JP3429125B2 - 位相シフトマスク及びそのマスクを用いたレジストパターンの形成方法 - Google Patents
位相シフトマスク及びそのマスクを用いたレジストパターンの形成方法Info
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Description
ソグラフィ工程に用いられるハーフトーン位相シフトマ
スクの構造及びそのマスクを用いたレジストパターンの
形成方法に関するものである。
例えば、以下に示されるようなものがあった。
る。
口部3を有する遮光膜2が設けられている。ここで、遮
光膜2としては通常、Crが用いられている。
図である。
あるハーフトーン方式の位相シフトマスク(ハーフトー
ンマスク)であり、このマスクを用いることにより、解
像力、DOF(焦点深度)を向上させることができる。
この構造ではマスク基板11上に開口部13を有する1
0%程度以下の透明率を持たせた薄膜12が形成されて
おり、開口部13と薄膜12の位相差は180°となる
ように構成されている。このような薄膜12としてはC
r/SiO2 の2層構造(ここで、/は積層状態を示
す。以下、同様)や、あるいはMoSi系等の単層膜が
用いられる。
光強度プロファイルを示す図であり、図14(a)はそ
のハーフトーンマスクの断面図、図14(b)はそのハ
ーフトーンマスクによる光強度プロファイルを示す図、
図14(c)はそのハーフトーンマスクを用いてウエハ
上へ転写した場合の転写後のレジストパターンを示す断
面図である。
すなわち、マスク基板21に開口部23を有する10%
程度以下の透明率を持たせた薄膜22を形成したハーフ
トーンマスクを用いる。すると、図14(b)に示すよ
うに、ハーフトーンマスクによる位相差法では、パター
ン形成を行う開口部23の外側にサイドピーク26が生
じる。サイドピーク26は、転写性に影響を及ぼし、サ
イドピーク(Isp)26とピークインテンシティ(I
p)25の比Isp/Ipが大きいと、図14(c)に
示すように、ウエハ31上のポジレジスト32に、サイ
ドピーク26によりレジスト膜減り33が生じる。
イズ、ピッチによって変わり、例えば、抜きパターンの
場合、透過率は高い程、パターンサイズは大きい程、そ
してピッチは狭い程、サイドピークは上がる。
べた方法では、透過率の設定は1種類であり、様々なパ
ターンが存在する場合、効果を持たせたい最も微細なパ
ターンに対して透過率の最適化を行うと、例えば、抜き
パターンにおいては、最適化を行ったパターンよりも大
きいパターンではサイドピークが高くなるため、レジス
ト膜減りが生じるという問題点があった。また、スクラ
イブラインでは2重露光、4重露光による膜減りが生じ
るという問題点もあった。
たせたい最も微細なパターンの領域にのみ、ハーフトー
ン方式を適用できるため、大パターンやスクライブライ
ンにおける膜減りを抑えることができる位相シフトマス
ク及びそのマスクを用いたレジストパターンの形成方法
を提供することを目的とする。
において、マスク基板(101)上に形成された開口部
(103)を有する第1のハーフトーンシフター膜(1
02)と、前記第1のハーフトーンシフター膜(10
2)上の一部に前記マスク基板(101)上に形成され
た開口部(105)を有する第2のハーフトーンシフタ
ー膜(104)が形成されることを特徴とする。
を用いたレジストパターンの形成方法であって、最も微
細なマスクパターンの領域に前記第1のハーフトーンシ
フター膜(102)を用い、前記マスクパターンをレジ
ストに転写することを特徴とする。
(41)上に形成された開口部(45)を有するハーフ
トーンシフター膜(44)と、開口部(43)を有する
遮光膜(42)とを有し、前記遮光膜(42)上の一部
に前記ハーフトーンシフター膜(44)が形成されるよ
うにしたものである。
によれば、マスク基板(41)上にエッチングストッパ
ー(41A)と遮光膜(42)を順次成膜する工程と、
レジストを塗布し、レジストパターニングを行った後、
前記遮光膜(42)のウェットエッチングを行い、レジ
ストを除去する工程と、2層構造のハーフトーンシフタ
ー膜となる位相差調整用透明膜(44A)と透過率調整
用半透明膜(44B)を続けて成膜した後、レジストを
塗布し、レジストパターニングを行う工程と、前記透過
率調整用半透明膜(44B)のウェットエッチング、前
記位相差調整用透明膜(44A)のドライエッチング、
レジスト除去する工程とを順に施すようにした。
合、ハーフトーンマスク及び通常マスクの2種類の構造
を同一のマスク上に設けるようにしたので、効果を持た
せたい最も微細なパターンの領域にのみハーフトーン方
式を適用できるため、大パターンやスクライブラインに
おける膜減りを抑えることができる。
ラップ構造とすることにより、2回露光工程を行う際の
合わせ余裕をとることができ、境界においてハーフトー
ンシフター膜及び遮光帯がない構造をとらないようにす
ることができる。
基板(51)上に形成された開口部(53)を有するハ
ーフトーンシフター膜(52)と、開口部(55)を有
する遮光膜(54)とを有し、前記ハーフトーンシフタ
ー膜(52)上の一部に前記遮光膜(54)が形成され
るようにしたので、様々なパターンが存在する場合、ハ
ーフトーンマスク及び通常マスクの2種類の構造を同一
のマスク上に設けるので、効果を持たせたい最も微細な
パターンの領域のみハーフトーン方式を適用できるた
め、大パターンやスクライブラインにおける膜減りを抑
えることができる。また、2種類の構造の境界部ではオ
ーバーラップ構造とすることにより、2回露光工程を行
う際の合わせ余裕をとることができ、境界においてハー
フトーンシフター膜及び遮光帯がない構造をとらないよ
うにすることができる。
基板(61)上に形成された開口部(63)を有するハ
ーフトーンシフター膜(62)と、このハーフトーンシ
フター膜(62)上の開口部(63)のない領域の一部
に半透明膜(64)とを設けるようにしたので、様々な
パターンが存在する場合、ハーフトーンマスク及び通常
マスクの2種類の構造を同一のマスク上に設けるので、
効果を持たせたい最も微細なパターンの領域のみハーフ
トーン方式を適用できるため、パターン転写しない領域
の透過率を下げることができ、スクライブラインの2重
露光、4重露光部における膜減りを抑えることができ
る。
基板(71)上に形成された開口部(74)を有するハ
ーフトーンシフター膜(72)と、このハーフトーンシ
フター膜(72)上の一部に半透明膜(73)を有し、
この半透明膜(73)/ハーフトーンシフター膜(7
2)の積層部に開口部(75)を設けるようにした。
によれば、マスク基板(71)上に2層構造のハーフト
ーンシフター膜となる透過率調整用半透明膜(72A)
と位相差調整用透明膜(72B)及び半透明膜(73)
とを続けて成膜する工程と、レジストパターニングを行
い前記半透明膜(73)のウェットエッチング、レジス
ト除去により遮光帯を形成する工程と、レジストパター
ニングを行い、前記透過率調整用半透明膜(72A)と
位相差調整用透明膜(72B)のドライエッチング、レ
ジスト除去によりハーフトーン方式のパターンを形成す
る工程とを順に施すようにした。
合、ハーフトーンマスク及び通常マスクの2種類の構造
を同一のマスク上に設けるため、効果を持たせたい最も
微細なパターンの領域のみハーフトーン方式を適用でき
るため、大パターンやスクライブラインにおける膜減り
を抑えることができる。
基板(81)上に形成された開口部(84)を有するハ
ーフトーンシフター膜(83)と、前記マスク基板(8
1)上に形成された開口部を持たない半透明膜(82)
を有し、この半透明膜(82)上に前記ハーフトーンシ
フター膜(83)を設けるようにしたので、様々なパタ
ーンが存在する場合、ハーフトーンマスク及び通常マス
クの2種類の構造を同一のマスク上に設けるため、効果
を持たせたい最も微細なパターンの領域のみハーフトー
ン方式を適用できるため、パターン転写しない領域の透
過率を下げることができ、スクライブラインの2重露
光、4重露光部における膜減りを抑えることができる。
マスク基板(91)上に形成された半透明膜(92)
と、開口部(94)を有するハーフトーンシフター膜
(93)と、前記半透明膜(92)上にはハーフトーン
シフター膜(93)が存在し、このハーフトーンシフタ
ー膜(93)/半透明膜(92)の構造が開口部(9
5)を有するようにした。
によれば、マスク基板(91)上にエッチングストッパ
ー(91A)と半透明膜(92)とを成膜した後、レジ
ストパターニングを行う工程と、前記半透明膜(92)
のウェットエッチング、レジスト除去によりハーフトー
ン方式と通常方式の領域の形成を行う工程と、2層構造
のハーフトーンシフター膜(93)となる透過率調整用
半透明膜(93B)と位相差調整用透明膜(93A)を
続けて成膜する工程と、レジストパターニングを行い、
前記透過率調整用半透明膜(93B)のウェットエッチ
ング、前記位相差調整用透明膜(93A)のドライエッ
チング、前記半透明膜(92)のドライエッチング、レ
ジスト除去によりハーフトーン方式と通常方式のパター
ンを形成する工程とを順に施すようにした。
合、効果を持たせたい最も微細なパターンの領域のみハ
ーフトーン方式を適用できるため、大パターンやスクラ
イブラインにおける膜減りを抑えることができる。
ば、マスク基板(101)上に開口部(106)を有す
るハーフトーンシフター膜(102)と、開口部(10
5)を有するハーフトーンシフター膜(104)とを有
し、前記ハーフトーンシフター膜(102)上の一部に
ハーフトーンシフター膜(104)が形成されるように
した。
によれば、マスク基板(101)上にエッチングストッ
パー(101A)、2層構造のハーフトーンシフター膜
(102)となる位相差調整用透明膜(102A)と透
過率調整用半透明膜(102B)を続けて成膜する工程
と、レジストパターニングを行い、前記透過率調整用半
透明膜(102B)のウェットエッチング、前記位相差
調整用透明膜(102A)のドライエッチング、レジス
ト除去によりハーフトーン方式を形成する工程と、前記
ハーフトーンシフター膜(102)の保護膜あるいは位
相差調整用となる透明膜(104A)、遮光膜あるいは
透過率調整用となる半透明膜(104B)を続けて成膜
した後、レジストパターニングを行い、前記遮光膜ある
いは透過率調整用となる半透明膜(104B)のウェッ
トエッチング、透明膜(104A)のドライエッチン
グ、レジスト除去により通常方式を形成する工程を順に
施すようにした。
合、透過率設定が2種類できるため効果を持たせたい最
も微細なパターンで最適な透過率設定ができるととも
に、他のパターンでも異なる透過率によるハーフトーン
方式を適用できる。また、2種類の構造の境界部ではオ
ーバーラップ構造とすることにより、2回露光工程を行
う際の合わせ余裕をとることができ、境界においてハー
フトーンシフター膜及び遮光帯がない構造をとらないよ
うにすることができる。
ながら説明する。
ーンマスクの概略断面図であり、ここではエッチングス
トッパー等細かな点については示されていない。図2は
そのようなハーフトーンマスクの製造工程断面図であ
る。
開口部43を有する遮光膜42が形成されており、その
遮光膜42上の一部に重なるようにハーフトーンシフタ
ー膜44が存在し、このハーフトーンシフター膜44に
は開口部45が形成されている。
造方法について図2を参照しながら説明する。ここで
は、ハーフトーンシフター膜としてCr/SiO2 の2
層構造を用いる。
スク基板41上に、ITO、ネサガラス等のエッチング
ストッパー41A及び遮光膜としてCr42を成膜後、
レジストを塗布し、電子ビーム描画等によりレジストパ
ターニングを行い、レジストパターン42Rを形成す
る。
酸第二セリウムアンモニウムによりCr42のウェット
エッチングを行い、Cr42の開口部43を形成後、ア
ッシングによりレジストパターン42R〔図2(a)参
照〕を除去する。これにより、通常方式の遮光膜パター
ン42Aが形成される。
ーフトーンシフター膜として位相差調整用の透明膜とし
てのSiO2 膜44Aと、透過率調整用の半透明膜Cr
44Bを、所望の透過率で基板との位相差が180°と
なるような膜厚でスパッタにより成膜し、電子ビーム描
画等によりレジストパターニングを行い、レジストパタ
ーン44Rを形成する。
酸第二セリウムアンモニウムによるCr44Bのウェッ
トエッチングと、C2 F6 +CHF3 ガスによるSiO
2 膜44Aのドライエッチングを続けて行った後、開口
部45を形成し、アッシングによりレジストパターン4
4Rを除去し、ハーフトーン方式のパターンが形成され
る。C2 F6 +CHF3 ガスを用いることにより、Si
O2 膜44AとCr44B及びエッチングストッパー4
1Aとの選択比は確保される。
ーンマスクの概略断面図である。
に、開口部53を有するハーフトーンシフター膜52
と、開口部55を有する遮光膜54があり、そのハーフ
トーンシフター膜52上の一部に遮光膜Cr54が存在
している。
ーンマスクの概略断面図である。
開口部63を有するハーフトーンシフター膜62があ
り、このハーフトーンシフター膜62上の開口部のない
領域の一部に半透明膜(Cr)64が存在している。
ーンマスクの概略断面図、図6はそのようなハーフトー
ンマスクの製造工程断面図である。
開口部74を有するハーフトーンシフター膜72があ
り、このハーフトーンシフター膜72上の一部に半透明
膜(Cr)73が存在し、この半透明膜73/ハーフト
ーンシフター膜72の積層部に開口部75を形成してい
る。
造方法について図6を参照しながら説明する。ここで、
ハーフトーンシフター膜として、SiO2 /Crの2層
構造を用いる。
スク基板71上に、ハーフトーンシフター膜として透過
率調整用の半透明膜Cr72Aと、位相差調整用の透明
膜としてのSiO2 膜72Bとを、所望の透過率で基板
との位相差が180°となるような膜厚でスパッタによ
り成膜し、さらに、半透明膜としてCr73を成膜後、
電子ビーム描画によりレジストパターニングを行い、レ
ジストパターン73R1を形成する。
酸第二セリウムアンモニウムによりCr73のウェット
エッチングを行った後、アッシングによりレジストパタ
ーン73R1〔図6(a)参照〕を除去し、ハーフトー
ン方式と通常方式の領域を形成する。
インパターンを形成するために、電子ビーム描画等によ
りレジストパターニングを行い、レジストパターン73
R2を形成する。
酸第二セリウムアンモニウムによりCr73のウェット
エッチングを行った後(第4実施例の場合のみ)、C2
F6+CHF3 ガスによるSiO2 膜72Bのドライエ
ッチングと、CF4 +O2 によるCr72Aのドライエ
ッチングを続けて行い、開口部74と75とを形成す
る。その後、アッシングによりレジストパターン73R
2を除去する。C2 F6+CHF3 ガスを用いることに
より、SiO2 膜72BとCr72Aとの選択比は確保
される。
ーンマスクの概略断面図である。
開口部84を有するハーフトーンシフター膜83と開口
部を持たない半透明膜(Cr)82があり、半透明膜8
2上にはハーフトーンシフター膜83が存在する。
ーンマスクの概略断面図、図9はそのようなハーフトー
ンマスクの製造工程断面図である。
半透明膜(Cr)92と、開口部94を有するハーフト
ーンシフター膜93があり、半透明膜92上にはハーフ
トーンシフター膜93が存在し、このハーフトーンシフ
ター膜93/半透明膜92の積層部に開口部95を形成
している。
造方法について図9を参照しながら説明する。ここで、
ハーフトーンシフター膜としてSiO2 /Crの2層構
造を用いる。
スク基板91上に、ITO、ネサガラス等のエッチング
ストッパー91A及び半透明膜としてCr92を成膜
後、電子ビーム描画等によりレジストパターニングを行
い、レジストパターン92Rを形成する。
酸第二セリウムアンモニウムによりCr92のウェット
エッチングを行った後、アッシングによりレジストパタ
ーン92R〔図9(a)参照〕を除去し、ハーフトーン
方式と通常方式の領域を形成する。
ーフトーンシフター膜として位相差調整用のSiO2 膜
93Aと透過率調整用の半透明膜Cr93Bを、所望の
透過率で基板との位相差が180°となるような膜厚で
スパッタにより成膜し、メインパターンを形成するため
に、電子ビーム描画等によりレジストパターニングを行
い、レジストパターン93Rを形成する。
硝酸第二セリウムアンモニウムによるCr93Bのウェ
ットエッチングを行った後、C2 F6 +CHF3 ガスに
よるSiO2 膜93Aのドライエッチングと、CF4 +
O2 によるCr92のドライエッチングを続けて行い、
開口部94と95とを形成する。その後、アッシングに
よりレジストパターン93R〔図9(c)参照〕を除去
する。ここで、C2 F6 +CHF3 ガスを用いることに
より、SiO2 膜93AとCr93Bとの選択比は確保
される。
トーンマスクの概略断面図、図11はそのようなハーフ
トーンマスクの製造工程断面図である。ここでは、ハー
フトーンシフター膜としてCr/SiO2 の2層構造を
用いる。
1上に、開口部106を有するハーフトーンシフター膜
102と、開口部105を有するハーフトーンシフター
膜104があり、ハーフトーンシフター膜102上の一
部にハーフトーンシフター膜104が存在している。
造方法について図11を参照しながら説明する。ここ
で、ハーフトーンシフター膜としてSiO2 /Crの2
層構造を用いる。
マスク基板101上に、ITO,ネサガラス等のエッチ
ングストッパー101A及びハーフトーンシフター膜と
して位相差調整用のSiO2 膜102Aと透過率調整用
の半透明膜Cr102Bを、所望の透過率で基板との位
相差が180°となるような膜厚でスパッタにより成膜
し、電子ビーム描画等によりレジストパターニングを行
い、レジストパターン102Rを形成する。
硝酸第二セリウムアンモニウムによるCr102Bのウ
ェットエッチングと、C2 F6 +CHF3 によるSiO
2 膜102Aのドライエッチングを続けて行い、開口部
103を形成した後、アッシングによりレジストパター
ン102R〔図11(a)参照〕を除去する。
形成される。C2 F6 +CHF3 ガスを用いることによ
り、SiO2 膜102AとCr102B及びエッチング
ストッパー101Aとの選択比は確保される。
に、ハーフトーンシフター膜として位相差調整用のSi
O2 膜104Aと、透過率調整用の半透過膜Cr104
Bを、所望の透過率で基板との位相差が180°となる
ような膜厚でスパッタにより成膜し、電子ビーム描画等
によりレジストパターニングを行い、レジストパターン
104Rを形成する。
に、SiO2 膜104A及びCr104Bはハーフトー
ン方式のパターン形成と同様にして、硝酸第二セリウム
アンモニウムによるCr104Bのウェットエッチング
と、C2 F6 +CHF3 ガスによるSiO2 膜104A
のドライエッチングを続けて行い、開口部105と10
6を形成する。その後、アッシングによりレジストパタ
ーン104R〔図11(c)参照〕を除去する。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
ような効果を奏することができる。
ーフトーンマスク及び通常マスクの2種類の構造を同一
のマスク上に設けるようにしたので、効果を持たせたい
最も微細なパターンの領域にのみハーフトーン方式を適
用できるため、大パターンやスクライブラインにおける
膜減りを抑えることができる。
ラップ構造とすることにより、2回露光工程を行う際の
合わせ余裕をとることができ、境界においてハーフトー
ンシフター膜及び遮光膜がない構造をとらないようにす
ることができる。
ーフトーンマスク及び通常マスクの2種類の構造を同一
のマスク上に設けるため、効果を持たせたい最も微細な
パターンの領域のみハーフトーン方式を適用できるた
め、パターン転写しない領域の透過率を下げることがで
き、スクライブラインの2重露光、4重露光部における
膜減りを抑えることができる。
ーフトーンマスク及び通常マスクの2種類の構造を同一
のマスク上に設けるため、効果を持たせたい最も微細な
パターンの領域のみハーフトーン方式を適用できるた
め、大パターンやスクライブラインにおける膜減りを抑
えることができる。
ーフトーンマスク及び通常マスクの2種類の構造を同一
のマスク上に設けるため、効果を持たせたい最も微細な
パターンの領域のみハーフトーン方式を適用できるた
め、パターン転写しない領域の透過率を下げることがで
き、スクライブラインの2重露光、4重露光部における
膜減りを抑えることができる。
果を持たせたい最も微細なパターンの領域のみハーフト
ーン方式を適用できるため、大パターンやスクライブラ
インにおける膜減りを抑えることができる。
よれば、様々なパターンが存在する場合、透過率設定が
2種類できるため効果を持たせたい最も微細なパターン
で最適な透過率設定ができるとともに、他のパターンで
も異なる透過率によるハーフトーン方式を適用できる。
また、2種類の構造の境界部ではオーバーラップ構造と
することにより、2回露光工程を行う際の合わせ余裕を
とることができ、境界においてハーフトーンシフター膜
及び遮光帯がない構造をとらないようにすることができ
る。
の概略断面図である。
の製造工程断面図である。
の概略断面図である。
の概略断面図である。
の概略断面図である。
の製造工程断面図である。
の概略断面図である。
の概略断面図である。
の製造工程断面図である。
クの概略断面図である。
クの製造工程断面図である。
イルを示す図である。
ク基板 41A,91A,101A エッチングストッパー 42,54 遮光膜(Cr) 42A 遮光膜パターン 42R,44R,73R1,73R2,92R,93
R,102R,104Rレジストパターン 43,45,53,55,63,74,75,84,9
4,95,103,105,106 開口部 44,52,62,72,83,93,102,104
ハーフトーンシフター膜 44A,72B,93A,102A,104A 位相
差調整用の透明膜(SiO2 膜) 44B,72A,93B,102B,104B 透過
率調整用の半透明膜(Cr) 64,73,82,92 半透明膜(Cr)
Claims (2)
- 【請求項1】(a)マスク基板上に形成された開口部を
有する第1のハーフトーンシフター膜と、 (b)前記第1のハーフトーンシフター膜上の一部に前
記マスク基板上に形成された開口部を有する第2のハー
フトーンシフター膜が形成され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を用い
たレジストパターンの形成方法であって、最も微細なマ
スクパターンの領域に前記第1のハーフトーンシフター
膜を用い、前記マスクパターンをレジストに転写するこ
とを特徴とするレジストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33320495A JP3429125B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 位相シフトマスク及びそのマスクを用いたレジストパターンの形成方法 |
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JP33320495A JP3429125B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 位相シフトマスク及びそのマスクを用いたレジストパターンの形成方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09179287A JPH09179287A (ja) | 1997-07-11 |
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JP4521694B2 (ja) * | 2004-03-09 | 2010-08-11 | Hoya株式会社 | グレートーンマスク及び薄膜トランジスタの製造方法 |
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