JP3209257B2 - 位相シフトマスク及びその製造方法 - Google Patents
位相シフトマスク及びその製造方法Info
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に投影露光装置にお
いて使用されるパターンを備えたフォトマスクであっ
て、特に、そのフォトマスクを通過する投影露光光に位
相差を与えて高解像度のパターン転写を可能にした位相
シフトマスク及びその製造方法に関する。また特に、透
明基板の上に希望パターンのハーフトーン材料膜を形成
して成るハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造
方法に関する。
いて使用されるパターンを備えたフォトマスクであっ
て、特に、そのフォトマスクを通過する投影露光光に位
相差を与えて高解像度のパターン転写を可能にした位相
シフトマスク及びその製造方法に関する。また特に、透
明基板の上に希望パターンのハーフトーン材料膜を形成
して成るハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】位相シフトマスクとして、従来より、種
々の形式のものが提案されている。例えば、マスク上の
開口部の隣り合う一方に位相を反転させるような透明膜
を設けた構造のレベンソン型位相シフトマスクや、形成
すべきパターンの周辺部に解像限界以下の位相シフター
を形成した構造の補助パターン付き位相シフトマスク
や、基板上にクロムパターンを形成した後にオーバーエ
ッチングによって位相シフターのオーバーハングを形成
した構造の自己整合型位相シフトマスク等がある。
々の形式のものが提案されている。例えば、マスク上の
開口部の隣り合う一方に位相を反転させるような透明膜
を設けた構造のレベンソン型位相シフトマスクや、形成
すべきパターンの周辺部に解像限界以下の位相シフター
を形成した構造の補助パターン付き位相シフトマスク
や、基板上にクロムパターンを形成した後にオーバーエ
ッチングによって位相シフターのオーバーハングを形成
した構造の自己整合型位相シフトマスク等がある。
【０００３】以上の各構造の位相シフトマスクは、基板
上にクロムパターンとシフターパターンを設けたもので
あるが、この構造とは別に、シフターパターンのみによ
って形成された位相シフトマスクとして、透過型位相シ
フトマスクや、ハーフトーン型位相シフトマスク等も知
られている。透過型位相シフトマスクというのは、透明
部を透過した光と位相シフターを透過した光との境界部
において光強度がゼロとなることを利用してパターンを
分離するようにした位相シフトマスクであって、シフタ
ーエッジ利用型位相シフトマスクとも呼ばれる。
上にクロムパターンとシフターパターンを設けたもので
あるが、この構造とは別に、シフターパターンのみによ
って形成された位相シフトマスクとして、透過型位相シ
フトマスクや、ハーフトーン型位相シフトマスク等も知
られている。透過型位相シフトマスクというのは、透明
部を透過した光と位相シフターを透過した光との境界部
において光強度がゼロとなることを利用してパターンを
分離するようにした位相シフトマスクであって、シフタ
ーエッジ利用型位相シフトマスクとも呼ばれる。
【０００４】また、ハーフトーン型位相シフトマスクと
いうのは、投影露光光に対して部分透過性を有する、い
わゆる半透明な位相シフターパターンを基板上に形成し
て、その位相シフターパターンの境界部に形成される光
強度がゼロの部分でパターン解像度を向上するようにし
た位相シフトマスクである。透過型位相シフトマスク
や、ハーフトーン型位相シフトマスクはその層構造が単
純であるため、製造工程が容易であり、しかもマスク上
の欠陥も少ないという長所を有している。
いうのは、投影露光光に対して部分透過性を有する、い
わゆる半透明な位相シフターパターンを基板上に形成し
て、その位相シフターパターンの境界部に形成される光
強度がゼロの部分でパターン解像度を向上するようにし
た位相シフトマスクである。透過型位相シフトマスク
や、ハーフトーン型位相シフトマスクはその層構造が単
純であるため、製造工程が容易であり、しかもマスク上
の欠陥も少ないという長所を有している。
【０００５】ハーフトーン型位相シフトマスクは、例え
ば図５に示すように、透明基板１に半透明位相シフト膜
２ａを積層することによって形成される。図６に示すよ
うに、半透明位相シフト膜２ａによって囲まれる透明基
板１の上に有効領域３が形成される。そして、その有効
領域３の内部に所望のパターン、実施例では文字
「Ａ」、が形成される。
ば図５に示すように、透明基板１に半透明位相シフト膜
２ａを積層することによって形成される。図６に示すよ
うに、半透明位相シフト膜２ａによって囲まれる透明基
板１の上に有効領域３が形成される。そして、その有効
領域３の内部に所望のパターン、実施例では文字
「Ａ」、が形成される。
【０００６】今、このようなハーフトーン型位相シフト
マスクを用いて、シリコンウェハの表面に設けたレジス
トにステッパーによってパターンを転写する場合を考え
る。この場合には、図６に示すように、有効領域３の周
囲をアパーチャ４で囲み、さらに、図５に示すように、
有効領域３を通過した光Ｒをウェハ５上に照射する。通
常は、例えば１／５の縮小像をウェハ５上に形成する。
このとき、有効領域３を囲むアパーチャ４は、ウェハ５
の所定露光領域以外の領域に光が当たらないように作用
する。
マスクを用いて、シリコンウェハの表面に設けたレジス
トにステッパーによってパターンを転写する場合を考え
る。この場合には、図６に示すように、有効領域３の周
囲をアパーチャ４で囲み、さらに、図５に示すように、
有効領域３を通過した光Ｒをウェハ５上に照射する。通
常は、例えば１／５の縮小像をウェハ５上に形成する。
このとき、有効領域３を囲むアパーチャ４は、ウェハ５
の所定露光領域以外の領域に光が当たらないように作用
する。
【０００７】しかしながら、有効領域３の外周エッジと
アパーチャ４の内周エッジとの間には１〜２ｍｍの間隔
が形成されるので、有効領域３の外周縁に位置する半透
明位相シフト膜２ａに当たった光は、その位相シフト膜
２ａに固有の光透過性に対応した光量の光を通過させ
る。このため図５において、例えば矢印Ａのように露光
光の照射位置をずらせてウェハ５上に順次多数の転写像
を形成するとき、図７に示すように、相隣り合う２個の
有効領域３の間の直線部分Ｐが２重に露光されたり、あ
るいは４個の有効領域３に囲まれた点状部分Ｑが４重に
露光されてしまう。
アパーチャ４の内周エッジとの間には１〜２ｍｍの間隔
が形成されるので、有効領域３の外周縁に位置する半透
明位相シフト膜２ａに当たった光は、その位相シフト膜
２ａに固有の光透過性に対応した光量の光を通過させ
る。このため図５において、例えば矢印Ａのように露光
光の照射位置をずらせてウェハ５上に順次多数の転写像
を形成するとき、図７に示すように、相隣り合う２個の
有効領域３の間の直線部分Ｐが２重に露光されたり、あ
るいは４個の有効領域３に囲まれた点状部分Ｑが４重に
露光されてしまう。
【０００８】有効領域３の外周部分は、本来、レジスト
が感光してはならない部分であって、そのためにその部
分に半透明位相シフト膜２ａが設けられるわけである
が、その部分が２重に露光されたり、あるいは４重に露
光されると、レジストが感光してしまう。
が感光してはならない部分であって、そのためにその部
分に半透明位相シフト膜２ａが設けられるわけである
が、その部分が２重に露光されたり、あるいは４重に露
光されると、レジストが感光してしまう。
【０００９】このような問題を解消するため、図８に示
すように、有効領域３の外周部分に位置する半透明位相
シフト膜２ａに枠状の遮光帯６を形成した位相シフトマ
スクが知られている。この遮光帯６は、図９に示すよう
に、半透明位相シフト膜２ａの中に、例えば、約１μｍ
のピッチで縦横に正方形状の開口部分７を設けることに
よって形成される。これらの開口部分７は、透明基板が
直接に露出している部分である。この遮光帯６は、開口
部分７を通過した光と半透明位相シフト膜を通過して位
相が反転した光との干渉により、光の通過を遮断しよう
とするものである。
すように、有効領域３の外周部分に位置する半透明位相
シフト膜２ａに枠状の遮光帯６を形成した位相シフトマ
スクが知られている。この遮光帯６は、図９に示すよう
に、半透明位相シフト膜２ａの中に、例えば、約１μｍ
のピッチで縦横に正方形状の開口部分７を設けることに
よって形成される。これらの開口部分７は、透明基板が
直接に露出している部分である。この遮光帯６は、開口
部分７を通過した光と半透明位相シフト膜を通過して位
相が反転した光との干渉により、光の通過を遮断しよう
とするものである。
【００１０】しかしながらこの方法では、開口部分７を
正確に正方形状に形成するのが非常に難しく、希望する
十分な遮光性が得られない場合が多かった。遮光性を向
上させるために、不正確な形状の開口部分７を修正する
ことも考えられるが、その修正作業は非常に難しく、ま
た、不正確な形状の開口部分を探し出すことは、さらに
難しかった。
正確に正方形状に形成するのが非常に難しく、希望する
十分な遮光性が得られない場合が多かった。遮光性を向
上させるために、不正確な形状の開口部分７を修正する
ことも考えられるが、その修正作業は非常に難しく、ま
た、不正確な形状の開口部分を探し出すことは、さらに
難しかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消するためになされたものであって、ハーフトー
ン型位相シフトマスクの有効領域の周囲部分を、従来の
ような複雑な遮光帯を用いることなく簡単な方法によっ
て、確実に遮光できるようにすることを目的とする。
点を解消するためになされたものであって、ハーフトー
ン型位相シフトマスクの有効領域の周囲部分を、従来の
ような複雑な遮光帯を用いることなく簡単な方法によっ
て、確実に遮光できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスクは、
透明基板の上に半透明位相シフト膜及び遮光膜を順次、
積層して成る位相シフトマスクにおいて、前記半透明位
相シフト膜は、像パターンを形成する領域である有効領
域を区画形成すると共に、該有効領域内に像パターンを
区画形成し、前記遮光膜は、前記有効領域を区画形成す
る半透明位相シフト膜であって該有効領域の外周部に在
るものの上及び前記有効領域内において像パターンを区
画形成する半透明位相シフト膜の上の両方に設けられ、
前記半透明位相シフト膜のエッジは、遮光部と透光部と
の間の境界部の光強度を位相反転作用に基づいて明確に
区分けできるように、前記遮光膜のエッジよりも突出す
ることを特徴とする。
め、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスクは、
透明基板の上に半透明位相シフト膜及び遮光膜を順次、
積層して成る位相シフトマスクにおいて、前記半透明位
相シフト膜は、像パターンを形成する領域である有効領
域を区画形成すると共に、該有効領域内に像パターンを
区画形成し、前記遮光膜は、前記有効領域を区画形成す
る半透明位相シフト膜であって該有効領域の外周部に在
るものの上及び前記有効領域内において像パターンを区
画形成する半透明位相シフト膜の上の両方に設けられ、
前記半透明位相シフト膜のエッジは、遮光部と透光部と
の間の境界部の光強度を位相反転作用に基づいて明確に
区分けできるように、前記遮光膜のエッジよりも突出す
ることを特徴とする。
【００１３】半透明位相シフト膜としては、例えばＭｏ
・Ｓｉ系の材料、より具体的には、例えば化学記号Ｍｏ
ＳｉＯXＮY（Ｘ，Ｙは整数）で表される材料を用いるこ
とができる。また、ハーフトーン材料膜がＭｏ・Ｓｉ系
材料で形成されるとすれば、遮光膜としては、例えば、
Ｃｒ（クロム）、ＣｒＯ（酸化クロム）、ＣｒＮ（窒化
クロム）、ＣｒＯＮ（窒化酸化クロム）、ＣｒＯＣＮ又
はこれらを積層した複合膜を採用できる。複合膜を採用
する場合は、例えば、図１０及び図１１に示すような２
層構造又は図１２に示すような３層構造とすることがで
きる。
・Ｓｉ系の材料、より具体的には、例えば化学記号Ｍｏ
ＳｉＯXＮY（Ｘ，Ｙは整数）で表される材料を用いるこ
とができる。また、ハーフトーン材料膜がＭｏ・Ｓｉ系
材料で形成されるとすれば、遮光膜としては、例えば、
Ｃｒ（クロム）、ＣｒＯ（酸化クロム）、ＣｒＮ（窒化
クロム）、ＣｒＯＮ（窒化酸化クロム）、ＣｒＯＣＮ又
はこれらを積層した複合膜を採用できる。複合膜を採用
する場合は、例えば、図１０及び図１１に示すような２
層構造又は図１２に示すような３層構造とすることがで
きる。
【００１４】本発明の半透明位相シフト膜の光透過率
は、本位相シフトマスクを用いて露光対象物を露光する
際に使用される露光光の波長に対して５〜５０％の広い
範囲に設定できる。従来の半透明位相シフト膜では、そ
の位相シフト膜が遮光膜を兼ねることから、光透過率を
５〜１０％程度の狭い値に設定していた。これに対し本
発明では、遮光作用は専ら遮光膜によってもたらされる
ので、半透明位相シフト膜の光透過率の許容範囲を広く
設定できる。なお、例えば半透明位相シフト膜をＭｏＳ
ｉ系材料によって形成するのであれば、酸素成分の含有
量を調節することによって光透過率を調節できる。例え
ば、酸素成分の含有量を多くすることにより光透過率を
上げることができる。
は、本位相シフトマスクを用いて露光対象物を露光する
際に使用される露光光の波長に対して５〜５０％の広い
範囲に設定できる。従来の半透明位相シフト膜では、そ
の位相シフト膜が遮光膜を兼ねることから、光透過率を
５〜１０％程度の狭い値に設定していた。これに対し本
発明では、遮光作用は専ら遮光膜によってもたらされる
ので、半透明位相シフト膜の光透過率の許容範囲を広く
設定できる。なお、例えば半透明位相シフト膜をＭｏＳ
ｉ系材料によって形成するのであれば、酸素成分の含有
量を調節することによって光透過率を調節できる。例え
ば、酸素成分の含有量を多くすることにより光透過率を
上げることができる。
【００１５】半透明位相シフト膜のエッジと遮光膜のエ
ッジとの寸法差は、望ましくは、露光波長以上で１０μ
ｍ以下の範囲内に設定する。露光光としてはｉ線、ｇ
線、ＫｒＦエキシマレーザ等を用いることができるが、
ｉ線の波長は０．３６５μｍであり、ｇ線の波長は０．
４３６μｍであり、ＫｒＦエキシマレーザの波長は０．
２５４μｍである。
ッジとの寸法差は、望ましくは、露光波長以上で１０μ
ｍ以下の範囲内に設定する。露光光としてはｉ線、ｇ
線、ＫｒＦエキシマレーザ等を用いることができるが、
ｉ線の波長は０．３６５μｍであり、ｇ線の波長は０．
４３６μｍであり、ＫｒＦエキシマレーザの波長は０．
２５４μｍである。
【００１６】また、本発明に係る位相シフトマスクの製
造方法は、透明基板の上に半透明位相シフト膜及び遮光
膜を順次、積層して成る位相シフトマスクであって、
（ａ）前記半透明位相シフト膜は、像パターンを形成す
る領域である有効領域を区画形成すると共に、該有効領
域内に像パターンを区画形成し、（ｂ）前記遮光膜は、
前記有効領域を区画形成する半透明位相シフト膜であっ
て該有効領域の外周部に在るものの上及び前記有効領域
内において像パターンを区画形成する半透明位相シフト
膜の上の両方に設けられ、（ｃ）前記半透明位相シフト
膜のエッジは、遮光部と透光部との間の境界部の光強度
を位相反転作用に基づいて明確に区分けできるように、
前記遮光膜のエッジよりも突出する位相シフトマスクの
製造方法において、 （１）透明基板の上に半透明位相シフト層、遮光層及び
レジスト層を順次、積層する工程と、 （２）レジスト層を所定の形状にパターニングしてレジ
スト膜を形成する工程と、 （３）パターニングされたレジスト膜をマスクとして遮
光層をエッチングによりパターニングして第１遮光膜を
形成する工程と、 （４）パターニングされたレジスト膜及び第１遮光膜を
マスクとして半透明位相シフト層をエッチングによりパ
ターニングして半透明位相シフト膜を形成する工程と、 （５）サイドエッチングにより第１遮光膜のエッジを後
退させて第２遮光膜を形成する工程と、 （６）レジスト膜を剥離する工程とを有することを特徴
とする。
造方法は、透明基板の上に半透明位相シフト膜及び遮光
膜を順次、積層して成る位相シフトマスクであって、
（ａ）前記半透明位相シフト膜は、像パターンを形成す
る領域である有効領域を区画形成すると共に、該有効領
域内に像パターンを区画形成し、（ｂ）前記遮光膜は、
前記有効領域を区画形成する半透明位相シフト膜であっ
て該有効領域の外周部に在るものの上及び前記有効領域
内において像パターンを区画形成する半透明位相シフト
膜の上の両方に設けられ、（ｃ）前記半透明位相シフト
膜のエッジは、遮光部と透光部との間の境界部の光強度
を位相反転作用に基づいて明確に区分けできるように、
前記遮光膜のエッジよりも突出する位相シフトマスクの
製造方法において、 （１）透明基板の上に半透明位相シフト層、遮光層及び
レジスト層を順次、積層する工程と、 （２）レジスト層を所定の形状にパターニングしてレジ
スト膜を形成する工程と、 （３）パターニングされたレジスト膜をマスクとして遮
光層をエッチングによりパターニングして第１遮光膜を
形成する工程と、 （４）パターニングされたレジスト膜及び第１遮光膜を
マスクとして半透明位相シフト層をエッチングによりパ
ターニングして半透明位相シフト膜を形成する工程と、 （５）サイドエッチングにより第１遮光膜のエッジを後
退させて第２遮光膜を形成する工程と、 （６）レジスト膜を剥離する工程とを有することを特徴
とする。
【００１７】
【作用】請求項１記載の位相シフトマスクによれば、有
効領域の外側の外周部に形成した遮光膜によって光の通
過が確実に遮断される。よって、この位相シフトマスク
を使ってウェハ等といった露光対象物に転写像を連続し
て形成するとき、転写像のまわりを誤って感光させるこ
とがない。また、遮光膜はそれ自体が遮光性を有するＣ
ｒ等の材料によって一様な単層状に形成されるので、半
透明位相シフト膜と連続パターン状の開口部分との組み
合わせによって複雑なパターンの遮光帯を形成する場合
に比べて、極めて簡単な方法によって高い遮光性を有す
る遮光領域を形成できる。また、半透明位相シフト膜に
よって有効領域内に形成された所定パターンの上にも遮
光膜を設けるので、露光対象物上に鮮明なパターンの転
写像が得られる。しかも、半透明位相シフト膜のエッジ
が遮光膜のエッジよりも突き出すように形成されるの
で、遮光部と透光部との境界は半透明位相シフト膜の本
来の働きである位相反転作用によって明確に区分けされ
る。
効領域の外側の外周部に形成した遮光膜によって光の通
過が確実に遮断される。よって、この位相シフトマスク
を使ってウェハ等といった露光対象物に転写像を連続し
て形成するとき、転写像のまわりを誤って感光させるこ
とがない。また、遮光膜はそれ自体が遮光性を有するＣ
ｒ等の材料によって一様な単層状に形成されるので、半
透明位相シフト膜と連続パターン状の開口部分との組み
合わせによって複雑なパターンの遮光帯を形成する場合
に比べて、極めて簡単な方法によって高い遮光性を有す
る遮光領域を形成できる。また、半透明位相シフト膜に
よって有効領域内に形成された所定パターンの上にも遮
光膜を設けるので、露光対象物上に鮮明なパターンの転
写像が得られる。しかも、半透明位相シフト膜のエッジ
が遮光膜のエッジよりも突き出すように形成されるの
で、遮光部と透光部との境界は半透明位相シフト膜の本
来の働きである位相反転作用によって明確に区分けされ
る。
【００１８】
【実施例】（実施例１） 図１は本発明に係る位相シフトマスクの一
実施例、特に、いわゆるレチクルマスクを示している。
また、図２はそのマスクの断面構造を示している。この
位相シフトマスクは、図２に示すように、透明基板１の
上に半透明位相シフト膜２ａを積層し、さらに半透明位
相シフト膜２ａの上に遮光膜１１ｂを積層することによ
って形成される。また、本発明の位相シフトマスクは、
図１に示すように、（ａ×ｂ）の寸法の有効領域８と、
その有効領域８の外側に形成された斜線で示す外周部９
とを有している。露光すべき像パターンは有効領域８の
中に形成されるが、図示の例では、像パターン１０とし
て文字「Ｆ」が形成されている。図１の符号１２は複数
種類のレチクルマスクを重ね合わせて使用する場合の位
置合わせのために用いられるアライメント用のフィデュ
ーシャルマークを示している。
実施例、特に、いわゆるレチクルマスクを示している。
また、図２はそのマスクの断面構造を示している。この
位相シフトマスクは、図２に示すように、透明基板１の
上に半透明位相シフト膜２ａを積層し、さらに半透明位
相シフト膜２ａの上に遮光膜１１ｂを積層することによ
って形成される。また、本発明の位相シフトマスクは、
図１に示すように、（ａ×ｂ）の寸法の有効領域８と、
その有効領域８の外側に形成された斜線で示す外周部９
とを有している。露光すべき像パターンは有効領域８の
中に形成されるが、図示の例では、像パターン１０とし
て文字「Ｆ」が形成されている。図１の符号１２は複数
種類のレチクルマスクを重ね合わせて使用する場合の位
置合わせのために用いられるアライメント用のフィデュ
ーシャルマークを示している。
【００１９】本実施例では、図２に示すように、外周部
９を形成する半透明位相シフト膜２ａ及び有効領域８内
において像パターン１０を形成する半透明位相シフト膜
２ａの両方の上に遮光膜１１ｂが積層される。また、半
透明位相シフト膜２ａのエッジが遮光膜１１ｂのエッジ
よりも寸法Ｚだけ突出する。この寸法Ｚは、例えば、露
光光の波長以上であって１０μｍ以下の範囲内に設定す
る。すなわち、露光光としてｉ線（波長＝０．３６５μ
ｍ）を用いる場合は、０．３６５μｍ〜１０μｍの範囲
内に、ｇ線（波長＝０．４３６μｍ）用いる場合は、
０．４３６μｍ〜１０μｍの範囲内に、そしてＫｒＦエ
キシマレーザ（波長＝０．２５４μｍ）を用いる場合
は、０．２５４μｍ〜１０μｍの範囲内に設定する。
９を形成する半透明位相シフト膜２ａ及び有効領域８内
において像パターン１０を形成する半透明位相シフト膜
２ａの両方の上に遮光膜１１ｂが積層される。また、半
透明位相シフト膜２ａのエッジが遮光膜１１ｂのエッジ
よりも寸法Ｚだけ突出する。この寸法Ｚは、例えば、露
光光の波長以上であって１０μｍ以下の範囲内に設定す
る。すなわち、露光光としてｉ線（波長＝０．３６５μ
ｍ）を用いる場合は、０．３６５μｍ〜１０μｍの範囲
内に、ｇ線（波長＝０．４３６μｍ）用いる場合は、
０．４３６μｍ〜１０μｍの範囲内に、そしてＫｒＦエ
キシマレーザ（波長＝０．２５４μｍ）を用いる場合
は、０．２５４μｍ〜１０μｍの範囲内に設定する。
【００２０】以上のようにして形成した位相シフトマス
クを用いて露光対象物であるウェハを露光すると、図３
に示すように、位相シフトマスク１３を透過した露光光
Ｒの振幅分布は（Ａ）のようになり、ウェハ上での光振
幅分布は（Ｂ）のようになり、そしてウェハ上での光強
度分布は（Ｃ）のようになる。図から明らかなように、
半透明位相シフト膜２ａと透明基板１との境界部、すな
わち遮光部と透光部との境界は半透明位相シフト膜２ａ
の本来の働きである位相反転作用により、図３（Ｃ）の
ように明確に区分けされる。
クを用いて露光対象物であるウェハを露光すると、図３
に示すように、位相シフトマスク１３を透過した露光光
Ｒの振幅分布は（Ａ）のようになり、ウェハ上での光振
幅分布は（Ｂ）のようになり、そしてウェハ上での光強
度分布は（Ｃ）のようになる。図から明らかなように、
半透明位相シフト膜２ａと透明基板１との境界部、すな
わち遮光部と透光部との境界は半透明位相シフト膜２ａ
の本来の働きである位相反転作用により、図３（Ｃ）の
ように明確に区分けされる。
【００２１】（実施例２）図４（ａ）に示すように、石
英によって形成された透明基板１の上に、周知の成膜方
法を用いて、Ｍｏ・Ｓｉ系の半透明位相シフト層２、Ｃ
ｒによって形成された遮光層１１、そしてレジスト層１
４を形成した。各層の厚さは、半透明位相シフト層２を
１２００〜２０００Å、遮光層１１を３００〜１５００
Å、そしてレジスト層１４を３０００〜６０００Åとし
た。
英によって形成された透明基板１の上に、周知の成膜方
法を用いて、Ｍｏ・Ｓｉ系の半透明位相シフト層２、Ｃ
ｒによって形成された遮光層１１、そしてレジスト層１
４を形成した。各層の厚さは、半透明位相シフト層２を
１２００〜２０００Å、遮光層１１を３００〜１５００
Å、そしてレジスト層１４を３０００〜６０００Åとし
た。
【００２２】次いで、電子線露光及び現像により所望パ
ターンのレジスト膜１４ａを形成した（ｂ）。さらに、
そのレジスト膜１４ａをマスクとして、硝酸第２セリウ
ムアンモニウムに過塩素酸を加えて製造したエッチング
液を用いた常法のウエットエッチングにより、又は塩素
系ガスを用いたドライエッチングにより、遮光層１１を
所望のパターンの第１遮光膜１１ａへとパターニングし
た（ｃ）。このとき、半透明位相シフト層２は上記の各
エッチング剤によってはエッチングされない。
ターンのレジスト膜１４ａを形成した（ｂ）。さらに、
そのレジスト膜１４ａをマスクとして、硝酸第２セリウ
ムアンモニウムに過塩素酸を加えて製造したエッチング
液を用いた常法のウエットエッチングにより、又は塩素
系ガスを用いたドライエッチングにより、遮光層１１を
所望のパターンの第１遮光膜１１ａへとパターニングし
た（ｃ）。このとき、半透明位相シフト層２は上記の各
エッチング剤によってはエッチングされない。
【００２３】その後、ＣＦ4 、Ｃ2Ｆ6等のフッ素系ガス
を用いたドライエッチングによって半透明位相シフト層
２を所望パターンの半透明位相シフト膜２ａへとパター
ニングした（ｄ）。これにより、位相シフトマスク上に
所望のメインパターン、例えば文字「Ｆ」等の像が形成
される。このとき、マスクとして働く第１遮光膜１１ａ
はエッチングされないので、半透明位相シフト膜２ａの
パターンは極めて高精度な寸法精度で得られた。その
後、常法のウエットエッチングにより第１遮光膜１１ａ
にサイドエッチング処理を施して第２遮光膜１１ｂを形
成した。これにより、半透明位相シフト膜２ａのエッジ
が第２遮光膜１１ｂのエッジよりも所定寸法だけ横方向
へ突出するようになった。次いで、酸素プラズマや硫酸
を用いてレジスト膜１４ａを剥離して、所望パターン及
びそのパターンの外周部に一様に半透明位相シフト膜２
ａが形成され、さらに、その両方の部分の半透明位相シ
フト膜２ａの上に遮光膜１１ｂが積層された状態の位相
シフトマスクの完成品が得られた。
を用いたドライエッチングによって半透明位相シフト層
２を所望パターンの半透明位相シフト膜２ａへとパター
ニングした（ｄ）。これにより、位相シフトマスク上に
所望のメインパターン、例えば文字「Ｆ」等の像が形成
される。このとき、マスクとして働く第１遮光膜１１ａ
はエッチングされないので、半透明位相シフト膜２ａの
パターンは極めて高精度な寸法精度で得られた。その
後、常法のウエットエッチングにより第１遮光膜１１ａ
にサイドエッチング処理を施して第２遮光膜１１ｂを形
成した。これにより、半透明位相シフト膜２ａのエッジ
が第２遮光膜１１ｂのエッジよりも所定寸法だけ横方向
へ突出するようになった。次いで、酸素プラズマや硫酸
を用いてレジスト膜１４ａを剥離して、所望パターン及
びそのパターンの外周部に一様に半透明位相シフト膜２
ａが形成され、さらに、その両方の部分の半透明位相シ
フト膜２ａの上に遮光膜１１ｂが積層された状態の位相
シフトマスクの完成品が得られた。
【００２４】
【発明の効果】請求項１記載の位相シフトマスクによれ
ば、有効領域の外側の外周部に形成した遮光膜によって
光の通過が確実に遮断される。よって、この位相シフト
マスクを使ってウェハ等といった露光対象物に転写像を
連続して形成するとき、転写像のまわりを誤って感光さ
せることがない。また、遮光膜はそれ自体が遮光性を有
する材料によって一様な単層状に形成されるので、半透
明位相シフト膜と開口部分との組み合わせによって複雑
なパターンの遮光帯を形成する場合に比べて、極めて簡
単な方法によって高い遮光性を有する遮光領域を形成で
きる。また、半透明位相シフト膜によって有効領域内に
形成された所定パターンの上にも遮光膜を設けるので、
露光対象物上に鮮明なパターンの転写像が得られる。し
かも、半透明位相シフト膜のエッジが遮光膜のエッジよ
りも横方向へ突き出すように形成されるので、遮光部と
透光部との境界は半透明位相シフト膜の本来の働きであ
る位相反転作用によって明確に区分けされる。
ば、有効領域の外側の外周部に形成した遮光膜によって
光の通過が確実に遮断される。よって、この位相シフト
マスクを使ってウェハ等といった露光対象物に転写像を
連続して形成するとき、転写像のまわりを誤って感光さ
せることがない。また、遮光膜はそれ自体が遮光性を有
する材料によって一様な単層状に形成されるので、半透
明位相シフト膜と開口部分との組み合わせによって複雑
なパターンの遮光帯を形成する場合に比べて、極めて簡
単な方法によって高い遮光性を有する遮光領域を形成で
きる。また、半透明位相シフト膜によって有効領域内に
形成された所定パターンの上にも遮光膜を設けるので、
露光対象物上に鮮明なパターンの転写像が得られる。し
かも、半透明位相シフト膜のエッジが遮光膜のエッジよ
りも横方向へ突き出すように形成されるので、遮光部と
透光部との境界は半透明位相シフト膜の本来の働きであ
る位相反転作用によって明確に区分けされる。
【００２５】請求項２記載の位相シフトマスクによれ
ば、半透明位相シフト膜として使用できる材料を広い範
囲で選択して使用できる。
ば、半透明位相シフト膜として使用できる材料を広い範
囲で選択して使用できる。
【００２６】請求項３記載の位相シフトマスクによれ
ば、半透明位相シフト膜による位相反転作用を最も有効
に利用できる。
ば、半透明位相シフト膜による位相反転作用を最も有効
に利用できる。
【００２７】請求項６記載の位相シフトマスクの製造方
法によれば、所望の位相シフトマスクを非常に簡単な方
法によって製造できる。
法によれば、所望の位相シフトマスクを非常に簡単な方
法によって製造できる。
【００２８】
【図１】本発明に係る位相シフトマスクの一実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に従った位相シフト
マスクの断面図である。
マスクの断面図である。
【図３】図１の位相シフトマスクの光透過状態を模式的
に示す図である。
に示す図である。
【図４】本発明に係る位相シフトマスクの製造方法の一
実施例を工程順に模式的に示す図である。
実施例を工程順に模式的に示す図である。
【図５】ハーフトーン型位相シフトマスクを用いた露光
系の一例を示す側面断面図である。
系の一例を示す側面断面図である。
【図６】従来の位相シフトマスク及びそれにアパーチャ
を被せる状態を示す平面図である。
を被せる状態を示す平面図である。
【図７】従来のハーフトーン型位相シフトマスクを用い
て露光対象物上にメインパターンを転写した状態を示す
模式図である。
て露光対象物上にメインパターンを転写した状態を示す
模式図である。
【図８】従来のハーフトーン型位相シフトマスクの一例
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図９】図８に示す従来のハーフトーン型位相シフトマ
スクの遮光帯を拡大して示す図である。
スクの遮光帯を拡大して示す図である。
【図１０】遮光膜の一実施例の部分断面構造を示す図で
ある。
ある。
【図１１】遮光膜の他の一実施例の部分断面構造を示す
図である。
図である。
【図１２】遮光膜のさらに他の一実施例の部分断面構造
を示す図である。
を示す図である。
１ 透明基板 ２ 半透明位相シフト層 ２ａ 半透明位相シフト膜 ８ 有効領域 ９ 外周部 １０ 所望パターン １１ 遮光層 １１ａ 第１遮光膜 １１ｂ 第２遮光膜 １２ フィデューシャルマーク １３ 位相シフトマスク １４ レジスト層 １４ａ レジスト膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−337514（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−332152（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−134384（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16
Claims (6)
- 【請求項１】 透明基板の上に半透明位相シフト膜及び
遮光膜を順次、積層して成る位相シフトマスクにおい
て、前記半透明位相シフト膜は、像パターンを形成する領域
である有効領域を区画形成すると共に、該有効領域内に
像パターンを区画形成し、 前記遮光膜は、前記有効領域を区画形成する半透明位相
シフト膜であって該有効領域の外周部に在るものの上及
び前記有効領域内において像パターンを区画形成する半
透明位相シフト膜の上の両方に設けられ、 前記半透明位相シフト膜のエッジは、遮光部と透光部と
の間の境界部の光強度を位相反転作用に基づいて明確に
区分けできるように、前記遮光膜のエッジよりも突出す
る ことを特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項２】 請求項１記載の位相シフトマスクにおい
て、該位相シフトマスクを用いて露光対象物を露光する
際に使用される露光光の波長に対する半透明位相シフト
膜の光透過率が５〜５０％であることを特徴とする位相
シフトマスク。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の位相シフト
マスクにおいて、半透明位相シフト膜のエッジと遮光膜
のエッジとの寸法差が、上記露光光の波長以上で１０μ
ｍ以下の範囲内であることを特徴とする位相シフトマス
ク。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のうちのいずれか
１つに記載の位相シフトマスクおいて、半透明位相シフ
ト膜がＭｏ及びＳｉを主成分とする化合物によって形成
されることを特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のうちのいずれか
１つに記載の位相シフトマスクおいて、遮光膜がＣｒ，
ＣｒＯ，ＣｒＮ，ＣｒＯＮ，ＣｒＯＣＮ又はこれらを積
層した膜であることを特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項６】 透明基板の上に半透明位相シフト膜及び
遮光膜を順次、積層して成る位相シフトマスクであっ
て、前記半透明位相シフト膜は、像パターンを形成する領域
である有効領域を区画形成すると共に、該有効領域内に
像パターンを区画形成し、 前記遮光膜は、前記有効領域を区画形成する半透明位相
シフト膜であって該有効領域の外周部に在るものの上及
び前記有効領域内において像パターンを区画形成する半
透明位相シフト膜の上の両方に設けられ、 前記半透明位相シフト膜のエッジは、遮光部と透光部と
の間の境界部の光強度を位相反転作用に基づいて明確に
区分けできるように、前記遮光膜のエッジよりも突出す
る 位相シフトマスクの製造方法において、 （１）透明基板の上に半透明位相シフト層、遮光層及び
レジスト層を順次、積層する工程と、 （２）レジスト層を所定の形状にパターニングしてレジ
スト膜を形成する工程と、 （３）パターニングされたレジスト膜をマスクとして遮
光層をエッチングによりパターニングして第１遮光膜を
形成する工程と、 （４）パターニングされたレジスト膜及び第１遮光膜を
マスクとして半透明位相シフト層をエッチングによりパ
ターニングして半透明位相シフト膜を形成する工程と、 （５）サイドエッチングにより第１遮光膜のエッジを後
退させて第２遮光膜を形成する工程と、 （６）レジスト膜を剥離する工程とを有することを特徴
とする位相シフトマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12062395A JP3209257B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12062395A JP3209257B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08292550A JPH08292550A (ja) | 1996-11-05 |
| JP3209257B2 true JP3209257B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=14790815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12062395A Expired - Lifetime JP3209257B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3209257B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2917879B2 (ja) * | 1995-10-31 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | フォトマスク及びその製造方法 |
| JP3427604B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2003-07-22 | ソニー株式会社 | 位相シフト露光マスクの製造方法 |
| JP2006017798A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスク及びその検査方法 |
| JP2006195126A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 |
| JP4324220B2 (ja) | 2006-03-06 | 2009-09-02 | パナソニック株式会社 | フォトマスク、その作成方法、そのフォトマスクを用いたパターン形成方法及びマスクデータ作成方法 |
| JP4702905B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2011-06-15 | Ｈｏｙａ株式会社 | 位相シフトマスクの製造方法 |
| 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 |
| JP5605917B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2014-10-15 | Ｈｏｙａ株式会社 | フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及びフラットパネルディスプレイの製造方法 |
| JP6081716B2 (ja) * | 2012-05-02 | 2017-02-15 | Hoya株式会社 | フォトマスク、パターン転写方法及びフラットパネルディスプレイの製造方法 |
| KR101282040B1 (ko) * | 2012-07-26 | 2013-07-04 | 주식회사 에스앤에스텍 | 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크 |
| JP6089604B2 (ja) * | 2012-11-06 | 2017-03-08 | 大日本印刷株式会社 | 位相シフトマスクの製造方法 |
| WO2014103875A1 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | アルバック成膜株式会社 | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
| JP5686216B1 (ja) | 2013-08-20 | 2015-03-18 | 大日本印刷株式会社 | マスクブランクス、位相シフトマスク及びその製造方法 |
| JP5993386B2 (ja) * | 2014-01-14 | 2016-09-14 | Hoya株式会社 | フォトマスク及びフラットパネルディスプレイの製造方法 |
| KR102260188B1 (ko) | 2014-04-08 | 2021-06-04 | 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법 |
-
1995
- 1995-04-21 JP JP12062395A patent/JP3209257B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08292550A (ja) | 1996-11-05 |
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