JPH04258955A - 位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
位相シフトマスクの製造方法Info
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- JPH04258955A JPH04258955A JP3041278A JP4127891A JPH04258955A JP H04258955 A JPH04258955 A JP H04258955A JP 3041278 A JP3041278 A JP 3041278A JP 4127891 A JP4127891 A JP 4127891A JP H04258955 A JPH04258955 A JP H04258955A
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、解像度を上げるために
隣接する開口部に位相差を与えるためのシフターを有す
るフォトマスク（以下位相シフトマスク）に関するもの
である。
隣接する開口部に位相差を与えるためのシフターを有す
るフォトマスク（以下位相シフトマスク）に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の製造においては、フォ
トリソグラフィー技術の進歩による素子の微細化に伴な
い、フォトマスクに対する解像力向上の要求がますます
高まっており、デバイス寸法が原理的な解像限界に近づ
いている。一般に解像限界は、光の波長をλ、レンズの
開口数をＮＡとするとｋλ／ＮＡで与えられ（ｋは定数
）解像度を上げるためには、回析光の影響が小さくなる
短波長の光を用いる方法がある。しかし、照明波長を変
えるためには、露光装置の光学系全体を変更する必要が
あり、大きな労力が必要となる。これとは別に、マスク
の隣接する開口部に位相差を与えることにより、上記の
限界以上の解像力を得る方法が知られている（特公昭６
２−５０８１１号、特開昭５８−１７３７４４号公報参
照）。
トリソグラフィー技術の進歩による素子の微細化に伴な
い、フォトマスクに対する解像力向上の要求がますます
高まっており、デバイス寸法が原理的な解像限界に近づ
いている。一般に解像限界は、光の波長をλ、レンズの
開口数をＮＡとするとｋλ／ＮＡで与えられ（ｋは定数
）解像度を上げるためには、回析光の影響が小さくなる
短波長の光を用いる方法がある。しかし、照明波長を変
えるためには、露光装置の光学系全体を変更する必要が
あり、大きな労力が必要となる。これとは別に、マスク
の隣接する開口部に位相差を与えることにより、上記の
限界以上の解像力を得る方法が知られている（特公昭６
２−５０８１１号、特開昭５８−１７３７４４号公報参
照）。
【０００３】以下に簡単に説明する。図１に通常のフォ
トマスクの断面図を示す。図１の１２は遮光膜であり、
この遮光性パターンの寸法が解像限界に近くなると回析
光の影響が無視できなくなる。図２にこのようなフォト
マスクのウエハ上の光の振幅（図２中イ参照）および強
度（図２中ロ参照）を示す。図２中の横軸Ａ，Ｂは、図
１中の位置Ａ，Ｂに対応する。マスクを通過した光は回
析により広がりを生じ、ウエハ上で十分なコントラスト
が得られなくなる。
トマスクの断面図を示す。図１の１２は遮光膜であり、
この遮光性パターンの寸法が解像限界に近くなると回析
光の影響が無視できなくなる。図２にこのようなフォト
マスクのウエハ上の光の振幅（図２中イ参照）および強
度（図２中ロ参照）を示す。図２中の横軸Ａ，Ｂは、図
１中の位置Ａ，Ｂに対応する。マスクを通過した光は回
析により広がりを生じ、ウエハ上で十分なコントラスト
が得られなくなる。
【０００４】そこで、図３に示す様に、隣接する開口部
の一方に透明なパターン（以後シフターと呼ぶ）を設け
、位相が１８０°ずれるようにする。これが位相シフト
マスクである。図４にこのようなフォトマスクのウエハ
上の光の振幅（図４中イ参照）および強度（図４中ロ参
照）を示す。図４中の横軸Ａ，Ｂは、図３中の位置Ａ，
Ｂに対応する。この場合は隣接する開口部の通過した光
の干渉により強度が０になる点が必ずできることになる
。その結果、図１乃至図２のフォトマスクと比べて高い
コントラストを得ることができる。この方法は露光装置
を変更することなく、解像度を上げることができ、非常
に有効な手段である。
の一方に透明なパターン（以後シフターと呼ぶ）を設け
、位相が１８０°ずれるようにする。これが位相シフト
マスクである。図４にこのようなフォトマスクのウエハ
上の光の振幅（図４中イ参照）および強度（図４中ロ参
照）を示す。図４中の横軸Ａ，Ｂは、図３中の位置Ａ，
Ｂに対応する。この場合は隣接する開口部の通過した光
の干渉により強度が０になる点が必ずできることになる
。その結果、図１乃至図２のフォトマスクと比べて高い
コントラストを得ることができる。この方法は露光装置
を変更することなく、解像度を上げることができ、非常
に有効な手段である。
【０００５】以下に位相差を与えるための透明パターン
を形成する方法の一例を図５乃至図１０を用いて説明す
る。まず、通常の方法により透光性を有する基板１０上
に遮光性パターン１２を形成し、一般的に用いられてい
るフォトマスクを得る（図５参照）。次にパターンのあ
る面上に、照明光に対して透明な材料を用いて、一定の
厚さの透明膜１９をつける（図６参照）。この透明膜１
９は位相を１８０°ずらすために、特開昭５８−１７３
７４４号公報に記されているように（ｎ−１）ｄ＝φλ
となるような屈折率ｎと膜厚ｄを有するようにする。た
だし、φは１／２であることが望ましいが厳密に１／２
である必要はなく、１／４から３／４までの間であれば
、効果を得ることはできる。
を形成する方法の一例を図５乃至図１０を用いて説明す
る。まず、通常の方法により透光性を有する基板１０上
に遮光性パターン１２を形成し、一般的に用いられてい
るフォトマスクを得る（図５参照）。次にパターンのあ
る面上に、照明光に対して透明な材料を用いて、一定の
厚さの透明膜１９をつける（図６参照）。この透明膜１
９は位相を１８０°ずらすために、特開昭５８−１７３
７４４号公報に記されているように（ｎ−１）ｄ＝φλ
となるような屈折率ｎと膜厚ｄを有するようにする。た
だし、φは１／２であることが望ましいが厳密に１／２
である必要はなく、１／４から３／４までの間であれば
、効果を得ることはできる。
【０００６】この透明膜上にレジスト２０を塗布し（図
７参照）、光あるいは電子線などにより露光現像し、隣
接する開口部の一方にシフターが残るように、透明膜の
不要部分の表面を露出させる（図８参照）。この後、ウ
エットあるいはドライエッチングにより透明膜をエッチ
ングした後（図９参照）、レジストを剥離することによ
り目的のシフター１８の形成された位相シフトマスクを
得ることができる（図１０参照）。
７参照）、光あるいは電子線などにより露光現像し、隣
接する開口部の一方にシフターが残るように、透明膜の
不要部分の表面を露出させる（図８参照）。この後、ウ
エットあるいはドライエッチングにより透明膜をエッチ
ングした後（図９参照）、レジストを剥離することによ
り目的のシフター１８の形成された位相シフトマスクを
得ることができる（図１０参照）。
【０００７】上記したシフター（透明膜）の材料として
満たされる条件は、まず照明波長において十分な透明性
を有することである。また、マスク製造工程中に洗浄工
程は不可欠であり、こすり洗浄等に対して十分な耐性を
有していることが望ましい。これらの条件を満たすこと
のできる材料として、二酸化珪素（以下ＳｉＯ２ と言
う）が挙げられる。
満たされる条件は、まず照明波長において十分な透明性
を有することである。また、マスク製造工程中に洗浄工
程は不可欠であり、こすり洗浄等に対して十分な耐性を
有していることが望ましい。これらの条件を満たすこと
のできる材料として、二酸化珪素（以下ＳｉＯ２ と言
う）が挙げられる。
【０００８】ＳｉＯ２ はウエットエッチング、ドライ
エッチングのいずれでもエッチングすることが可能であ
るが、微細なパターンを作成する際には異方性のエッチ
ングが可能なドライエッチングの方が有利である。とこ
ろが、位相シフトマスクの基板として通常ＳｉＯ２ を
用いるために、シフターと基板が同種類の材料になって
しまう。このため、透明膜のエッチングの際に終点を定
めるのが困難となってしまう。すなわち、良好なパター
ン形状のシフターを得るためにオーバーエッチングする
と、基板までエッチングしてしまう問題や、ドライエッ
チングの装置の特性により基板内のエッチング速度のち
がいにより透明膜の厚さにバラつきができてしまう問題
が起こってしまう。いずれの問題も、基板内で前記φの
値の１／２からのずれが大きくなることにつながり、こ
の方法の特徴を十分に生かすことができない。
エッチングのいずれでもエッチングすることが可能であ
るが、微細なパターンを作成する際には異方性のエッチ
ングが可能なドライエッチングの方が有利である。とこ
ろが、位相シフトマスクの基板として通常ＳｉＯ２ を
用いるために、シフターと基板が同種類の材料になって
しまう。このため、透明膜のエッチングの際に終点を定
めるのが困難となってしまう。すなわち、良好なパター
ン形状のシフターを得るためにオーバーエッチングする
と、基板までエッチングしてしまう問題や、ドライエッ
チングの装置の特性により基板内のエッチング速度のち
がいにより透明膜の厚さにバラつきができてしまう問題
が起こってしまう。いずれの問題も、基板内で前記φの
値の１／２からのずれが大きくなることにつながり、こ
の方法の特徴を十分に生かすことができない。
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】シフターのエッチン
グの際に基板がエッチングされる問題を解決するために
、従来の技術としてシフターと基板の間にエッチング停
止層を設けることは既に知られており、ＳｉＯ２ に対
して選択比の大きい材料としてＳｉｘＮｙ，ｐｏｌｙ−
Ｓｉなどが考えられる。このエッチング停止層は最終的
に完成したマスクにおいても残ってしまうために、使用
する光の波長において透明でなければならない。しかし
ながら、ＳｉｘＮｙ，ｐｏｌｙ−Ｓｉなどでは、紫外光
の透過率が下がってしまい、マスクのコントラストが下
がってしまうという課題が発生していた。
グの際に基板がエッチングされる問題を解決するために
、従来の技術としてシフターと基板の間にエッチング停
止層を設けることは既に知られており、ＳｉＯ２ に対
して選択比の大きい材料としてＳｉｘＮｙ，ｐｏｌｙ−
Ｓｉなどが考えられる。このエッチング停止層は最終的
に完成したマスクにおいても残ってしまうために、使用
する光の波長において透明でなければならない。しかし
ながら、ＳｉｘＮｙ，ｐｏｌｙ−Ｓｉなどでは、紫外光
の透過率が下がってしまい、マスクのコントラストが下
がってしまうという課題が発生していた。
【００１０】本発明は、上記したような位相シフトマス
クにおいて、シフターのドライエッチングの終点を容易
に得ることができるようにすることにより、その結果シ
フターの厚さのバラつきを低減し位相をずらす効果を最
大限に生かすことのでき、かつコントラストが良好な位
相シフトマスクを安定して製造する方法を提供すること
を目的とする。
クにおいて、シフターのドライエッチングの終点を容易
に得ることができるようにすることにより、その結果シ
フターの厚さのバラつきを低減し位相をずらす効果を最
大限に生かすことのでき、かつコントラストが良好な位
相シフトマスクを安定して製造する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】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであって、隣接する開口部分を透過する
照明光に位相差を与える位相シフトマスクの製造方法で
あって、位相差を与えるためのシフターをドライエッチ
ングによって形成する際のエッチング停止層として、酸
化アルミニウム薄膜を用いることを特徴とする位相シフ
トマスクの製造方法である。
てなされたものであって、隣接する開口部分を透過する
照明光に位相差を与える位相シフトマスクの製造方法で
あって、位相差を与えるためのシフターをドライエッチ
ングによって形成する際のエッチング停止層として、酸
化アルミニウム薄膜を用いることを特徴とする位相シフ
トマスクの製造方法である。
【００１２】
【作用】本発明に係わる位相シフトマスクの製造方法に
おいては、通常のフォトマスク製造工程により得られた
フォトマスクのパターン面の全面に、酸化アルミニウム
薄膜を作成し、エッチング停止層とする。酸化アルミニ
ウム薄膜からなるエッチング停止層の厚さは、１００〜
１０００Åであることが望ましいが、本特許はこの膜厚
を特に限定するものではない。前記厚さにおいて、エッ
チング停止層の紫外光領域における透明性、エッチング
耐性は充分なものである。
おいては、通常のフォトマスク製造工程により得られた
フォトマスクのパターン面の全面に、酸化アルミニウム
薄膜を作成し、エッチング停止層とする。酸化アルミニ
ウム薄膜からなるエッチング停止層の厚さは、１００〜
１０００Åであることが望ましいが、本特許はこの膜厚
を特に限定するものではない。前記厚さにおいて、エッ
チング停止層の紫外光領域における透明性、エッチング
耐性は充分なものである。
【００１３】さらに透明膜としてＳｉＯ２ 膜を所定の
厚さにつける。次に電子線あるいは光などのリソグラフ
ィーの手法により、ＳｉＯ２ 層上にシフターのパター
ンのレジスト層を形成する。このレジストをマスクとし
て、ＳｉＯ２ をドライエッチングすることにより、透
明膜の不要な部分のＳｉＯ２ を除去する。ＳｉＯ２
のドライエッチングには通常含フッ素ガスを用いるが、
この条件では酸化アルミニウム薄膜はほとんどエッチン
グされない。したがって、ドライエッチングの終点が容
易に決定でき、仮にエッチング装置の特性等により基板
内でエッチング速度に違いがあったとしても、エッチン
グの最も遅い部分のエッチングが終了した点を終点とす
ればよい。よって、シフターの厚さのバラつきを低減し
、位相をずらす効果を最大限に生かすことのできる位相
シフトマスクを安定して製造できる。
厚さにつける。次に電子線あるいは光などのリソグラフ
ィーの手法により、ＳｉＯ２ 層上にシフターのパター
ンのレジスト層を形成する。このレジストをマスクとし
て、ＳｉＯ２ をドライエッチングすることにより、透
明膜の不要な部分のＳｉＯ２ を除去する。ＳｉＯ２
のドライエッチングには通常含フッ素ガスを用いるが、
この条件では酸化アルミニウム薄膜はほとんどエッチン
グされない。したがって、ドライエッチングの終点が容
易に決定でき、仮にエッチング装置の特性等により基板
内でエッチング速度に違いがあったとしても、エッチン
グの最も遅い部分のエッチングが終了した点を終点とす
ればよい。よって、シフターの厚さのバラつきを低減し
、位相をずらす効果を最大限に生かすことのできる位相
シフトマスクを安定して製造できる。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。石英ガラスからなる基板１０上にクロムを主
成分とする遮光性パターン１２を有するフォトマスクを
、従来から知られている方法により得る（図１１参照）
。次にエッチング停止層１６として、酸化アルミニウム
薄膜をスパッタリングターゲットとしてＡｌ２ Ｏ３
，スパッタガスとしてＡｒを用いたＲＦスパッタリング
により約２００Åの厚さに成膜する（図１２参照）。
説明する。石英ガラスからなる基板１０上にクロムを主
成分とする遮光性パターン１２を有するフォトマスクを
、従来から知られている方法により得る（図１１参照）
。次にエッチング停止層１６として、酸化アルミニウム
薄膜をスパッタリングターゲットとしてＡｌ２ Ｏ３
，スパッタガスとしてＡｒを用いたＲＦスパッタリング
により約２００Åの厚さに成膜する（図１２参照）。
【００１５】次に透明膜１９となるＳｉＯ２ 膜を、タ
ーゲットをＳｉＯ２ 、スパッタガスをアルゴンと酸素
（混合比１：０．０３）としたＲＦスパッタリングによ
り成膜する（図１３参照）。この膜の屈折率は１．４７
であり、例えば、水銀灯ｉ線（波長３６５ｎｍ）で用い
る場合は、（ｎ−１）ｄ＝３６５／２の関係から膜厚を
３８８ｎｍとする。
ーゲットをＳｉＯ２ 、スパッタガスをアルゴンと酸素
（混合比１：０．０３）としたＲＦスパッタリングによ
り成膜する（図１３参照）。この膜の屈折率は１．４７
であり、例えば、水銀灯ｉ線（波長３６５ｎｍ）で用い
る場合は、（ｎ−１）ｄ＝３６５／２の関係から膜厚を
３８８ｎｍとする。
【００１６】次に電子線硬化型のレジスト２０を全面に
コートし（図１４参照）、描画現像、ベーク等の通常の
工程により、シフターのパターンを形成する（図１５参
照）。このレジストをマスクとし、Ｃ２Ｆ６ガスを用い
た反応性イオンエッチングにより、透明膜２０のエッチ
ングをおこなう（図１６参照）。酸化アルミニウム薄膜
はこの条件ではエッチングされず、石英ガラスの基板が
エッチングされることはない。この後、残ったレジスト
を酸素ガスプラズマにより除去し、位相シフトマスクを
得る（図１７参照）。
コートし（図１４参照）、描画現像、ベーク等の通常の
工程により、シフターのパターンを形成する（図１５参
照）。このレジストをマスクとし、Ｃ２Ｆ６ガスを用い
た反応性イオンエッチングにより、透明膜２０のエッチ
ングをおこなう（図１６参照）。酸化アルミニウム薄膜
はこの条件ではエッチングされず、石英ガラスの基板が
エッチングされることはない。この後、残ったレジスト
を酸素ガスプラズマにより除去し、位相シフトマスクを
得る（図１７参照）。
【００１７】
【発明の効果】本発明に係わる位相シフトマスクの製造
方法によれば、ドライエッチングのエッチング停止層で
ある酸化アルミニウム薄膜は、紫外線の透過率が高く、
かつ充分なエッチング耐性を有する。
方法によれば、ドライエッチングのエッチング停止層で
ある酸化アルミニウム薄膜は、紫外線の透過率が高く、
かつ充分なエッチング耐性を有する。
【００１８】よって、良好なコントラストを有し、かつ
透明膜のドライエッチング時に基板までエッチングして
しまうことによる位相差の設計値とのずれ、およびドラ
イエッチング速度の面内バラツキによる位相差のバラツ
キがおさえられた位相シフトマスクを提供できる。
透明膜のドライエッチング時に基板までエッチングして
しまうことによる位相差の設計値とのずれ、およびドラ
イエッチング速度の面内バラツキによる位相差のバラツ
キがおさえられた位相シフトマスクを提供できる。
【図１】シフターのないフォトマスクの断面図である。
【図２】シフターのないフォトマスクを透過した光のマ
スク上の振幅および強度を表す説明図である。
スク上の振幅および強度を表す説明図である。
【図３】シフターのある位相シフトマスクの断面図であ
る。
る。
【図４】シフターのある位相シフトマスクを透過した光
のマスク上の振幅および強度を表す説明図である。
のマスク上の振幅および強度を表す説明図である。
【図５】シフターのないフォトマスクの製造工程を示す
説明図である。
説明図である。
【図６】シフターのないフォトマスクの製造工程を示す
説明図である。
説明図である。
【図７】シフターのないフォトマスクの製造工程を示す
説明図である。
説明図である。
【図８】シフターのないフォトマスクの製造工程を示す
説明図である。
説明図である。
【図９】シフターのないフォトマスクの製造工程を示す
説明図である。
説明図である。
【図１０】シフターのないフォトマスクの製造工程を示
す説明図である。
す説明図である。
【図１１】位相シフトマスクの製造工程の一例を示す説
明図である。
明図である。
【図１２】位相シフトマスクの製造工程の一例を示す説
明図である。
明図である。
【図１３】位相シフトマスクの製造工程の一例を示す説
明図である。
明図である。
【図１４】位相シフトマスクの製造工程の一例を示す説
明図である。
明図である。
【図１５】位相シフトマスクの製造工程の一例を示す説
明図である。
明図である。
【図１６】位相シフトマスクの製造工程の一例を示す説
明図である。
明図である。
【図１７】位相シフトマスクの製造工程の一例を示す説
明図である。
明図である。
１０ 基板
１２ 遮光性パターン
１６ エッチング停止層
１８ シフター
１９ 透明膜
２０ レジスト
Claims (2)
- 【請求項１】隣接する開口部分を透過する照明光に位相
差を与える位相シフトマスクの製造方法であって、位相
差を与えるためのシフターをドライエッチングによって
形成する際のエッチング停止層として、酸化アルミニウ
ム薄膜を用いることを特徴とする位相シフトマスクの製
造方法。 - 【請求項２】位相シフトマスクの基板とシフターがＳｉ
Ｏ２ からなることを特徴とする請求項１に記載の位相
シフトマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041278A JPH04258955A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041278A JPH04258955A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04258955A true JPH04258955A (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=12603982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3041278A Pending JPH04258955A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04258955A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05165189A (ja) * | 1991-12-12 | 1993-06-29 | Hitachi Ltd | 光学マスク及びその修正方法 |
| JPH07152143A (ja) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Nec Corp | 位相シフトマスク及びその製造方法並びにその修正方法 |
| JPH07209851A (ja) * | 1993-12-23 | 1995-08-11 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | リソグラフィ露光マスクおよびその製造方法 |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP3041278A patent/JPH04258955A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05165189A (ja) * | 1991-12-12 | 1993-06-29 | Hitachi Ltd | 光学マスク及びその修正方法 |
| JPH07152143A (ja) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Nec Corp | 位相シフトマスク及びその製造方法並びにその修正方法 |
| JPH07209851A (ja) * | 1993-12-23 | 1995-08-11 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | リソグラフィ露光マスクおよびその製造方法 |
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