JP3119422B2 - 光透過装置および製造方法 - Google Patents

光透過装置および製造方法

Info

Publication number
JP3119422B2
JP3119422B2 JP2429595A JP2429595A JP3119422B2 JP 3119422 B2 JP3119422 B2 JP 3119422B2 JP 2429595 A JP2429595 A JP 2429595A JP 2429595 A JP2429595 A JP 2429595A JP 3119422 B2 JP3119422 B2 JP 3119422B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recess
substrate
thickness
mask
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2429595A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07253654A (ja
Inventor
スティーヴン・ダニエル・フランダース
デーヴィッド・ショーン・オグラディー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPH07253654A publication Critical patent/JPH07253654A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3119422B2 publication Critical patent/JP3119422B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移相リソグラフィに関
し、詳細には、リセス減衰領域を有する改良された減衰
移相マスクと、そのようなマスクを製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】フォトリソグラフィは、集積回路チップ
で広範囲の構造を形成するために半導体業界で広く使用
されている。チップの寸法が減少し、チップの密度が増
加するにつれて、回折、干渉、光発散などの光学現象は
ますます重要になっている。というのは、そのような現
象は、フォトリソグラフィの分解能に悪影響を及ぼし、
さらに寸法を減少させ、密度を増加させることをより困
難にするからである。
【０００３】そのような現象の重要性を最小限に抑えて
フォトリソグラフィの範囲を拡張するために、入射光の
波の位相破壊干渉に基づく移相として知られる技法が開
発された。
【０００４】移相リソグラフィは、入射光波のある領域
の位相を入射光波の隣接する領域に対して約１８０°
（Πラジアン）ずらして、他の方法で可能なよりも鮮明
に形成された界面を隣接する領域間に作成する。
【０００５】移相を半導体フォトマスクと共に使用する
と、マスクを介して露光されるフォトレジストの露出し
た部分と露出しない部分の間の境界がより厳密に形成さ
れる。境界をより密に形成することにより、それによっ
て作成される回路をより小形にかつより密接したものに
することができる。したがって、より高い回路密度を実
現することができる。
【０００６】多数の移相リソグラフィ技法が開発されて
いる。最初の移相リソグラフィの１つは、レヴェンソン
（Levenson）等の論文「Improved Resolution in Photo
lithography with a Phase-Shifting Mask 」（IEEE TR
ANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES、ＶＯｌ．ＥＤ−２
９、Ｎｏ．１２、１９８２年１２月、１８〜３６ペー
ジ）に報告された。この論文で開示された技法は、透過
マスクで周期パターンを使用して鮮明なイメージ・コン
トラストを与える。しかし、マスク開口部を周期的に構
成しなければならないので、上述の技法を使用する実際
の半導体集積回路は製造が困難である。そのような周期
的構成は一般に、非常に複雑な現在の集積半導体回路に
適していない。
【０００７】レヴェンソン手法で必要とされる比較的複
雑なマスク製造技法を避けるために、自己整合移相プロ
セスまたはリム型移相プロセスとして知られる代替方法
が開発され、トドコロ等の論文「Self-aligned Phase-S
hifting Mask for Contact Hole Fabrication」（MICRO
ELECTRONIC ENGINEERING、Ｎｏ．１３、１９９１年、１
３１〜１３４ページ）、およびイシカワ等の論文「Fabr
ication of Phase-Shifting Mask」（PROCEEDING OF TH
E SPIE、Ｖｏｌ．１４６３、１９９１年、４２３〜４３
３ページ）に報告された。
【０００８】すなわち、そのようなリム移相マスクは、
本質的に任意のマスク・パターンに適用することがで
き、レヴェンソン手法の制限を解消するが、露光時間を
合理的なレベルに短縮するために大きなポジティブ・マ
スク・バイアスを必要とし、また、強い近接効果をする
ため、やはり制限されている。このため、単一の共通露
光で様々な微細形状寸法および形状を露光するように設
計された単一マスク・パターンを使用することは困難で
ある。
【０００９】リム移相マスクの上述の制限を解消するた
めに、バーンＪ．リン（Burn J. Lin）の論文「The Att
enuated Phase-Shifting Mask」（SOLID STATE TECHNOL
OGY、１９９２年１月号、４３〜４７ページ）に報告さ
れたように、減衰移相マスクが開発された。
【００１０】減衰移相リソグラフィを含む移相リソグラ
フィは、微細なイメージをより明確に表すために周知の
逆位相破壊干渉現象の利点に基づき、かつそれを利用す
るものである。
【００１１】リンが記載した減衰移相マスクは、従来技
術のマスクの不透明部分を、わずかに移相する透過性の
アブソーバ、すなわち、完全に透過性の隣接する領域と
は対称的に、約１８０°（Πラジアン）位相特性を与え
る減衰材料と交換するものである。このアブソーバは、
マスクの完全に透過性の領域に隣接するマスクの表面上
に付着される。このような減衰移相マスクでは小さなポ
ジティブ・マスク・バイアスしか必要とされず、その結
果、リム移相マスクに比べて、分解能が向上して露光が
短縮される。また、減衰移相マスクは、焦点深さがより
大きく、使用するマスク領域が少ない。しかし、このよ
うな減衰移相マスクは、リム型移相マスクよりもかなり
優れているが、プロセス中にマスクのプリンティング領
域で位相欠陥が発生しやすい。
【００１２】さらに、アブソーバの不十分な移相を補償
する追加の透過性移相層を吸収領域または減衰領域に設
けるために最初に基板の表面を修正しておかない限り、
すべてのアブソーバが移相と吸収を共に所望の量だけ行
えるとは限らない。しかし、このように表面を修正する
には、基板のプリンティング領域または完全に透過性の
領域の表面のエッチングなどの処理が必要であり、それ
によって、プロセス中に発生する望ましくない上述の位
相欠陥が導入される。
【００１３】したがって、現在、マスクのプリンティン
グ領域で望ましくない位相欠陥が発生せず、しかも他の
すべてのタイプの移相マスクに勝る減衰マスクの利点を
すべて提供する、改良された減衰マスクが必要である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、マ
スクのプリンティング領域で望ましくない位相欠陥が発
生せず、しかも他のすべてのタイプの移相マスクに勝る
減衰マスクの利点をすべて提供する、改良された減衰マ
スクを提供することである。
【００１５】本発明の他の目的は、現在、半導体マスク
製造技術分野で実施されている、従来型の修理技法を使
用して完全に修理できる位相マスク構造を提供すること
である。
【００１６】本発明の他の目的は、従来型のマスク材料
およびマスク製造技法を使用して本発明の移相マスク構
造を製造する方法を提供することである。
【００１７】本発明の他の目的は、製造プロセス中にマ
スクに移相欠陥が形成されないように本発明のマスクを
製造する方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらの望まし
い結果およびその他の目的は、完全に透過性の領域また
はプリンティング領域に対してマスクのリセス減衰領域
を形成することによって実現される。このようなリセス
減衰領域を形成することは、移相が望ましいマスク基板
の領域でリセスをエッチングし、続いて、付着した材料
がリセスの深さと協働して、マスクの隣接する透過性領
域から放出される屈折光と破壊干渉を生じるほど、すな
わち１６０°ないし２００°だけ光を移相するように、
選択された厚さの減衰材料でリセスを充填するプロセス
によって行われる。
【００１９】
【実施例】以下で詳細に述べるように、本発明は基本的
に、完全に透過される光と減衰される光の間に１８０°
（Πラジアン）移相差が存在するように、完全に透過性
の領域に隣接して位置するわずかに透過性の領域または
減衰領域から成る減衰移相フォトマスクである。完全に
透過性の領域または遮断されない領域を通過するときに
回折される光は、部分的に遮断される領域または減衰さ
れる領域を通過する光によって破壊干渉され、したがっ
て、イメージや大きなイメージ・バイアスを再設計する
必要なしに、エリアル・イメージでイメージ・エッジお
よびコントラストが鮮明に形成される。したがって、こ
の利点によって、本発明は現在のイメージと将来のイメ
ージの両方に応用することができる。
【００２０】次に、図面、具体的には図１ないし７を参
照して、半導体集積回路チップの生産で使用するのに適
した本発明の減衰光学移相フォトマスクと、それを製造
する方法を説明する。図１ないし６は、本発明を生産す
る好ましい製造方法を示す断面図である。図７は、図１
ないし６に関して説明する処理ステップによって作成さ
れた本発明の減衰マスクを示す。
【００２１】図１は、通常、５０ｍｍないし５００ｍｍ
の厚さと、基本的に平行な主表面１１および１２とを有
する光学的に平坦で光学的に透過性のフォトマスク・ブ
ランク１０を示す。光学波長を透過させる予定であると
きは、石英またはホウケイ酸ガラスがブランク１０の好
ましい材料である。石英は、熱膨張係数が低いだけでな
く、非常に透過的であり、すなわちディープ紫外線（す
なわち、１８０ナノメートルないし４００ナノメートル
の波長を有する）、紫外線、可視スペクトル、および７
ミクロンよりも短い赤外線に対して光透過率が高いの
で、特に好ましい。透過率とは、一定の厚さの材料を通
過する透過光と、入射光の比である。高透過率材料と
は、本明細書では、５０％以上の入射光を透過させるも
のであり、低透過率材料または減衰材料とは、３５％以
下の入射光を透過させるものである。たとえば、波長が
１９０ナノメートルの光の遠紫外線範囲では、１ｍｍの
厚さの石英ブランクの透過率は約６７％であり、２２０
ナノメートルの光の場合、透過率は９４％である。もち
ろん、妥当な屈折率や透過率など必要な特性を有する他
の材料を使用できることを理解されたい。
【００２２】上部表面１１上に、実質的にゼロ、すなわ
ち０．０１％よりも少ない量しか、対象とする光放射線
が通過できない遮断層１３を配設する。したがって、遮
断層は基本的に不透明である。この遮断層は、金属であ
り、化学付着技法または蒸着技法で形成することが好ま
しい。しかし、（１）マスク製造方法で使用される薬品
に適合し、（２）できるだけ薄い層に付着させたとき、
マスクにイメージを鮮明に形成し、マスク・イメージを
形成するのに必要な放射線に対して不透明のままである
限り、どんな材料でも使用できることを理解されたい。
現在のマスク製造プロセスでは、厚さが１００Åないし
１００００Åのクロム層が適当である。クロムは、半導
体マスク製造業界で広く使用されており、その特性に関
する情報、ならびにクロムの様々な付着方法、エッチン
グ方法、検査方法、および修理方法用の装置が豊富に得
られるので特に好ましい。層１３に適した他の材料に
は、妥当な厚さのモリブデン、アルミニウム、タングス
テン、およびチタンの化合物、ならびに様々なタイプの
酸化クロムが含まれる。選択される材料とその厚さは、
マスクを作成するのに必要な処理ステップを満たすため
の必要に応じて変わる。
【００２３】図２に示したように、この層１３を付着さ
せた後、周知のマスキング技法（たとえば、フォトレジ
スト・マスキング）およびエッチング技法によって、こ
の層を、選択された領域１４として形成する。領域１４
を形成するには、塩素と酸素を使用する反応イオン・エ
ッチング（ＲＩＥ）が好ましい。クロム領域１４の構成
は、本例では、最終マスクで形成すべき最終パターンの
ネガティブである。領域１４を形成した後、必要に応じ
て、従来型の周知のマスク検査技法および修理技法を使
用してこの領域を十分に検査し修理する。これらの技法
は、必要に応じて、不要な材料を除去すること、および
欠落している材料を交換することを含む。
【００２４】図３に示したように、次に、クロム領域１
４で保護されない表面１１の領域をエッチングして、表
面１１にリセス１５を作成する。このようなリセス１５
は、基本的に垂直な側壁１６と基本的に平坦な底部１７
とを有する。このようなリセス１５を作成すると、リセ
ス１５の底部１７よりも上に張り出したランド１８上に
クロム領域１４が残る。リセス領域１５は、クロム領域
１４をエッチングすることも、アンダカットすることも
なく、露出した石英基板をエッチングする異方性反応イ
オン・エッチング（ＲＩＥ）を使用して形成することが
好ましい。クロムをエッチングせずに石英をエッチング
するのに特に好ましいフッ素、四フッ化炭素（Ｃ
Ｆ4）、三フッ化炭素（ＣＨＦ3）などの材料と共に、ハ
ロゲンやハロゲンを主成分とする化合物などの反応性雰
囲気を使用することができる。したがって、このような
ＲＩＥエッチング剤の影響を受けないクロム１４は、最
初の基礎表面１１を保護するだけでなく、リセス１５の
幅も画定する。このＲＩＥプロセスの異方性の結果、リ
セス１５の側壁１６が明確に形成され、表面１１に対し
て基本的に垂直になる。
【００２５】リセス１５を形成した後、図３に示した構
造の露出した上部表面全体上に、減衰材、すなわち、層
１９の形の低透過率材料を付着させる。この減衰層１９
は、水平表面、すなわちクロム層１４の表面およびリセ
ス１５の底部１７だけでなく、リセス１５の側壁１６上
にも付着物を形成するスパッタリングや化学気相付着な
ど任意の妥当な技法によって作成することができる。こ
の層１９は、適当な厚さを有し、対象とする光を減衰す
る、すなわち、光の強度をその最初の値の１ないし３５
％に減少させる任意の材料で形成することができる。例
えば、層１９は、クロム、モリブデン、タングステン、
チタンおよびこれらの化合物、ならびに酸化クロムから
選択できる。本実施例では、層１９は、３００Åの厚さ
の酸化クロム層であり、当技術分野では漏出性クロム層
として知られており、１００ｎｍないし４００ｎｍの波
長を有するディープ紫外線をその最初の値の約６％ない
し１０％に減衰させる。この好ましい範囲は７％ないし
８％である。
【００２６】そのような漏出性クロム層を形成すること
は現在、半導体技術分野で広く実施されており、窒素な
ど他の材料をドーピングして酸窒化クロム層を形成する
ことを含むことができる。そのような漏出性クロム層
は、入射光を減衰させるだけでなく、透過光が、図８に
示した量だけシフトされるように、入射光に移相をもた
らす。この図８は、本発明と共に使用できる選択された
波長での典型的な酸化クロム・タイプ膜の移相（度単
位）と透過率（パーセント単位）と厚さ（ミクロン単
位）の関係を示す。この図８で、実線および点線は、波
長が２５７ナノメートルの光に対して膜の屈折率（ｎ）
が２．３０であり光学密度（ｋ）が１．５８であるとき
の理論計算値である。実線は、所与の膜厚に対する移相
の範囲を示し、点線は、所与の厚さに対する光透過の範
囲を示す。
【００２７】層１９を作成するために使用される装置、
材料、および方法のばらつきのために、測定された量
が、理論値と異なりうることに留意されたい。したがっ
て、付着させた実際の層の特性を測定すべきである。本
発明では、付着させた層１９（厚さが３００Åの漏出性
クロム）を測定し、光が入射光の７％ないし８％に減衰
されるだけでなく、入射光を通過する光に対して４０°
の移相が導入されることが分かった。
【００２８】所望の透過特性および移相特性を達成する
ための所望の厚さに層１９を付着させた後、Ｓｈｉｐｌ
ｅｙ Ｃｏ．からＳＡＬ６０１の名称で販売されている
ものなど任意の適当なネガティブ・フォトレジスト層２
０を図４の構造の上にスピン・コートする。次に、図５
に矢印２１で示したように、フォトレジストを活性化す
る周波数の光で、基板１０をその底部側１２から照射す
る。遮断材料と減衰材料の間の透過率の差を利用するこ
とによって、この方法が制御可能であるだけでなく、製
造を容易にするのにも適していることが分かった。クロ
ム層１４は、不透明であり、基本的にすべて、すなわち
９９．９％以上の光を遮断し、したがって、リセス１５
の底部にある減衰層１９は十分な光を通過させてリセス
１５中のフォトレジストを露光するが、クロム層１４は
上にあるフォトレジストが露光されるのを防ぐ。これ
は、本発明のリセス減衰マスクを製造するうえで重要な
特徴である。
【００２９】レジスト層２０を露光した後、この層をベ
ーキングし現像して、クロム１４を覆う露光されていな
いレジストを除去し、同時にリセス１５中の露光された
レジスト２０ａを残す。このステップの後の構造を図６
に示す。図のように、クロム１４を覆う露光されていな
いレジストは除去されているが、減衰層１９を介して露
光された、リセス１５を覆うレジスト２０ａの部分は残
っている。フォトレジスト層２０の露光されていない領
域を現像して除去した後、フォトレジストの現像によっ
て露出された、酸化クロム層１９の部分を、ランド１８
の上部にある下側クロム領域１４と共に除去する。この
ように層１９およびクロム層１４の露出された部分を除
去することは、半導体技術分野で周知の好都合で妥当な
ウェット・エッチング方法またはドライ・エッチング方
法で行うことができる。このように層１９の保護されて
いない部分を除去すると、減衰材料１９で覆われたリセ
ス１５の底部１７だけが残る。このエッチング・ステッ
プが完了した後、リセス１５中の残りのレジスト２０ａ
を周知の方法でリセス１５の底部から剥離して、図７に
示したように最終マスクを残す。従来型の検査技法およ
び修理技法を使用して、減衰層が作成されていることを
確認する。マスクは、検査し修理した後、使用すること
ができる。
【００３０】本発明の効果を十分に得るには、リセス１
５の深さｄを厳密に制御しなければならない。したがっ
て
【００３１】
【数１】ｄ＝ｗ／２（ｎ−１）−φ
【００３２】上式でｗは、最終マスクを透過する光の波
長、
【００３３】ｎは、基板の屈折率、
【００３４】φは、減衰材料の移相（もしあれば）と、
減衰材料１９の厚さを示す係数である。
【００３５】側壁１６の高さまたはリセスの深さは、対
象とする周波数範囲の入射光が、マスクの裏側に当てら
れたとき、リセスの底部にある減衰層の上面から出る光
の位相とランド１８の上面１１から出る光の位相が１６
０°ないし２００°だけ位相はずれになるように選択さ
れる。好ましくは、およびできるだけ良い結果を得るた
めに、この移相差は１８０°（Πラジアン）であるべき
である。
【００３６】この移相が発生するのは、基板が、その屈
折率および厚さの関数として変化する量だけ、基板を通
過する透過光の位相を修正するからである。したがっ
て、ランド１８の上面を抜け出す光の位相と、減衰層１
９を通過する光の位相の変化が分かれば、リセスの底部
にある層１９を通過する光のこの１８０°（Πラジア
ン）移相を達成するのに十分なリセス１５の深さを容易
に決定することができる。減衰層の厚さによる光学移相
と、リセスの下にある基板材料の厚さによる光学移相が
あいまって、減衰層１９から現れる光の位相を、ランド
１８の上面から現れる光の位相に対して約１８０°（Π
ラジアン）ずらさなければならない。上述のように、上
述の酸化クロム層１９は、測定値で２０°の移相をもた
らした。したがって、リセス１５の深さは、１６０゜の
追加移相を発生させるのに十分なものでなければならな
い。
【００３７】図７に示した上記の製造方法によって作成
された最終マスクでは、石英表面のオーバーエッチまた
はアンダーエッチされた領域によって位相欠陥がもたら
されることはない。というのは、エッチングや変質を受
けるのは、リセス１５の底部に位置し、減衰層１９を塗
布される領域だけでからである。透過性ランド１８の石
英表面１１、すなわち最終マスクのプリンティング領域
は、石英エッチング液にさらされないので最初の状態の
ままである。したがって、マスク製造プロセスの結果、
石英表面で発生する可能性がある欠陥は、リセスの１５
の底部に位置し、かつ減衰材料１９で被覆され、したが
って、マスクによって作成される最終製品ではプリント
されることも複製されることもない。
【００３８】減衰材料が正確な量の光を透過するように
設計され、リセスの深さを使用して移相の程度を設定で
きるので、減衰の量および移相の程度は独立に制御する
ことができる。
【００３９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００４０】（１）半導体マスクにおいて、選択された
範囲の光に対して高い光透過率を有する基板と、前記基
板にある選択された深さの複数のリセスとを備え、前記
リセスには、前記選択された領域の光を減衰するような
厚さおよび光透過値の材料が付着されており、前記リセ
スは、前記リセスおよび前記付着された材料を透過する
前記選択された範囲の光の位相が、前記リセスに隣接し
て位置する前記基板の部分を透過する前記選択された範
囲の光の位相に対して１６０°ないし２００°位相はず
れになるような深さを有することを特徴とする半導体マ
スク。 （２）前記基板が石英またはホウケイ酸ガラスで形成さ
れ、前記材料が、クロム、モリブデン、タングステン、
チタンおよびこれらの化合物、ならびに酸化クロムから
成る群から選択されることを特徴とする上記（１）に記
載のマスク。 （３）前記基板が石英で形成され、前記材料が、厚さが
３００Åの酸化クロム層であることを特徴とする上記
（１）に記載のマスク。 （４）前記基板が石英で形成され、前記材料が、酸窒化
クロム層であることを特徴とする上記（１）に記載のマ
スク。 （５）光透過装置において、選択された範囲の光に対す
る高い光透過率と、基本的に平行な第１および第２の主
表面とを有する、選択された第１の厚さの基板と、前記
基板の前記第１の主表面にある選択された深さの複数の
リセスとを備え、各前記リセスが、基本的に垂直な側壁
と、前記主表面に対して基本的に平行な底部とを有し、
前記リセスの底部と前記第２の主表面との間の前記基板
の厚さが、前記第１の厚さよりも小さな第２の厚さであ
り、各前記リセスには、前記リセスを透過する前記選択
された範囲の入射光を１％ないし３５％に減衰させるた
めの材料が各前記リセスに付着されており、前記第２の
厚さと、前記リセス中に付着された材料の透過率および
厚さとが、前記リセスを透過する前記選択された範囲の
光の位相を、前記第１の厚さの前記基板の部分を透過す
る前記選択された範囲の光の位相に対して１６０°ない
し２００°だけ移相するように選択されることを特徴と
する装置。 （６）高光透過率領域と低光透過率領域とを有する構造
を形成する方法において、 ａ）高光透過率を有する基板を提供するステップと、 ｂ）底部および側壁によって定められた所定の深さの複
数のリセスを前記基板に形成するステップと、 ｃ）低光透過率を有し、かつ選択された厚さを有する材
料を、前記リセスの前記底部上に付着させるステップと
を含み、前記材料の厚さと、前記リセスの部分の前記基
板の厚さが、前記リセスを透過する入射光の位相を前記
リセスが存在しない前記基板の領域を透過する光の位相
に対して１６０°ないし２００°位相はずれにするよう
に選択されることを特徴とする方法。 （７）高光透過率領域と低光透過率領域とを有する構造
を形成する方法において、 ａ）第１および第２の平行な主表面と高光透過率とを有
する基板を提供するステップと、 ｂ）前記第１の主表面に基本的に不透明な層を形成する
ステップと、 ｃ）上記不透明の層をパターニングして上記不透明の層
の複数の不透明領域を形成するステップと、 ｄ）前記不透明層領域間の前記第１の表面をエッチング
して、底部および側壁で定められた複数のリセスを前記
基板中に形成するステップと、 ｅ）前記不透明層領域上と前記リセス中に低光透過率材
料を付着させるステップと、 ｆ）前記低透過率材料上にネガティブ・レジストを付着
するステップと、 ｇ）前記レジストを活性化する周波数で前記基板の前記
第２の主表面を照射して、前記基板を介して前記ネガテ
ィブ・レジストを露光するステップと、 ｈ）前記レジストを現像して、活性化されないレジスト
部分を除去し、前記リセスが形成されていない表面領域
を露出させると同時に、活性化されたレジスト部分を前
記リセスに残すステップと、 ｉ）前記リセスが形成されていない表面領域の前記不透
明層領域および残っている前記低光透過率材料を除去す
るステップと、 ｊ）活性化されたレジストを前記リセスから除去するス
テップとを含む方法。
【００４１】
【発明の効果】マスクのプリンティング領域で望ましく
ない位相欠陥が発生せず、しかも他のすべてのタイプの
移相マスクに勝る減衰マスクの利点をすべて提供する、
改良された減衰マスクが提供される。
【００４２】現在、半導体マスク製造技術分野で実施さ
れている、従来型の修理技法を使用して完全に修理でき
る位相マスク構造が提供される。
【００４３】減衰材料が正確な量の光を透過するように
設計され、リセスの深さを使用して移相の程度を設定で
きるので、減衰の量および移相の程度は独立に制御する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クロム層を有する光学的に平坦なフォトマスク
・ブランクを示す図である。
【図２】別々のアイランドとして形成されたクロム層を
含む図１のブランクを示す図である。
【図３】別々のクロム・アイランドに隣接して形成され
たリセスを含む図２のブランクを示す図である。
【図４】減衰層が配設された図３のブランクを示す図で
ある。
【図５】フォトレジスト層を塗布された図４のブランク
を示す図である。
【図６】露光され現像されたフォトレジスト層を含む図
５のブランクを示す図である。
【図７】集積回路の製造に有用な、完全に処理され位相
欠陥のない減衰マスクとして存在する、図６のブランク
を示す図である。
【図８】典型的な酸化クロム・タイプ膜の移相（ラジア
ン単位）と透過率（パーセント単位）と厚さ（ミクロン
単位）の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ フォトマスク・ブランク １１ 主表面 １３ 遮断層 １４ クロム領域 １５ リセス １６ 側壁 １７ 底部 １８ ランド １９ 減衰層 ２０ ネガティブ・フォトレジスト層 ２０ａ レジスト
フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン・ダニエル・フランダース アメリカ合衆国05404−1501 バーモン ト州ウィヌースキ ベルヴュ・ストリー ト 191 (72)発明者 デーヴィッド・ショーン・オグラディー アメリカ合衆国05465 バーモント州ジ ェリコ プレーンズ・ロード アール・ アール・ナンバー ボックス390エイチ (56)参考文献 特開 平６−230556（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光透過装置において、 選択された範囲の光に対する高い光透過率と、基本的に
    平行な第１および第２の主表面とを有する、選択された
    第１の厚さの基板と、 前記基板の前記第１の主表面に形成された選択された深
    さの複数のリセスであって、各々がマスク・イメージを
    画定するリセスとを備え、 各前記リセスが、基本的に垂直な側壁と、前記主表面に
    対して基本的に平行な底部とを有し、 前記リセスの底部と前記第２の主表面との間の前記基板
    の厚さが、前記第１の厚さよりも小さな第２の厚さであ
    り、 各前記リセスには、前記リセスを透過する前記選択され
    た範囲の入射光を１％ないし３５％に減衰させるための
    材料が各前記リセスに付着されており、 前記第２の厚さと、前記リセス中に付着された材料の透
    過率および厚さとが、前記リセスを透過する前記選択さ
    れた範囲の光の位相を、前記第１の厚さの前記基板の部
    分を透過する前記選択された範囲の光の位相に対して１
    ６０°ないし２００°だけ移相するように選択されるこ
    とを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】前記基板が石英またはホウケイ酸ガラスで
    形成され、前記材料が、クロム、モリブデン、タングス
    テン、チタンおよびこれらの化合物、ならびに酸化クロ
    ムから成る群から選択されることを特徴とする請求項１
    に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記基板が石英で形成され、前記材料が、
    厚さが３００Åの酸化クロム層であることを特徴とする
    請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記基板が石英で形成され、前記材料が、
    酸窒化クロム層であることを特徴とする請求項１に記載
    の装置。
  5. 【請求項５】高光透過率領域と低光透過率領域とを有す
    る構造を形成する方法において、 ａ）第１および第２の平行な主表面と高光透過率とを有
    する基板を提供するステップと、 ｂ）前記第１の主表面に基本的に不透明な層を形成する
    ステップと、 ｃ）上記不透明の層をパターニングして上記不透明の層
    の複数の不透明領域を形成するステップと、 ｄ）前記不透明層領域間の前記第１の表面をエッチング
    して、底部および側壁で定められた複数のリセスを前記
    基板中に形成するステップと、 ｅ）前記不透明層領域上と前記リセス中に低光透過率材
    料を付着させるステップと、 ｆ）前記低透過率材料上にネガティブ・レジストを付着
    するステップと、 ｇ）前記レジストを活性化する周波数で前記基板の前記
    第２の主表面を照射して、前記基板を介して前記ネガテ
    ィブ・レジストを露光するステップと、 ｈ）前記レジストを現像して、活性化されないレジスト
    部分を除去し、前記リセスが形成されていない表面領域
    を露出させると同時に、活性化されたレジスト部分を前
    記リセスに残すステップと、 ｉ）前記リセスが形成されていない表面領域の前記不透
    明層領域および残っている前記低光透過率材料を除去す
    るステップと、 ｊ）活性化されたレジストを前記リセスから除去するス
    テップとを含む方法。
JP2429595A 1994-02-14 1995-02-13 光透過装置および製造方法 Expired - Fee Related JP3119422B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19489294A 1994-02-14 1994-02-14
US194892 1994-02-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07253654A JPH07253654A (ja) 1995-10-03
JP3119422B2 true JP3119422B2 (ja) 2000-12-18

Family

ID=22719284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2429595A Expired - Fee Related JP3119422B2 (ja) 1994-02-14 1995-02-13 光透過装置および製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5503951A (ja)
EP (1) EP0674223B1 (ja)
JP (1) JP3119422B2 (ja)
KR (1) KR0139030B1 (ja)
DE (1) DE69500268T2 (ja)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6228539B1 (en) 1996-09-18 2001-05-08 Numerical Technologies, Inc. Phase shifting circuit manufacture method and apparatus
US5780208A (en) * 1996-10-17 1998-07-14 Vlsi Technology, Inc. Method and mask design to minimize reflective notching effects
US5792578A (en) * 1997-01-13 1998-08-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Method of forming multiple layer attenuating phase shifting masks
US5783337A (en) * 1997-05-15 1998-07-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Process to fabricate a double layer attenuated phase shift mask (APSM) with chrome border
US6106979A (en) * 1997-12-30 2000-08-22 Micron Technology, Inc. Use of attenuating phase-shifting mask for improved printability of clear-field patterns
US6077630A (en) 1998-01-08 2000-06-20 Micron Technology, Inc. Subresolution grating for attenuated phase shifting mask fabrication
KR100510447B1 (ko) * 1998-01-12 2005-10-21 삼성전자주식회사 반도체 소자의 위상 반전 마스크 및 그 제조방법
US6096457A (en) 1998-02-27 2000-08-01 Micron Technology, Inc. Method for optimizing printing of a phase shift mask having a phase shift error
US5998069A (en) 1998-02-27 1999-12-07 Micron Technology, Inc. Electrically programmable photolithography mask
US6150058A (en) 1998-06-12 2000-11-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of making attenuating phase-shifting mask using different exposure doses
US6277527B1 (en) 1999-04-29 2001-08-21 International Business Machines Corporation Method of making a twin alternating phase shift mask
US6194103B1 (en) 1999-07-08 2001-02-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company E-beam double exposure method for manufacturing ASPM mask with chrome border
JP2001033938A (ja) * 1999-07-22 2001-02-09 Oki Electric Ind Co Ltd ハーフトーン位相シフトマスクの特性補正方法
US6251546B1 (en) 1999-09-16 2001-06-26 Agere Systems Guardian Corp. Method of fabricating devices using an attenuated phase-shifting mask and an attenuated phase-shifting mask
US6403267B1 (en) 2000-01-21 2002-06-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method for high transmittance attenuated phase-shifting mask fabrication
US6277528B1 (en) 2000-01-21 2001-08-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method to change transmittance of attenuated phase-shifting masks
US7083879B2 (en) * 2001-06-08 2006-08-01 Synopsys, Inc. Phase conflict resolution for photolithographic masks
US6541165B1 (en) 2000-07-05 2003-04-01 Numerical Technologies, Inc. Phase shift mask sub-resolution assist features
US6681379B2 (en) 2000-07-05 2004-01-20 Numerical Technologies, Inc. Phase shifting design and layout for static random access memory
US6777141B2 (en) 2000-07-05 2004-08-17 Numerical Technologies, Inc. Phase shift mask including sub-resolution assist features for isolated spaces
US6503666B1 (en) 2000-07-05 2003-01-07 Numerical Technologies, Inc. Phase shift masking for complex patterns
US6524752B1 (en) 2000-07-05 2003-02-25 Numerical Technologies, Inc. Phase shift masking for intersecting lines
US6787271B2 (en) * 2000-07-05 2004-09-07 Numerical Technologies, Inc. Design and layout of phase shifting photolithographic masks
US6539521B1 (en) 2000-09-29 2003-03-25 Numerical Technologies, Inc. Dissection of corners in a fabrication layout for correcting proximity effects
US6622288B1 (en) 2000-10-25 2003-09-16 Numerical Technologies, Inc. Conflict sensitive compaction for resolving phase-shift conflicts in layouts for phase-shifted features
US6584610B1 (en) 2000-10-25 2003-06-24 Numerical Technologies, Inc. Incrementally resolved phase-shift conflicts in layouts for phase-shifted features
US6653026B2 (en) 2000-12-20 2003-11-25 Numerical Technologies, Inc. Structure and method of correcting proximity effects in a tri-tone attenuated phase-shifting mask
US6551750B2 (en) 2001-03-16 2003-04-22 Numerical Technologies, Inc. Self-aligned fabrication technique for tri-tone attenuated phase-shifting masks
US6635393B2 (en) 2001-03-23 2003-10-21 Numerical Technologies, Inc. Blank for alternating PSM photomask with charge dissipation layer
US6566019B2 (en) 2001-04-03 2003-05-20 Numerical Technologies, Inc. Using double exposure effects during phase shifting to control line end shortening
US6553560B2 (en) 2001-04-03 2003-04-22 Numerical Technologies, Inc. Alleviating line end shortening in transistor endcaps by extending phase shifters
US6569583B2 (en) 2001-05-04 2003-05-27 Numerical Technologies, Inc. Method and apparatus for using phase shifter cutbacks to resolve phase shifter conflicts
US6593038B2 (en) 2001-05-04 2003-07-15 Numerical Technologies, Inc. Method and apparatus for reducing color conflicts during trim generation for phase shifters
US6852471B2 (en) * 2001-06-08 2005-02-08 Numerical Technologies, Inc. Exposure control for phase shifting photolithographic masks
US6523165B2 (en) 2001-07-13 2003-02-18 Numerical Technologies, Inc. Alternating phase shift mask design conflict resolution
US6664009B2 (en) 2001-07-27 2003-12-16 Numerical Technologies, Inc. Method and apparatus for allowing phase conflicts in phase shifting mask and chromeless phase edges
US6684382B2 (en) 2001-08-31 2004-01-27 Numerical Technologies, Inc. Microloading effect correction
US6738958B2 (en) 2001-09-10 2004-05-18 Numerical Technologies, Inc. Modifying a hierarchical representation of a circuit to process composite gates
US6735752B2 (en) 2001-09-10 2004-05-11 Numerical Technologies, Inc. Modifying a hierarchical representation of a circuit to process features created by interactions between cells
US6698007B2 (en) 2001-10-09 2004-02-24 Numerical Technologies, Inc. Method and apparatus for resolving coloring conflicts between phase shifters
US7008729B2 (en) * 2002-10-22 2006-03-07 Winbond Electronics Corporation Method for fabricating phase mask of photolithography process
US7008730B2 (en) 2003-01-07 2006-03-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Application of high transmittance attenuating phase shifting mask with dark tone for sub-0.1 micrometer logic device contact hole pattern in 193 NM lithography
JP2004251969A (ja) * 2003-02-18 2004-09-09 Renesas Technology Corp 位相シフトマスク、位相シフトマスクを用いたパターンの形成方法および電子デバイスの製造方法
CN101065647A (zh) * 2004-09-27 2007-10-31 凸版光掩膜公司 提供通过不同相移孔径的平衡光强度的相移掩模及形成这种相移掩模的方法
JP4607151B2 (ja) * 2006-07-06 2011-01-05 エーエスエムエル マスクツールズ ビー．ブイ． 改良型ｃｐｌマスクおよびそれを生成する方法およびプログラム製品
US20080261120A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-23 Jeffrey Peter Gambino Photolithography mask with integrally formed protective capping layer
US20080261122A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-23 Jeffrey Peter Gambino Photolithography mask with protective capping layer
TWI450029B (zh) * 2012-09-20 2014-08-21 Univ Nat Cheng Kung 金屬嵌入光罩及其製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1313792C (en) * 1986-02-28 1993-02-23 Junji Hirokane Method of manufacturing photo-mask and photo-mask manufactured thereby
US4707218A (en) * 1986-10-28 1987-11-17 International Business Machines Corporation Lithographic image size reduction
JPH0770094B2 (ja) * 1987-12-04 1995-07-31 シャープ株式会社 ディスク状光記録媒体の製造方法および製造用フォトマスク
US4885231A (en) * 1988-05-06 1989-12-05 Bell Communications Research, Inc. Phase-shifted gratings by selective image reversal of photoresist
US5286581A (en) * 1991-08-19 1994-02-15 Motorola, Inc. Phase-shift mask and method for making
US5147812A (en) * 1992-04-01 1992-09-15 Motorola, Inc. Fabrication method for a sub-micron geometry semiconductor device
US5288569A (en) * 1992-04-23 1994-02-22 International Business Machines Corporation Feature biassing and absorptive phase-shifting techniques to improve optical projection imaging
US5225035A (en) * 1992-06-15 1993-07-06 Micron Technology, Inc. Method of fabricating a phase-shifting photolithographic mask reticle having identical light transmittance in all transparent regions

Also Published As

Publication number Publication date
EP0674223A3 (ja) 1995-11-08
JPH07253654A (ja) 1995-10-03
DE69500268D1 (de) 1997-06-05
DE69500268T2 (de) 1997-10-30
KR0139030B1 (ko) 1998-04-28
EP0674223A2 (en) 1995-09-27
KR950025481A (ko) 1995-09-15
US5503951A (en) 1996-04-02
EP0674223B1 (en) 1997-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3119422B2 (ja) 光透過装置および製造方法
US5702847A (en) Phase shift photomask, phase shift photomask blank, and process for fabricating them
JP2739065B2 (ja) アパーチャ交番移相マスクを製造する方法
US5881125A (en) Attenuated phase-shifted reticle using sub-resolution pattern
EP0620498B1 (en) Phase-shifting transparent lithographic mask for writing contiguous structures from noncontiguous mask areas
KR100647182B1 (ko) 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 및 그 포토마스크를이용한 반도체 장치의 제조 방법
US11099476B2 (en) Photomask having a plurality of shielding layers
TWI388922B (zh) 圖案形成方法及相位移遮罩的製造方法
US6410191B1 (en) Phase-shift photomask for patterning high density features
US5506080A (en) Lithographic mask repair and fabrication method
US5695896A (en) Process for fabricating a phase shifting mask
US6376130B1 (en) Chromeless alternating reticle for producing semiconductor device features
US7049034B2 (en) Photomask having an internal substantially transparent etch stop layer
KR100841036B1 (ko) 리소그래피 마스크로부터 결함 물질을 제거하는 방법
EP0680624B1 (en) Phase shifting mask structure with absorbing/attenuating sidewalls for improved imaging and method of fabricating phase shifters with absorbing/attenuating sidewalls
JPH05289305A (ja) 位相シフトフォトマスク
JP2976193B2 (ja) 位相反転マスクの欠陥補正方法
JP3422054B2 (ja) 光学マスクおよびその製造方法
KR100594221B1 (ko) 교호위상전이 마스크 제작용 블랭크 마스크
KR100382609B1 (ko) 위상 반전 마스크의 제조 방법
KR0183754B1 (ko) 위상반전 마스크의 제조방법
JPH04175746A (ja) マスク、その製造方法及びそれを用いた像形成方法
CN115981094A (zh) 光罩、光罩的制作方法及使用该光罩的图案形成方法
Usujima et al. Practical evaluation of 16M-DRAMs production with i-line phase-shift lithography
JPH10307382A (ja) ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク及びそれらの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071013

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081013

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees