JP4207411B2 - レベンソン型位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、LSI等の半導体集積回路の製造に用いられるレベンソン型位相シフトマスクの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路の製造工程においては、シリコンウェハー上などに回路を構成する素子や配線の高集積化及びパターンの微細化が進展している。フォトリソグラフィ技術においては、微細パターンを形成するためのパターン露光用のマスクとしてフォトマスクが用いられる。このフォトマスクの一種に位相シフト法を用いた位相シフトマスクがある。位相シフト法は、微細パターンを転写する際の解像度向上技術の1つであり、実用化のための開発が盛んに行われている。
原理的にはマスク上の隣接する領域に互いの透過光の位相差が180度となるように位相シフト部を設けることにより、透過光が回折し干渉し合う際に境界部の光強度を弱め、その結果として転写パターンの解像度を向上させるものである。これにより通常のフォトマスクに比べて飛躍的に優れた微細パターンの解像度向上及び焦点深度向上の効果が得られる。
【0003】
上記位相シフトマスクの一種として、透明基板をドライエッチング等にて掘り込みを形成して位相シフタを形成する方法(掘り込み型)のレベンソン型位相シフトマスクが、例えば特開昭62−189468号公報に開示されている。
レベンソン型位相シフトマスクにおいては、図5(a)に示すように、透明基板101上に遮光パターン111と透明領域112が同一間隔で繰り返して配置された繰り返しパターンに対し、図5(b)に示すように、1個置きに、透明基板101の透明領域112をエッチングして掘り込み121を形成し、シフター121を配置する。その際にシフター121には側壁ができ、それが影響して、シフターを形成していない位相差0°の透明領域112に比べて通過する光量が少なくなり、このマスクを用いてパターン転写するとシフター121領域のパターン寸法は透明領域112で転写されたパターンより小さくなる。
【0004】
上記、転写寸法の差を是正するために、図6(a)に示すように、掘り込みの側壁にアンダーカットδSを入れたシフター構造にするか、図6(b)に示すように、両堀り方式(Dual trench type)のシフター構造にして対応してきた。
また、図6(c)に示すように、図5(b)のシフター121だけに若干バイアスをかけて大きくして、通過する光量のバランスをとるということが行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図6(a)の掘り込み121aにアンダーカットδSを入れる方式では、掘り込み121aの上部にクロムパターン111の端部にアンダーカットδSによるひさしができ、このひさしに異物が付着しやすく、また、洗浄の際ひさしが折れてしまいマスク欠陥になるという問題を有する。
図6(b)の両堀り方式では、掘り込みを深くエッチングする必要があるため、全体的な光強度のコントラストが低下する。また、位相差の面内バラツキも強調されて、位相差のコントロールが難しくなるという問題を有する。
【0006】
以下、レベンソン型位相シフトマスク(片掘り方式)の製造方法の一例を図4(a)〜(f)を用いて説明する。
まず、石英基板等からなる透明基板51上にクロム膜からなる遮光膜61及びレジスト層71が形成されたブランク50を準備する(図4(a)参照)。
次に、レジスト層71を電子ビームにてパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン71aを形成し、レジストパターン71aをマスクにして遮光膜61をエッチングする(図4(b)参照)。
次に、レジストパターン71aを専用の剥離液で剥離し、透明基板51上に遮光パターン61a及び透明領域62が形成されたマスク60を作製する(図4(c)参照)。
【0007】
次に、マスク60上にレジストをスピナーにて塗布し、レジスト層72を形成し、レジスト層72を電子ビームにてパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、シフターを形成すべき領域の透明領域62上に開口部73を有するレジストパターン72aを形成する(図4(d)参照)。
次に、レジストパターン72aをマスクにして透明基板51をドライエッチング及びウェットエッチングを行って、掘り込み52を形成する(図4(e)参照)。ここで、掘り込み52を形成する際サイドエッチにより遮光パターン61aに対してアンダーカットδSが形成される。
【0008】
次に、レジストパターン72aを専用の剥離液で剥離し、透明基板51に遮光パターン61a及びシフタ52が形成されたレベンソン型位相シフトマスク(片掘り方式)200を得る(図4(f)参照)。
【0009】
レベンソン型位相シフトマスク(片掘り方式)200では、上記したように、シフター52のクロムパターン61aの端部はアンダーカットδs分だけひさしがでているため、このひさしに異物が付着しやすく、また、洗浄でひさしが折れてマスク欠陥になるという問題を有する。
【0010】
本発明は上記の問題点に鑑みなされたもので、透過光量バランスに優れた欠陥のないレベンソン型位相シフトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、以下の工程を少なくとも備えていることを特徴とするレベンソン型位相シフトマスクの製造方法としたものである。
(a)石英基板等からなる透明基板11上にクロム膜等からなる遮光膜21及びレジスト層31が形成されたブランク10を準備する工程。
(b)前記レジスト層31をパターニング処理してレジストパターン31aを形成し、前記レジストパターン31aをマスクにして前記遮光膜21をエッチングする工程。
(c)前記レジストパターン31aを剥離して、前記透明基板11上に遮光パターン21a及び透過領域22を有するマスク20を作製する工程。
(d)前記マスク20上にレジスト層を形成し、一連のパターニング処理を行って、前記マスク20のシフターとなる領域の透過領域22及び前記遮光パターン21a上に開口部33を有するレジストパターン32aを形成する工程。
(e)前記レジストパターン32aをマスクにして遮光パターン21a端部をエッチングして遮光パターン21bを形成し、さらに、前記レジストパターン32aをマスクにして透明基板11をドライエッチングして掘り込み12を形成する工程。
(f)前記レジストパターン32aを専用の剥離液で剥離する工程。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき説明する。
図1(a)〜(g)に、本発明のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法の一実施例を工程順に示す模式構成断面図を示す。
本発明のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法は、透明基板11上に遮光パターン21a及び21bが形成されたマスク20の所定領域に片堀り方式のシフター12を形成する際、位相差180°のシフター領域と位相差0°の透過領域の透過光量バランスをとるために、最初、遮光パターン21aの端部を所定幅エッチングして位相差180°のシフター形成領域を広げた遮光パターン21bを形成し、さらに、透明基板11をドライエッチングして所定深さの掘り込み12を形成し、位相差180°のシフター12を形成する。
ここで、掘り込み12を形成する際クロムパターン21bのエッジと掘り込み12の側壁が同一面になるようにしたもので、掘り込み12にかかるクロムパターン21bのひさしがないため、ひさし折れ等の欠陥が出ず、洗浄耐性のあるレベンソン型位相シフトマスクを得ることができる。
【0013】
図1(a)〜(g)を用いて、本発明のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法について説明する。
まず、合成石英からなる透明基板11上にクロム膜上に酸化クロム膜を形成した2層膜からなる遮光膜21及びレジスト層31が形成されたブランク10を準備する(図1(a)参照)。
次に、レジスト層31を電子ビームにてパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン31aを形し、レジストパターン31aをマスクにして遮光膜21をエッチングする(図1(b)参照)。
次に、レジストパターン31aを専用の剥離液で剥離し、透明基板11上に遮光パターン21a及び透過領域22が形成されたマスク20を作製する(図1(c)参照)。
ここで、クロムパターン21aと透過領域22のパターン幅は同じ幅で形成されている。
【0014】
次に、マスク20上にレジストをスピナーにて塗布し、レジスト層32を形成し、レジスト層32を電子ビームにてパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、シフターを形成すべき透過領域22の遮光パターン21a上に開口部33を有するレジストパターン32aを形成する(図1(d)参照)。
次に、レジストパターン32aをマスクにして遮光パターン21aの端部をドライエッチングにてエッチングして、遮光パターン21bを形成する(図1(e)参照)。
ここで、開口部33のパターン幅は位相差0°の透過領域22と位相差180°のシフター12の透過光量が同一になるように、位相差0°の透過領域22のパターン幅よりも若干大きめに設定されている。例えば、露光光としてKrF(248nm)を使用した場合、遮光パターン21a及び透過領域22のパターン幅が0.4μmでは透過光量を同一にするために、開口部33のパターン幅は0.44μmとすれば、エッチング後の遮光パターン21bは0.38μmとなる。
【0015】
次に、レジストパターン32aをマスクにして、透明基板11をドライエッチングにてエッチングし、掘り込み12を形成する(図1(f)参照)。
掘り込み12の深さは、例えば、露光光としてKrF(248nm)を使用し、位相差0°の透過領域22のパターン幅が0.4μm、位相差180°のシフター12のパターン幅が0.44μmの場合、0.24μmとなる。
【0016】
次に、レジストパターン32aを専用の剥離液で剥離し、透明基板11に遮光パターン21a及び21b、位相差0°の透過領域22及び位相差180°のシフター12が形成されたレベンソン型位相シフトマスク(片掘り方式)100を得る(図1(g)参照)。
【0017】
上記、本発明のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法で得られたレベンソン型位相シフトマスク100及び従来のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法で得られたレベンソン型位相シフトマスク200のシフターに発生した欠陥の修正について、図2(a)、(b)及び図3(a)、(b)を用いて説明する。
本発明のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法で得られたレベンソン型位相シフトマスク100のシフター12に発生したエッチング残り等の欠陥D(図2(a)参照)はFIB(フォーカスト・イオン・ビーム)等で除去、修正すれば、ほぼ完全に修正される(図2(b)参照)のに対し、従来のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法で得られたレベンソン型位相シフトマスク200のシフター52に発生したエッチング残り等の欠陥D(図3(a)参照)はFIB(フォーカスト・イオン・ビーム)等で除去、修正しても、遮光パターン61a端部のアンダーカッティング領域は除去、修正されず、アンダーカッティング領域に欠陥D’として残る。
【0018】
また、上記、レベンソン型位相シフトマスク(片掘り方式)100を用いて、KrF(248nm)にて縮小投影露光した結果0.1μmのラインアンドスペースの繰り返しパターンが得られた。
【0019】
【発明の効果】
本発明のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法で得られたレベンソン型位相シフトマスク(片掘り方式)は、シフターの遮光パターンにひさしがないので、ひさし折れ等の欠陥が発生せず、優れた洗浄耐性を有する。
また、遮光パターン周辺のシフターにエッチング残り等の欠陥が発生しても、アンダーカットがないため、シフター欠陥の修正が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(g)は、本発明のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法の一実施例を工程順に示す模式構成断面図である。
【図2】(a)〜(b)は、本発明のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法で得られたレベンソン型位相シフトマスクのシフターに発生した欠陥の修正状況を示す説明図である。
【図3】(a)〜(b)は、従来のレベンソン型位相シフトマスクの製造方法で得られたレベンソン型位相シフトマスクのシフターに発生した欠陥の修正状況を示す説明図である。
【図4】(a)〜(f)は、レベンソン型位相シフトマスクの従来の製造方法の一例を工程順に示す模式構成断面図である。
【図5】(a)〜(b)は、レベンソン型位相シフトマスクの構成を示す説明図である。
【図6】(a)〜(c)は、レベンソン型位相シフトマスクの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
10、50……ブランク
11、51、101……透明基板
12、52、121、121a、121b、121c、121’……シフター(掘り込み)
20、60……マスク
21、61……遮光膜
21a、21b、61a、111……遮光パターン
22、62、112……透明領域
31、71……レジスト層
31a、32a、71a、72a……レジストパターン
33、73……開口部
100、200……レベンソン型位相シフトマスク
δS……アンダーカット
Claims (1)
- 以下の工程を少なくとも備えていることを特徴とするレベンソン型位相シフトマスクの製造方法。
(a)石英基板等からなる透明基板(11)上にクロム膜等からなる遮光膜(21)及びレジスト層(31)が形成されたブランク(10)を準備する工程。
(b)前記レジスト層(31)をパターニング処理してレジストパターン(31a)を形成し、前記レジストパターン(31a)をマスクにして前記遮光膜(21)をエッチングする工程。
(c)前記レジストパターン(31a)を剥離して、前記透明基板(11)上に遮光パターン(21a)及び透過領域(22)を有するマスク(20)を作製する工程。
(d)前記マスク(20)上にレジスト層を形成し、一連のパターニング処理を行って、前記マスク(20)のシフターとなる領域の透過領域(22)及び前記遮光パターン(21a)上に開口部(33)を有するレジストパターン(32a)を形成する工程。
(e)前記レジストパターン(32a)をマスクにして遮光パターン(21a)端部をエッチングして遮光パターン(21b)を形成し、さらに、前記レジストパターン(32a)をマスクにして透明基板(11)をドライエッチングして掘り込み(12)を形成する工程。
(f)前記レジストパターン(32a)を専用の剥離液で剥離する工程。
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