JPH02211450A - Phase shift mask and its manufacture - Google Patents

Phase shift mask and its manufacture

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JPH02211450A
JPH02211450A JP1032337A JP3233789A JPH02211450A JP H02211450 A JPH02211450 A JP H02211450A JP 1032337 A JP1032337 A JP 1032337A JP 3233789 A JP3233789 A JP 3233789A JP H02211450 A JPH02211450 A JP H02211450A
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JP
Japan
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shifter
light
mask
phase shift
film
Prior art date
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Application number
JP1032337A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Usui
洋一 臼井
Shinichi Hamaguchi
新一 濱口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP1032337A priority Critical patent/JPH02211450A/en
Publication of JPH02211450A publication Critical patent/JPH02211450A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate a change with the lapse of time in the membrane property of a shifter, to eliminate reflection on the boundary surface with a transparent substrate, and to facilitate film thickness control by forming a recessed part of specific depth as the shifter in the transparent substrate. CONSTITUTION:The shifter 13 consisting of the recessed part of the depth (D) satisfying an equation is formed in the glass substrate 11. Here, lambda is the wavelength of irradiating light and (n) is the refractive index of the shifter. Then a light shielding pattern 12 made of Cr, etc., is formed on, for example, the substrate 11, and a specific conductive film 14 and a positive resist film 15 are laminated in order by coating and then exposed by an electron beam exposing method and developed to remove the exposed part of the film 15. Then the film 14 is etched, and the substrate 11 is dry-etched to remove the films 15 and 14, thus forming the phase shifting mask.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 フォトマスクのうちの位相シフトマスクとその製造方法
に関し、 高品質で安定した位相シフトマスクを得ることを目的と
し、 位相シフトマスクは、透明基板上に光を遮断する遮光パ
ターンと光の位相を180° シフトさせるシフターと
を具備させて、前記シフターを透明基板に設けた深さD
=λ/2(n−1)の凹部に構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a phase shift mask among photomasks and its manufacturing method, the purpose of the phase shift mask is to obtain a high quality and stable phase shift mask. and a shifter that shifts the phase of light by 180°, and the depth D at which the shifter is provided on the transparent substrate.
=λ/2(n-1) concave portion.

また、位相シフトマスクの製造方法は、通常のマスクの
形成法によって遮光パターンを形成した後にシフターを
形成する形成方法(1)と、遮光パターンとシフターと
を別々に形成する形成方法(n)と、遮光パターンのみ
を有する第1マスクに、シフター形成部分のみを光透過
部としたパターンを有する第2マスクを転写して第1マ
スクを位相シフトマスクにする形成方法(III)との
三通りがある。
Further, there are two methods for manufacturing a phase shift mask: a formation method (1) in which a shifter is formed after forming a light-shielding pattern by a normal mask formation method, and a formation method (n) in which a light-shielding pattern and a shifter are formed separately. There are three methods of formation (III), in which a second mask having a pattern in which only the shifter forming part is a light transmitting part is transferred to a first mask having only a light-shielding pattern, and the first mask is made into a phase shift mask. be.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は半導体装置の製造方法などに用いられるフォト
マスクとその製造方法のうち、位相シフトマスクとその
製造方法に関する。
The present invention relates to a phase shift mask and a method of manufacturing the same, among photomasks and methods of manufacturing the same used in methods of manufacturing semiconductor devices and the like.

半導体装置の製造方法においては、フォトリソグラフィ
技術は必須の工程で、そのフォトリソグラフィ技術に用
いるフォトマスクは一層の高品質化が要望されている。
In the manufacturing method of semiconductor devices, photolithography technology is an essential step, and there is a demand for higher quality photomasks used in the photolithography technology.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

フォトリソグラフィ技術で用いられるフォトマスクには
2種類があり、半導体ウェハー(以下にウェハーと略称
する)上に転写するデバイスパターンと同一寸法のパタ
ーンを設けて、1:1の大きさに転写するものをマスク
(狭義)と呼び、転写するデバイスパターンを例えば5
倍に拡大してウェハー上に縮小投影するものをレチクル
と称して、最近、レチクルの方が汎用されている。本発
明はレチクルを主としているが、マスクにも適用でき、
従って、レチクルを単にマスク(広義)と称して以下に
説明することにする。
There are two types of photomasks used in photolithography technology: those that have a pattern with the same dimensions as the device pattern to be transferred onto a semiconductor wafer (hereinafter referred to as wafer), and are transferred to a 1:1 size. is called a mask (in a narrow sense), and the device pattern to be transferred is, for example, 5
A device that is magnified twice and projected on a wafer in a reduced size is called a reticle, and recently reticles have become more widely used. Although the present invention is mainly used for reticles, it can also be applied to masks.
Therefore, the reticle will be simply referred to as a mask (in a broad sense) and will be described below.

近年、紫外線露光法による解像度の限界から、微細化に
適した電子ビーム露光法が重用されてきたが、この電子
ビーム露光法はビームで描画する等の露光処理で必要で
、スルーブツトの向上が難しい問題がある。
In recent years, due to the resolution limitations of ultraviolet exposure, electron beam exposure, which is suitable for miniaturization, has been increasingly used, but this electron beam exposure is necessary for exposure processing such as beam writing, making it difficult to improve throughput. There's a problem.

従って、紫外線露光法、遠紫外線露光法などのフォトリ
ソグラフィ技術が見直されて、先程、位相シフトマスク
(Phase−Shifting Mask )による
露光法が提案されている。
Therefore, photolithography techniques such as ultraviolet exposure method and deep ultraviolet exposure method have been reviewed, and an exposure method using a phase-shifting mask has been proposed.

参考文献: IEEE Transaction On
 Electron Devices、 Vol、HD
−29+ No、12. DECEMBER1982、
ρp、1828〜1836 その方法は、所定のパターン部分を他のパターン部分と
は異なる光路長にして、ウェハー上で光の位相を両パタ
ーン間で180° シフトさせることによって、ウェハ
ー上での光のコントラストを向上させ、従来のフォト露
光装置を用いて解像度を大幅に改善しようというもので
ある。
Reference: IEEE Transaction On
Electron Devices, Vol, HD
-29+ No, 12. DECEMBER1982,
ρp, 1828-1836 The method involves making a predetermined pattern portion have a different optical path length than other pattern portions, and shifting the phase of the light on the wafer by 180° between both patterns. The aim is to improve contrast and significantly improve resolution using conventional photolithography equipment.

第6図(a)、■)はその位相シフトの原理を説明する
図で、同図(a)は通常のマスクによるウェハー上にお
ける光の強度分布を説明する図、同図(b)は位相シフ
トマスクによるウェハー上における光の強度分布を説明
する図である。まず、第6図(a)を説明すると、(a
−1)は通常のマスクの断面を示しており、ガラス基板
に遮光パターンが設けられており、裏面より光(矢印)
を照射した図である。(a−2)から(a−4)までは
ウェハー上の光照射による電場の強さEを示し、(a 
−5)はウェハー上の光の強度Iを示している。即ち、
マスクに設けた左側の光透過部による電場の強さEを(
a−2)に示し、右側の光透過部による電場の強さEを
(a−3)に示し、(a−4)は合計した電場の強さΣ
Eである。光の強度Iは電場の強さの自乗に比例してい
るから、それを(a−5)に示している。これから判る
ように、通常のマスクでは隣接パターンが影響して、近
接した露光間隙の遮光パターンは回折光に影響される。
Figure 6 (a), ■) is a diagram explaining the principle of the phase shift, Figure 6 (a) is a diagram explaining the intensity distribution of light on a wafer by a normal mask, and Figure 6 (b) is a diagram explaining the phase shift principle. FIG. 3 is a diagram illustrating the intensity distribution of light on a wafer due to a shift mask. First, to explain Fig. 6(a), (a
-1) shows a cross section of a normal mask, in which a light-shielding pattern is provided on the glass substrate, and light is emitted from the back side (arrow).
FIG. (a-2) to (a-4) show the strength E of the electric field due to light irradiation on the wafer;
-5) indicates the intensity I of light on the wafer. That is,
The electric field strength E due to the light transmitting part on the left side of the mask is expressed as (
(a-2) shows the electric field strength E due to the light transmitting part on the right side, (a-3) shows the electric field strength E, and (a-4) shows the total electric field strength Σ
It is E. Since the intensity I of light is proportional to the square of the electric field intensity, it is shown in (a-5). As can be seen, in a normal mask, adjacent patterns are affected, and the light-shielding pattern in the adjacent exposure gap is affected by the diffracted light.

従って、コントラストが悪くなって、これが解像限界と
なる。
Therefore, the contrast deteriorates and this becomes the resolution limit.

位相シフトマスクの原理を第6図(b)によって説明す
ると、(b−1)は位相シフトマスクの断面を示し、ガ
ラス基板に遮光パターンとシフター(Shiftor)
が設けられており、裏面より光(矢印)を照射した図で
ある。次の(b−2)から(b−4)まではウェハー上
の光照射による電場の強さE、 (b−5)はウェハー
上の光の強度Iを示し、(b−2)はマスクに設けた左
側の光透過部による電場の強さE、(b−3)は右側の
光透過部による電場の強さEを示して、(b−4)は合
計した電場の強さΣEである。且つ、(a−5)は電場
の強さの自乗に比例した光の強度Iを示す図である。こ
のように、シフターを設けると位相が180°シフトし
て狭い間隙の遮蔽パターンは回折光による電場の影響が
打ち消されて、コントラストが良くなり、解像限界が向
上する。
The principle of a phase shift mask will be explained with reference to FIG. 6(b). (b-1) shows a cross section of the phase shift mask, in which a light shielding pattern and a shifter are formed on a glass substrate.
This is a diagram in which light (arrow) is irradiated from the back surface. The following (b-2) to (b-4) show the electric field strength E due to light irradiation on the wafer, (b-5) shows the light intensity I on the wafer, and (b-2) shows the mask The electric field strength E due to the left light transmitting part provided in , (b-3) shows the electric field strength E due to the right light transmitting part, and (b-4) is the total electric field strength ΣE. be. In addition, (a-5) is a diagram showing the light intensity I which is proportional to the square of the electric field strength. In this way, when the shifter is provided, the phase is shifted by 180 degrees, and the influence of the electric field due to the diffracted light is canceled out in the narrow gap shielding pattern, improving the contrast and improving the resolution limit.

第7図は従来の位相シフトマスクの断面図を示しており
、1はガラス基板、2はクロム(Cr)からなる遮光パ
ターン23はシフター、4は透明導電膜である。このシ
フターにはPMMA (ポリメタクリル酸メチル)のよ
うなレジスト膜やSin。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of a conventional phase shift mask, in which 1 is a glass substrate, 2 is a light shielding pattern 23 made of chromium (Cr), which is a shifter, and 4 is a transparent conductive film. This shifter is made of a resist film such as PMMA (polymethyl methacrylate) or Sin.

(酸化シリコン)膜などが使用されて、その厚さDを D−λ/2(n−1) ここに、λは照射光の波長、nはシフターの屈折率 の式に一致させることが条件になる。(silicon oxide) film is used, and its thickness D D-λ/2(n-1) Here, λ is the wavelength of the irradiated light, and n is the refractive index of the shifter. The condition is to match the formula.

このような位相シフトマスクを用いれば、例えば、縮小
率115のレチクルに最小幅2.5μmの遮光パターン
を設けて、0.5μm幅のパターンを設けることができ
、また、照射光にエキシマレーザ光を用いれば、0.2
μm幅のパターンも作製が可能と言われている。
If such a phase shift mask is used, for example, a light-shielding pattern with a minimum width of 2.5 μm can be provided on a reticle with a reduction ratio of 115, and a pattern with a width of 0.5 μm can be provided. If you use 0.2
It is said that it is possible to fabricate patterns with a width of μm.

次に、従来の位相シフトマスクの形成方法の概要を第8
図(a)〜(d)に示す工程順断面図によって説明する
Next, an overview of the conventional method of forming a phase shift mask is given in Section 8.
This will be explained with reference to step-by-step sectional views shown in FIGS. (a) to (d).

第8図(a)参照;本図は従来の形成法によって作製し
た通常のマスクで、ガラス基板1上にCrからなる遮光
パターン2が設けられた断面図である。
Refer to FIG. 8(a); this figure is a cross-sectional view of a normal mask produced by a conventional forming method, in which a light-shielding pattern 2 made of Cr is provided on a glass substrate 1.

第8図(b)参照;次いで、上記に示す通常のマスクに
次工程の電子ビーム露光法時のチャージアップ防止用と
して透明導電膜4(例えばITO膜)を形成する。
Refer to FIG. 8(b); Next, a transparent conductive film 4 (for example, an ITO film) is formed on the above-mentioned ordinary mask to prevent charge-up during the next step of electron beam exposure.

第8図(C)参照;次いで、シフターとなるPMMA膜
(ポジ型レジスト)3を上記の膜厚に塗布し、必要なら
ばプリベークした後、電子ビーム露光法で露光する。
See FIG. 8(C); Next, a PMMA film (positive resist) 3 serving as a shifter is coated to the above-mentioned thickness, prebaked if necessary, and then exposed using an electron beam exposure method.

第8図(d)参照;次いで、現像して露光部分を除去す
れば、位相シフトマスクが完成する。
See FIG. 8(d); next, by developing and removing the exposed portion, the phase shift mask is completed.

なお、第6図と第7図、第8図とは逆型して図示してい
るが、マスクの使用時には裏面から光を照射するために
第6図のような状態になり、マスクの作製時には遮蔽パ
ターンを上にして作製するために、第7図、第8図のよ
うな状態になって、それを図示したものである。
Although Figures 6, 7, and 8 are shown in reverse, when the mask is used, light is irradiated from the back side, so it is in the state shown in Figure 6, and it is difficult to make the mask. In some cases, the shielding pattern is fabricated with the shielding pattern facing upward, so that the state shown in FIGS. 7 and 8 is illustrated.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、上記した従来の位相シフトマスクはシフター
3にレジスト膜などのガラス基板とは異なる材料を形成
するために、屈折率を含む材質の制御と上記式に合致し
た膜厚の制御が難しいという問題があり、特に、レジス
ト膜は有機物であるから時間の経過と共に膜質が変わっ
てシフ)Iが変化する欠点があり、その制御が困難であ
る。
By the way, in the conventional phase shift mask described above, since the shifter 3 is made of a material different from that of the glass substrate, such as a resist film, it is difficult to control the material including the refractive index and the film thickness in accordance with the above formula. In particular, since the resist film is an organic substance, the quality of the film changes over time, resulting in a change in Schiff) I, which is difficult to control.

且つ、このシフター3とガラス基板との境界で照射光が
反射する問題あって、その影響を少なくするためには、
シフターの材質としてガラスに近い屈折率をもったもの
が要求されて、その材料の選択が大変困難であるという
問題がある。
In addition, there is a problem that the irradiated light is reflected at the boundary between the shifter 3 and the glass substrate, so in order to reduce the effect,
There is a problem in that the material for the shifter is required to have a refractive index close to that of glass, and it is very difficult to select the material.

更に、透明導電膜、例えば、ITO膜を被覆したままの
従来の位相シフトマスクの構成では光の透過率が低下す
る問題がある。
Furthermore, in the configuration of a conventional phase shift mask coated with a transparent conductive film, for example, an ITO film, there is a problem in that the light transmittance decreases.

本発明はこのような問題点を低減させ、高品質で安定し
た位相シフトマスクを得ることを目的とした位相シフト
マスクとその製造方法を提案するものである。
The present invention proposes a phase shift mask and a method for manufacturing the same, with the aim of reducing such problems and obtaining a high quality and stable phase shift mask.

〔課題を解決するための手段] その課題は、シフターを透明基板に設けた深さD=λ/
2(n−1)の凹部とした位相シフトマスクによって解
決される。
[Means for solving the problem] The problem is to increase the depth D=λ/of the shifter provided on the transparent substrate.
This problem is solved by a phase shift mask having 2(n-1) concave portions.

且つ、その形成方法には、通常のマスクの形成法によっ
て遮光パターンを形成した後にシフターを形成する形成
方法(1)と、遮光パターンとシフターとを別々に形成
する形成方法(II)と、遮光パターンのみを有する第
1マスクに、シフター形成部分のみを光透過部としたパ
ターンを有する第2マスクを転写して第1マスクを位相
シフトマスクにする形成方法(I[I)との三通りがあ
る。
In addition, the formation method includes a formation method (1) in which a shifter is formed after forming a light-shielding pattern by a normal mask formation method, a formation method (II) in which a light-shielding pattern and a shifter are formed separately, and a light-shielding method (II) in which a light-shielding pattern and a shifter are formed separately. There are three forming methods (I[I) in which a second mask having a pattern in which only the shifter forming part is a light transmitting part is transferred to a first mask having only a pattern to make the first mask a phase shift mask. be.

〔作 用〕[For production]

本発明は、位相シフトマスクにおけるシフターを透明基
板をエツチングして深さD=λ/2(n−1)の凹部に
構成する。
In the present invention, a shifter in a phase shift mask is formed into a concave portion having a depth of D=λ/2(n-1) by etching a transparent substrate.

そうすれば、シフターの材質問題は解消して、シフター
と透明基板との境界面での反射もなく、且つ、シフター
の膜厚制御も容易になって、高品質で安定した位相シフ
トマスクが得られる。
In this way, the problem of the material of the shifter will be resolved, there will be no reflection at the interface between the shifter and the transparent substrate, and the film thickness of the shifter can be easily controlled, resulting in a high-quality and stable phase shift mask. It will be done.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下に図面を参照して実施例によって詳細に説明する。 Examples will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明にかかる位相シフトマスクの断面図を示
し、11は厚さ2〜3■のガラス基板(透明基板)、1
2は膜厚600〜1000人のCrからなる遮光パター
ン、13は深さD=λ/2(n−1)の凹部からなるシ
フターである。なお、この位相シフトマスクは製造上か
ら導電膜の除去が容易であるために好都合である。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a phase shift mask according to the present invention, in which 11 is a glass substrate (transparent substrate) with a thickness of 2 to 3 cm;
2 is a light-shielding pattern made of Cr with a film thickness of 600 to 1,000 thick, and 13 is a shifter made of a recessed portion having a depth of D=λ/2(n-1). Note that this phase shift mask is advantageous in terms of manufacturing because the conductive film can be easily removed.

次の第2図(a)〜(e)は本発明にかかる位相シフト
マスクの形成方法(1)の工程順断面図を示している。
The following FIGS. 2(a) to 2(e) show step-by-step sectional views of the method (1) for forming a phase shift mask according to the present invention.

第2図(a)参照;本図は従来の形成法によって作製し
た通常のマスクで、ガラス基板ll上にCrからなる遮
光パターン12を設けた断面図である。
Refer to FIG. 2(a); this figure is a cross-sectional view of a normal mask manufactured by a conventional forming method, in which a light-shielding pattern 12 made of Cr is provided on a glass substrate 11.

第2図[有])参照;次いで、次工程の電子ビーム露光
法時のチャージアップ防止用としての導電膜14を塗布
した後、ポジ型のレジスト膜15を膜厚1μm程度に塗
布し、必要ならばプリベークして、電子ビーム露光法で
露光する。ここに、電子ビーム露光法を使用するのは、
勿論微細パターンの描画ができて、且つ、ポジ型の電子
ビーム用レジスト膜が耐ドライエツチング性に優れてい
るためである。なお、この場合、導電膜14は透明であ
る必要はなく、例えば、不透明なモリブデンシリサイド
(MoSit)などを用いることができる。
Refer to Figure 2 (with); Next, after applying a conductive film 14 to prevent charge-up during the next step of electron beam exposure, a positive resist film 15 is applied to a thickness of about 1 μm, and as required. If so, it is prebaked and exposed using an electron beam exposure method. Here, the electron beam exposure method is used.
Of course, this is because fine patterns can be drawn and the positive electron beam resist film has excellent dry etching resistance. Note that in this case, the conductive film 14 does not need to be transparent; for example, opaque molybdenum silicide (MoSit) can be used.

第2図(C)参照;次いで、現像してレジスト膜の露光
部分を除去し、次に、導電膜14をエツチングする(例
えばMo5iz膜ではCC1a + O!ガスでエツチ
ングする)と、シフター形成部分が露出する。
Refer to FIG. 2(C); Next, the exposed portion of the resist film is removed by development, and then the conductive film 14 is etched (for example, a Mo5iz film is etched with CC1a + O! gas), and the shifter forming portion is removed. is exposed.

第2図(d)参照;次いで、レジスト膜15をマスクに
してCF4 +O□混合ガスを反応ガスとしてガラス基
板11を垂直にドライエツチングして凹状のシフター1
3を形成する。エツチングは数分でおこうことができて
、石英ガラス基板の屈折率は1.5程度であるから、そ
のエツチング量は照射光の波長程度になり、例えば、i
wAの光を用いる場合にはエツチング量は約0.36μ
mになる。なお、このエツチングには弗酸によるウェッ
トエツチングをおこなっても良いし、また、上記のドラ
イエツチングにウェットエツチングを付加するエツチン
グをおこなっても良い。
Refer to FIG. 2(d); Next, using the resist film 15 as a mask, the glass substrate 11 is vertically dry-etched using a CF4 + O
form 3. Etching can be carried out in a few minutes, and since the refractive index of the quartz glass substrate is about 1.5, the amount of etching is about the wavelength of the irradiated light.
When using wA light, the etching amount is approximately 0.36μ
It becomes m. Note that this etching may be performed by wet etching using hydrofluoric acid, or by adding wet etching to the above-mentioned dry etching.

第2図(e)参照;次いで、レジスト膜15と導電膜1
4を除去すると位相シフトマスクが完成する。
See FIG. 2(e); Next, the resist film 15 and the conductive film 1
4 completes the phase shift mask.

次に、第3図(a)〜(6)は本発明にかかる位相シフ
トマスクの形成方法(II)の工程順断面図で、本性は
それぞれのパターン部分を一度しか処理しない効率的な
露光処理に特徴がある。
Next, FIGS. 3(a) to 3(6) are step-by-step cross-sectional views of the phase shift mask forming method (II) according to the present invention, the essence of which is an efficient exposure process in which each pattern portion is processed only once. There are characteristics.

第3図(a)参照;まず、ガラス基板11上にCrから
なる遮光膜12をスパッタ法で被着し、その上にポジ型
の第ルジスト膜16を塗布した後、シフクー形成部分を
除く光透過部を光露光法で露光する。
Refer to FIG. 3(a); First, a light-shielding film 12 made of Cr is deposited on the glass substrate 11 by sputtering, and a positive-type Lujist film 16 is applied thereon. The transparent part is exposed using a light exposure method.

第3図ら)参照;次いで、現像して第ルジスト膜16を
パターン部分グして光透過部を窓あけした後、露出した
光透過部の遮光膜12をエツチング除去する。
Refer to FIG. 3 et al.; Next, after developing and patterning the first resist film 16 to open a window in a light transmitting part, the light shielding film 12 in the exposed light transmitting part is removed by etching.

第3図(C)参照;次いで、次工程の電子ビーム露光時
のチャージアップ防止用としての導電膜14を被着する
。この導電膜14は透明である必要はなく、例えば、M
o5izを用いる。
Refer to FIG. 3(C); next, a conductive film 14 is deposited to prevent charge-up during electron beam exposure in the next step. This conductive film 14 does not need to be transparent; for example, M
Use o5iz.

第3図(d)参照;次いで、ポジ型の第2レジスト膜1
7(膜厚1μm)を塗布した後、シフター形成部分を電
子ビーム露光法で露光する。
Refer to FIG. 3(d); Next, the positive type second resist film 1
After coating No. 7 (film thickness: 1 μm), the shifter forming portion is exposed using an electron beam exposure method.

第3図(e)参照;次いで、現像して第2レジスト膜1
7をパターンニングしてシフター形成部分を窓あけした
後、窓部分0シフタ一形成部分)の導電膜14を除去し
、更に、窓部分の遮光膜をエツチング除去する。
See FIG. 3(e); Next, the second resist film 1 is developed.
After patterning 7 and opening a window in the shifter forming portion, the conductive film 14 in the window portion 0 (shifter forming portion) is removed, and furthermore, the light shielding film in the window portion is removed by etching.

第3図(f)参照;次いで、シフター形成部分のガラス
基板11をCFa +O!混合ガスによって所定膜厚だ
けドライエツチングして凹状のシフター13を形成する
Refer to FIG. 3(f); Next, the glass substrate 11 of the shifter forming portion is coated with CFa +O! A concave shifter 13 is formed by dry etching to a predetermined thickness using a mixed gas.

第3図(8)参照;最後に、レジスト膜17と導電膜1
4を除去して位相シフトマスクを完成する。
Refer to FIG. 3 (8); Finally, resist film 17 and conductive film 1
4 is removed to complete the phase shift mask.

この第3図に示す工程による形成方法(II)はシフタ
ー形成部分を一回にパターンニングする処理法であるか
ら、第2図に示す工程の通常のマスク形成時にシフター
形成部分をパターンニングし、次いで、シフター形成時
に同パターンをもつ一度パターンニングする二回パター
ンニングの形成方法H)よりも効率的な形成法である。
Formation method (II) according to the step shown in FIG. 3 is a processing method in which the shifter forming portion is patterned at one time, so the shifter forming portion is patterned during normal mask formation in the step shown in FIG. Next, this is a more efficient formation method than the formation method H) of double patterning in which the same pattern is patterned once when forming the shifter.

次に、第4図(a)、■)は位相シフトマスクの適用パ
ターンを示しており、本図は特に位相シフトマスク適用
の効果が大きく、高精度にパターンニングできる適用パ
ターンを示す図である。そのうち、第4図(a)はメモ
リ装置におけるビット線などのように多数の配線を並列
に形成したパターン例で、線状の遮光パターン12の間
隙の光透過部に1つおきにシフター13を設けており、
このようなシフターを設けた位相シフトマスクを用いれ
ば解像度を2倍程度に向上させることができる。
Next, FIG. 4(a), ■) shows an application pattern of a phase shift mask, and this figure shows an application pattern in which the effect of applying a phase shift mask is particularly large and allows highly accurate patterning. . Among them, FIG. 4(a) is an example of a pattern in which a large number of wiring lines are formed in parallel, such as bit lines in a memory device, and a shifter 13 is installed at every other light transmitting part in the gap between linear light shielding patterns 12. We have established
If a phase shift mask provided with such a shifter is used, the resolution can be approximately doubled.

また、第4図■)は窓パターンの例で、方形窓状の周囲
四方にシフター13を設けており、この形状の位相シフ
トマスクを用いればコントラストが向上して、従来の通
常のマスクではパターンニングできなかった微細な窓パ
ターンをも窓あけすることができる。
In addition, Fig. 4 (■) is an example of a window pattern, in which shifters 13 are provided on all sides of a rectangular window shape.If a phase shift mask with this shape is used, the contrast will be improved, and if a conventional normal mask is used, the shifter 13 will be Even minute window patterns that could not be etched can be opened.

次に、第5図(a)〜((至)は本発明にかかる位相シ
フトマスクの形成方法(III)の工程順断面図を示し
、2つのマスクによって位相シフトマスクを形成する例
で、第4図(b)に示す方形窓パターンをもった位相シ
フトマスクを形成する方法によって説明する。
Next, FIGS. 5(a) to 5(-) show step-by-step cross-sectional views of the phase shift mask forming method (III) according to the present invention, in which a phase shift mask is formed using two masks. A method of forming a phase shift mask having a rectangular window pattern as shown in FIG. 4(b) will be explained.

第5図(a)参照;本図は従来の形成法によって作製し
た通常のマスクで、ガラス基板11上に方形光透過窓1
8を有する遮光パターン12が設けられている第1マス
クAを示している。
See FIG. 5(a); this figure shows an ordinary mask made by a conventional forming method, with a rectangular light transmitting window 1 placed on a glass substrate 11.
8 shows a first mask A provided with a light-shielding pattern 12 having a pattern of 8.

第5図(b)参照;本図も通常のマスクで、窓の四周の
シフター形成部分を窓あけした遮光パターン12が設け
られている第2マスクBを示している。
Refer to FIG. 5(b); this figure also shows a second mask B, which is a normal mask and is provided with a light-shielding pattern 12 in which the shifter forming portions around the four peripheries of the window are opened.

第5図(C)参照;次いで、マスクAにポジ型のレジス
ト膜19(膜厚1〜2μm)を塗布した後、前記マスク
BをマスクAに位置合わせして露光処理し、レジスト膜
19にシフター形成部分を転写露光する0本例は光露光
法を用いていて、導電膜を被着する必要がないが、一方
、これらのマスクAとマスクBには両者を位置合わせす
るための特別の位置合わせマークが必要になる。
Refer to FIG. 5(C); Next, after coating the mask A with a positive resist film 19 (thickness 1 to 2 μm), the mask B is aligned with the mask A and exposed, and the resist film 19 is exposed to light. This example uses a light exposure method to transfer and expose the shifter forming area, and there is no need to apply a conductive film. Alignment marks are required.

第5図(d)参照;次いで、現像してレジスト膜の露光
部分を除去して、シフター形成部分を露出させる。
See FIG. 5(d); next, the exposed portion of the resist film is removed by development to expose the shifter forming portion.

第5図(e)参照;次いで、レジスト膜19をマスクに
してCF4 +O□混合ガスを反応ガスとしてガラス基
板11をドライエツチングして所定厚さの凹状シフター
13を形成する。
Refer to FIG. 5(e); Next, using the resist film 19 as a mask and dry etching the glass substrate 11 using a CF4+O□ mixed gas as a reaction gas, a concave shifter 13 of a predetermined thickness is formed.

第5図(f)参照;次いで、レジスト膜19を除去して
位相シフトマスクを完成する。
See FIG. 5(f); next, the resist film 19 is removed to complete the phase shift mask.

このような2つのマスクを用いる形成方法(■)は量産
性の高い製法で、必ずしも電子ビーム露光法を適用する
必要のない製法である。
The formation method (■) using such two masks is a manufacturing method with high mass productivity, and does not necessarily require the application of electron beam exposure.

なお、上記した本発明にかかる位相シフトマスクの形成
方法はいずれもガラス面をエツチングする処理法である
から、シフター13の凹部底面に若干の凹凸が生じる場
合があるが、その凹凸程度は約λ/10の凹凸までは影
響がなく、例えば、i腺の照射光を用いる場合に凹部の
厚さを360nmにすると、凹凸度が30nmまで問題
はない。且つ、この程度までの平坦度は上記のエツチン
グ法によって容易に形成することができる。
Note that since the above-described method for forming a phase shift mask according to the present invention is a processing method that etches the glass surface, some unevenness may occur on the bottom surface of the recessed part of the shifter 13, but the degree of unevenness is about λ. There is no effect up to an unevenness of /10, and for example, if the thickness of the recess is 360 nm when using I gland irradiation light, there is no problem up to an unevenness of 30 nm. Moreover, flatness to this extent can be easily formed by the above-mentioned etching method.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明にかかる位相シ
フトマスクは従来の位相シフトマスクに比較して高品質
で安定した性質を有するために、LSIなどの半導体装
置の品質・性能の向上に極めて貢献するものである。
As is clear from the above description, the phase shift mask according to the present invention has higher quality and stable properties than conventional phase shift masks, and therefore is extremely useful for improving the quality and performance of semiconductor devices such as LSI. It is something that contributes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかる位相シフトマスクの断面図、 第2図(a)〜(e)は本発明にかかる位相シフトマス
クの形成方法(1)の工程順断面図、 第3図(a)〜(樽は本発明にかかる位相シフトマスク
の形成方法(n)の工程順断面図、 第4図(a)、(9)は位相シフトマスクの適用パター
ンを示す図、 第5図(a)〜(f)は本発明にかかる位相シフトマス
クの形成方法(III)の工程順断面図、第6図は位相
シフトマスクの原理を説明する図、第7図は従来の位相
シフトマスクの断面図、第8図(a)〜(→は従来の位
相シフトマスクの形成方法の工程順断面図である。 図において、 1.11はガラス基板、 2.12は遮光パターン、または、遮光膜、3はPMM
A膜、または、シフター 4は透明導電膜、 13はシフター(凹状シフター)、 14は導電膜、 15、16.17.19はレジスト膜、18は方形光透
過窓、 Aは第1マスク、    Bは第2マスクを示している
。 半4FJM+=rrja#シフト7ス7s#61!!1
第1図 (ffJIB7に7ス74!!LIW/r;’−ンを木
70第4図 、2トiざg耳l;qす声3曲シフト7ス7−形八を罎
(r)−工桂嗜新面の 第2図 (a−234 (b−2)シの工 (Q)通、を角マスク tb)(f+ff57ト7Z7 第 図 従fees 4t#ダフトマス7一力v旬図値  7#
2+ 佇り表蜀信不gシフbマズ7シ
FIG. 1 is a cross-sectional view of a phase shift mask according to the present invention, FIGS. 2(a) to (e) are cross-sectional views in the order of steps of the method (1) for forming a phase shift mask according to the present invention, and FIG. ) to (barrels are step-by-step cross-sectional views of the phase shift mask forming method (n) according to the present invention, FIGS. 4(a) and (9) are diagrams showing application patterns of the phase shift mask, and FIG. 5(a) ) to (f) are step-by-step sectional views of the phase shift mask forming method (III) according to the present invention, FIG. 6 is a diagram explaining the principle of the phase shift mask, and FIG. 7 is a cross section of a conventional phase shift mask. 8(a) to (→ are cross-sectional views in the order of steps of a conventional phase shift mask forming method. In the figures, 1.11 is a glass substrate, 2.12 is a light-shielding pattern or a light-shielding film, 3 is PMM
A film or shifter 4 is a transparent conductive film, 13 is a shifter (concave shifter), 14 is a conductive film, 15, 16, 17, and 19 are resist films, 18 is a rectangular light transmission window, A is a first mask, B indicates the second mask. Half 4FJM+=rrja#shift 7s 7s#61! ! 1
Figure 1 (ff JIB7 7s 74!! LIW/r;'-n tree 70 Figure 4, 2 toss g ears l;q voice 3 songs shift 7s 7-shape 8 (r) - Figure 2 of the new face of Kokei (a-234 (b-2) Shi's engineering (Q) street, the corner mask tb) (f + ff 57 7 7#
2+ Standing face Shushinfug shift b mazu7shi

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)透明基板上に光を遮断する遮光パターンと光の位
相を180°シフトさせるシフターとを具備させて、前
記シフターを透明基板に設けた深さD=λ/2(n−1
)の凹部(但し、λは照射光の波長、nはシフターの屈
折率)としたことを特徴とする位相シフトマスク。
(1) A light shielding pattern that blocks light and a shifter that shifts the phase of light by 180° are provided on a transparent substrate, and the depth D = λ/2 (n-1
) (where λ is the wavelength of irradiation light and n is the refractive index of the shifter).
(2)遮光パターンを設けた透明基板上にレジスト膜を
パターンニング形成して、該透明基板のシフター形成部
分を露出させる工程と、 次いで、該シフター形成部分の透明基板をエッチングし
て深さD=λ/2(n−1)の凹部からなるシフターを
形成する工程とが含まれてなることを特徴とする位相シ
フトマスクの製造方法。
(2) patterning a resist film on a transparent substrate provided with a light-shielding pattern to expose a shifter forming portion of the transparent substrate; and then etching the transparent substrate in the shifter forming portion to a depth D A method for manufacturing a phase shift mask, comprising the step of forming a shifter having a concave portion of =λ/2(n-1).
(3)遮光膜を被着した透明基板上に第1レジスト膜を
パターンニング形成し、該第1レジスト膜パターンをマ
スクにして前記遮光膜をエッチングして、シフター形成
部分を除く光透過部分の遮光膜を除去する工程と、 次いで、第2レジスト膜をパターンニング形成して、該
第2レジスト膜パターンをマスクにして前記シフター形
成部分の遮光膜をエッチング除去する工程と、 次いで、前記シフター形成部分の透明基板をエッチング
して深さD=λ/2(n−1)の凹部からなるシフター
を形成する工程とが含まれてなることを特徴とする位相
シフトマスクの製造方法。
(3) Patterning a first resist film on the transparent substrate covered with the light-shielding film, and etching the light-shielding film using the first resist film pattern as a mask to remove the light-transmitting portion excluding the shifter forming portion. a step of removing the light shielding film; a step of patterning a second resist film and etching away the light shielding film in the shifter formation portion using the second resist film pattern as a mask; and then forming the shifter. A method for manufacturing a phase shift mask, comprising the step of etching a portion of the transparent substrate to form a shifter consisting of a recess with a depth of D=λ/2(n-1).
(4)レジスト膜を塗布した遮光パターンのみを有する
第1マスクに、シフター形成部分のみを光透過部とした
パターンを有する第2マスクを位置合わせし、前記レジ
スト膜に第2マスクのパターンを転写してシフター形成
部分を露出させる工程と、次いで、第1マスクの前記シ
フター形成部分の透明基板をエッチングして深さD=λ
/2(n−1)の凹部からなるシフターを形成して、第
1マスクを位相シフトマスクとする工程とが含まれてな
ることを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
(4) Align a second mask having a pattern with only the shifter forming part as a light transmitting part to the first mask coated with a resist film and having only a light-shielding pattern, and transfer the pattern of the second mask to the resist film. to expose the shifter forming portion, and then etching the transparent substrate of the shifter forming portion of the first mask to a depth D=λ.
A method for manufacturing a phase shift mask, comprising the step of forming a shifter having a recess of /2(n-1) to make the first mask a phase shift mask.
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