JPH0511433A - フオトマスクの製造方法及びフオトマスク - Google Patents
フオトマスクの製造方法及びフオトマスクInfo
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- JPH0511433A JPH0511433A JP3161737A JP16173791A JPH0511433A JP H0511433 A JPH0511433 A JP H0511433A JP 3161737 A JP3161737 A JP 3161737A JP 16173791 A JP16173791 A JP 16173791A JP H0511433 A JPH0511433 A JP H0511433A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＶＬＳＩチップの大規模機能素子集積化０．
２μｍルール微細化製造技術の向上に当り、フォトグラ
フィに使用する位相シフトフォトマスクを透過したコヒ
ーレント光が干渉して強め合う事がないシフタ位相差効
果により、ウェーハ上に所望のパターン寸法で転写出来
る様にする。 【構成】 透光性基板表面の透光領域上に設けた位相シ
フタと、前記シフタに隣接する遮光領域並びに透光領域
とで成る位相シフトフォトマスクを補正使用し縮小投影
露光を行う。 【効果】 所望通り原画パターン寸法をウェーハ上に明
暗鮮明に転写し得た。
２μｍルール微細化製造技術の向上に当り、フォトグラ
フィに使用する位相シフトフォトマスクを透過したコヒ
ーレント光が干渉して強め合う事がないシフタ位相差効
果により、ウェーハ上に所望のパターン寸法で転写出来
る様にする。 【構成】 透光性基板表面の透光領域上に設けた位相シ
フタと、前記シフタに隣接する遮光領域並びに透光領域
とで成る位相シフトフォトマスクを補正使用し縮小投影
露光を行う。 【効果】 所望通り原画パターン寸法をウェーハ上に明
暗鮮明に転写し得た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ＬＳＩ，ＶＬＳＩチップ上に繰返
し論理回路や、ＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ回路の大規模
機能素子集積化並びに大規模ゲートアレイの０．２μｍ
ルール微細化ＣＭＯＳ製造技術の向上に当って、例えば
本発明は、微小投影露光装置の原画である半導体製造等
のフォトマスクに関し、特に微細パターンをウェーハに
露光し、転写するのに最適なフォトマスクの製造方法に
関する。
し論理回路や、ＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ回路の大規模
機能素子集積化並びに大規模ゲートアレイの０．２μｍ
ルール微細化ＣＭＯＳ製造技術の向上に当って、例えば
本発明は、微小投影露光装置の原画である半導体製造等
のフォトマスクに関し、特に微細パターンをウェーハに
露光し、転写するのに最適なフォトマスクの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から原画パターンの描かれたフォト
マスクを光学方式で照射しマスク上の微細なパターンを
ウェーハ上に転写する微小投影露光装置が要求されてい
る。この縮小投影露光装置でどの程度まで、微細なパタ
ーンがフォトレジスト上に転写出来るかを表わす尺度と
して、解像度がある。この解像度は周期的明暗に変化す
るマスクパターンを用いて、ウェーハ上で隣接する光の
透過領域の明部２ケ所が十分に分離出来ているかで評価
される。ここで、前記ウェーハ上で隣接する光の透過領
域の明部２ケ所は、図４，図５の構造で示されているＣ
ｒ遮光体である遮光性パターン２と前記遮光パターン２
を挟んで隣接するクォーツ基板１の透光性パターン１３
と前記隣接した透光性パターンの一方上に設けられた透
光性位相シフタ３並びにエッチング溝４とからなる構造
を透過する２つの透過光線によってウェーハ上に透映さ
れた明部２ケ所である。
マスクを光学方式で照射しマスク上の微細なパターンを
ウェーハ上に転写する微小投影露光装置が要求されてい
る。この縮小投影露光装置でどの程度まで、微細なパタ
ーンがフォトレジスト上に転写出来るかを表わす尺度と
して、解像度がある。この解像度は周期的明暗に変化す
るマスクパターンを用いて、ウェーハ上で隣接する光の
透過領域の明部２ケ所が十分に分離出来ているかで評価
される。ここで、前記ウェーハ上で隣接する光の透過領
域の明部２ケ所は、図４，図５の構造で示されているＣ
ｒ遮光体である遮光性パターン２と前記遮光パターン２
を挟んで隣接するクォーツ基板１の透光性パターン１３
と前記隣接した透光性パターンの一方上に設けられた透
光性位相シフタ３並びにエッチング溝４とからなる構造
を透過する２つの透過光線によってウェーハ上に透映さ
れた明部２ケ所である。
【０００３】そこで、解像度の一層の向上手法として、
フォトマスク上で遮光部領域をはさんで透過光の相互光
線に位相差を与えると良好な結果が得られる事が知られ
ている。
フォトマスク上で遮光部領域をはさんで透過光の相互光
線に位相差を与えると良好な結果が得られる事が知られ
ている。
【０００４】フォトマスク上の遮光性領域を挾んだ透光
性領域を経ての透過光間に光の位相シフトさせるフォト
マスクパターンについてはアイ・イー・イー・トランザ
クション・オン・エレクトロン・デバイシス、ＥＤ−２
９巻、第１２号（１９８２年）第１８２８頁（IEEE Tra
ns on ElectronDevices.Vol ED-29 No.12(1982)p.182
8）におけるマーク・デービット・レベンソン（Marc D.
Levenson ）等による"Improving Resolution in photog
eapy with a phase-shifting Mask”と題する文献に於
いて論じられている。本文献で提案されているフォトマ
スクは、マスク基板１上にパターンの原画となる遮光領
域２を設け、更にその上に照射光の位相をシフトさせる
層３（以下シフタと称す）を設けている。
性領域を経ての透過光間に光の位相シフトさせるフォト
マスクパターンについてはアイ・イー・イー・トランザ
クション・オン・エレクトロン・デバイシス、ＥＤ−２
９巻、第１２号（１９８２年）第１８２８頁（IEEE Tra
ns on ElectronDevices.Vol ED-29 No.12(1982)p.182
8）におけるマーク・デービット・レベンソン（Marc D.
Levenson ）等による"Improving Resolution in photog
eapy with a phase-shifting Mask”と題する文献に於
いて論じられている。本文献で提案されているフォトマ
スクは、マスク基板１上にパターンの原画となる遮光領
域２を設け、更にその上に照射光の位相をシフトさせる
層３（以下シフタと称す）を設けている。
【０００５】レベンソン型位相シフタとしては図４に示
す如き構造が知られている。すなわち、透光性基板１上
に遮光性パターン２が設けられ、さらに隣り合う透光性
パターンの片側に位相シフタ３が設けられている。又、
同様に位相シフト効果を示すものとしてクォーツ基板１
に位相シフタ３の代わりにエッチング溝４を有するもの
として図５に示されるものが知られている。
す如き構造が知られている。すなわち、透光性基板１上
に遮光性パターン２が設けられ、さらに隣り合う透光性
パターンの片側に位相シフタ３が設けられている。又、
同様に位相シフト効果を示すものとしてクォーツ基板１
に位相シフタ３の代わりにエッチング溝４を有するもの
として図５に示されるものが知られている。
【０００６】図４，図５に示されたシフタ３並びにエッ
チング溝４の条件は、シフタ膜厚及びエッチング溝深さ
をｄ、シフタ及び透明基板の屈折率をｎ、透過光の露光
波長をλとすると、ｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝の関係が
必要となる。
チング溝４の条件は、シフタ膜厚及びエッチング溝深さ
をｄ、シフタ及び透明基板の屈折率をｎ、透過光の露光
波長をλとすると、ｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝の関係が
必要となる。
【０００７】透明光の半波長の位相差を設けることによ
るか、又、シフタを透過した光は、そのまま透光性基板
を透過した透過光とは逆位相であるため、パターン境界
部での光強度が０となり、パターンが分離して解像度の
向上となる。
るか、又、シフタを透過した光は、そのまま透光性基板
を透過した透過光とは逆位相であるため、パターン境界
部での光強度が０となり、パターンが分離して解像度の
向上となる。
【０００８】しかしながら、実際の半導体製造工程にお
けるマスクパターンは、上記透光性領域での一方にシフ
タを設ける事が不可能な場合が多く、仮に上記の規則に
従ってシフタを設ける工程が可能であった場合でも、所
望の寸法のレジストパターンが形成出来る場合が少い。
図２の特性図は、１：１の比率のラインとスペースのマ
スクによって、転写されたウェーハ上のレジストパター
ンの解像寸法とマスク寸法との関係を示している。この
図２における縦軸はレジスト解像寸法であり、横軸はマ
スク寸法を示している。ネガレジストを用いた場合に
は、マスク透過領域の寸法がレジスト解像寸法を与え
る。これらの寸法はすべてλ／ＮＡによって規格化して
ある（以下、規格化寸法と称す）。
けるマスクパターンは、上記透光性領域での一方にシフ
タを設ける事が不可能な場合が多く、仮に上記の規則に
従ってシフタを設ける工程が可能であった場合でも、所
望の寸法のレジストパターンが形成出来る場合が少い。
図２の特性図は、１：１の比率のラインとスペースのマ
スクによって、転写されたウェーハ上のレジストパター
ンの解像寸法とマスク寸法との関係を示している。この
図２における縦軸はレジスト解像寸法であり、横軸はマ
スク寸法を示している。ネガレジストを用いた場合に
は、マスク透過領域の寸法がレジスト解像寸法を与え
る。これらの寸法はすべてλ／ＮＡによって規格化して
ある（以下、規格化寸法と称す）。
【０００９】ここで、λは露光波長、ＮＡは縮小露光装
置のウェーハ側開口数である。
置のウェーハ側開口数である。
【００１０】一点鎖線は上記記載のレベンソン規則に従
ってシフタが設けられているマスク部分（以下ノーマル
配置と称す）。
ってシフタが設けられているマスク部分（以下ノーマル
配置と称す）。
【００１１】実線が上記記載の規則に従ってシフタを設
けることが出来ないマスク部分（以下アブノーマル配置
と称す）である。露光量は規格化寸法０．５４４のノー
マル配置パターンが寸法通り解像するように調整してあ
る。図２に示される通り、ノーマル配置での規格化寸法
０．３６３〜０．６３５以外はすべてレジストパターン
の細りが生じる。逆に、ある規格化寸法のアブノーマル
配置パターンが寸法通りに解像するように調整すると前
記寸法以外はレジストパターンの太りが生じる。
けることが出来ないマスク部分（以下アブノーマル配置
と称す）である。露光量は規格化寸法０．５４４のノー
マル配置パターンが寸法通り解像するように調整してあ
る。図２に示される通り、ノーマル配置での規格化寸法
０．３６３〜０．６３５以外はすべてレジストパターン
の細りが生じる。逆に、ある規格化寸法のアブノーマル
配置パターンが寸法通りに解像するように調整すると前
記寸法以外はレジストパターンの太りが生じる。
【００１２】一方位相シフト透明基板エッチング製造プ
ロセスにおいては、透明基板に透光性領域、遮光性部分
領域を形成する際にごみにより透光性部分領域、遮光性
部分領域の凹凸が生じこの凹凸の欠陥を修正する際に凹
の欠陥を修正を行うが非常に困難な問題であり、透光性
基板の表面をエッチングして透光性基板を薄くする方法
は製造プロセスが単純になり、凹の欠陥が発生しにくい
ため透光性部分、遮光性部分領域膜の形成する方法に比
べ有利である。この方法は公開特許公報昭和６２−１８
９４６８に示されているが、この中では透光性基板上の
レジストを露光現像で透光性基板の表面のエッチング部
分のレジストは除去し、遮光用金属薄膜を除去する部分
のレジストはレジストの厚みを薄くする製造方法が開示
されている。しかし、このような２段構造のレジスト構
造の形成は、高精度のパターンを形成するのが困難であ
った。
ロセスにおいては、透明基板に透光性領域、遮光性部分
領域を形成する際にごみにより透光性部分領域、遮光性
部分領域の凹凸が生じこの凹凸の欠陥を修正する際に凹
の欠陥を修正を行うが非常に困難な問題であり、透光性
基板の表面をエッチングして透光性基板を薄くする方法
は製造プロセスが単純になり、凹の欠陥が発生しにくい
ため透光性部分、遮光性部分領域膜の形成する方法に比
べ有利である。この方法は公開特許公報昭和６２−１８
９４６８に示されているが、この中では透光性基板上の
レジストを露光現像で透光性基板の表面のエッチング部
分のレジストは除去し、遮光用金属薄膜を除去する部分
のレジストはレジストの厚みを薄くする製造方法が開示
されている。しかし、このような２段構造のレジスト構
造の形成は、高精度のパターンを形成するのが困難であ
った。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来では、例えば露光
量は規格化寸法０．５４４が規則に従ってシフタが設け
られているマスク部（ノーマル配置）パターン寸法通り
に解像するように調整した場合、規則通りにシフタが設
けられているマスク部（ノーマル配置）での規格化寸法
０．３６３〜０．６３５以外ではすべてレジストパター
ンの細りが生じるなど、所望寸法のパターニングが不可
能となる。
量は規格化寸法０．５４４が規則に従ってシフタが設け
られているマスク部（ノーマル配置）パターン寸法通り
に解像するように調整した場合、規則通りにシフタが設
けられているマスク部（ノーマル配置）での規格化寸法
０．３６３〜０．６３５以外ではすべてレジストパター
ンの細りが生じるなど、所望寸法のパターニングが不可
能となる。
【００１４】本発明は、この問題を解決するため、予め
フォトマスク遮光性パターン並びに透光性パターンの寸
法を補正設計し、フォトマスクにより転写されるすべて
のパターンを所望寸法で解像出来る。又、従来は２段構
造のレジスト形成は高精度のパターンを形成するのが困
難であった。本発明は、この問題を解決するフォトマス
クの製造方法及びフォトマスクを提供するものである。
フォトマスク遮光性パターン並びに透光性パターンの寸
法を補正設計し、フォトマスクにより転写されるすべて
のパターンを所望寸法で解像出来る。又、従来は２段構
造のレジスト形成は高精度のパターンを形成するのが困
難であった。本発明は、この問題を解決するフォトマス
クの製造方法及びフォトマスクを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決するために、透光性基板表面に形成された遮光性パタ
ーンと、前記遮光性パターンを挾んで隣接した透光性パ
ターンと、前記隣接した透光性パターンの一方上に設け
られた光の位相をシフトさせる透光性位相シフタからな
る第１の領域及び遮光性パターンと透光性パターンのみ
からなる第２の領域を有するフォトマスクの製造方法に
おいて、前記第１及び第２のいずれか一方の領域のある
パターン寸法が所望通りに転写されるようにした際、少
なくとも他方の領域のパターン寸法を補正することを特
徴とするフォトマスク製造方法を提供する。
決するために、透光性基板表面に形成された遮光性パタ
ーンと、前記遮光性パターンを挾んで隣接した透光性パ
ターンと、前記隣接した透光性パターンの一方上に設け
られた光の位相をシフトさせる透光性位相シフタからな
る第１の領域及び遮光性パターンと透光性パターンのみ
からなる第２の領域を有するフォトマスクの製造方法に
おいて、前記第１及び第２のいずれか一方の領域のある
パターン寸法が所望通りに転写されるようにした際、少
なくとも他方の領域のパターン寸法を補正することを特
徴とするフォトマスク製造方法を提供する。
【００１６】又、本発明は、フォトマスクの製造方法に
おいて、透光性基板表面に形成された遮光性金属薄膜パ
ターンのマスクを形成し、前記金属薄膜パターン層上部
にポジフォトレジストを全面に塗布し、前記マスクの裏
面から全面露光した後、現像処理を行い、次いで前記レ
ジストへの紫外線照射により、ベーキングを行い、第１
レジストパターンを形成する工程と、前記第１のレジス
トパターンが形成された基板表面にフォトレジストを全
面塗布し前記金属薄膜パターン層の形成された基板の表
側からフォトレジストの特定領域を露光し、現像処理を
行い、第２のレジストパターンを形成する工程と、前記
第１及び第２のレジストパターン又は金属薄膜パターン
層をエッチングマスクとして、透光性基板表面の特定領
域をエッチングする工程とを具備したことを特徴とした
フォトマスクの製造方法を提供する。
おいて、透光性基板表面に形成された遮光性金属薄膜パ
ターンのマスクを形成し、前記金属薄膜パターン層上部
にポジフォトレジストを全面に塗布し、前記マスクの裏
面から全面露光した後、現像処理を行い、次いで前記レ
ジストへの紫外線照射により、ベーキングを行い、第１
レジストパターンを形成する工程と、前記第１のレジス
トパターンが形成された基板表面にフォトレジストを全
面塗布し前記金属薄膜パターン層の形成された基板の表
側からフォトレジストの特定領域を露光し、現像処理を
行い、第２のレジストパターンを形成する工程と、前記
第１及び第２のレジストパターン又は金属薄膜パターン
層をエッチングマスクとして、透光性基板表面の特定領
域をエッチングする工程とを具備したことを特徴とした
フォトマスクの製造方法を提供する。
【００１７】
［実施例１］本発明の実施例１について図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１８】図１，図２は、ライン アンド スペース
比率が１：１であるマスクによって転写されたウェーハ
上のレジスト・パータンの解像寸法と原画のフォトマス
ク寸法との関係を図示したものである。
比率が１：１であるマスクによって転写されたウェーハ
上のレジスト・パータンの解像寸法と原画のフォトマス
ク寸法との関係を図示したものである。
【００１９】縮小露光装置のＮＡ（Numerical apertur
e）は０．４５、コヒーレント露光波長は２４８．３ｎ
ｍ（Ｋｒ−Ｆ レーザ光）、コヒーレンスファクタは
０．３である。図１，図２において縦軸はレジスト解像
寸法であり、横軸はフォトマスクスペース（透光性部分
領域）寸法である。ネガレジストを用いた場合には、フ
ォトマスク・スペース（透光性部分領域）の寸法がレジ
スト解像寸法を与える。
e）は０．４５、コヒーレント露光波長は２４８．３ｎ
ｍ（Ｋｒ−Ｆ レーザ光）、コヒーレンスファクタは
０．３である。図１，図２において縦軸はレジスト解像
寸法であり、横軸はフォトマスクスペース（透光性部分
領域）寸法である。ネガレジストを用いた場合には、フ
ォトマスク・スペース（透光性部分領域）の寸法がレジ
スト解像寸法を与える。
【００２０】一点鎖線が規則通りシフタが設けられてい
るマスク部分であるノーマル配置、実線が規則に従って
シフトを設けることが出来ないマスク部分であるアブノ
ーマル配置である。
るマスク部分であるノーマル配置、実線が規則に従って
シフトを設けることが出来ないマスク部分であるアブノ
ーマル配置である。
【００２１】図１における露光量は０．３μｍのノーマ
ル配置パターンが寸法通り解像するように調整した。
又、図２における露光量は０．４５μｍのアブノーマル
配置パターンが寸法通り解像するように調整した。図１
に示した通りノーマル配置での寸法０．２μｍ〜０．３
５μｍ以外はすべてパターンの細りが生じる。
ル配置パターンが寸法通り解像するように調整した。
又、図２における露光量は０．４５μｍのアブノーマル
配置パターンが寸法通り解像するように調整した。図１
に示した通りノーマル配置での寸法０．２μｍ〜０．３
５μｍ以外はすべてパターンの細りが生じる。
【００２２】そこで、例えば、０．５μｍＬ／Ｓを解像
したい場合には、ノーマル配置の場合には０．６μｍの
スペース、０．４μｍのラインを有するＬ／Ｓフォトマ
スク寸法を設計すれば良く、アブノーマル配置の場合に
は０．５８μｍのスペース０．４μｍのラインを有する
Ｌ／Ｓフォトマスク寸法を設計すればよい。
したい場合には、ノーマル配置の場合には０．６μｍの
スペース、０．４μｍのラインを有するＬ／Ｓフォトマ
スク寸法を設計すれば良く、アブノーマル配置の場合に
は０．５８μｍのスペース０．４μｍのラインを有する
Ｌ／Ｓフォトマスク寸法を設計すればよい。
【００２３】又、図２に示した通りノーマル配置での寸
法０．２μｍ〜０．４５μｍパターンの太りが生じる。
法０．２μｍ〜０．４５μｍパターンの太りが生じる。
【００２４】そこで、例えば０．４μｍＬ／Ｓを解像し
たい場合には、ノーマル配置の場合には０．３２５μｍ
のスペース、０．４７５μｍのラインを有するＬ／Ｓフ
ォトマスク寸法を設計すればよい。
たい場合には、ノーマル配置の場合には０．３２５μｍ
のスペース、０．４７５μｍのラインを有するＬ／Ｓフ
ォトマスク寸法を設計すればよい。
【００２５】［実施例２］次に本発明の実施例２につい
て図面を参照にして説明する図３は実施例１でのライ
ン：スペース＝１：１と異なりフォトマスクのラインと
スペースの比率を変えた場合の解像寸法の目標寸法から
の偏差を示している。使用した縮小露光装置のＮＡは実
施例１と同様ＮＡは０．４５、露光波長は２４８．３ｎ
ｍ（Ｋｒ−Ｆ レーザ光）、コヒーレンスファクタは
０．３である。
て図面を参照にして説明する図３は実施例１でのライ
ン：スペース＝１：１と異なりフォトマスクのラインと
スペースの比率を変えた場合の解像寸法の目標寸法から
の偏差を示している。使用した縮小露光装置のＮＡは実
施例１と同様ＮＡは０．４５、露光波長は２４８．３ｎ
ｍ（Ｋｒ−Ｆ レーザ光）、コヒーレンスファクタは
０．３である。
【００２６】図３の縦軸はウェーハ上のフォトマスクの
スペース寸法（μｍ）であり、横軸はウェーハ上のフォ
トマスク（Ｃｒ）のライン寸法（μｍ）である。
スペース寸法（μｍ）であり、横軸はウェーハ上のフォ
トマスク（Ｃｒ）のライン寸法（μｍ）である。
【００２７】又、図３での等高線表示での数字はフォト
レジスト解像寸法のマイク・スペース寸法からのずれで
あり、例えば０．３μｍＬ／Ｓのフォトマスクを露光し
た場合には、そのフォトレジスト解像寸法の細りは、フ
ォトマスクスペース寸法に対して０．０１μｍ以内に収
束することを示している。
レジスト解像寸法のマイク・スペース寸法からのずれで
あり、例えば０．３μｍＬ／Ｓのフォトマスクを露光し
た場合には、そのフォトレジスト解像寸法の細りは、フ
ォトマスクスペース寸法に対して０．０１μｍ以内に収
束することを示している。
【００２８】レジスト解像寸法の目標寸法に対する誤差
は通常、最小寸法の±５％以内であるといわれている。
従って、最小寸法を０．２５μｍとした場合フォトレジ
スト解像寸法の許容誤差は±０．０１２５μｍとなる。
は通常、最小寸法の±５％以内であるといわれている。
従って、最小寸法を０．２５μｍとした場合フォトレジ
スト解像寸法の許容誤差は±０．０１２５μｍとなる。
【００２９】この為、図３から理解出来るように、許容
寸法を達成出来るのはフォトマスクスペース寸法０．３
５μｍ以下、又は、フォトマスクＣｒ寸法０．３μ以下
である。
寸法を達成出来るのはフォトマスクスペース寸法０．３
５μｍ以下、又は、フォトマスクＣｒ寸法０．３μ以下
である。
【００３０】そこで、フォトマスク・スペース寸法０．
３５μｍ以上となるマスク部分（遮光性部分領域を挾ん
で隣り合った両側の透光性部分領域間の寸法すなわち遮
光性部分領域の寸法をλ／ＮＡで除した値が０．６３５
μｍとなる場合）又は、フォトマスク寸法０．３以上と
なるマスク部分（透光性部分領域間のつまり遮光性部分
領域寸法をλ／ＮＡで除した値が０．５４４以上となる
場合）つまり、（Ｃｒ・マスク寸法＝０．３μｍ以上＝
遮光性部分領域の寸法）に対して、マスクスペース寸法
を予め補正設計し（ここでは大きめに設計することによ
って）レジスト寸法を許容誤差以内に収めることが可能
である。
３５μｍ以上となるマスク部分（遮光性部分領域を挾ん
で隣り合った両側の透光性部分領域間の寸法すなわち遮
光性部分領域の寸法をλ／ＮＡで除した値が０．６３５
μｍとなる場合）又は、フォトマスク寸法０．３以上と
なるマスク部分（透光性部分領域間のつまり遮光性部分
領域寸法をλ／ＮＡで除した値が０．５４４以上となる
場合）つまり、（Ｃｒ・マスク寸法＝０．３μｍ以上＝
遮光性部分領域の寸法）に対して、マスクスペース寸法
を予め補正設計し（ここでは大きめに設計することによ
って）レジスト寸法を許容誤差以内に収めることが可能
である。
【００３１】例えば、スペース寸法０．６μｍ、Ｃｒ寸
法０．３μｍマスク（図３の×印）では、レジスト解像
寸法は０．５３μｍとなり、目標寸法０．６μｍに対し
て０．６−０．５３＝０．０７μｍも細ってしまう。
法０．３μｍマスク（図３の×印）では、レジスト解像
寸法は０．５３μｍとなり、目標寸法０．６μｍに対し
て０．６−０．５３＝０．０７μｍも細ってしまう。
【００３２】ここで、スペース寸法０．６７μｍ、Ｃｒ
寸法０．２３μｍ（図３の○印）にマスクを設計すれ
ば、レジスト解像寸法は０．６μｍとなり、目標寸法通
りとなる。
寸法０．２３μｍ（図３の○印）にマスクを設計すれ
ば、レジスト解像寸法は０．６μｍとなり、目標寸法通
りとなる。
【００３３】［実施例３］次に、本発明の実施例３につ
いて図面を参照にして説明する。
いて図面を参照にして説明する。
【００３４】図６は本発明の位相シフトマスクの製造工
程における、第１ステップ工程として、遮光用金属薄膜
への半導体パターンの形成を行う工程を示す。
程における、第１ステップ工程として、遮光用金属薄膜
への半導体パターンの形成を行う工程を示す。
【００３５】図６で示された様に透明基板であるクォー
ツガラス基板５に遮光用金属薄膜を反応性ＥＣＲプラズ
マで形成したクロム薄膜６上にＣｒを酸化して遮光用金
属薄膜の反射防止機能を有する酸化クロム薄膜７で構成
された原板であり、例えば、酸化クロム薄膜７が存在し
なくとも、Ｃｒ薄膜６のみでも遮光性金属薄膜効果が十
分満される。次に、前記原板にスピンコート法で電子線
用ポジレジスト８を塗布した構造（図６（ｂ））を有す
る。
ツガラス基板５に遮光用金属薄膜を反応性ＥＣＲプラズ
マで形成したクロム薄膜６上にＣｒを酸化して遮光用金
属薄膜の反射防止機能を有する酸化クロム薄膜７で構成
された原板であり、例えば、酸化クロム薄膜７が存在し
なくとも、Ｃｒ薄膜６のみでも遮光性金属薄膜効果が十
分満される。次に、前記原板にスピンコート法で電子線
用ポジレジスト８を塗布した構造（図６（ｂ））を有す
る。
【００３６】図６（ａ）の構造は、通常グランクスと呼
ばれる原板であり、この原板に電子線用ポジレジスト８
をスピンコート法で塗布し、電子線描画装置でパターン
を露光後、電子線レジスト８を現像する（図６の
（ｃ））。
ばれる原板であり、この原板に電子線用ポジレジスト８
をスピンコート法で塗布し、電子線描画装置でパターン
を露光後、電子線レジスト８を現像する（図６の
（ｃ））。
【００３７】次いで、クロム及び酸化クロムのエッチン
グ液によりエッチングする事により図６（ｄ）のように
クロム薄膜６及び酸化クロム薄膜７をパターニングす
る。
グ液によりエッチングする事により図６（ｄ）のように
クロム薄膜６及び酸化クロム薄膜７をパターニングす
る。
【００３８】残った、電子線ポジレジストを剥離剤で除
去する事により、通常の半導体用のマスクが形成される
（図６（ｅ））。
去する事により、通常の半導体用のマスクが形成される
（図６（ｅ））。
【００３９】図７は、本発明のフォトマスク製造方法の
中心となる工程を示す。
中心となる工程を示す。
【００４０】図６（ｅ）の構造のマスク６，７上に主に
ｇ線に感度を有するポジレジスト９を塗布（図７
（ａ））。次に、図７（ｂ）の様に、裏面からｇ線の露
光装置を用いて全面露光し、その後ポジレジスト９を現
像処理する。するとポジレジスト９はクロム層６上にの
み残る。このポジレジスト９は後にプロセス工程のクォ
ーツガラス基板５エッチングの際にクロム６及びクロム
酸化物７が同時にエッチングされることを防ぐ。次に、
ｉ線又は遠紫外線領域で感度を有するレジストを全面に
塗布し、ｉ線又は遠紫外線の露光装置を用いて特定の領
域に対し露光を行う（図７（ｃ））。
ｇ線に感度を有するポジレジスト９を塗布（図７
（ａ））。次に、図７（ｂ）の様に、裏面からｇ線の露
光装置を用いて全面露光し、その後ポジレジスト９を現
像処理する。するとポジレジスト９はクロム層６上にの
み残る。このポジレジスト９は後にプロセス工程のクォ
ーツガラス基板５エッチングの際にクロム６及びクロム
酸化物７が同時にエッチングされることを防ぐ。次に、
ｉ線又は遠紫外線領域で感度を有するレジストを全面に
塗布し、ｉ線又は遠紫外線の露光装置を用いて特定の領
域に対し露光を行う（図７（ｃ））。
【００４１】現像処理後に形成されたレジスト１１
（３）をマスクとして、クォーツガラス基板５を位相シ
フトさせる厚さまでエッチングして図７（ｄ）の構造と
なり、フォトレジスト１１（３），９を剥離剤で除去す
る事により、図７（ｅ）の構造で示す位相シフトマスク
が出来上がる。なお、この製造工程では、２種類のレジ
ストを用いているが、１回目の露光によって形成された
レジストパターンが、２回目のレジスト塗布に次いで露
光工程によって影響を受けなければ、どんな組み合わせ
でも良く、又は１種類のレジストを使用しても構わな
い。
（３）をマスクとして、クォーツガラス基板５を位相シ
フトさせる厚さまでエッチングして図７（ｄ）の構造と
なり、フォトレジスト１１（３），９を剥離剤で除去す
る事により、図７（ｅ）の構造で示す位相シフトマスク
が出来上がる。なお、この製造工程では、２種類のレジ
ストを用いているが、１回目の露光によって形成された
レジストパターンが、２回目のレジスト塗布に次いで露
光工程によって影響を受けなければ、どんな組み合わせ
でも良く、又は１種類のレジストを使用しても構わな
い。
【００４２】例えば、１回目の露光、現像後、紫外線を
照射しながらのベーキング処理等を行えば、１回目の露
光によって形成されたレジストパターンが２回目のレジ
スト塗布、露光によって影響を受ける事はない。
照射しながらのベーキング処理等を行えば、１回目の露
光によって形成されたレジストパターンが２回目のレジ
スト塗布、露光によって影響を受ける事はない。
【００４３】上記シュミレーションによるマスク寸法の
補正設計手段によって、シフタのアブノーマル配置、及
びノーマル配置での規格化寸法０．３６３〜０．６３５
のすべてのマスクパターンにおいては、その転写後のウ
ェーハ上パターンの細りを予め考慮して、その透光性部
分領域の寸法を大きく設計する事によって、ウエーハ上
のパターン細りを無くし、所望寸法のパターニングが可
能となった。
補正設計手段によって、シフタのアブノーマル配置、及
びノーマル配置での規格化寸法０．３６３〜０．６３５
のすべてのマスクパターンにおいては、その転写後のウ
ェーハ上パターンの細りを予め考慮して、その透光性部
分領域の寸法を大きく設計する事によって、ウエーハ上
のパターン細りを無くし、所望寸法のパターニングが可
能となった。
【００４４】半導体フォトマスクの製造方法において
は、本発明により透明基板であるガラス基板の表面をエ
ッチングしてガラス基板を薄くする方法による位相シフ
トマスク効果を高精度に行なう事の出来る位相シフトマ
スクの製造が可能となった。
は、本発明により透明基板であるガラス基板の表面をエ
ッチングしてガラス基板を薄くする方法による位相シフ
トマスク効果を高精度に行なう事の出来る位相シフトマ
スクの製造が可能となった。
【００４５】この製造方法は、位相をシストするための
遮光性部分領域又は透光性部分領域をガラス基板上に形
成する方法に比べ製造プロセスが単純になり、凹の欠陥
も発生しにくいため、はるかに実用的な方法である。
又、本発明では、裏面露光の際、遮光用金属薄膜を遮光
に利用するため、非常に高精度に位相シフトするための
ガラス基板の表面をエッチングする事が出来る。このた
めの高精度の位相マスクが製造出来、位相マスクを利用
したステッパーを微細加工に対し大きな効果を発揮する
事が出来る。
遮光性部分領域又は透光性部分領域をガラス基板上に形
成する方法に比べ製造プロセスが単純になり、凹の欠陥
も発生しにくいため、はるかに実用的な方法である。
又、本発明では、裏面露光の際、遮光用金属薄膜を遮光
に利用するため、非常に高精度に位相シフトするための
ガラス基板の表面をエッチングする事が出来る。このた
めの高精度の位相マスクが製造出来、位相マスクを利用
したステッパーを微細加工に対し大きな効果を発揮する
事が出来る。
【００４６】
【発明の効果】本発明によればフォトマスクによる所望
寸法のパターンを形成することができる。
寸法のパターンを形成することができる。
【００４７】又、本発明によれば、高精度のパターンを
形成することができる。
形成することができる。
【図１】マスクの比率（Ｌ／Ｓ＝ライン／スペース＝１
／１）によって転写されたウェーハ上レジストパターン
の解像寸法とマスク寸法との関係図を示す。露光量は
０．３μｍのノーマル配置パターン寸法通り解像するす
るように調整したもので、レベンソンの規則ではれない
場合（マブノーマル配置）は実線で示し、レベンソンの
規則ではった場合（ノーマル配置）は一点鎖線で示し
た。
／１）によって転写されたウェーハ上レジストパターン
の解像寸法とマスク寸法との関係図を示す。露光量は
０．３μｍのノーマル配置パターン寸法通り解像するす
るように調整したもので、レベンソンの規則ではれない
場合（マブノーマル配置）は実線で示し、レベンソンの
規則ではった場合（ノーマル配置）は一点鎖線で示し
た。
【図２】マスクの比率（Ｌ／Ｓ＝ライン／スペース＝１
／１）によって転写されたウェーハ上レジストパターン
の解像寸法とマスク寸法との関係図を示す。露光量は
０．４５μｍのアブノーマル配置パターンが寸法通り解
像するように調整したものである。レベンソンの規則で
はれない場合（アブノーマル配置）は実線で示し、レベ
ンソンの規則ではった場合（ノーマル配置）は一点鎖線
で示した。
／１）によって転写されたウェーハ上レジストパターン
の解像寸法とマスク寸法との関係図を示す。露光量は
０．４５μｍのアブノーマル配置パターンが寸法通り解
像するように調整したものである。レベンソンの規則で
はれない場合（アブノーマル配置）は実線で示し、レベ
ンソンの規則ではった場合（ノーマル配置）は一点鎖線
で示した。
【図３】マスクのＬ／Ｓ（ライン／スペース）比率を変
えた時の解像寸法の目標寸法からの偏差を等高線図でレ
ジスト解像寸法のマスクスペース寸法からのずれを表わ
した図を示す。
えた時の解像寸法の目標寸法からの偏差を等高線図でレ
ジスト解像寸法のマスクスペース寸法からのずれを表わ
した図を示す。
【図４】位相シフタを備えた位相シフトマスクの基本構
造の断面図を示す。
造の断面図を示す。
【図５】透光性基板をエッチングする事による位相シフ
ト機能を有するエッチング溝を形成してなる位相シフト
マスクの基本構造の断面図を示す。
ト機能を有するエッチング溝を形成してなる位相シフト
マスクの基本構造の断面図を示す。
【図６】本発明の半導体用マスクの製造プロセスの第１
ステップ製造工程図を示す。
ステップ製造工程図を示す。
【図７】本発明のガラス基板の表面をエッチングして位
相シフトマスクを製造するプロセス図を示す。
相シフトマスクを製造するプロセス図を示す。
１ クォーツ基板
２ Ｃｒ遮光体
３ シフタ
４ 透光性基板、エッチング溝領域
５ クォーツガラス基板
６ 遮光用金属薄膜としてのクロム薄膜
７ 遮光用金属薄膜としての反射防止用の酸化クロム薄
膜 ８ 電子線レジスト ９ ｇ線レジスト １０ ｇ線 １１ ｉ線又は遠紫外線用レジスト １２ ｉ線又は遠紫外線 １３ 透光性基板上の透光性パターン領域
膜 ８ 電子線レジスト ９ ｇ線レジスト １０ ｇ線 １１ ｉ線又は遠紫外線用レジスト １２ ｉ線又は遠紫外線 １３ 透光性基板上の透光性パターン領域
Claims (3)
- 【請求項１】 透光性基板表面に形成された遮光性パタ
ーンと、前記遮光性パターンを挾んで隣接した透光性パ
ターンと、前記隣接した透光性パターンの一方上に設け
られた光の位相をシフトさせる透光性位相シフタからな
る第１の領域及び遮光性パターンと透光性パターンのみ
からなる第２の領域を有するフォトマスクの製造方法に
おいて、前記第１及び第２のいずれか一方の領域のある
パターン寸法が所望通りに転写されるようにした際、少
なくとも他方の領域のパターン寸法を補正することを特
徴とするフォトマスク製造方法。 - 【請求項２】 少なくとも部分的にコヒーレントな入射
光を用いるフォトリソグラフィにおいて使用するため
の、不透明領域及び透過領域を具備するマスクであっ
て、前記透過領域の隣り合ったものの少なくとも１対に
おいて、透過光が干渉して強め合うことのないように、
前記１対の透過領域を通過する光に位相差を与える透明
材料を前記１対の透過領域の少なくとも一方に設けたマ
スクにおいて、前記透明材料を少なくとも一方に設けた
少なくとも１対の隣り合った透過領域でその寸法をλ／
ＮＡで除した値が０．６３５以上となる場合又は、前記
１対の透過領域の間の不透明領域の寸法をλ／ＮＡで除
した値が０．５４４以上となる場合に、前記透過領域の
寸法を所望とするウェーハ上のパターン寸法よりも大き
い寸法に設計することを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項３】 フォトマスクの製造方法において、透光
性基板表面に形成された遮光性金属薄膜パターンのマス
クを形成し、前記金属薄膜パターン層上部にポジフォト
レジストを全面に塗布し、前記マスクの裏面から全面露
光した後、現像処理を行い、次いで前記レジストへの紫
外線照射により、ベーキングを行い、第１のレジストパ
ターンを形成する工程と、前記第１のレジストパターン
が形成された基板表面にフォトレジストを全面塗布し、
前記金属薄膜パターン層の形成された基板の表側からフ
ォトレジストの特定領域を露光し、現像処理を行い、第
２のレジストパターンを形成する工程と、前記第１及び
第２のレジストパターン又は金属薄膜パターン層をエッ
チングマスクとして、透光性基板表面の特定領域をエッ
チングする工程とを具備したことを特徴としたフォトマ
スクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16173791A JP3110801B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16173791A JP3110801B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0511433A true JPH0511433A (ja) | 1993-01-22 |
| JP3110801B2 JP3110801B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=15740931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16173791A Expired - Fee Related JP3110801B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3110801B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536604A (en) * | 1992-07-17 | 1996-07-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure mask |
| US5631109A (en) * | 1992-07-17 | 1997-05-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure mask comprising transparent and translucent phase shift patterns |
| WO2005103820A1 (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Toppan Printing Co., Ltd. | レベンソン型位相シフトマスク及びその製造方法 |
| US7754397B2 (en) | 2004-12-15 | 2010-07-13 | Toppan Printing Co., Ltd. | Phase-shift mask, manufacturing method thereof and manufacturing method of semiconductor element |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP16173791A patent/JP3110801B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536604A (en) * | 1992-07-17 | 1996-07-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure mask |
| US5631109A (en) * | 1992-07-17 | 1997-05-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure mask comprising transparent and translucent phase shift patterns |
| WO2005103820A1 (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Toppan Printing Co., Ltd. | レベンソン型位相シフトマスク及びその製造方法 |
| US7632613B2 (en) | 2004-04-23 | 2009-12-15 | Toppan Printing Co., Ltd. | Levenson type phase shift mask and manufacturing method thereof |
| KR101139986B1 (ko) * | 2004-04-23 | 2012-06-28 | 도판 인사츠 가부시키가이샤 | 레벤손형 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법 |
| US7754397B2 (en) | 2004-12-15 | 2010-07-13 | Toppan Printing Co., Ltd. | Phase-shift mask, manufacturing method thereof and manufacturing method of semiconductor element |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3110801B2 (ja) | 2000-11-20 |
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