JP2791757B2 - 半導体マスク及びその製造方法 - Google Patents

半導体マスク及びその製造方法

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体マスクに係り、微
細パターン時に近接効果を最小化させてエッジ部分にお
ける感光パターンを改善させることができるマスク及び
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体の製造工程に用いられて
いるマスクは光透過度の高い石英基板上にCr薄膜を選
択的に形成して製作した。
【0003】図1(A)〜(D)は従来のマスクの製造
工程図を示す。図1(A)のように透光性石英基板10
を用意し、用意された石英基板10上に図1(B)のよ
うにクロム薄膜11を全面に蒸着する。次に、図1
(C)のように遮光領域Sに該当する部分のクロム薄膜
11上には感光膜13を形成し、透光領域Tに当たる部
分のクロム薄膜11は露出させる。図1(D)のように
感光膜13をマスクにしてクロム薄膜11をエッチング
して遮光層12を形成する。この際、透光領域Tに当た
る部分のクロム薄膜11はエッチングされて透光性基板
10が露出され、遮光領域Sに当たる部分には遮光層1
2が形成される。これにより、従来の格子形状のマスク
20が得られる。
【0004】図2(A)は図1の製造工程により製造さ
れたマスク20の断面構造を示し、図2(B)は図2
(A)のマスク20を通ってウェーハ上に入射する光の
強度を示す。前記のマスク20を通ってウェーハ上に入
射する光は、光自体の回折によって、透光領域Tのうち
マスク20の中心部分の透光領域Tcを透光する光とマ
スク20のエッジ部分の透光領域Teを透過する光との
間にはΔIだけの強度差が出る。従来のマスク20を使
用してウェーハ上の感光膜を露光及び現像する場合に
は、マスク20の中心部分とエッジ部分との間でΔIだ
けの光強度の差が発生するために、その感光膜のフロフ
ァーイルが図3のようになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図3のように感光膜の
フロファーイルがエッジ部分と中心部分との間で差を生
じるので、感光膜のパターンサイズが段々小さくなれば
なる程、露光及び現像後に得られる感光膜はエッジ部分
でパターンの不良をもたらすという問題点があった。
【0006】本発明は従来の技術のかかる問題点を解決
するためのもので、マスクのエッジ部分に入射する光の
強度と同一になるように、中心部分に入射する光の強度
を減少させて、感光膜のエッジ部分におけるパターンの
不良を防止できる半導体マスクの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の半導体マスクは、透光領域と遮光領域に分け
られた透光性石英基板と、エッジ部分の透光領域に対す
る部分を除いた基板上に形成された光調節層と、遮光領
域の光調節層上に形成された遮光層とを有する。その製
造方法は、石英基板を用意する段階と、用意した石英基
板上に光調節層を形成する段階と、光調節層の遮光領域
上に遮光層を形成する段階と、石英基板を遮光領域と透
光領域に区画する段階と、基板のエッジ部分の透光領域
に該当する透光性光調節層をエッチングする段階と、を
含む。
【0008】透明光調節層は中心部分からエッジ部分の
透光領域にわたって一定の厚さを有するように形成する
ことができ、エッジ部位から中心部位に行けば行くほど
段々厚くなるように形成することもできる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例によるマスクの製造方
法を図面を参照して説明する。図4(A)〜(F)は本
発明の一実施例によるマスクの製造工程図である。図4
(A)のように石英基板40を用意し、用意された石英
基板40上に透光性光調節層41を図4(B)のように
形成し、図4(C)のように透光性光調節層41上にク
ロム薄膜42を形成する。透光性光調節層41は入射す
る光の透過度を調節するための層であり、光透過度の優
れた石英基板40に比べて光透過度を減少できる物質な
ら何でも使用可能である。透光性光調節層41として、
染料が含有されたポリイミド、もしくは酸化膜や窒化膜
などの無機質層が用いられる。図4(D)のように、ク
ロム薄膜42上に感光膜44を塗布し、パターニングし
て透光領域Tと遮光領域Sとを区画する。感光膜44を
マスクにして透光領域T上のクロム薄膜42を選択的に
エッチングして図4(E)のように遮光領域S上に遮光
層43を形成する。感光膜44を除去した後、図4
(F)のように、遮光層43を含んだ透光性光調節層4
1上に感光膜45をさらに塗布し、パターニングして透
光領域Tのうち、エッジ部分の透光領域Teの透光性光
調節層を露出させる。次に、図4(G)のようにその露
出されたエッジ部分の透光領域Tcをエッチングする。
従って、マスクの中心部分の透光領域Tcでは基板上に
透光性光調節層41が残っており、エッジ部分の透光領
域Teでは透光性光調節層41が除去されて透光性の石
英基板40が露出する。これにより、一実施例による半
導体マスク50が得られる。
【0010】図5(A)は一実施例による半導体マスク
50の断面構造を示し、図5(B)は図5(A)の半導
体マスク50を通ってウェーハ上に入射する光の強度を
示す。半導体マスク50のエッジ部分の透光領域Teで
は入射する光が露出された透光性基板40を通って透過
してウェーハ上に入射し、中心部分の透光領域Tcでは
入射する光が透光性光調節層41を通って透過されてウ
ェーハ上に入射する。従って、エッジ部分の透光領域T
eでは光が透光性石英基板40を通ってそのまま透過さ
れるが、中心部分の透光領域Tcでは透光性石英基板4
0よりは光の透過度の小さい透光性光調節層41を通っ
て透過するので、透光性光調節層41を通ってウェーハ
上に入射する光は中心領域で石英基板のみを通って透過
する光より強度が相対的に減少する。従って、マスク5
0の全透光領域Tを通ってウェーハ上に入射する光の強
度は同一になる。
【0011】図6(A)〜(F)は本発明の他の実施例
によるマスクの製造工程図を示す。図6(A)のように
石英基板60を用意し、図6(B)のように用意された
石英基板60上に透光性光調節層61を形成する。透光
性光調節層61は一実施例と同様に光を調節するための
層で、石英基板60に比べて光透過度を抑制できる物質
なら使用可能である。図6(c)のように透光性光調節
層61上にクロム薄膜62を形成し、クロム薄膜62上
に感光膜64を塗布する。感光膜64をパターニングし
て透光領域Tと遮光領域Sを形成する。図6(D)のよ
うに、感光膜64をマスクにして選択的にクロム薄膜6
2をエッチングして遮光領域S上に遮光層63を形成
し、透光領域Tの透光性光調節層61を露出させる。感
光膜64を除去した後、図6(E)のように、遮光層6
3を含んだ透光性光調節層61上に感光膜65をさらに
塗布し、パターニングして透光領域Tのうち、エッジ部
分の透光領域Teの透光性光調節層を露出させる。図6
(F)のように、感光膜65をマスクとして透光領域T
のうち、露出されたエッジ部分の透光領域Teを選択的
にエッチングしてエッジ部分の基板61を露出させる。
この感光膜65を除去した後、図6(G)のように、遮
光層63を含んだ透光性光調節層61及び前記露出され
た基板61上に感光膜66をさらに塗布し、パターニン
グして透光領域Tのうち、エッジ部分Teと中心部分T
c間の透光領域Tdを露出させる。この感光膜66をマ
スクとして露出された透光領域Tdにおける透光性光調
節層61を一定の厚さだけエッチングする。この際、エ
ッジ部分Teと中心部分Tc間の透光領域Tdではエッ
ジ部分Teよりは光を少なく透過させ、且つ中心部分T
cよりは光を多く透過させるように、エッジ部分Teと
中心部分Tc間の透光領域Tdの透光性光調節層61を
完全エッチングせずに一部分のみエッチングする。これ
により、他の実施例による半導体マスクが得られる。
【0012】この実施例による半導体マスク70はエッ
ジ部分の透光領域Teでは光を完全に透過させるよう
に、透光性光調節層61をすべて除去して石英基板を露
出させ、中心部分の透光領域Tcではエッジ部分の透光
領域Teに比べて光を相対的に少し透過させるように、
透光性光調節層61をエッチングせずにそのまま置く。
そして、エッジ部分と中心部分との間の透光領域Tdで
はエッジ部分の透光領域Teよりは光を少し少なく透過
させ、且つ中心部分の透光領域Tcよりは光をもっと多
く透過させるように、透光性光調節層61を中心部位に
おける厚さよりは薄く形成する。
【0013】図6(F)では一回のエッチング工程を行
って中心部分の透光領域Tcの透光性光調節層(61−
2)よりは中心部分とエッジ部分との間の透光領域(T
d)の透光性光調節層(61−1)が薄い厚さを有する
ように透光性光調節層61を形成したが、数回のエッチ
ング工程を行って中心部分からエッジ部分に行けば行く
ほど段々薄くなる透光性光調節層61を形成することも
できる。
【0014】
【発明の効果】前記した本発明によれば、半導体マスク
の中心部分の透光領域に透光性の石英基板よりは光透過
度の小さい透光性光調節層を形成して、中心部分の透光
領域における光透過度を調節することができる。従っ
て、本発明の半導体マスクを微細パターン形成に用いる
場合に、近接効果を最小化させることができ、これによ
り従来の半導体マスクで問題になっているエッジ部位に
おける感光膜のフロファーイルを改善してパターン不良
の発生を防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の半導体マスクの製造工程図である。
【図2】 (A)は従来の半導体マスクの断面構造図で
あり、(B)は図2(A)の半導体マスクを通ってウェ
ーハ上に入射する光強度を示す図である。
【図3】 図2(A)の半導体マスクを用いてパターニ
ングされた感光膜の電子顕微鏡による写真である。
【図4】 本発明の一実施例による半導体マスクの製造
工程図である。
【図5】 (A)は本発明の一実施例による半導体マス
クの断面構造図であり、(B)は図5(A)の半導体マ
スクを通ってウェーハ上に入射する光強度を示す図であ
る。
【図6】 本発明の他の実施例による半導体マスクの製
造工程図である。
【符号の説明】 50,70…半導体マスク、40,60…石英基板、4
1,61…透光性光調節層、42,62…クロム薄膜、
43,63…遮光層、44,64…感光膜。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光領域と遮光領域とが交互に縞状に並
    んでいる半導体マスクにおいて、 透光性石英基板と、 基板のエッジ部分の透光領域に対応する部分を除いて基
    板上に形、成された光調節層と、 遮光領域の光調節層上に形成された遮光層と、 を有することを特徴とする半導体マスク。
  2. 【請求項2】 光調節層は、石英基板に比べて低い光透
    過度を有する物質からなることを特徴とする請求項1記
    載の半導体マスク。
  3. 【請求項3】 透光領域と遮光領域とが交互に縞状に並
    んでいる半導体マスクにおいて、 透光性石英基板と、 基板のエッジ部分の透光領域を除いて基板上に形成され
    た光調節層であって、基板の中心部分の透光領域とその
    他の透光領域で互いに異なる厚さを有する光調節層と、 遮光領域の光調節層上に形成された遮光層と、 を有することを特徴とする半導体マスク。
  4. 【請求項4】 光調節層は、中心部分の透光領域からエ
    ッジ部分の透光領域に移るに従って、その厚さが薄くな
    ることを特徴とする、請求項3記載の半導体マスク。
  5. 【請求項5】 石英基板を用意する段階と、 用意した石英基板上に光調節層を形成する段階と、 光調節層の遮光領域上に遮光層を形成する段階と、 基板のエッジ部分の透光領域に該当する前記光調節層を
    エッチングする段階と、 を有することを特徴とする半導体マスクの製造方法。
  6. 【請求項6】 石英基板を用意する段階と、 用意した石英基板上に光調節層を形成する段階と、 光調節層の遮光領域上に遮光層を形成する段階と、 基板のエッジ部分の透光領域に該当する前記光調節層を
    エッチングする段階と、 基板のエッジ部分と中心部分との間の光調節層を、中心
    部分の透光領域における光調節層に比べて薄い厚さとな
    るように、エッチングする段階と、 を含むことを特徴とする半導体マスクの製造方法。
  7. 【請求項7】 遮光領域と透光領域とが交互に形成され
    る半導体マスクにおいて、 透光性の石英基板と、 前記透光性の石英基板上に形成される光調節層であっ
    て、前記透光性の石英基板のエッジと中央部分とで互い
    に異なる厚さを有する光調節層と、 前記遮光領域に対応する光調節層上に形成される遮光層
    とを有することを特徴とする半導体マスク。
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