JP2681610B2 - リソグラフイマスクの製造方法 - Google Patents
リソグラフイマスクの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位相反転マスクに関
し、特に半導体ウェーハの解像度の改善に適合するよう
にしたマスクの製造方法に関する。
し、特に半導体ウェーハの解像度の改善に適合するよう
にしたマスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体素子が高集積化されたり、
パッケージ密度が高まったりするにつれて、微細な線幅
を有するようにする技術が求められる。従って、微細な
線幅を有するためのフォトリソグラフイマスクの製造方
法が活発に研究開発されている。
パッケージ密度が高まったりするにつれて、微細な線幅
を有するようにする技術が求められる。従って、微細な
線幅を有するためのフォトリソグラフイマスクの製造方
法が活発に研究開発されている。
【０００３】一般的にフォトリソグラフイマスクは、フ
ォトマスクに紫外線領域の波長を透過させて半導体基板
に塗布されたフォトレジストの表面にイメージパターン
を形成する技術である。前記のフォトマスクは、不透過
パターンと透過パターンとから構成され、紫外線領域の
波長を選択的に透過させる。ところが、このフォトリソ
グラフイでは、パターン密度の増加により、回折現象が
発生して解像度に制限を与える。
ォトマスクに紫外線領域の波長を透過させて半導体基板
に塗布されたフォトレジストの表面にイメージパターン
を形成する技術である。前記のフォトマスクは、不透過
パターンと透過パターンとから構成され、紫外線領域の
波長を選択的に透過させる。ところが、このフォトリソ
グラフイでは、パターン密度の増加により、回折現象が
発生して解像度に制限を与える。
【０００４】このような不都合を解決するための方法と
しては、位相反転マスクを用いたフォトリソグラフイ方
法がある。位相反転マスクとは、透光領域を一般透光領
域と１８０°位相遷移された透光領域の組合わせを用い
る方法であって、遮光領域で透光領域間の相殺干渉現象
が生じるようにして光の回折現象を防ぐ。なお、位相反
転マスクのリソグラフイ技術は、マスクを透過する光の
強さを鋭利に変調させ、パターンイメージをマスクイメ
ージに近くすることが出来る。そして、一層複雑なパタ
ーンも転写できるように、様々な位相反転マスクが開発
されている。
しては、位相反転マスクを用いたフォトリソグラフイ方
法がある。位相反転マスクとは、透光領域を一般透光領
域と１８０°位相遷移された透光領域の組合わせを用い
る方法であって、遮光領域で透光領域間の相殺干渉現象
が生じるようにして光の回折現象を防ぐ。なお、位相反
転マスクのリソグラフイ技術は、マスクを透過する光の
強さを鋭利に変調させ、パターンイメージをマスクイメ
ージに近くすることが出来る。そして、一層複雑なパタ
ーンも転写できるように、様々な位相反転マスクが開発
されている。
【０００５】位相反転マスクの種類としては、レベンス
ン型（Ｌｅｖｅｎｓｏｎ Ｔｙｐｅ）とリム型（Ｒｉｍ
Ｔｙｐｅ）とがある。レベンスン型は隣接する透過部
の一方に光の位相を反転させる投影膜を形成したもので
ある。リム型はマスク開口部の周辺部に自己整合的に一
定の幅を有する位相反転層を形成したものである。
ン型（Ｌｅｖｅｎｓｏｎ Ｔｙｐｅ）とリム型（Ｒｉｍ
Ｔｙｐｅ）とがある。レベンスン型は隣接する透過部
の一方に光の位相を反転させる投影膜を形成したもので
ある。リム型はマスク開口部の周辺部に自己整合的に一
定の幅を有する位相反転層を形成したものである。
【０００６】前記のようなリム型の位相反転マスクを添
付図面を参照して説明すると、次の通りである。図１
は、従来のマスクの製造方法を示す断面図であり、従来
のマスクの製造方法は図１ａのように透明基板（ガラス
又は石英）１上に遮光層２を蒸着し、遮光層２上にガラ
ス感光剤３を塗布する。
付図面を参照して説明すると、次の通りである。図１
は、従来のマスクの製造方法を示す断面図であり、従来
のマスクの製造方法は図１ａのように透明基板（ガラス
又は石英）１上に遮光層２を蒸着し、遮光層２上にガラ
ス感光剤３を塗布する。
【０００７】そして、図１ｂのように、選択的な露光工
程及び現像で透過領域を決め、透過領域の遮光層２を選
択的に除去し、透明基板１を露出させる。この時、マス
クの欠点を改める。図１ｃのように、ガラス感光剤３を
除去し、全面に回転塗布方式で位相反転物質であるＰＭ
ＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔ
ｅ）４を塗布し、遮光層２をマスクとしてＰＭＭＡ４を
露光及び現像して、遮光層２のない部分のＰＭＭＡ４を
除去する。続けて、パターニングされたＰＭＭＡ４をマ
スクとして用いたウエットエッチングにより遮光層２の
一部を除去することにより、マスクを完成する。
程及び現像で透過領域を決め、透過領域の遮光層２を選
択的に除去し、透明基板１を露出させる。この時、マス
クの欠点を改める。図１ｃのように、ガラス感光剤３を
除去し、全面に回転塗布方式で位相反転物質であるＰＭ
ＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔ
ｅ）４を塗布し、遮光層２をマスクとしてＰＭＭＡ４を
露光及び現像して、遮光層２のない部分のＰＭＭＡ４を
除去する。続けて、パターニングされたＰＭＭＡ４をマ
スクとして用いたウエットエッチングにより遮光層２の
一部を除去することにより、マスクを完成する。
【０００８】このように製造された従来のリソグラフイ
マスクの構造は図１ｄのように透明基板１上に選択的に
光を遮断出来るように遮光層２が形成され、遮光層２の
上側に位相反転物質であるＰＭＭＡ４が遮光層２のエッ
ジ部分から透過領域へ延長されるように形成されたもの
である。
マスクの構造は図１ｄのように透明基板１上に選択的に
光を遮断出来るように遮光層２が形成され、遮光層２の
上側に位相反転物質であるＰＭＭＡ４が遮光層２のエッ
ジ部分から透過領域へ延長されるように形成されたもの
である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のリソグラフイマスクの製造方法に於いては、
次のような問題点がある。 １．マスクの製造方法は位相反転層であるＰＭＭＡ４を
回転塗布方式により簡単に形成しているので厚さの調節
が困難である。 ２．遮光層の段差により位相反転物質であるＰＭＭＡ４
の平坦度が不良になる。 ３．マスクの取り扱いの時、位相反転物質であるＰＭＭ
Ａが損傷されやすい。 ４．マスクの取り扱いの時、位相反転物質であるＰＭＭ
Ａに粒子発生の可能性が高い。 ５．遮光層の側壁はウエットエッチングを通して形成さ
れ、これにより、アンダーカットが発生して位相反転効
果を低下させる。
うな従来のリソグラフイマスクの製造方法に於いては、
次のような問題点がある。 １．マスクの製造方法は位相反転層であるＰＭＭＡ４を
回転塗布方式により簡単に形成しているので厚さの調節
が困難である。 ２．遮光層の段差により位相反転物質であるＰＭＭＡ４
の平坦度が不良になる。 ３．マスクの取り扱いの時、位相反転物質であるＰＭＭ
Ａが損傷されやすい。 ４．マスクの取り扱いの時、位相反転物質であるＰＭＭ
Ａに粒子発生の可能性が高い。 ５．遮光層の側壁はウエットエッチングを通して形成さ
れ、これにより、アンダーカットが発生して位相反転効
果を低下させる。
【００１０】本発明の目的は、前記のような問題点を解
決するためのもので、透明基板の不安定な表面段差を安
定な表面段差に変え、位相反転層の厚さを最適に調節
し、解像度を向上させたフォトリソグラフイマスクを提
供することにある。
決するためのもので、透明基板の不安定な表面段差を安
定な表面段差に変え、位相反転層の厚さを最適に調節
し、解像度を向上させたフォトリソグラフイマスクを提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明は、透明基板上に位相反転層と遮光層とを蒸
着する工程と、遮光領域と透光領域とを定めて透光領域
の遮光層を選択的に除去する工程と、遮光層の側面に側
壁を形成する工程と、前記側壁と遮光層とをマスクとし
て用いて露出された位相反転層を選択的に除去する工程
とを含んでなる。
めの本発明は、透明基板上に位相反転層と遮光層とを蒸
着する工程と、遮光領域と透光領域とを定めて透光領域
の遮光層を選択的に除去する工程と、遮光層の側面に側
壁を形成する工程と、前記側壁と遮光層とをマスクとし
て用いて露出された位相反転層を選択的に除去する工程
とを含んでなる。
【００１２】
【実施例】前記のような本発明のフォトリソグラフイマ
スクの製造方法を添付図面を参照してより詳細に説明す
ると、次の通りである。図２は、本発明による第１実施
例のリソグラフイマスクの製造方法を示す断面図であ
り、この実施例のリソグラフイマスクの製造方法は、ま
ず図２ａのように透明基板（石英又はガラス）１上に位
相反転層６と遮光層２、及び第１有機感光剤３とを順次
に蒸着する。
スクの製造方法を添付図面を参照してより詳細に説明す
ると、次の通りである。図２は、本発明による第１実施
例のリソグラフイマスクの製造方法を示す断面図であ
り、この実施例のリソグラフイマスクの製造方法は、ま
ず図２ａのように透明基板（石英又はガラス）１上に位
相反転層６と遮光層２、及び第１有機感光剤３とを順次
に蒸着する。
【００１３】ここで、位相反転層６としては、シリコン
酸化膜（ＳｉＯ2） かＰＭＭＡ、又はＳＯＧ（Ｓｐｉｎ
Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等を使用し、遮光層２としては、
クロム又はアルミニウム等を使用し、有機感光剤は紫外
線、遠紫外線又は電子ビームで感光できる物質にする。
そして、位相反転層６の厚さ（Ｔ）はＴ＝λ／２（ｎ−
１）（λ：露光波長、ｎ＝露光波長に対する位相反転層
の屈折率）で定められる。
酸化膜（ＳｉＯ2） かＰＭＭＡ、又はＳＯＧ（Ｓｐｉｎ
Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等を使用し、遮光層２としては、
クロム又はアルミニウム等を使用し、有機感光剤は紫外
線、遠紫外線又は電子ビームで感光できる物質にする。
そして、位相反転層６の厚さ（Ｔ）はＴ＝λ／２（ｎ−
１）（λ：露光波長、ｎ＝露光波長に対する位相反転層
の屈折率）で定められる。
【００１４】図２ｂのように第１有機感光剤３を選択的
に露光及び現像して、光透過領域を定めた後、その光透
過領域の遮光層２を垂直エッチングにより選択的に除去
する。図２ｃのように前記第１有機感光剤３をすべて除
去して、全面に第２有機感光剤３ａを蒸着する。図２ｄ
のように第２有機感光剤３ａをマスクなしでエッチング
バックを施し、遮光層２の側面に側壁有機感光剤３ｂを
形成する。図２ｅのように遮光層２及び側壁感光剤３ｂ
をマスクとして使用し、露出された位相反転層６を垂直
エッチング法により選択的に除去して、透明基板１を露
出させた後、側壁有機感光剤３ｂを除去することによ
る、本発明による第１実施例のリソグラフイマスクの製
造方法である。
に露光及び現像して、光透過領域を定めた後、その光透
過領域の遮光層２を垂直エッチングにより選択的に除去
する。図２ｃのように前記第１有機感光剤３をすべて除
去して、全面に第２有機感光剤３ａを蒸着する。図２ｄ
のように第２有機感光剤３ａをマスクなしでエッチング
バックを施し、遮光層２の側面に側壁有機感光剤３ｂを
形成する。図２ｅのように遮光層２及び側壁感光剤３ｂ
をマスクとして使用し、露出された位相反転層６を垂直
エッチング法により選択的に除去して、透明基板１を露
出させた後、側壁有機感光剤３ｂを除去することによ
る、本発明による第１実施例のリソグラフイマスクの製
造方法である。
【００１５】一方、図３は本発明による第２実施例のリ
ソグラフイマスクの製造方法を示す断面図であり、この
実施例のリソグラフイマスクの製造方法は、まず図３ａ
のように透明基板（石英又はガラス）１上に位相反転層
６、遮光層２及び第１有機感光剤３を順次に蒸着する。
ソグラフイマスクの製造方法を示す断面図であり、この
実施例のリソグラフイマスクの製造方法は、まず図３ａ
のように透明基板（石英又はガラス）１上に位相反転層
６、遮光層２及び第１有機感光剤３を順次に蒸着する。
【００１６】ここで、位相反転層６としては、シリコン
酸化膜（ＳｉＯ2） ，ＰＭＭＡ，ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏ
ｎ Ｇｌａｓｓ）等を使用し、遮光層２としては、クロ
ム（Ｃｒ）又はアルミニウム（Ａｌ）等を使用し、有機
感光剤は紫外線、遠紫外線又は電子ビームで感光できる
物質にする。そして、位相反転層６の厚さ（Ｔ）はＴ＝
λ／２（ｎ−１）（λ：露光波長、ｎ＝露光波長に対す
る位相反転層の屈折率）で定められる。
酸化膜（ＳｉＯ2） ，ＰＭＭＡ，ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏ
ｎ Ｇｌａｓｓ）等を使用し、遮光層２としては、クロ
ム（Ｃｒ）又はアルミニウム（Ａｌ）等を使用し、有機
感光剤は紫外線、遠紫外線又は電子ビームで感光できる
物質にする。そして、位相反転層６の厚さ（Ｔ）はＴ＝
λ／２（ｎ−１）（λ：露光波長、ｎ＝露光波長に対す
る位相反転層の屈折率）で定められる。
【００１７】図３ｂのように、第１有機感光剤３を選択
的に露光及び現像して光透過領域を定めた後、その光透
過領域の遮光層２を垂直エッチングにより選択的に除去
する。図３ｃのように光透過領域を定めた第１有機感光
剤を約２５０℃の温度で熱処理して、有機質感光剤の熱
的フローが生じるようにすることにより、遮光層２の側
面に側壁有機感光剤３ｃを形成する。そして、図３ｄの
ように側壁有機感光剤をマスクとして用いて、露出され
た位相反転層６を垂直エッチング法により選択的に除去
し、側壁有機感光剤を除去することにより、本発明の第
２実施例のリソグラフイマスクを完成する。
的に露光及び現像して光透過領域を定めた後、その光透
過領域の遮光層２を垂直エッチングにより選択的に除去
する。図３ｃのように光透過領域を定めた第１有機感光
剤を約２５０℃の温度で熱処理して、有機質感光剤の熱
的フローが生じるようにすることにより、遮光層２の側
面に側壁有機感光剤３ｃを形成する。そして、図３ｄの
ように側壁有機感光剤をマスクとして用いて、露出され
た位相反転層６を垂直エッチング法により選択的に除去
し、側壁有機感光剤を除去することにより、本発明の第
２実施例のリソグラフイマスクを完成する。
【００１８】このように製造される本発明によるリソグ
ラフイマスクの構造は、次の通りである。すなわち、図
２ｅ及び図３ｄのように透明基板１の透光領域を除いた
部分に位相反転層６が形成され、位相反転層６上のエッ
ジ部分を除外した領域に遮光層が形成された構造であ
る。
ラフイマスクの構造は、次の通りである。すなわち、図
２ｅ及び図３ｄのように透明基板１の透光領域を除いた
部分に位相反転層６が形成され、位相反転層６上のエッ
ジ部分を除外した領域に遮光層が形成された構造であ
る。
【００１９】このように製造される本発明によるリソグ
ラフイマスクの特性は、次の通りである。図４は、本発
明によるリソグラフイマスクの透過量の振幅及びウェー
ハ上の光強度の振幅を示すものである。図４ａは、本発
明のリソグラフイマスクを透過した時、マスクの直下に
おいての透過光の位相を示すもので、遮光領域のエッジ
部分で位相反転層により透過光の位相が反転されること
を説明している。図４ｂは、感光剤が塗布されたウェー
ハ上での光振幅を示すものであり、図４ｃは、感光剤が
塗布されたウェーハ上での光感度を示すものであり、図
４ｄは、本発明のマスクを使用して、コンタクトホール
をパターニングした時、パターニングされた断面の輪郭
を示すものであって、位相反転層の厚さの調節が容易な
ので、線幅の分離が簡単で輪郭がより急峻になる。
ラフイマスクの特性は、次の通りである。図４は、本発
明によるリソグラフイマスクの透過量の振幅及びウェー
ハ上の光強度の振幅を示すものである。図４ａは、本発
明のリソグラフイマスクを透過した時、マスクの直下に
おいての透過光の位相を示すもので、遮光領域のエッジ
部分で位相反転層により透過光の位相が反転されること
を説明している。図４ｂは、感光剤が塗布されたウェー
ハ上での光振幅を示すものであり、図４ｃは、感光剤が
塗布されたウェーハ上での光感度を示すものであり、図
４ｄは、本発明のマスクを使用して、コンタクトホール
をパターニングした時、パターニングされた断面の輪郭
を示すものであって、位相反転層の厚さの調節が容易な
ので、線幅の分離が簡単で輪郭がより急峻になる。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の製造方
法に於いては次のような効果がある。 １．位相反転層上に遮光層が形成されるので、位相反転
層の厚さの調節が容易で、解像度を向上させることが出
来る。 ２．有機感光剤の側壁角度により位相反転層のエッジ幅
が決定されるので、マスクの工程なしで自己整合的に位
相反転層をパターニングするために工程がやさしい。 ３．遮光層と位相反転層の側壁とが垂直エッチングによ
り形成されるので、側壁輪郭が良好である。 ４．コンタクトホールのような孤立型パターンの形成の
時、より容易に作業できる。
法に於いては次のような効果がある。 １．位相反転層上に遮光層が形成されるので、位相反転
層の厚さの調節が容易で、解像度を向上させることが出
来る。 ２．有機感光剤の側壁角度により位相反転層のエッジ幅
が決定されるので、マスクの工程なしで自己整合的に位
相反転層をパターニングするために工程がやさしい。 ３．遮光層と位相反転層の側壁とが垂直エッチングによ
り形成されるので、側壁輪郭が良好である。 ４．コンタクトホールのような孤立型パターンの形成の
時、より容易に作業できる。
【図１】 従来のリソグラフイマスクの製造方法を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】 本発明による第１実施例のリソグラフイマス
クの製造方法を示す断面図である。
クの製造方法を示す断面図である。
【図３】 本発明による第２実施例のリソグラフイマス
クの製造方法を示す断面図である。
クの製造方法を示す断面図である。
【図４】 本発明によるリソグラフイマスクの特性説明
図である。
図である。
１…透明基板、２…遮光層、３，３ａ，３ｂ，３ｃ…有
機感光体、６…位相反転層。
機感光体、６…位相反転層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−211451（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−261951（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−291345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−16517（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−131852（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−216552（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 透明基板上に位相反転層と遮光層、第１
有機感光剤を順次に蒸着する工程と、前記第１有機感光剤に選択的に露光及び現像して遮光領
域を定め、透光領域の遮光層を選択的に徐去する工程
と 、第１有機感光剤を除去して遮光層の側面に第２有機感光
剤の側壁を形成する工程と 、遮光層及び第２有機感光剤の側壁をマスクとして用い
て、露出された位相反転層を選択的に除去する工程と 、を含んでなることを特徴とするリソグラフイマスクの製
造方法 。 - 【請求項２】 透明基板上に位相反転層と遮光層、有機
感光剤を順次に蒸着する工程と、前記有機感光剤に選択的に露光及び現像して遮光領域を
定め、透光領域の遮光層を選択的に除去する工程と 、前記有機感光剤を熱処理して遮光層の側面に側壁感光剤
を形成する工程と 、遮光層及び側壁有機感光剤をマスクとして用いて、露出
された位相反転層をエッチングする工程とを含んで構成
されることを特徴とするリソグラフイマスクの製造方
法 。 - 【請求項３】 前記熱処理は、有機感光剤の熱的フロー
が生じられるようにすることを特徴とする請求項２記載
のリソグラフイマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023794A JP2681610B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | リソグラフイマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023794A JP2681610B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | リソグラフイマスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07295205A JPH07295205A (ja) | 1995-11-10 |
| JP2681610B2 true JP2681610B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=14530588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11023794A Expired - Fee Related JP2681610B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | リソグラフイマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2681610B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101040366B1 (ko) * | 2004-12-17 | 2011-06-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 감쇄 위상 반전 마스크의 제조 방법 |
| TWI461833B (zh) * | 2010-03-15 | 2014-11-21 | Hoya Corp | 多調式光罩、多調式光罩之製造方法及圖案轉印方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6116517A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-24 | Fujitsu Ltd | ホトマスクの製造方法 |
| JPH02211451A (ja) * | 1989-02-13 | 1990-08-22 | Toshiba Corp | 露光マスク，露光マスクの製造方法及びこれを用いた露光方法 |
| JPH03261951A (ja) * | 1990-03-13 | 1991-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | ホトマスク及びその製造方法 |
| JPH04131852A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法 |
| JPH04216552A (ja) * | 1990-12-17 | 1992-08-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 露光マスク及び露光方法 |
| JPH04291345A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-15 | Fujitsu Ltd | パターン形成方法 |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP11023794A patent/JP2681610B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07295205A (ja) | 1995-11-10 |
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