JPH0460637A - 位相シフトマスクとその製造方法 - Google Patents

位相シフトマスクとその製造方法

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JPH0460637A
JPH0460637A JP2172150A JP17215090A JPH0460637A JP H0460637 A JPH0460637 A JP H0460637A JP 2172150 A JP2172150 A JP 2172150A JP 17215090 A JP17215090 A JP 17215090A JP H0460637 A JPH0460637 A JP H0460637A
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JP
Japan
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light
substrate
pattern
phase shift
resist
Prior art date
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Pending
Application number
JP2172150A
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English (en)
Inventor
Naoki Kitano
北野 直樹
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光リソグラフィに用いられる位相シフトマスク
とその製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕 半導体製造プロセスにおける光リソグラフィでは、位相
シフトマスクが注目されている。これを用いると、マス
クパターンの端部ての光の干渉による悪影響が除去でき
るので、光リソグラフィの高解像度化および焦点余裕度
の拡大が可能になる。
第4図は従来の自己整合型位相シフトマスクの構成を示
す断面図で、これは第37回応用物理学関係連合講演会
講演予稿集28a−PD−3、4などで公知のものであ
る。
第4図(a)の位相シフトマスクは、透光性の石英基板
1の表面に、遮光性のクロム膜パターン2およびレジス
ト膜パターン3を形成したものである。図示の通り、ク
ロム膜パターン2は製造プロセスでオーバーエツチング
されているので、レジスト膜パターン3の端部から一定
の幅たけセットハックしている。これによれば、クロム
膜バタン2か存在しない部分のレジスト膜パターン3か
位相シフタとなり、ここで透過光の位相を180度すら
せることて、光の干渉による悪影響を除去することかで
きる。
第4図(b)の位相シフトマスクでは、石英基板1の表
面にクロム膜パターン2を形成し、その間の石英基板1
をエツチングして凹部4を形成している。図示の通り、
エツチングによる凹部4から僅かにセットバックした位
置に、遮光用のクロム膜パターン2を形成している。こ
のため、凹部4の深さを透過光の位相が180度ずれる
深さとしておくことで、この部分を位相シフタとして働
かせることか可能になる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしなから、第4図(a)の従来マスクは、レジスト
膜パターン3を形成するPMMA (ポリメチルメタク
リエート)などの有機物が、位相シフタとして位相シフ
トマスクに残存するため、マスクとしての安定性に欠け
る。また、位相シフトマスクの洗浄か難しくなる。一方
、第4図(b)の従来マスクでは、エツチングによる凹
部の端面て先の散乱が生じる欠点かある。
また、第4図(b)の位相シフトマスクの製造に隙して
は、四部4の形成にはドライエツチングを用いることか
必要になるが、深さ制御か極めて困難である。更に、エ
ツチング中にゴミか発生し易い欠点もある。
本発明はかかる従来技術の問題点を解決した位相シフト
マスクと、その製造方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る位相シフトマスクは、透光性の基板と、こ
の基板上で所定パターンに形成された遮光膜パターンと
、基板中の遮光膜パターンに覆われていない部分の所定
領域に形成されt=位相シフタ領域とを備え、この位相
ンフタ領域は不純物がドーピングされて基板よりも高屈
折率もしくは低屈折率となっていることを特徴とする。
また、本発明に係る位相シフトマスクの第1の製造方法
は、透光性の基板に遮光性の材料およびレジスト材料を
順次に堆積して遮光膜およびレジスト膜を形成し、次い
でレジスト膜をバターニングしてレジストパターンを形
成する第1の工程と、レジストパターンをマスクとして
遮光性の材料を選択的に除去し、遮光膜パターンを形成
する第2の工程と、レジストパターンをマスクとして不
純物を基板中にドーピングし、基板よりも高屈折率もし
くは低屈折率となった位相シフタ領域を形成する第3の
工程と、基板とレジストパターンの間で露出した遮光膜
パターンを所定量オーバーエツチングする第4の工程と
、レジストパターンを除去する第5の工程とを備えるこ
とを特徴とする。
ここで、上記の第1の製造方法において、第3の工程に
先立って第4の工程を実行することを特徴としてもよい
また、本発明に係る位相シフトマスクの第2の製造方法
は、透光性の基板に遮光性の材料を堆積して一部を選択
的に除去することにより、所定部分に開口を有する第1
の遮光膜パターンを形成する第1の工程と、レジスト材
料を堆積してバターニングすることにより、第1の遮光
膜パターンの開口近傍の一部もくしは全部を露出させた
レジストパターンを形成する第2の工程と、レジストパ
ターンをマスクとして遮光性の材料を選択的に除去する
第3の工程と、レジストパターンをマスクとして不純物
をドーピングし、基板よりも高屈折率もくしは低屈折率
となった位相シフタ領域を形成する第4の工程と、レジ
ストパターンを除去する第5の工程とを備えることを特
徴とする。
〔作用〕
本発明に係る位相シフトマスクによれば、位相シフタ領
域は基板に比べて高屈折率もしくは低屈折率とされてい
るので、透過光に位相差か生じることとなり、従って光
の干渉の悪影響を防止し得る。
また、本発明に係る位相シフトマスクの第1の製造方法
によれば、遮光膜パターンを形成するためのレジストパ
ターンを用いて、基板中への不純物のドーピングを行な
うことにより、自己整合的に位相シフタ領域を基板に形
成することかできる。
さらに、第2の製造方法によれば、自己整合プロセスに
よることなく、基板中に不純物をドーピングすることて
位相シフタ領域を形成できる。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は実施例に係る位相シフトマスクの構成と作用を
示す図であり、同図(a)は自己整合プロセスにより作
製されたもの、同図(b)は非自己整合プロセスにより
作製されたものに対応している。また、図中の矢印は光
リソグラフィにおける露光用の光を示し、ハツチングで
示したものは位相シフタにより位相が180度ずれた透
過光に対応している。
第1図(a)の実施例では、石英基板1の表面にクロム
膜パターン2が形成され、この開口部にはクロム膜パタ
ーン2から一定の間隔をあけて位相シフタ領域5が形成
されている。同図(b)の実施例では、クロム膜パター
ン2の開口部は互いに近接した位置に形成され、一方の
開口部にのみ位相シフタ領域5が形成されている。この
位相シフタ領域5は石英基板1の屈折率よりも高いか、
または低いかのいずれかであり、これにより、透過光の
位相が180度すれるようになっている。
高屈折率化させるためのドーパントとしては、例えば窒
素(N)か用いられ、これによってSiN からなる領
域5か形成される。すなわち、位相シフタ領域5は透過
光の位相か180度すれるたけのドーパント濃度と厚さ
を有する透明層となっている。
この実施例によれば、石英基板1と位相シフタ領域5の
光学定数の差により、隣接する透過光の位相には180
度の差が生しる。従って、透過光の干渉による悪影響か
除去されるので、透過光強度のコントラストが増大する
。このため、微細なパターンを半導体ウェーハ上に形成
てきる。また、この位相シフトマスクは有機物を構成要
素に含んでいないので、安定でしかも洗浄が容易である
また、表面の凹凸も少ないので、汚染されにくく、光の
散乱も少ない効果かある。
次に、第1図(a)に示す位相シフトマスクの製造方法
を、第2図の製造工程別の素子断面図により説明する。
ます、石英基板1を用意し、表面にクロムを堆積してク
ロム膜2aを形成する。次に、P M M Aなとのレ
ジストを全面に塗布し、パターニングしてレジストパタ
ーン6を形成する(第2図(a)図示)。ここで、クロ
ム膜2aは100OA程度の厚さで蒸着すればよく、レ
ジストは500OA程度の厚さにスピンコードすればよ
い。また、レジストパターン6の形成は電子ビーム露光
と現像を用いればよい。
次に、レジストパターン6をマスクとしてクロム膜2a
をウェットエツチングにより除去し、形成されたクロム
膜パターン2bの開口部を通して、15μm程度の幅で
石英基板1を露出させる(同図(b)図示)。しかる後
、レジストパターン6およびクロム膜パターン2bをマ
スクとして、N+ (窒素イオン)を加速電圧50ke
V、ドーズffi 1016am−2オーダーでドーピ
ングし、石英基板1にSiN  を含む位相シフタ領域
5を形成する(同図(c)図示)。
次に、クロム膜パターン2bを石英基板1とレジストパ
ターン6の間の露出部からオーバーエツチングし、位相
シフタ領域5から幅0.5μm程度以下でセットバック
させたクロム膜パターン2を形成する(同図(d)図示
)。しかる後、レジストパターン6をプラズマ分解によ
り除去し、洗浄すると、同図(e)に示す自己整合型位
相シフトマスクが得られる。
次に、第1図(b)に示す位相シフトマスクの製造方法
を、第3図の製造工程別の素子断面図により説明する。
ます、石英基板1を用意し、クロム膜2aを形成した後
にレジストを塗布する。そして、レジスト膜をパターニ
ングして、第1のレジストパターン61を形成する(第
3図(a)図示)。そこで、この第1のレジストパター
ン61をマスクとして露出しているクロム膜2aをエツ
チングし、クロム膜パターン2Cを形成した後、第1の
レジスト膜9−>61を除去して新しいレジスト膜を塗
布形成する(第3図(b)図示)。
次に、電子線露光と現像により上記レジスト膜をパター
ニングし、第2のレジストパターン62を形成する。こ
の場合、第2のレジストパターン62の開口部は、クロ
ム膜パターン2Cの開口部の近傍に形成される(同図(
c)図示)。しかる後、第2のレジストパターン62を
マスクとしてクロム膜パターン2Cをエツチングし、形
成されたクロム膜パターン2の開口部を通して石英基板
1を露出させる。
次に、第2のレジストパターン62をマスクとして、N
+を前述の実施例と同一条件でドーピングし、石英基板
1に位相シフタ領域5を形成する(同図(d)図示)。
しかる後、第2のレジストパターン62を除去すると、
第3図(e)の位相シフトマスクか得られる。
前述した第2図および第3図の製造方法では、イオン注
入によって位相シフタ領域が形成されるのて、ドーピン
グ濃度および厚さの制御が極めて良好である。また、ク
リーンプロセスにより形成されるので、ゴミか発生した
りすることもない。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明した通り本発明では、位相シフタ領域
は基板に比べて高屈折率もしくは低屈折率とされている
ので、透過光に位相差が生しることとなり、従って光の
干渉の悪影響を防止し得る。
この位相シフトマスクは、表面か平坦であって安定性に
優れているので、微細パターンの光リソグラフィに好適
に使用できる。
また、本発明の第1の製造方法によれば、遮光膜パター
ンを形成するためのレジストパターンを用いて、自己整
合的に位相シフタ領域を基板に形成することかでき、第
2の製造方法によれば、自己整合プロセスによることな
く、位相シフタ領域を基板に有する位相シフトマスクか
得られる。この場合、特に位相シフタ領域の形成にイオ
ン注入法を用いることで、その厚さと屈折率を良好に制
御できるので、歩留り良く、解像度の優れた位相シフト
マスクを作製することか可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る位相シフトマスクの構成
と作用の説明図、第2図および第3図は本発明の第1お
よび第2実施例に係る位相シフトマスクの製造方法を示
す断面図、第4図は従来の位相シフトマスクの断面図で
ある。 1・・・石英基板、2・・・クロム膜パターン、5・・
・位相シフタ領域、6・・・レジストパターン、61・
・・第1のレジストパターン、62・・・第2のレジス
トパターン。 代理人弁理士   長谷用  芳  樹M1実施例の製
造方法 第2図 透過光 透過光 実施例の構成上作用 第1図 第2実施例の製造方法 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光リソグラフィに用いられる位相シフトマスクにお
    いて、 透光性の基板と、この基板上で所定パターンに形成され
    た遮光膜パターンと、前記基板中の前記遮光膜パターン
    に覆われていない部分の所定領域に形成された位相シフ
    タ領域とを備え、前記位相シフタ領域は不純物がドーピ
    ングされて前記基板よりも高屈折率もしくは低屈折率と
    なっていることを特徴とする位相シフトマスク。 2、光リソグラフィに用いられる位相シフトマスクの製
    造方法において、 透光性の基板に遮光性の材料およびレジスト材料を順次
    に堆積して遮光膜およびレジスト膜を形成し、次いで前
    記レジスト膜をパターニングしてレジストパターンを形
    成する第1の工程と、前記レジストパターンをマスクと
    して前記遮光性の材料を選択的に除去し、遮光膜パター
    ンを形成する第2の工程と、 前記レジストパターンをマスクとして不純物を前記基板
    中にドーピングし、当該基板よりも高屈折率もしくは低
    屈折率となった位相シフタ領域を形成する第3の工程と
    、 前記基板と前記レジストパターンの間で露出した前記遮
    光膜パターンを所定量オーバーエッチングする第4の工
    程と、 前記レジストパターンを除去する第5の工程とを備える
    ことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。 3、請求項2記載の位相シフトマスクの製造方法におい
    て、前記第3の工程に先立って前記第4の工程を実行す
    ることを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。 4、光リソグラフィに用いられる位相シフトマスクの製
    造方法において、 透光性の基板に遮光性の材料を堆積して一部を選択的に
    除去することにより、所定部分に開口を有する第1の遮
    光膜パターンを形成する第1の工程と、 レジスト材料を堆積してパターニングすることにより、
    前記第1の遮光膜パターンの前記開口近傍の一部もくし
    は全部を露出させたレジストパターンを形成する第2の
    工程と、 前記レジストパターンをマスクとして前記遮光性の材料
    を選択的に除去する第3の工程と、前記レジストパター
    ンをマスクとして不純物をドーピングし、前記基板より
    も高屈折率もくしは低屈折率となった位相シフタ領域を
    形成する第4の工程と、 前記レジストパターンを除去する第5の工程とを備える
    ことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994017449A1 (en) * 1993-01-21 1994-08-04 Sematech, Inc. Phase shifting mask structure with multilayer optical coating for improved transmission
FR2804517A1 (fr) * 2000-05-31 2001-08-03 Commissariat Energie Atomique Masque de lithographie a decalage de phase et procede de realisation d'un tel masque
FR2836590A1 (fr) * 2002-02-25 2003-08-29 Marie G R P Generateur de puissance electrique utilisant la fusion du criterium en helium

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