JP3225074B2 - Method for manufacturing phase shift photomask - Google Patents

Method for manufacturing phase shift photomask

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JP3225074B2
JP3225074B2 JP3458792A JP3458792A JP3225074B2 JP 3225074 B2 JP3225074 B2 JP 3225074B2 JP 3458792 A JP3458792 A JP 3458792A JP 3458792 A JP3458792 A JP 3458792A JP 3225074 B2 JP3225074 B2 JP 3225074B2
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、LSI、超LSI等の
高密度集積回路の製造に用いられるフォトマスクの製造
方法に係り、特に、微細なパターンを高精度に形成する
際の位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a photomask used for manufacturing a high-density integrated circuit such as an LSI or a super LSI, and more particularly to a phase shift layer for forming a fine pattern with high precision. The present invention relates to a method for manufacturing a photomask having

【0002】[0002]

【従来の技術】IC、LSI、超LSI等の半導体集積
回路は、Siウェーハ等の被加工基板上にレジストを塗
布し、ステッパー等により所望のパターンを露光した
後、現像、エッチングを行う、いわゆるリソグラフィー
工程を繰り返すことにより製造されている。
2. Description of the Related Art Semiconductor integrated circuits such as ICs, LSIs, and VLSIs apply a resist on a substrate to be processed such as a Si wafer, expose a desired pattern by a stepper or the like, and then perform development and etching. It is manufactured by repeating a lithography process.

【0003】このようなリソグラフィー工程に使用され
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高性能化、高集積化に伴ってますます高精度が要求さ
れる傾向にある。そして、これらフォトマスクを使用し
て形成されるデバイスパターンの線幅は、1MビットD
RAMで1.2μm、4MビットDRAMでは0.8μ
m、16MビットDRAMでは0.5μmと、ますます
微細化が要求されており、このような要求に応えるため
に、様々な露光方法が研究されている。
[0003] A photomask called a reticle used in such a lithography process tends to be required to have higher and higher precision as the performance and integration of a semiconductor integrated circuit become higher and higher. The line width of the device pattern formed using these photomasks is 1 Mbit D
1.2μm for RAM and 0.8μ for 4Mbit DRAM
In the case of m and 16 Mbit DRAMs, further miniaturization of 0.5 μm is required, and various exposure methods have been studied to meet such requirements.

【0004】ところが、例えば64MビットDRAMク
ラスのデバイスになると、0.35μmの線幅のパター
ンが必要とされ、これまでのレチクルを用いたステッパ
ー露光方式ではレジストパターンの解像限界となり、こ
の限界を乗り越えるものとして、例えば、特開昭58−
173744号公報、特公昭62−59296号公報等
に示されているような、位相シフトフォトマスクという
新しい考え方のレチクルが提案されてきている。位相シ
フトレチクルを用いる位相シフトリソグラフィーは、レ
チクルを透過する光の位相を操作することによって、投
影像の分解能及びコントラストを向上させる技術であ
る。
However, for example, in the case of a 64 Mbit DRAM class device, a pattern having a line width of 0.35 μm is required, and the stepper exposure method using a reticle becomes the resolution limit of a resist pattern. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-
A reticle based on a new concept called a phase shift photomask has been proposed, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 173744 and Japanese Patent Publication No. 62-59296. Phase shift lithography using a phase shift reticle is a technique for improving the resolution and contrast of a projected image by manipulating the phase of light passing through the reticle.

【0005】位相シフトリソグラフィーを図面に従って
簡単に説明する。図2は位相シフト法の原理を示す図、
図3は従来法を示す図であり、図2(a)及び図3
(a)はレチクルの断面図、図2(b)及び図3(b)
はレチクル上の光の振幅、図2(c)及び図3(c)は
ウェーハ上の光の振幅、図2(d)及び図3(d)はウ
ェーハ上の光強度をそれぞれ示し、1は基板、2は遮光
膜、3は位相シフター、4は入射光を示す。
[0005] Phase shift lithography will be briefly described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing the principle of the phase shift method,
FIG. 3 is a diagram showing a conventional method, and FIG. 2 (a) and FIG.
(A) is a cross-sectional view of the reticle, FIG. 2 (b) and FIG. 3 (b)
2 (c) and 3 (c) show the light amplitude on the wafer, FIGS. 2 (d) and 3 (d) show the light intensity on the wafer, respectively, and 1 denotes the light intensity on the wafer. A substrate 2, a light shielding film 3, a phase shifter 3, and an incident light 4 are shown.

【0006】従来法においては、図3(a)に示すよう
に、ガラス等からなる基板1にクロム等からなる遮光膜
2が形成されて、所定のパターンの光透過部が形成され
ているだけであるが、位相シフトリソグラフィーでは、
図2(a)に示すように、レチクル上の隣接する光透過
部の一方に位相を反転(位相差180°)させるための
透過膜からなる位相シフター3が設けられている。した
がって、従来法においては、レチクル上の光の振幅は図
3(b)に示すように同相となり、ウェーハ上の光の振
幅も図3(c)に示すように同相となるので、その結
果、図3(d)のようにウェーハ上のパターンを分離す
ることができないのに対して、位相シフトリソグラフィ
ーにおいては、位相シフターを透過した光は、図2
(b)に示すように、隣接パターンの間で互いに逆位相
になされるため、パターンの境界部で光強度が零にな
り、図2(d)に示すように隣接するパターンを明瞭に
分離することができる。このように、位相シフトリソグ
ラフィーにおいては、従来は分離できなかったパターン
も分離可能となり、解像度を向上させることができるも
のである。
In the conventional method, as shown in FIG. 3A, only a light-shielding film 2 made of chrome or the like is formed on a substrate 1 made of glass or the like, and a light transmitting portion of a predetermined pattern is formed. However, in phase shift lithography,
As shown in FIG. 2A, a phase shifter 3 made of a transmission film for inverting the phase (a phase difference of 180 °) is provided on one of the adjacent light transmission portions on the reticle. Therefore, in the conventional method, the amplitude of light on the reticle is in phase as shown in FIG. 3 (b), and the amplitude of light on the wafer is also in phase as shown in FIG. 3 (c). While the pattern on the wafer cannot be separated as shown in FIG. 3D, in phase shift lithography, the light transmitted through the phase shifter
As shown in FIG. 2B, since the phases are made opposite to each other between the adjacent patterns, the light intensity becomes zero at the boundary of the patterns, and the adjacent patterns are clearly separated as shown in FIG. 2D. be able to. As described above, in the phase shift lithography, a pattern that cannot be separated conventionally can be separated and the resolution can be improved.

【0007】次に、位相シフトレチクルの従来の製造工
程の1例を図5を参照して説明する図5は位相シフトレ
チクルの製造工程を示す断面図であり、同図(a)に示
すように、基板5上にクロムパターン6が設けられて完
成されたクロムレチクルを準備し、次に、同図(b)に
示すように、クロムパターン6の上にSiO2 等からな
る透明膜7を形成する。次に、同図(c)に示すよう
に、透明膜7上にクロロメチル化ポリスチレン等の電離
放射線レジスト層8を形成し、同図(d)に示すよう
に、レジスト層8に常法に従ってアライメントを行い、
電子線露光装置等の電離放射線9によって所定のパター
ンを描画し、現像、リンスして、同図(e)に示すよう
に、レジストパターン10を形成する。
Next, an example of a conventional manufacturing process of a phase shift reticle will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a sectional view showing the manufacturing process of the phase shift reticle, as shown in FIG. Next, a chrome reticle completed by providing a chromium pattern 6 on a substrate 5 is prepared, and a transparent film 7 made of SiO 2 or the like is formed on the chromium pattern 6 as shown in FIG. Form. Next, as shown in FIG. 3C, an ionizing radiation resist layer 8 such as chloromethylated polystyrene is formed on the transparent film 7, and as shown in FIG. Align,
A predetermined pattern is drawn by ionizing radiation 9 such as an electron beam exposure apparatus, developed and rinsed to form a resist pattern 10 as shown in FIG.

【0008】次に、必要に応じて加熱処理及びデスカム
処理を行った後、同図(f)に示すように、レジストパ
ターン10の開口部より露出する透明膜7部分をエッチ
ングガスプラズマ11によりドライエッチングし、位相
シフターパターン12を形成する。なお、この位相シフ
ターパターン12の形成は、エッチングガスプラズマ1
1によるドライエッチングに代えて、ウェットエッチン
グにより行ってもよいものである。
Next, after performing a heat treatment and a descum treatment as necessary, as shown in FIG. 1F, the transparent film 7 exposed from the opening of the resist pattern 10 is dried by the etching gas plasma 11. Etching is performed to form the phase shifter pattern 12. The phase shifter pattern 12 is formed by etching gas plasma 1
1 may be performed by wet etching instead of dry etching.

【0009】次に、残存したレジストを、同図(g)に
示すように、酸素プラズマ13により灰化除去する。以
上の工程により、同図(h)に示すような位相シフター
12を有する位相シフトフォトマスクが完成する。
Next, the remaining resist is ashed and removed by oxygen plasma 13 as shown in FIG. Through the above steps, a phase shift photomask having the phase shifter 12 as shown in FIG.

【0010】このような位相シフターがクロムパターン
の上に位置する位相シフター上置きタイプの位相シフト
フォトマスクの他に、図4に断面を示したように、位相
シフター12がクロムパターン6の下に位置する位相シ
フター下置きタイプの位相シフトフォトマスクも提案さ
れている。このフトフォトマスクの特長は、平坦な基板
上に位相シフター層が形成できるため、位相シフター膜
厚のマスク面内ばらつきを小さくできることである。
[0010] In addition to the phase shift photomask of the phase shifter placing type in which such a phase shifter is located on the chrome pattern, as shown in a cross section in FIG. A phase shift photomask of a type where a phase shifter is placed underneath is also proposed. The feature of this photomask is that since the phase shifter layer can be formed on a flat substrate, the in-plane variation of the phase shifter film thickness can be reduced.

【0011】このような位相シフター下置きタイプの位
相シフトレチクルの製造工程の1例を図6を参照にして
説明する。図6は位相シフトレチクルの製造工程を示す
断面図である。最初に、同図(a)に示すように、石英
基板14にエッチングストッパー層となるアルミナ層1
5を形成する。次に、同図(b)に示すように、この膜
15上にSiO2 からなる透明膜16を形成する。次い
で、同図(c)に示すように、透明膜16上に遮光膜と
なるクロム膜17を形成する。次に、同図(d)に示す
ように、クロム膜17上にクロロメチル化ポリスチレン
等の電離放射線レジスト層18を形成し、電子線露光装
置等の電離放射線19によって所定のパターンを描画
し、現像、リンスして、同図(e)に示すように、レジ
ストパターン18を形成する。次に、同図(f)に示す
ように、このレジストパターン18をマスクとしてクロ
ム層17のウエットエッチングを行う。エッチング液と
しては、硝酸セリウム第二アンモニウム溶液が用いられ
る。次に、同図(g)に示すように、酸素プラズマ20
によりレジストを剥離し、同図(h)に示すようなクロ
ムマスクを得る。
An example of a manufacturing process of such a phase shift reticle of the type under the phase shifter will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the phase shift reticle. First, as shown in FIG. 1A, an alumina layer 1 serving as an etching stopper layer is formed on a quartz substrate 14.
5 is formed. Next, as shown in FIG. 2B, a transparent film 16 made of SiO 2 is formed on the film 15. Next, as shown in FIG. 3C, a chromium film 17 serving as a light-shielding film is formed on the transparent film 16. Next, as shown in FIG. 2D, an ionizing radiation resist layer 18 such as chloromethylated polystyrene is formed on the chromium film 17, and a predetermined pattern is drawn by ionizing radiation 19 such as an electron beam exposure apparatus. After development and rinsing, a resist pattern 18 is formed as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 3F, wet etching of the chromium layer 17 is performed using the resist pattern 18 as a mask. A cerium nitrate ammonium solution is used as an etchant. Next, as shown in FIG.
To remove the resist to obtain a chrome mask as shown in FIG.

【0012】次に、同図(i)に示すように、クロムパ
ターン17が形成された透明膜15上にクロロメチル化
ポリスチレン等の電離放射線レジスト層21を形成し、
レジスト層21に常法に従ってアライメントを行い、電
子線露光装置等の電離放射線22によって所定のパター
ンを描画し、現像、リンスして、同図(j)に示すよう
に、レジストパターン21を形成する。
Next, as shown in FIG. 1I, an ionizing radiation resist layer 21 such as chloromethylated polystyrene is formed on the transparent film 15 on which the chromium pattern 17 is formed.
Alignment is performed on the resist layer 21 in accordance with a conventional method, and a predetermined pattern is drawn by ionizing radiation 22 such as an electron beam exposure apparatus, developed and rinsed to form a resist pattern 21 as shown in FIG. .

【0013】次に、必要に応じて加熱処理及びデスカム
処理を行った後、同図(k)に示すように、レジストパ
ターン21の開口部より露出する透明膜16部分をエッ
チングガスプラズマ23によりドライエッチングし、位
相シフターパターン16を形成する。エッチングガスと
しては、CF4 、C2 6 、CHF3 、CHF3
2 、及び、これらの混合ガスが用いられる。
Next, after performing a heat treatment and a descum treatment as required, the transparent film 16 exposed from the opening of the resist pattern 21 is dried by an etching gas plasma 23 as shown in FIG. Etching is performed to form the phase shifter pattern 16. As an etching gas, CF 4 , C 2 F 6 , CHF 3 , CHF 3 +
O 2 and a mixed gas thereof are used.

【0014】次に、残存したレジストを、同図(l)に
示すように、酸素プラズマ24により灰化除去する。以
上の工程により、同図(m)に示すような位相シフター
16が完成する。
Next, the remaining resist is ashed and removed by oxygen plasma 24 as shown in FIG. Through the above steps, the phase shifter 16 as shown in FIG.

【0015】[0015]

【発明が解決しようする課題】ところで、図5、図6に
示したような位相シフトレチクル作製工程においては、
高精度の寸法制御を行うために、位相シフターのパター
ン加工に、通常、ドライエッチングが用いられる。特
に、位相シフター下置きタイプの位相シフトレチクルに
おいては、位相シフターエッチング時にアンダーカット
が入るため、ウェットエッチングは用いることができな
い。
By the way, in a phase shift reticle manufacturing process as shown in FIGS.
In order to perform high-precision dimensional control, dry etching is usually used for pattern processing of a phase shifter. In particular, in a phase shift reticle of the phase shifter lower type, wet etching cannot be used because an undercut is formed during phase shifter etching.

【0016】位相シフター下置きタイプのものの位相シ
フター層をドライエッチングにより形成する場合、位相
シフター上置きタイプと同じ条件でエッチングした場合
でも、エッチング後にエッチング残渣が生じるという問
題が発生していた。
In the case where the phase shifter layer of the phase shifter lower type is formed by dry etching, even if the etching is performed under the same conditions as the phase shifter upper type, there is a problem that an etching residue is generated after the etching.

【0017】このドライエッチング時の残渣は、クロム
層を形成する場合に位相シフター層表面がダメージを受
け、その表面荒れが生じ、クロムエッチング時に位相シ
フター材表面にクロムが僅かに残り、この残ったクロム
がエッチングマスクとなり、上記残渣が発生するものと
考えられる。
The residue during the dry etching is such that the surface of the phase shifter layer is damaged when the chromium layer is formed, and the surface is roughened, and a small amount of chromium remains on the surface of the phase shifter material during the chromium etching. It is considered that chromium serves as an etching mask and the above residue is generated.

【0018】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、位相シフトパターンドライエ
ッチング時のエッチング残渣の発生を防止した位相シフ
トフォトマスクの製造方法を提供することである。
The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a phase shift photomask in which the generation of etching residues during phase shift pattern dry etching is prevented. .

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
に鑑み、クロムエッチング後に位相シフター材表面に僅
かに残ったクロムを含む表面層を、ウェットエッチング
あるいはプラズマ処理によって取り除くことにより、位
相シフター層のエッチング残渣が発生しないドライエッ
チングが可能なことを見出し、本発明を完成させたもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a method for removing a surface layer containing chromium slightly remaining on the surface of a phase shifter material after chromium etching by wet etching or plasma treatment. The present inventors have found that dry etching can be performed without generating an etching residue of the shifter layer, and have completed the present invention.

【0020】以下、本発明の位相シフトレチクルの製造
方法を図1を参照して説明する。図1は本発明に係わる
位相シフトレチクルの製造工程を示す断面図である。最
初に、同図(a)に示すように、石英基板24上にエッ
チングストッパー層となるアルミナ層25を形成する。
エッチングストッパー層25としては、アルミナ以外
に、MgF2 、SiN、Cr2 3 、ITO、SnO2
等を用いてもよい。次に、この膜25上全面に、同図
(b)に示すように、SOG(スピン・オン・グラス)
膜26をd=λ/2(n−1)を満たす膜厚dで形成す
る。ここで、λはこのレチクルの使用波長、nはSOG
の屈折率である。
Hereinafter, a method of manufacturing the phase shift reticle of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift reticle according to the present invention. First, an alumina layer 25 serving as an etching stopper layer is formed on a quartz substrate 24 as shown in FIG.
As the etching stopper layer 25, other than alumina, MgF 2 , SiN, Cr 2 O 3 , ITO, SnO 2
Etc. may be used. Next, as shown in FIG. 2B, SOG (spin-on-glass) is formed on the entire surface of the film 25.
The film 26 is formed with a film thickness d that satisfies d = λ / 2 (n−1). Here, λ is the wavelength used for this reticle, and n is SOG
Is the refractive index of

【0021】このSOG26の代わりに、スパッタSi
2 、CVD(chemicalvapor depo
sition)SiO2 、SiN膜を用いてもよい。
Instead of this SOG 26, a sputter Si
O 2 , CVD (chemical vapor depo)
position) An SiO 2 or SiN film may be used.

【0022】次に、同図(c)に示すように、SOG2
6上に遮光膜となるクロム膜27を形成する。遮光膜2
7としては、単層クロムを示したが、クロム・低反射膜
クロム、クロム酸化膜、クロム酸窒化膜、タングステ
ン、モリブデンシリサイド等のフォトマスク遮光膜とし
て使用されている他の材料、あるいは、これらの複合膜
も同様に適用できる。また、基板24としては、高精度
が必要とされるため、熱膨張係数の小さい石英ガラスが
一般的に使われるが、低熱膨張ガラス、ソーダライムガ
ラス等も適用できる。
Next, as shown in FIG.
A chromium film 27 serving as a light shielding film is formed on 6. Light shielding film 2
Although the single-layer chromium 7 is shown, other materials used as a photomask light-shielding film such as chromium / low-reflection film chromium, chromium oxide film, chromium oxynitride film, tungsten, molybdenum silicide, or these Can be applied in the same manner. Further, as the substrate 24, high precision is required, and quartz glass having a small coefficient of thermal expansion is generally used. However, low-thermal-expansion glass, soda-lime glass, or the like can also be used.

【0023】次に、同図(d)に示すように、クロム膜
27上にクロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レ
ジスト層28を形成し、電子線露光装置等の電離放射線
29によって所定のパターンを描画し、現像、リンスし
て、同図(e)に示すように、レジストパターン28を
形成する。次に、同図(f)に示すように、このレジス
トパターン28をマスクとしてクロム層27のウェット
エッチングを行う。エッチング液としては、硝酸セリウ
ム第二アンモニウム溶液が用いられる。次に、同図
(g)に示すように、酸素プラズマ30によりレジスト
を剥離し、同図(h)に示すようなクロムマスクを作製
する。
Next, as shown in FIG. 2D, an ionizing radiation resist layer 28 such as chloromethylated polystyrene is formed on the chromium film 27, and a predetermined pattern is formed by ionizing radiation 29 such as an electron beam exposure apparatus. After drawing, development and rinsing, a resist pattern 28 is formed as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 2F, wet etching of the chrome layer 27 is performed using the resist pattern 28 as a mask. A cerium nitrate ammonium solution is used as an etchant. Next, as shown in FIG. 3G, the resist is peeled off by the oxygen plasma 30, and a chrome mask as shown in FIG.

【0024】次に、同図(i)に示すように、クロムパ
ターン27が形成されたSOG膜26上にクロロメチル
化ポリスチレン等の電離放射線レジスト層31を形成
し、レジスト層31に常法に従ってアライメントを行
い、電子線露光装置等の電離放射線32によって所定の
パターンを描画し、現像、リンスして、同図(j)に示
すように、レジストパターン31を形成する。
Next, as shown in FIG. 1I, an ionizing radiation resist layer 31 such as chloromethylated polystyrene is formed on the SOG film 26 on which the chromium pattern 27 is formed, and the resist layer 31 is formed on the resist layer 31 in accordance with a conventional method. Alignment is performed, a predetermined pattern is drawn by ionizing radiation 32 of an electron beam exposure apparatus or the like, developed, and rinsed to form a resist pattern 31 as shown in FIG.

【0025】次に、必要に応じて加熱処理及びデスカム
処理を行った後に、同図(k)に示すうように、レジス
トパターン31の開口部より露出する透明膜26表面部
分を緩衝フッ酸により僅かにエッチングする。緩衝フッ
酸としては、フッ酸とフッ化アンモニウム溶液混合液が
用いられる。緩衝フッ酸の代わりに、低濃度のフッ酸を
用いてもよい。
Next, after performing a heat treatment and a descum treatment as necessary, the surface portion of the transparent film 26 exposed from the opening of the resist pattern 31 is buffered with hydrofluoric acid as shown in FIG. Etch slightly. As the buffered hydrofluoric acid, a mixed solution of hydrofluoric acid and an ammonium fluoride solution is used. Instead of buffered hydrofluoric acid, a low concentration of hydrofluoric acid may be used.

【0026】この表面処理の方法としては、緩衝フッ酸
によるウェットエッチングの代わりに、アルゴン、ヘリ
ウム、クリプトン、キセノン等の不活性ガスを用いたプ
ラズマによる表面ドライエッチングを用いてもよい。
As a surface treatment method, instead of wet etching with buffered hydrofluoric acid, surface dry etching with plasma using an inert gas such as argon, helium, krypton, or xenon may be used.

【0027】次に、同図(l)に示すように、SOG層
26を反応性プラズマ33を用いたドライエッチングに
よりエッチングして、位相シフターパターン26を形成
する。
Next, as shown in FIG. 1L, the SOG layer 26 is etched by dry etching using a reactive plasma 33 to form a phase shifter pattern 26.

【0028】次に、同図(m)に示すように、残存する
レジストを酸素プラズマ34により灰化除去し、同図
(n)に示すような位相シフトフォトマスクを完成させ
る。なお、レジストの除去は、酸素プラズマによるドラ
イエッチングに代えて、レジスト専用の剥離液や酸等を
用いて、ウェット方式で行うことも可能である。
Next, as shown in FIG. 2 (m), the remaining resist is ashed and removed by oxygen plasma 34 to complete a phase shift photomask as shown in FIG. 2 (n). Note that the resist can be removed by a wet method using a stripper or an acid for resist instead of dry etching using oxygen plasma.

【0029】以上のように、本発明の位相シフトフォト
マスクの製造方法を用いることにより、特に、位相シフ
ター下置きタイプの位相シフトフォトマスクにおいて、
位相シフター形成に用いるドライエッチング時でのエッ
チング残渣の発生を防ぐことができ、位相シフターがな
い部分での透過率の低下を抑えることができる。そのた
め、位相シフターのある部分とない部分とでの透過率の
差がなくなり、ウェーハ上に転写されるパターンの劣化
を防ぐことができる。
As described above, by using the method for manufacturing a phase shift photomask of the present invention, particularly, in a phase shift photomask of a phase shifter lower type,
It is possible to prevent the generation of etching residues at the time of dry etching used for forming a phase shifter, and to suppress a decrease in transmittance in a portion where there is no phase shifter. For this reason, there is no difference in transmittance between the portion having the phase shifter and the portion having no phase shifter, and it is possible to prevent deterioration of the pattern transferred onto the wafer.

【0030】なお、本発明の製造方法は、図2〜図4に
示したような位相シフトフォトマスクに限らず、他の原
理、構成の位相シフトフォトマスク、例えば、ハーフト
ーン位相シフトフォトマスク等にも適用できる。
The manufacturing method according to the present invention is not limited to the phase shift photomask as shown in FIGS. 2 to 4, but may be a phase shift photomask having another principle or configuration, such as a halftone phase shift photomask. Also applicable to

【0031】以上説明したように、本発明の位相シフト
フォトマスクの製造方法は、所定領域間に位相差を与え
る位相シフターパターンをドライエッチングによって形
成する位相シフトフォトマスクの製造方法において、少
なくとも、ドライエッチング前に位相シフターパターン
用透明層の表面に付着したエッチング障害物を含めて該
透明層表面部分を除去する除去工程と、その後にドライ
エッチングにより該透明層を所定パターンにエッチング
する工程とを有し、前記除去工程が、緩衝フッ酸あるい
はフッ酸溶液による表面エッチングであることを特徴と
する方法である。本発明のもう1つの位相シフトフォト
マスクの製造方法は、所定領域間に位相差を与える位相
シフターパターンをドライエッチングによって形成する
位相シフトフォトマスクの製造方法において、少なくと
も、反応性プラズマエッチングを用いたドライエッチン
グ前に位相シフターパターン用透明層の表面に付着した
エッチング障害物を含めて該透明層表面部分を除去する
除去工程と、その後にドライエッチングにより該透明層
を所定パターンにエッチングする工程とを有し、前記除
去工程が、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、キセノン
等の不活性ガスを用いたプラズマによる表面エッチング
であることを特徴とする方法である。
As described above, the method of manufacturing a phase shift photomask according to the present invention includes at least a method of manufacturing a phase shift photomask for forming a phase shifter pattern for giving a phase difference between predetermined regions by dry etching. A step of removing the transparent layer surface portion including the etching obstacle attached to the surface of the phase shifter pattern transparent layer before etching, and a step of subsequently etching the transparent layer into a predetermined pattern by dry etching. The removing step is a surface etching using buffered hydrofluoric acid or a hydrofluoric acid solution. Another method for manufacturing a phase shift photomask of the present invention is a method for manufacturing a phase shift photomask in which a phase shifter pattern for providing a phase difference between predetermined regions is formed by dry etching, wherein at least reactive plasma etching is used. A step of removing the surface portion of the transparent layer including the etching obstacle attached to the surface of the phase shifter pattern transparent layer before dry etching, and a step of subsequently etching the transparent layer into a predetermined pattern by dry etching. Wherein the removing step is a surface etching by plasma using an inert gas such as argon, helium, krypton, or xenon.

【0032】この場合、基板上に位相シフターパターン
用透明層を形成し、その上に遮光パターンを形成し、次
いで、遮光パターンから露出している前記透明層の所定
パターン部分を覆って前記除去工程を経て、遮光パター
ンと基板の間に位相シフターパターンを有する位相シフ
トフォトマスクを製造する場合にも適用できる。
In this case, a transparent layer for a phase shifter pattern is formed on a substrate, a light-shielding pattern is formed thereon, and then a predetermined pattern portion of the transparent layer exposed from the light-shielding pattern is covered to remove the light. After that, the present invention can be applied to a case where a phase shift photomask having a phase shifter pattern between a light shielding pattern and a substrate is manufactured.

【0033】また、前記透明層としては、スピン・オン
・グラス等を用いることができる。
As the transparent layer, spin-on-glass or the like can be used.

【0034】[0034]

【作用】本発明においては、少なくとも、ドライエッチ
ング前に位相シフターパターン用透明層の表面に付着し
たエッチング障害物を含めて該透明層表面部分を除去す
る除去工程と、その後にドライエッチングにより該透明
層を所定パターンにエッチングする工程とを有するの
で、特に、位相シフター下置きタイプの位相シフトフォ
トマスクにおいて、位相シフターパターン形成に用いる
ドライエッチング時でのエッチング残渣の発生を確実に
防ぐことができ、位相シフターがない部分での透過率の
低下を抑えることができる。そのため、位相シフターの
ある部分とない部分とでの透過率の差がなくなり、ウェ
ーハ上に転写されるパターンの劣化を防ぐことができ
る。
In the present invention, at least a removing step of removing the transparent layer surface portion including an etching obstacle adhered to the surface of the phase shifter pattern transparent layer prior to dry etching, and thereafter, the transparent etching by dry etching. And the step of etching the layer into a predetermined pattern, in particular, in a phase shift photomask of the phase shifter lower type, it is possible to reliably prevent the generation of etching residues during dry etching used to form the phase shifter pattern, It is possible to suppress a decrease in transmittance in a portion where there is no phase shifter. For this reason, there is no difference in transmittance between the portion having the phase shifter and the portion having no phase shifter, and it is possible to prevent deterioration of the pattern transferred onto the wafer.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の1実施例について説明する。
石英基板上にエッチングストッパー層となるアルミナ層
を形成する。次に、この膜上に屈折率1.41のSOG
膜を445nmを満たす膜厚で形成する。
An embodiment of the present invention will be described below.
An alumina layer serving as an etching stopper layer is formed on a quartz substrate. Next, an SOG having a refractive index of 1.41 was formed on this film.
A film is formed to a thickness satisfying 445 nm.

【0036】次に、SOG膜上に遮光膜となるクロム膜
を80nmの厚さに形成する。次に、クロム膜上にレジ
スト膜としてSAL603(シップレイ社製)を膜厚5
00nmになるようにスピンコーディングする。次に、
電子線露光装置によりSAL603の描画を行う。現
像、リンスして、SAL603レジストパターンを形成
する。このレジストパターンをマスクにして、クロム層
のウェットエッチングを行う。エッチング液としては、
硝酸セリウム第二アンモニウム溶液が用いられる。
Next, a chromium film serving as a light-shielding film is formed on the SOG film to a thickness of 80 nm. Next, a SAL603 (manufactured by Shipley) having a thickness of 5 was formed as a resist film on the chrome film.
Spin-code to be 00 nm. next,
Drawing of SAL 603 is performed by an electron beam exposure apparatus. Develop and rinse to form a SAL603 resist pattern. Using the resist pattern as a mask, wet etching of the chromium layer is performed. As an etchant,
Cerium ammonium nitrate solution is used.

【0037】次に、クロムパターンが形成されたSOG
膜上にレジスト膜としてSAL603(シップレイ社
製)を膜厚500nmになるようにスピンコーディング
する。次に、常法に従ってアライメントを行い、電子線
露光装置によりSAL603の描画を行う。現像、リン
スして、SAL603レジストパターンを形成する。
Next, the SOG on which the chromium pattern is formed
SAL603 (manufactured by Shipley) is spin-coated as a resist film on the film to a thickness of 500 nm. Next, alignment is performed according to a conventional method, and writing on the SAL 603 is performed using an electron beam exposure apparatus. Develop and rinse to form a SAL603 resist pattern.

【0038】次に、必要に応じて加熱処理及びデスカム
処理を行った後に、レジストパターンの開口部より露出
するSOG膜表面部分を0.5%フッ酸に1分間浸漬、
エッチングする。次に、SOG層をC2 6 ガスを用い
た反応性イオンエッチングによりエッチングし、位相シ
フターパターンを形成する。
Next, after performing a heat treatment and a descum treatment as required, the surface portion of the SOG film exposed from the opening of the resist pattern is immersed in 0.5% hydrofluoric acid for 1 minute.
Etch. Next, the SOG layer is etched by reactive ion etching using C 2 F 6 gas to form a phase shifter pattern.

【0039】次に、残存するレジストを酸素プラズマに
より灰化除去して、位相シフトフォトマスクを完成させ
た。なお、レジストの除去は、酸素プラズマによるドラ
イエッチングに代えて、レジスト専用の剥離液や酸等用
いてウェット方式で行うことも可能である。
Next, the remaining resist was ashed and removed by oxygen plasma to complete a phase shift photomask. Note that the removal of the resist can be performed by a wet method using a stripping solution dedicated to the resist, an acid, or the like, instead of dry etching using oxygen plasma.

【0040】以上のようにして得た位相シフター下置き
タイプの位相シフトレチクルは、位相シフターがない部
分においてエッチング残渣は全く認められず、マスク面
内での透過率は一定になり、そのため、ウェーハ上に転
写されたパターンに劣化は発生しなかった。
In the phase shift reticle of the phase shifter lower type obtained as described above, no etching residue is observed in the portion without the phase shifter, and the transmittance in the mask plane is constant. No deterioration occurred in the pattern transferred above.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の位相シフトフォトマスクの製造方法によると、少なく
とも、ドライエッチング前に位相シフターパターン用透
明層の表面に付着したエッチング障害物を含めて該透明
層表面部分を除去する除去工程と、その後にドライエッ
チングにより該透明層を所定パターンにエッチングする
工程とを有するので、特に、位相シフター下置きタイプ
の位相シフトフォトマスクにおいて、位相シフターパタ
ーン形成に用いるドライエッチング時でのエッチング残
渣の発生を確実に防ぐことができ、位相シフターがない
部分での透過率の低下を抑えることができる。そのた
め、位相シフターのある部分とない部分とでの透過率の
差がなくなり、ウェーハ上に転写されるパターンの劣化
を防ぐことができる。
As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing a phase shift photomask of the present invention, at least the etching obstacles attached to the surface of the transparent layer for phase shifter patterns before dry etching are included. Since the method includes a step of removing the transparent layer surface portion and a step of subsequently etching the transparent layer into a predetermined pattern by dry etching, particularly, in a phase shift photomask of a phase shifter lowering type, a phase shifter pattern is formed. It is possible to reliably prevent the generation of an etching residue at the time of dry etching used for the above, and to suppress a decrease in transmittance in a portion where there is no phase shifter. For this reason, there is no difference in transmittance between the portion having the phase shifter and the portion having no phase shifter, and it is possible to prevent deterioration of the pattern transferred onto the wafer.

【0042】なお、ドライエッチング前に緩衝フッ酸あ
るいはフッ酸溶液に浸漬してエッチング障害物を含めて
透明層表面部分を除去する場合、真空装置等の特殊な装
置は必要とならず、フォトマスク作製に必要な費用は余
り増えない。
When the transparent layer surface including the etching obstacle is removed by dipping in buffered hydrofluoric acid or a hydrofluoric acid solution before dry etching, a special device such as a vacuum device is not required, and a photomask is not required. The cost required for fabrication does not increase much.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る位相シフトフォトマスクの製造方
法の1実施例の各工程の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of each step of an embodiment of a method for manufacturing a phase shift photomask according to the present invention.

【図2】位相シフトフォトマスクの原理を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of a phase shift photomask.

【図3】従来のフォトマスクの原理を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the principle of a conventional photomask.

【図4】位相シフター下置きタイプの位相シフトフォト
マスクの断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a phase shift photomask of a phase shifter lower type.

【図5】従来の位相シフター上置きタイプの位相シフト
フォトマスクの製造工程の1例を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of a conventional phase shift photomask of a phase shifter-mounted type.

【図6】従来の位相シフター下置きタイプの位相シフト
フォトマスクの製造工程の1例を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of a conventional phase shift photomask of a phase shifter lower type.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

24…基板 25…エッチングストッパー層 26…透明膜(位相シフターパターン) 27…遮光膜 28…電離放射線レジスト層(レジストパターン) 29…電離放射線 30…酸素プラズマ 31…電離放射線レジスト層(レジストパターン) 32…電離放射線 33…反応性プラズマ 34…酸素プラズマ Reference Signs List 24 substrate 25 etching stopper layer 26 transparent film (phase shifter pattern) 27 light-shielding film 28 ionizing radiation resist layer (resist pattern) 29 ionizing radiation 30 oxygen plasma 31 ionizing radiation resist layer (resist pattern) 32 ... Ionizing radiation 33 ... Reactive plasma 34 ... Oxygen plasma

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定領域間に位相差を与える位相シフタ
ーパターンをドライエッチングによって形成する位相シ
フトフォトマスクの製造方法において、少なくとも、ド
ライエッチング前に位相シフターパターン用透明層の表
面に付着したエッチング障害物を含めて該透明層表面部
分を除去する除去工程と、その後にドライエッチングに
より該透明層を所定パターンにエッチングする工程とを
し、前記除去工程が、緩衝フッ酸あるいはフッ酸溶液
による表面エッチングであることを特徴とする位相シフ
トフォトマスクの製造方法。
1. A method of manufacturing a phase shift photomask for forming a phase shifter pattern for providing a phase difference between predetermined regions by dry etching, wherein at least an etching obstruction attached to a surface of the phase shifter pattern transparent layer before dry etching. possess a removal step of removing the transparent layer surface portion including an object, followed by a step of etching the transparent layer in a predetermined pattern by dry etching, the removing step, buffered hydrofluoric acid or hydrofluoric acid solution
A method for producing a phase shift photomask, characterized in that the surface is etched by a method.
【請求項2】 所定領域間に位相差を与える位相シフタ2. A phase shifter for providing a phase difference between predetermined regions.
ーパターンをドライエッチングによって形成する位相シPhase pattern formed by dry etching
フトフォトマスクの製造方法において、少なくとも、反In the method for manufacturing a vertical photomask, at least
応性プラズマエッチングを用いたドライエッチング前にBefore dry etching using reactive plasma etching
位相シフターパターン用透明層の表面に付着したエッチEtch attached to the surface of the phase shifter pattern transparent layer
ング障害物を含めて該透明層表面部分を除去する除去工For removing the surface portion of the transparent layer including the blocking obstacle
程と、その後にドライエッチングにより該透明層を所定After that, the transparent layer is specified by dry etching.
パターンにエッチングする工程とを有し、前記除去工程Etching the pattern, the removing step
が、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、キセノン等の不But not argon, helium, krypton, xenon, etc.
活性ガスを用いたプラズマによる表面エッチングであるSurface etching by plasma using active gas
ことを特徴とする位相シフトフォトマスクの製造方法。A method for manufacturing a phase shift photomask.
【請求項3】 基板上に位相シフターパターン用透明層
を形成し、その上に遮光パターンを形成し、次いで、遮
光パターンから露出している前記透明層の所定パターン
部分を覆って前記除去工程を経て、遮光パターンと基板
の間に位相シフターパターンを有する位相シフトフォト
マスクを製造することを特徴とする請求項1又は2記載
の位相シフトフォトマスクの製造方法。
3. A transparent layer for a phase shifter pattern is formed on a substrate, a light-shielding pattern is formed thereon, and the predetermined pattern portion of the transparent layer exposed from the light-shielding pattern is covered. 3. The method for manufacturing a phase shift photomask according to claim 1, wherein a phase shift photomask having a phase shifter pattern between the light shielding pattern and the substrate is manufactured.
【請求項4】 前記透明層がスピン・オン・グラスから
なることを特徴とする請求項1からの何れか1項記載
の位相シフトフォトマスクの製造方法。
4. A method of manufacturing a phase shift photomask according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the transparent layer is made of spin-on-glass.
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