JPH04254855A - ホトマスクおよびその製造方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造に用
いるホトマスク、特に照明光の位相を変える処理を施し
たホトマスク、およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マスクパタンを転写する露光装置の解像
力を向上させる従来技術の一つとして、マスク透過光に
位相差を導入する方法が有る。例えば特公昭６２−５０
８１１　号では、不透明部をはさむ両側の光透過部の少
なくとも一方に位相を変える透明膜（以後シフタとよぶ
）を形成している。この方法によれば従来と同一のレン
ズで解像度を格段に高めることができる。しかし、この
方法は隣接する開口部が互いに分離しているときにのみ
有効であり、隣接する開口部がある部分で接続している
場合は、上記接続部分にシフタ端ができてしまい、この
部分で光強度はほぼ０になり、パタンが分離してしまう
。この欠点を解決する方法として、特開平２−３４８５
４号では、上記シフタ端部での０°から１８０°までの
位相変化を連続または段階的に変化させ、急激な位相変
化による光強度低下を防止している。また、連続または
段階的な位相変化を実現する方法として、シフタまたは
マスク基板を連続または段階的にエッチングする方法を
開示している。 この実施例においては、ホトレジストをマスクとしてシ
フタあるいはマスク基板をエッチングする工程を何回か
繰り返して行なう方法、シフタの被着とエッチングを繰
り返しながらシフタの膜厚を徐々に厚くする方法などが
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、同一透過部内で位相反転をしてもその境界部で光強
度が低下しないようにして、複雑なパタンへのシフタ配
置の制限を緩和している。しかし、上記従来法による連
続または段階的な位相の変化方法は、リソグラフィー工
程あるいはエッチング工程、またはシフタの被着工程等
を何回も繰返し行なう必要が有り、マスク作製工程が複
雑となり、欠陥の発生や異物の付着により、工業的に使
用できるマスクの作製が極めて困難で有った。

【０００４】本発明の課題は、簡単な方法で連続または
段階的に位相を変化させる手段を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、シフタの境
界部分を収束イオンビームを用いて加工することにより
達成できる。シフタのエッチング深さの制御は、イオン
ビームの走査回数を変えることで行なう。シフタの境界
部からシフタ側にイオンビームの走査回数を徐々に減ら
しながらエッチングを実行することにより、ほぼ連続的
にシフタ膜厚を変えることができる。

【０００６】

【作用】収束イオンビームを部分的なシフタの膜厚制御
に適用することにより、リソグラフィー工程が不要とな
る。更に１工程で連続的な位相変化の処理が終了するた
め、従来法に比べ大幅な工程の簡略化が達成できる。従
来法で連続的な位相変化を実現するには、リソグラフィ
ー工程を膨大な回数で繰り返す必要があり、実用は困難
である。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。 図１は本発明を適用したマスク内の開口パタンを示す図
である。図１（ａ）はシフタ被着前のマスクを示す図。 １，２，３は光透過部。図１（ｂ）はシフタ配置後のマ
スクを示す図である。隣合う光透過部の位相が互いに反
転するように、光透過部１の一部と、光透過部３にそれ
ぞれシフタ４，５を配置した。このようにシフタを配置
すると、光透過部１内にシフタの境界部６ができてしま
う。シフタの境界部６は光透過部にも係らず、位相の反
転により光強度は０となる。したがって、このマスクを
用いパタンを転写すると６の部分でパタンが分離してし
まう。

【０００８】図１（ｃ）に本発明のマスクを示す。シフ
タ４の７の領域に収束イオンビームを照射し、８の部分
から６の部分にかけてシフタの膜厚を徐々に薄くし、６
の部分でシフタの膜厚を０にした。このマスクを用いパ
タンを転写した結果、パタン１内でのパタンの分離は発
生しなかった。

【０００９】図１（ｃ）Ａ−Ａ´部分の断面図を示す図
２を用いて本発明の実施例を詳しく説明する。９がガラ
ス基板、１０が収束イオンビームでシフタを加工する際
に基板の削れを防止するためのストッパ膜。ここでは、
ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）を用いた
。このストッパ膜は収束イオンビームでのエッチングの
終点判定に利用することも可能である。ストッパ膜９は
ＩＴＯ膜に限らず、本発明の目的に合った材料であれば
良い。たとえば、Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｗ，Ｚ
ｎ，Ａｕ，ネサ膜等のような透明導電薄膜や、Ｓｉ３Ｎ
４，Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯ，ＳｉＯ２，ＣｅＯ２
，ＴｉＯ２等も用いることができる。またガラス基板が
エッチングストッパの役目をする場合は、特に必要はな
い。１１は遮光膜、１２はシフタである。

【００１０】ここでシフタ１２は塗布珪素化合物を用い
たがこれに限らない。たとえば、酸化シリコン膜，窒化
シリコン膜，感光性樹脂などの有機膜など、露光光の透
過率が高く、収束イオンビームでエッチング可能な材料
であれば他の材料でも使用できる。

【００１１】収束イオンビームはビームサイズを０．１
×０．１μｍとし、１回のビーム走査で塗布珪素化合物
が約１５ｎｍの深さにエッチングできるようにした。塗
布珪素化合物の膜厚は約４２０ｎｍなので、２８回の走
査で除去が終了する。ここでは、シフタの８から６の領
域を２８分割し、６に接する分割部分では２８回、８に
接する分割部分では１回のイオンビーム走査になるよう
に、６から８にかけて徐々に走査回数を減らした。１つ
の分割部分の幅、すなわち領域７の幅が、パタン転写の
際の領域７の部分の光強度に影響する。

【００１２】図３に領域７の幅と、パタン転写の際に得
られる光強度の最小値の関係を示した。この時使用した
１／１０縮小投影露光装置のレンズのＮＡは０．４２　
で露光光は３６５ｎｍである。ここで、光強度は光透過
部の強度を１とし相対値で示した。また、領域７の幅は
１０倍マスク上での寸法とした。したがって、１／５縮
小投影露光装置用５倍マスクの場合は、１／２の寸法と
なる。

【００１３】図から明らかなように、領域７の幅が６μ
ｍでは相対光強度が０．５　となり、光強度が低下して
いることがわかる。領域７の幅１４μｍ以上で相対光強
度がほぼ１となり光強度の低下が防止できることがわか
る。すなわち１つの分割部分の幅を０．５μｍ　とし、
２８段階に８から６まで徐々にシフタを薄くし、位相を
徐々に変化させることにより、位相反転に伴う光強度低
下を防止することができる。なお、本実施例で用いた収
束イオンビームの条件を変えて同様のエッチングを行な
った結果、同様に領域７の幅が約１４μｍ以上で光強度
の低下を防止できた。例えば１回のイオンビームの走査
での塗布珪素化合物のエッチング深さを２０ｎｍに調整
したときは、２１分割とし１分割の幅を約０．６７μｍ
　に設定した。

【００１４】

【発明の効果】本発明により、光透過部内でのシフタ境
界の配置が可能となり、複雑なパタンに位相シフト法を
適用する際に問題になっていた、シフタ配置の不都合を
一部回避することが可能となり、位相シフト法の適用範
囲を大幅に広げることができる。これにより、超ＬＳＩ
の製造を光リソグラフィーを用い実現することが可能と
なり、工業的に極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来法および本発明のマスクの平面図。

【図２】本発明のマスクの断面図。

【図３】本発明の条件を示すグラフ。

【符号の説明】

１，２，３…光透過部、４，５，１２……シフタ、６…
…シフタ境界部、１１……遮光膜、１０……エッチング
ストッパ、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホトマスクの光透過部の一部に透過光の位
   相をおよそ１８０°反転させる位相シフタを配置したい
   わゆる位相シフトマスクに於いて、収束イオンビームを
   用いて同一透過部内で位相差を連続または段階的に変化
   させる部分の形成のための加工を行なうことを特徴とす
   るホトマスクの製造方法。
2. 【請求項２】同一透過部内で位相差を連続または段階的
   に変化させる位相差の範囲がおよそ０°から１８０°の
   範囲であることを特徴とする請求項１のホトマスクの製
   造方法。
3. 【請求項３】位相差を連続または段階的に変化させる部
   分の加工工程が、収束イオンビームの走査回数を場所に
   よって変える工程から成ることを特徴とする請求項１の
   ホトマスクの製造方法。
4. 【請求項４】請求項１、あるいは請求項２の方法で作ら
   れたホトマスク。