JP3416554B2 - マスク構造体の製造方法 - Google Patents
マスク構造体の製造方法Info
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- 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
- G03F1/29—Rim PSM or outrigger PSM; Preparation thereof
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造等で使用するマスク構造体の製造方法に関するもの
である。
製造等で使用するマスク構造体の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の自己整合による位相シフ
ト型マスクの製造方法は、TechnicalDigest of IEDM、1
990、P817 、K.Nakagawa et.al.の論文 において開示さ
れており、シフタ層の下に遮光層としてクロム膜が形成
されており、このクロム膜のサイドエッチングによりシ
フタ層を形成するため、遮光層のエッジとシフタ層のエ
ッジが自己整合的に形成される。
ト型マスクの製造方法は、TechnicalDigest of IEDM、1
990、P817 、K.Nakagawa et.al.の論文 において開示さ
れており、シフタ層の下に遮光層としてクロム膜が形成
されており、このクロム膜のサイドエッチングによりシ
フタ層を形成するため、遮光層のエッジとシフタ層のエ
ッジが自己整合的に形成される。
【０００３】また、特開平９−２９２７０２号公報にお
いても、自己整合による位相シフト型マスクの製造方法
が開示されている。この方法においてはクロムパターン
を形成しレジストを塗布した後に、このレジスト表面を
現像液に対して難溶化し、レジスト上部をクロム遮光層
より外側になるようにし、この難溶化したレジスト層パ
ターンをマスクにシフト層を形成する。
いても、自己整合による位相シフト型マスクの製造方法
が開示されている。この方法においてはクロムパターン
を形成しレジストを塗布した後に、このレジスト表面を
現像液に対して難溶化し、レジスト上部をクロム遮光層
より外側になるようにし、この難溶化したレジスト層パ
ターンをマスクにシフト層を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た論文による方法においては、遮光部のエッジがクロム
膜のサイドエッチングにより形成されるため、エッチン
グの終点のばらつきにより遮光部が正確に形成できない
という問題点がある。
た論文による方法においては、遮光部のエッジがクロム
膜のサイドエッチングにより形成されるため、エッチン
グの終点のばらつきにより遮光部が正確に形成できない
という問題点がある。
【０００５】また、特開平９−２９２７０２号公報によ
る方法においては、レジスト不溶化層の形成時に寸法の
ばらつきによる誤差が生じ、マスクを用いた際の焼き付
け像の寸法誤差が大きくなり、透過部分とシフタ部分の
境界が正確に形成できないという問題点がある。
る方法においては、レジスト不溶化層の形成時に寸法の
ばらつきによる誤差が生じ、マスクを用いた際の焼き付
け像の寸法誤差が大きくなり、透過部分とシフタ部分の
境界が正確に形成できないという問題点がある。
【０００６】また、ハーフトーンマスクは完全に遮光し
ないため像のシャープさは向上するが、ハーフトーン部
の透過率分の背景光が像に乗ってしまう。
ないため像のシャープさは向上するが、ハーフトーン部
の透過率分の背景光が像に乗ってしまう。
【０００７】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
エッジを正確に形成できるマスク構造体の製造方法を提
供することにある。
エッジを正確に形成できるマスク構造体の製造方法を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るマスク構造体の製造方法は、遮光膜パタ
ーンと、非遮光部の他の部分と露光光の位相が異なる位
相シフタ部と基板材料とを有するマスク構造体の製造方
法において、前記基板材料上に遮光膜を形成する工程
と、前記遮光膜上に第１のマスクを形成する工程と、前
記第１のマスクに覆われない個所の前記遮光膜をエッチ
ング除去する工程と、前記第１のマスクを除去する工程
と、前記遮光膜のない部分及び前記遮光膜の必要とされ
る部分を覆う第２のマスクを形成する工程と、前記第２
のマスクに覆われない個所の前記遮光膜をエッチング除
去して遮光膜パターンを形成する工程と、前記第２のマ
スクに覆われない個所の前記遮光膜をエッチング除去し
た部分に位相シフタ部を形成する工程と、前記第２のマ
スクを除去する工程とを有し、前記位相シフタ部のエッ
ジの位置を前記第１のマスクのパターンエッジの位置を
利用して自己整合的に決定することを特徴とする。ま
た、本発明に係るマスク構造体の製造方法は、遮光膜パ
ターンと、非遮光部の他の部分と露光光の位相が異なる
位相シフタ部と基板材料とを有するマスク構造体の製造
方法において、前記基板材料上に遮光膜を形成する工程
と、前記遮光膜上に第１のマスクを形成する工程と、前
記第１のマスクに覆われない個所の前記遮光膜をエッチ
ング除去する工程と、前記第１のマスクに覆われない個
所の前記遮光膜をエッチング除去した部分の前記基板材
料を所望の深さにエッチングすることにより位相シフタ
部を形成する工程と、前記第１のマスクを除去する工程
と、前記遮光膜の遮光膜パターンとして使用する部分を
覆う第２のマスクを形成する工程と、前記第２のマスク
に覆われない個所の前記遮光膜をエッチング除去し遮光
膜パターンを形成する工程と、前記第２のマスクを除去
する工程とを有し、前記位相シフタ部のエッジの位置を
前記第１のマスクのパターンエッジの位置を利用して自
己整合的に決定することを特徴とする。
の本発明に係るマスク構造体の製造方法は、遮光膜パタ
ーンと、非遮光部の他の部分と露光光の位相が異なる位
相シフタ部と基板材料とを有するマスク構造体の製造方
法において、前記基板材料上に遮光膜を形成する工程
と、前記遮光膜上に第１のマスクを形成する工程と、前
記第１のマスクに覆われない個所の前記遮光膜をエッチ
ング除去する工程と、前記第１のマスクを除去する工程
と、前記遮光膜のない部分及び前記遮光膜の必要とされ
る部分を覆う第２のマスクを形成する工程と、前記第２
のマスクに覆われない個所の前記遮光膜をエッチング除
去して遮光膜パターンを形成する工程と、前記第２のマ
スクに覆われない個所の前記遮光膜をエッチング除去し
た部分に位相シフタ部を形成する工程と、前記第２のマ
スクを除去する工程とを有し、前記位相シフタ部のエッ
ジの位置を前記第１のマスクのパターンエッジの位置を
利用して自己整合的に決定することを特徴とする。ま
た、本発明に係るマスク構造体の製造方法は、遮光膜パ
ターンと、非遮光部の他の部分と露光光の位相が異なる
位相シフタ部と基板材料とを有するマスク構造体の製造
方法において、前記基板材料上に遮光膜を形成する工程
と、前記遮光膜上に第１のマスクを形成する工程と、前
記第１のマスクに覆われない個所の前記遮光膜をエッチ
ング除去する工程と、前記第１のマスクに覆われない個
所の前記遮光膜をエッチング除去した部分の前記基板材
料を所望の深さにエッチングすることにより位相シフタ
部を形成する工程と、前記第１のマスクを除去する工程
と、前記遮光膜の遮光膜パターンとして使用する部分を
覆う第２のマスクを形成する工程と、前記第２のマスク
に覆われない個所の前記遮光膜をエッチング除去し遮光
膜パターンを形成する工程と、前記第２のマスクを除去
する工程とを有し、前記位相シフタ部のエッジの位置を
前記第１のマスクのパターンエッジの位置を利用して自
己整合的に決定することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１０】図１は第１の実施例における位相シフト型
マスクの製作模式図を示しており、先ず図１(a)に示す
ように石英基板１上にスパッタリング法により遮光層と
して膜厚約１０００オングストロームのクロム膜２を成
膜する。また、本実施例においては成膜しないが、パタ
ーニングの解像力の向上のために、クロム膜２上に膜厚
約２００〜３００オングストロームの酸化クロム等の反
射防止膜を成膜してもよい。続いて、クロム膜２上にフ
ォトレジストを塗布し、第１のマスクとして１回目のフ
ォトレジストパターン３をＥＢ描画装置、イオン描画装
置等を用い形成する。また、同一マスクを大量に作製す
る際には、用途によっては半導体露光装置を用いること
もできる。
マスクの製作模式図を示しており、先ず図１(a)に示す
ように石英基板１上にスパッタリング法により遮光層と
して膜厚約１０００オングストロームのクロム膜２を成
膜する。また、本実施例においては成膜しないが、パタ
ーニングの解像力の向上のために、クロム膜２上に膜厚
約２００〜３００オングストロームの酸化クロム等の反
射防止膜を成膜してもよい。続いて、クロム膜２上にフ
ォトレジストを塗布し、第１のマスクとして１回目のフ
ォトレジストパターン３をＥＢ描画装置、イオン描画装
置等を用い形成する。また、同一マスクを大量に作製す
る際には、用途によっては半導体露光装置を用いること
もできる。
【００１１】更に、図１(b)に示すように、フォトレジ
ストパターン３をマスクとしてクロム膜２を、例えば平
行平板型のＲＩＥ装置（リアクティブイオンエッチング
装置）において、塩素ガス或いは塩素ガスと酸素の混合
ガスを用い、フォトレジストパターン３の覆われていな
い部分のクロム膜２をエッチングする。また、エッチン
グにはスパッタエッチングや、特にフッ化物系材料の場
合に最適なイオンミリング法、ＩＣＰ法やＵＨＦプラズ
マ法等の低圧高密度プラズマを用いたエッチング方法を
用いてもよい。
ストパターン３をマスクとしてクロム膜２を、例えば平
行平板型のＲＩＥ装置（リアクティブイオンエッチング
装置）において、塩素ガス或いは塩素ガスと酸素の混合
ガスを用い、フォトレジストパターン３の覆われていな
い部分のクロム膜２をエッチングする。また、エッチン
グにはスパッタエッチングや、特にフッ化物系材料の場
合に最適なイオンミリング法、ＩＣＰ法やＵＨＦプラズ
マ法等の低圧高密度プラズマを用いたエッチング方法を
用いてもよい。
【００１２】次に図１(c)に示すように、フォトレジス
トパターン３を酸素アッシング法或いは剥離液を用いて
剥離する。これにより残されたクロム膜２のクロムパタ
ーンを用い、以下に示す工程を経ることにより、全ての
段の位置及び遮光膜の位置を決定することができる。更
に、フォトレジストパターン３を剥離した石英基板１及
びクロム膜２上にネガレジスト４を塗布し、背面から露
光する。
トパターン３を酸素アッシング法或いは剥離液を用いて
剥離する。これにより残されたクロム膜２のクロムパタ
ーンを用い、以下に示す工程を経ることにより、全ての
段の位置及び遮光膜の位置を決定することができる。更
に、フォトレジストパターン３を剥離した石英基板１及
びクロム膜２上にネガレジスト４を塗布し、背面から露
光する。
【００１３】そして、図１(d)に示すように、ネガレジ
スト４を現像することにより、クロム膜２に覆われてい
ない部分にのみにネガレジストパターン５を残すことが
できる。この際に、クロム膜２自体がネガレジスト４の
露光のためのコンタクトマスクとなるため、完全に正確
なアライメントになる。
スト４を現像することにより、クロム膜２に覆われてい
ない部分にのみにネガレジストパターン５を残すことが
できる。この際に、クロム膜２自体がネガレジスト４の
露光のためのコンタクトマスクとなるため、完全に正確
なアライメントになる。
【００１４】次に、図１(e)に示すように、２回目のフ
ォトレジストパターン６を形成する。更に図１(f)に示
すように、ネガレジストパターン５、フォトレジストパ
ターン６に覆われていない部分のクロム膜２を硝酸セリ
ウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用い、エッ
チングすることにより除去する。
ォトレジストパターン６を形成する。更に図１(f)に示
すように、ネガレジストパターン５、フォトレジストパ
ターン６に覆われていない部分のクロム膜２を硝酸セリ
ウムアンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用い、エッ
チングすることにより除去する。
【００１５】続いて、図１(g)に示すように、ネガレジ
ストパターン５及びフォトレジストパターン６をマスク
とし（第２のマスク）、基板１における所望の位相角度
分をＲＩＥ装置等を用い、流量２０ｓｃｃｍのＣＦ4と
流量３ｓｃｃｍの水素の混合ガスを圧力４Ｐａ、ＲＦパ
ワー６０Ｗにおいてエッチングすることにより除去す
る。
ストパターン５及びフォトレジストパターン６をマスク
とし（第２のマスク）、基板１における所望の位相角度
分をＲＩＥ装置等を用い、流量２０ｓｃｃｍのＣＦ4と
流量３ｓｃｃｍの水素の混合ガスを圧力４Ｐａ、ＲＦパ
ワー６０Ｗにおいてエッチングすることにより除去す
る。
【００１６】その後に、図１(ｈ)に示すように、ネガレ
ジストパターン５、フォトレジストパターン６をアッシ
ング法により除去する。
ジストパターン５、フォトレジストパターン６をアッシ
ング法により除去する。
【００１７】また、図２は図１(ｈ)において得られた位
相シフト型マスクの平面図を示しており、Ｂ＝０．３μ
ｍ×５＝１．５μｍのコンタクトホールパターンの場合
に、例えばＫｒＦ（λ＝２４８ｎｍ）、ＮＡ＝０．４
２、照明光σ＝０．５の条件においては、シフタ部の寸
法Ａは０．５μｍ±０．０５μｍ程度が好適である。
相シフト型マスクの平面図を示しており、Ｂ＝０．３μ
ｍ×５＝１．５μｍのコンタクトホールパターンの場合
に、例えばＫｒＦ（λ＝２４８ｎｍ）、ＮＡ＝０．４
２、照明光σ＝０．５の条件においては、シフタ部の寸
法Ａは０．５μｍ±０．０５μｍ程度が好適である。
【００１８】本実施例によるマスクは、リング照明等の
変形照明と組み合わせることでも効果を発揮する。ま
た、照明光σは０．３〜０．５程度で用いることも効果
的である。
変形照明と組み合わせることでも効果を発揮する。ま
た、照明光σは０．３〜０．５程度で用いることも効果
的である。
【００１９】このようにして作製した位相シフト型マス
クは、ｉ線、ＫｒＦ、ＡｒＦを用いた半導体露光装置用
のマスクとして使用することができ、高精度のパターニ
ングが可能となる。更に、この位相シフト型マスクを使
用することにより、作製したデバイスの歩留りも向上
し、デバイスの低コスト化が可能となる。
クは、ｉ線、ＫｒＦ、ＡｒＦを用いた半導体露光装置用
のマスクとして使用することができ、高精度のパターニ
ングが可能となる。更に、この位相シフト型マスクを使
用することにより、作製したデバイスの歩留りも向上
し、デバイスの低コスト化が可能となる。
【００２０】また、図１(e)に示す状態において、ネガ
レジストパターン５とフォトレジストパターン６がミキ
シングすることにより、フォトレジストパターン６が正
常に形成されない場合には、図１(d)に示す状態におい
て、例えば２００℃におけるハードベークすることによ
り、この問題を回避することができる。
レジストパターン５とフォトレジストパターン６がミキ
シングすることにより、フォトレジストパターン６が正
常に形成されない場合には、図１(d)に示す状態におい
て、例えば２００℃におけるハードベークすることによ
り、この問題を回避することができる。
【００２１】
【００２２】また、本実施例においては、基板材料とし
て石英を使用したが、フッ化カルシウム、フッ化マグネ
シウム、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム等のフッ
化物を用いてもよい。特にフッ化物はＡｒＦレーザー
光、フッ素レーザー光等の短波長を用いる露光装置に用
いるマスクに有効であり、また石英はＡｒＦエキシマレ
ーザー光、ＫｒＦエキシマレーザー光、超高圧水銀ラン
プを使用するｉ線等を用いる露光装置に用いるマスクに
好適である。
て石英を使用したが、フッ化カルシウム、フッ化マグネ
シウム、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム等のフッ
化物を用いてもよい。特にフッ化物はＡｒＦレーザー
光、フッ素レーザー光等の短波長を用いる露光装置に用
いるマスクに有効であり、また石英はＡｒＦエキシマレ
ーザー光、ＫｒＦエキシマレーザー光、超高圧水銀ラン
プを使用するｉ線等を用いる露光装置に用いるマスクに
好適である。
【００２３】また、本実施例においては遮光層としクロ
ム膜２を用いたが、タングステン、アルミニウム、モリ
ブデン等の金属材料等の遮光性のある材料を用いてもよ
い。
ム膜２を用いたが、タングステン、アルミニウム、モリ
ブデン等の金属材料等の遮光性のある材料を用いてもよ
い。
【００２４】図３は第２の実施例における位相シフト型
マスクの製作模式図を示しており、先ず図３(a)に示す
ように石英基板１１上にシフタ層として、例えば所望の
位相角度分のフッ化クロム膜１２を成膜する。また、こ
のシフタ層には通常では、透過率が１０％程度のＣｒＯ
Ｎ、ＣｒＯ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＯ、Ｓ
ｉＮ、又はＣｒＦの何れか、或いはこの組み合わせた半
透明材料を用いる。続いて、フッ化クロム膜１２上にス
パッタリング法を用いて、膜厚約１０００オングストロ
ームのクロム膜１３を成膜する。更に、このクロム膜１
３上に１回目のフォトレジストパターン１４を形成す
る。
マスクの製作模式図を示しており、先ず図３(a)に示す
ように石英基板１１上にシフタ層として、例えば所望の
位相角度分のフッ化クロム膜１２を成膜する。また、こ
のシフタ層には通常では、透過率が１０％程度のＣｒＯ
Ｎ、ＣｒＯ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＯ、Ｓ
ｉＮ、又はＣｒＦの何れか、或いはこの組み合わせた半
透明材料を用いる。続いて、フッ化クロム膜１２上にス
パッタリング法を用いて、膜厚約１０００オングストロ
ームのクロム膜１３を成膜する。更に、このクロム膜１
３上に１回目のフォトレジストパターン１４を形成す
る。
【００２５】その後に、図３(b)に示すようにフォトレ
ジストパターン１４を第１のマスクとして、フォトレジ
ストパターン１４に覆われていない部分のクロム膜１３
を第１の実施例と同様にエッチングにより除去する。
ジストパターン１４を第１のマスクとして、フォトレジ
ストパターン１４に覆われていない部分のクロム膜１３
を第１の実施例と同様にエッチングにより除去する。
【００２６】本実施例においては、クロム膜１３のパタ
ーンとフォトレジストパターン１４の境界、又はクロム
膜１３のパターンと位相シフタ層であるフッ化クロム膜
１２の境界が、第１のエッチングマスクのパターンエッ
ジの位置によって自己整合的に決定される。次に、図３
(c)に示すように、第１の実施例と同様にフォトレジス
トパターン１４を剥離し、ネガレジスト１５を塗布し背
面から露光する。また、露光する場合に、マスク上に適
当な間隔を空け、ペリクルと呼ばれる極薄シートでマス
クを覆う場合もある。このようにすることで、マスク面
上に付着する塵埃の影響を低減することができ、マスク
を用いて作製したデバイスの歩留り向上が期待できる。
ーンとフォトレジストパターン１４の境界、又はクロム
膜１３のパターンと位相シフタ層であるフッ化クロム膜
１２の境界が、第１のエッチングマスクのパターンエッ
ジの位置によって自己整合的に決定される。次に、図３
(c)に示すように、第１の実施例と同様にフォトレジス
トパターン１４を剥離し、ネガレジスト１５を塗布し背
面から露光する。また、露光する場合に、マスク上に適
当な間隔を空け、ペリクルと呼ばれる極薄シートでマス
クを覆う場合もある。このようにすることで、マスク面
上に付着する塵埃の影響を低減することができ、マスク
を用いて作製したデバイスの歩留り向上が期待できる。
【００２７】そして、図３(d)に示すように、現像する
ことによりクロム膜１３の覆われていない部分にのみに
ネガレジストパターン１６を残すことができる。この際
に、クロム膜１３自体がネガレジストの露光のためのコ
ンタクトマスクとなるため、完全に正確なアライメント
となる。
ことによりクロム膜１３の覆われていない部分にのみに
ネガレジストパターン１６を残すことができる。この際
に、クロム膜１３自体がネガレジストの露光のためのコ
ンタクトマスクとなるため、完全に正確なアライメント
となる。
【００２８】本実施例においては、フッ化クロム膜１２
とクロム膜１３或いはフッ化クロム膜１２と非遮光部の
境界が、一部は遮光層として使用する第１のマスク又は
第１のマスクより転写されたマスクパターンをマスクと
して、エッチングにより形成することによりアライメン
トエラーが実際上発生せず、従来の課題を解決すること
ができる。
とクロム膜１３或いはフッ化クロム膜１２と非遮光部の
境界が、一部は遮光層として使用する第１のマスク又は
第１のマスクより転写されたマスクパターンをマスクと
して、エッチングにより形成することによりアライメン
トエラーが実際上発生せず、従来の課題を解決すること
ができる。
【００２９】次に、図３(e)に示すように、２回目のフ
ォトレジストパターン１７を形成する。続いて、図３
(f)に示すように、ネガレジストパターン１６、フォト
レジストパターン１７（第２のマスク）に覆われない部
分のクロム膜１３を第１の実施例と同様にエッチングに
より除去する。更に、図３(g)に示すように、ネガレジ
ストパターン１６及びフォトレジストパターン１７をマ
スクにして（第２のマスク）、シフタ層であるフッ化ク
ロム膜１２をエッチングする。次に、図３(h)に示すよ
うに、第１の実施例と同様にネガレジストパターン１
６、フォトレジストパターン１７をアッシング法により
除去することにより完成する。図４は図３(h)において
得られた位相シフト型マスクの平面図を示している。
ォトレジストパターン１７を形成する。続いて、図３
(f)に示すように、ネガレジストパターン１６、フォト
レジストパターン１７（第２のマスク）に覆われない部
分のクロム膜１３を第１の実施例と同様にエッチングに
より除去する。更に、図３(g)に示すように、ネガレジ
ストパターン１６及びフォトレジストパターン１７をマ
スクにして（第２のマスク）、シフタ層であるフッ化ク
ロム膜１２をエッチングする。次に、図３(h)に示すよ
うに、第１の実施例と同様にネガレジストパターン１
６、フォトレジストパターン１７をアッシング法により
除去することにより完成する。図４は図３(h)において
得られた位相シフト型マスクの平面図を示している。
【００３０】このようにして作製した位相シフト型マス
クを用いることにより、高精度なパターン形成が可能と
なり、更にこれを用いることにより、作製したデバイス
の歩留りも向上し、低価格化可能となる。本実施例によ
り作製された位相シフト型マスクは不要な部分が遮光さ
れており、背景光が像に乗ってしまう問題を回避でき、
しかもパターン部の光強度が低下しないというハーフト
ーンの利点を享受できる。
クを用いることにより、高精度なパターン形成が可能と
なり、更にこれを用いることにより、作製したデバイス
の歩留りも向上し、低価格化可能となる。本実施例によ
り作製された位相シフト型マスクは不要な部分が遮光さ
れており、背景光が像に乗ってしまう問題を回避でき、
しかもパターン部の光強度が低下しないというハーフト
ーンの利点を享受できる。
【００３１】図５は第３の実施例における位相シフト型
マスクの製作模式図を示しており、先ず図５(a)に示す
ように石英基板２１上にスパッタリング法を用いて、膜
厚約１０００オングストロームのクロム膜２２を成膜す
る。また、本実施例においては成膜しないが、パターニ
ングの解像力の向上のために、クロム膜２２上に膜厚約
２００〜３００オングストロームの酸化クロム等の反射
防止膜を成膜してもよい。続いて、クロム膜２２にフォ
トレジストを塗布し、フォトレジストパターン２３を形
成する。
マスクの製作模式図を示しており、先ず図５(a)に示す
ように石英基板２１上にスパッタリング法を用いて、膜
厚約１０００オングストロームのクロム膜２２を成膜す
る。また、本実施例においては成膜しないが、パターニ
ングの解像力の向上のために、クロム膜２２上に膜厚約
２００〜３００オングストロームの酸化クロム等の反射
防止膜を成膜してもよい。続いて、クロム膜２２にフォ
トレジストを塗布し、フォトレジストパターン２３を形
成する。
【００３２】更に図５(b)に示すように、このフォトレ
ジストパターン２３をマスク（第１のマスク）としてク
ロム膜２２を第１の実施例と同様に、例えばＲＩＥ装置
において塩素ガス或いは塩素ガスと酸素の混合ガスを用
い、フォトレジストパターン２３（第１のマスク）の覆
われていない部分のクロム膜２２をエッチングする。
ジストパターン２３をマスク（第１のマスク）としてク
ロム膜２２を第１の実施例と同様に、例えばＲＩＥ装置
において塩素ガス或いは塩素ガスと酸素の混合ガスを用
い、フォトレジストパターン２３（第１のマスク）の覆
われていない部分のクロム膜２２をエッチングする。
【００３３】図５(c)に示すように、フォトレジストパ
ターン２３をマスク（第１のマスク）とし、石英基板２
１を所望の位相角度分だけ、例えば平行平板型のＲＩＥ
装置を用いて流量２０ｓｃｃｍのＣＨ4と流量３ｓｃｃ
ｍの水素の混合ガスを圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗに
おいてエッチングする。続いて、図５(d)に示すよう
に、フォトレジストパターン２３（第１のマスク）を酸
素アッシング法或いは剥離液を用いて剥離する。これに
より、残されたクロム膜２２のクロムパターンを用い、
以下の工程を経ることにより、全ての段の位置及び遮光
膜の位置を決定することができる。
ターン２３をマスク（第１のマスク）とし、石英基板２
１を所望の位相角度分だけ、例えば平行平板型のＲＩＥ
装置を用いて流量２０ｓｃｃｍのＣＨ4と流量３ｓｃｃ
ｍの水素の混合ガスを圧力４Ｐａ、ＲＦパワー６０Ｗに
おいてエッチングする。続いて、図５(d)に示すよう
に、フォトレジストパターン２３（第１のマスク）を酸
素アッシング法或いは剥離液を用いて剥離する。これに
より、残されたクロム膜２２のクロムパターンを用い、
以下の工程を経ることにより、全ての段の位置及び遮光
膜の位置を決定することができる。
【００３４】次に、図５(e)に示すように、フォトレジ
ストを塗布して２回目のフォトレジストパターン２４
（第２のマスク）を成形する。更に図５(f)に示すよう
に、フォトレジストパターン２４（第２のマスク）に覆
われない部分のクロム膜２２を、例えば硝酸セリウムア
ンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用いてエッチング
することにより除去する。その後に、図５(g)に示すよ
うにフォトレジストパターン２４をアッシング法により
除去する。
ストを塗布して２回目のフォトレジストパターン２４
（第２のマスク）を成形する。更に図５(f)に示すよう
に、フォトレジストパターン２４（第２のマスク）に覆
われない部分のクロム膜２２を、例えば硝酸セリウムア
ンモニウム、過塩素酸、水の混合液を用いてエッチング
することにより除去する。その後に、図５(g)に示すよ
うにフォトレジストパターン２４をアッシング法により
除去する。
【００３５】また、図６は図５(g)において得られた位
相シフト型マスクの平面図を示している。
相シフト型マスクの平面図を示している。
【００３６】図７は第１〜３実施例により作製した位相
シフト型マスクを用い、ｉ線或いはＫｒＦ、ＡｒＦ等の
紫外線を用いた半導体用露光装置の概略図を示してい
る。この半導体露光装置において、波長２４８ｎｍを有
する照明系３１により出射した光束は、位相シフト型マ
スク３３を照射し、この位相シフト型マスク３３に描か
れたパターンを結像光学系３４により、ステー３５に保
持されたステージ３６上の基板３７に５分の１の縮小倍
率で、描画する。更に、照明系３１には図示しない円形
光源、４重極照明光源、輪帯照明光源等の変形照明モー
ドヘの切換機構が備えられている。本装置を用いること
により、微細で良好なプロファイルを有するレジストパ
ターンを安定した線幅で形成することができる。
シフト型マスクを用い、ｉ線或いはＫｒＦ、ＡｒＦ等の
紫外線を用いた半導体用露光装置の概略図を示してい
る。この半導体露光装置において、波長２４８ｎｍを有
する照明系３１により出射した光束は、位相シフト型マ
スク３３を照射し、この位相シフト型マスク３３に描か
れたパターンを結像光学系３４により、ステー３５に保
持されたステージ３６上の基板３７に５分の１の縮小倍
率で、描画する。更に、照明系３１には図示しない円形
光源、４重極照明光源、輪帯照明光源等の変形照明モー
ドヘの切換機構が備えられている。本装置を用いること
により、微細で良好なプロファイルを有するレジストパ
ターンを安定した線幅で形成することができる。
【００３７】図８はＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液
晶パネル或いはＣＣＤ等の半導体デバイスの製造工程の
フローチャート図を示している。先ず、ステップＳ１に
おいて半導体デバイスの回路設計を行い、続いてステッ
プＳ２においてステップＳ１で設計した回路パターンを
ＥＢ描画装置等を用いマスクを作成する。
晶パネル或いはＣＣＤ等の半導体デバイスの製造工程の
フローチャート図を示している。先ず、ステップＳ１に
おいて半導体デバイスの回路設計を行い、続いてステッ
プＳ２においてステップＳ１で設計した回路パターンを
ＥＢ描画装置等を用いマスクを作成する。
【００３８】一方、ステップＳ３においてシリコン等の
材料を用いてウェハを製造する。その後に、前工程と呼
ばれるステップＳ４において、ステップＳ２、Ｓ３にお
いて用意したマスク及びウェハを用い、リソグラフィ技
術によってウェハ上に回路を形成する。その後に、第
１、第２の実施例において得られた位相シフト型マスク
を露光装置内にローディングする。マスクを搬送しマス
クチャックにチャッキングする。
材料を用いてウェハを製造する。その後に、前工程と呼
ばれるステップＳ４において、ステップＳ２、Ｓ３にお
いて用意したマスク及びウェハを用い、リソグラフィ技
術によってウェハ上に回路を形成する。その後に、第
１、第２の実施例において得られた位相シフト型マスク
を露光装置内にローディングする。マスクを搬送しマス
クチャックにチャッキングする。
【００３９】次に、ウェハをローディングしてアライメ
ントのずれを検出して、ウェハステージを駆動して位置
合わせを行い、アライメントが合致すると露光を行う。
露光の終了後に、ウェハは次のショットへステップ移動
し、アライメント以下の動作を行う。
ントのずれを検出して、ウェハステージを駆動して位置
合わせを行い、アライメントが合致すると露光を行う。
露光の終了後に、ウェハは次のショットへステップ移動
し、アライメント以下の動作を行う。
【００４０】更に、後工程と呼ばれるステップＳ５にお
いて、ステップＳ４によって製造されたウェハを用いて
ダイシング、ボンディング等のアッセンブリ工程、チッ
プ封入等のパッケージング工程を経て半導体チップ化す
る。チップ化された半導体デバイスは、ステップＳ６に
おいて動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こ
のような一連の工程を経て半導体デバイスは完成し、ス
テップＳ７に進み出荷される。
いて、ステップＳ４によって製造されたウェハを用いて
ダイシング、ボンディング等のアッセンブリ工程、チッ
プ封入等のパッケージング工程を経て半導体チップ化す
る。チップ化された半導体デバイスは、ステップＳ６に
おいて動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こ
のような一連の工程を経て半導体デバイスは完成し、ス
テップＳ７に進み出荷される。
【００４１】図９は図８におけるステップＳ３におい
て、ウェハ製造の詳細な製造工程のフローチャート図を
示している。先ず、ステップＳ１１においてウェハ表面
を酸化させる。続いて、ステップＳ１２においてウェハ
表面をＣＶＤ法により絶縁膜を形成し、ステップＳ１３
において電極を蒸着法により形成する。更にステップＳ
１４に進み、ウェハにイオンを打込む。続いて、ステッ
プＳ１５においてウェハ上に感光剤を塗布する。ステッ
プＳ１６で図７において説明した半導体露光装置により
マスクの回路パターンをウェハ上の感光剤上に焼付け
る。
て、ウェハ製造の詳細な製造工程のフローチャート図を
示している。先ず、ステップＳ１１においてウェハ表面
を酸化させる。続いて、ステップＳ１２においてウェハ
表面をＣＶＤ法により絶縁膜を形成し、ステップＳ１３
において電極を蒸着法により形成する。更にステップＳ
１４に進み、ウェハにイオンを打込む。続いて、ステッ
プＳ１５においてウェハ上に感光剤を塗布する。ステッ
プＳ１６で図７において説明した半導体露光装置により
マスクの回路パターンをウェハ上の感光剤上に焼付け
る。
【００４２】ステップＳ１７において、ステップＳ１６
において露光したウェハ上の感光剤を現像する。更に、
ステップＳ１８でステップＳ１７において現像したレジ
スト像以外の部分をエッチングする。その後に、ステッ
プＳ１９においてエッチングが済んで不要となったレジ
ストを剥離する。更に、これらの一連の工程を繰り返し
行うことにより、ウェハ上に多重の回路パターンを形成
することができる。
において露光したウェハ上の感光剤を現像する。更に、
ステップＳ１８でステップＳ１７において現像したレジ
スト像以外の部分をエッチングする。その後に、ステッ
プＳ１９においてエッチングが済んで不要となったレジ
ストを剥離する。更に、これらの一連の工程を繰り返し
行うことにより、ウェハ上に多重の回路パターンを形成
することができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るマスク
構造体の製造方法は、高精度のマスクにより、露光パタ
ーンの精度が向上し、高精度のマスク作製の工程が自己
整合的にエッジを形成し、工程管理が簡略化でされ、マ
スク作製のコストを削減でき、高精度なパターンが形成
可能となり、またこれを用い作製したデバイスの歩留り
が向上し低価格化可能となる。
構造体の製造方法は、高精度のマスクにより、露光パタ
ーンの精度が向上し、高精度のマスク作製の工程が自己
整合的にエッジを形成し、工程管理が簡略化でされ、マ
スク作製のコストを削減でき、高精度なパターンが形成
可能となり、またこれを用い作製したデバイスの歩留り
が向上し低価格化可能となる。
【００４４】また、マスク構造体を用いた本露光方法で
は、解像度及び焦点深度が改善され、微細で良好なプロ
ファイルをもつレジストパターンが、安定した線幅で形
成可能であり、更に従来は製造が難しかった高集積度の
半導体デバイスを容易に製造することができる。
は、解像度及び焦点深度が改善され、微細で良好なプロ
ファイルをもつレジストパターンが、安定した線幅で形
成可能であり、更に従来は製造が難しかった高集積度の
半導体デバイスを容易に製造することができる。
【図１】第１の実施例の製作模式図である。
【図２】位相シフト型マスクの平面図である。
【図３】第２の実施例の製作模式図である。
【図４】位相シフト型マスクの平面図である。
【図５】第３の実施例の製作模式図である。
【図６】位相シフト型マスクの平面図である。
【図７】露光装置の構成図である。
【図８】半導体素子の製造方法のフローチャート図であ
る。
る。
【図９】半導体素子の製造方法のフローチャート図であ
る。
る。
１、１１、２１ 基板
２、１３、２２ クロム膜
３、６、１４、１７、２３、２４ フォトレジストパタ
ーン ４、１５ ネガレジスト ５、１６ ネガレジストパターン １２ フッ化クロム膜
ーン ４、１５ ネガレジスト ５、１６ ネガレジストパターン １２ フッ化クロム膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−177346（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−150439（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−51489（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−181669（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−242592（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−152142（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−44042（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03F 1/00 - 1/16
Claims (14)
- 【請求項１】 遮光膜パターンと、非遮光部の他の部分
と露光光の位相が異なる位相シフタ部と基板材料とを有
するマスク構造体の製造方法において、前記基板材料上
に遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜上に第１のマス
クを形成する工程と、前記第１のマスクに覆われない個
所の前記遮光膜をエッチング除去する工程と、前記第１
のマスクを除去する工程と、前記遮光膜のない部分及び
前記遮光膜の必要とされる部分を覆う第２のマスクを形
成する工程と、前記第２のマスクに覆われない個所の前
記遮光膜をエッチング除去して遮光膜パターンを形成す
る工程と、前記第２のマスクに覆われない個所の前記遮
光膜をエッチング除去した部分に位相シフタ部を形成す
る工程と、前記第２のマスクを除去する工程とを有し、
前記位相シフタ部のエッジの位置を前記第１のマスクの
パターンエッジの位置を利用して自己整合的に決定する
ことを特徴とするマスク構造体の製造方法。 - 【請求項２】 遮光膜パターンと、非遮光部の他の部分
と露光光の位相が異なる位相シフタ部と基板材料とを有
するマスク構造体の製造方法において、前記基板材料上
に遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜上に第１のマス
クを形成する工程と、前記第１のマスクに覆われない個
所の前記遮光膜をエッチング除去する工程と、前記第１
のマスクに覆われない個所の前記遮光膜をエッチング除
去した部分の前記基板材料を所望の深さにエッチングす
ることにより位相シフタ部を形成する工程と、前記第１
のマスクを除去する工程と、前記遮光膜の遮光膜パター
ンとして使用する部分を覆う第２のマスクを形成する工
程と、前記第２のマスクに覆われない個所の前記遮光膜
をエッチング除去し遮光膜パターンを形成する工程と、
前記第２のマスクを除去する工程とを有し、前記位相シ
フタ部のエッジの位置を前記第１のマスクのパターンエ
ッジの位置を利用して自己整合的に決定することを特徴
とするマスク構造体の製造方法。 - 【請求項３】 前記第２のマスクを形成する工程は、前
記第１のマスクに覆われない個所のエッチング除去され
た前記遮光膜のない全ての部分にマスクを形成する工程
と、前記遮光膜の必要とされる部分を覆うマスクを形成
する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の
マスク構造体の製造方法。 - 【請求項４】 前記第１のマスクに覆われない個所のエ
ッチング除去された前記遮光膜のない全ての部分に形成
するマスクをネガレジストとした請求項３に記載のマス
ク構造体の製造方法。 - 【請求項５】 前記第２のマスクに覆われない個所の前
記遮光膜をエッチング除去した部分の前記基板材料を所
望の深さにエッチングすることにより前記位相シフタ部
を形成することを特徴とする請求項１に記載のマスク構
造体の製造方法。 - 【請求項６】 前記基板材料上に前記遮光膜を形成する
工程の前に、前記基板材料上に前記位相シフタ層を形成
する工程を有し、前記位相シフタ層の上に前記遮光膜を
形成し、前記第２のマスクに覆われない個所の前記遮光
膜をエッチング除去した部分の前記位相シフタ層をエッ
チング除去することによって前記位相シフタ部を形成す
ることを特徴とする請求項１に記載のマスク構造体の製
造方法。 - 【請求項７】 前記第１のマスクに覆われない個所の前
記遮光膜をエッチング除去した部分の前記基板材料を所
望の深さにエッチングすることにより前記位相シフタ部
を形成することを特徴とする請求項２に記載のマスク構
造体の製造方法。 - 【請求項８】 前記遮光膜を金属又は反射防止層付き金
属とし、前記基板材料を石英又はフッ化物系材料とした
請求項１〜７の何れか１つの請求項に記載のマスク構造
体の製造方法。 - 【請求項９】 前記遮光膜を光の反射材料とした請求項
１〜７の何れか１つの請求項に記載のマスク構造体の製
造方法。 - 【請求項１０】 前記遮光膜が光の反射材料と反射防止
材料の２層であり、母材側が光の反射材料である請求項
１〜７の何れか１つの請求項に記載のマスク構造体の製
造方法。 - 【請求項１１】 前記位相シフタ層をＣｒＯＮ、Ｃｒ
Ｏ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＯ、ＳｉＮ、Ｃ
ｒＦの何れか又はこれらの組み合わせとした請求項６に
記載のマスク構造体の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１〜１０に記載の方法により作
製した位相シフト型マスクを用いた露光装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の露光装置により作
製したデバイス。 - 【請求項１４】 請求項１〜１０に記載の方法により作
製した位相シフト型マスクを用いた露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02533299A JP3416554B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | マスク構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02533299A JP3416554B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | マスク構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000221660A JP2000221660A (ja) | 2000-08-11 |
| JP3416554B2 true JP3416554B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=12162990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02533299A Expired - Fee Related JP3416554B2 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | マスク構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416554B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2002252165A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ホールパターン形成方法 |
| JP4655532B2 (ja) * | 2004-08-02 | 2011-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | 露光用マスクの製造方法 |
| KR100914291B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2009-08-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 림 타입의 포토마스크 제조방법 |
| KR101624435B1 (ko) * | 2012-02-15 | 2016-05-25 | 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 | 위상 시프트 마스크 및 그 위상 시프트 마스크를 사용한 레지스트 패턴 형성 방법 |
| CN104078329B (zh) * | 2013-03-28 | 2019-05-28 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 自对准多重图形的形成方法 |
| WO2016129225A1 (ja) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成マスク用薄膜層付基体およびパターン化基体の製造方法 |
-
1999
- 1999-02-02 JP JP02533299A patent/JP3416554B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000221660A (ja) | 2000-08-11 |
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