JP3446943B2 - 描画用アライメントマークを有する位相シフトマスク - Google Patents
描画用アライメントマークを有する位相シフトマスクInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、描画用アライメン
トマークを有する位相シフトマスクに関し、特に、遮光
パターンから露出した位相シフト層のエッチングに用い
るレジストパターンを描画する際に用いられる高精度な
描画用アライメントマークに関するものである。
トマークを有する位相シフトマスクに関し、特に、遮光
パターンから露出した位相シフト層のエッチングに用い
るレジストパターンを描画する際に用いられる高精度な
描画用アライメントマークに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の製造には、遮光層に低反射
層を用いたレベンソン型位相シフトマスク、低反射層を
有するリム型ハーフトーン位相シフトマスク等の位相シ
フトマスクが用いられる。また、位相型の計算機ホログ
ラム、回折光学素子の製造工程において、低反射層を有
する遮光層をガラス部の多段エッチングのマスクとして
用いる方法がある。以下、本発明では、本来の意味での
位相シフトマスクに加えて、これら計算機ホログラム、
回折光学素子の製造工程において低反射層を有する遮光
層のパターンを設けてその遮光パターンを多段エッチン
グマスクとして用いる遮光パターンを残した中間品ある
いは最終品も加えて位相シフトマスクと呼ぶことにす
る。
層を用いたレベンソン型位相シフトマスク、低反射層を
有するリム型ハーフトーン位相シフトマスク等の位相シ
フトマスクが用いられる。また、位相型の計算機ホログ
ラム、回折光学素子の製造工程において、低反射層を有
する遮光層をガラス部の多段エッチングのマスクとして
用いる方法がある。以下、本発明では、本来の意味での
位相シフトマスクに加えて、これら計算機ホログラム、
回折光学素子の製造工程において低反射層を有する遮光
層のパターンを設けてその遮光パターンを多段エッチン
グマスクとして用いる遮光パターンを残した中間品ある
いは最終品も加えて位相シフトマスクと呼ぶことにす
る。
【０００３】さて、このような位相シフトマスクの製造
工程では、位相シフト層のエッチングに用いるレジスト
パターンの描画に光学式アライメント機構を用いた描画
装置を使用する場合、遮光層のマスクパターン（本パタ
ーン、又は、デバイスパターン）の周囲に設けた描画用
アライメントマークを用いて描画装置のアライメントを
行う。
工程では、位相シフト層のエッチングに用いるレジスト
パターンの描画に光学式アライメント機構を用いた描画
装置を使用する場合、遮光層のマスクパターン（本パタ
ーン、又は、デバイスパターン）の周囲に設けた描画用
アライメントマークを用いて描画装置のアライメントを
行う。
【０００４】従来、このような描画用アライメントマー
クは、低反射層を有する遮光層にマスクパターンと同時
に形成され、次工程で位相シフト層のエッチングのため
のレジスト塗布を行い、その描画用アライメントマーク
を利用して描画装置のアライメントを行い、塗布された
レジスト膜に描画を行うが、描画装置のアライメント用
カメラでレジスト膜の下にある描画用アライメントマー
クが確認しやすいように、照明光波長のレジスト膜内で
の多重干渉を考慮してレジスト膜の厚さの最適化が行わ
れる。レジストプロセス優先でレジスト膜厚を固定せざ
るを得ない場合には、照明光の波長を変えるか、あるい
は、ブロードバンド照明を用いて描画用アライメントマ
ークを確認できるようにしている。
クは、低反射層を有する遮光層にマスクパターンと同時
に形成され、次工程で位相シフト層のエッチングのため
のレジスト塗布を行い、その描画用アライメントマーク
を利用して描画装置のアライメントを行い、塗布された
レジスト膜に描画を行うが、描画装置のアライメント用
カメラでレジスト膜の下にある描画用アライメントマー
クが確認しやすいように、照明光波長のレジスト膜内で
の多重干渉を考慮してレジスト膜の厚さの最適化が行わ
れる。レジストプロセス優先でレジスト膜厚を固定せざ
るを得ない場合には、照明光の波長を変えるか、あるい
は、ブロードバンド照明を用いて描画用アライメントマ
ークを確認できるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、光学式アライン
ト機構を有する描画装置では、多波長若しくはブロード
バンド照明系を備えた高価なものを除いては、単色レー
ザー光によって描画用アライメントマークを照明するた
め、レジスト膜内での多重干渉やその下地の遮光層の反
射率の影響を受けやすく、安定した描画用アライメント
マークの認識ができず、アライメント精度がレジスト膜
厚のバラツキによって変動する等の不都合が生じやすか
った。
ト機構を有する描画装置では、多波長若しくはブロード
バンド照明系を備えた高価なものを除いては、単色レー
ザー光によって描画用アライメントマークを照明するた
め、レジスト膜内での多重干渉やその下地の遮光層の反
射率の影響を受けやすく、安定した描画用アライメント
マークの認識ができず、アライメント精度がレジスト膜
厚のバラツキによって変動する等の不都合が生じやすか
った。
【０００６】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、描画装置側や最
適化されたレジスト工程に影響を与えずに高精度なアラ
イメント描画を可能にする高精度な描画用アライメント
マークを提供することである。
みてなされたものであり、その目的は、描画装置側や最
適化されたレジスト工程に影響を与えずに高精度なアラ
イメント描画を可能にする高精度な描画用アライメント
マークを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の描画用アライメントマークを有する位相シフトマス
クは、低反射型遮光層に遮光パターンと描画用アライメ
ントマークが設けられ、その遮光層の下に位相シフトパ
ターンが設けられた位相シフトマスクにおいて、前記遮
光層の描画用アライメントマーク部の反射率が選択的に
高められていることを特徴とするものである。
明の描画用アライメントマークを有する位相シフトマス
クは、低反射型遮光層に遮光パターンと描画用アライメ
ントマークが設けられ、その遮光層の下に位相シフトパ
ターンが設けられた位相シフトマスクにおいて、前記遮
光層の描画用アライメントマーク部の反射率が選択的に
高められていることを特徴とするものである。
【０００８】その場合、低反射型遮光層は低反射層が表
面に設けられた２層あるいは３層構造からなり、表面の
低反射層を除去してその下層にある高反射層を露出させ
ることにより反射率が選択的に高められているもので
も、また、描画用アライメントマーク部の遮光層の上に
選択的に高反射層を設けて反射率が選択的に高められて
いるものであってもよい。
面に設けられた２層あるいは３層構造からなり、表面の
低反射層を除去してその下層にある高反射層を露出させ
ることにより反射率が選択的に高められているもので
も、また、描画用アライメントマーク部の遮光層の上に
選択的に高反射層を設けて反射率が選択的に高められて
いるものであってもよい。
【０００９】また、遮光パターンが位相型の計算機ホロ
グラム又は回折光学素子の透明基板のエッチングマスク
として用いられるものであっても、本発明を適用するこ
とができる。
グラム又は回折光学素子の透明基板のエッチングマスク
として用いられるものであっても、本発明を適用するこ
とができる。
【００１０】本発明においては、低反射型遮光層の描画
用アライメントマーク部の反射率が選択的に高められて
いるので、位相シフトマスクの製造工程において描画用
アライメントマークの上に成膜されるレジスト膜の厚さ
にバラツキがあっても、アライメントマークのパターン
形状を高コントラストで観察でき、アライメントマーク
の検出の確度が向上し、描画のアライメント精度が向上
し、その結果、高精度の位相シフトマスクが得られる。
用アライメントマーク部の反射率が選択的に高められて
いるので、位相シフトマスクの製造工程において描画用
アライメントマークの上に成膜されるレジスト膜の厚さ
にバラツキがあっても、アライメントマークのパターン
形状を高コントラストで観察でき、アライメントマーク
の検出の確度が向上し、描画のアライメント精度が向上
し、その結果、高精度の位相シフトマスクが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の描画用アライメン
トマークを有する位相シフトマスクの実施例について、
その製造工程に基づいて説明する。何れの実施例も基板
彫り込みレベンソン型位相シフトマスクの製造工程を例
にして説明している。図１は第１実施例の位相シフトマ
スクの製造工程を示す図であり、図１（１）に示すよう
に、合成石英基板１の表面に、クロム層２とその表面に
反射防止膜として設けた低反射クロム層３とからなる遮
光層４を設ける。次いで、図１（２）に示すように、そ
の遮光層４を周知のホトリソグラフィー法によりパター
ニングして、メインパターン５とその周囲に第２層描画
用アライメントパターン６とを同時に形成する。図２
に、遮光層４にこのようにして設けたメインパターン５
とその周囲に設けた第２層描画用アライメントパターン
６の配置を模式的に示す。
トマークを有する位相シフトマスクの実施例について、
その製造工程に基づいて説明する。何れの実施例も基板
彫り込みレベンソン型位相シフトマスクの製造工程を例
にして説明している。図１は第１実施例の位相シフトマ
スクの製造工程を示す図であり、図１（１）に示すよう
に、合成石英基板１の表面に、クロム層２とその表面に
反射防止膜として設けた低反射クロム層３とからなる遮
光層４を設ける。次いで、図１（２）に示すように、そ
の遮光層４を周知のホトリソグラフィー法によりパター
ニングして、メインパターン５とその周囲に第２層描画
用アライメントパターン６とを同時に形成する。図２
に、遮光層４にこのようにして設けたメインパターン５
とその周囲に設けた第２層描画用アライメントパターン
６の配置を模式的に示す。
【００１２】遮光層４にメインパターン５と第２層描画
用アライメントパターン６とを形成した後、図１（３）
に示すように、パターニングした遮光層４上にレジスト
膜７を塗布し、次に、図１（４）に示すように、第２層
描画用アライメントパターン６部のレジスト膜７を選択
的に露光・現像して除去する。この工程でのレジスト膜
７の選択的露光は、露光装置の基板設置時のセンタリン
グ精度を考慮して広めに露光する。その後、図１（５）
に示すように、レジスト膜７の開口部を通して遮光層４
の低反射クロム層３のみをドライエッチング除去してそ
の部分の遮光層４の反射率を高める。その後に、残った
レジスト膜７を剥離することにより、図１（６）に示す
ように、第２層描画用アライメントパターン６部分に高
反射アライメントマーク６’が形成される。
用アライメントパターン６とを形成した後、図１（３）
に示すように、パターニングした遮光層４上にレジスト
膜７を塗布し、次に、図１（４）に示すように、第２層
描画用アライメントパターン６部のレジスト膜７を選択
的に露光・現像して除去する。この工程でのレジスト膜
７の選択的露光は、露光装置の基板設置時のセンタリン
グ精度を考慮して広めに露光する。その後、図１（５）
に示すように、レジスト膜７の開口部を通して遮光層４
の低反射クロム層３のみをドライエッチング除去してそ
の部分の遮光層４の反射率を高める。その後に、残った
レジスト膜７を剥離することにより、図１（６）に示す
ように、第２層描画用アライメントパターン６部分に高
反射アライメントマーク６’が形成される。
【００１３】次に、この高反射アライメントマーク６’
を形成した後、図１（７）に示すように、メインパター
ン５と高反射アライメントマーク６’が形成された遮光
層４上に位相シフター形成用のレジスト膜８を塗布し、
次いで、図１（８）に示すように、すでに形成された高
反射アライメントマーク６’を用いて描画装置の光学式
アライント機構により高精度にアライメントして、メイ
ンパターン５の位相シフター彫り込み部のパターンをレ
ジスト膜８に描画し、現像する。その後、図１（９）に
示すように、レジスト膜８の開口部を通して合成石英基
板１を位相差１８０°分エッチングして彫り込む。その
後、残ったレジスト膜８を剥離することにより、図１
（１０）に示すような、基板彫り込みレベンソン型位相
シフトマスクが得られる。
を形成した後、図１（７）に示すように、メインパター
ン５と高反射アライメントマーク６’が形成された遮光
層４上に位相シフター形成用のレジスト膜８を塗布し、
次いで、図１（８）に示すように、すでに形成された高
反射アライメントマーク６’を用いて描画装置の光学式
アライント機構により高精度にアライメントして、メイ
ンパターン５の位相シフター彫り込み部のパターンをレ
ジスト膜８に描画し、現像する。その後、図１（９）に
示すように、レジスト膜８の開口部を通して合成石英基
板１を位相差１８０°分エッチングして彫り込む。その
後、残ったレジスト膜８を剥離することにより、図１
（１０）に示すような、基板彫り込みレベンソン型位相
シフトマスクが得られる。
【００１４】図１の実施例において、ＣＯＲＥ２５６４
ＰＳＭなるＡｒレーザー光によるマスク描画装置を用い
た場合、５３２ｎｍの波長において、レジスト膜８を塗
布した状態でアライメントマーク６’周辺の反射率が高
く（図１（８））、アライメントパターン形状を高コン
トラストで観察できる。したがって、ＹＡＧレーザーの
第２高調波５３２ｎｍを用いてアライメントマーク検出
光学系の照明を行い、マスク描画装置のＣＣＤカメラに
よってアライメントマーク６’のパターン画像を捉えて
その位置を認識することができる。本実施例により高反
射率化しない前のアライメントパターン６の反射率は第
２層描画用レジスト膜８の厚さを調整しても０〜２６％
であったが、本発明の実施例により高反射率化したアラ
イメントマーク６’の反射率は２６〜６２％に向上でき
た。それに伴い、アライメントマーク６’の検出の確度
が向上し、描画のアライメンント精度も向上できた。
ＰＳＭなるＡｒレーザー光によるマスク描画装置を用い
た場合、５３２ｎｍの波長において、レジスト膜８を塗
布した状態でアライメントマーク６’周辺の反射率が高
く（図１（８））、アライメントパターン形状を高コン
トラストで観察できる。したがって、ＹＡＧレーザーの
第２高調波５３２ｎｍを用いてアライメントマーク検出
光学系の照明を行い、マスク描画装置のＣＣＤカメラに
よってアライメントマーク６’のパターン画像を捉えて
その位置を認識することができる。本実施例により高反
射率化しない前のアライメントパターン６の反射率は第
２層描画用レジスト膜８の厚さを調整しても０〜２６％
であったが、本発明の実施例により高反射率化したアラ
イメントマーク６’の反射率は２６〜６２％に向上でき
た。それに伴い、アライメントマーク６’の検出の確度
が向上し、描画のアライメンント精度も向上できた。
【００１５】次に、図３に第２実施例の位相シフトマス
クの製造工程を示す図を示す。図３（１）に示すよう
に、合成石英基板１の表面に、クロム層２とその表面に
反射防止膜として設けた低反射クロム層３とからなる遮
光層４を設ける。次いで、図３（２）に示すように、後
記の第２層描画用アライメントパターン６”の領域近傍
のみの遮光層４上にスパッター若しくは蒸着によってク
ロム層９を成膜してその領域を高反射率化する。このと
き、メインパターン５が配置される中央部は搬送トレイ
によってマスキングされる。その上にレジスト膜を設け
て周知のホトリソグラフィー法によりパターニングし
て、図３（３）に示すように、中央の低反射領域にメイ
ンパターン５を、その周囲のクロムからなる高反射層９
の領域に高反射率の第２層描画用アライメントパターン
６”を、同時に形成する。
クの製造工程を示す図を示す。図３（１）に示すよう
に、合成石英基板１の表面に、クロム層２とその表面に
反射防止膜として設けた低反射クロム層３とからなる遮
光層４を設ける。次いで、図３（２）に示すように、後
記の第２層描画用アライメントパターン６”の領域近傍
のみの遮光層４上にスパッター若しくは蒸着によってク
ロム層９を成膜してその領域を高反射率化する。このと
き、メインパターン５が配置される中央部は搬送トレイ
によってマスキングされる。その上にレジスト膜を設け
て周知のホトリソグラフィー法によりパターニングし
て、図３（３）に示すように、中央の低反射領域にメイ
ンパターン５を、その周囲のクロムからなる高反射層９
の領域に高反射率の第２層描画用アライメントパターン
６”を、同時に形成する。
【００１６】次に、このメインパターン５、高反射アラ
イメントパターン６”を同時に形成した後、図３（４）
に示すように、メインパターン５と高反射アライメント
パターン６”が形成された遮光層４上に位相シフター形
成用のレジスト膜８を塗布し、次いで、図３（５）に示
すように、すでに形成された高反射アライメントパター
ン６”を用いて描画装置の光学式アライント機構により
高精度にアライメントして、メインパターン５の位相シ
フター彫り込み部のパターンをレジスト膜８に描画し、
現像する。その後、図３（６）に示すように、レジスト
膜８の開口部を通して合成石英基板１を位相差１８０°
分エッチングして彫り込む。その後、残ったレジスト膜
８を剥離することにより、図３（７）に示すような、基
板彫り込みレベンソン型位相シフトマスクが得られる。
イメントパターン６”を同時に形成した後、図３（４）
に示すように、メインパターン５と高反射アライメント
パターン６”が形成された遮光層４上に位相シフター形
成用のレジスト膜８を塗布し、次いで、図３（５）に示
すように、すでに形成された高反射アライメントパター
ン６”を用いて描画装置の光学式アライント機構により
高精度にアライメントして、メインパターン５の位相シ
フター彫り込み部のパターンをレジスト膜８に描画し、
現像する。その後、図３（６）に示すように、レジスト
膜８の開口部を通して合成石英基板１を位相差１８０°
分エッチングして彫り込む。その後、残ったレジスト膜
８を剥離することにより、図３（７）に示すような、基
板彫り込みレベンソン型位相シフトマスクが得られる。
【００１７】以上、本発明の描画用アライメントマーク
を有する位相シフトマスクの実施例をその製造工程に基
づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定されず
種々の変形が可能である。また、本発明の位相シフトマ
スクは基板彫り込みレベンソン型位相シフトマスクに限
らず、リム型ハーフトーン位相シフトマスク等に適応す
ることもできる。さらに、低反射層を有する遮光層のパ
ターンの下地層をその遮光層パターンの上に配置描画し
て形成したレジストパターンを通してエッング除去する
種々の光学素子、例えば多段の位相型の計算機ホログラ
ム、回折光学素子の製造工程にも適用できる。
を有する位相シフトマスクの実施例をその製造工程に基
づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定されず
種々の変形が可能である。また、本発明の位相シフトマ
スクは基板彫り込みレベンソン型位相シフトマスクに限
らず、リム型ハーフトーン位相シフトマスク等に適応す
ることもできる。さらに、低反射層を有する遮光層のパ
ターンの下地層をその遮光層パターンの上に配置描画し
て形成したレジストパターンを通してエッング除去する
種々の光学素子、例えば多段の位相型の計算機ホログラ
ム、回折光学素子の製造工程にも適用できる。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の描画用アライメントマークを有する位相シフトマスク
によると、低反射型遮光層の描画用アライメントマーク
部の反射率が選択的に高められているので、位相シフト
マスクの製造工程において描画用アライメントマークの
上に成膜されるレジスト膜の厚さにバラツキがあって
も、アライメントマークのパターン形状を高コントラス
トで観察でき、アライメントマークの検出の確度が向上
し、描画のアライメンント精度が向上し、その結果、高
精度の位相シフトマスクが得られる。
の描画用アライメントマークを有する位相シフトマスク
によると、低反射型遮光層の描画用アライメントマーク
部の反射率が選択的に高められているので、位相シフト
マスクの製造工程において描画用アライメントマークの
上に成膜されるレジスト膜の厚さにバラツキがあって
も、アライメントマークのパターン形状を高コントラス
トで観察でき、アライメントマークの検出の確度が向上
し、描画のアライメンント精度が向上し、その結果、高
精度の位相シフトマスクが得られる。
【図１】本発明の第１実施例の位相シフトマスクの製造
工程を示す図である。
工程を示す図である。
【図２】遮光層に設けたメインパターンとその周囲に設
けた第２層描画用アライメントパターンの配置を模式的
に示す図である。
けた第２層描画用アライメントパターンの配置を模式的
に示す図である。
【図３】本発明の第２実施例の位相シフトマスクの製造
工程を示す図である。
工程を示す図である。
１…合成石英基板
２…クロム層
３…低反射クロム層
４…遮光層
５…メインパターン
６…第２層描画用アライメントパターン
６’…高反射アライメントマーク
６”…高反射アライメントパターン（第２層描画用アラ
イメントパターン） ７…レジスト膜 ８…レジスト膜 ９…クロム層（高反射層）
イメントパターン） ７…レジスト膜 ８…レジスト膜 ９…クロム層（高反射層）
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03F 1/00 - 1/16
Claims (4)
- 【請求項１】 低反射型遮光層に遮光パターンと描画用
アライメントマークが設けられ、その遮光層の下に位相
シフトパターンが設けられた位相シフトマスクにおい
て、 前記遮光層の描画用アライメントマーク部の反射率が選
択的に高められていることを特徴とする描画用アライメ
ントマークを有する位相シフトマスク。 - 【請求項２】 前記低反射型遮光層は低反射層が表面に
設けられた２層あるいは３層構造からなり、表面の低反
射層を除去してその下層にある高反射層を露出させるこ
とにより反射率が選択的に高められていることを特徴と
する請求項１記載の描画用アライメントマークを有する
位相シフトマスク。 - 【請求項３】 前記描画用アライメントマーク部の前記
遮光層の上に選択的に高反射層を設けて反射率が選択的
に高められていることを特徴とする請求項１記載の描画
用アライメントマークを有する位相シフトマスク。 - 【請求項４】 前記遮光パターンが位相型の計算機ホロ
グラム又は回折光学素子の透明基板のエッチングマスク
として用いられることを特徴とする請求項１から３の何
れか１項記載の描画用アライメントマークを有する位相
シフトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26645498A JP3446943B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 描画用アライメントマークを有する位相シフトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26645498A JP3446943B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 描画用アライメントマークを有する位相シフトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000098583A JP2000098583A (ja) | 2000-04-07 |
| JP3446943B2 true JP3446943B2 (ja) | 2003-09-16 |
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ID=17431168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26645498A Expired - Fee Related JP3446943B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 描画用アライメントマークを有する位相シフトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3446943B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030063241A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-03 | Hoya Corporation | Opposite substrate for liquid crystal display panel, liquid crystal display panel, and method of fabricating them |
| JP4587837B2 (ja) * | 2005-02-18 | 2010-11-24 | Ｈｏｙａ株式会社 | グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク |
| JP4938243B2 (ja) | 2005-03-04 | 2012-05-23 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置及びその製造方法、並びに、半導体ウエハ及び半導体ウエハの製造方法 |
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