JPH04356050A - Production of photomask having phase shift layer - Google Patents

Production of photomask having phase shift layer

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JPH04356050A
JPH04356050A JP3033891A JP3389191A JPH04356050A JP H04356050 A JPH04356050 A JP H04356050A JP 3033891 A JP3033891 A JP 3033891A JP 3389191 A JP3389191 A JP 3389191A JP H04356050 A JPH04356050 A JP H04356050A
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JP
Japan
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resist
phase shift
photomask
thin film
film
Prior art date
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Application number
JP3033891A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Kurihara
栗原正彰
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE69131878T priority patent/DE69131878T2/en
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Publication of JPH04356050A publication Critical patent/JPH04356050A/en
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Abstract

PURPOSE:To produce a phase shift reticule having high accuracy by eliminating the degradation in resolution and fluctuation in sizes by the conductive films provided in order to prevent charge-up. CONSTITUTION:This process for producing the photomask having the phase shifter layers consists in forming a resist thin film 35 on a substrate 31 formed with a phase shifter layer 34 on the photomask, plotting patterns on this resist thin film 35 by ionization radiations 37, developing the resist thin film 35 after patter plotting to form resist patterns, and etching the exposed phase shifter layer 34 with such resist patterns as a mask, then removing the remaining resist. The conductive thin film 36 is formed in order to prevent charge-up by a Langmuir-Blodgett's technique on or below the resist thin film 35 and thereafter, the patterns are plotted by the ionization radiation 37.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、LSI、超LSI等の
高密度集積回路の製造に用いられるフォトマスク及びそ
の製造方法に係り、特に、微細なパターンを高精度に形
成する際の位相シフト層を有するフォトマスクの製造方
法に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a photomask used in the manufacture of high-density integrated circuits such as LSIs and VLSIs, and a method of manufacturing the same, and particularly relates to a phase shift when forming fine patterns with high precision. The present invention relates to a method of manufacturing a photomask having layers.

【0002】0002

【従来の技術】IC、LSI、超LSI等の半導体集積
回路は、Siウェーハ等の被加工基板上にレジストを塗
布し、ステッパー等により所望のパターンを露光した後
、現像、エッチングを行う、いわゆるリソグラフィー工
程を繰り返すことにより製造されている。
[Prior Art] Semiconductor integrated circuits such as ICs, LSIs, and VLSIs are manufactured by coating a resist on a substrate to be processed such as a Si wafer, exposing a desired pattern using a stepper, etc., and then developing and etching it. It is manufactured by repeating the lithography process.

【0003】このようなリソグラフィー工程に使用され
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高性能化、高集積化に伴ってますます高精度が要求さ
れる傾向にあり、例えば、代表的なLSIであるDRA
Mを例にとると、1MビットDRAM用の5倍レチクル
、すなわち、露光するパターンの5倍のサイズを有する
レチクルにおける寸法のずれは、平均値±3σ(σは標
準偏差)をとった場合においても、0.15μmの精度
が要求され、同様に、4MビットDRAM用の5倍レチ
クルは0.1〜0.15μmの寸法精度が、16Mビッ
トDRAM用5倍レチクルは0.05〜0.1μmの寸
法精度が要求されている。
Photomasks called reticles used in such lithography processes tend to be required to have higher precision as semiconductor integrated circuits become more sophisticated and highly integrated. DRA which is LSI
Taking M as an example, the dimensional deviation of a 5x reticle for a 1M bit DRAM, that is, a reticle with a size 5 times the size of the pattern to be exposed, is the average value ± 3σ (σ is the standard deviation). Similarly, a 5x reticle for 4 Mbit DRAM requires a dimensional accuracy of 0.1 to 0.15 μm, and a 5x reticle for 16 Mbit DRAM requires a dimensional accuracy of 0.05 to 0.1 μm. dimensional accuracy is required.

【0004】さらに、これらのレチクルを使用して形成
されるデバイスパターンの線幅は、1MビットDRAM
で1.2μm、4MビットDRAMでは0.8μm、1
6MビットDRAMでは0.6μmと、ますます微細化
が要求されており、このような要求に応えるために、様
々な露光方法が研究されている。
Furthermore, the line width of device patterns formed using these reticles is 1 Mbit DRAM.
1.2μm for 4M bit DRAM, 0.8μm for 1
In 6 Mbit DRAM, there is a demand for further miniaturization of 0.6 μm, and in order to meet such demands, various exposure methods are being researched.

【0005】ところが、例えば64MDRAMクラスの
次々世代のデバイスパターンになると、これまでのレチ
クルを用いたステッパー露光方式ではレジストパターン
の解像限界となり、この限界を乗り越えるものとして、
例えば、特開昭58−173744号公報、特公昭62
−59296号公報等に示されているような、位相シフ
トマスクという新しい考え方のレチクルが提案されてき
ている。位相シフトレチクルを用いる位相シフトリソグ
ラフィーは、レチクルを透過する光の位相を操作するこ
とによって、投影像の分解能及びコントラストを向上さ
せる技術である。
However, when it comes to next-generation device patterns, such as those in the 64M DRAM class, the conventional stepper exposure method using a reticle reaches the resolution limit of the resist pattern, and in order to overcome this limit,
For example, JP-A-58-173744, JP-A-62
A reticle based on a new concept called a phase shift mask has been proposed, as shown in Japanese Patent No. 59296 and the like. Phase shift lithography using a phase shift reticle is a technique that improves the resolution and contrast of a projected image by manipulating the phase of light transmitted through the reticle.

【0006】位相シフトリソグラフィーを図面に従って
簡単に説明する。図5は位相シフト法の原理を示す図、
図6は従来法を示す図であり、図5(a)及び図6(a
)はレチクルの断面図、図5(b)及び図6(b)はレ
チクル上の光の振幅、図5(c)及び図6(c)はウェ
ハー上の光の振幅、図5(d)及び図6(d)はウェハ
ー上の光強度をそれぞれ示し、1は基板、2は遮光膜、
3は位相シフター、4は入射光を示す。
Phase shift lithography will be briefly explained with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing the principle of the phase shift method,
FIG. 6 is a diagram showing the conventional method, and FIGS. 5(a) and 6(a)
) is a cross-sectional view of the reticle, FIGS. 5(b) and 6(b) are the amplitudes of light on the reticle, FIGS. 5(c) and 6(c) are the amplitudes of light on the wafer, and FIG. 5(d) And FIG. 6(d) shows the light intensity on the wafer, where 1 is the substrate, 2 is the light shielding film,
3 indicates a phase shifter, and 4 indicates incident light.

【0007】従来法においては、図5(a)に示すよう
に、ガラス等からなる基板1にクロム等からなる遮光膜
2が形成されて、所定のパターンの光透過部が形成され
ているだけであるが、位相シフトリソグラフィーでは、
図5(a)に示すように、レチクル上の隣接する光透過
部の一方に位相を反転(位相差180°)させるための
透過膜からなる位相シフター3が設けられている。した
がって、従来法においては、レチクル上の光の振幅は図
6(b)に示すように同相となり、ウェハー上の光の振
幅も図6(c)に示すように同相となるので、その結果
、図6(d)のようにウェハー上のパターンを分離する
ことができないのに対して、位相シフトリソグラフィー
においては、位相シフターを透過した光は、図5(b)
に示すように、隣接パターンの間で互いに逆位相になさ
れるため、パターンの境界部で光強度が零になり、図5
(d)に示すように隣接するパターンを明瞭に分離する
ことができる。このように、位相シフトリソグラフィー
においては、従来は分離できなかったパターンも分離可
能となり、解像度を向上させることができるものである
In the conventional method, as shown in FIG. 5(a), a light-shielding film 2 made of chromium or the like is formed on a substrate 1 made of glass or the like, and a light-transmitting part in a predetermined pattern is formed. However, in phase shift lithography,
As shown in FIG. 5A, a phase shifter 3 made of a transmission film for inverting the phase (180° phase difference) is provided on one of the adjacent light transmission parts on the reticle. Therefore, in the conventional method, the amplitudes of the lights on the reticle are in phase as shown in FIG. 6(b), and the amplitudes of the lights on the wafer are also in phase as shown in FIG. 6(c). While it is not possible to separate the patterns on the wafer as shown in Fig. 6(d), in phase shift lithography, the light transmitted through the phase shifter is separated as shown in Fig. 5(b).
As shown in Fig. 5, since the adjacent patterns are made in opposite phases to each other, the light intensity becomes zero at the pattern boundary, and as shown in Fig.
Adjacent patterns can be clearly separated as shown in (d). In this way, in phase shift lithography, patterns that could not be separated in the past can be separated, and resolution can be improved.

【0008】次に、位相シフトレチクルの従来の製造工
程の1例を図7を参照して説明する図7は位相シフトレ
チクルの製造工程を示す断面図であり、同図(a)に示
すように、基板5上にクロムパターン6が設けられて完
成されたクロムレチクルを準備し、次に、同図(b)に
示すように、クロムパターン6の上にSiO2 等から
なる透明膜7を形成する。次に、同図(c)に示すよう
に、透明膜7上にクロロメチル化ポリスチレン等の電離
放射線レジスト層8を形成し、同図(d)に示すように
、レジスト層8に常法に従ってアライメントを行い、電
子線露光装置等の電離放射線9によって所定のパターン
を描画し、現像、リンスして、同図(e)に示すように
、レジストパターン10を形成する。
Next, an example of a conventional manufacturing process for a phase shift reticle will be explained with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process for a phase shift reticle, as shown in FIG. First, a completed chrome reticle with a chrome pattern 6 provided on a substrate 5 is prepared, and then, as shown in FIG. do. Next, as shown in the figure (c), an ionizing radiation resist layer 8 such as chloromethylated polystyrene is formed on the transparent film 7, and as shown in the figure (d), the resist layer 8 is coated in a conventional manner. After alignment, a predetermined pattern is drawn using ionizing radiation 9 from an electron beam exposure device, developed, and rinsed to form a resist pattern 10 as shown in FIG.

【0009】次に、必要に応じて加熱処理及びデスカム
処理を行った後、同図(f)に示すように、レジストパ
ターン10の開口部より露出する透明膜7部分をエッチ
ングガスプラズマ11によりドライエッチングし、位相
シフターパターン12を形成する。なお、この位相シフ
ターパターン12の形成は、エッチングガスプラズマ1
1によるドライエッチングに代えて、ウェットエッチン
グにより行ってもよいものである。
Next, after performing heat treatment and descum treatment as necessary, the portion of the transparent film 7 exposed from the opening of the resist pattern 10 is dried with an etching gas plasma 11, as shown in FIG. Etching is performed to form a phase shifter pattern 12. Note that this phase shifter pattern 12 is formed using etching gas plasma 1.
Instead of the dry etching according to No. 1, wet etching may be used.

【0010】次に、残存したレジストを、同図(g)に
示すように、酸素プラズマ13により灰化除去する。以
上の工程により、同図(h)に示すような位相シフター
12を有する位相シフトフォトマスクが完成する。
Next, the remaining resist is removed by ashing with oxygen plasma 13, as shown in FIG. 2(g). Through the above steps, a phase shift photomask having a phase shifter 12 as shown in FIG. 3(h) is completed.

【0011】[0011]

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、図7に
示したような従来の位相シフトマスクの製造方法におい
ては、位相シフター12を形成するために用いる透明膜
7をクロムパターン6の上にパターン形成するために、
レジスト層8に電子線露光装置等の電離放射線9にてパ
ターン描画する際、ガラス等の非導電性材料からなる基
材5上のこれも非導電性材料である電離放射線レジスト
層8にパターン描画するため、電離放射線9によるチャ
ージアップ現像が生じてパターン精度が低下するという
問題がある。
However, in the conventional method of manufacturing a phase shift mask as shown in FIG. In order to
When drawing a pattern on the resist layer 8 using ionizing radiation 9 from an electron beam exposure device, the pattern is drawn on the ionizing radiation resist layer 8, which is also a non-conductive material, on the base material 5 made of a non-conductive material such as glass. Therefore, there is a problem in that charge-up development due to the ionizing radiation 9 occurs and pattern accuracy decreases.

【0012】そこで、現在、レジスト層上に導電性の樹
脂をスピンコーティングにより塗布してチャージアップ
を防ぐという手法が用いられているが、このようなスピ
ンコーティング法によって導電膜を塗布する位相シフト
マスクの製造方法では、導電膜の膜厚が100〜300
nmと厚くなってしまい、また、膜厚均一性(±5nm
)も悪いので、レジスト層の解像度が悪くなり、寸法の
面内ばらつきも大きくなってしまう等の問題があった。 さらに、塗布技術に関しては、例えは有機溶剤系の導電
性高分子を水溶性レジスト上にスピンコーティング法で
塗布する場合、ポリビニルアルコールのような水溶性の
中間層を用いる必要があるので、余分な工程が必要とな
り、膜厚も厚くなって、この点からもレジスト層の解像
度が悪くなる等の問題があった。
[0012]Currently, therefore, a method is used in which a conductive resin is applied on the resist layer by spin coating to prevent charge-up. In the manufacturing method, the thickness of the conductive film is 100 to 300
The film thickness becomes as thick as 5 nm, and the film thickness uniformity (±5 nm)
) is also poor, resulting in problems such as poor resolution of the resist layer and large in-plane dimensional variations. Furthermore, regarding coating technology, for example, when applying an organic solvent-based conductive polymer onto a water-soluble resist using a spin coating method, it is necessary to use a water-soluble intermediate layer such as polyvinyl alcohol. This requires additional steps and increases the film thickness, which also poses problems such as poor resolution of the resist layer.

【0013】ところで、これとは別に、近年注目を浴び
てきた薄膜形成方法にラングミュア・ブロジェット(以
下、LBという。)法がある。この手法の特徴は、(1
)分子オーダーの有機超薄膜が得られること。
By the way, apart from this, there is a Langmuir-Blodgett (hereinafter referred to as LB) method, which is a thin film forming method that has attracted attention in recent years. The characteristics of this method are (1
) It is possible to obtain ultra-thin organic films on the molecular order.

【0014】(2)分子配向及び分子配列の制御が可能
であること。
(2) It is possible to control molecular orientation and molecular arrangement.

【0015】(3)容易に異なる分子を交互に並べたヘ
テロ膜が可能であること。
(3) It is possible to easily form a heterolayer membrane in which different molecules are arranged alternately.

【0016】(4)常温、常圧で成膜できること。(4) The film can be formed at normal temperature and pressure.

【0017】等である。このように独特の分子配列制御
が可能なことから、LB膜を利用することにより、高い
機能性を持った優れた超薄膜が作製されている。
[0017] etc. Since unique molecular arrangement control is possible in this way, excellent ultra-thin films with high functionality are produced by using LB films.

【0018】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、位相シフトレチクルの位相シ
フター形成時のチャージアップ現象を特定の導電膜によ
って効果的に防止して、チャージアップ現象によるパタ
ーン歪みをなくし、また、チャージアップ現象をなくす
ための導電膜による解像度の低下、寸法のばらつきをな
くして、高精度の位相シフトレチクルを製造することが
できる位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法を
提供することである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to effectively prevent the charge-up phenomenon when forming a phase shifter of a phase shift reticle by using a specific conductive film. A photomask with a phase shift layer that eliminates pattern distortion caused by the phenomenon, and also eliminates the reduction in resolution and dimensional variation caused by the conductive film to eliminate the charge-up phenomenon, making it possible to manufacture a high-precision phase shift reticle. An object of the present invention is to provide a manufacturing method.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題に
鑑み、超微細フォトリソグラフィーを可能とする位相シ
フトマスクを得るべく研究した結果、製造工程で用いる
導電膜をLB法で製作することにより、より高精度の位
相シフトマスクを製造することができることを見い出し
、かかる知見に基づいて本発明を完成したものである。
[Means for Solving the Problems] In view of the above-mentioned problems, the present invention has been made as a result of research to obtain a phase shift mask that enables ultra-fine photolithography. The present inventors discovered that a phase shift mask with higher precision can be manufactured by using this method, and based on this knowledge, they completed the present invention.

【0020】従来の帯電防止用の導電層の塗布は、スピ
ンコーティング法により行われていたため、その分子配
列はランダムであった。例えば、導電性化合物であるテ
トラシアノキノジメタン(TCNQ)の電荷移動錯体を
ポリマー中に分散させただけでは、分子配列や分子相互
の距離を制御することが難しく、そのため、その導電性
が低く、電子線ビーム露光の際のチャージアップ現象を
防止するために必要な導電性を得るには、膜厚が厚くな
ってしまう(100〜200nm)という欠点を持って
いた。しかしながら、この導電性化合物をLB膜中に組
み込めば、その分子配列相互の距離を制御でき、同一平
面において上記導電性化合物の芳香環が平行に存在する
ので、薄膜(2.5〜25nm)であっても高い導電性
と膜面内方向での導電異方性を得ることができる。また
、LB法では、分子を一層ずつ並べることが可能となる
ので、レジストの感度、解像度、レジスト寸法等の性能
を劣化させることなく、帯電防止膜としての効果を発揮
させることができる。
[0020] Conventional antistatic conductive layers have been applied by spin coating, so the molecular arrangement has been random. For example, if a charge transfer complex of the conductive compound tetracyanoquinodimethane (TCNQ) is simply dispersed in a polymer, it is difficult to control the molecular arrangement and the distance between molecules, and as a result, its conductivity is low. However, in order to obtain the conductivity necessary to prevent the charge-up phenomenon during electron beam exposure, the film had to be thick (100 to 200 nm). However, if this conductive compound is incorporated into the LB film, the distance between its molecular arrangements can be controlled, and since the aromatic rings of the conductive compound exist in parallel on the same plane, a thin film (2.5 to 25 nm) can be used. High conductivity and conductive anisotropy in the in-plane direction of the film can be obtained even if the film is present. In addition, in the LB method, it is possible to arrange molecules one layer at a time, so the effect as an antistatic film can be exhibited without deteriorating the performance of the resist, such as sensitivity, resolution, resist dimensions, etc.

【0021】また、ここで用いる導電性化合物は両親媒
性なので、水溶性、親油性どちらのレジストとでも、何
ら中間層を介さずに導電層を塗布することができる。
Furthermore, since the conductive compound used here is amphiphilic, the conductive layer can be coated with either water-soluble or lipophilic resist without any intermediate layer.

【0022】以下、本発明のLB法によって塗布した導
電膜を用いた位相シフトフォトマスクの製造方法につい
て、図1を参照して説明する。
A method for manufacturing a phase shift photomask using a conductive film coated by the LB method of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0023】図2に示したのは、本発明の位相シフトフ
ォトマスクを作製するにあたって使用する導電性化合物
の1例であるN−ドコシルピリジニウム・(TCNQ)
2 である。その他の有機導電性材料としては、ポリア
セチレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリチアジ
ル、ポリアズレン、ポリインデン、ポリインドール、ポ
リパラフェニレン、ポリナフチレン、ポリアントラセン
、ポリアニリン、ポリフタロシアニン、ポリフェロセン
等がある。
FIG. 2 shows N-docosylpyridinium (TCNQ), which is an example of a conductive compound used in manufacturing the phase shift photomask of the present invention.
It is 2. Other organic conductive materials include polyacetylene, polythiophene, polypyrrole, polythiazyl, polyazulene, polyindene, polyindole, polyparaphenylene, polynaphthylene, polyanthracene, polyaniline, polyphthalocyanine, polyferrocene, and the like.

【0024】図1は本発明に係る位相シフト層を有する
フォトマスクの製造方法の工程を示す断面図であり、図
中31は基板、32はクロムパターン、33はアライメ
ントマーク、34は位相シフト膜、35は電離放射線レ
ジスト、36は導電層、37は電離放射線、38は露光
部分、39はエッチングガスプラズマ、40は酸素プラ
ズマを示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing a photomask having a phase shift layer according to the present invention, in which 31 is a substrate, 32 is a chrome pattern, 33 is an alignment mark, and 34 is a phase shift film. , 35 is an ionizing radiation resist, 36 is a conductive layer, 37 is an ionizing radiation, 38 is an exposed portion, 39 is an etching gas plasma, and 40 is an oxygen plasma.

【0025】まず、レチクル上に、スピンオングラス(
SOG)あるいはスパッタ法等により、SiO2 膜を
シフター層34として形成する(図(a))。続いて、
この位相シフター層34の上に電離放射線レジストをス
ピンコーティング等の常法により均一に塗布し、加熱乾
燥処理を施し、厚さ0.1〜2.0μm程度のレジスト
層35を形成する(図(b))。加熱乾燥処理は、使用
するレジストの種類にもよるが、通常80〜200℃で
20〜60分間程度行う。次に、このレジスト層35の
上にLB法により0.0025〜0.4μm程度の導電
層36を形成する。加熱乾燥処理は、導電層36の種類
にもよるが、通常60〜100℃で2〜60分行う。
First, a spin-on glass (
A SiO2 film is formed as the shifter layer 34 by SOG) or sputtering (FIG. (a)). continue,
An ionizing radiation resist is uniformly applied onto this phase shifter layer 34 by a conventional method such as spin coating, and then heated and dried to form a resist layer 35 with a thickness of about 0.1 to 2.0 μm (see Fig. b)). The heat drying treatment is usually carried out at 80 to 200° C. for about 20 to 60 minutes, although it depends on the type of resist used. Next, a conductive layer 36 having a thickness of about 0.0025 to 0.4 μm is formed on this resist layer 35 by the LB method. The heat drying treatment is usually performed at 60 to 100° C. for 2 to 60 minutes, although it depends on the type of conductive layer 36.

【0026】次に、同図(c)に示すように、レジスト
層35に常法に従ってアライメントを行い、電子線描画
装置等の露光装置を用いて電離放射線37によりパター
ン描画をする。この際、レジスト膜35上に形成された
導電層36が余分のチャージをアースするため、アライ
メントマークも検出しやすく、また、チャージアップ現
象もなく、高精度に描画できる。なお、導電層36はレ
ジスト層35の下に形成しても同様の効果を得ることが
できる。
Next, as shown in FIG. 3C, alignment is performed on the resist layer 35 according to a conventional method, and a pattern is drawn with ionizing radiation 37 using an exposure device such as an electron beam drawing device. At this time, since the conductive layer 36 formed on the resist film 35 grounds the excess charge, alignment marks can be easily detected, and there is no charge-up phenomenon, allowing highly accurate drawing. Note that the same effect can be obtained even if the conductive layer 36 is formed under the resist layer 35.

【0027】続いて、クロロホルム等の有機溶剤で導電
層36を剥離してから所定の現像液で現像し、所定のリ
ンス液でリンスして、同図(d)に示すようなレジスト
パターン38を形成する(導電層36をレジスト層35
の下に形成する場合は、順序が逆になる。)。
Subsequently, the conductive layer 36 is peeled off with an organic solvent such as chloroform, developed with a prescribed developer, and rinsed with a prescribed rinsing liquid to form a resist pattern 38 as shown in FIG. form (conductive layer 36 and resist layer 35
If formed under , the order is reversed. ).

【0028】次に、必要に応じて加熱乾燥処理及びデス
カム処理を行った後、同図(d)に示すように、レジス
トパターン38の開口部より露出する透明膜34部分を
エッチングガスプラズマ39によりドライエッチングし
、位相シフターパターン34を形成する(同図(e))
。なお、この位相シフターパターン34の形成は、エッ
チングガスプラズマ39によるドライエッチングに代え
てウェットエッチングにより行ってもよいことは当業者
に明らかである。
Next, after performing a heat drying process and a descum process as necessary, the portion of the transparent film 34 exposed from the opening of the resist pattern 38 is etched with an etching gas plasma 39, as shown in FIG. Dry etching is performed to form a phase shifter pattern 34 (FIG. 3(e)).
. It is clear to those skilled in the art that the phase shifter pattern 34 may be formed by wet etching instead of dry etching using the etching gas plasma 39.

【0029】次に、残存したレジストを、同図(f)に
示すように、酸素プラズマ40により灰化除去する。
Next, the remaining resist is removed by ashes using oxygen plasma 40, as shown in FIG. 4(f).

【0030】以上の工程により、同図(g)に示すよう
な位相シフター34を有する位相シフトマスクが完成す
る。
Through the above steps, a phase shift mask having a phase shifter 34 as shown in FIG. 3(g) is completed.

【0031】このようにして形成された位相シフトパタ
ーンは、パターン露光時のチャージアップ現象による位
置ズレや精度劣化のない高品質な位相シフトフォトマス
クとなる。
The phase shift pattern thus formed becomes a high quality phase shift photomask free from positional deviation and precision deterioration due to charge-up phenomenon during pattern exposure.

【0032】ここで、導電層36に用いるLB導電膜の
作成方法を説明する。図2に示したような導電性化合物
をクロロホルム溶液として水面上に展開し、単分子膜を
形成させる。この単分子膜をシフター層34をパターン
ニングするためのレジスト層35上に図3に示したよう
な垂直浸漬法あるいは図4に示した水平付着法によって
累積膜を作成する。
[0032] Here, a method for forming the LB conductive film used for the conductive layer 36 will be explained. A conductive compound as shown in FIG. 2 is spread on a water surface as a chloroform solution to form a monomolecular film. A cumulative film of this monomolecular film is formed on a resist layer 35 for patterning the shifter layer 34 by a vertical dipping method as shown in FIG. 3 or a horizontal adhesion method as shown in FIG.

【0033】垂直浸漬法について説明すると、図3(a
)ないし(c)に示す方法は、疎水基21と親水基22
からなる単分子膜を形成した下層水23の表面にピスト
ン圧24を付加した状態で、ステアリン酸鉄等で疎水化
処理を施した基板25を液面に垂直に浸漬すると、疎水
基21面を基板25側に向けて単分子膜が移し取られる
。また、引き上げる時には膜は移し取られない。このよ
うな膜をX膜という。図3(d)ないし(f)に示すよ
うに、浸漬時、引き上げ時のどちらにおいても膜が移し
られた膜をY膜という。また、図3(g)ないし(i)
に示すように、浸漬時には膜が付かず、引き上げる時の
み膜が移し取られた膜をZ膜という。
To explain the vertical immersion method, Fig. 3(a)
) to (c), the hydrophobic group 21 and the hydrophilic group 22
When the substrate 25 that has been hydrophobized with iron stearate or the like is immersed perpendicularly to the liquid surface while applying piston pressure 24 to the surface of the lower water 23 on which a monomolecular film has been formed, the surface of the hydrophobic group 21 is The monomolecular film is transferred toward the substrate 25 side. Also, the membrane is not transferred when it is pulled up. Such a film is called an X film. As shown in FIGS. 3(d) to 3(f), a film that is transferred both during immersion and during pulling up is referred to as a Y film. Also, FIGS. 3(g) to (i)
As shown in Figure 2, a film in which no film is attached during immersion and is removed only when pulled up is called a Z film.

【0034】さらに、水平付着法について説明すると、
図4(a)ないし(d)に示されるように、第1隔壁2
6によって区画した水面上に形成した単分子膜にピスト
ン圧24を加えて、単分子膜に基板25を水平に接触し
て疎水基21を基板25面に付着させた(a)後に、基
板25の第1隔壁26に接触する部分とは反対の部分に
第2隔壁27を移動して基板25を引き上げる(b、c
))。次いで、(a)ないし(c)の操作を繰り返して
所定の膜厚の累積膜を形成する(d)方法である。この
場合はX膜のみが形成される。
Further, to explain the horizontal adhesion method,
As shown in FIGS. 4(a) to 4(d), the first partition wall 2
After applying piston pressure 24 to the monomolecular film formed on the water surface divided by 6 and horizontally contacting the monomolecular film with the substrate 25 to attach the hydrophobic groups 21 to the surface of the substrate 25 (a), The second partition wall 27 is moved to the part opposite to the part in contact with the first partition wall 26 and the substrate 25 is pulled up (b, c
)). Next, in method (d), operations (a) to (c) are repeated to form a cumulative film having a predetermined thickness. In this case, only the X film is formed.

【0035】以上述べたように、本発明の位相シフト層
を有するフォトマスクの製造方法は、フォトマスク上に
位相シフター層を形成した基板上に、レジスト薄膜を形
成し、このレジスト薄膜に電離放射線にてパターン描画
を行い、パターン描画後のレジスト薄膜を現像してレジ
ストパターンを形成し、このレジストパターンをマスク
として露出した位相シフター層をエッチングし、エッチ
ング終了後、残存したレジストを除去する位相シフト層
を有するフォトマスクの製造方法において、前記レジス
ト薄膜の上もしくは下にラングミュア・ブロジェット法
によって導電性薄膜を形成してから電離放射線にてパタ
ーン描画することを特徴とする方法である。
As described above, in the method of manufacturing a photomask having a phase shift layer of the present invention, a resist thin film is formed on a substrate on which a phase shifter layer is formed on the photomask, and this resist thin film is exposed to ionizing radiation. A phase shift process in which a pattern is drawn using a lithography system, the resist thin film after pattern drawing is developed to form a resist pattern, the exposed phase shifter layer is etched using this resist pattern as a mask, and the remaining resist is removed after etching is completed. A method for producing a photomask having layers, the method is characterized in that a conductive thin film is formed on or below the resist thin film by the Langmuir-Blodgett method, and then a pattern is drawn using ionizing radiation.

【0036】この場合、ラングミュア・ブロジェット導
電性薄膜形成は、垂直浸漬法によって行っても、水平付
着法によって行ってもよい。
In this case, the Langmuir-Blodgett conductive thin film formation may be carried out by a vertical dipping method or by a horizontal deposition method.

【0037】[0037]

【作用】フォトマスクは、現在、電子線露光装置を用い
た電子線リソグラフィーにより定常的に製造されている
が、最近のLSI、超LSIの高集積化に伴い、ますま
す高精度であることが要求され、すでにクロム基板上へ
電子線描画する際にても、チャージアップによる微妙な
精度低下が問題となっている。
[Operation] Photomasks are currently routinely manufactured by electron beam lithography using electron beam exposure equipment, but with the recent increase in the integration of LSIs and VLSIs, they are becoming more and more accurate. This is required, and even when performing electron beam drawing on chrome substrates, a slight drop in accuracy due to charge-up has become a problem.

【0038】さらに、このようなフォトマスクが位相シ
フトマスクに移行すると、チャージアップによる位相シ
フター形成時の精度劣化は著しいものと予想される。
Furthermore, if such a photomask is replaced by a phase shift mask, it is expected that the accuracy in forming a phase shifter due to charge-up will be significantly degraded.

【0039】本発明においては、被加工基板上に形成し
たレジスト膜の上もしくは下にLB法によって導電層を
形成し、位相シフターパターン作成の際の電離放射線描
画を基板のチャージアップなしに高精度に行うことがで
きるものであり、従来の電離放射線線リソグラフィーに
よるフォトマスク製造プロセスを大幅に変更することな
く、高精度の位相シフトレチクルを安定して製造するこ
とが可能となる。
In the present invention, a conductive layer is formed by the LB method on or under a resist film formed on a substrate to be processed, and ionizing radiation drawing when creating a phase shifter pattern can be performed with high precision without charging up the substrate. It is possible to stably manufacture a highly accurate phase shift reticle without significantly changing the conventional photomask manufacturing process using ionizing radiation beam lithography.

【0040】[0040]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。[Examples] Examples of the present invention will be described below.

【0041】実施例1 図2に示したN−ドコシルピリジニウム・(TCNQ)
2 両親媒性化合物をクロロホルムに溶かし、1mMの
導電膜用溶液を得た。次に、この導電膜用溶液を水面上
に展開し、表面圧30mN/mで単分子膜を形成させた
。 この単分子膜を垂直浸漬法により予めクロム基板に塗布
しておいたレジスト層上に4層(厚さ10nm)累積し
た。得られた膜を80℃のホットプレートで2分間加熱
して導電膜を形成した。次に、このレジスト層と導電膜
からなるレジスト膜にビーム径0.25μm、エネルギ
ー10keVの電子線を照射してパターン描画した。こ
の際、レジスト膜上にLB法による超薄膜の導電層が形
成されているため、パターンの位置ずれのない描画がで
き、また、アライメントマークも検出しやすく、チャー
ジアップ現象も発生しなかった。
Example 1 N-docosylpyridinium (TCNQ) shown in FIG.
2 The amphiphilic compound was dissolved in chloroform to obtain a 1 mM conductive film solution. Next, this conductive film solution was spread on the water surface to form a monomolecular film at a surface pressure of 30 mN/m. Four layers (thickness: 10 nm) of this monomolecular film were accumulated on a resist layer previously applied to a chromium substrate by a vertical dipping method. The obtained film was heated on a hot plate at 80° C. for 2 minutes to form a conductive film. Next, a pattern was drawn by irradiating the resist film composed of this resist layer and the conductive film with an electron beam having a beam diameter of 0.25 μm and an energy of 10 keV. At this time, since an ultra-thin conductive layer was formed on the resist film by the LB method, it was possible to draw a pattern without positional deviation, alignment marks were easy to detect, and no charge-up phenomenon occurred.

【0042】これをクロロホルムに2分間浸して導電膜
を剥膜し、次に、通常の現像液でレジストを現像し、純
水にてリンスして、レジストパターンを形成した。次に
、デスカム処理した後、フッ酸とフッ化アンモニウムか
らなるエッチング液でSOGからなる位相シフター層を
エッチングし、0.3torr、500Wの酸素プラズ
マで残存レジストをアッシングして、位相シフターパタ
ーンを得た。
[0042] This was immersed in chloroform for 2 minutes to remove the conductive film, and then the resist was developed with an ordinary developer and rinsed with pure water to form a resist pattern. Next, after descum processing, the phase shifter layer made of SOG is etched with an etching solution made of hydrofluoric acid and ammonium fluoride, and the remaining resist is ashed with oxygen plasma of 0.3 torr and 500 W to obtain a phase shifter pattern. Ta.

【0043】こうして形成された位相シフトパターンは
、パターン露光時のチャージアップ現象による位置ずれ
や精度劣化がなく、また、従来のスピンコーティングに
よる導電膜を用いる場合に比べて、レジストの感度の低
下、寸法の細りも見られなかった。
The phase shift pattern thus formed is free from positional deviation and precision deterioration due to charge-up phenomenon during pattern exposure, and is free from a decrease in resist sensitivity and a reduction in resist sensitivity compared to the case of using a conductive film formed by conventional spin coating. No reduction in size was observed.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の位相シフ
ト層を有するフォトマスクの製造方法によると、被加工
基板上に形成したレジスト膜の上もしくは下にLB法に
よって導電層を形成し、位相シフターパターン作成の際
の電離放射線描画を基板のチャージアップなしに高精度
に行うことができるものであり、従来の電離放射線線リ
ソグラフィーによるフォトマスク製造プロセスを大幅に
変更することなく、高精度の位相シフトレチクルを安定
して製造することが可能となる。
As explained above, according to the method of manufacturing a photomask having a phase shift layer of the present invention, a conductive layer is formed by the LB method on or under a resist film formed on a substrate to be processed, It is possible to perform ionizing radiation drawing with high accuracy when creating a phase shifter pattern without charging up the substrate, and it is possible to perform high-precision drawing without significantly changing the photomask manufacturing process using conventional ionizing radiation beam lithography. It becomes possible to stably manufacture a phase shift reticle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明に係る位相シフト層を有するフォトマス
クの製造方法の工程を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing steps in a method for manufacturing a photomask having a phase shift layer according to the present invention.

【図2】本発明において使用する導電性化合物の1例の
構造を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of one example of a conductive compound used in the present invention.

【図3】垂直浸漬法によるLB膜の累積方法を示すため
の図である。
FIG. 3 is a diagram showing a method of accumulating an LB film by a vertical dipping method.

【図4】水平付着法によるLB膜の累積方法を示すため
の図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method of accumulating an LB film by a horizontal deposition method.

【図5】位相シフト法の原理を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the principle of the phase shift method.

【図6】従来法を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional method.

【図7】従来の位相シフトフォトマスクの製造工程を示
す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of a conventional phase shift photomask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31…基板 32…クロムパターン 33…アライメントマーク 34…位相シフト膜 35…電離放射線レジスト 36…LB法形成導電層 37…電離放射線 38…露光部分 39…エッチングガスプラズマ 40…酸素プラズマ 31...Substrate 32...Chrome pattern 33...Alignment mark 34...Phase shift film 35...Ionizing radiation resist 36...LB method formed conductive layer 37...Ionizing radiation 38...Exposed part 39...Etching gas plasma 40...Oxygen plasma

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  フォトマスク上に位相シフター層を形
成した基板上に、レジスト薄膜を形成し、このレジスト
薄膜に電離放射線にてパターン描画を行い、パターン描
画後のレジスト薄膜を現像してレジストパターンを形成
し、このレジストパターンをマスクとして露出した位相
シフター層をエッチングし、エッチング終了後、残存し
たレジストを除去する位相シフト層を有するフォトマス
クの製造方法において、前記レジスト薄膜の上もしくは
下にラングミュア・ブロジェット法によって導電性薄膜
を形成してから電離放射線にてパターン描画することを
特徴とする位相シフト層を有するフォトマスクの製造方
法。
1. A resist thin film is formed on a substrate on which a phase shifter layer is formed on a photomask, a pattern is drawn on this resist thin film using ionizing radiation, and the resist thin film after pattern drawing is developed to form a resist pattern. A method for manufacturing a photomask having a phase shift layer, in which the exposed phase shifter layer is etched using the resist pattern as a mask, and the remaining resist is removed after the etching is completed. - A method for manufacturing a photomask having a phase shift layer, which is characterized by forming a conductive thin film using the Blodgett method and then drawing a pattern using ionizing radiation.
【請求項2】  前記ラングミュア・ブロジェット導電
性薄膜形成を垂直浸漬法によって行うことを特徴とする
請求項1記載の位相シフト層を有するフォトマスクの製
造方法。
2. The method of manufacturing a photomask having a phase shift layer according to claim 1, wherein the Langmuir-Blodgett conductive thin film is formed by a vertical dipping method.
【請求項3】  前記ラングミュア・ブロジェット導電
性薄膜形成を水平付着法によって行うことを特徴とする
請求項1記載の位相シフト層を有するフォトマスクの製
造方法。
3. The method of manufacturing a photomask having a phase shift layer according to claim 1, wherein the Langmuir-Blodgett conductive thin film is formed by a horizontal deposition method.
JP3033891A 1990-09-21 1991-02-28 Production of photomask having phase shift layer Pending JPH04356050A (en)

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