JPH04301846A - 露光用マスク基板の製造方法 - Google Patents
露光用マスク基板の製造方法Info
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- JPH04301846A JPH04301846A JP3089109A JP8910991A JPH04301846A JP H04301846 A JPH04301846 A JP H04301846A JP 3089109 A JP3089109 A JP 3089109A JP 8910991 A JP8910991 A JP 8910991A JP H04301846 A JPH04301846 A JP H04301846A
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (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、半導体装置の製造工程
におけるリソグラフィー技術に用いられる露光用マスク
基板に係わり、特に透明部の少なくとも一方に位相変化
領域を設けた露光用マスク基板の製造方法に関する。
におけるリソグラフィー技術に用いられる露光用マスク
基板に係わり、特に透明部の少なくとも一方に位相変化
領域を設けた露光用マスク基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体技術の進歩と共に半導体装
置ひいては半導体素子の高速化,高集積化が進められて
いる。それに伴いパターンの微細化の必要性は益々高く
なり、パターン寸法も微細化,高精度化が要求されるよ
うになっている。
置ひいては半導体素子の高速化,高集積化が進められて
いる。それに伴いパターンの微細化の必要性は益々高く
なり、パターン寸法も微細化,高精度化が要求されるよ
うになっている。
【0003】この要求を満たす目的で、露光光源に遠紫
外光など短波長の光が用いられるようになってきた。K
rFエキシマレーザの248nmの発振線を露光光に用
いたプロセスでは、専用のレジストは化学増幅型レジス
トが開発されつつあるものの研究段階にあり、g線,i
線又は電子線用のレジストに頼っているのが現状である
。
外光など短波長の光が用いられるようになってきた。K
rFエキシマレーザの248nmの発振線を露光光に用
いたプロセスでは、専用のレジストは化学増幅型レジス
トが開発されつつあるものの研究段階にあり、g線,i
線又は電子線用のレジストに頼っているのが現状である
。
【0004】しかし、g線,i線用のレジストはノボラ
ック樹脂がベースになっており、この物質の248nm
における吸収が大きいためレジストの表面しか露光でき
ず、高アスペクト比のパターンを形成することは難しい
。また、X線等の放射線、電子線,イオンビーム等の荷
電粒子線に用いられるレジストは、耐RIE(反応性イ
オンエッチング)性に劣る。
ック樹脂がベースになっており、この物質の248nm
における吸収が大きいためレジストの表面しか露光でき
ず、高アスペクト比のパターンを形成することは難しい
。また、X線等の放射線、電子線,イオンビーム等の荷
電粒子線に用いられるレジストは、耐RIE(反応性イ
オンエッチング)性に劣る。
【0005】このように露光光源を変えることで微細化
する場合には、種々の問題が生じてきており、容易にこ
の目的を達成することは難しい。そこで最近、露光光源
を変えずに微細化をする試みがなされてきている。その
一つの手法として位相シフト法がある。
する場合には、種々の問題が生じてきており、容易にこ
の目的を達成することは難しい。そこで最近、露光光源
を変えずに微細化をする試みがなされてきている。その
一つの手法として位相シフト法がある。
【0006】この位相シフト法は、露光用マスク基板の
透明部の少なくとも一方に光の位相を180°変える位
相変化領域を設けることで、光照射部と未照射部の光学
的コントラストを向上させるものである。これに用いら
れる位相シフト露光用マスク基板は、透明基板の上にま
ず位相変化材料(主にSiO2 、SOG)による層を
全面に設け、その上に感光性樹脂層を形成し、これを電
子線により露光し、位相変化領域以外の感光性樹脂層を
除去し、さらに位相変化層の加工を行い作成するか、又
は透明基板の上に感光性樹脂層を形成し、これを電子線
により露光し、位相変化領域の感光性樹脂を除去し、除
去した部分に位相変化材料をリフトオフ法或いは選択的
蒸着法により作成していた。
透明部の少なくとも一方に光の位相を180°変える位
相変化領域を設けることで、光照射部と未照射部の光学
的コントラストを向上させるものである。これに用いら
れる位相シフト露光用マスク基板は、透明基板の上にま
ず位相変化材料(主にSiO2 、SOG)による層を
全面に設け、その上に感光性樹脂層を形成し、これを電
子線により露光し、位相変化領域以外の感光性樹脂層を
除去し、さらに位相変化層の加工を行い作成するか、又
は透明基板の上に感光性樹脂層を形成し、これを電子線
により露光し、位相変化領域の感光性樹脂を除去し、除
去した部分に位相変化材料をリフトオフ法或いは選択的
蒸着法により作成していた。
【0007】この手法によれば、透明部の位相を互いに
180°変えるのが効果的である。しかし、3つ以上の
パターンが互いに隣接する場合には、従来の手法では2
つのパターンを互いに影響なく露光することができても
、他のパターンの影響が依然として残ることになる。 この場合、光透過部の位相差を180°とするのではな
く、パターンにおける位相を互いに一番影響が少なくな
るように設定することが望ましく、例えば3つのパター
ンが隣接する場合、それぞれの位相を0°,120°,
240°とすると良好な結果が得られる。
180°変えるのが効果的である。しかし、3つ以上の
パターンが互いに隣接する場合には、従来の手法では2
つのパターンを互いに影響なく露光することができても
、他のパターンの影響が依然として残ることになる。 この場合、光透過部の位相差を180°とするのではな
く、パターンにおける位相を互いに一番影響が少なくな
るように設定することが望ましく、例えば3つのパター
ンが隣接する場合、それぞれの位相を0°,120°,
240°とすると良好な結果が得られる。
【0008】このように3種以上の位相変化層を設けた
場合、位相変化層の膜厚として、異なる位相n個に対し
、(n−1)種の膜厚の設定が必要となっていた。これ
に伴い、それぞれの膜を形成する目的で(n−1)度の
レジストの塗布・露光・現像・加工工程を行う必要が出
てくる。このように複数の膜厚の位相変化層を設けた場
合、工程数の増大が問題となり、また、それぞれの露光
工程における合わせ精度の低下が問題となっていた。
場合、位相変化層の膜厚として、異なる位相n個に対し
、(n−1)種の膜厚の設定が必要となっていた。これ
に伴い、それぞれの膜を形成する目的で(n−1)度の
レジストの塗布・露光・現像・加工工程を行う必要が出
てくる。このように複数の膜厚の位相変化層を設けた場
合、工程数の増大が問題となり、また、それぞれの露光
工程における合わせ精度の低下が問題となっていた。
【0009】また、この種の露光用マスク基板において
は、位相変化層と共に、遮光層もパターニングする必要
があるが、これらの厳密なアライメントが必要となる。 つまり、位相変化領域を形成するにあたり、遮光層のパ
ターンとアライメントを要する露光を行うことが必要で
あった。また、位相変化材料として用いるSiO2 及
びSOGは、絶縁体であるためチャージアップ現象が生
じ、位置合わせ精度が低下する等の問題が生じていた。 また、この問題を解決するためSn、Inを成分とする
導電性膜等を形成する手段があるが、この導電性膜は4
00nm以下の波長において光吸収の程度が大きくなり
、投影露光時に発熱等の問題が生じ、実用化するのが難
しかった。
は、位相変化層と共に、遮光層もパターニングする必要
があるが、これらの厳密なアライメントが必要となる。 つまり、位相変化領域を形成するにあたり、遮光層のパ
ターンとアライメントを要する露光を行うことが必要で
あった。また、位相変化材料として用いるSiO2 及
びSOGは、絶縁体であるためチャージアップ現象が生
じ、位置合わせ精度が低下する等の問題が生じていた。 また、この問題を解決するためSn、Inを成分とする
導電性膜等を形成する手段があるが、この導電性膜は4
00nm以下の波長において光吸収の程度が大きくなり
、投影露光時に発熱等の問題が生じ、実用化するのが難
しかった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、膜厚
の異なるn個の位相変化層を設けようとした場合、(n
−1)回のレジストの塗布・露光・現像・加工工程が必
要となり、それに伴う工程数の増大が生じ、また位置合
わせ精度が低下するという問題があった。
の異なるn個の位相変化層を設けようとした場合、(n
−1)回のレジストの塗布・露光・現像・加工工程が必
要となり、それに伴う工程数の増大が生じ、また位置合
わせ精度が低下するという問題があった。
【0011】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、工程数の減少と共に、
位置合わせ精度の低下を防止することができ、パターン
精度の向上をはかり得る露光用マスク基板の製造方法を
提供することにある。
ので、その目的とするところは、工程数の減少と共に、
位置合わせ精度の低下を防止することができ、パターン
精度の向上をはかり得る露光用マスク基板の製造方法を
提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、次のような構成を採用している。
に本発明では、次のような構成を採用している。
【0013】即ち本発明(請求項1)は、位相シフト法
に用いる露光用マスク基板の製造方法において、基板上
に光の位相を制御するための位相変化層を形成したのち
、この位相変化層上に感光性樹脂層を形成し、この感光
性樹脂層を露光すると共に、位相変化層に必要とされる
膜厚に応じて異なる膜厚領域で露光の照射量を変え、次
いで感光性樹脂層を現像し、しかるのち感光性樹脂層に
形成された凹凸を反映するように位相変化層を所定量だ
けエッチングするようにした方法である。
に用いる露光用マスク基板の製造方法において、基板上
に光の位相を制御するための位相変化層を形成したのち
、この位相変化層上に感光性樹脂層を形成し、この感光
性樹脂層を露光すると共に、位相変化層に必要とされる
膜厚に応じて異なる膜厚領域で露光の照射量を変え、次
いで感光性樹脂層を現像し、しかるのち感光性樹脂層に
形成された凹凸を反映するように位相変化層を所定量だ
けエッチングするようにした方法である。
【0014】ここで、位相変化層を所定量だけエッチン
グする方法としては、弗素原子を含むガスを用いた位相
変化層の異方性のエッチングと、酸素原子を用いた感光
性樹脂層の異方性のエッチングを交互に行えばよい。
グする方法としては、弗素原子を含むガスを用いた位相
変化層の異方性のエッチングと、酸素原子を用いた感光
性樹脂層の異方性のエッチングを交互に行えばよい。
【0015】また、本発明(請求項3)は、位相シフト
法に用いる露光用マスク基板の製造方法において、光の
位相を制御するための薄膜又は基板上に遮光膜を形成し
たのち、この薄膜又は基板及び遮光膜の上に第1の感光
性樹脂層を形成し、次いで第1の感光性樹脂層の上に該
感光性樹脂層とは感度の異なる第2の感光性樹脂層を形
成し、次いで低エネルギーのビームで感度の低い方の感
光性樹脂層を選択的に露光し、次いで高エネルギーのビ
ームで第1及び第2の感光性樹脂層を選択的に露光し、
次いで第1及び第2の感光性樹脂層を現像し、次いで第
1の感光性樹脂層の開口パターンに合わせて遮光膜及び
下地の薄膜又は基板をエッチングし、しかるのち第2の
感光性樹脂層の開口パターンに合わせて遮光膜をエッチ
ングするようにした方法である。
法に用いる露光用マスク基板の製造方法において、光の
位相を制御するための薄膜又は基板上に遮光膜を形成し
たのち、この薄膜又は基板及び遮光膜の上に第1の感光
性樹脂層を形成し、次いで第1の感光性樹脂層の上に該
感光性樹脂層とは感度の異なる第2の感光性樹脂層を形
成し、次いで低エネルギーのビームで感度の低い方の感
光性樹脂層を選択的に露光し、次いで高エネルギーのビ
ームで第1及び第2の感光性樹脂層を選択的に露光し、
次いで第1及び第2の感光性樹脂層を現像し、次いで第
1の感光性樹脂層の開口パターンに合わせて遮光膜及び
下地の薄膜又は基板をエッチングし、しかるのち第2の
感光性樹脂層の開口パターンに合わせて遮光膜をエッチ
ングするようにした方法である。
【0016】上記のエッチングとしては、現像工程によ
り露出した遮光膜をエッチングしたのち、遮光膜を除去
した部分の薄膜又は基板を所定の厚さだけエッチングし
、次いで第2の感光性樹脂層をマスクとして第1の感光
性樹脂層をエッチングし、しかるのち第1の感光性樹脂
層を除去した部分に露出した遮光膜をエッチングするよ
うにすればよい。
り露出した遮光膜をエッチングしたのち、遮光膜を除去
した部分の薄膜又は基板を所定の厚さだけエッチングし
、次いで第2の感光性樹脂層をマスクとして第1の感光
性樹脂層をエッチングし、しかるのち第1の感光性樹脂
層を除去した部分に露出した遮光膜をエッチングするよ
うにすればよい。
【0017】
【作用】膜厚の異なるn種の位相変化層を設けようとし
た場合、(n−1)回だけのレジストの塗布・露光・現
像・加工という工程を繰り返し行うことが必要となる。 この(n−1)回の露光に伴い位置合わせ精度が低下す
る。
た場合、(n−1)回だけのレジストの塗布・露光・現
像・加工という工程を繰り返し行うことが必要となる。 この(n−1)回の露光に伴い位置合わせ精度が低下す
る。
【0018】そこで本発明(請求項1,2)では、露光
時において、基準となる位相を除く(n−1)種の位相
変化層に対し、その膜厚に応じて露光強度を変化させて
露光を行い、次いで現像する。このときの露光強度は、
ポジ型のレジストを用いた場合には、位相変化層の膜厚
が薄くなるに従って増加させる。ネガ型の場合には、逆
に減少させる。
時において、基準となる位相を除く(n−1)種の位相
変化層に対し、その膜厚に応じて露光強度を変化させて
露光を行い、次いで現像する。このときの露光強度は、
ポジ型のレジストを用いた場合には、位相変化層の膜厚
が薄くなるに従って増加させる。ネガ型の場合には、逆
に減少させる。
【0019】次に現像を行うが、位相変化層形成予定領
域のうち溶解速度が一番速い部分が完全に溶解し、所望
の寸法となった時に現像を停止する。このとき、この領
域より現像速度の遅い領域では現像が途中の段階にある
。次いで、このレジストをマスクとして弗素原子を含む
雰囲気中で異方性のエッチング(RIE)を行うと、位
相変化層が露出されている部分のみがエッチングされる
。このときのエッチングする深さは、この領域の予定膜
厚と、次に厚い位相変化層の膜厚の差となるように調節
する。つまり、光強度が強い部分に相当する位相との差
に相当する深さとなるように調節する。
域のうち溶解速度が一番速い部分が完全に溶解し、所望
の寸法となった時に現像を停止する。このとき、この領
域より現像速度の遅い領域では現像が途中の段階にある
。次いで、このレジストをマスクとして弗素原子を含む
雰囲気中で異方性のエッチング(RIE)を行うと、位
相変化層が露出されている部分のみがエッチングされる
。このときのエッチングする深さは、この領域の予定膜
厚と、次に厚い位相変化層の膜厚の差となるように調節
する。つまり、光強度が強い部分に相当する位相との差
に相当する深さとなるように調節する。
【0020】次いで、酸素ガス等による異方性のエッチ
ングを行い、現像が途中の段階で停止している部分のな
かで一番深い領域まで現像が進んだものについて位相変
化層が露出する。次いで、これを弗素原子等を含む雰囲
気でRIEを行い再度位相変化層を加工する。このエッ
チングの工程を繰り返すことで、所望の複数の膜厚の位
相変化層を形成することが可能となる。
ングを行い、現像が途中の段階で停止している部分のな
かで一番深い領域まで現像が進んだものについて位相変
化層が露出する。次いで、これを弗素原子等を含む雰囲
気でRIEを行い再度位相変化層を加工する。このエッ
チングの工程を繰り返すことで、所望の複数の膜厚の位
相変化層を形成することが可能となる。
【0021】一方、電子線により露光を行う場合、パタ
ーン寸法及びパターン配置等により近接効果が問題とな
る。このような状況下で現像時において膜減りが初期膜
厚に対し一定の量とするためには、パターン毎の露光量
補正が必要となる。また、これを行わない場合において
は各パターンにおいて残膜率が異なる。この場合、シフ
タ部分の加工を行った後、レジストの膜厚を減少させる
場合、パターンにより膜厚がまちまちであるためエッチ
ング精度が難しくなる。
ーン寸法及びパターン配置等により近接効果が問題とな
る。このような状況下で現像時において膜減りが初期膜
厚に対し一定の量とするためには、パターン毎の露光量
補正が必要となる。また、これを行わない場合において
は各パターンにおいて残膜率が異なる。この場合、シフ
タ部分の加工を行った後、レジストの膜厚を減少させる
場合、パターンにより膜厚がまちまちであるためエッチ
ング精度が難しくなる。
【0022】そこで本発明(請求項3,4)では感光性
樹脂層を2種類の感光性樹脂材料により形成し、例えば
上層を高感度、下層を低感度のポジ型感光性樹脂材料と
することで、現像時においてそれぞれの残膜を一定とし
ている。即ち、感度が大きく異なる感光性樹脂材料を用
い、低露光量で露光した場合には高感度の上層レジスト
のみが感光し、下層は露光量不足であるため膜減りが生
じない。また、高露光量で露光を行った場合、上層,下
層共に露光がなされる。このように現像時において現像
を途中で停止した部分において、正確に膜厚をコントロ
ールすることが可能である。
樹脂層を2種類の感光性樹脂材料により形成し、例えば
上層を高感度、下層を低感度のポジ型感光性樹脂材料と
することで、現像時においてそれぞれの残膜を一定とし
ている。即ち、感度が大きく異なる感光性樹脂材料を用
い、低露光量で露光した場合には高感度の上層レジスト
のみが感光し、下層は露光量不足であるため膜減りが生
じない。また、高露光量で露光を行った場合、上層,下
層共に露光がなされる。このように現像時において現像
を途中で停止した部分において、正確に膜厚をコントロ
ールすることが可能である。
【0023】
【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。 [実施例1]図1及び図2は、本発明の一実施例に係わ
る露光用マスク基板の製造工程を示す断面図である。ま
ず、図1(a)に示すように、位相変化領域を形成する
ための露光用基板の主要部となる基板本体を作成した。 即ち、SiO2 基板11上に酸化クロム膜(遮光層)
12を形成し、この酸化クロム膜12を所望形状にパタ
ーニングした。
説明する。 [実施例1]図1及び図2は、本発明の一実施例に係わ
る露光用マスク基板の製造工程を示す断面図である。ま
ず、図1(a)に示すように、位相変化領域を形成する
ための露光用基板の主要部となる基板本体を作成した。 即ち、SiO2 基板11上に酸化クロム膜(遮光層)
12を形成し、この酸化クロム膜12を所望形状にパタ
ーニングした。
【0024】次いで、図1(b)に示すように、SiO
2 基板11及び酸化クロム膜12上に、CVD法によ
りSiO2 膜(位相変化層)13を膜厚0.56μm
で形成した。なお、このSiO2 膜13の膜厚は、実
際に露光に用いる光の波長より適当に調整することが好
ましい。続いて、SiO2 膜13上に電子線用感光性
樹脂層(ポジ型レジスト)14を膜厚1μmで塗布形成
した。
2 基板11及び酸化クロム膜12上に、CVD法によ
りSiO2 膜(位相変化層)13を膜厚0.56μm
で形成した。なお、このSiO2 膜13の膜厚は、実
際に露光に用いる光の波長より適当に調整することが好
ましい。続いて、SiO2 膜13上に電子線用感光性
樹脂層(ポジ型レジスト)14を膜厚1μmで塗布形成
した。
【0025】次いで、図1(c)に示すように、レジス
ト14を所望パターンに露光した。この際、位相差90
°に相当する領域15を120μC/cm2 で、位相
差180°に相当する領域16を130μC/cm2
で、位相差270°に相当する領域17を135μC/
cm2 で露光した。
ト14を所望パターンに露光した。この際、位相差90
°に相当する領域15を120μC/cm2 で、位相
差180°に相当する領域16を130μC/cm2
で、位相差270°に相当する領域17を135μC/
cm2 で露光した。
【0026】次いで、図1(d)に示すように、レジス
ト14を現像し、15の領域の現像が終了した段階で現
像を停止した。次いで、図1(e)に示すように、CF
4 ,O2 の混合ガスによる異方性ドライエッチング
を行い、15の領域において位相変化層としてのSiO
2 膜13を0.14μmエッチングした。
ト14を現像し、15の領域の現像が終了した段階で現
像を停止した。次いで、図1(e)に示すように、CF
4 ,O2 の混合ガスによる異方性ドライエッチング
を行い、15の領域において位相変化層としてのSiO
2 膜13を0.14μmエッチングした。
【0027】次いで、図2(a)に示すように、O2
ガスによるレジスト14の異方的なエッチングを行い、
領域16にSiO2 膜13を露出させた。次いで、図
2(b)に示すように、再びCF4 ,O2 の混合ガ
スによる異方性ドライエッチングを行い、16の領域に
おいてSiO2 膜13を0.14μmエッチングした
。このとき、領域15は総計0.28μmエッチングさ
れた。
ガスによるレジスト14の異方的なエッチングを行い、
領域16にSiO2 膜13を露出させた。次いで、図
2(b)に示すように、再びCF4 ,O2 の混合ガ
スによる異方性ドライエッチングを行い、16の領域に
おいてSiO2 膜13を0.14μmエッチングした
。このとき、領域15は総計0.28μmエッチングさ
れた。
【0028】次いで、図2(c)に示すように、O2
ガスによるレジスト14の異方的なエッチングを行い、
領域17にSiO2 膜13を露出させた。次いで、図
2(d)に示すように、再びCF4 ,O2 の混合ガ
スによる異方性ドライエッチングを行い、17の領域に
おいてSiO2 膜13を0.14μmエッチングした
。このとき、15の領域は総計0.42μm、16の領
域は総計0.28μmエッチングされた。
ガスによるレジスト14の異方的なエッチングを行い、
領域17にSiO2 膜13を露出させた。次いで、図
2(d)に示すように、再びCF4 ,O2 の混合ガ
スによる異方性ドライエッチングを行い、17の領域に
おいてSiO2 膜13を0.14μmエッチングした
。このとき、15の領域は総計0.42μm、16の領
域は総計0.28μmエッチングされた。
【0029】最後に、図2(e)に示すように、エッチ
ングのマスクに用いた感光性樹脂材料を酸素プラズマに
晒すことで除去した。
ングのマスクに用いた感光性樹脂材料を酸素プラズマに
晒すことで除去した。
【0030】このように本実施例方法では、領域15,
16,17においてレジスト14の露光量を変えること
により、領域15を0.42μm、16を0.28μm
、16を0.14μmと異なる深さにエッチングするこ
とができ、最終的な膜厚をそれぞれ位相差90°,18
0°,270°に相当する0.14μm,0.28μm
,0.42μmの膜厚の位相変化層を形成することがで
きる。
16,17においてレジスト14の露光量を変えること
により、領域15を0.42μm、16を0.28μm
、16を0.14μmと異なる深さにエッチングするこ
とができ、最終的な膜厚をそれぞれ位相差90°,18
0°,270°に相当する0.14μm,0.28μm
,0.42μmの膜厚の位相変化層を形成することがで
きる。
【0031】そしてこの場合、レジスト14の塗布及び
現像は1回で済み、製造工程の簡略化をはかることがで
きる。さらに、レジスト14の露光は照射量は変えるも
のの1回で行うことができるので、位置合わせ精度の低
下を未然に防止することができる。このため、3つのパ
ターンが隣接する場合にも位相シフト法による高精度な
パターン形成が可能となる。 [実施例2]本実施例は、実施例1を紫外線を光源に用
いて作成した場合の一例である。ここでは実施例1の如
く、露光用基板本体上にCVD法によりSiO2 膜を
膜厚0.3μmで形成し、g線用ポジ型レジストを膜厚
1μmで塗布し、感光性樹脂層を形成する。
現像は1回で済み、製造工程の簡略化をはかることがで
きる。さらに、レジスト14の露光は照射量は変えるも
のの1回で行うことができるので、位置合わせ精度の低
下を未然に防止することができる。このため、3つのパ
ターンが隣接する場合にも位相シフト法による高精度な
パターン形成が可能となる。 [実施例2]本実施例は、実施例1を紫外線を光源に用
いて作成した場合の一例である。ここでは実施例1の如
く、露光用基板本体上にCVD法によりSiO2 膜を
膜厚0.3μmで形成し、g線用ポジ型レジストを膜厚
1μmで塗布し、感光性樹脂層を形成する。
【0032】次いで、水銀ランプのg線による露光を行
うが、ここでの露光量は一定とし、露光量の調整を図3
(a)に示すように光透過部に光量を制限する目的で、
解像限界以下のドットパターンを露光領域に均一に分布
させた。ここで、パターンとして露光用基板本体上で0
.5μmの丸形(基本的にドットの形状はいかなる形で
も良い)のパターン21を用いた。このパターンは露光
対象基板上で0.1μmのパターンとなるため実際には
解像されない。
うが、ここでの露光量は一定とし、露光量の調整を図3
(a)に示すように光透過部に光量を制限する目的で、
解像限界以下のドットパターンを露光領域に均一に分布
させた。ここで、パターンとして露光用基板本体上で0
.5μmの丸形(基本的にドットの形状はいかなる形で
も良い)のパターン21を用いた。このパターンは露光
対象基板上で0.1μmのパターンとなるため実際には
解像されない。
【0033】このパターンを位相差90°に相当する領
域25(露光用基板本体上で22)には設置せず、位相
差180°に相当する領域26(露光用基板本体上で2
3)では全領域に対し、20%程度を正方形パターンで
埋めた。このような手法で露光し現像を行った後、実施
例1の手法と同様の処理を行った。
域25(露光用基板本体上で22)には設置せず、位相
差180°に相当する領域26(露光用基板本体上で2
3)では全領域に対し、20%程度を正方形パターンで
埋めた。このような手法で露光し現像を行った後、実施
例1の手法と同様の処理を行った。
【0034】その結果、図3(b)に示すように、領域
25は0.42μm、26は0.28μm、27は0.
14μmエッチングされ、最終的な膜厚はそれぞれ位相
差90°,180°,270°に相当する0.14μm
,0.28μm,0.42μmの膜厚の位相変化層を形
成することができた。
25は0.42μm、26は0.28μm、27は0.
14μmエッチングされ、最終的な膜厚はそれぞれ位相
差90°,180°,270°に相当する0.14μm
,0.28μm,0.42μmの膜厚の位相変化層を形
成することができた。
【0035】なお、第1及び第2の本実施例においては
、SiO2 膜の初期膜厚を位相差360°に相当する
ように形成したが、初期膜厚を(270+90n)°(
nは整数)に相当する膜厚にすることが可能である。 また、これらの実施例は4種類の位相に対し、3種類の
膜厚の位相変化層を形成した場合であるが、基本的に本
発明を用い、露光量を適当に調整することで3種類以上
の位相に対する膜を形成することが可能である。さらに
、露光量の調整手段として、露光光を吸収する物質を露
光用マスク基板上の透過部に形成することも可能である
。 [実施例3]図4及び図5は、本発明の第3の実施例に
係わる露光用マスク基板の製造工程を示す断面図である
。
、SiO2 膜の初期膜厚を位相差360°に相当する
ように形成したが、初期膜厚を(270+90n)°(
nは整数)に相当する膜厚にすることが可能である。 また、これらの実施例は4種類の位相に対し、3種類の
膜厚の位相変化層を形成した場合であるが、基本的に本
発明を用い、露光量を適当に調整することで3種類以上
の位相に対する膜を形成することが可能である。さらに
、露光量の調整手段として、露光光を吸収する物質を露
光用マスク基板上の透過部に形成することも可能である
。 [実施例3]図4及び図5は、本発明の第3の実施例に
係わる露光用マスク基板の製造工程を示す断面図である
。
【0036】まず、図4(a)に示すように、位相変化
層として用いるSiO2 を主成分とする基板41上に
Cr及びCrO等を成分とする光遮光膜42を形成した
。 次いで、図4(b)に示すように、電子線に感光するメ
タクリレート系ポジ型レジスト(第1の感光性樹脂層)
43を塗布しベイキングを行った。さらに、このレジス
ト43上に、それよりも高感度のクロロアクリラート系
ポジ型レジスト(第2の感光性樹脂層)44を塗布形成
した。
層として用いるSiO2 を主成分とする基板41上に
Cr及びCrO等を成分とする光遮光膜42を形成した
。 次いで、図4(b)に示すように、電子線に感光するメ
タクリレート系ポジ型レジスト(第1の感光性樹脂層)
43を塗布しベイキングを行った。さらに、このレジス
ト43上に、それよりも高感度のクロロアクリラート系
ポジ型レジスト(第2の感光性樹脂層)44を塗布形成
した。
【0037】次いで、図4(c)に示すようにレジスト
43,44を所望パターンに露光した。このとき、位相
変化層を形成する領域45については8μC/cm2
の電流値を与え、光透過部46については4μC/cm
2 の露光を行った。
43,44を所望パターンに露光した。このとき、位相
変化層を形成する領域45については8μC/cm2
の電流値を与え、光透過部46については4μC/cm
2 の露光を行った。
【0038】次いで、図4(d)に示すように、これを
現像した。このとき、8μC/cm2 の露光量を与え
た部分45ではレジスト層44とレジスト層43のいず
れも溶解し、Cr面が露出した。また、4μC/cm2
の露光を与えた部分46ではレジスト層44は現像され
、レジスト層43は現像されなかった。
現像した。このとき、8μC/cm2 の露光量を与え
た部分45ではレジスト層44とレジスト層43のいず
れも溶解し、Cr面が露出した。また、4μC/cm2
の露光を与えた部分46ではレジスト層44は現像され
、レジスト層43は現像されなかった。
【0039】次いで、図5(a)に示すように、レジス
ト43,44をマスクとして光遮光膜42のエッチング
を行い、さらにSiO2 基板41のエッチングを行っ
た。このとき、エッチングにより除去したSiO2 基
板41の膜厚は28nmとした。この工程により位相変
化領域47を形成した。
ト43,44をマスクとして光遮光膜42のエッチング
を行い、さらにSiO2 基板41のエッチングを行っ
た。このとき、エッチングにより除去したSiO2 基
板41の膜厚は28nmとした。この工程により位相変
化領域47を形成した。
【0040】次いで、図5(b)に示すように、酸素原
子を含むガスによりエッチングを行い、前記のレジスト
層43で現像が停止した部分のエッチングを行い、Cr
面(遮光膜42)を露出させた。次いで、図5(c)に
示すように、Crの異方性エッチングを行い光透過部4
8を形成した。
子を含むガスによりエッチングを行い、前記のレジスト
層43で現像が停止した部分のエッチングを行い、Cr
面(遮光膜42)を露出させた。次いで、図5(c)に
示すように、Crの異方性エッチングを行い光透過部4
8を形成した。
【0041】最後に、図5(d)に示すように、レジス
ト43を除去することにより、所望の露光用マスク基板
を形成することができた。 [実施例4]図6及び図7は、本発明の第4の実施例に
係わる露光用マスク基板の製造工程を示す断面図である
。まず、図6(a)に示すように、位相変化層として用
いるSiO2 を主成分とする基板61にCr及びCr
Oを成分とする光遮光膜62を形成した。
ト43を除去することにより、所望の露光用マスク基板
を形成することができた。 [実施例4]図6及び図7は、本発明の第4の実施例に
係わる露光用マスク基板の製造工程を示す断面図である
。まず、図6(a)に示すように、位相変化層として用
いるSiO2 を主成分とする基板61にCr及びCr
Oを成分とする光遮光膜62を形成した。
【0042】次いで、図6(b)に示すように、電子線
に感光するノボラック系樹脂−メラミン色素系のネガ型
レジスト(第1の感光性樹脂層)63を塗布しベイキン
グを行った。さらに、この上にレジスト63よりも低感
度のネガ型レジストであるクロロメチル化ポリスチレン
(第2の感光性樹脂層)64を塗布形成した。
に感光するノボラック系樹脂−メラミン色素系のネガ型
レジスト(第1の感光性樹脂層)63を塗布しベイキン
グを行った。さらに、この上にレジスト63よりも低感
度のネガ型レジストであるクロロメチル化ポリスチレン
(第2の感光性樹脂層)64を塗布形成した。
【0043】次いで、図6(c)に示すように、レジス
ト63,64を所望パターンに露光した。このとき、C
rによる遮光層を形成する領域65については40μC
/cm2 の電流値を与え、光透過部66については8
μC/cm2 の露光を行った。
ト63,64を所望パターンに露光した。このとき、C
rによる遮光層を形成する領域65については40μC
/cm2 の電流値を与え、光透過部66については8
μC/cm2 の露光を行った。
【0044】次いで、図6(d)に示すように、これを
現像した。露光を行わなかった部分ではレジスト層63
とレジスト層64のいずれも溶解しCr面が露出した。 また、8μC/cm2 の露光を与えた部分66ではレ
ジスト層64は現像され、レジスト層63は現像されな
かった。
現像した。露光を行わなかった部分ではレジスト層63
とレジスト層64のいずれも溶解しCr面が露出した。 また、8μC/cm2 の露光を与えた部分66ではレ
ジスト層64は現像され、レジスト層63は現像されな
かった。
【0045】次いで、図7(a)に示すように、感光性
樹脂材料をマスクとして遮光層62のエッチングを行い
、さらにSiO2 基板61のエッチングを行った。こ
のとき、エッチングにより除去したSiO2 基板61
の膜厚は28nmとした。この工程により位相変化領域
67を形成した。
樹脂材料をマスクとして遮光層62のエッチングを行い
、さらにSiO2 基板61のエッチングを行った。こ
のとき、エッチングにより除去したSiO2 基板61
の膜厚は28nmとした。この工程により位相変化領域
67を形成した。
【0046】次いで、図7(b)に示すように、酸素原
子を含むガスによりエッチングを行い、前記のレジスト
層63で現像が停止した部分のエッチングを行い、Cr
面を露出させた。次いで、図7(c)に示すように、ク
ロムの異方性エッチングを行い光透過部68を形成した
。
子を含むガスによりエッチングを行い、前記のレジスト
層63で現像が停止した部分のエッチングを行い、Cr
面を露出させた。次いで、図7(c)に示すように、ク
ロムの異方性エッチングを行い光透過部68を形成した
。
【0047】最後に、図7(d)に示すように、レジス
ト63を除去することにより、所望の露光用マスク基板
を形成することができた。
ト63を除去することにより、所望の露光用マスク基板
を形成することができた。
【0048】なお、実施例3,4におけるレジストの組
み合わせでは、ミキシングが生じなかったが、ミキシン
グが生じる場合には両レジスト間にミキシング防止層を
設けるとよい。また、実施例3,4では、基板のSiO
2 を直接加工しているが、基板上に予め全面に位相変
化層を設け、その上に遮光膜のクロムを配置し、これを
加工するようにしてもよい。
み合わせでは、ミキシングが生じなかったが、ミキシン
グが生じる場合には両レジスト間にミキシング防止層を
設けるとよい。また、実施例3,4では、基板のSiO
2 を直接加工しているが、基板上に予め全面に位相変
化層を設け、その上に遮光膜のクロムを配置し、これを
加工するようにしてもよい。
【0049】
【発明の効果】以上詳述したように本発明(請求項1,
2)によれば、1度の露光工程で複数の膜厚の位相変化
層を形成できるように、位相変化層の膜厚に応じて露光
露光強度を変化させ、次いで1度の現像工程を行った後
、エッチングにより加工を行うことにより、レジストの
塗布・露光・現像工程を位相変化層の膜厚以下の数に抑
えることができる。従って、工程数を減少させ、また位
置合わせ精度の低下を防ぐことが可能となる。
2)によれば、1度の露光工程で複数の膜厚の位相変化
層を形成できるように、位相変化層の膜厚に応じて露光
露光強度を変化させ、次いで1度の現像工程を行った後
、エッチングにより加工を行うことにより、レジストの
塗布・露光・現像工程を位相変化層の膜厚以下の数に抑
えることができる。従って、工程数を減少させ、また位
置合わせ精度の低下を防ぐことが可能となる。
【0050】また、本発明(請求項3,4)によれば、
導電性膜であるクロム層が存在する状態でシフタ層とシ
フタ層でない部分の露光を同時に行い、加工時に両者を
区別する工程で感光性樹脂材料を感度の異なる2種の感
光性樹脂材料で形成することで、精度良く所望の露光用
マスク基板を作成することが可能となる。
導電性膜であるクロム層が存在する状態でシフタ層とシ
フタ層でない部分の露光を同時に行い、加工時に両者を
区別する工程で感光性樹脂材料を感度の異なる2種の感
光性樹脂材料で形成することで、精度良く所望の露光用
マスク基板を作成することが可能となる。
【図1】第1の実施例に係わる露光用マスク基板の製造
工程の前半を示す断面図、
工程の前半を示す断面図、
【図2】第1の実施例に係わる露光用マスク基板の製造
工程の後半を示す断面図、
工程の後半を示す断面図、
【図3】第2の実施例を説明するための模式図、
【図4
】第3の実施例に係わる露光用マスク基板の製造工程の
前半を示す断面図、
】第3の実施例に係わる露光用マスク基板の製造工程の
前半を示す断面図、
【図5】第3の実施例に係わる露光用マスク基板の製造
工程の後半を示す断面図、
工程の後半を示す断面図、
【図6】第4の実施例に係わる露光用マスク基板の製造
工程の前半を示す断面図、
工程の前半を示す断面図、
【図7】第4の実施例に係わる露光用マスク基板の製造
工程の後半を示す断面図。
工程の後半を示す断面図。
11…SiO2 基板、
12…酸化クロム膜(遮光層)、
13…SiO2 膜(位相変化層)、
14…感光性樹脂層、
15,25…位相差90°に相当する領域、16,26
…位相差180°に相当する領域、17,27…位相差
270°に相当する領域、21…露光用マスク基板上に
設けたドットパターン、41,61…SiO2 基板(
位相変化層)、42,62…遮光膜、 43…ポジ型レジスト(第1の感光性樹脂層)、44…
ポジ型レジスト(第2の感光性樹脂層)、45…光照射
部(露光エネルギー8μC/cm2 )、46…光照射
部(露光エネルギー4μC/cm2 )、47,67…
位相変化領域、 48,68…光透過部、 63…ネガ型レジスト(第1の感光性樹脂層)、64…
ネガ型レジスト(第2の感光性樹脂層)、65…光照射
部(露光エネルギー40μC/cm2 )、66…光照
射部(露光エネルギー8μC/cm2 )。
…位相差180°に相当する領域、17,27…位相差
270°に相当する領域、21…露光用マスク基板上に
設けたドットパターン、41,61…SiO2 基板(
位相変化層)、42,62…遮光膜、 43…ポジ型レジスト(第1の感光性樹脂層)、44…
ポジ型レジスト(第2の感光性樹脂層)、45…光照射
部(露光エネルギー8μC/cm2 )、46…光照射
部(露光エネルギー4μC/cm2 )、47,67…
位相変化領域、 48,68…光透過部、 63…ネガ型レジスト(第1の感光性樹脂層)、64…
ネガ型レジスト(第2の感光性樹脂層)、65…光照射
部(露光エネルギー40μC/cm2 )、66…光照
射部(露光エネルギー8μC/cm2 )。
Claims (6)
- 【請求項1】基板上に光の位相を制御するための位相変
化層を形成する工程と、前記位相変化層上に感光性樹脂
層を形成する工程と、前記感光性樹脂層を露光すると共
に、前記位相変化層に必要とされる膜厚に応じて異なる
膜厚領域で露光の照射量を変える工程と、前記感光性樹
脂層を現像する工程と、前記感光性樹脂層に形成された
凹凸を反映するように前記位相変化層を所定量だけエッ
チングする工程とを含むことを特徴とする露光用マスク
基板の製造方法。 - 【請求項2】透明基板上に遮光層を選択的に形成する工
程と、前記基板及び遮光膜の上に光の位相を制御するた
めの位相変化層を形成する工程と、前記位相変化層上に
感光性樹脂層を形成する工程と、前記感光性樹脂層を露
光すると共に、前記位相変化層に必要とされる膜厚に応
じて異なる膜厚領域で露光の照射量を変える工程と、前
記感光性樹脂層を現像する工程と、弗素原子を含むガス
を用いた位相変化層の異方性のエッチングと酸素原子を
用いた感光性樹脂層の異方性のエッチングを交互に行う
ことにより、前記位相変化層の膜厚を制御する工程とを
含むことを特徴とする露光用マスク基板の製造方法。 - 【請求項3】光の位相を制御するための薄膜又は基板上
に遮光膜を形成する工程と、前記薄膜又は基板及び遮光
膜の上に第1の感光性樹脂層を形成する工程と、第1の
感光性樹脂層の上に該感光性樹脂層とは感度の異なる第
2の感光性樹脂層を形成する工程と、低エネルギーのビ
ームで感度の低い方の感光性樹脂層を選択的に露光する
工程と、高エネルギーのビームで第1及び第2の感光性
樹脂層を選択的に露光する工程と、第1及び第2の感光
性樹脂層を現像する工程と、第1の感光性樹脂層の開口
パターンに合わせて前記遮光膜及び下地の薄膜又は基板
をエッチングする工程と、第2の感光性樹脂層の開口パ
ターンに合わせて前記遮光膜をエッチングする工程とを
含むことを特徴とする露光用マスク基板の製造方法。 - 【請求項4】光の位相を制御するための薄膜又は基板上
に遮光膜を形成する工程と、前記薄膜又は基板及び遮光
膜の上に第1の感光性樹脂層を形成する工程と、第1の
感光性樹脂層の上に該感光性樹脂層とは感度の異なる第
2の感光性樹脂層を形成する工程と、低エネルギーのビ
ームで感度の低い方の感光性樹脂層を選択的に露光する
工程と、高エネルギーのビームで第1及び第2の感光性
樹脂層を選択的に露光する工程と、第1及び第2の感光
性樹脂層を現像する工程と、現像工程により露出した前
記遮光膜をエッチングする工程と、前記遮光膜を除去し
た部分の薄膜又は基板を所定の厚さだけエッチングする
工程と、第2の感光性樹脂層をマスクとして第1の感光
性樹脂層をエッチングする工程と、第1の感光性樹脂層
を除去した部分に露出した遮光膜をエッチングする工程
とを含むことを特徴とする露光用マスク基板の製造方法
。 - 【請求項5】前記の感度の異なる2種類の感光性樹脂層
は、共にポジ型感光性樹脂材料からなり、第1の感光性
樹脂層よりも第2の感光性樹脂層の方を高感度としたこ
とを特徴とする請求項3又は4に記載の露光用マスク基
板作成方法。 - 【請求項6】前記の感度の異なる2種類の感光性樹脂層
は、共にネガ型感光性樹脂材料からなり、第1の感光性
樹脂層よりも第2の感光性樹脂層の方を低感度としたこ
とを特徴とする請求項3又は4に記載の露光用マスク基
板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3089109A JPH04301846A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 露光用マスク基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3089109A JPH04301846A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 露光用マスク基板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04301846A true JPH04301846A (ja) | 1992-10-26 |
Family
ID=13961725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3089109A Pending JPH04301846A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 露光用マスク基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04301846A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5994001A (en) * | 1996-09-02 | 1999-11-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Phase shift mask and its manufacturing method and semiconductor device and its manufacturing method using the phase shift mask |
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-
1991
- 1991-03-29 JP JP3089109A patent/JPH04301846A/ja active Pending
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