JP3308021B2 - Phase shift photomask blank and phase shift photomask - Google Patents

Phase shift photomask blank and phase shift photomask

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JP3308021B2
JP3308021B2 JP4944293A JP4944293A JP3308021B2 JP 3308021 B2 JP3308021 B2 JP 3308021B2 JP 4944293 A JP4944293 A JP 4944293A JP 4944293 A JP4944293 A JP 4944293A JP 3308021 B2 JP3308021 B2 JP 3308021B2
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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や化合物半導体を用いた高速素子
の製造に用いられる位相シフトフォトマスク、及び、そ
の位相シフトフォトマスクブランクに関し、特に、位相
シフト層をエッチング加工する際に、透明基板を保護す
るためのエッチングストッパー層を有する位相シフトフ
ォトマスクブランク及び位相シフトフォトマスクに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shift photomask used for manufacturing high-density integrated circuits such as LSIs and VLSIs and for manufacturing high-speed devices using compound semiconductors, and a phase shift photomask blank. More particularly, the present invention relates to a phase shift photomask blank and a phase shift photomask having an etching stopper layer for protecting a transparent substrate when etching a phase shift layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC、LSI、超LSI等の高密度集積
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 High-density integrated circuits such as ICs, LSIs, and VLSIs are developed and etched by applying a resist on a substrate to be processed such as a Si wafer and exposing a desired pattern by a stepper or the like. It is manufactured by repeating a so-called 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
の高精度化、高集積化に伴ってますます高精度化が要求
される傾向にあり、例えば、代表的なLSIであるDR
AMを例にとると、1MビットDRAM用の5倍レチク
ル、すなわち、露光するパターンの5倍のサイズを有す
るレチクルにおける寸法のズレは、平均値±3σ(σは
標準偏差)をとった場合においても、0.15μmの精
度が要求され、同様に、4MビットDRAM用の5倍レ
チクルは0.1〜0.15μmの寸法精度が、16Mビ
ットDRAM用5倍レチクルは0.05〜0.1μmの
寸法精度が要求されている。
A photomask called a reticle used in such a lithography process tends to be required to have higher and higher precision as semiconductor integrated circuits become more precise and highly integrated. DR which is a simple LSI
Taking an AM as an example, the dimensional deviation of a 5 × reticle for a 1M bit DRAM, that is, a reticle having a size 5 times the size of a pattern to be exposed, is an average ± 3σ (σ is a standard deviation). Also, a precision of 0.15 μm is required. Similarly, a 5 × reticle for a 4 Mbit DRAM has a dimensional accuracy of 0.1 to 0.15 μm, and a 5 × reticle for a 16 Mbit DRAM has a dimensional accuracy of 0.05 to 0.1 μm. Dimensional accuracy is required.

【0004】さらに、これらのレチクルを使用して形成
されるデバイスパターンの線幅は、1MビットDRAM
で1.2μm、4MビットDRAMでは0.8μm、1
6MビットDRAMでは0.6μmと、ますます微細化
が要求されている。このような要求に応えるために様々
な露光方法が活発に研究されている。
Furthermore, the line width of a device pattern formed using these reticles is 1 Mbit DRAM.
1.2 μm, 0.8 μm for 4 Mbit DRAM, 1 μm
In the case of a 6 Mbit DRAM, a further miniaturization of 0.6 μm is required. Various exposure methods have been actively studied to meet such demands.

【0005】ところが、例えば64MビットDRAMク
ラスの次世代のデバイスパターンになると、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、特公昭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, in the case of a next-generation device pattern of, for example, a 64-Mbit DRAM class, the resolution of a resist pattern is limited by a stepper exposure method using a conventional reticle. No. 173744, Japanese Patent Publication No. 62-59296, and the like, a reticle having a new concept of a phase shift photomask has been proposed. 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.

【0006】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5は位相シフト法の原理を示す図、
図6は従来法を示す図であり、図5(a)及び図6
(a)はレチクルの断面図、図5(b)及び図6(b)
はレチクル上の光の振幅、図5(c)及び図6(c)は
ウェーハ上の光の振幅、図5(d)及び図6(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。
[0006] Phase shift lithography will be briefly described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing the principle of the phase shift method,
FIG. 6 is a diagram showing a conventional method, and FIGS.
(A) is a cross-sectional view of the reticle, and (b) and (b) of FIG.
5 (c) and 6 (c) show the light amplitude on the wafer, and FIGS. 5 (d) and 6 (d) show the light intensity on the wafer, respectively, where 1 is the light intensity on the reticle. A substrate 2, a light shielding film 3, a phase shifter 3, and an incident light 4 are shown.

【0007】従来法においては、図6(a)に示すよう
に、石英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5(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6(b)に示すように同相となり、ウェーハ上の光
の振幅も図6(c)に示すように同相となるので、その
結果、図6(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5
(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5(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. 6A, a light-shielding film 2 made of chrome or the like is formed on a substrate 1 made of quartz glass or the like, and a light transmitting portion of a predetermined pattern is formed. However, in phase shift lithography, as shown in FIG. 5A, 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. Is provided.
Therefore, in the conventional method, the amplitude of light on the reticle is in phase as shown in FIG. 6B, and the amplitude of light on the wafer is also in phase as shown in FIG. 6C. While the pattern on the wafer cannot be separated as shown in FIG. 6D, in phase shift lithography, the light transmitted through the phase shifter
As shown in FIG. 5B, 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. 5D. 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.

【0008】次に、位相シフトレチクルの製造工程の1
例を図面を参照して説明する。図7は従来の位相シフト
レチクルの製造工程を示す断面図であり、図中、11は
石英基板、12はクロム膜、13はレジスト層、14は
電離放射線、15はレジストパターン、16はエッチン
グガスプラズマ、17はクロムパターン、18は酸素プ
ラズマ、19は透明膜、20はレジスト層、21は電離
放射線、22はレジストパターン、23はエッチングガ
スプラズマ、24は位相シフトパターン、25は酸素プ
ラズマを示す。
Next, one of the manufacturing steps of the phase shift reticle
An example will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional phase shift reticle, in which 11 is a quartz substrate, 12 is a chromium film, 13 is a resist layer, 14 is ionizing radiation, 15 is a resist pattern, and 16 is an etching gas. Plasma, 17 is a chromium pattern, 18 is an oxygen plasma, 18 is a transparent film, 20 is a resist layer, 21 is ionizing radiation, 22 is a resist pattern, 23 is an etching gas plasma, 24 is a phase shift pattern, and 25 is an oxygen plasma. .

【0009】まず、図7(a)に示すように、光学研磨
された石英基板11にクロム膜12を形成し、さらに、
クロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジスト
を、スピンコーティング等の常法により均一に塗布し、
加熱乾燥処理を施し、厚さ0.1〜2.0μm程度のレ
ジスト層13を形成する。加熱乾燥処理は、使用するレ
ジストの種類にもよるが、通常、±80〜150℃で、
20〜60分間程度行う。
First, as shown in FIG. 7A, a chromium film 12 is formed on an optically polished quartz substrate 11, and further,
An ionizing radiation resist such as chloromethylated polystyrene is uniformly applied by a conventional method such as spin coating,
A heat drying process is performed to form a resist layer 13 having a thickness of about 0.1 to 2.0 μm. The heating and drying treatment is usually performed at ± 80 to 150 ° C., depending on the type of resist used.
Perform for about 20 to 60 minutes.

【0010】次に、同図(b)に示すように、レジスト
層13に、常法に従って電子線描画装置等の露光装置に
より電離放射線14でパターン描画し、エチルセロソル
ブやエステル等の有機溶剤を主成分とする現像液で現像
後、アルコールでリンスし、同図(c)に示すようなレ
ジストパターン15を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, a pattern is drawn on the resist layer 13 with an ionizing radiation 14 using an exposure device such as an electron beam drawing device according to a conventional method, and an organic solvent such as ethyl cellosolve or ester is drawn. After development with a developer as a main component, rinsing with alcohol is performed to form a resist pattern 15 as shown in FIG.

【0011】次に、必要に応じて加熱処理、及び、デス
カム処理を行って、レジストパターン15のエッジ部分
等に残存したレジスト屑、ヒゲ等不要なレジストを除去
した後、同図(d)に示すように、レジストパターン1
5の開口部より露出する被加工部分、すなわち、クロム
層12をエッチングガスプラズマ16によりドライエッ
チングし、クロムパターン17を形成する。なお、この
クロムパターン17の形成は、エッチングガスプラズマ
16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ことは当業者に明らかである。
Next, heat treatment and descum treatment are performed as necessary to remove unnecessary resist such as resist dust and whiskers remaining on the edge portion of the resist pattern 15, and the like, as shown in FIG. As shown, the resist pattern 1
The chromium layer 12 is dry-etched with the etching gas plasma 16 to form a chromium pattern 17. It is obvious to those skilled in the art that the chromium pattern 17 may be formed by wet etching instead of dry etching by the etching gas plasma 16.

【0012】このようにしてエッチングした後、同図
(e)に示すように、レジストパターン15、すなわ
ち、残存するレジストを酸素プラズマ18により灰化除
去し、同図(f)に示すようなフォトマスクを完成させ
る。なお、この処理は、酸素プラズマ18による灰化処
理に代えて、溶剤剥離により行うことも可能である。
After etching as described above, the resist pattern 15, ie, the remaining resist is ashed and removed by oxygen plasma 18 as shown in FIG. Complete the mask. This process can be performed by solvent stripping instead of the ashing process using the oxygen plasma 18.

【0013】続いて、このフォトマスクを検査し、必要
によってはパターン修正を加え、洗浄した後、同図
(g)に示すように、クロムパターン17の上にSiO
2 等からなる透明膜19を形成する。次に、同図(h)
に示すように、透明膜19上に、上記と同様にして、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2
0を形成し、同図(i)に示すように、レジスト層20
に常法に従ってアライメイトを行い、電子線露光装置等
の電離放射線21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22を形成する。
Subsequently, the photomask is inspected, a pattern is corrected if necessary, and the photomask is washed. Then, as shown in FIG.
A transparent film 19 made of 2 or the like is formed. Next, FIG.
As shown in FIG. 2, an ionizing radiation resist layer 2 such as chloromethylated polystyrene is formed on the transparent film 19 in the same manner as described above.
0 is formed, and as shown in FIG.
Then, an alignment is performed according to a conventional method, a predetermined pattern is drawn by ionizing radiation 21 such as an electron beam exposure apparatus, developed and rinsed to form a resist pattern 22 as shown in FIG.

【0014】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22の開口部より露出する透明膜19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24を形成する。なお、この
位相シフターパターン24の形成は、エッチングガスプ
ラズマ23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, if necessary, a heating process and a descum process are performed, and as shown in FIG. 1K, the transparent film 19 exposed from the opening of the resist pattern 22 is etched with an etching gas plasma. Dry etching is performed by using 23 to form a phase shifter pattern 24. Note that the phase shifter pattern 24 may be formed by wet etching instead of dry etching by the etching gas plasma 23.

【0015】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25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
24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 25 as shown in FIG. Through the above steps, a phase shift photomask having the phase shifter 24 as shown in FIG.

【0016】ところで、上述したような従来の位相シフ
トレチクルの製造方法において、位相シフターを形成す
る透明膜19の深さの方向のエッチング制御は、正確に
行わなければならない。特に、基板11と透明膜19が
同じSiO2 系の材料からなるので、透明膜19のエッ
チングが完了した後にもエッチングを継続すると、基板
11もエッチングされてしまい、位相シフター24の位
相シフト量が180°より大きくなって、正確なパター
ンの転写が困難になってしまう。
In the above-described conventional method of manufacturing a phase shift reticle, the etching control in the depth direction of the transparent film 19 forming the phase shifter must be performed accurately. In particular, since the substrate 11 and the transparent film 19 are made of the same SiO 2 -based material, if the etching is continued even after the etching of the transparent film 19 is completed, the substrate 11 is also etched, and the phase shift amount of the phase shifter 24 is reduced. When the angle is larger than 180 °, it is difficult to transfer an accurate pattern.

【0017】そこで、一般的に、位相シフターを形成す
る透明膜と基板の間にエッチングストッパー層を設け、
この層によってエッチングを自動的に停止することが、
特願平2−29801号、同2−181795号、同3
−295610号において提案されている。これらの出
願において提案したエッチングストッパー層用の材料
は、タンタル、モリブデン、タングステン、窒化シリコ
ン、アルミナと酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化
タンタル又は酸化ハフニウムの混合物等であった。
Therefore, generally, an etching stopper layer is provided between the transparent film forming the phase shifter and the substrate,
This layer automatically stops the etching,
Japanese Patent Application Nos. 2-29801, 2-18179, and 3
No. 295610. Materials proposed for the etching stopper layer proposed in these applications include tantalum, molybdenum, tungsten, silicon nitride, alumina and manganese oxide, zirconium oxide, a mixture of tantalum oxide and hafnium oxide, and the like.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな材料からなるエッチングストッパー層では、十分満
足いくように正確にエッチングを停止することは必ずし
も容易ではなく、また、製造工程においても、エッチン
グストッパー層のために特別の材料を成膜装置に導入す
る必要があり、製造工程が複雑化し、時間がかかる問題
があった。
However, with an etching stopper layer made of such a material, it is not always easy to stop the etching accurately enough to be sufficiently satisfactory. Therefore, it is necessary to introduce a special material into the film forming apparatus, which complicates the manufacturing process and takes time.

【0019】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、エッチングストッパー層とし
て、成膜が容易で、エッチング選択性が優れ、確実に自
動的にエッチングを停止することができる材料を用いた
位相シフトフォトマスクブランク及びそれから作成した
位相シフトフォトマスク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 an etching stopper layer that is easy to form a film, has excellent etching selectivity, and reliably stops etching automatically. It is an object of the present invention to provide a phase shift photomask blank using a material capable of forming the same and a phase shift photomask produced therefrom.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題に
鑑み、エッチングストッパー層の開発・研究を行った結
果、エッチングストッパー層の材料にTiO2 を主成分
とするSOG(Spin−On−Glass:塗布性ガ
ラス)を用い、スピンコート法により成膜し、大気中で
150℃〜1000℃で焼成することにより、ドライエ
ッチング耐性に優れ、i線波長で88%以上の透過率を
持った膜が得られることを見出し、かかる知見に基づい
て本発明を完成させたものである。
The present invention SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, as a result of the development and research of the etching stopper layer, SOG to the TiO 2 as a main component in the material of the etching stopper layer (Spin-On- (Glass: coatable glass), formed by spin coating and baked at 150 ° C. to 1000 ° C. in the air to have excellent dry etching resistance and a transmittance of 88% or more at i-line wavelength. The inventors have found that a film can be obtained, and have completed the present invention based on such findings.

【0021】ここで、TiO2 を主成分とするSOG
は、SiO2 系のSOGと同様に、有機チタン化合物の
有機溶媒溶液を塗布、乾燥、加熱して酸化チタンに変化
させて作成した膜であり、化学反応は、SiO2 系のS
OGのSiに代えてTiを置き代えた反応であり、塗
布、乾燥、加熱の順に、以下のような反応が進行して、
TiO2 膜が作成される。
Here, SOG containing TiO 2 as a main component is used.
, Like the SOG of SiO 2 system, the organic solvent solution of an organic titanium compound coating, drying, a film produced by changing the heating and titanium oxide, a chemical reaction, S the SiO 2 system
This is a reaction in which Ti is replaced in place of Si in OG, and the following reactions proceed in the order of coating, drying, and heating.
A TiO 2 film is created.

【0022】〔Ti(OR)a (OH)b c n c=1/2(4−a−b),Rは有機基 →〔Ti(OR)a'(OH)b'c'n' a’<a,b’<b,c’>c,n’>n →〔Ti(OR)a"(OH)b"c"n" a”<a’,b”<b’,c”>c’,n”>n’ →〔Ti(OH)x y n"' x→0,y→2,n"'→∞ → TiO2 このTiO2 のSOGも、SiO2 のSOGと同様、成
膜工程が溶液の塗布、乾燥、加熱を順に行うだけの簡単
な工程で、精密な膜が容易にできる点に特長がある。し
かも、SiO2 ・SOGエッチング条件で、TiO2
SOGのエッチングレートは、SiO2 ・SOGのエッ
チングレートと比較して、約1/10以下であるので、
位相シフトレチクルのエッチングストッパー材として十
分に用いることができる。
[0022] [Ti (OR) a (OH) b O c ] n c = 1/2 (4 -a-b), R is an organic group → [Ti (OR) a '(OH ) b' O c ' N ′ a ′ <a, b ′ <b, c ′> c, n ′> n → [Ti (OR) a ″ (OH) b ″ O c ″ ] n ″ a ″ <a ′, b ″ < b ′, c ″> c ′, n ″> n ′ → [Ti (OH) x O y ] n ″ ′ x → 0, y → 2, n ″ ′ → ∞ → TiO 2 The SOG of this TiO 2 also As in the case of SOG of SiO 2 , it is characterized in that the film formation process is a simple process in which a solution is applied, dried and heated in that order, and a precise film can be easily formed. Moreover, under the conditions of SiO 2 and SOG etching, TiO 2.
Since the etching rate of SOG is about 1/10 or less as compared with the etching rate of SiO 2 · SOG,
It can be sufficiently used as an etching stopper material for a phase shift reticle.

【0023】また、位相シフト層としては、スパッタ
法、CVD法等により形成した二酸化珪素膜や塗布・焼
成法により形成したSiO2 系のSOG膜等が好適であ
る。
As the phase shift layer, a silicon dioxide film formed by a sputtering method, a CVD method or the like, a SiO 2 SOG film formed by a coating and firing method, or the like is preferable.

【0024】また、遮光性薄膜層としては、スパッタ法
等により形成したクロム、タンタル、珪化モリブデン
等、又は、それらの酸化物、窒化物、酸化窒化物を主体
とした単層又は複合層が好適である。
As the light-shielding thin film layer, chromium, tantalum, molybdenum silicide, or the like formed by a sputtering method or the like, or a single layer or a composite layer mainly composed of an oxide, nitride, or oxynitride thereof is preferable. It is.

【0025】すなわち、本発明の位相シフトフォトマス
クブランクは、透明基板上に順に少なくともエッチング
ストッパー層と位相シフト層とを備えた位相シフトフォ
トマスクブランクにおいて、前記エッチングストッパー
層がTiO2 の塗布性ガラスからなることを特徴とする
ものである。
That is, the phase shift photomask blank of the present invention is a phase shift photomask blank having at least an etching stopper layer and a phase shift layer on a transparent substrate in order, wherein the etching stopper layer is made of TiO 2 -coated glass. It is characterized by consisting of.

【0026】この場合、エッチングストッパー層はTi
2 の塗布性ガラス溶液をスピンコートすることにより
形成するのが望ましく、TiO2 の塗布性ガラス溶液の
スピンコート後、150℃〜1000℃で焼成してTi
2 膜を形成させるのが望ましい。
In this case, the etching stopper layer is made of Ti
It is desirable to form by spin-coating a coatable glass solution of O 2. After spin-coating the coatable glass solution of TiO 2 , it is baked at 150 ° C. to 1000 ° C. to form Ti.
It is desirable to form an O 2 film.

【0027】なお、本発明はこのような位相シフトフォ
トマスクブランクから、位相シフト層の一部を選択的に
除去して形成した位相シフターパターンを有する位相シ
フトフォトマスクも含むものである。
The present invention also includes a phase shift photomask having a phase shifter pattern formed by selectively removing a part of the phase shift layer from such a phase shift photomask blank.

【0028】[0028]

【作用】本発明においては、エッチングストッパー層が
TiO2 の塗布性ガラスからなるので、TiO2 が近紫
外波長(i線)に対して非常に透明であるため、近紫外
域で使用可能な位相シフトフォトマスクを構成できる。
また、このエッチングストッパー層をTiO2 の塗布性
ガラスから作成するため、成膜工程が簡略化でき、ま
た、欠陥の少ない層を作成でき、欠陥の少ない位相シフ
トフォトマスクを比較的簡単に製造できる。
In the present invention, since the etching stopper layer is made of the coating glass TiO 2, because TiO 2 is very transparent to near-ultraviolet wavelength (i-line), which can be used in the near ultraviolet range phase A shift photomask can be formed.
Further, since the etching stopper layer is made of TiO 2 coatable glass, the film forming process can be simplified, a layer having few defects can be formed, and a phase shift photomask having few defects can be manufactured relatively easily. .

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の位相シフトフォトマスクブラ
ンク及び位相シフトフォトマスクをいくつかの実施例に
基づいて説明する。図1は、本発明を下シフター型位相
シフトフォトマスクに適用する場合の、下シフター型フ
ォトマスクブランクの断面図(A)、それによるフォト
マスクの製造工程の断面図(B)、及び、製造された下
シフター型位相シフトフォトマスクの断面図(C)であ
る。下シフター型位相シフトフォトマスクは、遮光パタ
ーン36の下側(基板側)に位相シフターパターン38
が位置するもので、そのブランクは、同図(A)に示す
ように、基板31上に、順に、本発明に基づくTiO 2
・SOGのエッチングストッパー層32、位相シフト層
33、遮光性薄膜層34を設けてなるもので、このブラ
ンクの製造方法は、石英基板31上にTiO2・SOG
をスピンコート法により、分速約3000回転で30
秒、約60nmの厚みに成膜し、焼成炉等で150℃以
上に加熱してTiO2 膜32を形成する。次に、TiO
2 膜32上に位相シフト層33となるSiO2 ・SOG
材を回転塗布し、次いで、オーブン等で焼成して、膜厚
dがd=λ/{2(n−1)}となるようにSiO2
33を形成する(λ:露光波長、n:位相シフターの屈
折率)。次に、遮光層あるいは半遮光層であるクロム膜
34をスパッタ法により成膜し、図1(A)に示す下シ
フター型ブランクが完成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a phase shift photomask bra according to the present invention will be described.
Link and phase shift photomasks in some embodiments
It will be described based on the following. FIG. 1 shows the present invention using a lower shifter type phase shifter.
Lower shifter type mask when applied to shift photomask
Cross section of photomask blank (A), photo by it
Sectional view (B) of the manufacturing process of the mask and the bottom
FIG. 4C is a cross-sectional view of the shifter type phase shift photomask.
You. The lower shifter type phase shift photomask
The phase shifter pattern 38 is provided below the substrate 36 (substrate side).
And the blank is shown in FIG.
As described above, the TiO 2 according to the present invention is sequentially formed on the substrate 31. Two
SOG etching stopper layer 32, phase shift layer
33, a light-shielding thin film layer 34 is provided.
The manufacturing method of the ink is as follows.Two・ SOG
By spin coating at a speed of about 3000 rpm.
Second, a film is formed to a thickness of about 60 nm,
Heated on top of TiOTwoA film 32 is formed. Next, TiO
TwoSiO serving as a phase shift layer 33 on the film 32Two・ SOG
The material is spin-coated, then baked in an oven or the like,
SiO so that d becomes d = λ / {2 (n−1)}Twofilm
33 (λ: exposure wavelength, n: bending of phase shifter)
Rate). Next, a chromium film that is a light shielding layer or a semi-light shielding layer
34 is formed by a sputtering method, and the lower substrate shown in FIG.
The footer blank is completed.

【0030】下シフター型位相シフトフォトマスクの製
造工程は、同図(B)に示すように、同図(A)のブラ
ンク上に通常の電離放射線レジストを塗布し、電子露光
装置等の電離放射線によって所定のパターンを描画露光
し、現像、リンスしてレジストパターン35を形成する
(同図(B)(a))。次に、レジストパターン35の
開口部より露出するクロム膜34をドライ又はウェット
エッチングしてクロムパターン36を形成後、レジスト
パターンを剥離する(同図(B)(b))。次いで、ク
ロムパターン36上に電離放射線レジスト等を塗布し、
常法に従ってクロムパターン36とのアライメントを行
った後、露光、現像してレジストパターン37を形成す
る(同図(B)(c))。次に、位相シフト層33をド
ライ又はウェットエッチングを行い(同図(B)
(d))、レジスト剥離することにより、同図(C)に
示すような位相シフターパターン38を有する位相シフ
トフォトマスクが完成する。
In the manufacturing process of the lower shifter type phase shift photomask, as shown in FIG. 3B, a normal ionizing radiation resist is applied on the blank of FIG. Then, a predetermined pattern is drawn and exposed, developed and rinsed to form a resist pattern 35 (FIGS. 1B and 1A). Next, the chromium film 34 exposed from the opening of the resist pattern 35 is dry- or wet-etched to form a chromium pattern 36, and then the resist pattern is peeled off (FIGS. 1B and 1B). Next, an ionizing radiation resist or the like is applied on the chrome pattern 36,
After alignment with the chromium pattern 36 is performed according to a conventional method, exposure and development are performed to form a resist pattern 37 (FIGS. 1B and 1C). Next, the phase shift layer 33 is subjected to dry or wet etching (FIG. 6B).
(D)) By stripping the resist, a phase shift photomask having a phase shifter pattern 38 as shown in FIG.

【0031】次に、上シフター型位相シフトフォトマス
クについて説明する。上シフター型位相シフトフォトマ
スクは、遮光パターンの上側(基板と反対側)に位相シ
フターパターンが位置するもので、図2に、上シフター
型フォトマスクブランクの断面図(A)、それによるフ
ォトマスクの製造工程の断面図(B)、及び、製造され
た上シフター型位相シフトフォトマスクの断面図(C)
を示す。このブランクは、同図(A)に示すように、基
板41上に、順に、本発明に基づくTiO2 ・SOGの
エッチングストッパー層42、遮光性薄膜層43を設け
てなるもので、このブランクの製造方法は、下シフター
型と同様に、TiO2 ・SOG42をスピンコート法に
より石英基板41上に成膜し、次いで、遮光層43であ
るクロム膜をスパッタ法により成膜し、同図(A)に示
す上シフター型ブランクが完成する。
Next, the upper shifter type phase shift photomask will be described. The upper shifter type phase shift photomask has a phase shifter pattern located above a light-shielding pattern (opposite to the substrate). FIG. 2 is a cross-sectional view (A) of the upper shifter type photomask blank, (B) and (C) a cross-sectional view of the manufactured upper shifter type phase shift photomask.
Is shown. As shown in FIG. 2A, this blank is formed by sequentially providing a TiO 2 .SOG etching stopper layer 42 and a light-shielding thin film layer 43 according to the present invention on a substrate 41. In the manufacturing method, as in the case of the lower shifter type, TiO 2 .SOG 42 is formed on a quartz substrate 41 by spin coating, and then a chromium film as a light shielding layer 43 is formed by sputtering. ) Is completed.

【0032】上シフター型位相シフトフォトマスクの製
造工程は、同図(A)のブランク上にレジストパターン
44を常法により形成し(同図(B)(a))、クロム
膜43を選択エッチングしてクロムパターン45を形成
後、レジスト剥離を行い(同図(B)(b))、次に、
下シフター型と同様にSiO2 ・SOGを位相シフト層
46として成膜し(同図(B)(c))、さらに、その
上にレジストパターン47を常法により形成(同図
(B)(d))後、位相シフト層46をドライ又はウェ
ットエッチングを行い、レジスト剥離することにより、
同図(C)に示すような位相シフターパターン48を有
する位相シフトフォトマスクが完成する。
In the manufacturing process of the upper shifter type phase shift photomask, a resist pattern 44 is formed on the blank shown in FIG. 1A by a conventional method (FIGS. 1B and 1A), and the chromium film 43 is selectively etched. After forming the chromium pattern 45, the resist is stripped (FIGS. (B) and (b)).
Similarly to the lower shifter type, SiO 2 · SOG is formed as the phase shift layer 46 (FIGS. 7B and 7C), and a resist pattern 47 is formed thereon by a conventional method (FIGS. 9B and 9C). d)) After that, the phase shift layer 46 is subjected to dry or wet etching, and the resist is stripped off.
A phase shift photomask having a phase shifter pattern 48 as shown in FIG.

【0033】次に、本発明をハーフトーン型位相シフト
フォトマスクに適用する場合について、図3を参照にし
て説明する。図(A)はそのフォトマスクブランクの断
面図、(B)はそれによるハーフトーン型位相シフトフ
ォトマスクの断面図である。ハーフトーン型位相シフト
フォトマスクは、同図(B)に示すように、ハーフトー
ン遮光パターン56の下側(基板側)にそれと同じパタ
ーン形状のアライメントされた位相シフターパターン5
5が位置するもので、そのためのブランクは、同図
(A)に示すように、基板51上に、順に、本発明に基
づくTiO2 ・SOGのエッチングストッパー層52、
位相シフト層53、ハーフトーン遮光性薄膜層54を設
けてなるものである。フォトマスクブランク及びフォト
マスクの製造方法は、図1の下シフター型位相シフトフ
ォトマスクの場合とほぼ同様であり、説明は省く。
Next, a case where the present invention is applied to a halftone type phase shift photomask will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a cross-sectional view of the photomask blank, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a halftone type phase shift photomask formed thereby. As shown in FIG. 2B, the halftone type phase shift photomask has an aligned phase shifter pattern 5 having the same pattern shape under the halftone light shielding pattern 56 (substrate side).
5 is located, and a blank for this is formed on a substrate 51 in this order by etching an TiO 2 .SOG etching stopper layer 52 based on the present invention, as shown in FIG.
It is provided with a phase shift layer 53 and a halftone light-shielding thin film layer 54. The manufacturing method of the photomask blank and the photomask is almost the same as that of the lower shifter type phase shift photomask of FIG. 1, and the description is omitted.

【0034】さらに、透過型位相シフトフォトマスクに
適用する場合について、図4を参照にして説明する。図
(A)はそのフォトマスクブランクの断面図、(B)は
それによる透過型位相シフトフォトマスクの断面図であ
る。透過型位相シフトフォトマスクは、同図(B)に示
すように、基板61上に位相シフターパターン64のみ
を有するもので、そのためのブランクは、同図(A)に
示すように、基板61上に、順に、本発明に基づくTi
2 ・SOGのエッチングストッパー層62、位相シフ
ト層63を設けてなるものである。フォトマスクブラン
ク及びフォトマスクの製造方法は、図2の上シフター型
位相シフトフォトマスクの場合とほぼ同様であり、説明
は省く。
Further, a case where the present invention is applied to a transmission type phase shift photomask will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a cross-sectional view of the photomask blank, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a transmission-type phase shift photomask. The transmission type phase shift photomask has only a phase shifter pattern 64 on a substrate 61 as shown in FIG. 7B, and a blank for that purpose is formed on a substrate 61 as shown in FIG. In turn, Ti based on the present invention
An O 2 · SOG etching stopper layer 62 and a phase shift layer 63 are provided. The manufacturing method of the photomask blank and the photomask is almost the same as that of the upper shifter type phase shift photomask of FIG. 2, and the description is omitted.

【0035】[0035]

【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ブランク及び位相シフトフォ
トマスクによると、エッチングストッパー層がTiO2
の塗布性ガラスからなるので、TiO2 が近紫外波長
(i線)に対して非常に透明であるため、近紫外域で使
用可能な位相シフトフォトマスクを構成できる。また、
このエッチングストッパー層をTiO2 の塗布性ガラス
から作成するため、成膜工程が簡略化でき、また、欠陥
の少ない層を作成でき、欠陥の少ない位相シフトフォト
マスクを比較的簡単に製造でき、LSI、超LSI等の
高密度集積回路や高速素子の製造において、より微細パ
ターンを高歩留まりで形成でき、ひいては、より高性能
な集積回路や高速素子を高歩留まりで製造することがで
きる。
As is apparent from the above description, according to the phase shift photomask blank and the phase shift photomask of the present invention, the etching stopper layer is made of TiO 2.
Since TiO 2 is very transparent to the near ultraviolet wavelength (i-line), a phase shift photomask usable in the near ultraviolet region can be configured. Also,
Since this etching stopper layer is formed from TiO 2 coatable glass, the film forming process can be simplified, a layer having few defects can be formed, and a phase shift photomask having few defects can be manufactured relatively easily. In the production of high-density integrated circuits such as VLSIs and high-speed devices, finer patterns can be formed with a high yield, and thus higher-performance integrated circuits and high-speed devices can be manufactured with a high yield.

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

【図1】本発明を下シフター型位相シフトフォトマスク
に適用する場合のブランク、フォトマスクの製造工程、
及び、フォトマスクの断面図である。
FIG. 1 shows a blank and a photomask manufacturing process when the present invention is applied to a lower shifter type phase shift photomask.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a photomask.

【図2】上シフター型位相シフトフォトマスクの場合の
図1と同様な図である。
FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 in the case of an upper shifter type phase shift photomask.

【図3】ハーフトーン型位相シフトフォトマスクに適用
する場合のブランク、フォトマスクの断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a blank and a photomask when applied to a halftone type phase shift photomask.

【図4】透過型位相シフトフォトマスクの場合の図3と
同様な図である。
FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 for a transmission type phase shift photomask.

【図5】位相シフト法の原理を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of the phase shift method.

【図6】従来法を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional method.

【図7A】従来の位相シフトレチクルの製造工程の前半
を示す断面図である。
FIG. 7A is a cross-sectional view showing the first half of the manufacturing process of a conventional phase shift reticle.

【図7B】従来の位相シフトレチクルの製造工程の後半
を示す断面図である。
FIG. 7B is a sectional view showing the latter half of the manufacturing process of the conventional phase shift reticle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31、41、51、61…基板 32、42、52、62…エッチングストッパー層 33、46、53、63…位相シフト層 34、43…遮光性薄膜層 35、44、47…レジストパターン 36、45…クロムパターン 37…レジストパターン 38、48、55、64…位相シフターパターン 54…ハーフトーン遮光性薄膜層 56…ハーフトーン遮光パターン 31, 41, 51, 61 substrate 32, 42, 52, 62 etching stopper layer 33, 46, 53, 63 phase shift layer 34, 43 light-shielding thin film layer 35, 44, 47 resist pattern 36, 45 ... chrome pattern 37 ... resist pattern 38,48,55,64 ... phase shifter pattern 54 ... halftone light-shielding thin film layer 56 ... halftone light-shielding pattern

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透明基板上に順に少なくともエッチング
ストッパー層と位相シフト層とを備えた位相シフトフォ
トマスクブランクにおいて、前記エッチングストッパー
がTiO 2 の塗布性ガラスからなることを特徴とする
位相シフトフォトマスクブランク。
1. A phase shift photomask blank having at least an etching stopper layer and a phase shift layer in order on a transparent substrate, wherein the etching stopper layer is made of TiO 2 coatable glass. Mask blank.
【請求項2】 前記エッチングストッパー層をTiO2
の塗布性ガラス溶液をスピンコートすることにより形成
することを特徴とする請求項記載の位相シフトフォト
マスクブランク。
2. An etching stopper layer comprising TiO 2
The phase shift photomask blank according to claim 1 , wherein the phase shift photomask blank is formed by spin-coating the coatable glass solution of ( 1 ).
【請求項3】 前記TiO2 の塗布性ガラス溶液のスピ
ンコート後、150℃〜1000℃で焼成してTiO2
膜を形成させることを特徴とする請求項記載の位相シ
フトフォトマスクブランク。
3. After spin-coating of the TiO 2 coating glass solution, TiO 2 and fired at 0.99 ° C. to 1000 ° C.
3. The phase shift photomask blank according to claim 2 , wherein a film is formed.
【請求項4】 透明基板上に順に少なくともTiO 2
塗布性ガラスからなるエッチングストッパー層と位相シ
フト層とを備えた位相シフトフォトマスクブランクの位
相シフト層の一部を選択的に除去して、位相シフターパ
ターンが形成されていることを特徴とする位相シフトフ
ォトマスク。
Wherein at least of the TiO 2 in order on a transparent substrate
A phase shifter pattern, wherein a phase shifter pattern is formed by selectively removing a part of a phase shift layer of a phase shift photomask blank including an etching stopper layer and a phase shift layer made of applicable glass. Shift photomask.
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