JP3130777B2 - フォトマスク及びその製造方法 - Google Patents

フォトマスク及びその製造方法

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    • G03F7/70233Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスク及び
その製造方法に関し、特に、半導体等の電子デバイスの
製造工程において、マスクに形成された回路パターンを
ウェハ上に高精度に転写する際用いられる縮小投影露光
装置用フォトマスクとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体装置等の電子デバイスで
は、デバイスパターンの微細化に伴って、回路パターン
の転写の際用いられるマスクをより高精度とする必要が
ある。通常、デバイスの回路パターンを転写する際に用
いられるフォトマスクは、Cr等の金属薄膜によって露
光光を反射吸収する遮光パターンと、露光光を透過させ
る透光パターンとを備えている。
【0003】ここで、このようなマスクの製造方法につ
いて概説する。
【0004】図2を参照して、まず、図2(A)に示す
ように、フォトマスク基板1の一面(一主面)上に、ス
パッタリング又は蒸着等によって、Cr等の金属薄膜2
を形成する。そして、この金属薄膜2上に、フォトレジ
ストを一様に塗布してフォトレジスト膜5とする。
【0005】次に、図2(B)に示すように、電子線又
は光等によって回路パターンの直接描画を行うか、又は
マスターマスクの密着あるいは近接露光を行って、現像
処理を施し、所定パターンの回路パターン開口部4(マ
スク寸法>マスク面内最小寸法)及び回路パターン開口
部4′(マスク寸法がほぼマスク面内最小寸法に等し
い)を形成する。
【0006】次いで、図2(C)に示すように、フォト
マスク基板1上に残存したフォトレジスト膜5のパター
ンをマスクとして、ウェットエッチング法又は反応性イ
オンエッチング法により、金属薄膜2をエッチングし、
金属薄膜2による回路パターンの形成を行なう。
【0007】そして、図2(D)に示すように、レジス
ト(レジスト膜5)を剥離除去して、マスクとする。そ
の後、パターン欠陥、位置精度、寸法誤差及び面内寸法
ばらつき等のマスク検査を行う。パターンの欠け及びド
ット残りのような欠陥不良に対しては、FIBによるカ
ーボン蒸着又はレーザーリペア等の手段によってマスク
の修正が行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のフォ
トマスクでは、マスク製造時に生じた面内寸法ばらつき
を修正することができず、このため、マスク上に生じた
パターン寸法ばらつきが、ウェハ上出来上がり寸法のシ
ョット内ばらつきに大きく影響してしまう。
【0009】まず、第1に、ホール工程のパターンのよ
うに、マスク寸法に対するウェハ上出来上がり寸法の忠
実度(マスクリニアリティ)が悪いパターンの場合、マ
スク上の寸法ばらつきはウェハ上でさらに2〜3倍にも
増幅されることがあるという問題点がある。
【0010】そして、第2に、ホールパターンを形成す
る工程では、マスク面内の寸法ばらつきにより、寸法の
小さいホールが開口しない恐れがあるため、露光条件を
寸法の小さいホールに合わせ込む必要があるが、この
際、寸法の大きなホールに対しては、オーバー露光条件
となるため、ウェハ上出来上がり寸法は大きくなる。つ
まり、図3に示すように、ウェハ上出来上がり寸法のシ
ョット内ばらつきが極めて大きくなってしまう。
【0011】さらに、上述のマスクリニアリティを考慮
すると、結果的に、ウェハ上で生じるショット内の寸法
差は、マスク上寸法差の2〜3倍以上にまでも増幅され
る。その結果、リソグラフィ工程でそれ以前の工程のパ
ターンとのアライメントマージンが大きく減少してしま
うことがあるという問題点がある。
【0012】本発明の目的は、ウェハ上における出来上
がり寸法の面内ばらつきを低減できるフォトマスク及び
その製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明では、フォトマス
ク基板上に透光パターンと遮光パターンとで構成される
回路パターンを有する縮小投影露光装置用のフォトマス
クにおいて、前記透光性パターンが設けられている部分
にそのパターン面積に応じた膜厚の光重合性膜を設けて
いる。
【0014】また、その製法は、フォトマスク基板上の
一主面に透光パターンと遮光パターンとで回路パターン
を形成する第1の工程と、前記一主面の全面又は該一主
面に対向する反対面の全面に光重合性材料を含む有機溶
媒を塗布する第2の工程と、前記遮光パターンをマスク
として前記有機溶媒に光照射を行う第3の工程と、所定
の溶媒で前記有機溶媒を除去する第4の工程とを有す
る。
【0015】
【0016】
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。
【0018】図1は、本発明によるフォトマスクの一例
を示す断面図である。図1を参照して、図示のフォトマ
スクは、フォトマスク基板(石英基板)1、フォトマス
ク基板1上に形成された金属薄膜(遮光パターン)2、
及び透過パターン部に金属薄膜2の端部(エッジ部分)
に被さるようにして配置形成された光重合性膜3を有し
ている。
【0019】ここで、図4を参照して、図2を用いて説
明した手法と同様にして、まず、フォトマスク基板1の
一面(一主面)上に、スパッタリング又は蒸着等によっ
て、Cr等の金属薄膜2を形成する。そして、この金属
薄膜2上に、フォトレジストを一様に塗布してフォトレ
ジスト膜5とする(図4(A))。
【0020】次に、電子線又は光等によって回路パター
ンの直接描画を行うか、又はマスターマスクの密着ある
いは近接露光を行って、現像処理を施し、所定パターン
の開口部4,4′を形成する(図4(B))。
【0021】次いで、フォトマスク基板1上に残存した
フォトレジスト膜5のパターンをマスクとして、ウェッ
トエッチング法又は反応性イオンエッチング法により、
金属薄膜2をエッチングし、金属薄膜2による回路パタ
ーンの形成を行なう(図4(C))。そして、レジスト
(レジスト膜5)を剥離除去する(図4(D))。
【0022】その後、マスクのパターン面上に光重合性
材料を含む有機溶媒を一様に塗布し、均一な光重合性膜
3を形成させる。ついで、マスクのガラス面(フォトマ
スク基板)側から、マスク上にパターニングされている
金属薄膜をマスクとして光照射を行なう(図4(E)。
【0023】次いで、所定の溶媒で未照射部分の光重合
性膜3を除去したのち、ホットプレートでベークし、溶
媒の除去を行ない、フォトマスクとする(図4
(F))。
【0024】上述の光重合性材料とは、所定の波長を有
する光の照射量によって重合反応が進行し、図5(A)
に示すように、特定の溶媒に対して溶解性が連続的に変
化する材料である。従って、光照射後、特定の溶媒で一
定時間処理すると光照射量に応じて、図5図(B)に示
すように、光重合性膜の残膜量が連続的に変化する。
【0025】この場合、光の照射量は、溶媒処理後の残
膜量が連続的に変化する範囲であるとし、照射量の変化
に対して残膜量が著しく変化するものが望ましい。
【0026】さらに、上述の光重合性材料は、その膜厚
に対して連続的に透過率が変化する材料である。
【0027】ところで、金属薄膜等でパターニングされ
たフォトマスクの光透過部を透過しウェハ上に到達する
光量は、その光透過部のサイズ(面積)によって異な
る。従って、上述のように、金属薄膜等でパターニング
されたフォトマスクの光透過部に光重合性膜を形成し、
かつ、その膜厚は、透過部分のサイズに応じた膜厚とな
っている。つまり、光重合性膜の膜厚によって露光光透
過率が制御され、光透過部のサイズ(面積)が大きい程
露光光透過率が小さくなる膜が光透過部に形成される。
【0028】面内すべてのパターンが設計上同一寸法で
ある場合、マスク製造時に面内で寸法ばらつきが生じて
いると、設計よりも大きめにマスクパターンが形成され
ている部分では、設計よりも小さめにマスクパターンが
形成されている部分よりも、光透過部における光量が大
きくなるので、その分、光重合反応が進む。
【0029】従って、寸法の比較的大きいパターンで
は、溶媒処理後の半透明膜の残膜厚が厚くなり、露光光
透過率が減少するため、面内で寸法の比較的小さいパタ
ーンで露光条件を設定しても、オーバー露光とならず、
結果的にウェハ上で生じる面内寸法差を低減できる。
【0030】光重合性材料の具体的な一例としては、ネ
ガ型のi線用染料含有フォトレジスト材料がある。この
材料を用いた場合には、未照射部分を溶解させる溶媒は
ネガ型フォトレジストで一般的に用いられる現像液でも
よい。
【0031】ところで、マスク面内に存在するパターン
の寸法が設計上多種混在する場合には、例えば、ホール
パターンのようにマスクリニアリティの悪い場合におい
ては、通常、寸法の小さい種類のパターンに露光条件を
合わせた際、寸法の大きいパターンではマスクリニアリ
ティの悪さから、さらに大きい寸法になってしまう。
【0032】このような場合にも、上述のフォトマスク
を用いることによって、パターン設計値とウェハ上出来
上がり寸法との寸法差に対してマスクリニアリティ分の
補正をかけることができ、この結果、従来の露光方法と
比較して、設計上のパターン寸法に対してより高い忠実
度を実現できる。
【0033】KrFエキシマ・レーザーを露光光とした
際、ノボラック樹脂をベースとするi線レジスト材料は
248nmの光に対して透過率が低いので、上述の光重
合性材料として用いることができる。
【0034】フォトマスクの光透過部を透過する露光光
透過率を制御する光重合性膜は、図6(A)に示すよう
に、ガラス面(フォトマスク基板)1上に直接形成して
もよい。この場合には、パターン面(金属薄膜)2側か
ら光照射してパターニングされる(図6(B))。
【0035】なお、その他のフォトマスクの製造のプロ
セスは図4に示す例と同様である。
【0036】ここで、パターンサイズによって露光光透
過率が異なる半透明膜を形成する際の他の例について説
明する。
【0037】図7を参照して、図示の装置は、光源(光
重合性膜照射用光源)6、ハーフミラー(半透鏡)7、
凹面鏡8、及び台形ミラー9を備えている。レチクル1
0はハーフミラー7の光軸上に配置される。
【0038】光源6からの光は反射ミラー6aで反射さ
れて、ハーフミラー7に達する。ハーフミラー7は反射
ミラーからの光を一部反射するから、この反射光がレチ
クル10に照射される。レチクル10を通過した光は、
実線矢印で示すように、凹面鏡8、台形ミラー9、及び
凹面鏡8で反射され、再び、凹面鏡8、台形ミラー9、
及び凹面鏡8で反射されて、ハーフミラー7に入射す
る。ハーフミラー7はこの入射光の一部を透過するか
ら、この透過光が再びレチクル10に照射される。
【0039】このように、ハーフミラー7からはマスク
上露光光が透過するパターン部分に、パターンサイズに
よって露光光透過率が異なる半透明膜を形成する際、1
度、フォトマスク(レチクル)を透過した光を凹面鏡8
と台形ミラー9によって、再び、元のフォトマスク上に
結像させる。
【0040】この方法によれば、パターンサイズの差が
小さいために、1度のみの照射だけでは、形成される半
透明膜の膜厚に差が出にくい場合でも、複数回マスク上
に光を結像させることでパターンサイズ差による光重合
性材料への照射量の差を増幅させることができる。この
結果、上述の効果を十分に引き出すことができる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、縮小
投影露光装置用のフォトマスクの回路パターン上の露光
光透過部に、この光透過部のサイズに応じた露光光透過
率を示す半透明膜を形成して、光透過部を透過する露光
光の光量を調節するようにしたから、ウェハ上に到達す
るパターンの光量を揃えることができ、その結果、マス
ク製造時に生じたマスク面内のパターン寸法のばらつき
に起因するウェハ上ショット面内の寸法ばらつきを低減
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフォトマスクの一例を示す断面図
である。
【図2】従来のフォトマスクの製造工程を説明するため
の図である。
【図3】ウェハ上に形成されるレジストパターンの寸法
と露光量との特性図である。
【図4】本発明によるフォトマスクの製造工程の一例を
示す図である。
【図5】(A)は光重合性膜の溶媒に対する溶解速度と
光の照射量との特性図であり、(B)は光重合性膜の溶
媒処理後の残存膜厚と光の照射量との特性図ある。
【図6】本発明によるフォトマスクの他の例を説明する
ための図である。
【図7】本発明によるフォトマスクを製造する際に用い
られる光照射装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 フォトマスク基板 2 金属薄膜 3 光重合性膜 4 回路パターン開口部 4′ 回路パターン開口部 5 レジスト膜 6 光重合性膜照射用光源 7 ハーフミラー 8 凹面鏡 9 台形ミラー 10 レチクル

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトマスク基板上に透光パターンと遮
    光パターンとで構成される回路パターンを有する縮小投
    影露光装置用のフォトマスクにおいて、前記透光性パタ
    ーンが設けられている部分にそのパターン面積に応じた
    膜厚の光重合性膜が設けられていることを特徴とするフ
    ォトマスク。
  2. 【請求項2】 フォトマスク基板上の一主面に透光パタ
    ーンと遮光パターンとで回路パターンを形成する第1の
    工程と、前記一主面の全面又は該一主面に対向する反対
    面の全面に光重合性材料を含む有機溶媒を塗布する第2
    の工程と、前記遮光パターンをマスクとして前記有機溶
    媒に光照射を行う第3の工程と、所定の溶媒で前記有機
    溶媒を除去する第4の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. 【請求項3】 請求項2に記載されたフォトマスクの製
    造方法において、前記第3の工程には、前記フォトマス
    ク基板に対して光を照射する第1のステップと、該フォ
    トマスク基板を透過した光を再びフォトマスク基板に照
    射する第2のステップとが含まれ、前記フォトマスク基
    に光を複数回結像させるようにしたことを特徴とする
    フォトマスクの製造方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1155460A (ja) * 1997-08-06 1999-02-26 Nec Corp 画像読取り装置
US20020070354A1 (en) * 2000-12-11 2002-06-13 Nobuo Shimazu Manufacturing method of mask for electron beam proximity exposure and mask
KR100746625B1 (ko) * 2006-06-29 2007-08-08 주식회사 하이닉스반도체 높은 빔 컨트라스트를 나타내는 포토마스크 및 그제조방법과, 이를 이용한 노광방법
JP2008026822A (ja) 2006-07-25 2008-02-07 Toshiba Corp フォトマスクの製造方法及び半導体装置の製造方法
JP2009092789A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Elpida Memory Inc 位相シフト型フォトマスクの製造方法、位相シフト型フォトマスク、半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP5108551B2 (ja) * 2008-02-15 2012-12-26 Hoya株式会社 多階調フォトマスク及びそれを用いたパターン転写方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61210358A (ja) * 1985-03-15 1986-09-18 Toshiba Corp フオトマスク
JP3257893B2 (ja) * 1993-10-18 2002-02-18 三菱電機株式会社 位相シフトマスク、その位相シフトマスクの製造方法およびその位相シフトマスクを用いた露光方法
JPH0815848A (ja) * 1994-06-27 1996-01-19 Nec Kyushu Ltd フォトレチクル

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