JPH04307545A - 位相シフトマスクおよびその製造方法 - Google Patents
位相シフトマスクおよびその製造方法Info
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- JPH04307545A JPH04307545A JP3097968A JP9796891A JPH04307545A JP H04307545 A JPH04307545 A JP H04307545A JP 3097968 A JP3097968 A JP 3097968A JP 9796891 A JP9796891 A JP 9796891A JP H04307545 A JPH04307545 A JP H04307545A
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (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、半導体集積回路の製造
に用いられる光リソグラフィーの解像度を向上させるた
めの位相シフトマスクに関するものである。
に用いられる光リソグラフィーの解像度を向上させるた
めの位相シフトマスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路が高密度化するにしたが
って、サブミクロン領域での露光技術の開発が急務とな
っている。フォトリソグラフィの解像度を向上させるた
めには露光光源の短波長化が有効であるが、短波長な露
光光源として考えられているエキシマレーザーには安定
性、寿命、光学系等の点でまだ解決されるべき問題点が
多く、半導体集積回路の安定な製造に応用することは現
段階では実質的に不可能である。
って、サブミクロン領域での露光技術の開発が急務とな
っている。フォトリソグラフィの解像度を向上させるた
めには露光光源の短波長化が有効であるが、短波長な露
光光源として考えられているエキシマレーザーには安定
性、寿命、光学系等の点でまだ解決されるべき問題点が
多く、半導体集積回路の安定な製造に応用することは現
段階では実質的に不可能である。
【０００３】他の解像度を向上させる方法としてＭ．Ｄ
．Ｌｅｖｅｓｏｎ 等によって位相シフト露光法が提案
された（Ｍ．Ｄ．Ｌｅｖｅｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ，ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｖｏｌ．ＥＤ−２９，Ｎｏ１
２，１８２８（１９８２）） 。これは従来のフォトマ
スクパターンに加えて、所望の場所に光の位相を反転さ
せるための位相シフトパターンを形成することによって
、シリコンウェファー上で光の干渉をおこさせコントラ
ストを高め解像度を向上させるものである。これに使用
されるのが位相シフトマスクで、高解像度のリソグラフ
ィー用フォトマスクとして有用視されている。
．Ｌｅｖｅｓｏｎ 等によって位相シフト露光法が提案
された（Ｍ．Ｄ．Ｌｅｖｅｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ，ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｖｏｌ．ＥＤ−２９，Ｎｏ１
２，１８２８（１９８２）） 。これは従来のフォトマ
スクパターンに加えて、所望の場所に光の位相を反転さ
せるための位相シフトパターンを形成することによって
、シリコンウェファー上で光の干渉をおこさせコントラ
ストを高め解像度を向上させるものである。これに使用
されるのが位相シフトマスクで、高解像度のリソグラフ
ィー用フォトマスクとして有用視されている。
【０００４】位相シフター材料としては、従来よりスパ
ッター法やＣＶＤ法で作成した酸化シリコンや窒化シリ
コンが用いられている。しかしながらスパッター法やＣ
ＶＤ法による成膜は、比較的高い温度で行われるため、
熱応力によるフォトマスクの変形が避けられず解像度を
悪化させるという問題点があった。さらに高価なスパッ
タ装置、ＣＶＤ装置を導入しなければならず、プロセス
も複雑になるという問題点がある。
ッター法やＣＶＤ法で作成した酸化シリコンや窒化シリ
コンが用いられている。しかしながらスパッター法やＣ
ＶＤ法による成膜は、比較的高い温度で行われるため、
熱応力によるフォトマスクの変形が避けられず解像度を
悪化させるという問題点があった。さらに高価なスパッ
タ装置、ＣＶＤ装置を導入しなければならず、プロセス
も複雑になるという問題点がある。
【０００５】一方、回転塗布が可能なレジストを位相シ
フター材料として応用することも可能であるが、現在の
レジスト材料では、屈折率が大きい、耐光性が低い、光
吸収が大きい等の問題点がある。さらに、あらかじめ遮
光膜パターンを形成したフォトマスク基板上に回転塗布
によってレジスト等の位相シフターを形成すると、遮光
膜パターンの凹凸部分での膜厚制御が困難となり、本来
目的とする位相の反転が凹凸部分でうまく行われず、解
像度が期待どうりに得られないという問題もあった。
フター材料として応用することも可能であるが、現在の
レジスト材料では、屈折率が大きい、耐光性が低い、光
吸収が大きい等の問題点がある。さらに、あらかじめ遮
光膜パターンを形成したフォトマスク基板上に回転塗布
によってレジスト等の位相シフターを形成すると、遮光
膜パターンの凹凸部分での膜厚制御が困難となり、本来
目的とする位相の反転が凹凸部分でうまく行われず、解
像度が期待どうりに得られないという問題もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，上述のよう
な従来のシフター材料の問題点を解消し、熱応力がなく
、現行のフォトマスク製造プロセスの大がかりな修正を
必要としない回転塗布等の簡便な方法による成膜が可能
な位相シフター材料を使用した位相シフトマスクの提供
を目的とするものである。
な従来のシフター材料の問題点を解消し、熱応力がなく
、現行のフォトマスク製造プロセスの大がかりな修正を
必要としない回転塗布等の簡便な方法による成膜が可能
な位相シフター材料を使用した位相シフトマスクの提供
を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため鋭意検討をおこなった結果なされたものであ
り、ガラス基板上に光の位相を反転させるためのシフタ
ーおよび遮光マスクがこの順に設置されていることを特
徴とする位相シフトマスクとその製造方法を提供するも
のである。
決するため鋭意検討をおこなった結果なされたものであ
り、ガラス基板上に光の位相を反転させるためのシフタ
ーおよび遮光マスクがこの順に設置されていることを特
徴とする位相シフトマスクとその製造方法を提供するも
のである。
【０００８】本発明におけるシフターとしては、含フッ
素脂肪族環構造を有するポリマーが好適に採用される。 かかる含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーは、従来
より公知のものもふくめてフッ素含有量が８重量％以上
のものが好ましい。フッ素含有量が少ない場合には、フ
ッ素を含有することによって発揮される耐光性、紫外線
透過性、低屈折率等の特徴が明確でなくなる。一方環構
造としては特に規定はないが、フッ素系溶剤などに可溶
として回転塗布を可能とならしめるために、環構造の組
成は１５％以上であることが好ましい、さらに好ましく
は３０％以上であることが望ましい。
素脂肪族環構造を有するポリマーが好適に採用される。 かかる含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーは、従来
より公知のものもふくめてフッ素含有量が８重量％以上
のものが好ましい。フッ素含有量が少ない場合には、フ
ッ素を含有することによって発揮される耐光性、紫外線
透過性、低屈折率等の特徴が明確でなくなる。一方環構
造としては特に規定はないが、フッ素系溶剤などに可溶
として回転塗布を可能とならしめるために、環構造の組
成は１５％以上であることが好ましい、さらに好ましく
は３０％以上であることが望ましい。
【０００９】また、ガラス基板としては、石英ガラス基
板上が好適に採用される。遮光マスクは、通常、半導体
集積回路パターンを有するＣｒ，ＭｏＳｉ等の金属によ
る遮光膜が採用される。
板上が好適に採用される。遮光マスクは、通常、半導体
集積回路パターンを有するＣｒ，ＭｏＳｉ等の金属によ
る遮光膜が採用される。
【００１０】ガラス基板上に、位相シフターとして含フ
ッ素脂肪族環構造を有するポリマー薄膜を形成する方法
としては、回転塗布法、ディップ法等のガラス基板上に
ポリマー薄膜を形成するための公知の方法が用いられる
。形成すべき薄膜の膜厚は、たとえば１８０゜の位相反
転を行う場合には次の式を満足すれば良い。 ｔ＝λ／（２（ｎ−１）） （ただしｔは膜厚、λはステッパーの波長、ｎはその波
長での屈折率）
ッ素脂肪族環構造を有するポリマー薄膜を形成する方法
としては、回転塗布法、ディップ法等のガラス基板上に
ポリマー薄膜を形成するための公知の方法が用いられる
。形成すべき薄膜の膜厚は、たとえば１８０゜の位相反
転を行う場合には次の式を満足すれば良い。 ｔ＝λ／（２（ｎ−１）） （ただしｔは膜厚、λはステッパーの波長、ｎはその波
長での屈折率）
【００１１】含フッ素脂肪族環構造を有するポリマー薄
膜を位相シフターパターンとしてパターニングを行う方
法は、半導体製造プロセスで公知の方法を用いれば良い
。例えば、ポリマー薄膜上に、酸素プラズマ耐性を有す
る第１の金属薄膜をスッパター法等の方法により成膜し
た後、レジスト薄膜を回転塗布法等の方法で形成し、紫
外線露光法によりレジストパターンを得る。
膜を位相シフターパターンとしてパターニングを行う方
法は、半導体製造プロセスで公知の方法を用いれば良い
。例えば、ポリマー薄膜上に、酸素プラズマ耐性を有す
る第１の金属薄膜をスッパター法等の方法により成膜し
た後、レジスト薄膜を回転塗布法等の方法で形成し、紫
外線露光法によりレジストパターンを得る。
【００１２】このレジストパターンをマスクに、反応性
イオンエッチング等の方法により、第１の金属薄膜のパ
ターニングを行う。さらに第１の金属薄膜パターンをマ
スクとして、酸素プラズマ等の方法により含フッ素脂肪
族環構造を有するポリマー薄膜のパターンニングを行う
。第１の金属薄膜としては、Ｃｒ，ＭｏＳｉ等の半導体
プロセスに於いて公知の金属を用いることができるが、
これらは代表例でありに必ずしもこれらに限定される必
要はない。
イオンエッチング等の方法により、第１の金属薄膜のパ
ターニングを行う。さらに第１の金属薄膜パターンをマ
スクとして、酸素プラズマ等の方法により含フッ素脂肪
族環構造を有するポリマー薄膜のパターンニングを行う
。第１の金属薄膜としては、Ｃｒ，ＭｏＳｉ等の半導体
プロセスに於いて公知の金属を用いることができるが、
これらは代表例でありに必ずしもこれらに限定される必
要はない。
【００１３】含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーの
パターンニングの施された基板に、半導体プロセスで石
英ガラス基万上にフォトマスクのパターンニングを作成
する方法と全く同一の手段により、第２の金属薄膜の形
成、レジスト塗布、紫外線露光によるレジストパターン
ニング、第２の金属薄膜のエッチングを行うことによっ
て、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーを位相シフ
ターとする位相シフトマスクを得ることができる。ここ
に用いられる第２の金属薄膜としては、半導体プロセス
に於いて公知のＭｏＳｉ、Ｃｒ等の金属を使用すること
ができるが、これらは代表例であり必ずしもこれらに限
定されることはない。
パターンニングの施された基板に、半導体プロセスで石
英ガラス基万上にフォトマスクのパターンニングを作成
する方法と全く同一の手段により、第２の金属薄膜の形
成、レジスト塗布、紫外線露光によるレジストパターン
ニング、第２の金属薄膜のエッチングを行うことによっ
て、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーを位相シフ
ターとする位相シフトマスクを得ることができる。ここ
に用いられる第２の金属薄膜としては、半導体プロセス
に於いて公知のＭｏＳｉ、Ｃｒ等の金属を使用すること
ができるが、これらは代表例であり必ずしもこれらに限
定されることはない。
【００１４】
【作用】本発明に於いて、含フッ素脂肪族環構造を有す
るポリマーは、結晶性が小さいかまたはほとんど結晶性
がないために、フッ素樹脂であるにもかかわらず高い紫
外線透過性を示すものであり、また含フッ素ポリマーで
あるが故に、通常の炭化水素系の樹脂よりも低屈折率で
、ガラスと同程度または低い屈折率になり、通常の半導
体製作で使われるポリマーと同様に回転塗布法などで薄
膜形成ができ、ドライエッチングで微細パターンも形成
でき、光に対する耐性、耐湿性、耐候性、耐薬品性にも
優れているものと考えられ、優れた位相シフトマスクの
シフトパターンになると考えられる。
るポリマーは、結晶性が小さいかまたはほとんど結晶性
がないために、フッ素樹脂であるにもかかわらず高い紫
外線透過性を示すものであり、また含フッ素ポリマーで
あるが故に、通常の炭化水素系の樹脂よりも低屈折率で
、ガラスと同程度または低い屈折率になり、通常の半導
体製作で使われるポリマーと同様に回転塗布法などで薄
膜形成ができ、ドライエッチングで微細パターンも形成
でき、光に対する耐性、耐湿性、耐候性、耐薬品性にも
優れているものと考えられ、優れた位相シフトマスクの
シフトパターンになると考えられる。
【００１５】さらに、位相シフターを遮光マスクが特定
の順で石英ガラス基板の間に形成したことにより、遮光
膜の凹凸部分の位相シフターの膜厚変動が抑えられ、遮
光膜端部のコントラストを鮮明にする作用も有している
と考えられる。ただし、かかる説明は本発明の理解の助
けとするものであり、本発明を限定するものではないこ
とは勿論である。
の順で石英ガラス基板の間に形成したことにより、遮光
膜の凹凸部分の位相シフターの膜厚変動が抑えられ、遮
光膜端部のコントラストを鮮明にする作用も有している
と考えられる。ただし、かかる説明は本発明の理解の助
けとするものであり、本発明を限定するものではないこ
とは勿論である。
【００１６】
【実施例】位相シフトマスクの製造例を図面に従って説
明する。図１は本発明の位相シフトマスクの一例を示す
断面図である。図２は、位相シフトマスクの製造例を示
す工程図であり、各工程により形成されるものの断面図
を上から工程順に示したものである。
明する。図１は本発明の位相シフトマスクの一例を示す
断面図である。図２は、位相シフトマスクの製造例を示
す工程図であり、各工程により形成されるものの断面図
を上から工程順に示したものである。
【００１７】ガラス基板１上に含フッ素脂肪族環構造を
有するポリマーによるシフター２の膜を回転塗布法によ
り形成し（膜厚５００ｎｍ）、ついで第１の金属薄膜と
してＣｒ膜３（膜厚１２０ｎｍ）、紫外線露光用レジス
ト膜４（膜厚５００ｎｍ）を順次形成した。ついで紫外
線露光により必要なレジストパターンを形成した後、こ
のパターンをマスクとしてＣＦ４ ＋Ｏ２ ガスによる
イオンエッチングを施しＣｒパターンを形成し、このＣ
ｒ膜をマスクにＯ２ ガスを用いたプラズマエッチング
法で含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーによるシフ
ターの膜をエッチングしシフターパターンを形成した。
有するポリマーによるシフター２の膜を回転塗布法によ
り形成し（膜厚５００ｎｍ）、ついで第１の金属薄膜と
してＣｒ膜３（膜厚１２０ｎｍ）、紫外線露光用レジス
ト膜４（膜厚５００ｎｍ）を順次形成した。ついで紫外
線露光により必要なレジストパターンを形成した後、こ
のパターンをマスクとしてＣＦ４ ＋Ｏ２ ガスによる
イオンエッチングを施しＣｒパターンを形成し、このＣ
ｒ膜をマスクにＯ２ ガスを用いたプラズマエッチング
法で含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーによるシフ
ターの膜をエッチングしシフターパターンを形成した。
【００１８】引き続き第２の金属薄膜としてＭｏＳｉ膜
５を蒸着法により形成して、そのうえにレジスト６を回
転塗布法により塗布した後、水銀ランプにより露光をお
こない所望のパターンを得た。このレジストをマスクと
してウェットエッチングを行い、さらにレジストを除去
し、ＭｏＳｉ膜に基づく遮光マスク７を有する位相シフ
トマスクとした。
５を蒸着法により形成して、そのうえにレジスト６を回
転塗布法により塗布した後、水銀ランプにより露光をお
こない所望のパターンを得た。このレジストをマスクと
してウェットエッチングを行い、さらにレジストを除去
し、ＭｏＳｉ膜に基づく遮光マスク７を有する位相シフ
トマスクとした。
【００１９】前述の位相シフトマスクを用いて、水銀ラ
ンプｉ線（波長３６５ｎｍ）ステッパーによりリソグラ
フィーを行ったところ、従来のフォトマスクでは解像困
難な０．３ミクロンのパターンを得ることができた。
ンプｉ線（波長３６５ｎｍ）ステッパーによりリソグラ
フィーを行ったところ、従来のフォトマスクでは解像困
難な０．３ミクロンのパターンを得ることができた。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、含フッ素脂肪族環構造を有す
るポリマーをシフター材料として採用することにより、
屈折率がガラス基板と同程度または低く、露光波長の光
の透過率が高いシフターパターンを得るという優れた効
果を有し、さらに、酸素プラズマを用いて容易にエッチ
ングできるので、シターパターンの形成が容易であると
いう効果も有する。また、回転塗布法で成膜できるので
、位相シフトパターン形成プロセスが容易になるという
効果がある。さらに、特に含フッ素含有量の高いものは
、耐熱性、耐薬品性、耐湿性、耐汚染性も高いので恒久
的なシフターとして使うことができる。
るポリマーをシフター材料として採用することにより、
屈折率がガラス基板と同程度または低く、露光波長の光
の透過率が高いシフターパターンを得るという優れた効
果を有し、さらに、酸素プラズマを用いて容易にエッチ
ングできるので、シターパターンの形成が容易であると
いう効果も有する。また、回転塗布法で成膜できるので
、位相シフトパターン形成プロセスが容易になるという
効果がある。さらに、特に含フッ素含有量の高いものは
、耐熱性、耐薬品性、耐湿性、耐汚染性も高いので恒久
的なシフターとして使うことができる。
【図１】 本発明の位相シフトマスクの一例を示す断
面図
面図
【図２】 本発明における製造方法の一例を示す工程
図
図
１ 石英ガラス基板
２ シフター
３ Ｃｒ膜
４ レジスト
５ ＭｏＳｉ膜
６ レジスト
７ 遮光マスク
Claims (4)
- 【請求項１】フォトリソグラフィー工程で解像力をあげ
るために用いられる位相シフトマスクであって、ガラス
基板上に光の位相を反転させるためのシフターおよび遮
光マスクがこの順に設置されていることを特徴とする位
相シフトマスク。 - 【請求項２】シフターが含フッ素脂肪族環構造を有する
ポリマーからなることを特徴とする請求項１の位相シフ
トマスク。 - 【請求項３】含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーが
環化重合によって得られる主鎖に環構造を有するポリマ
ーであることを特徴とする請求項２の位相シフトマスク
。 - 【請求項４】ガラス基板上に含フッ素脂肪族環構造を有
するポリマーの膜を形成する工程、前記ポリマー膜上に
第１の金属薄膜を形成する工程、第１の金属薄膜に紫外
線露光によりレジストパターンを形成する工程、前記レ
ジストパターンをマスクにして第１の金属薄膜をエッチ
ングする工程、第１の金属薄膜パターンをマスクに前記
ポリマー膜をエッチングする工程、ポリマーパターン上
の第１の金属薄膜を混酸で除去する工程、第２の金属薄
膜を成膜する工程、第２の金属薄膜上に紫外線露光によ
りレジストパターンを形成する工程、前記レジストパタ
ーンをマスクにして第２の金属薄膜をエッチングする工
程とからなる位相シフトマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097968A JPH04307545A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097968A JPH04307545A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04307545A true JPH04307545A (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=14206471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097968A Withdrawn JPH04307545A (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04307545A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06233776A (ja) * | 1993-01-14 | 1994-08-23 | Richard Wolf Gmbh | 体外治療機器 |
| KR20030053683A (ko) * | 2001-12-22 | 2003-07-02 | 동부전자 주식회사 | 포토 마스크 |
| JP2006039525A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-02-09 | Hoya Corp | マスクブランク用透光性基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、露光用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法及び液晶表示装置の製造方法、並びに露光用マスクの欠陥修正方法 |
| JP2010256937A (ja) * | 2004-06-22 | 2010-11-11 | Hoya Corp | グレートーンマスクブランク、グレートーンマスク及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-04 JP JP3097968A patent/JPH04307545A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06233776A (ja) * | 1993-01-14 | 1994-08-23 | Richard Wolf Gmbh | 体外治療機器 |
| KR20030053683A (ko) * | 2001-12-22 | 2003-07-02 | 동부전자 주식회사 | 포토 마스크 |
| JP2006039525A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-02-09 | Hoya Corp | マスクブランク用透光性基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、露光用マスクの製造方法、半導体装置の製造方法及び液晶表示装置の製造方法、並びに露光用マスクの欠陥修正方法 |
| JP2010256937A (ja) * | 2004-06-22 | 2010-11-11 | Hoya Corp | グレートーンマスクブランク、グレートーンマスク及びその製造方法 |
| US7862960B2 (en) | 2004-06-22 | 2011-01-04 | Hoya Corporation | Manufacturing method of transparent substrate for mask blanks, manufacturing method of mask blanks, manufacturing method of exposure masks, manufacturing method of semiconductor devices, manufacturing method of liquid crystal display devices, and defect correction method of exposure masks |
| US8039178B2 (en) | 2004-06-22 | 2011-10-18 | Hoya Corporation | Manufacturing method of transparent substrate for mask blanks, manufacturing method of mask blanks, manufacturing method of exposure masks, manufacturing method of semiconductor devices, manufacturing method of liquid crystal display devices, and defect correction method of exposure masks |
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| Date | Code | Title | Description |
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