JPH03282467A

JPH03282467A - 露光マスクの製造方法

Info

Publication number: JPH03282467A
Application number: JP2081124A
Authority: JP
Inventors: Koji Hashimoto; 耕治橋本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、露光マスクの製造方法に係り、特にリソグラ
フィのマスクに関する。

（従来の技術）半導体集積回路は、高集積化、微細化の一途を辿ってい
る。その半導体集積回路の製造に際し、リングラフィ技
術は加工のｉとして特に重要である。

リソグラフィ技術において、例えば光源に対しては、Ｇ
線、ｉ線、エキシマレーザ、Ｘ線等種々の光源の採用が
検討されており、また、レジストに対しても新レジスト
の開発やＲＥＬのような新レジスト処理が検討され、さ
らには、５ＲＥＰ。

ＣＥＬイメージリバース方等も研究が進められている。

これに対し、マスク製作技術に対しては、充分な検討が
なされてぃながったが、最近になって位相シフト法（１
９８８年秋季応物学会４ａ−に−７、８（Ｌ４９７）　
）が提案され、注目されている。

二の位相シフト法について第３図を参照しつつ説明する
。

まず、第３図（ａ）に示すように、スパッタ法により石
英基板１の上に、クロム（Ｃｒ）あるいは酸化クロム（
Ｃｒ２０３）からなるマスク層２を１０００人程度堆積
し、この上にレジストパターンＲをパターニングする。

次いで、第３図（ｂ）に示すように、このレジストパタ
ーンをマスクとしてウェットエツチング法または反応性
イオンエツチング法により、このマスク層２をパターニ
ングする。

この後、第３図（Ｃ）に示すように、レジストからなる
位相シフタ４０を形成する。ここでは、ライン及スペー
ス部では１つおきに開口部を位相シフタ４０で覆うよう
にする。また、孤立スペース部は、それ単独では解像し
ないような材料からなる補助パターン９を蝋開口部の両
側に形成し、その上を位相シフタ４０で覆うようにする
。

このようなマスクを用いて露光を行うと、第４図に示す
ように、各開口部を通った光は、破線で示すように互い
の位相が反転しているため、マスク層の下の部分での光
強度が大幅に低下し７、全体としての光は実線で示すよ
うに、強度分布からみて、従来のマスクを用いた場合に
比べ半分近い寸法までの解像が可能となる。

しかしながら、このような位相シフト法を用いたフォト
リソグラフィのマスク製造工程においては、以下に示す
ようないろいろな問題があった。

その第１は、マスクパターンの形成後に、ライン及スペ
ース部では開口部の１つおきに位相シフタ４０を配置す
ると共に孤立スペース部では補助パターン９と位相シフ
タ４０とを配置しなければならず、少なくともマスクパ
ターンと位相シフタ４０との２回のパターン形成工程お
よび相互のアライメントが必要となるという事であった
。そしてマスク描画用の電子ビーム露光装置では、通常
アライメント機能は具備していないため、直描ＥＢ露光
装置のようなアライメント可能な露光装置を新しく完成
させなければならないことになる。

これは、極めて大掛かりな作業と時間および資金を必要
とする。

第２は、マスクパターンのＥＢデータおよびシフタリソ
グラフィデータに大量で複雑なデータ処理が必要となる
という問題である。

また第３は、補助パターン９の形成にマスク加工におけ
る最小寸法よりもさらに微細な加工が必要となると言う
問題である。

さらに第４は、補助パターン９を通った光は十分にキャ
ンセルされないでパターンに歪みを生じる事になるとい
う問題である。

そして第５は、その他のパターンとして孤立ライン部、
孤立高部などにおいて同じ解像状態を得ることができな
いという問題である。

（発明が解決しようとしている課題）このように、従来の位相シフト法を用いたフォトリソグ
ラフィのマスク製造工程においては、アライメント機能
を具備したＥＢマスク露光装置の新規開発が必要である
こと、パターン形成に際し大量で複雑なデータ処理が必
要であること、補助パターンの形成にマスク加工におけ
る最小寸法よりもさらに微細な加工が必要であること、
孤立スペース部ではパターンに歪みを生じること、全て
のパターンに対して、同じ解像状態を得ることは極めて
困難であることなど、多くの問題があった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、せしめる
と共に、一定の光量で忠実なパターン転写を行うことの
できる露光マスクの製造方法を提供することを目的とす
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、基板上にマスクパターンを形成する工程と、
このマスクパターンが形成された基板上に第１の膜次い
で感光性層を形成する工程と、前記基板裏面から露光す
ることにより、前記マスクパターンが形成されていない
領域の感光性層を除去する工程と、この感光性層をマス
クとして前記第１の膜をエツチングする工程と、この後
、第２仇の膜を被着し、異次性エツチングにより前記マス基板を
エツチングする工程とを備えたことを特徴とする露光マ
スクの製造方法を提供するものである。

（作　用）（実施例）次に本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説
明する。第１図は本発明第１の実施例の露光用マスクの
断面を示す図で（ａ）は断面図、（ｂ）は位相を示す図
、（Ｃ）は平面図である。

酸臭下で光強度分布が極めて低下し、トータルでみると
シャープなものが得られる。しかも、このシャープな光
強度分布は、ライン＆スペース部、孤立スペース部いず
れの場合も同じ解像状態で得られる。また、補助パター
ンを必要としないので補助パターンを通った光が充分に
にキャンセルされないでレジストパターンが歪んでしま
うこともない。また、孤立ライン部、孤立１ｓｌａｎｄ
部等においても同じ解像状態が得られる。

英基板１は異方性イオンエツチングによって表面が厚さ
ｔだけ削られた部分３とそうでない部分４の２つの部分
からなっていることを特徴とするものである。すなわち
４の部分は３の部分よりも厚さｔだけ厚くなり、この４
が位相シフタになる。

位相シフタの厚さｔは、位相シフタ４を透過した光の位
相が石英基板３を透過した光の位相よりも１８０°ずれ
るように設定される。すなわち石英基板３を透過してき
た露光光はこの位相シフタ４を透過して位相が１８０度
反転し、位相シフタ４を通過しない露光光と合成され光
強度がシャープになるようになっている（第１図（ｂ）
）。

次にこの露光マスクの製造工程について説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように透光性の石英基板ｌの
表面にスパッタリング法により膜厚１０００人のクロム
薄膜を堆積させ電子ビーム露光を用いたリングラフィに
よりクロムマスク２をバターニングする。そののち石英
基板１とクロムマ寵り２上に透過率の高い窒化シリコン
５ｉ３Ｎ４５をＣＶＤ法により全面に堆積させた後、全
面にポジレジスト６を塗布する。

次いで、第２図（ｂ）に示すように、クロム５ｆ３Ｎ４
５を透過するので、ポジレジスト６は、クロムマスク２
と同じパターンでバターニングされる。その後ポジレジ
スト５をマスクにして窒化膜５を異方性エツチングして
除去する。

次に第２図（Ｃ）に示すようにポジレジスト６を剥離し
た後に全面に窒化シリコン５ｉ３Ｎ４７をＣＶＤ法を用
いて堆積させる。

次に窒化膜５ｉ３Ｎ４５をマスクにして露出された石英
基板１を第２図＜ｅ＞に示すように所定深さ異方性エツ
チングする。除去される石英基板１の深さｔはＲＩＥ時
間によって制御される。その後熱リン酸で５ｉ３Ｎ４７
を剥離して位相シフトマスクが比来上がる。

［発明の効果］Ｌ以上述べた１に、本発明に依れば、シャープなた、補助
パターンを必要としないので補助パターンを、Ｂった光
か充分にキャンセルされないでレジストパターンか歪ん
でしまうこともない。また、孤立１ｓｌａｎｄ部等にお
いても同じ解像状態が得られる。

また、シフタあるいは、補助パターンを必要としないた
め、マスクパターンのＥＢデータ及びリソグラフィデー
タに複雑で大量な処理データを必要としない。また、補
助パターンを必要としないため、補助パターン加工の為
、マスク上で最小寸法より更に微細な加工がいらない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の露光マスクを示す図、
第２図（ａ）〜（ｅ）は同露光用マスクの製造工程図、
第３図（ａ）〜（ｃ）は従来例の露光用マスクの製造工
程図、第４図は位相シフト法の説明図である。図におい
て、１・・・石英基板、２・・・クロムパターン、３・・・
石英基板、４・・・位相シフタ、５・・・透過率の高い
膜（Ｓｉ３Ｎ＋）、６・・・レジスト、７・・・５と同
じ材質の膜、Ｒ・・・レジスト、９・・・クロムパター
ン、４０・・・位相シフタ。

Claims

【特許請求の範囲】

　基板上にマスクパターンを形成する工程と、このマス
クパターンが形成された基板上に第１の膜次いで感光性
層を形成する工程と、前記基板裏面から露光することに
より、前記マスクパターンが形成されていない領域の感
光性層を除去する工程と、この感光性層をマスクとして
前記第１の膜をエッチングする工程と、この後、第２の
膜を被着し、異方性エッチングにより前記マスクパター
ンの側部に自己整合して残置させる工程と、この自己整
合膜及び前記マスクパターンをマスクとして基板をエッ
チングする工程とを備えたことを特徴とする露光マスク
の製造方法。