2)。光の透過率Tについての所定の基準値は、例えば0.001程度とする。光の透過率Tは、フォトマスクに入射される光の強度をI、フォトマスクの遮光膜を透過する光の強度をIとすると、以下のような式により表される。
T=I/I
遮光領域18における光の透過率Tは、例えば短波長の光を用いることが可能な分光器等を用いて測定することができる。
なお、フォトマスクにおける遮光能力は、黒化度Dという指標で表される場合もある。黒化度Dは、フォトマスクに入射される光の強度をI、フォトマスクの遮光膜を透過する光の強度をIとすると、以下のような式により表される。
D=log(I/I)
従って、遮光領域18の黒化度Dが、所定の基準値より大きいか否かを判定するようにしてもよい。
黒化度Dが例えば3.0より大きければ、特段の問題はないと判定し得る。従って、黒化度Dにより判定する場合の所定の基準値は、例えば3.0程度とする。黒化度Dは、例えば透過率Tを計測して、上記の式に代入することにより算出することができる。
遮光領域18における光の透過率が所定の基準値より小さい場合には、特段の問題がないと判定される。特段の問題がないと判定されたフォトマスク4に対しては、遮光パターン46(図20(b)参照)の堆積は行われない。
一方、遮光領域18における光の透過率が所定の基準値以上である場合には、図14(b)及び図15を用いて上述したフォトマスクの製造方法と同様にして、収束イオンビーム60を用いて、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に遮光パターン(遮光膜)46を堆積する(ステップS3)。こうして、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に遮光パターン46が堆積されたフォトマスク4aが得られる(図20(b)参照)。
フォトマスク4、4aには、ごみの付着を防止するためのペリクル(図示せず)が貼り付けられる(ステップS4)。
この後、フォトマスク4、4aは、デバイスパターンの転写等に再度用いられる。
こうして、本実施形態によるフォトマスクが製造(補修)される。
このように、洗浄等が行われたフォトマスク4に対して、遮光領域18における光の透過率を測定し、所定の基準を満たさない場合に、収束イオンビーム60を用いて、デバイス領域16の周囲における遮光膜14上に遮光膜46を堆積するようにしてもよい。
[第8実施形態]
第8実施形態による半導体装置の製造方法について説明する。
本実施形態による半導体装置の製造方法は、第1乃至第7実施形態のいずれかにより製造されたフォトマスクを用いて半導体装置を製造することに主な特徴がある。
まず、エッチングの対象となる導電膜や絶縁膜等が形成された半導体基板(図示せず)上の全面に、例えばスピンコート法によりフォトレジスト膜(図示せず)を形成する。半導体基板としては、例えばシリコン基板等が用いられる。
次に、第1乃至第7実施形態のいずれかにより製造されたフォトマスクを用いて、フォトレジスト膜を露光する。
次に、フォトレジスト膜を現像する。こうして、フォトマスクに形成されたデバイスパターンがフォトレジスト膜に転写される。
次に、フォトレジスト膜をマスクとして、エッチングを行う。フォトマスク膜の下に例えば導電膜が存在する場合には、フォトレジスト膜をマスクとして導電膜がエッチングされる。フォトレジスト膜の下に例えば絶縁膜が存在する場合には、フォトレジスト膜をマスクとして絶縁膜がエッチングされる。
次に、例えばアッシングにより、フォトレジスト膜を剥離する。
この後、同様にして、第1乃至第7実施形態のいずれかにより製造されたフォトマスクを適宜用いて、フォトレジスト膜が適宜露光され、エッチング等が適宜行われる。
こうして、本実施形態による半導体装置が製造される。
[変形実施形態]
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、第1実施形態では、デバイス領域16の四隅の外側における遮光領域18に遮光パターン24を形成する場合を例に説明したが、デバイス領域16を囲うように遮光パターン24を形成してもよい。
また、第1乃至第3実施形態では、フォトマスクがハーフトーン型位相シフトマスクである場合を例に説明したが、フォトマスクがバイナリマスクであってもよい。
また、第4乃至第7実施形態では、デバイス領域16を囲うように遮光パターン46を形成する場合を例に説明したが、少なくともデバイス領域16の四隅の外側における遮光領域18に遮光パターン46を形成すればよい。
上記実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
透明基板上に形成された第1の遮光膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記第1の遮光膜を含む遮光領域を形成する工程と、
前記デバイス領域の角部の外側の部分における前記遮光領域を少なくとも露出する開口部が形成されたレジスト膜を、前記透明基板上に形成する工程と、
前記レジスト膜上及び前記開口部内に第2の遮光膜を形成する工程と、
前記レジスト膜上の前記第2の遮光膜を前記レジスト膜とともに除去することにより、少なくとも前記デバイス領域の前記角部の外側の部分における前記遮光領域上に前記第2の遮光膜の遮光パターンを形成する工程と
を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記2)
付記1記載のフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上には、位相シフト膜が更に形成されており、
前記遮光領域を形成する工程では、前記透明基板上に形成された前記位相シフト膜と第1の遮光膜とをパターニングすることにより、前記デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記位相シフト膜と前記第1の遮光膜とを含む前記遮光領域を形成する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記3)
第1の遮光膜が形成された透明基板上に第2の遮光膜を形成する工程と、
前記第1の遮光膜及び前記第2の遮光膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記第1の遮光膜と前記第2の遮光膜とを含む遮光領域を形成する工程と
を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記4)
付記3記載のフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上には、位相シフト膜が更に形成されており、
前記第2の遮光膜を形成する工程では、前記位相シフト膜と前記第1の遮光膜とが形成された前記透明基板上に前記第2の遮光膜を形成し、
前記遮光領域を形成する工程では、前記透明基板上に形成された前記位相シフト膜、前記第1の遮光膜及び前記第2の遮光膜をパターニングすることにより、前記デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記位相シフト膜、前記第1の遮光膜及び前記第2の遮光膜を含む前記遮光領域を形成する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記5)
遮光膜が形成された透明基板上に位相シフト膜を形成する工程と、
前記遮光膜及び前記位相シフト膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記遮光膜と前記位相シフト膜とを含む遮光領域を形成する工程と
を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記6)
付記5記載のフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上には、他の位相シフト膜が更に形成されており、
前記位相シフト膜を形成する工程では、前記他の位相シフト膜及び前記遮光膜が形成された前記透明基板上に前記位相シフト膜を形成し、
前記遮光領域を形成する工程では、前記透明基板上に形成された前記他の位相シフト膜、前記遮光膜及び前記位相シフト膜をパターニングすることにより、前記デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記他の位相シフト膜、前記遮光膜及び前記位相シフト膜を含む前記遮光領域を形成する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記7)
透明基板上に形成された第1の遮光膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記第1の遮光膜を含む遮光領域を形成する工程と、
少なくとも前記デバイス領域の角部の外側の部分における前記遮光領域上に、収束イオンビームを用いて第2の遮光膜を堆積する工程と
を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記8)
付記7記載のフォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上には、位相シフト膜が更に形成されており、
前記遮光領域を形成する工程では、前記透明基板上に形成された前記位相シフト膜と第1の遮光膜とをパターニングすることにより、前記デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記位相シフト膜と前記第1の遮光膜とを含む前記遮光領域を形成する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記9)
デバイス領域の周囲に第1の遮光膜を含む遮光領域が形成されたフォトマスクに対し、前記遮光領域における光の透過率を測定する工程と、
前記遮光領域における前記光の透過率が予め定められた基準値以上である場合に、少なくとも前記デバイス領域の角部の外側の部分における前記遮光領域上に、収束イオンビームを用いて第2の遮光膜を堆積する工程と
を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記10)
付記9記載のフォトマスクの製造方法において、
前記透過率が前記基準値以下であるか否かを判定する工程の前に、前記フォトマスクを洗浄する工程を更に有する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記11)
付記9又は10記載のフォトマスクの製造方法において、
前記第2の遮光膜は、炭素膜である
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
(付記12)
付記1、3、5、7又は9記載のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクを用いて、半導体基板上に形成されたフォトレジスト膜を露光する工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2…フォトマスクブランクス
4、4a…フォトマスク
10…透明基板
12…ハーフトーン型位相シフト膜
14…遮光膜
16…デバイス領域
18…遮光領域
20…アライメントマーク
22…識別マーク
24…遮光パターン、遮光膜
26…レジスト膜
28…開口部
29…レジスト膜
30…開口部
32…レジスト膜
34…開口部
36…エッチングストッパ膜
38…遮光膜
40…レジスト膜
42…開口部
44…ハーフトーン型位相シフト膜
46…遮光パターン
48…レジスト膜
50、50a…乾板
52…開口部
54…レジスト膜
56…開口部
58…イオン銃
60…収束イオンビーム
62…ガス銃
64…原料ガス
66…掘り込み部
68…第1の開口部
70…第2の開口部
72…開口部
104…フォトマスク
110…透明基板
112…ハーフトーン型位相シフト膜
114…遮光膜
116…デバイス領域
118…遮光領域
150…アパーチャー
200…半導体ウェハ
202…チップ領域
204…デバイス領域
206…スクライブライン領域
208…領域
210…領域

Claims (6)

  1. 透明基板上に形成された第1の遮光膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記第1の遮光膜を含む遮光領域を形成する工程と、
    前記デバイス領域の角部の外側の部分における前記遮光領域を少なくとも露出する開口部が形成されたレジスト膜を、前記透明基板上に形成する工程と、
    前記レジスト膜上及び前記開口部内に第2の遮光膜を形成する工程と、
    前記レジスト膜上の前記第2の遮光膜を前記レジスト膜とともに除去することにより、少なくとも前記デバイス領域の前記角部の外側の部分における前記遮光領域上に前記第2の遮光膜の遮光パターンを形成する工程と
    を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  2. 第1の遮光膜が形成された透明基板上に第2の遮光膜を形成する工程と、
    前記第1の遮光膜及び前記第2の遮光膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記第1の遮光膜と前記第2の遮光膜とを含む遮光領域を形成する工程と
    を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  3. 遮光膜が形成された透明基板上に位相シフト膜を形成する工程と、
    前記遮光膜及び前記位相シフト膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記遮光膜と前記位相シフト膜とを含む遮光領域を形成する工程と
    を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  4. 透明基板上に形成された第1の遮光膜をパターニングすることにより、デバイス領域の周囲における前記透明基板上に、前記第1の遮光膜を含む遮光領域を形成する工程と、
    少なくとも前記デバイス領域の角部の外側の部分における前記遮光領域上に、収束イオンビームを用いて第2の遮光膜を堆積する工程と
    を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  5. デバイス領域の周囲に第1の遮光膜を含む遮光領域が形成されたフォトマスクに対し、前記遮光領域における光の透過率を測定する工程と、
    前記遮光領域における前記光の透過率が予め定められた基準値以上である場合に、少なくとも前記デバイス領域の角部の外側の部分における前記遮光領域上に、収束イオンビームを用いて第2の遮光膜を堆積する工程と
    を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスクを用いて、半導体基板上に形成されたフォトレジスト膜を露光する工程を有する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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